特許 6761292 ３次元ＣＡＤデータの作成システムおよび作成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6761292

(24)【登録日】2020年9月8日

(45)【発行日】2020年9月23日

(54)【発明の名称】３次元ＣＡＤデータの作成システムおよび作成方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/12 20200101AFI20200910BHJP

   G06F 30/10 20200101ALI20200910BHJP

【ＦＩ】

   G06F17/50 624A

   G06F17/50 622A

【請求項の数】16

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2016-138414(P2016-138414)

(22)【出願日】2016年7月13日

(65)【公開番号】特開2018-10455(P2018-10455A)

(43)【公開日】2018年1月18日

【審査請求日】2019年3月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】390014568

【氏名又は名称】東芝プラントシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】特許業務法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野本 寛幸

【審査官】 松浦 功

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１５５９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１２７５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００８８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７５１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０４８３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５８５０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３０／００ −３０／２８

Ｇ０１Ｂ １１／００ −１１／３０

Ｇ０１Ｂ ２１／００ −２１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

立体構造物を３次元計測して得られる、前記立体構造物の表面の３次元座標を含む３次元点群データを読み出し、設定する３次元座標系に前記３次元点群データに含まれる３次元座標が示す点群をマッピングした３次元点群画像を生成する３次元点群画像生成手段と、
前記マッピングに使用される３次元点群データのうち、前記３次元座標を含む３次元点群データを抽出し、前記立体構造物の表面の位置を求める表面位置特定手段と、
前記立体構造物の表面に位置する３次元点群データのうち、指定される条件に該当する３次元点群データを抽出し、抽出した３次元点群データに含まれる３次元座標によって表される領域を特別領域とみなして前記特別領域を特定した場合、前記条件と関連付けられる寸法情報に基づいて、前記特別領域を表す３次元ＣＡＤモデルを自動的に生成する特別領域ＣＡＤモデル生成手段と、
前記３次元点群画像に対して、前記３次元点群画像から特定された前記特別領域を、前記特別領域を表す３次元ＣＡＤモデルに置換した３次元ＣＡＤモデル含有画像を生成するＣＡＤモデル含有画像生成手段とを具備することを特徴とする３次元ＣＡＤデータの作成システム。

【請求項2】

前記立体構造物の表面に位置する３次元点群データのうち、前記指定される条件に該当する３次元点群データを抽出し、抽出した３次元点群データに含まれる３次元座標によって表される領域を特別領域とみなして抽出する特別領域抽出手段をさらに具備する請求項１記載の３次元ＣＡＤデータの作成システム。

【請求項3】

前記特別領域ＣＡＤモデル生成手段が読み出し可能な記憶領域に、前記寸法情報として与えられる前記立体構造物の表面からの厚さを示す厚さ情報が保持されており、
前記特別領域抽出手段は、前記指定される条件として、前記３次元座標系で規定される単位格子を前記マッピングした範囲を網羅するように配置し、配置した単位格子毎に前記点群を構成する点を数えた場合、前記点の個数が０（ゼロ）以上かつ設定する閾値未満となる単位格子に隣接する単位格子のうち、前記点の個数が前記閾値以上となる単位格子である輪郭単位格子内に存在する点である旨の指定を受け付けた場合、前記輪郭単位格子内に存在する点を抽出し、抽出した点によって包囲される領域を前記特別領域である貫通孔として特定する貫通孔特定部を備え、
前記特別領域ＣＡＤモデル生成手段は、前記貫通孔特定手段が貫通孔を特定した場合、前記厚さ情報に基づいて、前記貫通孔の両端間の長さを決定し、前記表面に現れる前記貫通孔の端部を底面、前記貫通孔の両端間の長さを高さとする柱体の３次元ＣＡＤモデルを、前記貫通孔を表す貫通孔ＣＡＤモデルとして自動的に生成する貫通孔ＣＡＤモデル生成部を備える請求項２記載の３次元ＣＡＤデータの作成システム。

【請求項4】

前記特別領域ＣＡＤモデル生成手段が読み出し可能な記憶領域に、前記立体構造物への取付物を識別する識別情報と前記識別情報と関連付けられる前記取付物の寸法情報および色情報のうち少なくとも寸法情報を含む取付物情報と、前記取付物情報と関連付けられる前記取付物の３次元ＣＡＤモデルとが保持され、前記マッピングに使用される３次元点群データが点毎の色情報を含んでおり、
前記特別領域抽出手段は、前記指定される条件が、色の階調値の範囲である場合、前記３次元座標系で規定される単位格子を前記マッピングした範囲を網羅するように配置し、前記マッピングに使用される３次元点群データに含まれる点毎の色情報が表す色の階調値が、前記指定される条件に該当する範囲内となる点を配置した単位格子毎に抽出し、抽出した点が設定する閾値以上となる領域を前記取付物とみなす取付物抽出部を備え、
前記特別領域ＣＡＤモデル生成手段は、前記取付物情報に含まれる、前記寸法情報が表す寸法および色情報が表す色の少なくとも一方を特徴量とし、前記取付物抽出部が特定している前記取付物の種別を判定する際に、前記マッピングに使用される３次元点群データ
から得られる前記特徴量と前記取付物の前記取付物情報から得られる前記特徴量とを比べた結果に基づいて前記取付物の種別を特定するように構成される請求項２または３に記載の３次元ＣＡＤデータの作成システム。

【請求項5】

前記特別領域ＣＡＤモデル生成手段は、前記特徴量が寸法である場合、前記取付物とみなした領域の寸法と前記取付物の寸法情報が示す寸法とを比べて最も寸法差が小さい前記取付物を前記取付物情報に基づいて特定する第１のロジックによって前記取付物の種別を特定し、前記特徴量が色である場合、前記指定を受け付けた階調値の範囲内から指定される階調値と前記取付物の色情報が示す階調値とを比べて最も差異が小さい前記取付物を前記取付物情報に基づいて特定する第２のロジックによって前記取付物の種別を特定し、前記取付物情報が前記取付物の寸法情報および色情報の両方を含んでいる場合であって、寸法情報および色情報の何れか一方で前記取付物の種別が一義的に特定される場合、前記第１のロジックおよび前記第２のロジックの何れか一方のロジックによって前記取付物の種別を特定し、寸法情報および色情報の両方を用いることによって前記取付物の種別が一義的に特定される場合、前記取付物とみなした領域の寸法と前記取付物の寸法情報が示す寸法とを比べて最も寸法差が小さく、前記指定を受け付けた階調値の範囲内から指定される階調値と前記取付物の色情報が示す階調値とを比べて最も差異が小さい前記取付物を前記取付物情報に基づいて前記取付物の種別を特定する機能を有する取付物種別特定部と、特定した前記取付物を表す取付物ＣＡＤモデルを自動的に生成する取付物ＣＡＤモデル生成部を備える請求項４記載の３次元ＣＡＤデータの作成システム。

【請求項6】

前記色の階調値の範囲の指定は、各色の階調値の範囲を直接的に指定すること、および前記色の階調値の範囲を定義する中央値、または最大値および最小値を決定する指標を計算する領域を指定することの何れか一方によって行われ、
前記指標は、前記３次元点群データに含まれる点毎の色情報が表す色の階調値から求まる代表値である請求項４または５に記載の３次元ＣＡＤデータの作成システム。

【請求項7】

前記３次元点群データを抽出する範囲を設定する手段をさらに具備する請求項１から６の何れか１項に記載の３次元ＣＡＤデータの作成システム。

【請求項8】

前記立体構造物は、３次元ＣＡＤによって作成された設計図に従って製作された製作物であり、前記設計図は、前記設計図を作成する段階で作成されている前記立体構造物の３次元ＣＡＤモデルから、指定される２次元化の条件に従って得られる前記立体構造物の２次元図面を含んでおり、
前記３次元ＣＡＤモデル含有画像と前記立体構造物の２次元図面の画像とを同じ位置を基準点とする２次元座標系に重ねて照合する照合手段をさらに具備する請求項１から７の何れか１項に記載の３次元ＣＡＤデータの作成システム。

【請求項9】

コンピュータを、立体構造物を３次元計測して得られる、前記立体構造物の表面の３次元座標を含む３次元点群データを読み出し、設定する３次元座標系に前記３次元点群データに含まれる３次元座標が示す点群をマッピングした３次元点群画像を生成する手段、前記マッピングに使用される３次元点群データのうち、前記３次元座標を含む３次元点群データを抽出し、前記立体構造物の表面の位置を求める手段、前記立体構造物の表面に位置する３次元点群データのうち、指定される条件に該当する３次元点群データを抽出し、抽出した３次元点群データに含まれる３次元座標によって表される領域を特別領域とみなして前記特別領域を特定した場合、前記条件と関連付けられる寸法情報に基づいて、前記特別領域を表す３次元ＣＡＤモデルを自動的に生成する手段、および前記３次元点群画像に対して、前記３次元点群画像から特定された前記特別領域を、前記特別領域を表す３次元ＣＡＤモデルに置換した３次元ＣＡＤモデル含有画像を生成する手段として用いる立体構造物の３次元ＣＡＤデータを作成する方法であって、前記コンピュータが、
立体構造物を３次元計測して得られる、前記立体構造物の表面の３次元座標を含む３次元点群データを読み出し、設定する３次元座標系に前記３次元点群データに含まれる３次元座標が示す点群をマッピングした３次元点群画像を生成する工程と、
前記マッピングに使用される３次元点群データのうち、前記３次元座標を含む３次元点群データを抽出し、前記立体構造物の表面の位置を求める工程と、
前記立体構造物の表面に位置する３次元点群データのうち、指定される条件に該当する３次元点群データを抽出し、抽出した３次元点群データに含まれる３次元座標によって表される領域を特別領域とみなして前記特別領域を特定した場合、前記条件と関連付けられる寸法情報に基づいて、前記特別領域を表す３次元ＣＡＤモデルを自動的に生成する工程と、
前記３次元点群画像に対して、前記３次元点群画像から特定された前記特別領域を、前記特別領域を表す３次元ＣＡＤモデルに置換した３次元ＣＡＤモデル含有画像を生成する工程とを備える処理手順を実行することを特徴とする３次元ＣＡＤデータの作成方法。

