JP7004636B2

JP7004636B2 - 表示データ生成装置、表示データ生成方法、および表示データ生成プログラム

Info

Publication number: JP7004636B2
Application number: JP2018227391A
Authority: JP
Inventors: 亮輔赤木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-12-04
Filing date: 2018-12-04
Publication date: 2022-01-21
Anticipated expiration: 2038-12-04
Also published as: JP2020091590A

Description

本発明は、対象物の３次元点群データに基づく画像を表示装置に表示する表示データを生成する表示データ生成装置、表示データ生成方法、および表示データ生成プログラムに関する。

従来、対象物の３次元点群データに基づいて、対象物の３次元点群の画像を表示装置に表示する表示データを生成する表示データ生成装置が知られている。特許文献１には、対象物をカメラで撮像して得られる２次元のカラー画像上の３点以上の点に３次元点群データに基づく３次元位置情報を与えることで、対象物の３次元点群に対象物のカラー画像を重畳する表示データ生成装置が開示されている。

特開２００５－７７３８５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の表示データ生成装置は、３次元点群に対象物のカラー画像を重畳するものであり、対象物の３次元点群に応じた複数の点を対象物の２次元の図面上に重畳することはできない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、対象物の３次元点群に応じた複数の点を対象物の２次元の図面上に重畳することができる表示データ生成装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の表示データ生成装置は、データ取得部と、点群データ生成部と、表示データ生成部と、を備える。データ取得部は、トンネルの３次元点群データと、トンネルの２次元の図面のデータを含む図面データと、トンネルの延伸方向に沿った軌跡のデータである軌跡データとを取得する。点群データ生成部は、データ取得部によって取得された３次元点群データおよび軌跡データに基づいて、３次元点群データで示される３次元点群に含まれる複数の３次元点を軌跡に直交する直交平面に投影して得られる複数の２次元点を含む２次元点群のデータである２次元点群データを生成する。表示データ生成部は、データ取得部によって取得された図面データと、点群データ生成部によって生成された２次元点群データとに基づいて、図面に２次元点群を重畳した画像を表示装置に表示する表示データを生成する。

本発明によれば、対象物の３次元点群に応じた複数の点を対象物の２次元の図面上に重畳することができる、という効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる表示データ生成装置の構成例を示す図実施の形態１にかかる対象物の３次元点群、軌跡、および直交平面との関係を示す図実施の形態１にかかる対象物の図面に２次元点群を重畳した画像の例を示す図実施の形態１にかかる表示データ生成装置の詳細構成の一例を示す図実施の形態１にかかる３次元点群データベースのデータテーブルの一例を示す図実施の形態１にかかる図面データベースのデータテーブルの一例を示す図実施の形態１にかかる軌跡データベースのデータテーブルの一例を示す図実施の形態１にかかる表示データ生成装置による標本化処理を説明するための図実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって演算される直交平面を説明するための図実施の形態１にかかる表示データ生成装置による３次元点の抽出処理を説明するための図実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって演算される投影点を説明するための図実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって生成される２次元点群データを説明するための図実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって生成された表示データによって表示装置に表示される画像の一例を示す図実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって生成された表示データによって表示装置に表示される画像の他の例を示す図実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって生成された表示データによって表示装置に表示される画像の他の例を示す図実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって生成された表示データによって表示装置に表示される画像の他の例を示す図実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって生成された表示データによって表示装置に表示される画像の他の例を示す図実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって生成された表示データによって表示装置に表示される画像の他の例を示す図実施の形態１にかかる表示データ生成装置の第１表示データ生成処理の一例を示すフローチャート実施の形態１にかかる表示データ生成装置の２次元点群データの生成処理の一例を示すフローチャート実施の形態１にかかる表示データ生成装置の第２表示データ生成処理の一例を示すフローチャート実施の形態１にかかる表示データ生成装置の第３表示データ生成処理の一例を示すフローチャート実施の形態１にかかる表示データ生成装置の第４表示データ生成処理の一例を示すフローチャート実施の形態１にかかる表示データ生成装置の第５表示データ生成処理の一例を示すフローチャート実施の形態１にかかる表示データ生成装置のハードウェア構成の一例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる表示データ生成装置、表示データ生成方法、および表示データ生成プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる表示データ生成装置の構成例を示す図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる表示データ生成装置１は、記憶部２０と、処理部３０とを備え、対象物の図面に３次元点データに基づく２次元点群を重畳した画像を表示装置２に表示する表示データを生成する。対象物は、例えば、トンネル、道路、橋、ガードレール、および水道管といった構造物である。

記憶部２０には、対象物の３次元点群データ、軌跡データ、および図面データが記憶される。３次元点群データは、対象物を３次元点群で表すデータである。３次元点群は、複数の３次元点からなる集合である。３次元点群データには、複数の３次元点のデータが含まれており、各３次元点のデータには、３次元点の３次元における位置を示すデータが含まれる。

軌跡データは、対象物の延伸方向に沿った軌跡のデータである。かかる軌跡データは、例えば、対象物の延伸方向に沿った線のデータである。図面データは、正射投影で描画された対象物の２次元の図面のデータであり、例えば、設計図面のデータである。

処理部３０は、データ取得部３３と、点群データ生成部３４と、表示データ生成部３５と、表示データ出力部３６とを備える。データ取得部３３は、記憶部２０から対象物の３次元点群データ、軌跡データ、および図面データを取得する。

点群データ生成部３４は、データ取得部３３によって取得された３次元点群データおよび軌跡データに基づいて、３次元点群データで示される３次元点群に含まれる複数の３次元点を軌跡に直交する直交平面に投影して得られる複数の２次元点を含む２次元点群のデータである２次元点群データを生成する。

図２は、実施の形態１にかかる対象物の３次元点群、軌跡、および直交平面との関係を示す図である。図２に示す例では、対象物の３次元点群６０と、対象物の延伸方向に沿って延伸する軌跡６１と、軌跡６１に直交する直交平面６２とが示されている。図２に示す例では、対象物はトンネルである。

なお、図２に示す軌跡６１は、トンネル内部を延伸するが、トンネルの延伸方向に沿って延伸するものであればよく、トンネル外を延伸するものであってもよい。また、図２に示す例では、軌跡６１が直線であるため、１つの直交平面６２が示されているが、軌跡６１が曲線である場合、軌跡６１の延伸方向に直交平面６２が設けられる。

表示データ生成部３５は、データ取得部３３によって取得された図面データと、点群データ生成部３４によって生成された２次元点群データとに基づいて、対象物の図面に２次元点群を重畳した画像を表示装置２に表示する表示データを生成する。

表示データ出力部３６は、表示データ生成部３５によって生成された表示データを表示装置２へ出力する。表示装置２は、表示データ出力部３６から取得した表示データに基づいて、対象物の図面に３次元点データに基づく２次元点群を重畳した画像を表示することができる。なお、表示装置２は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）またはＯＥＬ（Organic Electro-Luminescence）を含む。

図３は、実施の形態１にかかる対象物の図面に２次元点群を重畳した画像の例を示す図である。図３に示すように、対象物の図面７１に２次元点群７２が重畳された画像７０が表示装置２に表示される。そのため、図面７１と２次元点群７２との差異を確認することで、例えば、実際の対象物が図面７１通りに施工されているかを把握したり、対象物が経年劣化などによって生じた変状を把握したりすることができる。これにより、例えば、対象物の点検作業の時間とコストを削減することもできる。

以下、実施の形態１にかかる表示データ生成装置の構成についてさらに詳細に説明する。図４は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置の詳細構成の一例を示す図である。図４に示すように、実施の形態１にかかる表示データ生成装置１は、通信部１０と、記憶部２０と、処理部３０とを備える。

