JP4855547B1 - Method for analyzing the configuration of stereotyped bodies - Google Patents
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Abstract
【課題】定形体群の立体的な配置を高精度に把握することができ、これにより定形体群の断面解析、時差比較解析などを高精度に行える定形体群の立体配置状況解析方法を提供する。
【解決手段】定形体群へ測定波を発し、3次元多点群と多数の3次元ポイントデータとを取得し、次に、3次元多点群を構成する3次元ポイントデータの中から定形体と推定される領域を順次抽出し、その後、あらかじめ取得した3次元定形体モデルを、抽出した定形体の推定領域に、画像サイズと位置とを3次元的に一致させて順次挿入する。全挿入後、定形体群の3次元CGを3Dディスプレイまたは2Dディスプレイに立体表示するので、定形体群の立体的な配置を測定誤差の影響を小さくして高精度に把握でき、定形体群の断面解析、時差比較解析などを高精度に行える。
【選択図】図1Provided is a method for analyzing the configuration of a fixed body group, which can accurately determine the three-dimensional layout of the fixed body group, and thereby perform cross-sectional analysis and time difference comparison analysis of the fixed body group with high accuracy. To do.
A measurement wave is emitted to a fixed form group, a three-dimensional multipoint group and a large number of three-dimensional point data are acquired, and then a fixed form is selected from the three-dimensional point data constituting the three-dimensional multipoint group. Are sequentially extracted, and thereafter, a three-dimensional fixed object model acquired in advance is sequentially inserted into the estimated area of the extracted fixed object so that the image size and position match three-dimensionally. Since the 3D CG of the fixed form group is displayed in a 3D display or 2D display after the entire insertion, the three-dimensional arrangement of the fixed form group can be grasped with high accuracy by reducing the influence of measurement errors. Cross-section analysis and time difference comparison analysis can be performed with high accuracy.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は定形体群の立体配置状況解析方法、詳しくは定型体群を構成する複数の定型体の配置状態を3次元的に把握可能な定形体群の立体配置状況解析方法に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional arrangement state analysis method for a fixed body group, and more particularly to a three-dimensional arrangement state analysis method for a fixed body group that can three-dimensionally understand the arrangement state of a plurality of fixed bodies constituting the fixed body group.
港湾では、防波堤に沿って四脚ブロック、六脚ブロックなどの消波ブロック(定形体)を多数据え付けて消波ブロック群(定形体群)を築き上げ、波のエネルギーを減衰させて防波堤を保護することが行われている。このような護岸工事がなされた港湾施設の劣化状況を詳細に点検し、その健全度を評価する検討基礎資料として消波ブロック群の施工箇所の調査が行われている。
この調査を簡略化し、かつ消波ブロック群の施工箇所の健全度評価を容易とする技術として、例えば特許文献1の「消波ブロックの状態計測方法」が知られている。
In harbors, a number of wave-dissipating blocks (regular bodies) such as quadruped blocks and hexapod blocks are installed along the breakwaters to build a wave-dissipating block group (regular body group), and the wave energy is attenuated to protect the breakwater. Things have been done. The state of deterioration of the harbor facilities where such revetment work was done is inspected in detail, and the construction site of the wave-dissipating block group is being investigated as a basic study material for evaluating its soundness.
As a technique for simplifying this investigation and facilitating the evaluation of the soundness level of a construction site of a wave-dissipating block group, for example, “State measurement method for wave-dissipating blocks” in Patent Document 1 is known.
特許文献1の計測方法では、まず、消波ブロック群を上方の位置からカメラにより撮像した2次元の写真画像データを第1記録装置に格納し、あらかじめ第2記録装置に消波ブロックの寸法、形状の画像データを格納しておく。その後、第2記録装置から読み出した画像データをデータ変形制御部により変形し、変形データと第1記録装置から読出した画像データとを比較照合装置により比較して一致するか否かを判断し、一致しない場合には次のデータ変形制御を行うように帰還信号をデータ変形制御部に送り、その結果を比較照合するという比較と照合のプロセスとを繰り返す。そして、一致した場合のデータ変形制御部の変形データにより、個々の消波ブロックについて、カメラから消波ブロックの中心までの距離と、稜線が向いている方向とを求めるというものである。これにより、築き上げた消波ブロック群だけでなく、個々の消波ブロックについても、正確な測定値が得られると記載されている。 In the measurement method of Patent Document 1, first, two-dimensional photographic image data obtained by capturing a group of wave-dissipating blocks with a camera from an upper position is stored in a first recording device, and the dimensions of the wave-dissipating blocks are stored in the second recording device in advance. Shape image data is stored. Thereafter, the image data read from the second recording device is deformed by the data deformation control unit, and the deformation data and the image data read from the first recording device are compared by the comparison and collation device to determine whether or not they match. If they do not match, the feedback signal is sent to the data transformation control unit so as to perform the next data transformation control, and the comparison and collation process of comparing and collating the result is repeated. Then, the distance from the camera to the center of the wave-dissipating block and the direction in which the ridge line is directed are obtained for each wave-dissipating block based on the deformation data of the data deformation control unit when they match. Thus, it is described that accurate measured values can be obtained not only for the built-up wave-dissipating block group but also for individual wave-dissipating blocks.
なお、特許文献1の実施例に記載があるように、第2記録装置に格納した消波ブロックの画像データは、モデル化した3次元形状の消波ブロック(3次元定形体モデル)の画像データであって、かつデータ変形制御部による変形計算が容易となるように、ワイヤフレームデータ形式に則ったものが記憶されている。これは、実質、3次元形状の消波ブロックを、写真画像に表れる脚の先端であるX,Y,Z軸上の3点(3次元ポイントデータ)で表示することを意味する。 As described in the example of Patent Document 1, the image data of the wave-dissipating block stored in the second recording apparatus is the image data of the modeled three-dimensional wave-dissipating block (three-dimensional fixed body model). In order to facilitate the deformation calculation by the data deformation control unit, data in accordance with the wire frame data format is stored. This means that a three-dimensional wave-dissipating block is displayed with three points (three-dimensional point data) on the X, Y, and Z axes that are the tips of the legs appearing in the photographic image.
