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公開番号2025153798
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024056435
出願日2024-03-29
発明の名称室内3次元形状生成装置、室内3次元形状生成方法及び室内3次元形状生成プログラム
出願人株式会社奥村組,株式会社アラヤ
代理人弁理士法人翔和国際特許事務所
主分類G01B 11/24 20060101AFI20251002BHJP(測定;試験)
要約【課題】建物の室内の3次元形状を簡便且つ高精度に作成すること。
【解決手段】室内3次元形状生成装置であって、建物の室内の内面に対して照射したレーザ光の反射光の反射時間及び反射方向を含むレーザ光データを取得するレーザ光データ取得部と、前記レーザ光データから前記室内の点群データを作成する点群データ作成部と、前記点群データを、前記点群データに含まれる各点における法線の方向によって、天井候補点群データ、床候補点群データ及び壁候補点群データに分類する分類部と、前記床候補点群データ及び前記天井候補点群データに床天井点群データ検出アルゴリズムを適用し、前記室内の床点群データ及び天井点群データを検出する床天井点群データ検出部と、前記壁候補点群データに壁点群データ検出アルゴリズムを適用し、前記室内の壁点群データを検出する壁点群データ検出部と、前記床点群データ、前記天井点群データ及び前記壁点群データから、前記室内の3次元形状を生成する3次元形状生成部と、を備えた。
【選択図】図2A
特許請求の範囲【請求項１】
建物の室内の内面に対して照射したレーザ光の反射光の反射時間及び反射方向を含むレーザ光データを取得するレーザ光データ取得部と、
前記レーザ光データから前記室内の点群データを作成する点群データ作成部と、
前記点群データを、前記点群データに含まれる各点における法線の方向によって、天井候補点群データ、床候補点群データ及び壁候補点群データに分類する分類部と、
前記床候補点群データ及び前記天井候補点群データに床天井点群データ検出アルゴリズムを適用し、前記室内の床点群データ及び天井点群データを検出する床天井点群データ検出部と、
前記壁候補点群データに壁点群データ検出アルゴリズムを適用し、前記室内の壁点群データを検出する壁点群データ検出部と、
前記床点群データ、前記天井点群データ及び前記壁点群データから、前記室内の３次元形状を生成する３次元形状生成部と、
を備えた室内３次元形状生成装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記壁点群データ検出部は、
前記壁点群データ検出アルゴリズムとして、前記壁候補点群データを、前記床点群データにより生成される床面に正射影して得られる２次元壁候補点群データに直線検出アルゴリズムを適用して２次元壁点群データを抽出し、
前記２次元壁点群データを、前記床面から前記天井点群データにより生成される天井面まで同一の壁輪郭線が連続するように複製し、前記壁点群データを得る、請求項１に記載の室内３次元形状生成装置。
【請求項３】
前記直線検出アルゴリズムは、前記２次元壁候補点群データから任意に選択した２点を通る直線と、前記２次元壁候補点群データとの一致度に基づいて、前記２次元壁点群データを抽出する、請求項２に記載の室内３次元形状生成装置。
【請求項４】
前記床天井点群データ検出アルゴリズムは、
前記床候補点群データから任意に選択した３点を通る平面と、前記床候補点群データとの一致度に基づいて、前記床点群データを検出し、
前記天井候補点群データから任意に選択した３点を通る平面と、前記天井候補点群データとの一致度に基づいて、前記天井点群データを検出する、請求項１に記載の室内３次元形状生成装置。
【請求項５】
前記２次元壁候補点群データのうち、前記２次元壁点群データとの距離が所定距離以上である壁凹凸部点群データに基づいて、前記室内の壁の凹凸形状を推定する壁凹凸形状推定部と、
前記床候補点群データのうち、前記床点群データとの距離が所定距離以上である床凹凸部点群データに基づいて、前記室内の床の凹凸形状を推定する床凹凸形状推定部と、
前記天井候補点群データのうち、前記天井点群データとの距離が所定距離以上である天井凹凸部点群データに基づいて、前記室内の天井の凹凸形状を推定する天井凹凸形状推定部とを、
更に備える、請求項２に記載の室内３次元形状生成装置。
【請求項６】
建物の室内に照射したレーザ光の反射光の反射時間及び反射方向を含むレーザ光データを取得するレーザ光データ取得ステップと、
前記レーザ光データから前記室内の点群データを作成する点群データ作成ステップと、
前記点群データを、前記点群データに含まれる各点における法線の方向によって、天井候補点群データ、床候補点群データ及び壁候補点群データに分類する分類ステップと、
