特開 2023-103167 三次元形状生成装置、三次元形状生成システム、三次元形状生成方法およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023103167

(43)【公開日】2023-07-26

(54)【発明の名称】三次元形状生成装置、三次元形状生成システム、三次元形状生成方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06T 19/20 20110101AFI20230719BHJP

   G06T 17/00 20060101ALI20230719BHJP

   G06T 19/00 20110101ALI20230719BHJP

【ＦＩ】

G06T19/20

G06T17/00

G06T19/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022170250

(22)【出願日】2022-10-25

(31)【優先権主張番号】P 2022003702

(32)【優先日】2022-01-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(72)【発明者】

【氏名】本橋 直樹

(72)【発明者】

【氏名】長尾 景洋

【テーマコード（参考）】

5B050

5B080

【Ｆターム（参考）】

5B050AA07

5B050BA09

5B050BA13

5B050BA20

5B050CA07

5B050CA08

5B050DA04

5B050DA07

5B050EA05

5B050EA26

5B050FA02

5B050FA05

5B050FA13

5B050FA16

5B080AA13

5B080BA00

5B080CA00

5B080FA02

5B080GA22

(57)【要約】

【課題】三次元点群に対応する三次元形状情報を適切に生成すること。
【解決手段】三次元形状生成装置の一例である管理サーバ５は、三次元モデル形状を示すモデル形状情報を用いて、三次元点群に対応する三次元形状を示す三次元形状情報を生成し、複数のモデル形状情報から三次元形状情報を生成するために用いられるモデル形状情報を複数設定するモデル設定操作を受け付ける受付画面の一例であるモデル情報設定画面１２３０に対するモデル設定操作と、三次元点群を示す点群情報と、に基づき、モデル設定操作により設定された複数のモデル形状情報を用いて、三次元形状情報を生成する三次元情報生成手段の一例である処理部５３を備える。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

三次元モデル形状を示すモデル形状情報を用いて、三次元点群に対応する三次元形状を示す三次元形状情報を生成する三次元形状生成装置であって、複数の前記モデル形状情報から前記三次元形状情報を生成するために用いられるモデル形状情報を複数設定するモデル設定操作を受け付ける受付画面に対する前記モデル設定操作と、前記三次元点群を示す点群情報と、に基づき、前記モデル設定操作により設定された前記複数のモデル形状情報を用いて、前記三次元形状情報を生成する三次元情報生成手段を備えた三次元形状生成装置。

【請求項2】

前記複数のモデル形状情報のそれぞれは、三次元モデル形状を示す情報と付加情報を含み、
前記三次元情報生成手段は、前記付加情報を含む前記三次元形状情報を生成する請求項１記載の三次元形状生成装置。

【請求項3】

前記受付画面を示す受付画面情報を、前記三次元形状生成装置と通信可能な通信端末に送信する送信手段を備えた請求項１記載の三次元形状生成装置。

【請求項4】

前記送信手段は、前記複数のモデル形状情報のそれぞれに対応する前記三次元モデル形状を前記通信端末が備える表示部に表示させるために、前記通信端末に前記複数のモデル形状情報を送信する請求項３記載の三次元形状生成装置。

【請求項5】

前記複数のモデル形状情報のそれぞれは、三次元モデル形状を示す情報と付加情報を含み、
前記送信手段は、前記付加情報に含まれる色または模様の前記三次元モデル形状を前記表示部に表示させるために、前記通信端末に前記複数のモデル形状情報を送信する請求項４記載の三次元形状生成装置。

【請求項6】

前記三次元情報生成手段は、前記三次元点群の一部の点群に対応する前記三次元形状情報を生成する請求項１記載の三次元形状生成装置。

【請求項7】

前記三次元情報生成手段は、複数の前記点群情報に基づき、前記三次元形状情報を生成する請求項１記載の三次元形状生成装置。

【請求項8】

前記複数のモデル形状情報は、互いに異なる形状の前記三次元モデル形状を示すモデル形状情報を複数含み、
前記三次元情報生成手段は、前記複数のモデル形状情報の何れかを用いて、前記三次元点群から前記三次元形状情報を生成する請求項１記載の三次元形状生成装置。

【請求項9】

前記複数のモデル形状情報は、互いに異なる形状の前記三次元モデル形状を示すモデル候補を複数含み、
前記三次元情報生成手段は、前記複数のモデル候補のそれぞれを用いて、前記三次元点群の同じ領域から、複数の前記三次元形状情報を生成する請求項１記載の三次元形状生成装置。

【請求項10】

前記モデル設定操作は、前記モデル候補の設定を含み、
前記三次元情報生成手段は、前記モデル設定操作により設定された前記モデル候補を用いて、前記三次元形状情報を生成する請求項９記載の三次元形状生成装置。

【請求項11】

前記三次元情報生成手段は、
前記複数の三次元形状情報から１つの前記三次元形状情報を設定する形状設定操作を受け付ける第２の受付画面に対する前記形状設定操作に基づき、
前記複数の三次元形状情報から前記形状設定操作により設定された前記三次元形状情報に決定する請求項９または１０記載の三次元形状生成装置。

【請求項12】

前記決定された前記三次元形状情報に対応する前記モデル形状情報を記憶手段に記憶させる記憶制御手段を備え、
前記三次元情報生成手段は、前記記憶手段に記憶された前記モデル形状情報を用いて、他の三次元点群を示す他の点群情報から、前記三次元形状情報を生成する請求項１１記載の三次元形状生成装置。

【請求項13】

前記第２の受付画面を示す第２の受付画面情報を、前記三次元形状生成装置と通信可能な通信端末に送信する送信手段を備えた請求項１１記載の三次元形状生成装置。

【請求項14】

前記送信手段は、前記複数の三次元形状情報のそれぞれに対応する前記三次元形状を前記通信端末が備える表示部に表示させるために、前記通信端末に前記複数の三次元形状情報を送信する請求項１３記載の三次元形状生成装置。

【請求項15】

前記三次元形状情報を記憶手段に記憶させる記憶制御手段をさらに備える請求項１記載の三次元形状生成装置。

【請求項16】

前記三次元形状生成装置と通信可能な通信端末に対して、前記三次元形状情報を送信する送信手段を、更に備えた
請求項１記載の三次元形状生成装置。

【請求項17】

三次元モデル形状を示すモデル形状情報を用いて、三次元点群に対応する三次元形状を示す三次元形状情報を生成する三次元形状生成装置と、前記三次元形状生成装置と通信可能な通信端末を備える三次元形状生成システムであって、
前記三次元形状生成装置は、
前記通信端末に対して、複数の前記モデル形状情報から前記三次元形状情報を生成するために用いられるモデル形状情報を複数設定するモデル設定操作を受け付ける受付画面に係る受付画面情報を送信する送信手段と、
前記受付画面に対する前記モデル設定操作と、前記三次元点群を示す点群情報と、に基づき、前記モデル設定操作により設定された前記複数のモデル形状情報を用いて、前記三次元形状情報を生成する三次元情報生成手段と、を備え、
前記通信端末は、
前記受付画面を表示部に表示させる表示制御手段と、
前記受付画面に対する前記モデル設定操作を受け付ける受付手段と、
を備えた三次元形状生成システム。

【請求項18】

三次元モデル形状を示すモデル形状情報を用いて、三次元点群に対応する三次元形状を示す三次元形状情報を生成する三次元形状生成方法であって、
通信端末に対して、複数の前記モデル形状情報から前記三次元形状情報を生成するために用いられるモデル形状情報を複数設定するモデル設定操作を受け付ける受付画面に係る受付画面情報を送信する送信ステップと、
前記受付画面に対する前記モデル設定操作と、前記三次元点群を示す点群情報と、に基づき、前記モデル設定操作により設定された前記複数のモデル形状情報を用いて、前記三次元形状情報を生成する三次元情報生成ステップと、
を備えた三次元形状生成方法。