【請求項10】

前記３次元ＣＡＤモデルを自動的に生成する工程は、前記立体構造物の表面に位置する３次元点群データのうち、指定される条件に該当する３次元点群データを抽出し、抽出した３次元点群データに含まれる３次元座標によって表される領域を前記特別領域とみなして抽出するステップを有する請求項９記載の３次元ＣＡＤデータの作成方法。

【請求項11】

前記コンピュータが読み出し可能な記憶領域に、前記寸法情報として与えられる前記立体構造物の表面からの厚さを示す厚さ情報が保持されており、
前記３次元ＣＡＤモデルを自動的に生成する工程は、前記指定される条件として、前記３次元座標系で規定される単位格子を前記マッピングした範囲を網羅するように配置し、配置した単位格子毎に前記点群を構成する点を数えた場合、前記点の個数が０（ゼロ）以上かつ設定する閾値未満となる単位格子に隣接する単位格子のうち、前記点の個数が前記閾値以上となる単位格子である輪郭単位格子内に存在する点である旨の指定を受け付けた場合、前記輪郭単位格子内に存在する点を抽出し、抽出した点によって包囲される領域を前記特別領域である貫通孔として特定するステップと、
前記特別領域として前記貫通孔が特定された場合、前記厚さ情報に基づいて、前記貫通孔の両端間の長さを決定し、前記表面に現れる前記貫通孔の端部を底面、前記貫通孔の両端間の長さを高さとする柱体の３次元ＣＡＤモデルを、前記貫通孔を表す貫通孔ＣＡＤモデルとして自動的に生成するステップと、を有する請求項９または１０に記載の３次元ＣＡＤデータの作成方法。

【請求項12】

前記コンピュータが読み出し可能な記憶領域に、前記立体構造物への取付物を識別する識別情報と前記識別情報と関連付けられる前記取付物の寸法情報および色情報の少なくとも一方とを含む取付物情報と、前記取付物情報と関連付けられる前記取付物の３次元ＣＡＤモデルとが保持され、前記マッピングに使用される３次元点群データが点毎の色情報を含んでおり、
前記３次元ＣＡＤモデルを自動的に生成する工程は、前記指定される条件が、色の階調値の範囲である場合、前記３次元座標系で規定される単位格子を前記マッピングした範囲を網羅するように配置し、前記マッピングに使用される３次元点群データに含まれる点毎の色情報が表す色の階調値が、前記指定される条件に該当する範囲内となる点を配置した単位格子毎に抽出し、抽出した点が設定する閾値以上となる領域を前記取付物とみなすステップと、
前記取付物情報に含まれる前記寸法情報および色情報の少なくとも一方の情報が表す寸法および色の少なくとも一方を特徴量とし、前記取付物抽出部が特定している前記取付物の種別を判定する際に、前記マッピングに使用される３次元点群データから得られる前記特徴量と前記取付物の前記取付物情報から得られる前記特徴量とを比べた結果に基づいて前記取付物の種別を特定するステップと、を有する請求項９から１１の何れか１項に記載
の３次元ＣＡＤデータの作成方法。

【請求項13】

前記取付物の種別を特定するステップは、前記特徴量が寸法である場合、前記取付物とみなした領域の寸法と前記取付物の寸法情報が示す寸法とを比べて最も寸法差が小さい前記取付物を前記取付物情報に基づいて特定する第１のロジックによって前記取付物の種別を特定し、前記特徴量が色である場合、前記指定を受け付けた階調値の範囲内から指定される階調値と前記取付物の色情報が示す階調値とを比べて最も差異が小さい前記取付物を前記取付物情報に基づいて特定する第２のロジックによって前記取付物の種別を特定し、前記取付物情報が前記取付物の寸法情報および色情報の両方を含んでいる場合、前記第１のロジックおよび前記第２のロジックの何れか一方のロジックによって前記取付物の種別を特定するステップである請求項１２記載の３次元ＣＡＤデータの作成方法。

【請求項14】

前記色の階調値の範囲の指定は、各色の階調値の範囲を直接的に指定すること、および前記色の階調値の範囲を定義する中央値、または最大値および最小値を決定する指標を計算する領域を指定することの何れか一方によって行われ、
前記指標は、前記３次元点群データに含まれる点毎の色情報が表す色の階調値から求まる代表値である請求項１２または１３に記載の３次元ＣＡＤデータの作成方法。

【請求項15】

前記処理手順は、前記３次元点群データを抽出する際の抽出範囲の指定を受け付け、受け付けた範囲を、前記３次元点群データを抽出する範囲として設定するステップをさらに有する請求項９から１４の何れか１項に記載の３次元ＣＡＤデータの作成方法。

【請求項16】

前記立体構造物は、３次元ＣＡＤによって作成された設計図に従って製作された製作物であり、前記設計図は、前記設計図を作成する段階で作成されている前記立体構造物の３次元ＣＡＤモデルから、指定される２次元化の条件に従って得られる前記立体構造物の２次元図面を含んでおり、
前記処理手順は、前記３次元ＣＡＤモデル含有画像と前記立体構造物の２次元図面の画像とを同じ位置を基準点とする２次元座標系に重ねて照合する工程をさらに備える請求項９から１５の何れか１項に記載の３次元ＣＡＤデータの作成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、３次元ＣＡＤデータの作成システムおよび作成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、発電プラントの新設工事、改造工事または耐震性向上工事などの工事においては、工事開始前の現場調査、工事終了後の据付状態の記録など、現場の情報を記録する必要が生じることがある。また、文化財などの表面形状を測定して記録する場合がある。これら原子力発電所や文化財などの既設の被測定対象物を現地で効率的に測定して記録する技術としては、例えば、レーザー計測装置、多関節３次元測定器、デジタルカメラおよびＣＣＤカメラなどを用いた３次元形状計測技術が知られている。

【0003】

また、既存の物体の状態を記録するなどの目的で、３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）のデータを作成すること、すなわち、３次元ＣＡＤに対応した立体モデル（以下、「３次元ＣＡＤモデル」とする。）を作成することが必要となる場合がある。３次元ＣＡＤモデルを作成する場合、通常、作成する３次元ＣＡＤモデルの元となる物体について計測し、計測結果として得られる３次元点群データをさらに合成処理して得た３次元点群データから３次元ＣＡＤデータを作成する。

【0004】

上述した３次元ＣＡＤデータ作成に関する技術の例としては、レーザー計測装置、多関節３次元測定器、デジタルカメラおよびＣＣＤカメラなどの複数種の３次元形状計測装置を、被測定対象である構造物や計測する部分に要求される精度等に応じて選定し、これら複数の３次元形状計測装置によって計測した被測定対象に係る３次元点群データを合成処理し、さらに合成処理した３次元点群データから３次元ＣＡＤデータを作成する３次元ＣＡＤデータ作成システムおよび３次元ＣＡＤデータ作成方法がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−５８５０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述したような従来の３次元ＣＡＤデータ作成システムおよび３次元ＣＡＤデータ作成方法では、３次元点群データを可視化して表示した３次元点群画像を作成者（ユーザ）が視認し、見た目で配置位置の調整および確認をしながら一つ一つ入力作業を行っている。従って、形状の異なる取付物（埋込物を含む。以下、同様。）や貫通孔などが多数設けられているなどの被測定対象物が多ければ多いほど、３次元ＣＡＤモデルを作成するための作業量は増大し、作業者の負担が増大している。

【0007】

本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであり、３次元点群データから効率的に３次元ＣＡＤモデルを作成する３次元ＣＡＤデータの作成システムおよび作成方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の実施形態に係る３次元ＣＡＤデータの作成システムは、上述した課題を解決するため、立体構造物を３次元計測して得られる、前記立体構造物の表面の３次元座標を含む３次元点群データを読み出し、設定する３次元座標系に前記３次元点群データに含まれる３次元座標が示す点群をマッピングした３次元点群画像を生成する３次元点群画像生成手段と、前記マッピングに使用される３次元点群データのうち、前記３次元座標を含む３次元点群データを抽出し、前記立体構造物の表面の位置を求める表面位置特定手段と、前記立体構造物の表面に位置する３次元点群データのうち、指定される条件に該当する３次元点群データを抽出し、抽出した３次元点群データに含まれる３次元座標によって表される領域を特別領域とみなして前記特別領域を特定した場合、前記条件と関連付けられる寸法情報に基づいて、前記特別領域を表す３次元ＣＡＤモデルを自動的に生成する特別領域ＣＡＤモデル生成手段と、前記３次元点群画像に対して、前記３次元点群画像から特定された前記特別領域を、前記特別領域を表す３次元ＣＡＤモデルに置換した３次元ＣＡＤモデル含有画像を生成するＣＡＤモデル含有画像生成手段とを具備することを特徴とする。