通信部１０は、例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信、ＷＡＮ（Wide Area Network）通信、または携帯電話通信などによって、ネットワーク７を介して３次元点群計測装置４と通信可能に接続される。ネットワーク７は、例えば、インターネットである。

記憶部２０は、３次元点群データベース２１と、図面データベース２２と、軌跡データベース２３とを備える。３次元点群データベース２１は、３次元点群計測装置４によって計測日時毎に得られる対象物５の３次元点群データが含まれる。３次元点のデータには、３次元点の３次元における位置を示すデータとして、例えば、３次元点のＸＹＺ軸座標系における座標を示すデータが含まれる。

３次元点群計測装置４は、撮像装置によって得られる対象物５の撮像データまたはレーザスキャナ装置によって得られる計測データから３次元点群データを生成する。例えば、３次元点群計測装置４は、対象物５の表面との間をレーザパルスが往復する時間および波長の位相差を計測し且つレーザパルスが発射した方向を計測することによって対象物５の形状を検出し、検出した形状を上述した３次元点群６０のデータである３次元点群データとして出力する。なお、図４では、対象物５を１つ示しているが、３次元点群計測装置４は、複数の対象物５の各々を計測し、かかる計測結果に基づく３次元点群データを出力することができる。

図５は、実施の形態１にかかる３次元点群データベースのデータテーブルの一例を示す図である。図５に示すように、３次元点群データベース２１のデータテーブルには、「対象物ＩＤ（Identifier）」、「点群ＩＤ」、「計測日時」、および「３次元点群データ」が互いに関連付けられたデータが含まれる。

「対象物ＩＤ」は、各対象物５に固有の識別情報である。「点群ＩＤ」は、各３次元点群データに固有の識別情報である。「計測日時」は、３次元点群データを得るために３次元点群計測装置４によって対象物５が計測された日時である。「３次元点群データ」は、３次元点群計測装置４によって得られる３次元点群データである。

図５に示す例では、対象物ＩＤ「Ｏ００１」の３次元点群データとして、３次元点群データＤＴ_１，ＤＴ_２，ＤＴ_３，ＤＴ_４，ＤＴ_５が含まれ、対象物ＩＤ「Ｏ００２」の３次元点群データとして、３次元点群データＤＴ_６，ＤＴ_７などが含まれていることを示している。例えば、３次元点群データＤＴ_１は、２０１４年２月１日に３次元点群計測装置４によって計測された３次元点群６０のデータであり、３次元点群データＤＴ_２は、２０１５年２月１２日に３次元点群計測装置４によって計測された３次元点群６０のデータである。以下、３次元点群データＤＴ_１，ＤＴ_２，ＤＴ_３，ＤＴ_４，ＤＴ_５，ＤＴ_６，ＤＴ_７の各々を個別に区別せずに示す場合、３次元点群データＤＴと記載する場合がある。

このように、３次元点群データベース２１には、３次元点群計測装置４によって計測日時毎に得られる３次元点群データＤＴが含まれるが、３次元点群データベース２１に含まれる３次元点群データＤＴは、３次元点群計測装置４以外の装置によって生成されてもよい。

図４に戻って、記憶部２０に記憶される図面データベース２２について説明する。図面データベース２２は、各対象物５の図面７１のデータが含まれる。対象物５の図面７１は、正射投影で描画された対象物５の２次元の設計図面のデータである。対象物５の図面７１には、例えば、対象物５の形状を示す図に加え、対象物５の各部の寸法などを示す情報が含まれる。対象物５の図面７１は、対象物５がトンネルである場合、例えば、トンネルの断面形状を含む図である。また、対象物５の図面７１は、対象物５が下水管である場合、下水管の断面形状を含む図である。

図６は、実施の形態１にかかる図面データベースのデータテーブルの一例を示す図である。図６に示すように、図面データベース２２のデータテーブルには、「対象物ＩＤ」および「図面データ」が互いに関連付けられたデータが含まれる。「対象物ＩＤ」は、図５に示す対象物ＩＤと同じである。「図面データ」は、対象物５の図面データである。

図６に示す例では、対象物ＩＤ「Ｏ００１」の図面データとして、図面データＤＦ_１が含まれ、対象物ＩＤ「Ｏ００２」の図面データとして、図面データＤＦ_２が含まれていることを示している。以下、図面データＤＦ_１，ＤＦ_２の各々を個別に区別せずに示す場合、図面データＤＦと記載する。

図４に戻って、記憶部２０に記憶される軌跡データベース２３について説明する。軌跡データベース２３は、各対象物５の軌跡６１のデータである軌跡データが含まれる。軌跡データは、対象物５の延伸方向に沿って延伸する線のデータである。なお、軌跡データベース２３に含まれる軌跡データは、対象物５の延伸方向に沿った線のデータに代えて、対象物５の延伸方向に沿って配列された複数の３次元点のデータと、これらの３次元点のそれぞれに対応付けられた方向ベクトルのデータとを含むデータであってもよい。かかる方向ベクトルは、例えば、３次元点を通る軌跡６１の方向を示すデータである。

図７は、実施の形態１にかかる軌跡データベースのデータテーブルの一例を示す図である。図７に示すように、軌跡データベース２３のデータテーブルには、「対象物ＩＤ」および「軌跡データ」が互いに関連付けられたデータが含まれる。「対象物ＩＤ」は、図５に示す対象物ＩＤと同じである。「軌跡データ」は、対象物５の軌跡データである。

図７に示す例では、対象物ＩＤ「Ｏ００１」の軌跡データとして、軌跡データＤＬ_１が含まれ、対象物ＩＤ「Ｏ００２」の軌跡データとして、軌跡データＤＬ_２が含まれていることを示している。以下、軌跡データＤＬ_１，ＤＬ_２の各々を個別に区別せずに示す場合、軌跡データＤＬと記載する。

なお、処理部３０は、３次元点群データＤＴに基づいて軌跡データＤＬを生成する軌跡データ生成部としての機能を備えることもできる。例えば、対象物５がトンネルである場合、処理部３０は、３次元点群データＤＴに基づき、３次元点群６０で表されるトンネルの幅の中間位置をトンネルの入口から出口まで結ぶ線を軌跡６１として特定することができる。なお、処理部３０は、予め設定された計算モデルを用いて、３次元点群データＤＴに基づいて、軌跡データＤＬを生成することもできる。

図４に戻って、処理部３０について説明する。図４に示すように、処理部３０は、記憶処理部３１と、受付部３２と、データ取得部３３と、点群データ生成部３４と、表示データ生成部３５と、表示データ出力部３６とを備える。

記憶処理部３１は、３次元点群計測装置４からネットワーク７を介して通信部１０で受信される計測データを記憶部２０の３次元点群データベース２１に追加する。３次元点群計測装置４からの計測データには、対象物ＩＤ、計測日時データ、および３次元点群データＤＴが含まれており、記憶処理部３１は、３次元点群計測装置４から取得した計測データに新たな点群ＩＤを関連付けて３次元点群データベース２１に追加する。また、記憶処理部３１は、不図示の装置からネットワーク７および通信部１０を介して図面データＤＦおよび軌跡データＤＬを取得することもできる。

受付部３２は、利用者による入力装置３への種々の操作を受け付けることができる。例えば、受付部３２は、入力装置３への利用者の操作として、対象物５の図面への点群の重畳を要求する操作である点群重畳操作を受け付けることができる。また、受付部３２は、入力装置３への利用者の操作として、２次元点群を構成する２つの２次元点間の距離の表示を要求する操作である距離表示要求操作を受け付けることができる。また、受付部３２は、計測日時が異なる複数の３次元点群６０を図面に表示する操作である対象点群指定操作を受け付けることができる。