【請求項19】

三次元モデル形状を示すモデル形状情報を用いて、三次元点群に対応する三次元形状を示す三次元形状情報を生成する三次元形状生成方法であって、
複数の前記モデル形状情報から前記三次元形状情報を生成するために用いられるモデル形状情報を複数設定するモデル設定操作を受け付ける受付ステップと、
前記モデル設定操作と、前記三次元点群を示す点群情報と、に基づき、前記モデル設定操作により設定された前記複数のモデル形状情報を用いて、前記三次元形状情報を生成する三次元情報生成ステップと、
を備えた三次元形状生成方法。

【請求項20】

コンピュータに、請求項１８または１９記載の三次元形状生成方法を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、三次元形状生成装置、三次元形状生成システム、三次元形状生成方法およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、対象物の三次元点群データに基づいて、当該対象物の少なくとも外形を有する三次元モデルを生成する三次元モデル生成装置であって、前記対象物の各外形と対応する外形を有する寸法可変の抽象化三次元モデルを取得する抽象化三次元モデル取得手段と、前記抽象化三次元モデルの寸法を変えながら、前記三次元点群データとの合致性を判断し、合致性の高い抽象化三次元モデルを三次元モデルとして決定する三次元モデル決定手段と、を備えた三次元モデル生成装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０‐１９７９７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、三次元点群に対応する三次元形状情報を適切に生成することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明に係る三次元形状生成装置は、三次元モデル形状を示すモデル形状情報を用いて、三次元点群に対応する三次元形状を示す三次元形状情報を生成する三次元形状生成装置であって、複数のモデル形状情報から三次元形状情報を生成するために用いられるモデル形状情報を複数設定する操作を受け付ける受付画面に対する操作と、三次元点群を示す点群情報と、に基づき、操作により設定された複数のモデル形状情報を用いて、三次元形状情報を生成する三次元情報生成手段を備える。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、三次元点群に対応する三次元形状情報を適切に生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の実施形態に係る三次元形状生成システムの全体構成図である。

【図2】本実施形態に係る端末装置、管理サーバのハードウェア構成図である。

【図3】本実施形態に係る三次元形状生成システムの機能ブロック図である。

【図4】本実施形態に係る設定情報管理テーブルの一例を示す概念図である。

【図5】本実施形態に係る三次元形状生成処理の一例を示すシーケンス図である。

【図6】本実施形態に係る設定画面の説明図である。

【図7】本実施形態に係る三次元形状生成処理の一例を示すフローチャートである。

【図8】本実施形態に係るレジストレーション処理の説明図である。

【図9】本実施形態に係るノイズ除去処理の説明図である。

【図10】本実施形態に係るセグメンテーション処理の説明図である。

【図11】本実施形態に係るモデル照合、置換処理の説明図である。

【図12】本実施形態に係る操作画面の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

土木、建築などの業界において、少子高齢化、労働生産性の向上などを目的に、ＢＩＭ／ＣＩＭ化が進められている。

【0009】

ＢＩＭとは、Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇの略称であり、コンピューター上に作成した三次元の建物のデジタルモデル（以後、３Ｄモデルと呼ぶ）に、コストや仕上げ、管理情報などの属性データを追加した建築物のデータベースを、建築の設計、施工から維持管理までのあらゆる工程で情報活用を行うためのソリューションである。

【0010】

ＣＩＭは、Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇの略称であり、建築分野で進められていたＢＩＭに倣って提唱された土木分野向け（道路、電力、ガス、水道などインフラ全般）のソリューションである。ＢＩＭと同様に、３Ｄモデルを中心に関係者間で情報共有することで一連の建設生産システムの効率化・高度化を図るものとして取り組まれている。

【0011】

ＢＩＭ／ＣＩＭ化を推進する上で重要なのが、建物や公共施設の３Ｄモデルを如何にして容易に構築するかという点である。

【0012】

新設する場合には、３ＤＣＡＤソフトを用いて、一から完成物をモデリングすることが出来るため、ＢＩＭ／ＣＩＭ化は比較的やりやすい。一方で、既存建物の場合、当時の設計図が残存していない、または、改修によって設計図と異なっている場合などがあり、ＢＩＭ／ＣＩＭ化のハードルは上がる。このような既存建物のＢＩＭ化はＡｓ－Ｂｕｉｌｄ ＢＩＭなどと呼ばれ、今後のＢＩＭ／ＣＩＭ化を推進するためにも重要な課題となっている。

【0013】

Ａｓ－Ｂｕｉｌｄ ＢＩＭを実現するための一手段として、レーザスキャナ（以後、ＬＳと呼ぶ）を用いた空間の計測、計測した点群からＣＡＤモデルを作成するというワークフローが存在する。従来は、写真やメジャーなどで計測、スケッチをして空間を復元していたため、多大な作業コストが発生していたが、ＬＳを導入することで本作業の効率が格段に上がってきている。

【0014】

ＬＳを用いたＡｓ－Ｂｕｉｌｄでは、モデル化を容易にした反面、従来のワークには存在しなかった点群処理というワークが生じる。一般的な点群処理では、ＬＳを使った多点計測、各点群を位置合わせし、統合点群を構成し、ノイズなどの不要点群を除去した上で、最後に、点群からＣＡＤモデルに変換する。

【0015】

これらの処理は市販されている点群処理ソフトの自動モデル作成機能を用いて行うが、同じ空間、すなわち同じ点群中に、例えば、配管、机、人のように異なるカテゴリーの物体が存在する場合、これら異なるカテゴリーの物体の三次元形状を一括して生成しようとすると、精度が十分でなかったり、処理時間が長くなったりするおそれがある。

【0016】

一方、単一のカテゴリーの物体の三次元形状を生成すると、必要なカテゴリーの分だけ生成を繰り返す手間が生じる。

【0017】

本実施形態は、以上の課題に鑑み、必要以上に処理時間や手間をかけることなく、ユーザが必要とする精度の三次元形状を適切に生成することを目的とする。

【0018】

図１は、本発明の実施形態に係る三次元形状生成システムの全体構成図である。本実施形態の三次元形状生成システム１は、通信端末の一例である端末装置３、及び管理サーバ５によって構築されている。

【0019】

管理サーバ５は、三次元モデル形状を示すモデル形状情報を用いて、三次元点群に対応する三次元形状を示す三次元形状情報を生成する三次元形状生成装置の一例である。

【0020】

ここで、三次元点群はコンピュータ等で扱うことのできる仮想的な三次元空間における座標点の集合体である。三次元点群は、ポイントクラウドと呼ばれることもある。三次元点群は、レーザースキャナＬＳ等を用いて物体のある空間を計測した際に、物体の表面の計測点に対応する座標点の集合体である。また、それぞれの座標点に色の情報を付加されていてもよく、色の情報として各座標点のＲＧＢの値を付加してもよい。

【0021】

三次元点群はレーザースキャナＬＳを用いて計測する例を示したが、他の光学的計測手段や機械的計測手段を用いても良い。光学的計測手段としてはステレオカメラを用いる方法や、Ｖｉｓｕａｌ ＳＬＡＭを用いる方法等がある。

