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公開番号2025085104
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-05
出願番号2023198743
出願日2023-11-24
発明の名称3次元モデル生成装置、3次元モデル生成方法、および3次元モデル生成プログラム
出願人アジア航測株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G06T 17/20 20060101AFI20250529BHJP(計算;計数)
要約【課題】壁面に設けられた建築物の位置を再現した3次元モデルを簡易に生成する。
【解決手段】建築物モデルに含まれる、前記テクスチャ画像と、ジオメトリの座標との関係に基づいて、前記テクスチャ画像を前記建築物モデルの所定の壁面に正射投影するように射影変換することにより正対化画像を生成する正対化手段102と、正対化画像と枠体情報との組み合わせを教師データとして学習することとにより学習モデルを生成する学習モデル生成手段112と、学習モデル生成手段112により生成された学習モデルを用いて、新たに生成された正対化画像から枠体を抽出する抽出手段115と、抽出手段115により抽出された枠体のジオメトリにおける座標を算出し、算出した座標に基づいて、枠体をジオメトリに合成するジオメトリ化手段117とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
建築物モデルに貼り付けられたテクスチャ画像に基づいて壁面構造物情報を付加した３次元モデルを生成する３次元モデル生成装置であって、
取得した建築物３次元モデルに含まれる、前記テクスチャ画像とジオメトリの座標との関係に基づいて、前記テクスチャ画像を前記建築物モデルの所定の壁面に正射投影するように射影変換することにより正対化画像を生成する正対化手段と、
前記正対化画像と、前記正対化画像に含まれる枠体を示した枠体情報との組み合わせを教師データとして学習することとにより学習モデルを生成する学習モデル生成手段と、
前記学習モデル生成手段により生成された学習モデルを用いて、前記正対化手段により新たに生成された正対化画像から枠体を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された枠体の前記ジオメトリにおける座標を算出し、前記算出した座標に基づいて、前記枠体を前記ジオメトリに合成するジオメトリ化手段と、
を備えたことを特徴とする３次元モデル生成装置。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記正対化手段は、
ＸＹＺ座標系で表される前記ジオメトリの壁面法線方向をＹ軸上に重なるように回転し、前記ジオメトリのＸＺ方向とＵＶ座標系で表される前記テクスチャ画像のＵＶ方向とを揃えた後、前記画像のＵＶ座標から前記ジオメトリのＸＺ座標へ射影変換することにより前記正対化画像を生成する
ことを特徴とする請求項１記載の３次元モデル生成装置。
【請求項３】
前記学習モデル生成手段は、
複数の物体検出手法を用いて、それぞれ前記正対化画像と、前記正対化画像に含まれる枠体を示した枠体情報の組み合わせを教師データとして学習することとにより複数の物体検出の学習モデルを生成し、
前記抽出手段は、
前記学習モデル生成手段により生成された複数の学習モデルを用いて、前記正対化手段により新たに生成された正対化画像から枠体を囲ったバウンティングボックスを抽出し、前記抽出したバウンティングボックスに対応する前記枠体である信頼度を示す信頼度スコアに基づいて前記正対化画像から枠体を抽出する
ことを特徴とする請求項１記載の３次元モデル生成装置。
【請求項４】
前記学習モデル生成手段は、
前記正対化画像と、前記正対化画像に含まれる枠体を示した枠体情報の組み合わせを教師データとして学習することとにより物体検出の学習モデルを生成し、
前記抽出手段は、
前記学習モデル生成手段により生成された学習モデルを用いて、前記正対化手段により新たに生成された正対化画像から枠体を囲ったバウンティングボックスを抽出し、前記抽出されたバウンティングボックスが他のバウンティングボックスと重複している場合に、重複しているバウンディングボックスについて、前記枠体である信頼度を示す信頼度スコアに基づいてバウンディングボックスを統合することにより、前記正対化画像から枠体を抽出する
ことを特徴とする請求項１記載の３次元モデル生成装置。
【請求項５】
前記正対化手段は、
前記建築物３次元モデルに含まれる、前記ジオメトリの座標との関係に基づいて、前記３次元モデルの壁面同士が同一座標である辺を共有しており、それぞれの壁面に対する法線が同一の方向を向いている場合に、前記壁面を統合し、前記建築物３次元モデルに含まれる、前記テクスチャ画像と前記ジオメトリの座標との関係に基づいて、前記テクスチャ画像を前記壁面が統合された３次元モデルの所定の壁面に正射投影するように射影変換することにより正対化画像を生成する
ことを特徴とする請求項１記載の３次元モデル生成装置。
【請求項６】
前記ジオメトリ化手段は、
前記ジオメトリにおける壁面から前記抽出手段により抽出された枠体の領域をくり抜き、残った壁面について三角形状の組み合わせにより形成される
ことを特徴とする請求項１記載の３次元モデル生成装置。
【請求項７】
建築物モデルに貼り付けられたテクスチャ画像に基づいて壁面構造物の情報を付加した３次元モデルを生成する３次元モデル生成装置であって、