しかしながら、特許文献1に記載された消波ブロックの状態計測方法では、このように消波ブロック群を構成する2次元形状の多数の消波ブロックと、3次元形状の消波ブロックのモデルとを、実質、3点でそれぞれ記憶し、その後、3次元形状の消波ブロックをデータ変形制御部により変形しながら、その変形データと、抽出された消波ブロックの2次元画像データとを比較照合装置を使用して2次元の平面上で対比し、一致するか否かを判断していた。しかしながら、このような3点照合法ともいうべき方法による両消波ブロックの位置合わせの信頼性は低く、大きな照合誤差が発生していた。 However, in the method for measuring a state of a wave-dissipating block described in Patent Document 1, a number of two-dimensional wave-dissipating blocks and a model of a three-dimensional wave-dissipating block constituting the wave-dissipating block group as described above are used. , Substantially storing each of the three points, and then deforming the three-dimensional wave-dissipating block by the data deformation control unit, and comparing the deformation data with the extracted two-dimensional image data of the wave-dissipating block Is used for comparison on a two-dimensional plane to determine whether or not they match. However, the reliability of positioning of both wave-dissipating blocks by a method that should be called such a three-point matching method is low, and a large matching error has occurred.
そこで、発明者は、鋭意研究の結果、近年、測定機器の低価格化および高精度化に伴い飛躍的に普及している3次元計測機、殊に、地上物を3次元測定する3Dプロファイラー、水中物を3次元測定するマルチビーム測深機に着目した。これらの計測機器は、被測定物に向かってレーザビームまたは音波を発し、被測定物を3次元多点群(X,Y,Z軸上での点群)により立体表示するものである。そこで、3次元計測機を用いて取得した消波ブロック群の3次元多点群データと3次元形状の消波ブロックの3次元画像データとを対比照合すれば、従来法が採用した写真の画像データとモデル化した3次元形状の消波ブロックの3次元画像データとを対比照合する3点照合法の場合より画像データの照合精度が高まり、最終的に求める3次元形状の消波ブロックによって築き上げた消波ブロック群の3次元CGも高精度なものが得られることを知見し、この発明を完成させた。 Therefore, as a result of diligent research, the inventor has recently developed a three-dimensional measuring machine that has been spreading rapidly with the reduction in price and accuracy of measuring instruments, in particular, a 3D profiler that three-dimensionally measures ground objects, We focused on a multi-beam sounding instrument that measures three-dimensional underwater objects. These measuring devices emit a laser beam or a sound wave toward the object to be measured, and three-dimensionally display the object to be measured by a three-dimensional multipoint group (point group on the X, Y, and Z axes). Therefore, if the three-dimensional multipoint cloud data of the wave-dissipating block group obtained using a three-dimensional measuring device is compared with the three-dimensional image data of the wave-dissipating block having a three-dimensional shape, the image of the photograph adopted by the conventional method is used. Compared with the three-point matching method, which compares the data with the 3D image data of the modeled 3D-shaped wave-dissipating block, the image data collation accuracy is improved, and finally the 3D-shaped wave-dissipating block is built. The present invention was completed by discovering that a highly accurate three-dimensional CG of the wave-dissipating block group can be obtained.
この発明は、定形体群の立体的な配置を高精度に把握することができ、これにより定形体群の断面解析、時差比較解析などを高精度に行うことができる定形体群の立体配置状況解析方法を提供することを目的としている。 This invention can grasp the three-dimensional arrangement of the fixed body group with high accuracy, and thereby the three-dimensional arrangement state of the fixed body group that can perform cross-sectional analysis, time difference comparison analysis, etc. of the fixed body group with high accuracy The purpose is to provide an analysis method.
請求項1に記載の発明は、複数の定形体からなる定形体群に測定波を発射して3次元多点群を収集することで前記定形体群の3次元形状を測定することにより、前記3次元多点群を構成する多数の点のX軸,Y軸,Z軸上での3次元ポイントデータを取得し、この定形体群を3次元ポイントデータを用いて3Dディスプレイに立体表示する工程と、あらかじめ取得した前記定形体をモデル化した3次元定形体モデルの3次元CGデータをこの3Dディスプレイへ立体表示する工程と、次に、CG処理の自動抽出制御を用い、この3Dディスプレイに立体表示された定形体群で、前記3次元多点群を構成する多数の3次元ポイントデータの中から、前記定形体と推定される定形体推定領域を順次抽出する抽出工程と、その後、CG処理の自動挿入制御を用い、前記3Dディスプレイに立体表示された定形体群で、抽出した全ての前記定形体推定領域に、前記3次元定形体モデルの3次元CGデータを、その画像サイズと位置とを3次元的に一致させて順次挿入する挿入工程と、を備え、前記定形体推定領域の全てに対して前記3次元定形体モデルの3次元CGデータが挿入された前記定形体群の3次元CGデータに基づき、前記定形体群の立体的な配置状況を解析する定形体群の立体配置状況解析方法であって、前記挿入工程は、抽出した定形体推定領域について前記3次元定形体モデルの挿入位置を指定し、この3次元定形体モデルの位置および姿勢を、X軸,Y軸,Z軸の座標位置、これら各軸回りの回転角度で示す工程と、この3次元定形体モデルのX軸,Y軸,Z軸上での移動範囲と、X軸,Y軸,Z軸回りの回転角度範囲とを含む範囲を設定する工程と、この3次元定形体モデルのX軸,Y軸,Z軸上の座標位置、X軸回転角,Y軸回転角,Z軸回転角について、前記設定した範囲内で前記3次元ポイントデータからポイント数を算出する算出工程と、抽出した定形体推定領域への前記3次元定形体モデルの挿入時、前記設定した範囲内のポイント数が最大となる3次元定形体モデルの3次元的な位置および姿勢を、抽出した定形体推定領域への挿入位置とする工程と、を含み、前記算出工程では、前記3次元定形体モデルについてその指定された挿入位置で、1ポリゴン毎に前記3次元多点群を構成する3次元ポイントデータとの垂直方向についての距離計算を行い、その距離があらかじめ設定した誤差範囲内となるポイント数を検出する定形体群の立体配置状況解析方法である。 The invention according to claim 1, by measuring a three-dimensional shape of the fixed body group by emitting a measurement wave to a fixed body group composed of a plurality of fixed bodies and collecting a three-dimensional multipoint group, A process of acquiring three-dimensional point data on the X-axis, Y-axis, and Z-axis of a large number of points constituting a three-dimensional multipoint group, and displaying the fixed form group on a 3D display using the three-dimensional point data Three-dimensional CG data of a three-dimensional fixed body model obtained by modeling the fixed body obtained in advance and three-dimensionally displaying on this 3D display, and then using the automatic extraction control of CG processing, In the displayed fixed form group, an extraction step of sequentially extracting a fixed form estimation area estimated as the fixed form from a large number of three-dimensional point data constituting the three-dimensional multipoint group, and then a CG process Automatic insertion 3D CG data of the 3D morphological model, 3D CG data of the 3D morphological model, and 3D CG data of the 3D morphological model in all the extracted 3D morphologically estimated regions in the 3D dimensional body group displayed on the 3D display. The step of inserting the three-dimensional CG data of the three- dimensional fixed-form model into the three-dimensional CG data of the three- dimensional fixed-form model into all of the fixed-form object estimation regions. Based on the three- dimensional arrangement state analysis method for a fixed-form body group for analyzing the three-dimensional arrangement state of the fixed-form body group, the insertion step determines the insertion position of the three-dimensional fixed-body model for the extracted fixed-form object estimation region. Designating and indicating the position and orientation of the three-dimensional fixed form model by the coordinate positions of the X, Y, and Z axes, and the rotation angles around these axes, and the X and Y axes of the three-dimensional fixed form model Movement on the axis and Z-axis A step of setting a range including a range and a rotation angle range around the X, Y, and Z axes, a coordinate position on the X, Y, and Z axes of this three-dimensional shaped body model, an X axis rotation angle , Y-axis rotation angle, and Z-axis rotation angle, a calculation step for calculating the number of points from the three-dimensional point data within the set range, and the insertion of the three-dimensional fixed object model into the extracted fixed object estimation area A step of setting the three-dimensional position and orientation of the three-dimensional fixed form model having the maximum number of points within the set range as an insertion position in the extracted fixed form estimation area, and in the calculation step, The distance is calculated in the vertical direction with respect to the 3D point data constituting the 3D multipoint group for each polygon at the specified insertion position of the 3D fixed form model, and the distance is set in advance. Within the error range This is a method of analyzing the configuration of a stereotyped body group that detects the number of points .