【0022】

また、三次元形状情報は、コンピュータ等で扱うことのできる物体の三次元形状を示す情報である。三次元形状を示す情報は幾何学的に三次元形状を特定することのできる情報であり、例えば球体の場合は中心の座標と半径が三次元形状を示す情報に対応する。物体の三次元形状を多面体（ポリゴン）で表現する場合は、多面体の各頂点の座標点が三次元形状を示す情報の一例となる。その他、三次元形状を占める情報は、物体の形状を一意的に定義することができる情報であれば任意の情報を用いることができる。

【0023】

三次元形状情報は、物体の三次元形状を示す情報に加えて、物体の色や材質に関わる情報を付加しても良い。

【0024】

三次元モデル形状は、三次元点群から三次元形状情報を生成するために用いられるひな形、テンプレート等のモデルである。モデル形状情報は、三次元モデル形状を示す情報であり、一つの三次元モデル形状に対して、一つのモデル形状情報が対応する。

【0025】

モデル形状情報は、三次元モデル形状に加え、三次元モデルの色や材質に関わる情報を含んでもよい。具体的には、平面を示す三次元モデル形状に、壁の色や模様などのテクスチャと呼ばれる情報や、材質などの情報を持たせてもよい。

【0026】

テクスチャ情報を持たせることにより、色や模様のついたＣＡＤモデル表現が容易に実現できる。また、材質情報を持たせることにより、材質情報を持たせることができるＣＡＤモデルに、そのまま情報として渡すことができ、ユーザの設定の手間を省くことが可能となる。

【0027】

ここで、「テクスチャ」は、元来、物の表面の質感・手触りなどを示し、三次元形状情報においては、物体の表面の質感を表現するために、三次元形状の表面に貼り付ける模様や画像を示す。

【0028】

また、ＣＡＤモデルには、一般的に「サーフェス」「ソリッド」「ポリゴン」の作成方法があるが、「ソリッド」は、外観だけでなく材質等の中身の情報も持つため、質量、体積の計算も可能であり、断面形状の表現もできるため、実際のモノの表現としては一番近いものになる。

【0029】

さらに、ＣＡＤモデルに、色や材質、明るさ、背景等を設定することを「レンダリング」といい、レンダリングすることで写真のような綺麗な画像を作成することができる。

【0030】

端末装置３、及び管理サーバ５は、通信ネットワーク１００を介して通信することができる。通信ネットワーク１００は、インターネット、移動体通信網、ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）等によって構築されている。通信ネットワーク１００には、有線通信だけでなく、３Ｇ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ）、ＷｉＭＡＸ（ＷｏｒｌｄｗｉｄｅＩｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙｆｏｒＭｉｃｒｏｗａｖｅＡｃｃｅｓｓ）、ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）等の無線通信によるネットワークが含まれてもよい。また、端末装置３は、ＮＦＣ（ＮｅａｒＦｉｅｌｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）（登録商標）等の近距離通信技術によって通信可能である。

【0031】

＜ハードウェア構成＞
図２は、本実施形態に係る端末装置、管理サーバのハードウェア構成図である。端末装置３の各ハードウエア構成は、３００番台の符号で示されている。管理サーバ５の各ハードウエア構成は、括弧内の５００番台の符号で示されている。

【0032】

端末装置３は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）３０１、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）３０２、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）３０３、ＨＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋ）３０４、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）３０５、記録メディア３０６、メディアＩ／Ｆ３０７、ディスプレイ３０８、ネットワークＩ／Ｆ３０９、キーボード３１１、マウス３１２、ＣＤ－ＲＷ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ－ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）ドライブ３１４、及び、バスライン３１０を備えている。

【0033】

これらのうち、ＣＰＵ３０１は、端末装置３全体の動作を制御する。ＲＯＭ３０２は、ＣＰＵ３０１の駆動に用いられるプログラムを記憶する。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１のワークエリアとして使用される。ＨＤ３０４は、プログラム等の各種データを記憶する。ＨＤＤ３０５は、ＣＰＵ３０１の制御にしたがってＨＤ３０４に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。メディアＩ／Ｆ３０７は、フラッシュメモリ等の記録メディア３０６に対するデータの読み出し又は書き込み（記憶）を制御する。ディスプレイ３０８は、カーソル、メニュー、ウィンドウ、文字、又は画像などの各種情報を表示する。ネットワークＩ／Ｆ３０９は、通信ネットワーク１００を利用してデータ通信をするためのインターフェースである。キーボード３１１は、文字、数値、各種指示などの入力のための複数のキーを備えた入力手段の一種である。マウス３１２は、各種指示の選択や実行、処理対象の選択、カーソルの移動などを行う入力手段の一種である。ＣＤ－ＲＷドライブ３１４は、着脱可能な記録媒体の一例としてのＣＤ－ＲＷ５１３に対する各種データの読み出し又は書き込みを制御する。

【0034】

また、管理サーバ５は、ＣＰＵ５０１、ＲＯＭ５０２、ＲＡＭ５０３、ＨＤ５０４、ＨＤＤ５０５、記録メディア５０６、メディアＩ／Ｆ５０７、ディスプレイ５０８、ネットワークＩ／Ｆ５０９、キーボード５１１、マウス５１２、ＣＤ－ＲＷドライブ５１４、及び、バスライン５１０を備えている。これらは、それぞれ上述の構成（ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、ＨＤ３０４、ＨＤＤ３０５、記録メディア３０６、メディアＩ／Ｆ３０７、ディスプレイ３０８、ネットワークＩ／Ｆ３０９、キーボード３１１、マウス３１２、ＣＤ－ＲＷドライブ３１４、及び、バスライン３１０）と同様の構成であるため、これらの説明を省略する。

【0035】

なお、ＣＤ－ＲＷドライブ３１４（５１４）ではなく、ＣＤ－Ｒドライブ等であってもよい。また、端末装置３、及び管理サーバ５は、それぞれ単一のコンピュータによって構築されてもよいし、各部（機能、手段、又は記憶部）を分割して任意に割り当てられた複数のコンピュータによって構築されていてもよい。

【0036】

図３は、本実施形態に係る三次元形状生成システムの機能ブロック図である。

【0037】

図３に示されているように、端末装置３は、送受信部３１、受付部３２、表示制御部３４、記憶・読出部３９を有している。これら各部は、図２に示されている各構成要素のいずれかが、ＨＤ３０４からＲＡＭ３０３上に展開されたプログラムに従ったＣＰＵ３０１からの命令によって動作することで実現される機能、又は機能する手段である。また、端末装置３は、図２に示されているＲＡＭ３０３及びＨＤ３０４によって構築される記憶部３０００を有している。

【0038】

（端末装置の各機能構成）
次に、端末装置３の各構成要素について説明する。

【0039】

送受信部３１は、送信手段の一例であり、図２に示されているＣＰＵ３０１からの命令、並びにネットワークＩ／Ｆ３０９によって実現され、通信ネットワーク１００を介して他の端末、装置又はシステムと各種データ（または情報）の送受信を行う。

【0040】

受付部３２は、受付手段の一例であり、主に、図２に示されているＣＰＵ３０１からの命令、並びにキーボード３１１及びマウス３１２によって実現され、利用者による各種入力を受け付ける。

【0041】

表示制御部３４は、表示制御手段の一例であり、図２に示されているＣＰＵ３０１からの命令によって実現され、表示部の一例であるディスプレイ３０８に、各種画像や画面を表示させる。

【0042】

記憶・読出部３９は、記憶制御手段の一例であり、図２に示されているＣＰＵ３０１からの命令、並びに、ＨＤＤ３０５、メディアＩ／Ｆ３０７、及びＣＤ－ＲＷドライブ３１４によって実行され、記憶部３０００、記録メディア３０６、及びＣＤ－ＲＷ３１３に各種データを記憶したり、記憶部３０００、記録メディア３０６、及びＣＤ－ＲＷ３１３から各種データを読み出したりする処理を行う。