また、受付部３２は、入力装置３への利用者の操作として、点群の表示態様を指定する操作である表示態様指定操作を受け付けることができる。なお、点群の表示態様には、例えば、点群の濃淡に応じた着色が行われる第１表示態様、および図面と点群との位置ずれに応じた強調表示が行われる第２表示態様などがある。受付部３２は、入力装置３への利用者の操作として、２次元群との位置ずれを比較する図面上の対象物５の形状を示す線を比較対象の線として指定する操作である比較対象指定操作を受け付けることができる。

データ取得部３３は、受付部３２によって点群重畳操作が受け付けられている場合、点群重畳操作で指定された対象物ＩＤのデータに関連付けられた３次元点群データＤＴ、図面データＤＦ、および軌跡データＤＬを記憶部２０から取得する。なお、データ取得部３３は、点群重畳操作によって複数の点群ＩＤが指定されている場合、指定された複数の点群ＩＤに関連付けられた複数の３次元点群データＤＴを記憶部２０から取得する。

点群データ生成部３４は、データ取得部３３によって取得された３次元点群データＤＴおよび軌跡データＤＬに基づいて、２次元点群データＤＸを生成する。２次元点群データＤＸは、３次元点群データＤＴで示される３次元点群６０に含まれる複数の３次元点を軌跡６１に直交する直交平面に投影して得られる複数の２次元点を含む２次元点群のデータである。

かかる点群データ生成部３４は、軌跡標本化部４１と、直交平面演算部４２と、３次元点抽出部４３と、投影点演算部４４と、データ生成部４５とを備える。

軌跡標本化部４１は、データ取得部３３によって取得された軌跡データＤＬを標本化処理して対象物５の延伸方向に沿った複数の３次元点を生成する。図８は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置による標本化処理を説明するための図である。なお、以下に説明する図８を含む複数の図面には、説明を分かりやすくするために、鉛直上向きを正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。

図８に示す例では、軌跡標本化部４１による標本化処理によって、軌跡データＤＬで示される軌跡６１を通る複数の３次元点Ｐ_Ｌ１～Ｐ_Ｌ９のデータが生成される。図８に示す例では、理解を容易にするために、対象物５の３次元点群６０に含まれる複数の３次元点のうち対象物５の延伸方向に沿った３次元点を示しており、一部の３次元点は図示されていない。以下において、３次元点Ｐ_Ｌ１～Ｐ_Ｌ９の各々を個別に区別せずに示す場合、３次元点Ｐ_Ｌと記載する場合がある。３次元点Ｐ_Ｌのデータには、３次元点Ｐ_Ｌの３次元の位置を示すデータと、３次元点Ｐ_Ｌの方向ベクトルのデータとが含まれる。方向ベクトルは、３次元点Ｐ_Ｌを通る軌跡６１の方向を示すデータである。

軌跡標本化部４１による標本化間隔は、軌跡６１の状態に応じて変更される。例えば、軌跡標本化部４１は、軌跡６１のうち曲率が大きい部分ほど標本化間隔を小さくすることができる。また、軌跡標本化部４１による標本化処理によって生成されるデータと軌跡データＤＬが同じ形式のデータである場合、軌跡標本化部４１による標本化処理は行われない。なお、軌跡標本化部４１による標本化間隔は、等間隔であってもよい。

図４に示す直交平面演算部４２は、軌跡標本化部４１によって生成された複数の３次元点Ｐ_Ｌのうち各々対応する３次元点Ｐ_Ｌを含み軌跡６１に直交する複数の直交平面を演算する。図９は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって演算される直交平面を説明するための図である。

図９に示す例では、複数の３次元点Ｐ_Ｌ１～Ｐ_Ｌ９のうち各々対応する３次元点Ｐ_Ｌを含み軌跡６１に直交する複数の直交平面６２_１～６２_９が直交平面演算部４２によって演算されている。以下、複数の直交平面６２_１～６２_９の各々を個別に区別せずに示す場合、直交平面６２と記載する。

上述したように、３次元点Ｐ_Ｌのデータには、３次元点Ｐ_Ｌの３次元の位置を示すデータと、３次元点Ｐ_Ｌの方向ベクトルのデータとが含まれている。直交平面演算部４２は、３次元点Ｐ_Ｌの３次元の位置を含み且つ３次元点Ｐ_Ｌの方向ベクトルに直交する平面を直交平面６２として演算する。例えば、直交平面演算部４２は、３次元点Ｐ_Ｌ１の３次元の位置を含み且つ３次元点Ｐ_Ｌ１の方向ベクトルに直交する平面を直交平面６２_１として演算する。

図４に示す３次元点抽出部４３は、データ取得部３３によって取得された３次元点群データＤＴで示される３次元点群６０に含まれる複数の３次元点Ｐ_Ｌのうち複数の直交平面６２のいずれかから予め設定された距離Ｄｔｈ内にある３次元点を複数の直交平面６２の各々について抽出する。図１０は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置による３次元点の抽出処理を説明するための図である。なお、図１０は、説明を分かりやすくするために、Ｚ軸方向から見た場合の、複数の３次元点Ｐ_Ｌ１～Ｐ_Ｌ９および複数の直交平面６２_１～６２_９を示している。

図１０に示すように、３次元点抽出部４３は、対象物５の３次元点群６０を構成する複数の３次元点のうち複数の直交平面６２_１～６２_９のいずれかから予め設定された距離Ｄｔｈ内にある３次元点を複数の直交平面６２_１～６２_９の各々について抽出する。

図４に示す投影点演算部４４は、３次元点抽出部４３によって抽出された３次元点を複数の直交平面６２_１～６２_９のうち対応する直交平面６２に投影して得られる投影点を演算する。図１１は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって演算される投影点を説明するための図である。

図１１では、一つの直交平面６２に対して、３次元点抽出部４３によって抽出された３次元点が３次元点Ｐ_Ａ１～Ｐ_Ａ９である場合の例を示している。すなわち、３次元点Ｐ_Ａ１～Ｐ_Ａ９は、対象物５の３次元点群６０を構成する複数の３次元点のうち一つの直交平面６２に対して距離Ｄｔｈ以内にある３次元点である。

図１１に示す例においては、投影点演算部４４は、３次元点Ｐ_Ａ１～Ｐ_Ａ９を直交平面６２に投影して得られる投影点Ｐ_Ｂ１～Ｐ_Ｂ９を演算する。３次元点Ｐ_Ａ１～Ｐ_Ａ９の直交平面６２への投影は、３次元点Ｐ_Ａ１～Ｐ_Ａ９を直交平面６２と直交する方向に直交平面６２へ投影することによって行われる。

例えば、投影点Ｐ_Ｂ１は、３次元点Ｐ_Ａ１を直交平面６２と直交する方向に直交平面６２へ投影して得られる。また、投影点Ｐ_Ｂ２は、３次元点Ｐ_Ａ２を直交平面６２と直交する方向に直交平面６２へ投影して得られる。以下、投影点Ｐ_Ｂ１～Ｐ_Ｂ９の各々を個別に区別せずに示す場合、投影点Ｐ_Ｂと記載する場合がある。

図４に示すデータ生成部４５は、投影点演算部４４によって複数の直交平面６２に投影して得られる複数の投影点Ｐ_Ｂを複数の直交平面６２を重ね合わせることで一つの平面上に配置させた２次元点群のデータである２次元点群データＤＸを生成する。図１２は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって生成される２次元点群データを説明するための図である。