定形体としては、例えば四脚ブロック、六脚ブロック、八脚ブロックなどの消波ブロックを採用することができる。その他、法面被覆ブロック、自動車、コンテナ、異形ブロック、漁礁、建屋、配管、瓦、レンガ、ダンボール箱などでもよい。
定形体群としては、例えば海または河川の護岸用の消波ブロック群を採用することができる。その他、法面保護用の被覆工、自動車の駐車状況、コンテナの配置状況、建屋の建設状況、漁礁の設置、工場の配管設置状況、屋根の形状、レンガの壁などでもよい。
測定波としては、例えば赤外線レーザ、近赤外線レーザなどのレーザ光、超音波などを採用することができる。
3次元多点群とは、多数の点のみで表したものでも、これらの点を仮想線で結んだ三角形または四角形の格子により表現するポリゴン変換を施したものでもよい。
As the fixed form, for example, a wave-dissipating block such as a quadruped block, a hexapod block, or an octapod block can be adopted. In addition, slope covering blocks, automobiles, containers, irregular blocks, fishing reefs, buildings, piping, tiles, bricks, cardboard boxes and the like may be used.
As the fixed body group, for example, a wave-dissipating block group for sea or river revetment can be adopted. In addition, it may be a slope protection covering, car parking, container arrangement, building construction, fishing reef installation, factory piping installation, roof shape, brick wall, and the like.
As the measurement wave, for example, a laser beam such as an infrared laser or a near infrared laser, an ultrasonic wave, or the like can be used.
The three-dimensional multipoint group may be represented by only a large number of points, or may be subjected to polygon transformation that represents these points by a triangular or quadrangular lattice connecting virtual lines.
3次元多点群(3次元ポイントデータ群)を取得する3次元計測機としては、例えば3次元レーザースキャナ、3次元ソナーなどを採用することができる。その他、航空レーザースキャナ、移動体精密3次元計測システムなどでもよい。
3次元多点群の測定点数(測定点の密度)は、測定される定形体または定形体群の大きさ、形状などによってそれぞれ異なる。
「定形体と推定される領域」とは、定形体群を構成する3次元多点群のうち、3次元多点群を構成する点の分布(点在具合)から判断し、定形体を構成すると考えられる領域である。
定形体と推定される領域の抽出方法としては、例えば、コンピュータグラフィックス処理の自動抽出制御によりデータのみで抽出処理する方法を採用する。
As a three-dimensional measuring machine that acquires a three-dimensional multipoint group (three-dimensional point data group), for example, a three-dimensional laser scanner, a three-dimensional sonar, or the like can be employed. In addition, an aviation laser scanner, a moving body precision three-dimensional measurement system, etc. may be used.
The number of measurement points (density of measurement points) of the three-dimensional multipoint group differs depending on the size, shape, etc. of the measured fixed form or fixed form group.
“Region presumed to be a fixed form” is determined from the distribution of the points that make up the 3D multipoint group (spots) in the 3D multipoint group that forms the fixed form group. This is an area that can be considered.
As a method of extracting a region estimated to be a fixed form, for example, a method of extracting only data by automatic extraction control of computer graphics processing is adopted.
ここでいう「画像サイズを3次元的に一致させる」とは、前記3次元多点群を構成する多数の3次元ポイントデータの中から、抽出された定形体と推定される領域と、3次元定形体モデルの3次元CGデータとを対比する際に、抽出された定形体と推定される領域の画像サイズに、3次元定形体モデルの画像サイズを3次元的に(X,Y,Z軸の座標上で)一致させることをいう。
ここでいう「位置を3次元的に一致させる」とは、抽出された定形体と推定される領域と、3次元定形体モデルの3次元CGデータとを対比する際に、抽出された定形体と推定される領域のX,Y,Z軸の座標上での位置と、3次元定形体モデルの3次元CGデータのX,Y,Z軸の座標上での位置とを(略)一致させることをいう。
Here, “matching the image size three-dimensionally” means a region estimated as a fixed form extracted from a large number of three-dimensional point data constituting the three-dimensional multipoint group, and a three-dimensional When comparing the three-dimensional CG data of the fixed body model, the image size of the three-dimensional fixed body model is three-dimensionally (X, Y, Z axes) To match (on the coordinates).
“Matching the position three-dimensionally” as used herein means that the extracted fixed form is used when the region estimated to be the extracted fixed form is compared with the three-dimensional CG data of the three-dimensional fixed form model. The position on the X, Y, and Z axis coordinates of the estimated region and the position on the X, Y, and Z axis coordinates of the three-dimensional CG data of the three-dimensional shaped object model are (substantially) matched. That means.