【0043】

＜管理サーバの機能構成＞
管理サーバ５は、送受信部５１、処理部５３、判断部５５、設定部５７、及び記憶・読出部５９を有している。これら各部は、図２に示されている各構成要素のいずれかが、ＨＤ５０４からＲＡＭ５０３上に展開されたプログラムに従ったＣＰＵ５０１からの命令によって動作することで実現される機能又は機能する手段である。また、管理サーバ５は、図２に示されているＨＤ５０４により構築される記憶部５０００を有している。記憶部５０００は、記憶手段の一例である。

【0044】

（管理サーバの各機能構成）
次に、管理サーバ５の各構成要素について説明する。管理サーバ５は、複数のコンピュータに各機能を分散させて実現させる構成であってもよい。さらに、管理サーバ５は、クラウド環境に存在するサーバコンピュータであるものとして説明するが、オンプレミス環境に存在するサーバであってもよい。

【0045】

送受信部５１は、送信手段の一例であり、図２に示されているＣＰＵ５０１からの命令、並びにネットワークＩ／Ｆ５０９によって実現され、通信ネットワーク１００を介して他の端末、装置又はシステムと各種データ（または情報）の送受信を行う。

【0046】

処理部５３は、図２に示されているＣＰＵ５０１からの命令によって実現され、後述の各種処理を行なう。処理部５３は、三次元形状情報を生成する三次元情報生成手段の一例である。

【0047】

判断部５５は、図２に示されているＣＰＵ５０１からの命令によって実現され、後述の各種判断を行なう。

【0048】

設定部５７は、図２に示されているＣＰＵ５０１からの命令によって実現され、後述の各種設定、決定を行なう。

【0049】

記憶・読出部５９は、記憶制御手段の一例であり、図２に示されているＣＰＵ５０１からの命令、並びに、ＨＤＤ５０５、メディアＩ／Ｆ５０７、及びＣＤ－ＲＷドライブ５１４によって実行され、記憶部５０００、記録メディア５０６、及びＣＤ－ＲＷ５１３に各種データを記憶したり、記憶部５０００、記録メディア５０６、及びＣＤ－ＲＷ５１３から各種データを読み出したりする処理を行う。記憶部５０００、記録メディア５０６、及びＣＤ－ＲＷ５１３は、記憶手段の例である。

【0050】

記憶部５０００には、設定情報管理テーブルによって構成されている設定情報管理ＤＢ５００１、記憶処理管理ＤＢ５００２、点群管理ＤＢ５００３、および三次元形状管理ＤＢ５００４が構築されている。

【0051】

設定情報管理ＤＢ５００１は、各種情報を記憶、管理し、記憶処理管理ＤＢ５００２は、三次元形状を生成するための各種処理プログラムを記憶、管理し、点群管理ＤＢ５００３は、三次元形状を生成するための三次元点群情報を記憶、管理し、三次元形状管理ＤＢ５００４は、三次元形状情報を記憶、管理する。

【0052】

図４は、本実施形態に係る設定情報管理テーブルの一例を示す概念図である。

【0053】

設定情報管理テーブルは、三次元形状を生成するための三次元点群データ、および三次元形状を生成した処理の履歴を管理するためのテーブルである。記憶部５０００には、図４に示されているような設定情報管理テーブルによって構成されている設定情報管理ＤＢ５００１が構築されている。この設定情報管理テーブルでは、ユーザＩＤごとに、三次元点群データのファイル名、および三次元形状を生成した処理の履歴が関連づけられて管理されている。

【0054】

図５は、本実施形態に係る三次元形状生成処理の一例を示すシーケンス図である。

【0055】

通信端末３の受付部３２は、ディスプレイ３０８に表示された入出力画面に対するユーザのユーザ情報に係る入力操作を受け付ける（ステップＳ１）。送受信部３１は、通信端末３の管理サーバ５に対して、ステップＳ１で受け付けられたユーザ情報を含む設定画面の要求を送信して、管理サーバ５の送受信部５１は、通信端末３から送信された要求を受信する。（ステップＳ２）。

【0056】

次に、管理サーバ５の記憶・読出部５９は、ステップＳ２で受信された要求に含まれているユーザ情報を検索キーとして設定情報管理ＤＢ５００１を検索することで、要求に含まれているユーザ情報に関連づけられた三次元点群データのファイル名、および三次元形状を生成した処理の履歴を読み出して、管理サーバ５の設定部５７は、記憶・読出部５９が読みだしたファイル名、および履歴に基づき、設定画面を生成する（ステップＳ３）。

【0057】

この設定画面は、複数のモデル形状情報から三次元形状情報を生成するために用いられるモデル形状情報を複数設定するモデル設定操作を受け付けるモデル情報設定画面、三次元形状情報を生成するために用いられる三次元点群を設定する点群設定操作を受け付ける点群設定画面および三次元形状情報を生成するための処理プログラムを設定する処理設定操作を受け付ける処理設定画面を含む。

【0058】

処理設定画面は、記憶・読出部５９が読みだした履歴に基づき初期設定された表示を含む。

【0059】

送受信部５１は、通信端末３に対して、ステップＳ３で生成した設定画面に係る設定画面情報を送信して、通信端末３の送受信部３１は、管理サーバ５から送信された設定画面情報を受信する（ステップＳ４）。ステップＳ４は、モデル情報設定画面に係るモデル情報設定画面情報を送信する送信ステップの一例であり、送受信部３１は、送信手段の一例である。

【0060】

次に、通信端末３の表示制御部３４は、ステップＳ４で受信された設定画面を、ディスプレイ３０８に表示させる（ステップＳ５）。通信端末３の受付部３２は、表示された設定画面に対するユーザの所定の入力操作を受け付ける。この入力操作は、複数のモデル形状情報から三次元形状情報を生成するために用いられるモデル形状情報を複数設定するモデル設定操作、点群設定操作および処理設定操作を含む。ステップＳ５は、複数のモデル形状情報から三次元形状情報を生成するために用いられるモデル形状情報を複数設定するモデル設定操作を受け付ける受付ステップの一例である。

【0061】

送受信部３１は、管理サーバ５に対して、受付部３２が受け付けた入力操作に係る入力情報を送信して、管理サーバ５の送受信部５１は、通信端末３から送信された入力情報を受信する（ステップＳ６）。この入力情報は、複数のモデル形状情報から三次元形状情報を生成するために用いられるモデル形状情報を複数設定するモデル設定情報、点群設定情報および処理設定情報を含む。

【0062】

管理サーバ５の記憶・読出部５９は、ステップＳ６で受信された入力情報に含まれている処理設定情報およびモデル設定情報に基づき、ユーザ情報に関連づけられて設定情報管理ＤＢ５００１に記憶されている三次元形状を生成した処理の履歴を更新する（ステップＳ７）。

【0063】

次に、管理サーバ５の記憶・読出部５９は、ステップＳ６で受信された入力情報に含まれている点群設定情報を検索キーとして点群管理ＤＢ５００３を検索することで、点群設定情報に関連づけられた三次元点群データを読み出す。また、記憶・読出部５９は、ステップＳ６で受信された入力情報に含まれている処理設定情報を検索キーとして記憶処理管理ＤＢ５００２を検索することで、処理設定情報に関連づけられた処理プログラムを読み出す。管理サーバ５の処理部５３は、記憶・読出部５９から読み出された三次元点群データ、処理プログラム、およびステップＳ６で受信された入力情報に含まれているモデル設定情報に基づき、三次元形状情報を生成する（ステップＳ８）。