前記床候補点群データ及び前記天井候補点群データに床天井点群データ検出アルゴリズムを適用し、前記室内の床点群データ及び天井点群データを検出する床天井点群データ検出ステップと、
前記壁候補点群データに壁点群データ検出アルゴリズムを適用し、前記室内の壁点群データを検出する壁点群データ検出ステップと、
前記床点群データ、前記天井点群データ及び前記壁点群データから、前記室内の３次元形状を生成する３次元形状生成ステップと、
を含む室内３次元形状生成方法。
【請求項７】
建物の室内に照射したレーザ光の反射光の反射時間及び反射方向を含むレーザ光データを取得するレーザ光データ取得ステップと、
前記レーザ光データから前記室内の点群データを作成する点群データ作成ステップと、
前記点群データを、前記点群データに含まれる各点における法線の方向によって、天井候補点群データ、床候補点群データ及び壁候補点群データに分類する分類ステップと、
前記床候補点群データ及び前記天井候補点群データに床天井点群データ検出アルゴリズムを適用し、前記室内の床点群データ及び天井点群データを検出する床天井点群データ検出ステップと、
前記壁候補点群データに壁点群データ検出アルゴリズムを適用し、前記室内の壁点群データを検出する壁点群データ検出ステップと、
前記床点群データ、前記天井点群データ及び前記壁点群データから、前記室内の３次元形状を生成する３次元形状生成ステップと、
をコンピュータに実行させる室内３次元形状生成プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内３次元形状生成装置、室内３次元形状生成方法及び室内３次元形状生成プログラムに関する。
続きを表示（約 3,700 文字）【背景技術】
【０００２】
上記技術分野において、特許文献１には、３Ｄレーザースキャナーにより屋内をスキャンして得られる屋内点群データと、想定される屋内の部屋数や、想定される部屋の面積等の、ユーザが入力するパラメータとに基づいて、屋内の３Ｄモデルを作成することが開示されている（同文献の請求項１、段落［０００９］等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１４２９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、ユーザが入力したパラメータに基づいて３Ｄモデルを作成するので、３Ｄモデルを簡便に作成できる一方、入力されたパラメータが正確でない場合、生成される３Ｄモデルの精度は低かった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る室内３次元形状生成装置は、
建物の室内の内面に対して照射したレーザ光の反射光の反射時間及び反射方向を含むレーザ光データを取得するレーザ光データ取得部と、
前記レーザ光データから前記室内の点群データを作成する点群データ作成部と、
前記点群データを、前記点群データに含まれる各点における法線の方向によって、天井候補点群データ、床候補点群データ及び壁候補点群データに分類する分類部と、
前記床候補点群データ及び前記天井候補点群データに床天井点群データ検出アルゴリズムを適用し、前記室内の床点群データ及び天井点群データを検出する床天井点群データ検出部と、
前記壁候補点群データに壁点群データ検出アルゴリズムを適用し、前記室内の壁点群データを検出する壁点群データ検出部と、
前記床点群データ、前記天井点群データ及び前記壁点群データから、前記室内の３次元形状を生成する３次元形状生成部と、
を備えた。
【０００６】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る室内３次元形状生成方法は、
建物の室内に照射したレーザ光の反射光の反射位置、反射時間及び反射方向を含むレーザ光データを取得するレーザ光データ取得ステップと、
前記レーザ光データを、前記レーザ光の反射位置における法線の方向によって、天井候補点群データ、床候補点群データ及び壁候補点群データに分類する分類ステップと、
前記床候補点群データ及び前記天井候補点群データに床天井検出アルゴリズムを適用し、前記室内の床及び天井を検出する床天井検出ステップと、
前記壁候補点群データに壁検出アルゴリズムを適用し、前記室内の壁を検出する壁検出ステップと、
前記床天井検出部が検出した床及び天井と、前記壁検出部が検出した壁とから、前記室内の３次元形状を生成する３次元形状生成ステップと
を含む。
【０００７】
さらに、上記目的を達成するため、本発明に係る室内３次元形状生成プログラムは、
建物の室内に照射したレーザ光の反射光の反射位置、反射時間及び反射方向を含むレーザ光データを取得するレーザ光データ取得ステップと、
前記レーザ光データを、前記レーザ光の反射位置における法線の方向によって、天井候補点群データ、床候補点群データ及び壁候補点群データに分類する分類ステップと、