ここでいう「抽出した定形体と推定される領域に、3次元定形体モデルの3次元CGデータを挿入する」とは、例えば、コンピュータグラフィックス処理の自動挿入(嵌め込み)制御による挿入を採用する。
このような挿入操作は、定形体群の3次元多点群を構成する多数の3次元ポイントデータの中から抽出された「全ての定形体と推定される領域」に対して、順次行われる。
3Dディスプレイの種類は任意である。例えば、液晶シャッターメガネが必要なフレームシーケンシャル方式、液晶シャッターメガネが不要な偏光フィルム方式または裸眼で対応できるレンチキュラーレンズ方式のものなどを採用することができる。3Dディスプレイを採用すれば、3D画像がモニタの画面上から浮き出て見え、2Dディスプレイを採用した場合に比べて、定形体群の解析時の理解力を高める。
定形体群の立体配置状況の解析としては、例えば、施工の管理、検収経年的な変形状態の把握、災害時の変形状態の把握などのための定形体群の断面解析、時差比較解析などを採用することができる。
Here, “inserting the 3D CG data of the 3D fixed form model into the region estimated to be the extracted fixed form” employs , for example, insertion by automatic insertion (insertion) control of computer graphics processing. .
Such an insertion operation is sequentially performed with respect to “regions estimated to be all fixed objects” extracted from a large number of three-dimensional point data constituting the three-dimensional multipoint group of the fixed object groups.
The type of 3D display is arbitrary. For example, a frame sequential method that requires liquid crystal shutter glasses, a polarizing film method that does not require liquid crystal shutter glasses, or a lenticular lens method that can be handled with the naked eye can be employed. If a 3D display is used, a 3D image will appear on the screen of the monitor, and the comprehension at the time of analysis of the shaped body group will be enhanced compared to the case where a 2D display is used.
The analysis of the three-dimensional arrangement status of the shaped body group includes, for example, construction management, inspection of the deformation state over the years of inspection, cross-sectional analysis of the shaped body group for understanding the deformation state at the time of disaster, time difference comparison analysis, etc. Can be adopted.
また、前記定形体群の測定には、前記3次元多点群データが取得可能な3次元計測機を使用する。
3次元計測機としては、例えば、3次元レーザースキャナ(陸上用)、3次元ソナー(水中用または海中用)などが挙げられる。その他、定形体を立体的な多点群として表示可能な計測機器でもよい。
3次元レーザースキャナとしては、例えば、オーストリアのリーグル社製の3Dイメージスキャナなどを採用することができる。また、3次元ソナーとしては、例えば、レソン社製、R2sonic社製のワイドバンドマルチビーム測定機などを採用することができる。
Further, a three-dimensional measuring instrument capable of acquiring the three-dimensional multipoint group data is used for measuring the fixed body group.
Examples of the three-dimensional measuring machine include a three-dimensional laser scanner (for land use) and a three-dimensional sonar (for underwater or underwater use). In addition, a measuring device that can display a fixed form as a three-dimensional multipoint group may be used.
As the three-dimensional laser scanner, for example, a 3D image scanner manufactured by Legle of Austria can be used. In addition, as the three-dimensional sonar, for example, a wideband multi-beam measuring machine manufactured by Reson or R2sonic can be used.
また、記定形体群の3次元CGデータおよび前記3次元定形体モデルの3次元CGデータは、前記3次元多点群を構成する各点を基点としてポリゴン変換したものである。Further, the three-dimensional CG data of the fixed form group and the three-dimensional CG data of the three-dimensional fixed form model are obtained by performing polygon conversion using each point constituting the three-dimensional multipoint group as a base point.
なお、前記3次元多点群の3次元ポイントデータの取得後、該3次元ポイントデータに基づき、3Dディスプレイの画面に前記定形体群のCGを立体表示し、前記定形体と推定される領域の抽出、および、前記3次元定形体モデルの前記定形体と推定される領域への挿入は、前記3Dディスプレイの画面上でのコンピュータグラフィックス処理における手動操作によって行うこともできる。In addition, after obtaining the 3D point data of the 3D multipoint group, based on the 3D point data, the CG of the fixed form group is stereoscopically displayed on the screen of the 3D display, and the region estimated as the fixed form is displayed. The extraction and the insertion of the three-dimensional fixed form model into the region estimated as the fixed form can also be performed by a manual operation in computer graphics processing on the screen of the 3D display.
請求項1に記載の発明によれば、定形体群に向かって測定波を発射することで、3次元多点群とそれを構成する多数の3次元ポイントデータとを取得し、次に、3次元多点群を構成する3次元ポイントデータの中から定形体と推定される領域を順次抽出し、その後、あらかじめ取得した3次元定形体モデルを、抽出した定形体と推定される領域に、それぞれ画像サイズと位置とを3次元的に一致させて順次挿入する。全ての挿入が終了した後、複数の3次元定形モデルからなる定形体群の3次元CGを、3Dディスプレイの画面に立体表示する。これにより、定形体群の立体的な配置を測定誤差の影響を小さくして高精度に把握することができるとともに、この把握した定形体群の状況に基づき、例えば定形体群の断面解析、時差比較解析などを高精度に行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, a measurement wave is emitted toward a fixed body group to obtain a three-dimensional multipoint group and a large number of three-dimensional point data constituting the group, and then 3 Extract the region estimated to be a fixed form sequentially from the three-dimensional point data constituting the multidimensional point group, and then convert the 3D fixed form model acquired in advance to the region estimated to be the extracted fixed form respectively. The image size and position are sequentially inserted in a three-dimensional manner. After all the insertions are completed, the three-dimensional CG of the fixed body group composed of a plurality of three-dimensional fixed models is stereoscopically displayed on the screen of the 3D display. As a result, the three-dimensional arrangement of the shaped object group can be grasped with high accuracy by reducing the influence of the measurement error, and based on the grasped state of the shaped object group, for example, cross-sectional analysis of the shaped object group, time difference Comparison analysis and the like can be performed with high accuracy.
また、定形体群の測定時には、3次元計測機を使用して定形体群の3次元多点群データを取得する。例えば、3次元計測機として3次元レーザースキャナを採用した場合には、陸上部で密な点群データを高速度、高精度に取得することができる。また、3次元計測機として3次元ソナーを採用した場合には、レーザ測量機による測量が困難な水中での3次元計測を、超音波を使用して行うことができる。 Further, at the time of measuring the fixed body group, three-dimensional multipoint group data of the fixed body group is acquired using a three-dimensional measuring machine. For example, when a three-dimensional laser scanner is adopted as a three-dimensional measuring machine, dense point cloud data can be acquired at high speed and high accuracy on the land. In addition, when a three-dimensional sonar is employed as the three-dimensional measuring instrument, three-dimensional measurement in water, which is difficult to measure with a laser survey instrument, can be performed using ultrasonic waves.
