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公開番号2025018623
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023122499
出願日2023-07-27
発明の名称設備構造推定装置及び設備構造推定プログラム
出願人中部電力株式会社,日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類G06T 7/521 20170101AFI20250130BHJP(計算;計数)
要約【課題】本体及び幅広部を有する構造物の三次元モデルを作成する際、その作成に要する作業量を少なく抑えられるようにする。
【解決手段】コンピュータの中央処理装置は、上に延びる本体から幅方向に突出する幅広部を有する構造物を対象とし、その構造物を表した三次元点群における各点の三次元座標に基づき、上記構造物をフレーム化した三次元モデルを作成する。中央処理装置は、上記三次元モデルを作成する処理として、抽出処理、データ変換処理、特徴点推定処理、データ復元処理、及びフレーム化処理を順に実行する。こうして作成される三次元モデルは、本体に対応する本体フレーム及び幅広部に対応する突出フレームを有するフレーム化されたものである。上記構造物をフレーム化した三次元モデルの作成については、上記構造物を表した三次元点群のデータが膨大であるとしても、そのデータに基づき上記各処理を通じて作業量を少なく抑えつつ行うことができる。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
上に延びる本体から幅方向に突出する幅広部を有する構造物を対象とし、その構造物を表した三次元点群における各点の三次元座標に基づき、前記構造物をフレーム化した三次元モデルを作成する制御部を備え、
前記制御部は、抽出処理、データ変換処理、特徴点推定処理、データ復元処理、及びフレーム化処理を順に実行するものであり、
前記抽出処理は、前記構造物を表した前記三次元点群のうち、前記幅広部及び前記本体における前記幅広部に対応する箇所である抽出箇所を表す各点を抽出し、
前記データ変換処理は、前記抽出箇所を表す前記各点を、高さを除いた二次元座標系の各点に変換し、
前記特徴点推定処理は、前記二次元座標系の前記各点を用いて、それら各点で表される前記抽出箇所の外形における屈曲点である複数の特徴点を推定し、
前記データ復元処理は、前記構造物を表した三次元点群における各点の三次元座標に基づき前記抽出箇所における前記幅広部の高さを求め、その求めた高さを複数の前記特徴点の高さ情報として付与することによって複数の前記特徴点の二次元座標を三次元座標とし、
前記フレーム化処理は、前記特徴点の三次元座標、及び、前記構造物を表した三次元点群のうち前記構造物の上端に対応する点の三次元座標に基づき、前記構造物の三次元モデルとして、前記上端に対応する点から前記本体の外形に沿って延びる本体フレームと、その本体フレームから前記幅広部の前記本体に対する突出端まで前記本体の幅方向に延びる突出フレームと、を有する三次元モデルを作成するものである設備構造推定装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記構造物は、送電鉄塔であって、
前記送電鉄塔は、四角柱状の前記本体を備えるとともに、その本体の幅方向に突出する複数段の腕金を前記幅広部として備えており、
前記抽出処理は、前記送電鉄塔を表した前記三次元点群のうち、複数段の前記腕金に対応した前記抽出箇所毎に、それら抽出箇所を表す各点を抽出し、
前記特徴点推定処理は、前記特徴点として、前記抽出箇所における前記本体の四つ角にそれぞれ対応する特徴点、及び、前記抽出箇所における前記腕金の前記本体に対する突出端に対応する特徴点を推定し、
前記データ復元処理は、前記送電鉄塔を表した三次元点群における各点の三次元座標に基づき前記抽出箇所毎に前記腕金の高さを求め、そうして求めた高さを同高さに対応する前記抽出箇所における複数の前記特徴点の高さ情報として付与することにより、複数の前記特徴点の二次元座標を三次元座標とするものである請求項１に記載の設備構造推定装置。
【請求項３】
上に延びる本体から幅方向に突出する幅広部を有する構造物を対象とし、その構造物を表した三次元点群における各点の三次元座標に基づき、前記構造物をフレーム化した三次元モデルを作成する処理として、コンピュータに抽出処理、データ変換処理、特徴点推定処理、データ復元処理、及びフレーム化処理を順に実行させ、
前記抽出処理は、前記構造物を表した前記三次元点群のうち、前記幅広部及び前記本体における前記幅広部に対応する箇所である抽出箇所を表す各点を抽出し、