【0009】

本発明の実施形態に係る３次元ＣＡＤデータの作成方法は、上述した課題を解決するため、コンピュータを、立体構造物を３次元計測して得られる、前記立体構造物の表面の３次元座標を含む３次元点群データを読み出し、設定する３次元座標系に前記３次元点群データに含まれる３次元座標が示す点群をマッピングした３次元点群画像を生成する手段、前記マッピングに使用される３次元点群データのうち、前記３次元座標を含む３次元点群データを抽出し、前記立体構造物の表面の位置を求める手段、前記立体構造物の表面に位置する３次元点群データのうち、指定される条件に該当する３次元点群データを抽出し、抽出した３次元点群データに含まれる３次元座標によって表される領域を特別領域とみなして前記特別領域を特定した場合、前記条件と関連付けられる寸法情報に基づいて、前記特別領域を表す３次元ＣＡＤモデルを自動的に生成する手段、および前記３次元点群画像に対して、前記３次元点群画像から特定された前記特別領域を、前記特別領域を表す３次元ＣＡＤモデルに置換した３次元ＣＡＤモデル含有画像を生成する手段として用いる立体構造物の３次元ＣＡＤデータを作成する方法であって、前記コンピュータが、立体構造物を３次元計測して得られる、前記立体構造物の表面の３次元座標を含む３次元点群データを読み出し、設定する３次元座標系に前記３次元点群データに含まれる３次元座標が示す点群をマッピングした３次元点群画像を生成する工程と、前記マッピングに使用される３次元点群データのうち、前記３次元座標を含む３次元点群データを抽出し、前記立体構造物の表面の位置を求める工程と、前記立体構造物の表面に位置する３次元点群データのうち、指定される条件に該当する３次元点群データを抽出し、抽出した３次元点群データに含まれる３次元座標によって表される領域を特別領域とみなして前記特別領域を特定した場合、前記条件と関連付けられる寸法情報に基づいて、前記特別領域を表す３次元ＣＡＤモデルを自動的に生成する工程と、前記３次元点群画像に対して、前記３次元点群画像から特定された前記特別領域を、前記特別領域を表す３次元ＣＡＤモデルに置換した３次元ＣＡＤモデル含有画像を生成する工程とを備える処理手順を実行することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、３次元点群データから効率的に３次元ＣＡＤモデルを作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る３次元ＣＡＤデータの作成システムの機能的な構成（具体的手段）を示す機能ブロック図。

【図2】本発明の実施形態に係る３次元ＣＡＤデータの作成システムの適用例を示す説明図であり、（Ａ）が部屋の概略図、（Ｂ）が部屋の正面壁部分についての拡大図。

【図3】正面壁（図２（Ｂ））の３次元点群画像を例示する説明図。

【図4】特別領域と単位格子との関係を例示する説明図。

【図5】本発明の実施形態に係る３次元ＣＡＤデータの作成システムが貫通孔領域を抽出する例を説明する説明図。

【図6】本発明の実施形態に係る３次元ＣＡＤデータの作成システムが取付物領域を抽出する例を説明する説明図。

【図7】本発明の実施形態に係る３次元ＣＡＤデータの作成システムが位置照合工程において用いる画像の一例を説明する説明図であり、（Ａ）はＣＡＤモデル含有画像を例示する説明図、（Ｂ）は設計図画像を例示する説明図。

【図8】本発明の実施形態に係る３次元ＣＡＤデータの作成システムが位置照合工程において表示する位置照合結果（結果画像）の一例を説明する説明図。

【図9】３次元ＣＡＤデータ作成処理手順（メインルーチン）の処理の流れを示す流れ図。

【図10】貫通孔ＣＡＤモデル生成工程（サブルーチン）の処理の流れを示す流れ図。

【図11】取付物ＣＡＤモデル生成工程（サブルーチン）の処理の流れを示す流れ図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態に係る３次元ＣＡＤデータの作成システムおよび作成方法を図面に基づいて説明する。

【0013】

実施形態に係る３次元ＣＡＤデータ作成システムは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサおよびＲＯＭ（Read-Only Memory）およびＲＡＭ（Random-Access Memory）などの記憶回路を有する記憶装置を備えるハードウェア資源であるコンピュータと、３次元ＣＡＤデータ（３次元ＣＡＤモデル）を作成する機能をコンピュータに実現するソフトウェアである３次元ＣＡＤデータ作成プログラムとが協働した具体的手段を具備して構成される。

【0014】

ここで、プロセッサとは、例えば、専用または汎用のＣＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等のプログラムを実行可能な演算処理回路を意味する。プロセッサは、記憶回路に保存されるプログラムを読み出して実行することにより、各種機能を実現する。

【0015】

また、記憶回路にプログラムを保存するかわりに、プロセッサを構成する回路内にプログラムを直接組み込むよう構成してもよい。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで各種機能を実現する。

【0016】

さらに、複数の独立したプロセッサを組み合わせてプログラムを実行可能な演算処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現してもよい。プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶回路は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、複数のプロセッサの機能に対応するプログラムを幾つか集約して設けてもよい。

【0017】

また、３次元ＣＡＤデータ作成プログラムは、処理の手順に着目すれば、３次元ＣＡＤデータを作成する処理手順（以下、「３次元ＣＡＤデータ作成処理手順」とする。）をコンピュータに実行させるプログラムであるともいえる。つまり、ハードウェア資源であるコンピュータが３次元ＣＡＤデータ作成プログラムを実行することで、３次元ＣＡＤデータ作成処理手順を実行する具体的手段を具備した３次元ＣＡＤデータ作成システムが実現される。

【0018】

続いて、実施形態に係る３次元ＣＡＤデータの作成システムの機能的な構成（具体的手段）について説明する。

【0019】

図１は、実施形態に係る３次元ＣＡＤデータの作成システムの一例である３次元ＣＡＤデータ作成システム１０の機能的な構成を示す機能ブロック図である。

【0020】

３次元ＣＡＤデータ作成システム１０は、例えば、入力手段１１と、出力手段１２と、３次元点群画像生成手段１３と、表面位置特定手段１４と、特別領域抽出手段１５と、特別領域ＣＡＤモデル生成手段１６と、ＣＡＤモデル含有画像生成手段１７と、照合手段１８と、記憶手段１９と、制御手段２１とを具備して構成される。

【0021】

また、記憶手段１９（図１）の内部に示される、３次元点群データ３１、厚さ情報３２、取付物情報３３、３次元点群画像３４、ＣＡＤモデル含有画像３５および設計図画像３６は、３次元ＣＡＤデータ作成処理手順を実行する際に、読み出し（リード）または書き込み（ライト）される情報である。

【0022】

入力手段１１は、例えば、コンピュータとインターフェイスを介して接続される入力装置またはコンピュータ自身が備えるキーボードやマウス等の入力手段によって実現される。入力手段１１は、情報の入力を受け付け、受け付けた情報を制御手段２１に与える。入力手段１１から入力される情報には、例えば、各種処理の実行要求、厚さ情報３２や取付物情報３３などの各種情報の入力、などがある。

【0023】

出力手段１２は、例えば、コンピュータとインターフェイスを介して接続される表示装置またはコンピュータ自身が備えるディスプレイ等の表示手段、コンピュータとインターフェイスを介して接続されるプリンタ等の印字手段等によって実現される。出力手段１２は、表示要求を受け取ると、当該表示要求に応じた内容を表示する。また、出力手段１２は、印字要求を受け取ると、当該印字要求に応じた内容を印字出力する。

【0024】

３次元点群画像生成手段１３は、立体構造物の形状を３次元形状計測装置で計測して得られる３次元点群データ３１に含まれる３次元座標が示す点群（複数個の点の集まり）を、設定する３次元座標系にマッピングした画像（以下、「３次元点群画像」とする。）３４を生成する機能を有する。なお、３次元点群データ３１は、１箇所から計測された点群データでもよいし、異なる複数箇所から計測された複数の点群データを合成処理して得られる点群データでもよい。

【0025】

３次元点群画像生成手段１３は、例えば、記憶手段１９等の読み出し可能な記憶領域に保持される３次元点群データ３１を読み出す。続いて、３次元点群データ３１に含まれる点群を構成する各点の３次元座標を読み出して、設定する３次元座標系の３次元座標に相当する位置に各点をマッピングして３次元点群画像３４を生成する。

【0026】

生成された３次元点群画像３４は、出力手段１２としての表示手段に表示されたり、ＣＡＤモデル含有画像３５を生成する際に用いられたりする。なお、必要に応じて、記憶手段１９などの３次元ＣＡＤデータ作成システム１０がアクセス可能な記憶領域に与えられてもよい。

【0027】

表面位置特定手段１４は、３次元点群画像３４を生成する際のマッピングに使用される３次元点群データ３１のうち、３次元座標を含む３次元点群データ３１を抽出し、３次元形状計測された立体構造物の表面位置を求める機能を有する。表面位置は、例えば、最小二乗法、領域成長法（Region Growing法）、ランザック法またはその他の導出手法を用いることによって導出できる。

【0028】

表面位置特定手段１４が求めた表面位置は、特別領域抽出手段１５、特別領域ＣＡＤモデル生成手段１６およびＣＡＤモデル含有画像生成手段１７へ与えられる。なお、必要に応じて、記憶手段１９などの３次元ＣＡＤデータ作成システム１０がアクセス可能な記憶領域に与えられてもよい。

【0029】

特別領域抽出手段１５は、３次元点群画像３４を生成する際のマッピングに使用される３次元点群データ３１のうち、指定される条件に該当する３次元点群データ３１を抽出し、抽出した３次元点群データ３１に含まれる３次元座標によって表される領域を特別領域とみなして抽出する機能を有する。

【0030】

特別領域には、例えば、３次元点群画像３４において、点が存在しない空白領域として現れる貫通孔２（後述する図２）、所定の色合いを有する領域として現れる取付物（表面への埋込物を含む。以下、同様。）３（図２）などがある。なお、実空間内における貫通孔２および取付物３に対応する３次元点群画像３４（後述する図３）内の領域は、それぞれ、貫通孔領域５（図３）および取付物領域６（図３）とする。