また、定形体群の3次元CGを、3次元多点群を構成する各点を基点としてポリゴン変換するため、3次元CG上で適切に陰線処理を行うことで、モニタ(画面)上で奥行き方向の位置を把握することができる。これにより、複雑な状況を高精度な点群データにより正確に再現することができる。 In addition, since the three-dimensional CG of the fixed form group is subjected to polygon conversion using each point constituting the three-dimensional multipoint group as a base point, depth processing is performed on the monitor (screen) by appropriately performing hidden line processing on the three-dimensional CG. The position of the direction can be grasped. Thereby, a complicated situation can be accurately reproduced with highly accurate point cloud data.
なお、3次元多点群の3次元ポイントデータの取得後は、3次元ポイントデータに基づき、3Dディスプレイの画面に定形体群のCGを立体表示する。その後、定形体と推定される領域の抽出と、3次元定形体モデルの定形体と推定される領域への挿入とを、3Dディスプレイの画面上でのコンピュータグラフィックス処理における手動操作によってそれぞれ行うこともできる。これにより、実物の成型誤差、変形などによって寸法誤差が生じていても3次元定形体モデルを挿入することができる。また、定形体の一部だけしか測定していない場合でもこれを挿入することができる。 In addition, after acquiring the three-dimensional point data of the three-dimensional multipoint group, the CG of the fixed form group is stereoscopically displayed on the screen of the 3D display based on the three-dimensional point data. Thereafter, extraction of a region estimated to be a fixed object and insertion of the three-dimensional fixed object model into a region that is estimated to be a fixed object are performed by manual operation in computer graphics processing on the screen of the 3D display. You can also. As a result, even if a dimensional error occurs due to an actual molding error, deformation, or the like, the three-dimensional fixed body model can be inserted. Moreover, even when only a part of the fixed form is measured, it can be inserted.
以下、この発明の実施例を具体的に説明する。なお、ここでは海岸の防波堤に沿って築き上げた消波ブロック群の立体配置状況解析方法について、一部に手動操作を伴う場合(参考例)と、完全な自動化による定形体群の立体配置状況解析方法との2つの場合を例に説明する。説明の都合上、Y方向を防波堤の長さ方向、X方向を防波堤の幅方向、Z方向を上下方向とする。 Examples of the present invention will be specifically described below. In addition, here, as for the method of analyzing the three-dimensional arrangement of the wave-dissipating blocks built along the coastal breakwater, some manual operations (reference example) and three-dimensional arrangement analysis of the fixed body group by full automation Two cases of the method will be described as an example. For convenience of explanation, the Y direction is the length direction of the breakwater, the X direction is the width direction of the breakwater, and the Z direction is the vertical direction.
まず、図1〜図9を参照して、この発明の参考例に係る一部に手動操作を伴う定形体群の立体配置状況解析方法を説明する。
図1のフローシートに示すように、この発明の参考例に係る定形体群の立体配置状況解析方法は、ステップS100において、まず防波堤に沿って築き上げた消波ブロック群の海上部分を3次元レーザースキャナにより測量し、かつ消波ブロック群の海中部分を3次元ソナーにより測量する。これに先立ち、防波堤上の基準点をGPS(全地球測位システム),TS(トータルステーション)などにより測量後、3次元レーザースキャナを防波堤上に設置し、その基準点の位置合わせを行うとともに、3次元ソナー(レソン社製またはR2sonic社製)のワイドバンドマルチビーム測定機)を搭載した測量船を防波堤の近くに配置し、3次元ソナーのGPSを利用した基準点の位置合わせを行う。
First, with reference to FIGS. 1 to 9, a method for analyzing a three-dimensional arrangement state of a fixed body group with manual operation in part according to a reference example of the present invention will be described.
As shown in the flow sheet of FIG. 1, in the three-dimensional arrangement state analysis method for the shaped object group according to the reference example of the present invention, in step S100, first, the sea portion of the wave-dissipating block group built along the breakwater is a three-dimensional laser. Survey with a scanner, and survey the underwater part of the wave-dissipating block group with a three-dimensional sonar. Prior to this, after measuring the reference point on the breakwater with GPS (Global Positioning System), TS (Total Station), etc., a 3D laser scanner is installed on the breakwater, and the reference point is aligned and 3D. A survey ship equipped with a sonar (Lason or R2sonic wideband multi-beam measuring machine) is placed near the breakwater, and the reference points are aligned using the 3D sonar GPS.
以下、図2に示す3次元レーザースキャナ(3次元計測機)10による消波ブロック群の海上部分の測量方法を説明する。
あらかじめ、防波堤上に任意点として設置した反射板が写り込むように観測を行う。具体的には、反射板の位置をプログラム上で抽出し、その位置情報により3次元レーザースキャナ(リーグル社製の3Dイメージスキャナ)10の設置位置を確認し、観測データにその座標位置を記入する。
次に、ステップS101では、消波ブロック群11(図3)の観測目標を定め、観測エリアの絞り込みを行った上で、防波堤上に設置した3次元レーザースキャナ10により近赤外線のレーザビームを消波ブロック群11の海上部分の所定範囲に照射し、スキャンする。これにより、消波ブロック群11の海上部分の3次元多点群とそれを構成する多数の3次元ポイントデータとを取得し、その後、3次元多点群を構成する各点を基点としてポリゴン変換した消波ブロック群11を、3Dディスプレイ(2Dディスプレイでも可能)の画面に立体表示する。
Hereinafter, the surveying method of the sea part of the wave-dissipating block group by the three-dimensional laser scanner (three-dimensional measuring machine) 10 shown in FIG. 2 will be described.
Observe in advance so that the reflector installed as an arbitrary point on the breakwater is reflected. Specifically, the position of the reflecting plate is extracted on the program, the installation position of the three-dimensional laser scanner (3D image scanner manufactured by Regal Corporation) 10 is confirmed from the position information, and the coordinate position is written in the observation data. .