前記データ変換処理は、前記抽出箇所を表す前記各点を、高さを除いた二次元座標系の各点に変換し、
前記特徴点推定処理は、前記二次元座標系の前記各点を用いて、それら各点で表される前記抽出箇所の外形における屈曲点である複数の特徴点を推定し、
前記データ復元処理は、前記構造物を表した三次元点群における各点の三次元座標に基づき前記抽出箇所における前記幅広部の高さを求め、その求めた高さを複数の前記特徴点の高さ情報として付与することによって複数の前記特徴点の二次元座標を三次元座標とし、
前記フレーム化処理は、前記特徴点の三次元座標、及び、前記構造物を表した三次元点群のうち前記構造物の上端に対応する点の三次元座標に基づき、前記構造物の三次元モデルとして、前記上端に対応する点から前記本体の外形に沿って延びる本体フレームと、その本体フレームから前記幅広部の前記本体に対する突出端まで前記本体の幅方向に延びる突出フレームとを有する三次元モデルを作成するものである設備構造推定プログラム。
【請求項４】
前記構造物は、送電鉄塔であって、
前記送電鉄塔は、四角柱状の前記本体を備えるとともに、その本体の幅方向に突出する複数段の腕金を前記幅広部として備えており、
前記抽出処理は、前記送電鉄塔を表した前記三次元点群のうち、複数段の前記腕金に対応した前記抽出箇所毎に、それら抽出箇所を表す各点を抽出し、
前記特徴点推定処理は、前記特徴点として、前記抽出箇所における前記本体の四つ角にそれぞれ対応する特徴点、及び、前記抽出箇所における前記腕金の前記本体に対する突出端に対応する特徴点を推定し、
前記データ復元処理は、前記送電鉄塔を表した三次元点群における各点の三次元座標に基づき前記抽出箇所毎に前記腕金の高さを求め、そうして求めた高さを同高さに対応する前記抽出箇所における複数の前記特徴点の高さ情報として付与することにより、複数の前記特徴点の二次元座標を三次元座標とするものである請求項３に記載の設備構造推定プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、設備構造推定装置及び設備構造推定プログラムに関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
構造物として、上に延びる本体と、その本体から幅方向に突出する幅広部と、を有するものがある。こうした構造物としては例えば送電鉄塔があげられる。
上記構造物では、ドローン等の飛行体を用いて次のように点検が行われる場合がある。すなわち、構造物の周辺に定められた所定の飛行経路に沿って上記飛行体を移動させながら、その飛行体に搭載されたカメラで構造物を撮影する。そして、上記カメラで撮影された構造物の映像に基づき、構造物に異常が生じていないかどうか点検する。また、上記構造物の点検として、構造物の周辺の樹木等の物体に対し、構造物との間に適切な離隔距離が確保されているか否か確認する場合もある。
【０００３】
上記飛行体の飛行経路を定めたり、構造物の周辺の物体との離隔距離を確認したりする際には、構造物の三次元モデルを用いることが考えられる。こうした三次元モデルを作成するため、構造物を三次元点群で表したデータが用いられる。特許文献１には、構造物を表す三次元点群の取得について記載されている。このように取得した三次元点群のデータに基づき構造物の三次元モデルを作成すれば、その三次元モデルを用いて上記飛行体の飛行経路を定めたり、構造物の周辺の物体との離隔距離を確認したりすることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－４９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、本体及び幅広部を有する上記構造物を表した三次元点群のデータは膨大であるため、そのデータを一つずつ確認しながら同データに基づき三次元モデルを作成しようとすると、三次元モデルを作成する際の作業量が多くなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する設備構造推定装置は、上に延びる本体から幅方向に突出する幅広部を有する構造物を対象とし、その構造物を表した三次元点群における各点の三次元座標に基づき、上記構造物をフレーム化した三次元モデルを作成する制御部を備える。制御部は、抽出処理、データ変換処理、特徴点推定処理、データ復元処理、及びフレーム化処理を順に実行する。抽出処理は、上記構造物を表した三次元点群のうち、幅広部及び本体における幅広部に対応する箇所である抽出箇所を表す各点を抽出する。