【0031】

図１に例示される特別領域抽出手段１５は、例えば、特別領域の一例である貫通孔２（貫通孔領域５）を抽出する貫通孔抽出部１５ａと、特別領域の一例である取付物３（取付物領域６）を抽出する取付物抽出部１５ｂと、貫通孔抽出部１５ａおよび取付物抽出部１５ｂが特別領域を抽出する範囲を設定する抽出範囲設定部１５ｃとを備える。

【0032】

特別領域ＣＡＤモデル生成手段１６は、特別領域抽出手段１５が貫通孔２や取付物３などを含む特別領域を、３次元点群画像３４から特定した場合、指定される条件と関連付けられる厚さ情報３２などの立体構造物の寸法情報に基づき、特別領域を表す３次元ＣＡＤモデル（以下、「特別領域ＣＡＤモデル」とする。）を自動的に生成する機能を有する。

【0033】

特別領域ＣＡＤモデル生成手段１６は、例えば、貫通孔２を表す３次元ＣＡＤモデル（以下、「貫通孔ＣＡＤモデル」とする。）７（後述する図７）を生成する貫通孔ＣＡＤモデル生成部１６ａと、取付物抽出部１５ｂが抽出した取付物３の種別を特定する取付物種別特定部１６ｂと、取付物３を表す３次元ＣＡＤモデル（以下、「取付物ＣＡＤモデル」とする。）８（図７）を生成する取付物ＣＡＤモデル生成部１６ｃとを備える。

【0034】

特別領域ＣＡＤモデル生成手段１６が作成した特別領域ＣＡＤモデル（３次元ＣＡＤデータ）は、ＣＡＤモデル含有画像生成手段１７へ与えられる。また、必要に応じて、記憶手段１９などの３次元ＣＡＤデータ作成システム１０がアクセス可能な記憶領域に与えられる。

【0035】

ＣＡＤモデル含有画像生成手段１７は、３次元点群画像３４（後述する図３）と特別領域ＣＡＤモデルとを用いてＣＡＤモデル含有画像３５を生成する機能を有する。ＣＡＤモデル含有画像生成手段１７が生成するＣＡＤモデル含有画像３５は、３次元点群画像３４から抽出された特別領域に相当する領域に特別領域ＣＡＤモデルを配置した画像である。

【0036】

後述する図３に例示される３次元点群画像３４を例に説明すれば、３次元点群画像３４に現れる、貫通孔領域５（５ａ，５ｂ）および取付物領域６を貫通孔ＣＡＤモデル７および取付物ＣＡＤモデル８に置換した画像である。

【0037】

ＣＡＤモデル含有画像生成手段１７が作成したＣＡＤモデル含有画像３５は、照合手段１８に与えられる。また、必要に応じて、記憶手段１９などの３次元ＣＡＤデータ作成システム１０がアクセス可能な記憶領域に与えられる。

【0038】

照合手段１８は、ＣＡＤモデル含有画像３５と設計図画像３６とを同じ位置を基準点とする２次元座標系に重ねる機能と、ＣＡＤモデル含有画像３５および設計図画像３６にそれぞれ含まれる同一対象物の位置関係を確認する機能（照合機能）とを有する。

【0039】

設計図画像３６は、３次元形状計測された立体構造物が設計図を有する場合、当該設計図の画像である。設計図は、３次元ＣＡＤシステムを用いる場合、通常、ＣＡＤモデルから作成され、例えば、正面図、背面図、側面図、平面図、矢視図、断面図、その他の２次元図面が該当する。

【0040】

照合手段１８は、ＣＡＤモデル含有画像３５と設計図画像３６とを同じ位置を基準点とする２次元座標系上に重ね（重畳し）、ＣＡＤモデル含有画像３５および設計図画像３６にそれぞれ含まれる同一対象物の位置関係を確認する位置照合工程を行うと、重畳状態を示す画像（以下、単に「結果画像」とする。）３７（後述する図８）を生成し、制御手段２１に確認結果としての結果画像３７の表示を要求する。

【0041】

制御手段２１に与えられた結果画像３７の表示要求に基づき、制御手段２１が出力手段１２を制御し、出力手段１２としての表示手段に結果画像３７が表示される。なお、結果画像３７は、必要に応じて、記憶手段１９などの３次元ＣＡＤデータ作成システム１０がアクセス可能な記憶領域に与えられてもよい。

【0042】

なお、照合手段１８は、同一対象物の位置ずれ量をＣＡＤ上で計測する機能や、同一対象物の位置ずれ量が設定量（長さの閾値）を超えている場合に設定量を超えて位置ずれしている対象物を特定する機能をさらに有していてもよい。この場合、照合手段１８は、ずれ量の計測結果や設定量を超えて位置ずれしている対象物の特定結果を、出力手段１２としての表示手段に表示したり、記憶手段１９などのアクセス可能な記憶領域に保存することができる。

【0043】

記憶手段１９は、情報の読み出し（リード）および書き込み（ライト）が可能な記憶領域を備え、与えられる情報を当該記憶領域に保持する機能を有する。記憶手段１９は、３次元点群画像生成手段１３、表面位置特定手段１４、特別領域抽出手段１５、特別領域ＣＡＤモデル生成手段１６、ＣＡＤモデル含有画像生成手段１７、照合手段１８および制御手段２１に対して、情報の読み出しおよび書き込み可能な記憶領域を提供し、各々の処理実行に必要な情報の読み出し（リード）および書き込み（ライト）が行なわれる。

【0044】

３次元ＣＡＤデータ作成処理手順を実行する際には、記憶手段１９において、例えば、３次元点群データ３１、厚さ情報３２、取付物情報３３、ＣＡＤモデル含有画像３５および設計図画像３６などの３次元ＣＡＤデータ作成処理手順の実行に必要となる情報が読み書きされる。

【0045】

３次元点群データ３１は、３次元形状計測装置で計測して得られる複数の計測点である点群および当該点群を構成する各計測点の３次元座標を含むデータであり、３次元ＣＡＤデータ作成システム１０では、３次元ＣＡＤデータを作成する対象物（立体構造物）の形状を３次元形状計測装置で計測して得られる計測点および当該計測点の３次元座標を含むデータである。また、３次元点群データ３１は、３次元形状計測装置がカラーに対応している場合、各点の色情報を含む。

【0046】

厚さ情報３２は、３次元ＣＡＤデータを作成する対象物（立体構造物）の表面から裏面までの厚さを表す情報である。この厚さ情報３２は、例えば、異なる方向からの３次元点群画像３４から求める、または設計図や設計用の３次元ＣＡＤモデル（以下、「設計３次元ＣＡＤモデル」とする。）がある場合には当該設計図や設計３次元ＣＡＤモデルから求めるなどして、後述する３次元ＣＡＤデータ作成処理手順の実行に先立って作成され、記憶手段１９などの３次元ＣＡＤデータ作成システム１０がアクセス可能な記憶領域に保持される。

【0047】

取付物情報３３は、立体構造物への取付物３（図２）の識別情報と、取付物３の寸法情報および色情報の少なくとも一方とを含む。取付物情報３３に含まれる取付物３の識別情報と取付物３の寸法情報および色情報の少なくとも一方とは関連付けられている。従って、一方の情報を検索キーとして他方の情報を検索して特定することができる。

【0048】

ここで、識別情報とは、取付物３（図２）を一義的に識別可能な情報であり、例えば、立体構造物毎に付される番号や名称などがある。寸法情報とは、取付物３の形状および大きさを規定可能な情報であり、例えば、表示する３次元座標系で表現される、方程式、各座標軸方向における基準点からの長さなどがある。色情報とは、取付物３の色合いを決定する情報であり、例えば、光の三原色、すなわち、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各階調値（例えば、８ビットの場合、０〜２５５）である。

【0049】

制御手段２１は、３次元ＣＡＤデータ作成システム１０のシステム全体の処理を制御する手段であり、入力手段１１、出力手段１２、３次元点群画像生成手段１３、表面位置特定手段１４、特別領域抽出手段１５、特別領域ＣＡＤモデル生成手段１６、ＣＡＤモデル含有画像生成手段１７、照合手段１８および記憶手段１９と相互に情報を授受し、これらを制御する機能を有する。

【0050】

制御手段２１は、例えば、ユーザから情報の表示要求があった場合、表示要求があった情報と関係する処理手段１１，１３〜１８から表示要求があった情報を受け取り、受け取った情報を出力手段１２としての表示手段に表示する表示指令を与える。当該表示指令を受けた出力手段１２には、表示要求があった情報が表示される。

【0051】

表示手段に表示される情報としては、例えば、入力手段１１から指定された厚さ情報３２などの記憶手段１９に保持される情報の内容、３次元点群画像生成手段１３が生成した３次元点群画像３４、表面位置特定手段１４が特定した立体構造物の表面の位置、特別領域抽出手段１５が特定した特別領域、特別領域ＣＡＤモデル生成手段１６が生成した特別領域ＣＡＤモデル、ＣＡＤモデル含有画像生成手段１７が生成したＣＡＤモデル含有画像、および照合手段１８がＣＡＤモデル含有画像３５と設計図画像３６にそれぞれ含まれる同一対象物の位置関係を確認（照合）した結果などがある。

【0052】

上述した３次元ＣＡＤデータ作成システム１０は、３次元点群画像生成手段１３、表面位置特定手段１４、貫通孔抽出部１５ａ、取付物抽出部１５ｂおよび抽出範囲設定部１５ｃを備える特別領域抽出手段１５、貫通孔ＣＡＤモデル生成部１６ａ、取付物種別特定部１６ｂおよび取付物ＣＡＤモデル生成部１６ｃを備える特別領域ＣＡＤモデル生成手段１６、ＣＡＤモデル含有画像生成手段１７および照合手段１８を具備している例であるが、必ずしも上記例に限定されない。