図１２では、各直交平面６２に投影された複数の投影点Ｐ_Ｂを含む投影点群ＰＧ_Ｂが示されている。図１２に示すように、データ生成部４５は、複数の直交平面６２_１～６２_９を重ね合わせることで、複数の投影点Ｐ_Ｂを一つの平面６４上に配置させて得られる２次元点群７２のデータである２次元点群データＤＸを生成する。

このように、点群データ生成部３４は、データ取得部３３によって取得された３次元点群データＤＴおよび軌跡データＤＬに基づいて、３次元点群データＤＴで示される３次元点群６０に含まれる複数の３次元点を軌跡６１に直交する直交平面６２に投影して得られる複数の２次元点を含む２次元点群７２のデータである２次元点群データＤＸを生成することができる。点群データ生成部３４は、生成した２次元点群データＤＸを表示データ生成部３５へ出力する。

次に、表示データ生成部３５の構成について説明する。図４に示すように、表示データ生成部３５は、データ生成部５１と、密集度演算部５２と、位置ずれ判定部５３と、距離演算部５４と、差分演算部５５とを備える。

データ生成部５１は、データ取得部３３によって取得された図面データＤＦと、点群データ生成部３４によって生成された２次元点群データＤＸとに基づいて、図面７１に２次元点群７２を重畳した画像を表示装置２に表示する表示データＤＷを生成する。

図１３は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって生成された表示データによって表示装置に表示される画像の一例を示す図である。図１３に示すように、表示装置２には、表示データ生成装置１からの表示データＤＷによって、対象物５の図面７１に２次元点群７２が重畳された画像７０が表示される。そのため、図面７１と２次元点群７２との差異を確認することで、図面７１と実際の対象物５との差を容易に把握することができる。

データ生成部５１は、図面データＤＦに含まれる寸法を示す情報に基づいて、図面で示される対象物５の寸法を特定し、図面７１で示される対象物５の寸法を調整することができる。２次元点群データＤＸには、３次元点群計測装置４によって計測された実測値の情報が含まれており、図面７１で示される対象物５の寸法または２次元点群７２の寸法を調整することで、図面７１で示される対象物５と２次元点群７２で示される対象物５との寸法を合わせることができる。

そして、データ生成部５１は、図面７１と２次元点群７２との位置合わせを、図面７１に設定された不図示の基準位置と軌跡データＤＬで示される軌跡６１とに基づいて行うことができる。例えば、軌跡６１が対象物５の幅方向の中心に設定されている場合、図面７１には軌跡６１を通る位置に基準位置が設定される。

また、データ生成部５１は、図面７１から対象物５の形状を示す線を抽出する抽出処理と、図面７１で示される対象物５の形状を示す線と２次元点群７２との位置合わせを行う位置合わせ処理を行うこともできる。この場合、データ生成部５１は、例えば、対象物５の形状パターンを複数含むテンプレートを用いて対象物５の形状を示す線を抽出する抽出処理を行うことができる。また、データ生成部５１は、ＤＮＮ（Deep Neural Network）などの機械学習器によって生成された計算モデルによって、対象物５の形状を示す線を抽出する抽出処理を行うことができる。

この場合も、データ生成部５１は、図面データＤＦに含まれる寸法を示す情報に基づいて、抽出処理で抽出した対象物５の寸法または２次元点群７２の寸法を調整する。データ生成部５１は、２次元点群７２および位置を変更しながら、抽出処理で抽出した対象物５の形状を示す線と最も一致する可能性が高い位置に２次元点群７２を配置する位置合わせ処理を行うことができる。なお、データ生成部５１による図面７１と２次元点群７２との位置合わせ処理は上述した処理に限定されない。

次に、表示態様指定操作によって表示データ生成装置１により生成される表示データＤＷについて説明する。データ生成部５１は、受付部３２によって第１表示態様を指定する表示態様指定操作を含む点群重畳操作が受け付けられた場合、密集度演算部５２によって演算された密集度に基づいて、２次元点群７２に含まれる各２次元点の色を変更することができる。

密集度演算部５２は、２次元点群データＤＸに基づいて、２次元点群７２に含まれる各２次元点が位置する領域の密集度を演算することができる。例えば、密集度演算部５２は、２次元点群７２が存在する領域を予め設定された複数の領域に分割し、分割された領域である分割領域毎に存在する２次元点の数を、各２次元点が位置する領域の密集度として演算することができる。

図１４は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって生成された表示データによって表示装置に表示される画像の他の例を示す図である。図１４に示す例では、データ生成部５１は、密集度が高い領域の２次元点と、密集度が低い領域の２次元点と、密集度が中間の領域の２次元点とにそれぞれ異なる色を設定している。例えば、データ生成部５１は、１５個以上の２次元点が存在する領域の２次元点を赤色に、５個以上１５個未満の２次元点が存在する領域の２次元点を緑色に、４個以下の２次元点が存在する領域の２次元点を青色に各々設定することができる。

なお、図１４に示す例では、２次元点の色は密集度に応じて３段階に分けられるが、データ生成部５１は、２次元点の色を２段階または４段階以上に分けることもできる。また、データ生成部５１は、属する領域の密集度が低い２次元点ほど色を濃くするなどの強調表示を行った表示データＤＷを生成することもできる。また、データ生成部５１は、属する領域の密集度が高い２次元点ほど色を濃くするなどの強調表示を行った表示データＤＷを生成することもできる。

このように、密集度に応じた色で各２次元点が表示装置２によって表示されることから、表示データ生成装置１の利用者は、図面７１と２次元点群７２とのずれを容易に把握することができ、図面７１と実際の対象物５との差をより容易に把握することができる。

また、データ生成部５１は、受付部３２によって第２表示態様を指定する表示態様指定操作を含む点群重畳操作が受け付けられた場合、位置ずれ判定部５３によって判定された図面７１における対象物５の形状を示す線と各２次元点との位置ずれに基づいて、位置ずれが予め設定された条件を満たす２次元点が表示装置２で強調表示されるデータを含む表示データＤＷを生成する。

位置ずれ判定部５３は、図面データＤＦと２次元点群データＤＸとに基づいて、２次元点群データＤＸで示される２次元点群７２に含まれる各２次元点と図面７１における対象物５の形状を示す線との位置ずれを判定する。データ生成部５１は、位置ずれ判定部５３によって判定された位置ずれが予め設定された条件を満たす２次元点が表示装置２で強調表示されるデータを含む表示データＤＷを生成する。例えば、データ生成部５１は、位置ずれ判定部５３によって判定された位置ずれの大きさを３段階に分け、各２次元点を位置ずれの大きさ毎に色分けする処理を行うことができる。

図１５は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって生成された表示データによって表示装置に表示される画像の他の例を示す図である。図１５に示す例では、データ生成部５１は、位置ずれが小さい領域と、位置ずれが大きい領域と、位置ずれが中間の領域とにそれぞれ異なる色を設定している。例えば、データ生成部５１は、位置ずれが大きい領域の２次元点を濃い赤色に、位置ずれが中間の領域の２次元点を薄い赤色に、位置ずれが小さい領域の２次元点を白色に各々設定することができる。これにより、位置ずれが大きい２次元点ほど表示装置２で強調表示されるデータを含む表示データＤＷを生成することができる。

なお、図１５に示す例では、２次元点の色は位置ずれに応じて３段階に分けられるが、データ生成部５１は、２次元点の色を２段階または４段階以上に分けることもできる。また、データ生成部５１は、位置ずれが大きい２次元点ほど色を濃くするなどの強調表示を行った表示データＤＷを生成することもできる。また、データ生成部５１は、位置ずれが小さい２次元点ほど色を濃くするなどの強調表示を行った表示データＤＷを生成することもできる。