【0064】

ステップＳ８は、モデル情報設定画面１２３０に対するモデル設定操作と、三次元点群を示す点群情報と、に基づき、モデル設定操作により設定された複数のモデル形状情報を用いて、三次元形状情報を生成する三次元情報生成ステップの一例である。

【0065】

管理サーバ５の設定部５７は、三次元形状情報を生成するための操作入力を受け付ける操作画面を生成し、送受信部５１は、通信端末３に対して、操作画面に係る操作画面情報を送信する（ステップＳ９）。

【0066】

通信端末３の送受信部３１は、管理サーバ５から送信された操作画面情報を受信し、通信端末３の表示制御部３４は、受信された操作画面を、ディスプレイ３０８に表示させ、通信端末３の受付部３２は、表示された操作画面に対するユーザの所定の入力操作を受け付ける（ステップＳ１０）。

【0067】

この入力操作は、複数の三次元形状情報から１つの三次元形状情報を設定する形状設定操作を含む。

【0068】

送受信部３１は、管理サーバ５に対して、受付部３２が受け付けた入力操作に係る入力情報を送信して、管理サーバ５の送受信部５１は、通信端末３から送信された入力情報を受信する（ステップＳ１１）。

【0069】

この入力情報は、形状設定操作による形状設定情報を含み、管理サーバ５の処理部５３は、ステップＳ１１で受信された入力情報に含まれている形状設定情報に基づき三次元形状情報を決定する。

【0070】

通信端末３および管理サーバ５は、必要に応じて、ステップＳ８～Ｓ１１を繰り返して実行する。

【0071】

処理部５３は、生成された三次元形状情報をＣＡＤ形式等に変換して、記憶・読出部５９は、変換された三次元形状情報を三次元形状管理ＤＢ５００４、記録メディア５０６、またはＣＤ－ＲＷ５１３に記憶させる（ステップＳ１２）。ＣＡＤ形式は、３ＤＣＡＤで扱うことのできる三次元形状情報である。三次元形状情報を市販の３ＤＣＡＤ扱う場合は、３次元形状情報を３ＤＣＡＤ形式に変換する。

【0072】

記憶・読出部５９は、決定された三次元形状情報に対応するモデル形状情報に基づき、ユーザ情報に関連づけられて設定情報管理ＤＢ５００１に記憶されている三次元形状を生成した処理の履歴を更新する（ステップＳ１３）。

【0073】

送受信部５１は、通信端末３に対して、決定された三次元形状情報を送信する（ステップＳ１４）。

【0074】

通信端末３の送受信部３１は、管理サーバ５から送信された三次元形状情報を受信し、通信端末３の表示制御部３４は、受信された三次元形状を、ディスプレイ３０８に表示させる。（ステップＳ１５）。

【0075】

図６は、本実施形態に係る表示画面の説明図である。

【0076】

図６は、図５に示したシーケンス図のステップＳ５において、端末装置３のディスプレイ３０８に表示される表示画面１０００を示す。

【0077】

通信端末３の表示制御部３４は、ユーザ情報表示画面１１００と、設定画面１２００と、指示受付画面の一例である確定ボタン１３００を表示画面１０００に表示させる。

【0078】

設定画面１２００は、点群設定画面１２１０と、処理設定画面１２２０と、モデル情報設定画面（受付画面の一例）１２３０を含む。

【0079】

点群設定画面１２１０は、三次元形状情報を生成するために用いられる三次元点群を示す点群情報を設定する点群設定操作を受け付ける画面であり、表示制御部３４は、記憶・読出部５９が読みだした複数の点群データのそれぞれのファイル名に対応付けて、点群設定ボックス１２１２、１２１４を表示させる。点群設定ボックス１２１２、１２１４は、複数設定可能である。

【0080】

処理設定画面１２２０は、三次元形状情報を生成するための処理プログラムを設定する処理設定操作を受け付ける画面であり、表示制御部３４は、複数の処理のそれぞれの名称に対応付けて、処理設定ボックス１２２２、１２２４、１２２６を表示させる。

【0081】

図６において、処理設定ボックス１２２２は、レジストレーションに係る処理プログラムを設定するものであり、処理設定ボックス１２２４は、ノイズ除去に係る処理プログラムを設定するものであり、処理設定ボックス１２２６は、セグメンテーションに係る処理プログラムを設定するものである。これらの処理プログラムの詳細は、後述する。ここで、レジストレーションに係る処理ボックス１２２２は、点群設定画面１２１０で複数の点群が設定された場合には、自動で設定されてもよい。また、セグメンテーションに係る処理は、必ず実行されるものとして、セグメンテーションに係る処理設定ボックス１２２６を省略しても良い。

【0082】

表示制御部３４は、記憶・読出部５９が読みだした履歴に基づき、処理設定ボックス１２２２、１２２４、１２２６の設定を初期設定して表示させる。なお、履歴が無い場合は予め決められた設定を初期設定として表示させる。

【0083】

モデル情報設定画面１２３０は、複数のモデル形状情報から三次元形状情報を生成するために用いられるモデル形状情報を複数設定するモデル設定操作を受け付ける受付画面の一例である。

【0084】

モデル情報設定画面１２３０は、モデル情報設定ボックス１２３１、１２３４、１２３５、モデル候補設定ボックス１２３２、１２３３、モデル表示画面１２４０を含む。

【0085】

表示制御部３４は、複数のモデル情報のそれぞれの名称に対応付けて、モデル情報設定ボックス１２３１、１２３４、１２３５を表示させ、複数のモデル形状のそれぞれの名称に対応付けて、モデル候補設定ボックス１２３２、１２３３を表示させる。ここで、モデル情報は、１つまたは複数のモデル形状情報を含むモデル形状情報のグループを示す。

【0086】

図６において、モデル情報設定ボックス１２３１は、配管の三次元モデル形状を示すモデル情報を設定するものであり、モデル情報設定ボックス１２３４は、机の三次元モデル形状を示すモデル情報を設定するものであり、モデル情報設定ボックス１２３５は、人の三次元モデル形状を示すモデル情報を設定するものである。

【0087】

また、モデル候補設定ボックス１２３２は、配管のモデルＡの三次元モデル形状を示すモデル形状情報を設定するものであり、モデル形状設定ボックス１２３３は、配管のモデルＢの三次元モデル形状を示すモデル形状情報を設定するものである。

【0088】

表示制御部３４は、設定されたモデル情報またはモデル候補のそれぞれの名称に対応付けて、モデル候補１２４２、１２４３、またはモデル形状１２４４をモデル表示画面１２４０に表示させる。モデル形状情報に、色が含まれている場合には、色付きで表示してもよい。ここで、複数のモデル候補のそれぞれは、互いに異なる形状の三次元モデル形状を含み、三次元点群の同じ領域から、複数の三次元形状情報を生成するために用いられ、生成された複数の三次元形状情報は、後工程で、１つの三次元形状情報に決定される。

【0089】

モデル候補１２４２は、配管のモデルＡの複数の三次元モデル形状を示し、モデル候補１２４３は、配管のモデルＢの複数三次元モデル形状を示し、モデル形状１２４４は、机の三次元モデル形状を示す。

【0090】

通信端末３の受付部３２は、マウス３１２等のポインティングデバイスにより各種設定ボックスがポインティングされると、表示制御部３４は、各種設定ボックスにレ点を表示し、受付部３２は、各種設定操作を受け付けて、確定ボタン１３００が操作されると、各種設定操作を確定する。