【0053】

３次元ＣＡＤデータ作成システム１０は、少なくとも、３次元点群画像生成手段１３、表面位置特定手段１４、貫通孔抽出部１５ａおよび貫通孔ＣＡＤモデル生成部１６ａ（または取付物抽出部１５ｂ、取付物種別特定部１６ｂおよび取付物ＣＡＤモデル生成部１６ｃ）、並びにＣＡＤモデル含有画像生成手段１７を具備していればよく、他の処理手段は省略されてもよい。

【0054】

例えば、立体構造物に存在する特別領域が貫通孔のみである場合、３次元ＣＡＤデータ作成システム１０が取付物抽出部１５ｂ、取付物種別特定部１６ｂおよび取付物ＣＡＤモデル生成部１６ｃを具備していなくても、特別領域ＣＡＤモデルである貫通孔ＣＡＤモデルを生成し、貫通孔ＣＡＤモデルを含むＣＡＤモデル含有画像３５を生成する３次元ＣＡＤデータ作成システム１０を構成することができる。

【0055】

また、立体構造物に存在する特別領域が取付物のみである場合、３次元ＣＡＤデータ作成システム１０が貫通孔抽出部１５ａおよび貫通孔ＣＡＤモデル生成部１６ａを具備していなくても、特別領域ＣＡＤモデルである取付物ＣＡＤモデルを生成し、取付物ＣＡＤモデルを含むＣＡＤモデル含有画像３５を生成する３次元ＣＡＤデータ作成システム１０を構成することができる。

【0056】

さらに、上述した３次元ＣＡＤデータ作成システム１０は、特別領域抽出手段１５および特別領域ＣＡＤモデル生成手段１６が、それぞれ複数の処理部１５ａ〜１５ｃおよび１６ａ〜１６ｃを備える例であるが、各処理部１５ａ〜１５ｃおよび１６ａ〜１６ｃをそれぞれ独立した一つの処理手段として構成してもよい。

【0057】

例えば、上述した３次元ＣＡＤデータ作成システム１０は、特別領域抽出手段１５が特別領域を抽出する範囲を設定（限定）する機能を有する抽出範囲設定部１５ｃを備えているが、抽出範囲設定部１５ｃを、特別領域抽出手段１５とは独立した一つの処理手段（抽出範囲設定手段）として構成してもよい。換言すれば、貫通孔抽出部１５ａおよび取付物抽出部１５ｂを特別領域抽出手段１５として、抽出範囲設定部１５ｃを抽出範囲設定手段として構成してもよい。

【0058】

また、ＣＡＤモデル含有画像３５および設計図画像３６にそれぞれ含まれる同一対象物の位置関係を確認する機能を必要としない場合、照合手段１８を具備しない３次元ＣＡＤデータ作成システム１０を構成することができる。なお、照合手段１８を具備しない３次元ＣＡＤデータ作成システム１０では、位置照合工程（後述する図９）において使用されない設計図画像３６は省略されてもよい。

【0059】

さらに、上述した３次元ＣＡＤデータ作成システム１０は、特別領域抽出手段１５および特別領域ＣＡＤモデル生成手段１６がそれぞれ独立した処理手段として構成されている例であるが、特別領域抽出手段１５および特別領域ＣＡＤモデル生成手段１６を、特別領域ＣＡＤモデルを生成する一つの処理手段として構成してもよい。

【0060】

換言すれば、図１に例示される、貫通孔抽出部１５ａ、取付物抽出部１５ｂ、貫通孔ＣＡＤモデル生成部１６ａ、取付物種別特定部１６ｂおよび取付物ＣＡＤモデル生成部１６ｃのうち、少なくとも貫通孔抽出部１５ａおよび貫通孔ＣＡＤモデル生成部１６ａ、または取付物抽出部１５ｂ、取付物種別特定部１６ｂおよび取付物ＣＡＤモデル生成部１６ｃを特別領域抽出機能を有する特別領域ＣＡＤモデル生成手段１６として構成してもよい。

【0061】

さらに、上述した３次元ＣＡＤデータ作成システム１０は、取付物種別特定部１６ｂおよび取付物ＣＡＤモデル生成部１６ｃが、各々独立した処理部として構成されている例であるが、一つの処理部にまとめられていてもよい。すなわち、取付物種別特定部１６ｂを省略し、取付物種別特定部１６ｂが有する取付物の種別を特定する機能を取付物ＣＡＤモデル生成部１６ｃに付加してもよい。

【0062】

また、取付物種別特定部１６ｂを特別領域抽出手段１５が備える構成とし、特別領域抽出手段１５を取付物の種別の特定まで可能な処理手段として構成してもよい。

【0063】

続いて、実施形態に係る３次元ＣＡＤデータの作成システムを適用する対象物（立体構造物）について説明する。

【0064】

図２は、３次元ＣＡＤデータの作成システム１０の適用例を示す説明図であり、図２（Ａ）が３次元ＣＡＤデータを作成する対象物（立体構造物）の一例である、プラント建屋内の部屋１の概略図、図２（Ｂ）が部屋１の正面の壁（以下、「正面壁」とする。）１ａ部分についての拡大図である。

【0065】

３次元ＣＡＤデータの作成システム１０は、図２に例示されるように、プラント建屋内の部屋１などの対象物（立体構造物）の３次元ＣＡＤデータを作成する際に適用される。図２に例示される部屋１は、例えば、穴明けや基礎部材の取り付け（埋め込みを含む）などの工事が終了した後の状態を示している。

【0066】

部屋の構造は、前、後、左、右、上および下の六方向に壁を有する構造が一般的であり、図２に例示される部屋１は、図示が省略されている背面の壁の他、正（前）面、右側面、床（下）面、左側面および天井（上）面の壁１ａ〜１ｅを有する。

【0067】

また、壁１ａ〜１ｅには、貫通孔２や取付物３などが設けられている。例えば、正面壁１ａには、４個の丸貫通孔２ａ、１個の角貫通孔２ｂおよび３個の取付物３が設けられている。ここで、丸貫通孔２ａとは、出入口が円形または楕円形の貫通孔２をいう。角貫通孔２ｂとは、出入口が矩形の貫通孔２をいう。

【0068】

続いて、３次元ＣＡＤデータの作成システム１０の作用および効果について、図２に例示される正面壁１ａが３次元ＣＡＤデータを作成する対象物（立体構造物）である場合を例に説明する。

【0069】

図３は、３次元点群画像生成手段１３が生成する３次元点群画像３４の一例であり、正面壁１ａ（図２（Ｂ））の３次元点群画像３４である。

【0070】

３次元点群画像３４では、正面壁１ａ（図２）の壁面（表面）および壁面に取り付けられている取付物３（図２）が点群として現れており、貫通孔２（図２）は点が存在しない空白領域、すなわち、貫通孔領域５（５ａ，５ｂ）として現れる。なお、丸貫通孔２ａおよび角貫通孔２ｂに相当する貫通孔領域５が、それぞれ、丸貫通孔領域５ａおよび角貫通孔領域５ｂである。

【0071】

取付物３は、正面壁１ａと色が異なることが一般的なため、それぞれ、有している色のレベル（階調値）が異なるのが一般的である。すなわち、取付物３に相当する取付物領域６は、正面壁１ａと異なる色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の階調値を有する領域として３次元点群画像３４に現れる。

【0072】

３次元点群画像３４に現れる貫通孔２（２ａ，２ｂ）および取付物３、すなわち、貫通孔領域５（５ａ，５ｂ）および取付物領域６を抽出する際には、例えば、ユーザが範囲Ｒ１〜Ｒ３のように、抽出する範囲を指定する。

【0073】

なお、範囲を指定する際は、例えば、範囲Ｒ２のように、複数個の対象物（４個の丸貫通孔領域５ａ）を含めて指定してもよい。また、抽出する範囲は、常に指定する必要はなく、３次元点群画像３４の全範囲を抽出の対象とする設定をしている場合などには省略することができる。

【0074】

続いて、３次元点群画像３４に現れる貫通孔２（２ａ，２ｂ）および取付物３、すなわち、貫通孔領域５（５ａ，５ｂ）および取付物領域６の抽出手法について説明する。

【0075】

図４は、特別領域の一例である角貫通孔２ｂに相当する貫通孔領域５と、単位格子４との関係を例示する説明図である。

【0076】

単位格子４（図４）は、３次元点群画像３４に現れる、角貫通孔領域５ｂなどの特別領域を抽出する範囲内に、例えば、格子状（２次元的）に配置される。単位格子４の配置位置は、例えば、３次元点群画像３４を生成する際に用いる３次元座標系の３次元座標によって規定される。

【0077】

３次元ＣＡＤデータの作成システム１０では、各単位格子４内に、正面壁１ａの表面（壁面）を表す点（点群）が幾つあるかを計数し、計数値が設定する閾（しきい）値以上または閾値未満であるかを判定することによって、角貫通孔領域５ｂなどの特別領域を抽出する。

【0078】

図５および図６は、３次元ＣＡＤデータの作成システム１０において、特別領域抽出手段１５が、それぞれ、３次元点群画像３４において、貫通孔領域５（図５）および取付物領域６（図６）を抽出する場合の一例を説明する説明図である。

【0079】

なお、図５および図６に示される単位格子４ａ（ハッチング有）および４ｂ（ハッチング無）は、それぞれ、閾値以上の単位格子４および閾値未満の単位格子４である。また、図６に示される点Ｐは、取付物領域６の中心点である。