このように、データ生成部５１は、位置ずれに応じた色で各２次元点を表示装置２に表示する表示データＤＷを生成することから、表示データ生成装置１の利用者は、図面７１と２次元点群７２とのずれを容易に把握することができ、図面７１と実際の対象物５との差をより容易に把握することができる。

また、データ生成部５１は、図面７１における対象物５の形状を示す線との位置ずれが予め設定された範囲を超える２次元点が単位面積当り予め設定された数以上ある領域である位置ずれ領域があるか否かを判定することができる。この場合、データ生成部５１は、位置ずれ領域があると判定した場合、位置ずれ領域を強調表示した画像を表示装置２に表示する表示データＤＷを生成することができる。

図１６は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって生成された表示データによって表示装置に表示される画像の他の例を示す図である。図１６に示す例では、データ生成部５１は、図１５に示す状態に加え、位置ずれ領域であると判定した領域を囲む枠７４と、利用者に注意を喚起するためのマーク７５とを含む画像７０を表示装置２に表示する表示データＤＷを生成する。

なお、位置ずれ判定部５３は、図面データＤＦに基づいて、図面７１における対象物５の形状を示す線を、対象物５の形状パターンを複数含むテンプレートを用いて抽出することができる。また、位置ずれ判定部５３は、図面データＤＦに基づいて、ＤＮＮなどの機械学習器によって生成された計算モデルによって、対象物５の形状を示す線を抽出することもできる。位置ずれ判定部５３は、図面データＤＦに基づいて抽出した対象物５の形状を示す線と２次元点群７２に含まれる各２次元点との位置ずれを判定することができる。

また、位置ずれ判定部５３は、比較対象指定操作が受付部３２によって受け付けられた場合、比較対象指定操作で指定された比較対象の線である対象物５の形状の一部を示す線と２次元点群７２に含まれる各２次元点との位置ずれを判定することもできる。

このように、データ生成部５１は、位置ずれが大きい領域を強調表示する画像を表示装置２に表示する表示データＤＷを生成することから、表示データ生成装置１の利用者は、図面７１と２次元点群７２とのずれを容易に把握することができ、図面７１と実際の対象物５との差をより容易に把握することができる。

次に、距離表示要求操作によって表示データ生成装置１により生成される表示データＤＷについて説明する。図４に示す距離演算部５４は、受付部３２によって距離表示要求操作が受け付けられた場合、距離表示要求操作によって選択された２つの２次元点間の距離を演算することができる。

データ生成部５１は、受付部３２によって距離表示要求操作が受け付けられた場合、距離演算部５４によって演算された２点間の距離を示す情報を表示装置２に表示するデータを含む表示データＤＷを生成することができる。かかる表示データＤＷによって、表示装置２は、距離表示要求操作によって選択された２つの２次元点間の距離、または距離表示要求操作によって選択された２つの２次元点に対応する２つの３次元点間の距離を示す情報を表示することができる。

図１７は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって生成された表示データによって表示装置に表示される画像の他の例を示す図である。図１７に示す例では、データ生成部５１は、図１５に示す状態に加え、距離表示要求操作によって選択された２つの２次元点７６，７７間の距離を示す文字７８を含む画像７０を表示装置２に表示する表示データＤＷを生成する。なお、図１７に示す例では、距離表示要求操作によって選択された２つの２次元点７６，７７が他の２次元点よりも大きく表示されるが、２次元点７６，７７は他の２次元点と同じ大きさであってもよい。

なお、受付部３２によって受け付けられる距離表示要求操作は、入力装置３に含まれるマウスへの操作によって行われるが、受付部３２は、トラックボール、スタイラスペン、またはタッチパネルなどの他のポインティングデバイスを入力装置３として距離表示要求操作を受け付けることもできる。

また、距離演算部５４は、受付部３２によって距離表示要求操作が受け付けられた場合、３次元点群６０を構成する複数の３次元点のうち、距離表示要求操作によって選択された２つの２次元点に対応する２つの３次元点間の距離を演算することができる。この場合、データ生成部５１は、距離表示要求操作によって選択された２つの２次元点に対応する２つの３次元点間の距離を示す情報を表示することができる。距離表示要求操作によって選択された２次元点に対応する３次元点は、２次元点に変換される前の３次元点であり、２次元点の投影前の３次元点である。距離演算部５４は、点群データ生成部３４から２次元点に対応する３次元点の情報を取得することができる。

このように、データ生成部５１は、距離表示要求操作によって選択された２つの２次元点間の距離を示す情報、または距離表示要求操作によって選択された２つの２次元点に対応する２つの３次元点間の距離を示す情報を表示装置２に表示する表示データＤＷを生成することができる。そのため、表示データ生成装置１の利用者は対象物５が存在する場所に行くことなく、対象物５のうち所望する箇所の測定を行うことができる。

なお、受付部３２は、軌跡６１の延伸方向に沿った方向で互いの距離が予め設定された閾値Ｄｔｈ１以上閾値Ｄｔｈ２未満である２つの３次元点に対応する２つの２次元点の選択に限り距離表示要求操作として受け付けることもできる。これにより、データ生成部５１は、対象物５の延伸方向に互いの距離が閾値Ｄｔｈ１以上閾値Ｄｔｈ２未満の位置にある２つの３次元点の距離を示す情報を含む画像７０を表示装置２に表示する表示データＤＷを生成することができる。なお、受付部３２は、入力装置３から閾値Ｄｔｈ１，Ｄｔｈ２の設定操作を受け付けることができる。これにより、利用者によって閾値Ｄｔｈ１，Ｄｔｈ２を設定することができる。

次に、比較対象指定操作によって表示データ生成装置１により生成される表示データＤＷについて説明する。データ取得部３３は、受付部３２によって対象点群指定操作を含む点群重畳操作が受け付けられた場合、対象点群指定操作で指定される複数の３次元点群６０の点群ＩＤに対応する３次元点群データＤＴを記憶部２０から取得する。

例えば、３次元点群データベース２１が図５に示す状態であり、且つ対象点群指定操作で指定される複数の３次元点群６０の点群ＩＤが「Ｇ００４」,「Ｇ００５」であるとする。この場合、データ取得部３３は、記憶部２０から３次元点群データＤＴ_４，ＤＴ_５を取得する。点群データ生成部３４は、３次元点群データＤＴ_４，ＤＴ_５に基づいて、点群ＩＤ「Ｇ００４」の３次元点群６０に対応する２次元点群７２のデータを含む２次元点群データＤＸと、点群ＩＤ「Ｇ００５」の３次元点群６０に対応する２次元点群７２のデータを含む２次元点群データＤＸとを生成する。以下、点群ＩＤ「Ｇ００４」の３次元点群６０に対応する２次元点群７２を２次元点群７２ａと記載し、点群ＩＤ「Ｇ００５」の３次元点群６０に対応する２次元点群７２を２次元点群７２ｂと記載する。

差分演算部５５は、２次元点群７２ａと２次元点群７２ｂとの差分を演算する。データ生成部５１は、２次元点群７２ａ，７２ｂを図面７１に重畳し且つ２次元点群７２ａと２次元点群７２ｂとの差分の部分を表示装置２で強調表示する表示データＤＷを生成する。