【0091】

そして、図５のステップＳ６で説明したように、送受信部３１は、管理サーバ５に対して、受付部３２が受け付けた各種設定操作による各種設定情報を含む入力情報を送信する。

【0092】

図７は、本実施形態に係る三次元形状生成処理の一例を示すフローチャートであり、図５のステップＳ８に対応する処理を示す

【0093】

管理サーバ５の処理部５３は、記憶・読出部５９から読み出された三次元点群データを取得し（ステップＳ２１）、複数の三次元点群データが取得され、記憶・読出部５９から読み出された処理プログラムにレジストレーションに係る処理プログラムが含まれる場合には、レジストレーション処理を実行する（ステップＳ２２）。レジストレーション処理は、複数の三次元点群を一つの統合された三次元点群に変換する処理である。

【0094】

処理部５３は、記憶・読出部５９から読み出された処理プログラムにノイズ除去に係る処理プログラムが含まれる場合には、ノイズ除去処理を実行する（ステップＳ２３）。ノイズ除去処理は、三次元点群から、不要な点群を除去する処理である。

【0095】

管理サーバ５の設定部５７は、図５のステップＳ６で受信された入力情報に含まれているモデル設定情報に基づき、モデル情報を設定する（ステップＳ２４）。例えば、設定部５７は、図６に示したように、モデル設定情報に、配管の三次元モデル形状を示すモデル情報と、机の三次元モデル形状を示すモデル情報が含まれている場合、最初に配管の三次元モデル形状を示すモデル情報を設定する。

【0096】

設定部５７は、図５のステップＳ６で受信された入力情報に含まれているモデル設定情報に基づき、１つまたは複数のモデル形状情報を設定する（ステップＳ２５）。例えば、設定部５７は、図６に示したように、モデル設定情報に、複数のモデル候補として、配管のモデルＡの三次元モデル形状を示すモデル形状情報と、配管のモデルＢの三次元モデル形状を示すモデル形状情報が含まれている場合、最初に配管のモデルＡの三次元モデル形状を示すモデル形状情報を設定する。

【0097】

処理部５３は、記憶・読出部５９から読み出された処理プログラムにセグメンテーションに係る処理プログラムが含まれる場合には、セグメンテーション処理を実行する（ステップＳ２６）。セグメンテーション処理は、三次元点群中の特定の点群にラベリングして、他の点群と識別できるようにする処理であり、複数の特定の点群のそれぞれに異なるラベリングをすることにより、複数の特定の点群のそれぞれを相互に識別可能にしてもよい。また、セグメンテーション処理は、ラベリングされた点群のうち距離が近い点群をグループ化するクラスタリング処理と併せて実行しても良い。

【0098】

処理部５３は、ステップＳ２６でラベリングされた点群を、ステップＳ２５で設定されたモデル形状情報に含まれる複数の三次元モデル形状のそれぞれと照合し、最も形状が近い三次元モデル形状を用いて、特定領域を置換する（ステップＳ２７）。処理部５３は、最適なモデル形状がない場合、モデル形状の寸法や形状を調整しても良い。同一形状でテクスチャ情報が異なる可能性がある場合には、同一形状であるがテクスチャが異なるモデルを含めて照合してもよい。また、処理部５３は、ステップＳ２６におけるセグメンテーション処理を省略して、ステップＳ２５の後にステップＳ２７を実行してもよい。

【0099】

管理サーバ５の判断部５５は、置換が未処理の点群があるか判断し（ステップＳ２８）、未処理の点群がある場合には、ステップ２７に戻って、処理部５３は、未処理の点群に対して、三次元モデル形状を用いて特定領域を置換する処理を実行する。判断部５５は、全ての点群に対する未処理の点群の割合が所定値以下になった場合に、未処理の点群は無い、すなわち、点群の処理が完了したと判断しても良い。

【0100】

一方、未処理の点群が無い場合には、判断部５５は、未処理のモデル候補があるか判断する（ステップＳ２９）。未処理のモデル候補がある場合には、ステップ２５に戻って、設定部５７は、未処理のモデル候補に含まれるモデル形状情報を設定する。例えば、設定部５７は、複数のモデル候補として、配管のモデルＡの三次元モデル形状を示すモデル形状情報に続いて、配管のモデルＢの三次元モデル形状を示すモデル形状情報を設定する。

【0101】

未処理のモデル候補が無い場合には、処理部５３は、図５のステップＳ１１で受信された入力情報に含まれている形状設定情報に基づき三次元形状情報を決定する（ステップＳ３０）。例えば、設定部５７は、複数のモデル候補として、配管のモデルＡのモデル形状情報に基づき生成された三次元形状情報と、配管のモデルＢのモデル形状情報に基づき生成された三次元形状情報のうちの１つを三次元形状情報として決定する。

【0102】

判断部５５は、未処理のモデル情報があるか判断し（ステップＳ３１）、未処理のモデル情報が無い場合は、処理を終了する。

【0103】

未処理のモデル情報がある場合には、ステップ２４に戻って、設定部５７は、未処理のモデル情報を設定する。例えば、設定部５７は、配管のモデル情報に続いて、机のモデルモデル情報を設定する。

【0104】

図８は、本実施形態に係るレジストレーション処理の説明図である。

【0105】

図８（ａ）は、第１の三次元点群１４１０を示し、図８（ｂ）は、第２の三次元点群１４２０を示す。

【0106】

処理部５３は、一例として、第１の三次元点群１４１０に含まれる特徴点１４１０ａと、第２の三次元点群１４２０に含まれる特徴点１４２０ａを位置合わせすることにより、第１の三次元点群１４１０と、第２の三次元点群１４２０を一つの統合された三次元点群に変換する。

【0107】

図９は、本実施形態に係るノイズ除去処理の説明図である。処理部５３は、三次元点群１４３０から、不要な点群１４４０を除去する。

【0108】

図１０は、本実施形態に係るセグメンテーション処理の説明図である。

【0109】

処理部５３は、三次元点群１４３０中の特定の点群にラベリングして、ラベリングされた点群１４５０（黒丸）を形成し、他の点群に対して識別できるようにする。

【0110】

図１１は、本実施形態に係るモデル照合、置換処理の説明図である。

【0111】

図１１（ａ）は、三次元点群１４３０を示し、図１１（ｂ）は、配管Ａのモデル候補１４６０を示し、図１１（ｃ）は、配管Ｂのモデル候補１４７０を示す。

【0112】

配管Ａのモデル候補１４６０は、それぞれ形状が異なる複数のモデル形状１４６１、１４６２、１４６３を含み、配管Ｂのモデル候補１４７０は、それぞれ形状が異なる複数のモデル形状１４７１、１４７２、１４７３を含む。

【0113】

処理部５３は、ラベリングされた点群１４５０（黒丸の点群）を、配管Ａの複数のモデル形状１４６１、１４６２、１４６３のそれぞれと照合し、最も形状が近いモデル形状を用いて、特定の領域を置換する。処理部５３は、複数のモデル形状１４６１、１４６２、１４６３の中に最適なモデル形状がない場合、モデル形状の寸法や形状を調整しても良い。ここで、最も形状が近いモデル形状は、一例として、モデル形状と点群の各点までの距離を算出し、その合計が小さいモデル形状とする。

【0114】

同一形状でテクスチャや材質が異なる可能性がある場合には、複数のテクスチャ、複数の材質も含めて照合してもよい。例えば、点群の色（ＲＧＢ）とモデル形状情報の中に含まれる、テクスチャの色を比べて、最も近い色を設定する。具体的には、点群の各点から、最も近い箇所のモデルに対するテクスチャの色情報（ＲＧＢ）と点群のＲＧＢ値の差分などによって求め、その絶対値の総和をとることにより求められるが、比較手法は問わない。