Next, in step S101, the observation target of the wave-dissipating block group 11 (FIG. 3) is set, the observation area is narrowed down, and the near-infrared laser beam is extinguished by the three-
次に、図4に示す3次元ソナー(3次元計測機)12による消波ブロック群11の海中部分の測量方法を説明する。
図4に示すように、防波堤の近くに観測船16を配置し、基準点の位置合わせ後、消波ブロック群11の観測目標を定め、観測エリアの絞り込みを行った上で、観測船16に搭載した3次元ソナー12により消波ブロック群11の海中部分に向けて超音波を発信して観測を行う(S100)。具体的には、海底のプロファイルも含めて消波ブロック群11の海中部分を計測し、120°×0.5°のフットプリントで3次元多点群を構成する3次元ポイントデータを取得し、その後、ステップS102において、3次元多点群を構成する各点を基点としてポリゴン変換した消波ブロック群11を、3Dディスプレイの画面に立体表示する(図3)。
Next, a method for surveying the underwater portion of the wave-dissipating
As shown in FIG. 4, the
多数本のビームを形成して高密度なデータにより、海底の全エリアをオーバーラップ測深によってカバーし、詳細な消波ブロック群11の海中部分の3次元形状を取得する。また、観測船16の船体の動揺や方向についての補正(ローリング、ピッチング、ヒービング、ヘッディング)は、各センサとRTK/GPS(干渉測位方式)13の高精度位置情報とがリンクして連続して行われる。RTK/GPS13とは、測量地点で、基準受信機を参照基準点(既知)に設置し、移動受信機により電子基準点から受信する電波の位相差を計測し、測位計算するものである。測位時間は1分間以下、誤差は数cmである。このときの観測条件は、周波数が200〜400kHz、ビーム幅(進行方向×直行方向)が1.0°×0.5°kHz、ビーム数が256、スワッス幅が160°、パルス幅50μsである。
A large number of beams are formed and high-density data is used to cover the entire area of the seabed by overlap depth measurement, and a detailed three-dimensional shape of the underwater portion of the wave-dissipating
また、あらかじめ消波ブロック群11を構成する消波ブロックを細かくポリゴン変換して3次元的にモデル化した3次元消波ブロックモデル(3次元定形体モデル、図5(a),(b))14の3次元CGデータを取得し、3Dディスプレイの画面に立体表示する(S102)。なお、各ポリゴンは、コンピュータグラフィックス上でポイントデータとの関係が表示され、かつ適切に陰線処理される。このことは、上述した3次元レーザースキャナ10、3次元ソナー12を使用してそれぞれ取得した3次元多点群の各ポリゴンについても同様である。
次に、ステップS103では、3次元消波ブロックモデル14について、X,Y,Z軸の中心位置と、これらの軸を中心とした回転角(α;X軸回転角,β;Y軸回転角,λ;Z軸回転角)との初期値を、任意に指定(ここでは0°)する。
次いで、ステップS104では、消波ブロックと推定される領域15の中心位置からの距離を基準とし、消波ブロック群11を構成する各消波ブロックと推定される領域15のポイントデータを順次抽出する(図6)。
Further, a three-dimensional wave-dissipating block model (three-dimensional definite body model, FIGS. 5A and 5B) in which the wave-dissipating blocks constituting the wave-dissipating
Next, in step S103, with respect to the three-dimensional wave-dissipating
Next, in step S104, the point data of the
その後、ステップS105では、抽出した消波ブロックと推定される領域15と、3次元消波ブロックモデル14とを、それぞれコンピュータグラフィックス処理上の手動操作により、画像サイズと位置とを3次元的に一致させて順次挿入する。具体的には、マウスまたはキーを操作して、抽出した消波ブロックと推定される領域15の大きさに合わせて3次元消波ブロックモデル14を適宜拡大または縮小する。かつ、抽出した消波ブロックと推定される領域15に合わせて、3次元消波ブロックモデル14を適宜X方向,Y方向,Z方向へ移動させるとともに、適宜X軸を中心とした方向、Y軸を中心とした方向、Z軸を中心とした方向へ回転させて、3次元的な位置合わせを行う。これらの操作は、まず大まかな位置合わせがなされた後(図7)、微細な調整が行われる(図8)。
Thereafter, in step S105, the
その後、ステップS106では、挿入(嵌め込み)が終了したか否かを3Dディスプレイの画面上で作業者が視認し、それを判断する。挿入終了の場合には次のステップS107へ進み、挿入にずれがある場合には前のステップS105へ戻る。
次のステップS107では、抽出した消波ブロックと推定される領域15に破損変形などがあるか否かを判断する。破損変形がない場合には、次のステップS108に進み、破損変形がある場合にはステップS109に進んで、その抽出した消波ブロックと推定される領域15に対して、「破損変形有り」の関連付けを行う。
次のステップS108では、3次元消波ブロックモデル14の追加が行われ、次に抽出した消波ブロックと推定される領域15への3次元消波ブロックモデル14の挿入作業が行われる。
Thereafter, in step S106, the operator visually recognizes whether or not the insertion (insertion) has been completed on the screen of the 3D display, and determines that. When the insertion is completed, the process proceeds to the next step S107, and when there is a deviation in the insertion, the process returns to the previous step S105.
In the next step S107, it is determined whether or not there is a damaged deformation or the like in the
In the next step S108, the three-dimensional wave-dissipating
続くステップS110では、全ての抽出した消波ブロックと推定される領域15に対して、3次元消波ブロックモデル14が挿入されたか否かが判断され、全区域が終了した場合にはプログラムが終了し、そうでなければステップS103に戻る。
以上のようにして得られた多数の3次元消波ブロックモデル14からなる消波ブロック群11に基づき、消波ブロック群11の立体的な配置を測定誤差の影響を小さくして高精度に把握することができる(図9)。しかも、この多数の3次元消波ブロックモデル14からなる消波ブロック群11からCDデータを作成し、このCDデータを使用して、例えば消波ブロック群11の断面解析、時差比較解析などを高精度に行うことができる。
In subsequent step S110, it is determined whether or not the three-dimensional wave-dissipating
Based on the wave-dissipating
次に、図10および図11を参照して、この発明の実施例に係る定形体群の立体配置状況解析方法を説明する。
この発明の実施例に係る定形体群の立体配置状況解析方法の特徴は、参考例の一部に手動操作を伴う定形体群の立体配置状況解析方法に対して、これを完全自動化した点を特徴とする。
Next, with reference to FIG. 10 and FIG. 11, a method for analyzing the three-dimensional arrangement state of the fixed body group according to the embodiment of the present invention will be described.
The feature of the three-dimensional configuration analysis method of the fixed body group according to the embodiment of the present invention is that it is fully automated with respect to the three-dimensional configuration situation analysis method of the fixed body group that involves manual operation as a part of the reference example. Features.