図１８は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置によって生成された表示データによって表示装置に表示される画像の他の例を示す図である。図１８に示す例では、データ生成部５１は、図面７１に２つの２次元点群７２ａ，７２ｂを重畳し、且つ２次元点群７２ａと２次元点群７２ｂとの差分がある領域を囲む枠８１と、利用者に注意を喚起するためのマーク８２とを含む画像７０を表示装置２に表示する表示データＤＷを生成する。枠８１によって、計測日時の異なる２つの２次元点群間の差分が強調表示されるため、例えば、対象物５のうち経年変化が生じている部分を容易に把握することができる。

また、これらの２次元点群７２ａ，７２ｂは互いに異なる色で表示される。このように、異なる計測日時で得られる複数の３次元点群６０を用いて生成される複数の２次元点群７２ａ，７２ｂが図面７１に重畳されるため、対象物５の経年劣化による変位などを把握することができる。

データ生成部５１は、計測日時の異なる２つの２次元点群７２ａ，７２ｂ間の差分が予め設定された条件を満たす場合に、図１８に示す差分がある領域を囲む枠８１を表示することができる。例えば、データ生成部５１は、変位量が予め設定された量を超える２次元点の数が予め設定された数以上の領域がある場合、かかる領域を強調表示することができる。

また、データ生成部５１は、差分演算部５５によって演算された２つの２次元点群７２ａ，７２ｂ間の差分の領域を着色または色の濃さを変えることで、計測日時の異なる２つの２次元点群７２ａ，７２ｂ間の差分を強調表示することができる。

つづいて、表示データ生成装置１の動作を、フローチャートを用いて説明する。図１９は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置の第１表示データ生成処理の一例を示すフローチャートである。

図１９に示すように、表示データ生成装置１の処理部３０は、入力装置３への点群重畳操作を受け付けた場合、データ取得処理を行う（ステップＳ１０）。かかるステップＳ１０の処理において、処理部３０は、点群重畳操作で指定された対象物５の３次元点群データＤＴ、軌跡データＤＬ、および図面データＤＦを記憶部２０から取得する。

処理部３０は、ステップＳ１０で取得した３次元点群データＤＴおよび軌跡データＤＬに基づいて、２次元点群データＤＸの生成処理を行う（ステップＳ１１）。かかるステップＳ１１の処理は、図２０に示すステップＳ２０～Ｓ２３の処理であり、後で詳述する。

処理部３０は、ステップＳ１０で取得した図面データＤＦとステップＳ１１で生成した２次元点群データＤＸとに表示データＤＷの生成処理を行う（ステップＳ１２）。かかるステップＳ１２の処理において、処理部３０は、２次元点群７２を図面７１に重畳した画像７０を表示装置２に表示する表示データＤＷを生成する。

処理部３０は、ステップＳ１２で生成した表示データＤＷを表示装置２へ出力し（ステップＳ１３）、図１９に示す処理を終了する。これにより、表示装置２において２次元点群７２が重畳された図面７１の画像が表示される。

図２０は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置の２次元点群データの生成処理の一例を示すフローチャートである。図２０に示すように、処理部３０は、まず、軌跡標本化処理を行う（ステップＳ２０）。かかるステップＳ２０の処理において、処理部３０は、対象物５の延伸方向に沿った軌跡６１を標本化して対象物５の延伸方向に沿った複数の３次元点を生成する。

処理部３０は、直交平面演算処理を行う（ステップＳ２１）。かかるステップＳ２１の処理において、処理部３０は、ステップＳ２０で生成した複数の３次元点のうち各々対応する３次元点を含み軌跡６１に直交する複数の直交平面６２を演算する。

処理部３０は、３次元点投影処理を行う（ステップＳ２２）。かかるステップＳ２２の処理において、処理部３０は、図１９に示すステップＳ１０で取得された３次元点群データＤＴで示される３次元点群６０に含まれる複数の３次元点のうち複数の直交平面のいずれかから予め設定された距離内にある３次元点を複数の直交平面の各々について抽出する。

処理部３０は、重ね合わせ処理を行う（ステップＳ２３）。かかるステップＳ２３の処理において、処理部３０は、複数の直交平面に投影して得られる複数の投影点を複数の直交平面６２を重ね合わせることで一つの平面上に配置させた２次元点群７２のデータである２次元点群データＤＸを生成する。処理部３０は、ステップＳ２３の処理を終了すると、図２０に示す処理を終了する。

続いて、表示データ生成装置１が行う第２表示データ生成処理を説明する。図２１は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置の第２表示データ生成処理の一例を示すフローチャートである。なお、図２１のステップＳ３０，Ｓ３１の処理は、図１９に示すステップＳ１０，Ｓ１１の処理と同じであるため、説明を省略する。第２表示データ生成処理は、例えば、第１表示態様の表示態様指定操作を含む点群重畳操作を受け付けた場合に実行される。

図２１に示すように、処理部３０は、密集度の演算処理を行う（ステップＳ３２）。かかるステップＳ３２の処理において、ステップＳ３１で生成した２次元点群データＤＸに基づいて、２次元点群７２に含まれる各２次元点が位置する領域の密集度を演算する。

そして、処理部３０は、ステップＳ３２で演算した密集度に応じた色分け処理を行う（ステップＳ３３）。かかる色分け処理において、処理部３０は、図面７１に重畳する２次元点群７２に含まれる各２次元点を密集度に応じた色に設定する。処理部３０は、各２次元点を密集度に応じた色で表した２次元点群７２を図面７１に重畳した画像７０を表示装置２に表示する表示データＤＷを生成する表示データ生成処理を行う（ステップＳ３４）。処理部３０は、ステップＳ３４で生成した表示データＤＷを表示装置２へ出力する表示データ出力処理を行う（ステップＳ３５）。処理部３０は、ステップＳ３５の処理を終了すると、図２１に示す処理を終了する。

続いて、表示データ生成装置１が行う第３表示データ生成処理を説明する。図２２は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置の第３表示データ生成処理の一例を示すフローチャートである。なお、図２２のステップＳ４０，Ｓ４１の処理は、図１９に示すステップＳ１０，Ｓ１１の処理と同じであるため、説明を省略する。第３表示データ生成処理は、例えば、第２表示態様の表示態様指定操作を含む点群重畳操作を受け付けた場合に実行される。

図２２に示すように、処理部３０は、位置ずれ判定処理を行う（ステップＳ４２）。かかるステップＳ４２の処理において、処理部３０は、ステップＳ４０で取得した図面データＤＦとステップＳ４１で生成した２次元点群データＤＸとに基づいて、図面７１と２次元点群７２との位置ずれを判定する。

そして、処理部３０は、ステップＳ４２で演算した位置ずれに応じた強調処理を行う（ステップＳ４３）。かかる強調処理において、処理部３０は、例えば、図面７１と２次元点群７２との位置ずれが予め設定された条件を満たす場合、位置ずれが生じている部分を強調表示する情報である強調表示情報を生成する。処理部３０は、図面７１と２次元点群７２との位置ずれが予め設定された条件を満たす部分を強調した状態で２次元点群７２を図面７１に重畳した画像７０を表示装置２に表示する表示データＤＷを生成する表示データ生成処理を行う（ステップＳ４４）。処理部３０は、ステップＳ４４で生成した表示データＤＷを表示装置２へ出力する表示データ出力処理を行う（ステップＳ４５）。処理部３０は、ステップＳ４５の処理を終了すると、図２２に示す処理を終了する。

続いて、表示データ生成装置１が行う第４表示データ生成処理を説明する。図２３は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置の第４表示データ生成処理の一例を示すフローチャートである。なお、図２３のステップＳ５０，Ｓ５１の処理は、図１９に示すステップＳ１０，Ｓ１１の処理と同じであるため、説明を省略する。第４表示データ生成処理は、例えば、距離表示要求操作を含む点群重畳操作を受け付けた場合に実行される。