【0115】

また、処理部５３は、ラベリングされた点群１４５０（黒丸の点群）を、配管Ｂの複数のモデル形状１４７１、１４７２、１４７３のそれぞれと照合し、最も形状が近いモデル形状を用いて、特定の領域を置換する。処理部５３は、最適なモデル形状がない場合、モデル形状の寸法や形状を調整しても良い。処理部５３は、複数のモデル形状１４７１、１４７２、１４７３の中に最適なモデル形状がない場合、モデル形状の寸法や形状を調整しても良い。

【0116】

図１２は、本実施形態に係る操作画面の説明図である。

【0117】

図１２は、図５に示したシーケンス図のステップＳ１０において、端末装置３のディスプレイ３０８に表示される表示画面１０００を示す。

【0118】

通信端末３の表示制御部３４は、生成形状設定画面１５００と、生成形状表示画面１６００と、確定ボタン１３００を表示画面１０００に表示させる。

【0119】

生成形状設定画面１５００は、複数の三次元形状情報から１つの三次元形状情報を設定する形状設定操作を受け付ける第２の受付画面の一例であり、生成形状設定ボックス１５１０、１５２０を含む。

【0120】

生成形状設定ボックス１５１０は、配管のモデルＡのモデル形状情報に基づき生成された三次元形状を設定するものであり、生成形状設定ボックス１５２０は、配管のモデルＢのモデル形状情報に基づき生成された三次元形状を設定するものである。

【0121】

表示制御部３４は、複数のモデル形状情報のそれぞれの名称に対応付けて、生成形状１６１０、１６２０を生成形状表示画面１６００に表示させる。

【0122】

生成形状１６１０は、配管のモデルＡのモデル形状情報に基づき生成された三次元形状を示し、生成形状１６２０は、配管のモデルＢのモデル形状情報に基づき生成された三次元形状を示す。

【0123】

通信端末３の受付部３２は、マウス３１２等のポインティングデバイスにより生成形状設定ボックス１５１０または１５２０がポインティングされると、形状設定操作を受け付けて、確定ボタン１３００が操作されると、形状設定操作を確定する。

【0124】

そして、図５のステップＳ１１で説明したように、送受信部３１は、管理サーバ５に対して、受付部３２が受け付けた形状設定操作による形状設定情報を含む入力情報を送信する。なお、図１２では、ユーザの操作に基づき、生成形状１６１０と生成形状１６２０の何れかを選択したが、ユーザの操作に基づくこと無く、管理サーバ５の処理部５３が、生成形状１６１０と生成形状１６２０のうち、ラベリングされた点群に近い方を自動で選択してもよい。ここで、近い方の生成形状は、一例として、生成形状と点群の各点までの距離を算出し、その合計が小さい生成形状とする。

【0125】

●まとめ●
［第１態様］
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る三次元形状生成装置の一例である管理サーバ５は、三次元モデル形状を示すモデル形状情報を用いて、三次元点群に対応する三次元形状を示す三次元形状情報を生成し、複数のモデル形状情報から三次元形状情報を生成するために用いられるモデル形状情報を複数設定するモデル設定操作を受け付ける受付画面の一例であるモデル情報設定画面１２３０に対するモデル設定操作と、三次元点群を示す点群情報と、に基づき、モデル設定操作により設定された複数のモデル形状情報を用いて、三次元形状情報を生成する三次元情報生成手段の一例である処理部５３を備える。

【0126】

具体的には、処理部５３は、三次元点群における特定の領域を、モデル設定操作により設定されたモデル形状情報が示す三次元モデル形状と照合し、三次元モデル形状を用いて、特定の領域を置換する。

【0127】

これにより、三次元点群に対応する三次元形状情報を適切に生成することができる。

【0128】

すなわち、複数のモデル形状情報全てから一括して三次元形状を生成すると、精度が十分でなかったり、処理時間が長くなったりするおそれがある。一方、単一のモデル形状情報から三次元形状を生成すると、必要なモデル形状情報の分だけ生成を繰り返す手間が生じる。

【0129】

そこで本実施形態によれば、必要以上に処理時間や手間をかけることなく、ユーザが必要する精度の三次元形状を適切に生成することができる。

【0130】

例えば、熟練者の場合は、複数のモデル形状情報から必要なモデル形状情報を絞込んで三次元形状を生成し、非熟練者の場合は、複数のモデル形状情報から一括して三次元形状を生成することができる。すなわち、ユーザの熟練度に応じて三次元形状を適切に生成することができる。

【0131】

［第２態様］
第１態様において、複数のモデル形状情報のそれぞれは、三次元モデル形状を示す情報と付加情報を含み、処理部５３は、付加情報を含む三次元形状情報を生成する。

【0132】

［第３態様］
第１態様または第２態様において、管理サーバ５は、モデル情報設定画面１２３０を示す受付画面情報を、管理サーバ５と通信可能な通信端末の一例である端末装置３に送信する送信手段の一例である送受信部５１を備える。

【0133】

これにより、端末装置３側で設定されたモデル形状情報を用いて、管理サーバ５側で三次元形状情報を生成することができる。

【0134】

［第４態様］
第３態様において、送受信部５１は、複数のモデル形状情報のそれぞれに対応する三次元モデル形状を端末装置３が備える表示部の一例であるディスプレイ３０８に表示させるために、端末装置３に複数のモデル形状情報を送信する。

【0135】

これにより、端末装置３側でディスプレイ３０８に表示された三次元モデル形状を確認しながら、モデル形状情報を適切に設定することができる。

【0136】

［第５態様］
第４態様において、複数のモデル形状情報のそれぞれは、三次元モデル形状を示す情報と付加情報を含み、送受信部５１は、付加情報に含まれる色または模様の三次元モデル形状をディスプレイ３０８に表示させるために、端末装置３に複数のモデル形状情報を送信する三次元形状生成装置。

【0137】

［第６態様］
第１態様～第５態様の何れかにおいて、処理部５３は、三次元点群の一部の点群に対応する三次元形状情報を生成する。具体的には、処理部５３は、三次元点群の一部が示す領域と、三次元点群中の特定の点群にラベリングして、他の点群と識別できるようにするセグメンテーション処理を行うことにより、三次元点群の一部が示す領域に対応する三次元形状情報を正確に生成することができる。

【0138】

［第７態様］
第１態様～第６態様の何れかにおいて、処理部５３は、複数の点群情報１４１０、１４２０に基づき、三次元形状情報を生成する。具体的には、処理部５３は、複数の地点を示す複数の点群情報１４１０、１４２０を位置合わせするレジストレーション処理を行うことにより、統合された点群情報１４３０を得て、複数の地点に跨る領域に対応する三次元形状情報を生成することができる。

【0139】

［第８態様］
複数のモデル形状情報は、互いに異なる形状の三次元モデル形状を示すモデル形状情報を複数含み、処理部５３は、複数のモデル形状１４６１、１４６２、１４６３の何れかを用いて、三次元点群から三次元形状情報を生成する。これにより、三次元点群に形状が近い三次元モデル形状により、三次元形状情報を生成することができる。

【0140】

具体的には、処理部５３は、三次元点群における特定の領域を、複数のモデル形状１４６１、１４６２、１４６３と照合し、最も形状が近い三次元モデル形状情報を用いて、特定の領域を置換する。

【0141】

［第９態様］
第１態様～第８態様の何れかにおいて、複数のモデル形状情報は、互いに異なる形状の三次元モデル形状を示すモデル候補を複数含み、処理部５３は、複数のモデル候補１４６０、１４７０のそれぞれを用いて、三次元点群の同じ領域から、複数の三次元形状情報を生成する。複数のモデル候補１４６０、１４７０のそれぞれは、互いに異なる形状の三次元モデル形状を示すモデル形状情報を複数含む。これにより、三次元点群のある領域から得られる三次元形状情報の候補として、互いに異なる形状の複数の三次元形状情報を生成することができる。