【0080】

貫通孔領域５（図５）を抽出する場合、貫通孔抽出部１５ａが、まず、単位格子４を３次元点群画像３４内の貫通孔領域５を抽出する範囲を網羅するように配置し、配置した各単位格子４の内に正面壁１ａの表面（壁面）を表す点（点群）を計数する。続いて、その計数値が貫通孔領域５を抽出するための閾値以上となるか否（閾値未満である）かを判定する。

【0081】

貫通孔抽出部１５ａは、計数値が閾値（ここでは、任意の自然数）未満の単位格子４である単位格子４ｂに相当する領域、すなわち、閾値以上の単位格子４ａのうち、単位格子４ｂと隣接する単位格子（以下、「輪郭単位格子」とする。）４ａ_１などによって包囲される閉領域を、原則、貫通孔領域５として抽出する。

【0082】

但し、単位格子４ｂ_１（単位格子４ｂの一例）のように、単位格子４ａが連続する領域内に、飛び石的に僅かに存在する場合も起こり得るため、単位格子４ｂ_１に相当する領域などのように所定の面積（または単位格子４の個数）未満の単位格子４ｂを貫通孔領域５とみなさないように設定することもできる。

【0083】

例えば、図５に示される例において、２個の単位格子４に相当する面積未満の単位格子４ｂを貫通孔領域５とみなさないように設定した場合、貫通孔抽出部１５ａは、縦および横にそれぞれ４個ずつ連続する１６（＝４×４）個の単位格子４ｂに相当する領域を、貫通孔領域５とみなす一方、１個の単位格子４ｂ_１に相当する領域は、貫通孔領域５とみなさない。

【0084】

なお、貫通孔領域５（空白領域）を抽出する閾値は、「１」に限定されるものではなく、２以上でも良い。これは、３次元計測装置の誤検出などによって本来存在しないはずの点が検出されることも起こり得るためであり、理論的には、計数値が０（ゼロ）となるはずの貫通孔領域５（空白領域）の計数値が０とはならない（１以上となる）場合もあるためである。

【0085】

一方、取付物領域６（図６）を抽出する場合、取付物抽出部１５ｂが、まず、抽出する条件となる、色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の階調値の範囲の設定を受け付ける。色の階調値の範囲は、例えば、範囲の下限値（最小値）および上限値（最大値）を指定する、または範囲の中央値および中央値から上限値または下限値までの幅を指定することによって指定することができる。

【0086】

また、色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の階調値の範囲を定義する中央値、または最大値および最小値を定義する指標Ｉを導入すれば、指標Ｉを計算する範囲を指定することによって、色の階調値の範囲を規定する中央値、または最大値および最小値を、指標Ｉを計算した結果に基づいて、指定することができる。指標Ｉは、例えば、指定した領域（例えば、視覚的に取付物領域６と推定される領域内の少なくとも１点を含む領域）内に含まれる各点の色の階調値を統計学的に処理して得られる、最大値、最小値、平均値、中央値、最頻値などの代表値である。どの代表値を選択するかは、ユーザが任意に設定することができる。

【0087】

指標Ｉを導入する場合、色の階調値の範囲を規定する中央値Ｖc（幅はユーザが指定）、または最大値Ｖmaxおよび最小値Ｖminは、指標Ｉを項に含む下記式（１）〜（３）などのように、指標Ｉを用いて定義される。
［数１］
Ｖc＝Ｉ …（１）
Ｖmax＝Ｉ＋１０ …（２）
Ｖmin＝Ｉ−１０ …（３）

【0088】

色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の階調値の範囲を指定した内容が、例えば、Ｒ＝１００、Ｇ＝１００、Ｂ＝１００を中央値とし、上限値および下限値までの幅を１０とした場合、取付物抽出部１５ｂは、色の階調値の範囲を、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（９０，９０，９０）〜（１１０，１１０，１１０）と設定する。

【0089】

続いて、取付物抽出部１５ｂは、単位格子４を３次元点群画像３４内の取付物領域６を抽出する範囲を網羅するように配置し、配置した各単位格子４の内に正面壁１ａの表面（壁面）を表す点（点群）のうち、設定した階調値の範囲内にある点（点群）を計数する。

【0090】

続いて、取付物抽出部１５ｂは、計数値が取付物領域６を抽出するための閾値未満となるか否（閾値以上である）かを判定し、計数値が閾値（ここでは、任意の自然数）以上の単位格子４である単位格子４ａに相当する領域を、原則、取付物領域６として抽出する。

【0091】

なお、取付物領域６の形状は、図６に例示されるように、３次元形状計測時の誤検出や設定する閾値などの条件により、輪郭を形成する縁部は誤差が生じやすく必ずしも実物の取付物３の形状（矩形）と合致するとは限らない。但し、このような実物との形状不一致が生じたとしても、取付物領域６の中心位置（点Ｐ）は、実物の取付物３の中心位置とほぼずれがないことなどから、取付物ＣＡＤモデル８（図７）などの特別領域ＣＡＤモデルの位置決め基準は、取付物領域６などの特別領域に相当する領域の中心位置とするのが好ましい。

【0092】

また、取付物領域６が施工図（設計図）に現れる最大の取付物３の大きさが予め既知の場合など、所定の大きさを超える取付物領域６については、取付物領域６とみなさない旨の設定（取付物領域６とみなすか否かの閾値の設定）を可能としてもよい。

【0093】

なお、上述した貫通孔領域５および取付物領域６を抽出する範囲の設定、すなわち、単位格子４を配置する範囲の設定は、入力手段１１から入力される範囲を指定する操作、または事前に設定される範囲設定の情報などに基づき、範囲設定部１５ｃが設定する。貫通孔領域５および取付物領域６を抽出する範囲は、３次元点群画像３４内の一部範囲に限定することもできるし、全範囲を設定することもできる。

【0094】

続いて、ＣＡＤモデル含有画像３５（図７（Ａ））、設計図画像３６（図７（Ｂ））および結果画像３７（図８）について、それぞれ説明する。

【0095】

図７は、３次元ＣＡＤデータの作成システム１０が位置照合工程（ステップＳ５：図９）において用いる画像３５および３６の一例を説明する説明図であり、図７（Ａ）はＣＡＤモデル含有画像３５を例示する説明図、図７（Ｂ）は設計図画像３６を例示する説明図である。

【0096】

ＣＡＤモデル含有画像３５は、３次元点群画像３４と特別領域ＣＡＤモデル生成手段１６が生成した貫通孔ＣＡＤモデル７や取付物ＣＡＤモデル８などの特別領域ＣＡＤモデルの画像とを重畳して生成される。すなわち、３次元点群画像３４から特別領域２，３（図２）とみなして抽出した貫通孔領域５（５ａ，５ｂ）や取付物領域６などの３次元点群画像３４内の該当する領域を特別領域ＣＡＤモデルとした画像である。

【0097】

ＣＡＤモデル含有画像３５には、少なくとも特別領域を模擬した貫通孔ＣＡＤモデル７や取付物ＣＡＤモデル８などの特別領域ＣＡＤモデル（ＣＡＤデータ）が存在するため、３次元ＣＡＤや２次元ＣＡＤで作成された設計図が存在する場合、両方のＣＡＤデータを用いれば、ＣＡＤシステム上で任意の平面における位置照合に使用することができる。

【0098】

従って、３次元ＣＡＤデータを作成する対象物（立体構造物）が正面壁１ａである場合、丸貫通孔２ａおよび角貫通孔２ｂなどの貫通孔２並びに取付物３としての埋込金物の位置関係を確認する位置照合工程などでＣＡＤモデル含有画像３５を用いることができる。

【0099】

貫通孔ＣＡＤモデル７の生成は、まず、貫通孔ＣＡＤモデル生成部１６ａが、例えば、厚さ情報３２を参照する、または他の方向からの３次元点群画像３４から求まる貫通孔２（３次元点群画像３４内では貫通孔領域５）の端部の位置情報を用いるなどの手法を用いて貫通孔２（図２）の両端間の長さを決定する。

【0100】

続いて、３次元形状計測された立体構造物の表面に現れる貫通孔２（図２）の端部を底面とし、決定した貫通孔の両端間の長さを高さとした柱体の３次元ＣＡＤモデル、すなわち貫通孔ＣＡＤモデル７の形状および寸法を決定し、貫通孔ＣＡＤモデル７を生成する。

【0101】

取付物ＣＡＤモデル８の生成は、まず、取付物抽出部１５ｂが抽出した取付物領域６が何れの取付物３（図２）であるか（取付物３の種別）を取付物種別特定部１６ｂが特定し、続いて、取付物ＣＡＤモデル生成部１６ｃが、特定した取付物３について取付物ＣＡＤモデル８を生成する。

【0102】

取付物３の種別の特定は、取付物種別特定部１６ｂが、例えば、３次元点群画像３４内の取付物領域６の寸法情報を取付物抽出部１５ｂから取得し、取付物情報３３に含まれる取付物３毎の寸法情報を参照し、最も寸法差が小さい取付物３を探索する。取付物種別特定部１６ｂは、取付物情報３３を参照し、探索した最も寸法差が小さい取付物３の識別情報に基づいて取付物３の種別を特定する（第１のロジック）。

【0103】

また、３次元点群データ３１および取付物情報３３が、色情報を含んでいる場合、３次元点群画像３４内の取付物領域６の色情報を取付物抽出部１５ｂから取得し、取付物情報３３に含まれる取付物３毎の色情報を参照し、最も階調値の差が小さい取付物３を探索する。取付物種別特定部１６ｂは、取付物情報３３を参照し、探索した最も階調値差が小さい取付物３の識別情報に基づいて取付物３の種別を特定してもよい（第２のロジック）。