図２３に示すように、処理部３０は、距離表示要求操作によって選択された２つの２次元点間の距離の演算処理を行う（ステップＳ５２）。また、処理部３０は、ステップＳ５２の処理において、２次元点間の距離の演算に代えて、距離表示要求操作によって選択された２つの２次元点に対応する２つの３次元点間の距離を演算することもできる。

そして、処理部３０は、ステップＳ５２で演算した距離を示す情報を生成する（ステップＳ５３）。処理部３０は、２次元点群７２を図面７１に重畳した画像に、ステップＳ５３で生成した距離を示す情報を追加した画像７０を表示装置２に表示する表示データＤＷを生成する表示データ生成処理を行う（ステップＳ５４）。処理部３０は、ステップＳ５４で生成した表示データＤＷを表示装置２へ出力する表示データ出力処理を行う（ステップＳ５５）。処理部３０は、ステップＳ５５の処理を終了すると、図２３に示す処理を終了する。

続いて、表示データ生成装置１が行う第５表示データ生成処理を説明する。図２４は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置の第５表示データ生成処理の一例を示すフローチャートである。第５表示データ生成処理は、例えば、対象点群指定操作を含む点群重畳操作を受け付けた場合に実行される。

図２４に示すように、処理部３０は、対象点群指定操作で指定された複数の点群ＩＤに関連付けられた３次元点群データＤＴ、軌跡データＤＬ、および図面データＤＦを取得するデータ取得処理を行う（ステップＳ６０）。そして、処理部３０は、２次元点群データＤＸの生成処理を行う（ステップＳ６１）。かかるステップＳ６１の処理において、処理部３０は、ステップＳ６０で取得した３次元点群データＤＴおよび軌跡データＤＬに基づいて、２次元点群データＤＸを点群ＩＤ毎に生成する。

次に、処理部３０は、ステップＳ６１で生成された複数の２次元点群データＤＸに基づいて、点群間の差分演算処理を行う（ステップＳ６２）。かかるステップＳ６２の処理において、処理部３０は、複数の２次元点群データＤＸで示される複数の２次元点群７２間の差分を演算する。

処理部３０は、ステップＳ６２で演算した複数の２次元点群７２間の差分を強調する強調処理を行う（ステップＳ６３）。かかるステップＳ６３の処理において、処理部３０は、例えば、複数の２次元点群７２間の差分の部分を強調する枠の情報を生成する。

そして、処理部３０は、２次元点群７２を図面７１に重畳した画像に、ステップＳ６３で生成した枠の情報を追加した画像７０を表示装置２に表示する表示データＤＷを生成する表示データ生成処理を行う（ステップＳ６４）。処理部３０は、ステップＳ６４で生成した表示データＤＷを表示装置２へ出力する表示データ出力処理を行う（ステップＳ６５）。処理部３０は、ステップＳ６５の処理を終了すると、図２４に示す処理を終了する。

図２５は、実施の形態１にかかる表示データ生成装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図２５に示すように、表示データ生成装置１は、プロセッサ１０１と、メモリ１０２と、インタフェース回路１０３とを備えるコンピュータを含む。

プロセッサ１０１、メモリ１０２およびインタフェース回路１０３は、バス１０４によって互いにデータの送受信が可能である。通信部１０は、インタフェース回路１０３によって実現される。記憶部２０は、メモリ１０２によって実現される。プロセッサ１０１は、メモリ１０２に記憶された表示データ生成プログラムを読み出して実行することによって、記憶処理部３１、受付部３２、データ取得部３３、点群データ生成部３４、表示データ生成部３５、および表示データ出力部３６の機能を実行する。プロセッサ１０１は、処理回路の一例であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processer）、およびシステムＬＳＩ（Large Scale Integration）のうち一つ以上を含む。

メモリ１０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、およびＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）のうち一つ以上を含む。また、メモリ１０２は、コンピュータが読み取り可能なプログラムが記録された記録媒体を含む。かかる記録媒体は、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルメモリ、光ディスク、コンパクトディスク、およびＤＶＤ（Digital Versatile Disc）のうち一つ以上を含む。なお、表示データ生成装置１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）およびＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路を含んでいてもよい。

以上のように、実施の形態１にかかる表示データ生成装置１は、データ取得部３３と、点群データ生成部３４と、表示データ生成部３５とを備える。データ取得部３３は、対象物５の３次元点群データＤＴと、対象物５の２次元の図面７１のデータを含む図面データＤＦと、対象物５の延伸方向に沿った軌跡６１のデータである軌跡データＤＬとを取得する。点群データ生成部３４は、データ取得部３３によって取得された３次元点群データＤＴおよび軌跡データＤＬに基づいて、３次元点群データＤＴで示される３次元点群６０に含まれる複数の３次元点を軌跡６１に直交する直交平面６２に投影して得られる複数の２次元点を含む２次元点群７２のデータである２次元点群データＤＸを生成する。表示データ生成部３５は、データ取得部３３によって取得された図面データＤＦと、点群データ生成部３４によって生成された２次元点群データＤＸとに基づいて、図面７１に２次元点群７２を重畳した画像７０を表示装置２に表示する表示データＤＷを生成する。これにより、表示データ生成装置１は、対象物５の３次元点群６０に応じた複数の２次元点を対象物５の２次元の図面７１上に重畳した表示データＤＷを生成することができる。したがって、例えば、対象物５が構造物である場合に、対象物５が図面７１通りに建築されているか否かを簡易に調査することができる。

また、表示データ生成部３５は、２次元点群７２に含まれる各２次元点が位置する領域の密集度に基づいて、各２次元点の色を変更する。これにより、表示データ生成装置１の利用者は、図面７１と２次元点群７２とのずれを容易に把握することができ、図面７１と実際の対象物５との差をより容易に把握することができる。

また、表示データ生成部３５は、表示データＤＷとして、複数の２次元点のうち図面７１との位置ずれが予め設定された条件を満たす２次元点を表示装置２で強調表示するデータを含む表示データＤＷを生成する。これにより、表示データ生成装置１の利用者は、図面７１と２次元点群７２とのずれを容易に把握することができ、図面７１と実際の対象物５との差をより容易に把握することができる。

また、実施の形態１にかかる表示データ生成装置１は、２次元点群７２に含まれる２つの２次元点の選択を受け付ける受付部３２を備える。表示データ生成部３５は、表示データＤＷとして、受付部３２によって選択が受け付けられた２つの２次元点間の距離を示す情報または複数の３次元点のうち２つの２次元点に対応する２つの３次元点間の距離を示す情報を表示装置２に表示するデータを含む表示データＤＷを生成する。これにより、表示データ生成装置１の利用者は対象物５が存在する場所に行くことなく、対象物５のうち所望する箇所の測定を行うことができる。例えば、対象物５がトンネルの場合、天井の高さおよび内壁の幅などを測定することができる。

また、実施の形態１にかかる表示データ生成装置１は、複数の３次元点群データＤＴを記憶する記憶部２０を備える。データ取得部３３は、記憶部２０から複数の３次元点群データＤＴを取得する。点群データ生成部３４は、データ取得部３３によって取得された複数の３次元点群データＤＴに基づき、複数の２次元点群データＤＸを生成する。表示データ生成部３５は、複数の２次元点群データＤＸで示される複数の２次元点群間の差分に基づいて、複数の２次元点群間の差分の部分を表示装置２に強調表示するデータを含む表示データＤＷを生成する。これにより、表示データ生成装置１の利用者は、例えば、対象物５のうち経年変化が生じている部分を容易に把握することができる。