以下、図10および図11のフローシートを参照して実施例の特徴を詳しく説明する。
図10のフローシートにおいて、ステップS200の消波ブロック群11の3次元計測と、ステップ201の3次元多点群をポリゴン変換した消波ブロック群11の3Dディスプレイへの立体表示と、ステップ202の3次元消波ブロックモデル14の3次元CGデータの3Dディスプレイへの立体表示とは、参考例の対応する処理(ステップS100〜S102)と同一である。以下、ステップ毎に説明する。
Hereinafter, the features of the embodiment will be described in detail with reference to the flow sheets of FIGS. 10 and 11.
10, the three-dimensional measurement of the wave-dissipating
ステップS203では、消波ブロック群11のポイントデータの全区域を、1辺の実測値が数mとなる立方体形状の立体格子によって区分する。ただし、格子サイズEは、3次元立体消波ブロックモデル14の実測サイズによって任意に変更される。
ステップS204では、1番目の立体格子内の3次元消波ブロックモデル14について、X,Y,Z軸の中心位置と、これらの軸を中心とした回転角(α;X軸回転角,β;Y軸回転角,λ;Z軸回転角)の初期値を、任意に指定(ここでの回転角は全て0°)する。このとき、座標値は1番目の立体格子の中心座標に設定する。
図11のフローシートにおいて、ステップS205では、1番目の立体格子の中心位置からの距離を基準とし、消波ブロック群11を構成する各消波ブロックと推定されるポイントデータを順次抽出する。なお、前記立体格子の中心位置からの距離は立体格子のサイズを勘案して設定する。
In step S203, the entire area of the point data of the wave-dissipating
In step S204, the center position of the X, Y and Z axes and the rotation angle (α; X axis rotation angle, β; The initial value of the Y-axis rotation angle, λ; Z-axis rotation angle) is arbitrarily specified (the rotation angles here are all 0 °). At this time, the coordinate value is set to the center coordinate of the first three-dimensional lattice.
In the flow sheet of FIG. 11, in step S <b> 205, point data estimated as each wave-dissipating block constituting the wave-dissipating
ステップS206では、3次元消波ブロックモデル14をX軸,Y軸,Z軸上で移動する範囲と、3次元消波ブロックモデル14を、X軸を中心として,Y軸を中心として,Z軸を中心としてそれぞれ回転する範囲とを設定する。具体的には、その移動の位置範囲Aを格子サイズEとし、位置範囲Aの分割数Bを100(10cm)、角度範囲Cを360、角度範囲Cの分割数36(10°)とする。なお、位置範囲Aの分割数Bおよび角度範囲Cの分割数は任意に変更することができる。この分割数が任意に変更可能なことは、ステップS210の処理でも同じである。
ステップS207では、3次元消波ブロックモデル14の位置および姿勢を示すX軸,Y軸,Z軸上の座標位置、これらの軸を中心とした回転角(X軸回転角α,Y軸回転角β,Z軸回転角λ)について、誤差範囲内のポイント数(ここでは1000ポイント以内)を検出する。具体的には、指定された挿入位置(嵌め込み位置)で、1ポリゴン毎に点群データとの垂直方向についての距離計算を行い、その距離が誤差範囲内(例えば5cm)となるポイント数を検出する。なお、その距離の計算回数はA/Bの3乗×C/Dの3乗である。
In step S206, a range in which the three-dimensional wave-dissipating
In step S207, coordinate positions on the X, Y, and Z axes indicating the position and orientation of the three-dimensional wave-dissipating
ステップS208では、抽出した消波ブロックと推定される領域15への3次元消波ブロックモデル14の挿入(嵌め込み)時、あらかじめ設定した誤差範囲内のポイント数が最大となる3次元消波ブロックモデル14の3次元的な位置(X軸,Y軸,Z軸上の位置、X軸回転角α,Y軸回転角β,Z軸回転角λ)を、抽出した消波ブロックと推定される領域15への挿入位置とする。
In step S208, the three-dimensional wave-dissipating block model that maximizes the number of points within a preset error range when the three-dimensional wave-dissipating
ステップS209では、指定された数だけステップS208の処理が繰り返されたか否かを判断する。ここでいう「指定された数」とは100であり、これは挿入の精度と繰り返しの計算量を勘案したものである。指定数に達した場合には、ステップS211に進み、指定数に達していない場合にはステップS210に進んだ後、ステップS207へ戻ることで、指定数に達するまでステップS207〜S209を繰り返す。なお、このステップS210では、位置範囲AをA/B、分割数Bを100とするとともに、角度範囲CをC/D、分割数を36とする。これらの処理は、1回目で3次元的な位置と角度とを粗く計算して3次元消波ブロックモデル14の姿勢の概略をつかみ、2回目以降のループで詳細にあてはめる計算を行う。すなわち、抽出した消波ブロックと推定される領域15への3次元消波ブロックモデル14の挿入は、大まかな位置合わせがなされた後(図7)、微細な調整が行われる(図8)。
In step S209, it is determined whether the process in step S208 has been repeated for the designated number. The “specified number” here is 100, which takes into account the accuracy of insertion and the amount of calculation of repetition. If the specified number has been reached, the process proceeds to step S211. If the specified number has not been reached, the process proceeds to step S210 and then returns to step S207 to repeat steps S207 to S209 until the specified number is reached. In step S210, the position range A is A / B, the division number B is 100, the angle range C is C / D, and the division number is 36. In these processes, the three-dimensional position and angle are roughly calculated at the first time, the outline of the posture of the three-dimensional wave-dissipating
次のステップ211では、誤差範囲内のポイント数が、あらかじめ設定された一定以上(200ポイント以上)存在するか否かが判断される。一定数以上の場合にはステップS212に進み、誤差範囲内のポイント数が一定数未満であれば、ステップS213に進む。
ステップS212では、3次元消波ブロックモデル14の追加を行う。また、3次元消波ブロックモデル14の内部(裏ポイント)にポイントデータが密集して一定以上(200ポイント以上)存在する場合は、抽出した消波ブロックに破損の可能性有りと判断し、その情報を該当する3次元消波ブロックモデル14に加入する。
ステップS213では、すべての前記立体格子について上述した計算が終了したか否かを判断する。終了した場合にはステップS213に進み、そうでなければステップS214へ進む。
ステップS214では、3次元消波ブロックモデル14の中心の位置、回転角の初期値を次の立体格子の座標へ移動し、その後、ステップS205に戻り、以降の処理が順次繰り返される。
In the next step 211, it is determined whether or not the number of points within the error range is greater than a predetermined value (200 points or more). If it is greater than or equal to a certain number, the process proceeds to step S212, and if the number of points within the error range is less than a certain number, the process proceeds to step S213.