前記床候補点群データ及び前記天井候補点群データに床天井検出アルゴリズムを適用し、前記室内の床及び天井を検出する床天井検出ステップと、
前記壁候補点群データに壁検出アルゴリズムを適用し、前記室内の壁を検出する壁検出ステップと、
前記床天井検出部が検出した床及び天井と、前記壁検出部が検出した壁とから、前記室内の３次元形状を生成する３次元形状生成ステップと
をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、建物の室内の３次元形状を簡便且つ高精度に作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
室内にレーザ光を照射し、その反射光のデータを単純に３Ｄモデル化して３Ｄモデルを生成する方法を説明するための図である。
図１Ａに示す３Ｄモデルの平面図である。
本発明の第１実施形態に係る室内３次元形状生成装置による室内３次元形状生成の概要を説明するための図である。
図１Ｃに示す３次元形状の平面図である。
本発明の第１実施形態に係る室内３次元形状生成装置の構成を説明するためのブロック図である。
本発明の第１実施形態に係る室内３次元形状生成装置によって作成される点群データの一例を示す図である。
本発明の第１実施形態に係る室内３次元形状生成装置による点群データの分類方法を説明するための図である。
本発明の第１実施形態に係る室内３次元形状生成装置によって検出される床点群データ及び天井点群データの一例を示す図である。
本発明の第１実施形態に係る室内３次元形状生成装置が用いる床天井点群データ検出アルゴリズムを説明するための図であり、床候補点群データの一部を模式的に示した斜視図である。
図２Ｅに示す床候補点群データを水平方向から見た状態を模式的に示す側面図である。
本発明の第１実施形態に係る室内３次元形状生成装置によって、壁候補点群データから２次元壁点群データを検出する方法を説明するための図である。
本発明の第１実施形態に係る室内３次元形状生成装置が用いる直線検出アルゴリズムを説明するための図であり、２次元壁候補点群データの一部を模式的に示した平面図である。
本発明の第１実施形態に係る室内３次元形状生成装置が有する外れ値データ検出テーブルの一例を説明するための図である。
本発明の第１実施形態に係る室内３次元形状生成装置のハードウェア構成を説明するための図である。
本発明の第１実施形態に係る室内３次元形状生成装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。
本発明の第２実施形態に係る室内３次元形状生成装置による室内３次元形状生成の概要を説明するための図である。
本発明の第２実施形態に係る室内３次元形状生成装置の構成を説明するためのブロック図である。
本発明の第２実施形態に係る室内３次元形状生成装置によって検出される２次元壁候補点群データ及び２次元壁点群データの一例を示す図である。
図７Ｂに示す２次元壁候補点群データおける、居室の壁に対応する点群データと、玄関の壁に対応する点群データとの境界付近を模式的に示した拡大平面図である。
本発明の第２実施形態に係る室内３次元形状生成装置によって生成される、壁の凹凸形状が反映された２次元壁点群データの一例を示す図である。
本発明の第２実施形態に係る室内３次元形状生成装置によって２次元壁点群データを生成する方法の別の例を説明するための図である。
本発明の第２実施形態に係る室内３次元形状生成装置によって２次元壁点群データを生成する方法のさらに別の例を説明するための図である。
本発明の第２実施形態に係る室内３次元形状生成装置によって検出される床候補点群データの一例を示す図である。
図７Ｇにおける、居室の床に対応する点群データ、及び床に対応する点群データを模式的に示した拡大側面図である。
本発明の第２実施形態に係る室内３次元形状生成装置によって生成される、凹凸形状が反映された床点群データの一例を示す図である。
本発明の第２実施形態に係る室内３次元形状生成装置によって検出される天井候補点群データの一例を示す図である。
図７Ｊにおける、天井における梁以外の部分に対応する点群データ、及び梁に対応する点群データを模式的に示した拡大側面図である。
本発明の第２実施形態に係る室内３次元形状生成装置によって生成される、凹凸形状が反映された天井点群データの一例を示す図である。
本発明の第２実施形態に係る室内３次元形状生成装置が有する凹凸形状推定テーブルの一例を説明するための図である。
本発明の第２実施形態に係る室内３次元形状生成装置のハードウェア構成を説明するための図である。
本発明の第２実施形態に係る室内３次元形状生成装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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