特開 2024-15718 既設構造物の点群取得シミュレーション方法、既設構造物の点群取得シミュレーションシステム

(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】P2024015718

(43)【公開日】2024-02-06

(54)【発明の名称】既設構造物の点群取得シミュレーション方法、既設構造物の点群取得シミュレーションシステム

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/13 20200101AFI20240130BHJP

   G06T 15/06 20110101ALI20240130BHJP

   G06F 30/20 20200101ALI20240130BHJP

   G01C 15/00 20060101ALI20240130BHJP

   E01D 22/00 20060101ALI20240130BHJP

【ＦＩ】

G06F30/13

G06T15/06

G06F30/20

G01C15/00 104Z

E01D22/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022117975

(22)【出願日】2022-07-25

(71)【出願人】

【識別番号】515028827

【氏名又は名称】オフィスケイワン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100084375

【弁理士】

【氏名又は名称】板谷 康夫

(74)【代理人】

【識別番号】100142077

【弁理士】

【氏名又は名称】板谷 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100143199

【弁理士】

【氏名又は名称】磯邉 毅

(72)【発明者】

【氏名】保田 敬一

(72)【発明者】

【氏名】亀井 透匡

【テーマコード（参考）】

2D059

5B080

5B146

【Ｆターム（参考）】

2D059GG39

5B080AA14

5B080AA17

5B080AA20

5B080BA00

5B080CA00

5B080FA08

5B080GA00

5B146AA04

5B146DJ11

5B146EA02

5B146EA15

(57)【要約】

【課題】現地での計測機器の設置位置やスキャン回数の最適化が可能な点群取得シミュレーション方法及びシステムを提供する。
【解決手段】既設構造物の疑似的な３Ｄモデルを用いた、既設構造物の点群取得シミュレーション方法であって、仮想レーザー発射点から直線状に延びる仮想レーザーの照射角度に初期値を代入する仮想レーザー設定工程（ＳＴ３，４）と、仮想レーザーと３Ｄモデル上の既設構造物の表面の交点座標を算出する交点座標算出工程（ＳＴ７）と、交点座標算出工程（ＳＴ７）で算出された複数の交点座標のうち、仮想レーザー発射点から最短距離の交点座標を記録する交点座標記録工程（ＳＴ８～１０）と、仮想レーザーの照射角度を所定角度変化させて照射角度が２π以上になるまで交点座標算出工程（ＳＴ７）及び交点座標記録工程（ＳＴ８～１０）を実行させる仮想レーザー回転工程（ＳＴ１２，１３）を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

既設構造物の過去の設計図面又はＢＩＭ／ＣＩＭモデルから作成された疑似的な３Ｄモデルを用いた、既設構造物の点群取得シミュレーション方法であって、
前記３Ｄモデル上の既設構造物から離れた箇所を仮想レーザー発射点として指示されると、前記仮想レーザー発射点から直線状に延びる仮想レーザーの照射角度に初期値を代入する仮想レーザー設定工程と、
前記仮想レーザー設定工程で設定された照射角度、又はその角度から所定角度変化させた照射角度での仮想レーザーと前記３Ｄモデル上の既設構造物の表面の交点座標を算出する交点座標算出工程と、
前記交点座標算出工程で算出された複数の交点座標のうち、前記仮想レーザー発射点から最短距離の交点座標を記録する交点座標記録工程と、
前記仮想レーザーの照射角度を所定角度変化させて照射角度が２π以上になるまで前記交点座標算出工程及び前記交点座標記録工程を実行させる仮想レーザー回転工程と、を備える既設構造物の点群取得シミュレーション方法。

【請求項2】

前記３Ｄモデル上の既設構造物は、ソリッドモデルを複数の多角形メッシュへと分割され、
前記交点座標算出工程では、前記３Ｄモデル上の既設構造物の個々のメッシュに対し、前記仮想レーザーとの交点座標を算出することを特徴とする請求項１に記載の既設構造物の点群取得シミュレーション方法。

【請求項3】

前記交点座標算出工程では、前記既設構造物の個々のメッシュに対し前記仮想レーザーとの交点座標が算出され、
前記交点座標記録工程では、算出された複数の交点座標のうち、前記仮想レーザー発射点から最短距離の交点座標を記録することを特徴とする請求項２に記載の既設構造物の点群取得シミュレーション方法。