データ変換処理は、抽出箇所を表す各点を、高さを除いた二次元座標系の各点に変換する。特徴点推定処理は、二次元座標系の各点を用いて、それら各点で表される抽出箇所の外形における屈曲点である複数の特徴点を推定する。データ復元処理は、上記構造物を表した三次元点群における各点の三次元座標に基づき抽出箇所における幅広部の高さを求め、その求めた高さを複数の上記特徴点の高さ情報として付与することによって複数の上記特徴点の二次元座標を三次元座標とする。フレーム化処理は、上記特徴点の三次元座標、及び、上記構造物を表した三次元点群のうち構造物の上端に対応する点の三次元座標に基づき、以下のような構造物の三次元モデルを作成する。すなわち、構造物の三次元モデルとして、上記上端に対応する点から本体の外形に沿って延びる本体フレームと、その本体フレームから幅広部の本体に対する突出端まで本体の幅方向に延びる突出フレームと、を有する三次元モデルを作成する。
【０００７】
上記構成によれば、本体及び幅広部を有する構造物を表した三次元点群のデータが膨大であるとしても、そうしたデータに基づき構造物の三次元モデルが作業量を少なく抑えつつ作成される。すなわち、作成される上記三次元モデルは、抽出処理、データ変換処理、特徴点推定処理、データ復元処理、及びフレーム化処理を通じて、本体フレーム及び突出フレームを有するフレーム化されたものである。上記構造物をフレーム化した三次元モデルの作成については、上記構造物を表した三次元点群のデータが膨大であるとしても、そのデータに基づき上記各処理を通じて作業量を少なく抑えつつ行うことができる。従って、本体及び幅広部を有する構造物の三次元モデルを作成する際、その作成に要する作業量を少なく抑えることができる。
【０００８】
上記設備構造推定装置が三次元モデルを作成する対象である構造物は、送電鉄塔とされる。送電鉄塔は、四角柱状の前記本体を備えるとともに、その本体の幅方向に突出する複数段の腕金を幅広部として備える。そして、抽出処理は、送電鉄塔を表した三次元点群のうち、複数段の腕金に対応した抽出箇所毎に、それら抽出箇所を表す各点を抽出する。特徴点推定処理は、上記特徴点として、抽出箇所における本体の四つ角にそれぞれ対応する特徴点、及び、抽出箇所における腕金の本体に対する突出端に対応する特徴点を推定する。データ復元処理は、送電鉄塔を表した三次元点群における各点の三次元座標に基づき抽出箇所毎に腕金の高さを求める。更に、データ復元処理は、そうして求めた高さを同高さに対応する抽出箇所における複数の特徴点の高さ情報として付与することにより、複数の特徴点の二次元座標を三次元座標とする。
【０００９】
上記構成によれば、四角柱状の本体から幅方向に突出する幅広部が複数段の腕金である送電鉄塔について、その送電鉄塔の三次元モデルが上記各処理を通じてフレーム化したものとして作成される。従って、複数段の腕金を有する送電鉄塔を表した三次元点群のデータが膨大になるとしても、そのデータに基づき送電鉄塔の三次元モデルを作成する際、その作成に要する作業量を少なく抑えることができる。
【００１０】
上記課題を解決する設備構造推定プログラムは、上に延びる本体から幅方向に突出する幅広部を有する構造物を対象とし、その構造物を表した三次元点群における各点の三次元座標に基づき、上記構造物をフレーム化した三次元モデルを作成する処理として、コンピュータに抽出処理、データ変換処理、特徴点推定処理、データ復元処理、及びフレーム化処理を順に実行させる。抽出処理は、上記構造物を表した三次元点群のうち、幅広部及び本体における幅広部に対応する箇所である抽出箇所を表す各点を抽出する。データ変換処理は、抽出箇所を表す各点を、高さを除いた二次元座標系の各点に変換する。特徴点推定処理は、二次元座標系の各点を用いて、それら各点で表される抽出箇所の外形における屈曲点である複数の特徴点を推定する。データ復元処理は、上記構造物を表した三次元点群における各点の三次元座標に基づき抽出箇所における幅広部の高さを求め、その求めた高さを複数の上記特徴点の高さ情報として付与することによって複数の上記特徴点の二次元座標を三次元座標とする。フレーム化処理は、上記特徴点の三次元座標、及び、上記構造物を表した三次元点群のうち構造物の上端に対応する点の三次元座標に基づき、以下のような構造物の三次元モデルを作成する。すなわち、構造物の三次元モデルとして、上記上端に対応する点から本体の外形に沿って延びる本体フレームと、その本体フレームから幅広部の本体に対する突出端まで本体の幅方向に延びる突出フレームと、を有する三次元モデルを作成する。
（【００１１】以降は省略されています）

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