【0142】

［第１０態様］
第９態様において、モデル設定操作は、モデル候補１２４２、１２４３の設定を含み、処理部５３は、モデル設定操作により設定されたモデル候補を用いて、三次元形状情報を生成する。これにより、三次元点群のある領域から得られる三次元形状情報の候補を、モデル候補を設定することで、予め絞り込むことができる。

【0143】

［第１１態様］
第９態様または第１０態様において、処理部５３は、複数の三次元形状情報から１つの三次元形状情報を設定する形状設定操作を受け付ける第２の受付画面の一例である生成形状設定画面１５００に対する形状設定操作に基づき、複数の三次元形状情報から形状設定操作により設定された三次元形状情報に決定する。

【0144】

これにより、三次元点群のある領域から得られる三次元形状情報を、複数の候補から決定することができる。

【0145】

［第１２態様］
第１１態様において、管理サーバ５は、決定された三次元形状情報に対応するモデル形状情報を記憶手段の一例である記憶部５０００の設定情報管理ＤＢ５００１に記憶させる記憶制御手段の一例である記憶・読出部５９を備え、処理部５３は、設定情報管理ＤＢ５００１に記憶されたモデル形状情報を用いて、他の三次元点群を示す他の点群情報から、三次元形状情報を生成する。

【0146】

これにより、決定された三次元形状情報に対応するモデル形状情報を、他の点群情報から、三次元形状情報を生成するときにも用いることができる。

【0147】

［第１３態様］
第１１態様または第１２態様において、管理サーバ５は、生成形状設定画面１５００を示す第２の受付画面情報を、管理サーバ５と通信可能な端末装置３に送信する送受信部５１を備える。

【0148】

これにより、端末装置３側での形状設定操作に基づき、管理サーバ５側で複数の三次元形状情報から１つの三次元形状情報を決定することができる。

【0149】

［第１４態様］
第１３態様において、送受信部５１は、複数の三次元形状情報のそれぞれに対応する三次元形状を端末装置３が備えるディスプレイ３０８に表示させるために、端末装置３に複数の三次元形状情報を送信する。

【0150】

これにより、端末装置３側でディスプレイ３０８に表示された三次元形状を確認しながら、三次元形状情報を適切に設定することができる。

【0151】

［第１５態様］
第１態様～第１４態様の何れかにおいて、管理サーバ５は、三次元形状情報を三次元形状管理ＤＢ５００４、記録メディア５０６、またはＣＤ－ＲＷ５１３等の記憶手段に記憶させる記憶制御手段の一例である記憶・読出部５９をさらに備える。

【0152】

［第１６態様］
第１態様～第１５態様の何れかにおいて、送受信部５１は、端末装置３に対して、三次元形状情報を送信する。これにより、端末装置３側で三次元形状情報を確認することができる。

【0153】

［第１７態様］
本発明の一実施形態に係る三次元形状生成システム１は、三次元モデル形状を示すモデル形状情報を用いて、三次元点群に対応する三次元形状を示す三次元形状情報を生成する管理サーバ５と、管理サーバ５と通信可能な端末装置３を備える三次元形状生成システム１であって、管理サーバ５は、端末装置３に対して、複数のモデル形状情報から三次元形状情報を生成するために用いられる複数のモデル形状情報を設定するモデル設定操作を受け付けるモデル情報設定画面１２３０に係る受付画面情報を送信する送受信部５１と、モデル情報設定画面１２３０に対するモデル設定操作と、三次元点群を示す点群情報と、に基づき、モデル設定操作により設定された複数のモデル形状情報を用いて、三次元形状情報を生成する処理部５３と、を備え、端末装置３は、モデル情報設定画面１２３０をディスプレイ３０８に表示させる表示制御部３４と、モデル情報設定画面１２３０に対するモデル設定操作を受け付ける受付部３２と、を備える。

【0154】

［第１８態様］
本発明の一実施形態に係る三次元形状生成方法は、三次元モデル形状を示すモデル形状情報を用いて、三次元点群に対応する三次元形状を示す三次元形状情報を生成する三次元形状生成方法は、端末装置３に対して、複数のモデル形状情報から三次元形状情報を生成するために用いられる複数のモデル形状情報を設定するモデル設定操作を受け付けるモデル情報設定画面１２３０に係る受付画面情報を送信する送信ステップと、モデル情報設定画面１２３０に対するモデル設定操作と、三次元点群を示す点群情報と、に基づき、モデル設定操作により設定された複数のモデル形状情報を用いて、三次元形状情報を生成する三次元情報生成ステップと、を備える。

【0155】

［第１９態様］
本発明の他の実施形態に係る三次元形状生成方法は、三次元モデル形状を示すモデル形状情報を用いて、三次元点群に対応する三次元形状を示す三次元形状情報を生成する三次元形状生成方法であって、複数のモデル形状情報から三次元形状情報を生成するために用いられる複数のモデル形状情報を設定するモデル設定操作を受け付ける受付ステップと、モデル設定操作と、三次元点群を示す点群情報と、に基づき、モデル設定操作により設定された複数のモデル形状情報を用いて、三次元形状情報を生成する三次元情報生成ステップと、を備える。

【0156】

［第２０態様］
本発明の一実施形態に係るプログラムは、第１８態様または第１９態様の三次元形状生成方法をコンピュータに実行させる。

【符号の説明】

【0157】

１ 三次元形状生成システム
１００ 通信ネットワーク
３ 端末装置（通信端末の一例）
３１ 送受信部（送信手段の一例）
３２ 受付部（受付手段の一例）
３４ 表示制御部（表示制御手段の一例）
３９ 記憶・読出部（記憶制御手段の一例）
３０８ ディスプレイ（表示部の一例）
３０００ 記憶部
５ 管理サーバ（三次元形状生成装置の一例）
５１ 送受信部（送信手段の一例）
５３ 処理部（三次元情報生成手段の一例）
５５ 判断部
５７ 設定部
５９ 記憶・読出部（記憶制御手段の一例）
５０００ 記憶部
５００１ 設定情報管理ＤＢ（設定情報管理手段の一例）
５００２ 記憶処理管理ＤＢ（記憶処理管理手段の一例）
５００３ 点群管理ＤＢ（点群管理手段の一例）
５００４ 三次元形状管理ＤＢ（三次元形状管理手段の一例）
１０００ 表示画面
１１００ ユーザ情報表示画面
１２００ 設定画面
１２１０ 点群設定画面
１２１２、１２１４ 点群設定ボックス
１２２０ 処理設定画面
１２２２、１２２４、１２２６ 処理設定ボックス
１２３０ モデル情報設定画面（受付画面の一例）
１２３１、１２３４、１２３５ モデル情報設定ボックス
１２３２、１２３３ モデル候補設定ボックス
１２４０ モデル表示画面
１２４２、１２４３ モデル候補
１２４４ モデル形状
１３００ 確定ボタン（指示受付画面の一例）
１４１０ 第１の三次元点群
１４２０ 第２の三次元点群
１４３０ 三次元点群
１４４０ 不要な点群
１４５０ ラベリングされた点群
１４６０、１４７０ モデル候補
１４６１、１４６２、１４６３、１４７１、１４７２、１４７３ モデル形状
１５００ 生成形状設定画面（第２の受付画面の一例）
１５１０、１５２０ 生成形状設定ボックス
１６００ 生成形状表示画面
１６１０、１６２０ 生成形状

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】