【0104】

なお、寸法情報および色情報の何れか一方で取付物３の種別を一義的に特定できる場合には、寸法情報および色情報の何れか一方を選択して取付物３の種別を特定することもできる。また、同色の異なる寸法や異色の同寸法の取付物３が想定されているなど、寸法情報および色情報の何れか一方では、取付物３の種別を一義的に特定できない場合には、寸法情報および色情報の両方を用いて、それぞれ、最も差異が小さくなる取付物３を探索することで取付物３の種別を特定する（第３のロジック）。

【0105】

なお、上述した３次元ＣＡＤデータの作成システム１０では、取付物ＣＡＤモデル生成部１６ｃが、特定した取付物３について取付物情報３３を参照して取付物ＣＡＤモデル８を生成する場合を説明しているが、各取付物３に対応する取付物ＣＡＤモデル８を予め生成しておき、記憶手段１９等の読み出し可能な記憶領域に保持しておいてもよい。この場合、取付物情報３３を参照した取付物ＣＡＤモデル８の生成は省略することができる。

【0106】

図７（Ｂ）に例示される設計図画像３６は、図２に例示される正面壁１ａの施工図（設計図）の画像である。設計図画像３６内の貫通孔領域５（５ａ，５ｂ）および取付物領域６は、それぞれ、貫通孔２（２ａ，２ｂ）および取付物３（図２）に対応している。

【0107】

設計図画像３６内の施工図（設計図）は、元々存在している正面壁１ａの３次元ＣＡＤデータを２次元化（平坦化）して得られる２次元ＣＡＤデータ、または予め作成されている２次元ＣＡＤデータに基づいて作成されている２次元図面であり、貫通孔領域５（５ａ，５ｂ）および取付物領域６は設計図画像３６内の位置を定義する２次元座標系の位置情報を有している。

【0108】

図８は、３次元ＣＡＤデータの作成システム１０が位置照合工程（ステップＳ５：図９）において表示する位置照合結果（結果画像３７）の一例を説明する説明図である。

【0109】

結果画像３７は、設計図画像３６の上に、設計図画像３６と縮尺および基準点を揃えたＣＡＤモデル含有画像３５の貫通孔ＣＡＤモデル７（７ａ，７ｂ）および取付物ＣＡＤモデル８を重畳（重ね合わせた）画像である。なお、貫通孔２（図２）および取付物３（図２）のうち、同じ位置で重なる対象物については、符号を一方（ＣＡＤモデル含有画像３５内の貫通孔ＣＡＤモデル７（７ａ，７ｂ）および取付物ＣＡＤモデル８）のみに付し、他方（設計図画像３６内の貫通孔領域５（５ａ，５ｂ）および取付物領域６）については省略している。

【0110】

図８に例示される結果画像３７では、３個の取付物３のうち、真ん中の取付物３が施工図（設計図）に対して位置ずれを生じており、ユーザは出力手段１２としての表示手段に表示される結果画像３７を目視することで、取付物３の位置ずれを、３次元ＣＡＤデータ作成システム１０などのＣＡＤシステム上で確認することができる。

【0111】

なお、ＣＡＤモデル含有画像生成手段１７が生成するＣＡＤモデル含有画像３５の縮尺および基準点を、設計図画像３６の縮尺および基準点に揃えておけば、照合手段１８は、位置や大きさの事前調整を省略することができる。

【0112】

次に、本実施形態に係る３次元ＣＡＤデータの作成方法について、図２に例示される正面壁１ａの３次元ＣＡＤデータを作成する場合を例に説明する。

【0113】

本実施形態に係る３次元ＣＡＤデータの作成方法は、例えば、３次元ＣＡＤデータ作成システム１０が３次元ＣＡＤデータ作成処理手順（後述する図９）を実行することで行うことができる。

【0114】

図９は、３次元ＣＡＤデータ作成処理手順（メインルーチン）の処理の流れを示す流れ図（フローチャート）である。

【0115】

３次元ＣＡＤデータ作成処理手順は、例えば、３次元点群画像生成工程（ステップＳ１）と、表面位置特定工程（ステップＳ２）と、特別領域ＣＡＤモデル生成工程（ステップＳ３）と、ＣＡＤモデル含有画像生成工程（ステップＳ４）と、位置照合工程（ステップＳ５）とを備える。

【0116】

３次元ＣＡＤデータ作成処理手順は、３次元ＣＡＤデータ作成システム１０から処理実行の指令を受けて開始され（ＳＴＡＲＴ）、まず、３次元点群画像生成手段１３が正面壁１ａ（図２）などの立体構造物表面の３次元座標を含む３次元点群データ３１を読み出して３次元点群画像３４を生成する（ステップＳ１）。

【0117】

ステップＳ１に続いて、表面位置特定手段１４が、読み出した３次元点群データ３１から、最小二乗法、領域成長法（Region Growing法）、ランザック法またはその他の導出手法を用いて正面壁１ａの表面の位置を求める（ステップＳ２）。

【0118】

ステップＳ２に続いて、特別領域抽出手段１５が、３次元点群画像３４を生成する際のマッピングに使用される３次元点群データ３１のうち、例えば、色の階調値の範囲など、指定される条件を満たす３次元点群データ３１を抽出し、抽出した３次元点群データ３１に含まれる３次元座標によって表される領域を特別領域とみなして抽出し、さらに、特別領域ＣＡＤモデル生成手段１６が、特別領域を表す貫通孔ＣＡＤモデル７（図７）などの特別領域ＣＡＤモデルを生成する（ステップＳ３）。

【0119】

ステップＳ３に続いて、ＣＡＤモデル含有画像生成手段１７が、貫通孔２（図２）および取付物３（図２）などの特別領域が現れている３次元点群画像３４内の貫通孔領域５および取付物領域６などの領域を、貫通孔ＣＡＤモデル７および取付物ＣＡＤモデル８などの特別領域ＣＡＤモデルに置換したＣＡＤモデル含有画像３５を生成する（ステップＳ４）。

【0120】

貫通孔ＣＡＤモデル７および取付物ＣＡＤモデル８の配置位置は、貫通孔領域５および取付物領域６から求められる基準（輪郭を構成する辺や中心点などの点）に基づいて決定（位置決め）する。

【0121】

ステップＳ４に続いて、照合手段１８が、ＣＡＤモデル含有画像３５と設計図画像３６とを同じ位置を基準点とする２次元座標系に重ねて（重畳して）結果画像３７を生成し、両画像３５，３６に現れる取付物３（画像内では取付物領域６に相当）などの同一対象物の位置関係を照合する（ステップＳ５）。ステップＳ５が完了すると、３次元ＣＡＤデータ作成処理手順は、全処理ステップを終了する（ＥＮＤ）。

【0122】

なお、図９に例示される３次元ＣＡＤデータ作成処理手順（ステップＳ１〜ステップＳ５）は、位置照合工程（ステップＳ５）を備える例であるが、位置照合を要しない場合、位置照合工程（ステップＳ５）を省略してもよい。すなわち、ＣＡＤモデル含有画像生成工程（ステップＳ４）を完了した後に、３次元ＣＡＤデータ作成処理手順の全処理ステップを終了してもよい（ＥＮＤ）。

【0123】

続いて、３次元ＣＡＤデータ作成処理手順における特別領域ＣＡＤモデル生成工程（ステップＳ３：図９）の例として、貫通孔ＣＡＤモデル生成工程（後述する図１０）および取付物ＣＡＤモデル生成工程（後述する図１１）を、それぞれ説明する。

【0124】

３次元ＣＡＤデータ作成処理手順（ステップＳ１〜ステップＳ５：図９）では、特別領域ＣＡＤモデル生成工程（ステップＳ３：図９）として、貫通孔ＣＡＤモデル生成工程（ステップＳ３０〜ステップＳ３４：図１０）および取付物ＣＡＤモデル生成工程（ステップＳ３０，ステップＳ３５〜ステップＳ３９：図１１）の少なくとも一方の工程を実行する。なお、後述する貫通孔ＣＡＤモデル生成工程（図１０）および取付物ＣＡＤモデル生成工程（図１１）は、並列的に実行してもよいし、直列的に実行（何れか一方の処理工程の完了を待って他方の処理工程を開始）してもよい。

【0125】

図１０は、特別領域ＣＡＤモデル生成工程（ステップＳ３：図９）の一例である、貫通孔ＣＡＤモデル生成工程（ステップＳ３０〜ステップＳ３４）の処理の流れを示す流れ図（フローチャート）である。

【0126】

貫通孔ＣＡＤモデル生成工程（ステップＳ３０〜ステップＳ３４）は、例えば、抽出範囲設定ステップ（ステップＳ３０）と、計数ステップ（ステップＳ３１）と、輪郭単位格子特定ステップ（ステップＳ３２）と、貫通孔抽出ステップ（ステップＳ３３）と、貫通孔ＣＡＤモデル生成ステップ（ステップＳ３４）とを備える。

【0127】

３次元ＣＡＤデータ作成処理手順の処理フローが、メインルーチン（図９）から特別領域ＣＡＤモデル生成工程（ステップＳ３：図９）のサブルーチン（貫通孔ＣＡＤモデル生成工程：図１０）に入ると（ＥＮＴＥＲ）、３次元ＣＡＤデータ作成システム１０は、まず、抽出範囲設定ステップ（ステップＳ３０）を実行する。

【0128】

抽出範囲設定ステップ（ステップＳ３０）では、範囲設定部１５ｃが、入力手段１１から入力される範囲を指定する操作、または事前に設定される範囲設定の情報などに基づいて３次元点群画像３４内から貫通孔領域５を抽出する範囲を設定する。