In step S212, the three-dimensional wave-dissipating
In step S213, it is determined whether or not the above calculation has been completed for all the three-dimensional lattices. If completed, the process proceeds to step S213; otherwise, the process proceeds to step S214.
In step S214, the initial position of the center and the rotation angle of the three-dimensional wave-dissipating
このように、完全な自動化による定形体群11の立体配置状況解析方法を採用したため、定形体群の立体的な配置の把握が人手を介さず完全自動により高精度に行える。また、得られた高精度なデータを利用し、定形体群の断面解析、時差比較解析などをさらに高精度に実施することが可能となる。
その他の構成、作用および効果は、参考例から推測可能な範囲であるため、省略する。
As described above, since the method for analyzing the three-dimensional arrangement of the fixed
Other configurations, operations, and effects are in a range that can be estimated from the reference example, and thus are omitted.
この発明は、例えば、形状が定まっている物体が群をなして多数存在する場合、3次元でそれを解析する際に有用である。 The present invention is useful, for example, when analyzing a three-dimensional object when a large number of objects having a fixed shape exist in a group.
10 3次元レーザースキャナ(3次元計測機)、
11 消波ブロック群(定形体群)、
12 3次元ソナー(3次元計測機)、
14 3次元消波ブロックモデル(3次元定形体モデル)、
15 消波ブロックと推定される領域(定形体と推定される領域)。
10 3D laser scanner (3D measuring machine),
11 Wave-dissipating block group (standard body group),
12 3D sonar (3D measuring machine),
14 3D wave-dissipating block model (3D shaped body model),
15 Area estimated as a wave-dissipating block (area estimated as a fixed form).
Claims (1)
あらかじめ取得した前記定形体をモデル化した3次元定形体モデルの3次元CGデータをこの3Dディスプレイへ立体表示する工程と、
次に、CG処理の自動抽出制御を用い、この3Dディスプレイに立体表示された定形体群で、前記3次元多点群を構成する多数の3次元ポイントデータの中から、前記定形体と推定される定形体推定領域を順次抽出する抽出工程と、
その後、CG処理の自動挿入制御を用い、前記3Dディスプレイに立体表示された定形体群で、抽出した全ての前記定形体推定領域に、前記3次元定形体モデルの3次元CGデータを、その画像サイズと位置とを3次元的に一致させて順次挿入する挿入工程と、を備え、
前記定形体推定領域の全てに対して前記3次元定形体モデルの3次元CGデータが挿入された前記定形体群の3次元CGデータに基づき、前記定形体群の立体的な配置状況を解析する定形体群の立体配置状況解析方法であって、
前記挿入工程は、
抽出した定形体推定領域について前記3次元定形体モデルの挿入位置を指定し、この3次元定形体モデルの位置および姿勢を、X軸,Y軸,Z軸の座標位置、これら各軸回りの回転角度で示す工程と、
この3次元定形体モデルのX軸,Y軸,Z軸上での移動範囲と、X軸,Y軸,Z軸回りの回転角度範囲とを含む範囲を設定する工程と、
この3次元定形体モデルのX軸,Y軸,Z軸上の座標位置、X軸回転角,Y軸回転角,Z軸回転角について、前記設定した範囲内で前記3次元ポイントデータからポイント数を算出する算出工程と、
抽出した定形体推定領域への前記3次元定形体モデルの挿入時、前記設定した範囲内のポイント数が最大となる3次元定形体モデルの3次元的な位置および姿勢を、抽出した定形体推定領域への挿入位置とする工程と、を含み、
前記算出工程では、前記3次元定形体モデルについてその指定された挿入位置で、1ポリゴン毎に前記3次元多点群を構成する3次元ポイントデータとの垂直方向についての距離計算を行い、その距離があらかじめ設定した誤差範囲内となるポイント数を検出する定形体群の立体配置状況解析方法。 By measuring the three-dimensional shape of the fixed-form group by emitting measurement waves to a fixed-form group consisting of a plurality of fixed-form bodies and collecting the three-dimensional multi-point group, a large number constituting the three-dimensional multi-point group is formed. Obtaining three-dimensional point data on the X-axis, Y-axis, and Z-axis of the point, and stereoscopically displaying the fixed form group on the 3D display using the three-dimensional point data;
Three-dimensionally displaying on the 3D display three-dimensional CG data of a three-dimensional fixed form model obtained by modeling the fixed form obtained in advance;
Next, using the automatic extraction control of the CG process, the fixed form group displayed in a three-dimensional manner on the 3D display is estimated as the fixed form from a large number of three-dimensional point data constituting the three-dimensional multipoint group. An extraction process for sequentially extracting the definite body estimation regions;
After that, using the automatic insertion control of CG processing, the three-dimensional CG data of the three-dimensional fixed body model is extracted from the three-dimensional fixed body model extracted in the three-dimensional fixed body group displayed on the 3D display. An insertion step of sequentially inserting the size and position in three dimensions to match,
Based on the three-dimensional CG data of the fixed-form group in which the three-dimensional CG data of the three- dimensional fixed-body model is inserted into all the fixed-form object estimation regions, the three-dimensional arrangement state of the fixed-form group is analyzed. A method for analyzing the configuration of a fixed body group,
The insertion step includes
The insertion position of the three-dimensional fixed object model is specified for the extracted fixed object estimation area, and the position and orientation of the three-dimensional fixed object model are set to the X-axis, Y-axis, and Z-axis coordinate positions, and rotations about these axes. An angle step;
Setting a range including a movement range of the three-dimensional fixed form model on the X, Y, and Z axes and a rotation angle range around the X, Y, and Z axes;
With respect to the coordinate position, X-axis rotation angle, Y-axis rotation angle, and Z-axis rotation angle on the X-axis, Y-axis, and Z-axis of this three-dimensional fixed form model, the number of points from the three-dimensional point data within the set range. A calculation step of calculating
When the three-dimensional fixed object model is inserted into the extracted fixed object estimation region, the three-dimensional position and orientation of the three-dimensional fixed object model having the maximum number of points within the set range are extracted. Including the step of setting the insertion position in the region,
In the calculation step, a distance is calculated in the vertical direction with respect to the three-dimensional point data constituting the three-dimensional multipoint group for each polygon at the specified insertion position of the three-dimensional fixed body model. Is a method for analyzing the arrangement of three-dimensional objects in a fixed form group that detects the number of points within an error range set in advance .
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