また、点群データ生成部３４は、軌跡標本化部４１と、直交平面演算部４２と、３次元点抽出部４３と、投影点演算部４４と、データ生成部４５とを備える。軌跡標本化部４１は、データ取得部３３によって取得された軌跡データＤＬを標本化処理して対象物５の延伸方向に沿った複数の３次元点を生成する。直交平面演算部４２は、軌跡標本化部４１によって生成された複数の３次元点のうち各々対応する３次元点を含み軌跡６１に直交する複数の直交平面６２を演算する。３次元点抽出部４３は、データ取得部３３によって取得された３次元点群データＤＴで示される複数の３次元点のうち複数の直交平面６２のいずれかから予め設定された距離Ｄｔｈ内にある３次元点を複数の直交平面６２の各々について抽出する。投影点演算部４４は、３次元点抽出部４３によって抽出された３次元点を複数の直交平面６２のうち対応する直交平面６２に投影して得られる投影点を演算する。データ生成部４５は、投影点演算部４４によって複数の直交平面６２に投影して得られる複数の投影点を複数の直交平面６２を重ね合わせることで一つの平面６４上に配置させた２次元点群７２のデータを２次元点群データＤＸとして生成する。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１表示データ生成装置、２表示装置、３入力装置、４３次元点群計測装置、５対象物、７ネットワーク、１０通信部、２０記憶部、２１３次元点群データベース、２２図面データベース、２３軌跡データベース、３０処理部、３１記憶処理部、３２受付部、３３データ取得部、３４点群データ生成部、３５表示データ生成部、３６表示データ出力部、４１軌跡標本化部、４２直交平面演算部、４３３次元点抽出部、４４投影点演算部、４５，５１データ生成部、５２密集度演算部、５３位置ずれ判定部、５４距離演算部、５５差分演算部、６０３次元点群、６１軌跡、６２，６２_１～６２_９直交平面、６４平面、７０画像、７１図面、７２，７２ａ，７２ｂ２次元点群、７４，８１枠、７５，８２マーク、７６，７７２次元点、７８文字、ＤＦ，ＤＦ_１，ＤＦ_２図面データ、ＤＬ，ＤＬ_１，ＤＬ_２軌跡データ、ＤＴ，ＤＴ_１～ＤＴ_７３次元点群データ、ＤＷ表示データ、ＤＸ２次元点群データ、Ｄｔｈ距離、Ｄｔｈ１，Ｄｔｈ２閾値、Ｐ_Ａ１～Ｐ_Ａ９，Ｐ_Ｌ，Ｐ_Ｌ１～Ｐ_Ｌ９３次元点、Ｐ_Ｂ，Ｐ_Ｂ１～Ｐ_Ｂ９投影点、ＰＧ_Ｂ投影点群。

Claims

トンネルの３次元点群データと、前記トンネルの２次元の図面のデータを含む図面データと、前記トンネルの延伸方向に沿った軌跡のデータである軌跡データとを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部によって取得された前記３次元点群データおよび前記軌跡データに基づいて、前記３次元点群データで示される３次元点群に含まれる複数の３次元点を前記軌跡に直交する直交平面に投影して得られる複数の２次元点を含む２次元点群のデータである２次元点群データを生成する点群データ生成部と、
前記データ取得部によって取得された前記図面データと、前記点群データ生成部によって生成された前記２次元点群データとに基づいて、前記図面に前記２次元点群を重畳した画像を表示装置に表示する表示データを生成する表示データ生成部と、を備える
ことを特徴とする表示データ生成装置。
前記表示データ生成部は、
前記２次元点群に含まれる各２次元点が位置する領域の密集度に基づいて、前記各２次元点の色を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示データ生成装置。
前記表示データ生成部は、
前記複数の２次元点のうち前記図面との位置ずれが予め設定された条件を満たす２次元点を前記表示装置で強調表示するデータを含む表示データを前記表示データとして生成する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の表示データ生成装置。
前記２次元点群に含まれる２つの２次元点の選択を受け付ける受付部を備え、
前記表示データ生成部は、
前記２つの２次元点間の距離を示す情報または前記複数の３次元点のうち前記２つの２次元点に対応する２つの３次元点間の距離を示す情報を前記表示装置に表示するデータを含む表示データを前記表示データとして生成する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の表示データ生成装置。
複数の前記３次元点群データを記憶する記憶部を備え、
前記データ取得部は、
前記記憶部から複数の前記３次元点群データを取得し、
前記点群データ生成部は、
前記データ取得部によって取得された複数の前記３次元点群データに基づき、前記２次元点群データを複数生成し、
前記表示データ生成部は、
複数の前記２次元点群データで示される複数の２次元点群間の差分に基づいて、前記差分の部分を前記表示装置に強調表示するデータを含む表示データを前記表示データとして生成する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の表示データ生成装置。
前記点群データ生成部は、
前記データ取得部によって取得された前記軌跡データを標本化処理して前記トンネルの延伸方向に沿った複数の３次元点を生成する軌跡標本化部と、
前記軌跡標本化部によって生成された前記複数の３次元点のうち各々対応する３次元点を含み前記軌跡に直交する複数の直交平面を演算する直交平面演算部と、
前記データ取得部によって取得された前記３次元点群データで示される前記３次元点群に含まれる前記複数の３次元点のうち前記複数の直交平面のいずれかから予め設定された距離内にある３次元点を前記複数の直交平面の各々について抽出する３次元点抽出部と、
前記３次元点抽出部によって抽出された前記３次元点を前記複数の直交平面のうち対応する直交平面に投影して得られる投影点を演算する投影点演算部と、
前記投影点演算部によって前記複数の直交平面に投影して得られる複数の投影点を前記複数の直交平面を重ね合わせることで一つの平面上に配置させた前記２次元点群のデータを前記２次元点群データとして生成するデータ生成部と、を備える
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の表示データ生成装置。
コンピュータが実行する表示データ生成方法であって、
トンネルの３次元点群データと、前記トンネルの２次元の図面のデータを含む図面データと、前記トンネルの延伸方向に沿った軌跡のデータである軌跡データとを取得するデータ取得ステップと、
前記データ取得ステップによって取得された前記３次元点群データおよび前記軌跡データに基づいて、前記３次元点群データで示される３次元点群に含まれる複数の３次元点を前記軌跡に直交する直交平面に投影して得られる複数の２次元点を含む２次元点群のデータである２次元点群データを生成する点群データ生成ステップと、
前記データ取得ステップによって取得された前記図面データと、前記点群データ生成ステップによって生成された前記２次元点群データとに基づいて、前記図面に前記２次元点のデータを重畳した画像を表示装置に表示する表示データを生成する表示データ生成ステップと、を含む
ことを特徴とする表示データ生成方法。
トンネルの３次元点群データと、前記トンネルの２次元の図面のデータを含む図面データと、前記トンネルの延伸方向に沿った軌跡のデータである軌跡データとを取得するデータ取得ステップと、
前記データ取得ステップによって取得された前記３次元点群データおよび前記軌跡データに基づいて、前記３次元点群データで示される３次元点群に含まれる複数の３次元点を前記軌跡に直交する直交平面に投影して得られる複数の２次元点を含む２次元点群のデータである２次元点群データを生成する点群データ生成ステップと、
前記データ取得ステップによって取得された前記図面データと、前記点群データ生成ステップによって生成された前記２次元点群データとに基づいて、前記図面に前記２次元点のデータを重畳した画像を表示装置に表示する表示データを生成する表示データ生成ステップと、をコンピュータに実行させる
ことを特徴とする表示データ生成プログラム。