【請求項4】

前記メッシュモデルは、３角形メッシュモデルであり、前記仮想レーザー設定工程で個々の３角形メッシュに対し前記仮想レーザーが当たるか否かを判定し、当たらないと判定されると、その仮想レーザーが当たらない３角形メッシュについての前記交点座標算出工程での算出は行わないことを特徴とする請求項２に記載の既設構造物の点群取得シミュレーション方法。

【請求項5】

既設構造物の過去の設計図面又はＢＩＭ／ＣＩＭモデルから作成された疑似的な３Ｄモデルを用いた、コンピュータ上で実行される、既設構造物の点群取得シミュレーションシステムであって、
前記３Ｄモデル上の既設構造物から離れた箇所を仮想レーザー発射点として指示されると、前記仮想レーザー発射点から直線状に延びる仮想レーザーの照射角度に初期値を代入する仮想レーザー設定部と、
前記仮想レーザー設定部で設定された照射角度、又はその角度から所定角度変化させた照射角度での仮想レーザーと前記３Ｄモデル上の既設構造物の表面の交点座標を算出する交点座標算出部と、
前記交点座標算出部で算出された複数の交点座標のうち、前記仮想レーザー発射点から最短距離の交点座標を記録する交点座標記録部と、
前記レーザーの照射角度が２π以上になるまで、照射角度を所定角度変化させて前記交点座標算出、及び交点座標記録を実行させる仮想レーザー回転部と、を備える既設構造物の点群取得シミュレーションシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、橋梁など既設構造物の補修・取替工事を行うときに用いられるシミュレーション方法、シミュレーションシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、数十年前に建設された橋梁等の既設構造物には経年変化による劣化が見られることから、車両の荷重が直接載荷するＲＣ床版の取替工事が進められている。その際に、既設構造物がどのような形状で存在しているかを工事着手前に把握することは、設計・施工の品質確保において重要となる。従って、図１６に示すように、既設橋梁の状態を把握するため、計測機器を用いて既設橋梁の点群データを取得し、その群データから専用の３ＤＣＡＤで既設橋梁を３次元モデルに変換することで、既設構造物の設計図を高精度に作成する事例が増えている。

【0003】

点群データを取得する計測機器として、３Ｄレーザースキャナが使用されるが、この３Ｄレーザースキャナは、レーザーを照射するミラーを鉛直方向に回転する機構と、そのミラーを水平方向に回転させる機構とから構成されており、機器から直接見える範囲を３６０度計測することが可能なものである。一方でこの３Ｄレーザースキャナでは、死角となる範囲は点群が取得できないため、３Ｄレーザースキャナを移動させながら複数箇所で点群データを取得し統合することで、必要範囲の点群データを取得することとなる。

【0004】

３Ｄレーザースキャナを用いて橋梁のように数百メートルにもおよぶ土木構造物に対して計測を行う場合、設計図面から３Ｄレーザースキャナをどこに設置すれば必要な点群データを取得できるかを事前に検討する必要がある。そして検討後、決定された複数の位置でスキャンを実施して、得られた点群を統合し、全体の点群データを作成して補修・取替工事の設計に利用している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、この３Ｄレーザースキャナでは、鋼橋のように多くの薄肉部材から成る構造物は計測機器の位置をどこに設置すれば必要な点群データを取得できるかを事前に検討するには設計図面だけでは困難である。これは、図９に示すように、鋼橋の場合、主桁下フランジや横構ブレースなどが３Ｄレーザースキャナの死角となるからである。

【0006】

そして、点群データ取得後の３Ｄモデリング作業時に必要な点群がない場合は、現地で再計測を行う必要があるため、必要以上に多くの箇所をスキャンすることもあり、作業時間とコスト増の要因となっていた。