取得した建築物３次元モデルに含まれる、前記テクスチャ画像とジオメトリの座標との関係に基づいて、前記テクスチャ画像を前記建築物モデルの所定の壁面に正射投影するように射影変換することにより正対化画像を生成する正対化ステップと、
前記正対化画像と、前記正対化画像に含まれる枠体を示した枠体情報との組み合わせを教師データとして学習することとにより学習モデルを生成する学習モデル生成ステップと、
前記学習モデル生成ステップにより生成された学習モデルを用いて、前記正対化ステップにより新たに生成された正対化画像から枠体を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにより抽出された枠体の前記ジオメトリにおける座標を算出し、前記算出した座標に基づいて、前記枠体を前記ジオメトリに合成するジオメトリ化ステップと、
をコンピュータが実行することを特徴とする３次元モデル生成方法。
【請求項８】
建築物モデルに貼り付けられたテクスチャ画像に基づいて窓面やドアなどの壁面構造物の情報を付加した３次元モデルを生成するコンピュータが実行する３次元モデル生成プログラムであって、
取得した建築物３次元モデルに含まれる、前記テクスチャ画像とジオメトリの座標との関係に基づいて、前記テクスチャ画像を前記建築物モデルの所定の壁面に正射投影するように射影変換することにより正対化画像を生成する正対化ステップと、
前記正対化画像と、前記正対化画像に含まれる枠体を示した枠体情報との組み合わせを教師データとして学習することとにより学習モデルを生成する学習モデル生成ステップと、
前記学習モデル生成ステップにより生成された学習モデルを用いて、前記正対化ステップにより新たに生成された正対化画像から枠体を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにより抽出された枠体の前記ジオメトリにおける座標を算出し、前記算出した座標に基づいて、前記枠体を前記ジオメトリに合成するジオメトリ化ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする３次元モデル生成プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物モデルに貼り付けられたテクスチャ画像に基づいて窓面やドアなどの壁面構造物の情報を付加した３次元モデルを生成する３次元モデル生成装置、３次元モデル生成方法、および３次元モデル生成プログラムに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
３次元モデルを生成するために、レーザスキャナや空中写真を用いて生成された３次元点群データを用いる手法がある。
【０００３】
ここで、建築物の３次元モデルを生成する際、現実の建築物の見た目を再現するために、空中写真などの画像を３次元モデルに貼り付ける場合がある。この３次元モデルに貼り付けられた画像をテクスチャ画像という。
【０００４】
特許文献１には、建築物の３次元デジタルモデルの壁面に画像を貼り付けるために、建築物の壁面のそれぞれについて、壁面画像または壁面画像を格納しているサーバ上の記憶場所に関する情報が関連付けられて記憶された壁面情報収集システムに関する技術が記載されている。
【０００５】
また、非特許文献１には、ＬＯＤ（ＬｅｖｅｌｏｆＤｅｔａｉｌ）２の建築物３次元モデルを自動生成する方法に関する技術が開示されている。非特許文献１では、該当する建築物の３次元モデルに貼り付けるための画像を航空写真から切り取り、生成した３次元モデルにテクスチャ画像として貼り付ける技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００８－１９８０８６号公報
【非特許文献】
【０００７】
ＡＩ等を活用したＬＯＤ２自動生成ツールの開発及びＯＳＳ化技術検証レポート、[online]、［２０２３年１０月２７日検索］、PLATEAU Technical Report、インターネット<URL:https://www.mlit.go.jp/plateau/file/libraries/doc/plateau_tech_doc_0056_ver01.pdf>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１や非特許文献１に記載の技術では、建物の３次元モデルにテクスチャ画像を貼り付けるが、このテクスチャ画像に含まれる窓面やドアなど壁面構造物はジオメトリとしての３次元座標を有していない。
【０００９】
生成した３次元モデルの壁面に設けられた窓面やドアなどの壁面構造物の３次元座標を表現することができれば、高い発電効率の実現を目指した太陽光パネルの壁面への設置位置の検討や、建物での火災発生時の延焼シミュレーションなどに活用することができると考えられる。このような用途のため建築物の壁面に設けられた窓面やドアなどの壁面構造物の位置座標を含んだ３次元モデルの生成が必要とされていた。
【００１０】
また、ＬＯＤ（ＬｅｖｅｌｏｆＤｅｔａｉｌ）３では、建築物壁面に設けられた窓面やドアなどの壁面構造物の立体形状が表現されるが、自動作成技術が確立されておらず、大量生産が困難という課題があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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