【0129】

貫通孔領域５を抽出する範囲を設定すると、続いて、貫通孔抽出部１５ａが、設定した範囲に単位格子４（図５）を配置し、表面に位置する点（点群）が単位格子４（図５）内に幾つ存在するかを単位格子４毎に計数する（ステップＳ３１）。

【0130】

ステップＳ３１に続いて、貫通孔抽出部１５ａは、閾値（ここでは、任意の自然数）と計数値とを比べて、当該閾値未満の単位格子４ｂ（図５）と隣接する輪郭単位格子４ａ（図５）を特定する（ステップＳ３２）。

【0131】

ステップＳ３２に続いて、貫通孔抽出部１５ａは、輪郭単位格子４ａ（図５）に存在する点によって包囲される閉領域（貫通孔領域５）を貫通孔２とみなして抽出する（ステップＳ３３）。

【0132】

ステップＳ３３に続いて、貫通孔ＣＡＤモデル生成部１６ａが、貫通孔領域５の形状および中心位置を輪郭単位格子４ａ（図５）に存在する点の３次元座標から求め、さらに厚さ情報３２を参照するなどして貫通孔２（図２）の両端間の長さ（貫通孔２が設けられる位置における厚さ）を求める。続いて、貫通孔ＣＡＤモデル生成部１６ａは、求めた貫通孔領域５の形状および長さに基づいて貫通孔ＣＡＤモデル７を生成する（ステップＳ３４）。

【0133】

なお、ステップＳ３３で求めている中心位置は、貫通孔ＣＡＤモデル７を配置する際の基準である。この基準の情報は、ＣＡＤモデル含有画像生成手段１７に与えられ、ＣＡＤモデル含有画像３５を生成する際に用いられる。

【0134】

ステップＳ３４が完了すると、貫通孔ＣＡＤモデル生成工程の全処理ステップは完了する。３次元ＣＡＤデータ作成処理手順の処理フローは、特別領域ＣＡＤモデル生成工程のサブルーチン（図１０）を抜けてメインルーチン（図９）に戻る（ＲＥＴＵＲＮ）。

【0135】

なお、貫通孔ＣＡＤモデル生成工程（図１０）において、抽出する範囲を限定しない場合や抽出する範囲および抽出の手順を予め設定している場合などでは、ステップＳ３０を省略することができる。

【0136】

図１１は、取付物ＣＡＤモデル生成工程（ステップＳ３０，ステップＳ３５〜ステップＳ３９）の処理の流れを示す流れ図（フローチャート）である。

【0137】

取付物ＣＡＤモデル生成工程（ステップＳ３０，ステップＳ３５〜ステップＳ３９）は、例えば、抽出範囲設定ステップ（ステップＳ３０）と、色レベル設定ステップ（ステップＳ３５）と、計数ステップ（ステップＳ３６）と、取付物抽出ステップ（ステップＳ３７）と、取付物種別特定ステップ（ステップＳ３８）と、取付物ＣＡＤモデル生成ステップ（ステップＳ３９）とを備える。

【0138】

３次元ＣＡＤデータ作成処理手順の処理フローが、メインルーチン（図９）から特別領域ＣＡＤモデル生成工程（ステップＳ３：図９）のサブルーチン（取付物ＣＡＤモデル生成工程：図１１）に入ると（ＥＮＴＥＲ）、３次元ＣＡＤデータ作成システム１０は、まず、抽出範囲設定ステップ（ステップＳ３０）を実行する。

【0139】

取付物ＣＡＤモデル生成工程における抽出範囲設定ステップ（ステップＳ３０）では、範囲設定部１５ｃが、入力手段１１から入力される範囲を指定する操作、または事前に設定される範囲設定の情報などに基づいて３次元点群画像３４内から取付物領域６を抽出する範囲を設定する。

【0140】

取付物領域６を抽出する範囲を設定すると、続いて、取付物抽出部１５ｂが、取付物領域６を抽出する点が有する色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の階調値の範囲を設定する（ステップＳ３５）。

【0141】

ステップＳ３５に続いて、取付物抽出部１５ｂが、設定した範囲に単位格子４（図６）を配置し、表面に位置し、設定した範囲内の点（点群）が単位格子４（図６）内に幾つ存在するかを単位格子４毎に計数する（ステップＳ３６）。

【0142】

ステップＳ３６に続いて、取付物抽出部１５ｂが、計数値が取付物領域６を抽出するための閾値（ここでは、任意の自然数）以上となるか否（閾値未満である）かを判定し、計数値が閾値以上の単位格子４ａ（図６）に相当する領域（取付物領域６）を取付物３（図２）とみなして抽出する（ステップＳ３７）。

【0143】

ステップＳ３７に続いて、取付物種別特定部１６ｂが、取付物情報３３に含まれる取付物３毎の寸法情報および色情報のうち少なくとも一方の情報を特徴量として設定し、取付物情報３３に含まれる取付物３毎の特徴量を参照し、最も近い特徴量を持つ（最も特徴量の差が小さい）一つの取付物３を探索し、取付物３の種別を特定する。

【0144】

ステップＳ３８に続いて、取付物ＣＡＤモデル生成部１６ｃが、ステップＳ３７において、取付物種別特定部１６ｂが特定した取付物３を表す取付物ＣＡＤモデル８を生成する（ステップＳ３９）。

【0145】

ステップＳ３９が完了すると、取付物ＣＡＤモデル生成工程の全処理ステップは完了する。３次元ＣＡＤデータ作成処理手順の処理フローは、特別領域ＣＡＤモデル生成工程のサブルーチン（図１１）を抜けてメインルーチン（図９）に戻る（ＲＥＴＵＲＮ）。

【0146】

なお、取付物ＣＡＤモデル生成工程（図１１）においても、貫通孔ＣＡＤモデル生成工程（図１０）と同様に、抽出する範囲を限定しない場合や抽出する範囲および抽出の手順を予め設定している場合などでは、ステップＳ３０を省略することができる。

【0147】

以上、３次元ＣＡＤデータ作成システム１０および３次元ＣＡＤデータ作成処理手順によれば、被測定対象物を計測して得られた３次元点群データ３１から貫通孔２や取付物３などの特別領域を抽出し、当該特別領域を表す貫通孔ＣＡＤモデル７や取付物ＣＡＤモデル８などの特別領域３次元ＣＡＤモデルを自動的に作成して特別領域が存在する位置に配置するので、ユーザが特別領域３次元ＣＡＤモデルを１箇所ずつ作成する手間を省力化することができ、より効率的に３次元ＣＡＤモデルを作成することができる。

【0148】

また、３次元ＣＡＤデータ作成システム１０を、特別領域を抽出する範囲を指定可能に構成することで、特別領域を抽出する処理ステップにおける処理時間をより早めることができる。

【0149】

さらに、３次元ＣＡＤデータ作成システム１０が照合手段１８を具備する場合、３次元点群画像３４に映る貫通孔２や取付物３などの対象物の位置を、基準となる設計図画像３６に映る同一対象物の位置と比べることができる。例えば、ＣＡＤ図面である設計図に従って加工された実物を模擬する３次元ＣＡＤモデル（３次元ＣＡＤデータ）を作成する場合、設計図が示す対象物の状態（設計図画像３６に映る貫通孔領域５（５ａ，５ｂ）などの位置）と、作成された実物における同対象物の状態（ＣＡＤモデル含有画像３５に配置される、貫通孔ＣＡＤモデル７（７ａ，７ｂ）などの位置）とをＣＡＤデータに基づいて位置関係を確認（照合）することができる。

【0150】

また、照合手段１８を具備する３次元ＣＡＤデータ作成システム１０および位置照合工程を備える３次元ＣＡＤデータ作成方法は、例えば、設計図が示す物の状態と、当該設計図に従って加工されて完成した後の物の状態とを３次元ＣＡＤデータを用いて確認し、設計図との違いの有無を確認することができる点で、それぞれを、施工状態を検証する検証システムおよび検証方法として適用することもできる。

【0151】

なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では、上述した実施例以外にも様々な形態で実施することが可能である。本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、追加、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0152】

１ 部屋
１ａ 正面壁
２ 貫通孔
２ａ 丸貫通孔
２ｂ 角貫通孔
３ 取付物
４ 単位格子
４ａ，４ａ_１ 点の個数が閾値以上の単位格子
４ｂ，４ｂ_１ 点の個数が閾値未満の単位格子
５ 貫通孔領域
５ａ 丸貫通孔領域
５ｂ 角貫通孔領域
６ 取付物領域
７ 貫通孔ＣＡＤモデル（特別領域ＣＡＤモデル）
７ａ 丸貫通孔ＣＡＤモデル
７ｂ 角貫通孔ＣＡＤモデル
８ 取付物ＣＡＤモデル（特別領域ＣＡＤモデル）
１０ ３次元ＣＡＤデータ作成システム
１１ 入力手段
１２ 出力手段
１３ ３次元点群画像生成手段
１４ 表面位置特定手段
１５ 特別領域抽出手段
１５ａ 貫通孔抽出部
１５ｂ 取付物抽出部
１５ｃ 抽出範囲設定部
１６ 特別領域ＣＡＤモデル生成手段
１６ａ 貫通孔ＣＡＤモデル生成部
１６ｂ 取付物種別特定部
１６ｃ 取付物ＣＡＤモデル生成部
１７ ＣＡＤモデル含有画像生成手段
１８ 照合手段
１９ 記憶手段
２１ 制御手段
３１ ３次元点群データ
３２ 厚さ情報
３３ 取付物情報
３４ ３次元点群画像
３５ ＣＡＤモデル含有画像
３６ 設計図画像
３７ 結果画像

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】