【0007】

そこで本発明は、現地での計測機器の設置位置やスキャン回数の最適化が可能であり、点群データ取得漏れによる再取得作業を無くすことが可能な既設構造物の点群取得シミュレーション方法、既設構造物の点群取得シミュレーションシステムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、既設構造物の過去の設計図面又はＢＩＭ／ＣＩＭモデルから作成された疑似的な３Ｄモデルを用いた、既設構造物の点群取得シミュレーション方法であって、前記３Ｄモデル上の既設構造物から離れた箇所を仮想レ
ーザー発射点として指示されると、前記仮想レーザー発射点から直線状に延びる仮想レーザーの照射角度に初期値を代入する仮想レーザー設定工程と、前記仮想レーザー設定工程で設定された照射角度、又はその角度から所定角度変化させた照射角度での仮想レーザーと前記３Ｄモデル上の既設構造物の表面の交点座標を算出する交点座標算出工程と、前記交点座標算出工程で算出された複数の交点座標のうち、前記仮想レーザー発射点から最短距離の交点座標を記録する交点座標記録工程と、前記仮想レーザーの照射角度を所定角度変化させて照射角度が２π以上になるまで前記交点座標算出工程及び前記交点座標記録工程を実行させる仮想レーザー回転工程と、を備えている。

【0009】

また、請求項５に係る発明は、既設構造物の過去の設計図面又はＢＩＭ／ＣＩＭモデルから作成された疑似的な３Ｄモデルを用いた、コンピュータ上で実行される、既設構造物の点群取得シミュレーションシステムであって、前記３Ｄモデル上の既設構造物から離れた箇所を仮想レーザー発射点として指示されると、前記仮想レーザー発射点から直線状に延びる仮想レーザーの照射角度に初期値を代入する仮想レーザー設定部と、前記仮想レーザー設定部で設定された照射角度、又はその角度から所定角度変化させた照射角度での仮想レーザーと前記３Ｄモデル上の既設構造物の表面の交点座標を算出する交点座標算出部と、前記交点座標算出部で算出された複数の交点座標のうち、前記仮想レーザー発射点から最短距離の交点座標を記録する交点座標記録部と、前記レーザーの照射角度が２π以上になるまで、照射角度を所定角度変化させて前記交点座標算出、及び交点座標記録を実行させる仮想レーザー回転部と、を備えている。

【発明の効果】

【0010】

本発明の既設構造物の点群取得シミュレーション方法、既設構造物の点群取得シミュレーションシステムでは、既設構造物の過去の設計図面又はＢＩＭ／ＣＩＭモデルから作成された疑似的な３Ｄモデルでシミュレーションを行うので、点群データの取得範囲の確認を事前にパソコンで検証でき、現地での計測機器の設置位置やスキャン回数の最適化、取得モレによる再取得作業をなくすことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】既設構造物の補修・取替工事の設計手順を示す図である。

【図2】疑似的な３Ｄモデルを示す斜視図である。

【図3】図１の設計手順のうち、本発明の実施形態に係る点群取得シミュレーションのフローを示す図である。

【図4】同上点群取得シミュレーショにおける３Ｄモデル上の既設構造物図のソリッドモデルを３角形メッシュに分割する様子を示す斜視図である。

【図5】同上点群取得シミュレーショにおける仮想レーザーの照射角度変化を示す図である。

【図6】同上点群取得シミュレーショにおける仮想レーザーと既設構造物の交差座標を説明する斜視図である。

【図7】同上点群取得シミュレーショにおける仮想レーザーで記録可能な交点の範囲を示す断面図である。

【図8】同上点群取得シミュレーショにおいて取得した点群を統合したイメージ図である。

【図9】図８の統合された点群を３Ｄモデルに重畳した状態を示すイメージ図である。

【図10】同上点群取得シミュレーショにおける交差座標の算出の事前処理を示す図である。

【図11】同上点群取得シミュレーショにおける交差座標の算出方法を示す図である。

【図12】同上点群取得シミュレーショにおける交差座標の算出方法を示す図である。

【図13】同上点群取得シミュレーショにおける交差座標の算出高速化を示す図である。

【図14】同上点群取得シミュレーショにおける交差座標の算出高速化を示す図である。

【図15】図１の設計手順のうち、本発明の実施形態に係る点群取得シミュレーションシステムの構成を示すブロック図である。

【図16】従来の設計手順を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（既設構造物の補修・取替工事の設計手順）
図１は、既設構造物の補修・取替工事の設計手順を示す。この手順に示すように、まず、補修・取替工事を行う既設構造物の過去の設計図面又はＢＩＭ／ＣＩＭモデルから疑似的な３Ｄモデル２を作成し、コンピュータ上で実行されるシミュレーションソフトウェアに読み込ませる（ＳＳ１）。この３Ｄモデル２は、図２に示すように、ソリッドモデルで作成されている。

【0013】

次に、本発明に係る点群取得シミュレーション１が実行され（ＳＳ２）、点群取得シミュレーション１を基に、どのくらいの回数で計測機器をスキャンするか、及び計測機器の配置箇所が決定される（ＳＳ３）。そしてステップＳＳ３で決定された複数の３Ｄレーザースキャナ配置箇所に合わせて現地測量が繰り返され（ＳＳ４）、この現地測量で得られた点群を統合し全体の点群データを作成する（ＳＳ５）。最後に全体の点群データをもとに３ＤＣＡＤで３Ｄモデリングが行われ、既設構造物の補修・取替工事の設計図が作成されることとなる（ＳＳ６）。

【0014】

(点群取得シミュレーション)
続いて、ステップＳＳ２の本発明に係る点群取得シミュレーション１を図３～図１４を用いて説明する。図３は、点群取得シミュレーション１のフローを示す。まず、図１のステップＳＳ１で作成されたソリッドモデルの３Ｄモデル２を、図４に示すように複数の３角形メッシュへと分割する（ＳＴ１）。本実施形態では、３角形メッシュへと分割しているが、３角形メッシュに限らず、多角形メッシュであればよい。

【0015】

次に、ステップＳＴ２で、事前に計画された箇所であって、３Ｄモデル２上の既設構造物７から離れた箇所を仮想レーザー発射点として指示されると、仮想レーザーの照射角度に初期値（平面方向θ１＝０，縦断方向θ２＝０）が代入される。仮想レーザーは、３Ｄレーザースキャナ８のレーザーを模したものであり、仮想レーザー発射点は、３Ｄレーザースキャナ８のレーザー発射点を模している。

【0016】

図５に示すように、３Ｄレーザースキャナ８は、ミラーが鉛直方向に３６０度かつ水平方向にも３６０度回転しながらレーザーを照射するものである。具体的には、図５（ａ）に示すように、仮想レーザー９は、仮想レーザー発射点１０の鉛直方向をＺ軸とすると、Ｚ軸周りにΔθ刻みで１周する（平面回転）ことで、仮想レーザー９の方向をΔθ刻みで変化させている。また、図５（ｂ）に示すように、仮想レーザー９の平面方向をＵ軸、その法線方向をＶ軸とし、Ｖ軸周りにΔθ刻みで１周する（縦断回転）ことで、仮想レーザー９の方向をΔθ刻みで変化させている。Δθは、平面回転、縦断回転同じ角度でも良く、異なる角度でも良い。本実施形態では、平面回転、縦断回転ともΔθは、0.001ラジア
ンに設定されている。

【0017】

次に、図３のステップＳＴ５で、座標を初期化する。これは、仮想レーザー発射点の座標を原点（ｘ＝０，ｙ＝０，ｚ＝０）とし、全ての３角形メッシュの座標も仮想レーザー
発射点に対応して座標変換を行い、既設構造物の座標系から仮想レーザー発射点の座標系にする。そして、ステップＳＴ６で、ステップＳＴ１で分割された複数の３角形メッシュのうち、一番最初の３角形メッシュの番号にメッシュ変数ｉを設定する（ｉ＝０）。

【0018】

続いて、メッシュ変数ｉの番号に合う３角形メッシュと、原点から所定方向に延びる仮想レーザーとの交点座標を算出する（ＳＴ７）。そして、算出した結果、交点が有るか否かが判定され（ＳＴ８）、交点が無い場合はステップＳＴ１１へと移行し、交点がある場合は、その交点の座標が、仮想レーザー発射点（原点）から最短距離にあるか判定される（ＳＴ９）。図６に示すように、仮想レーザー９は、複数の３角形メッシュ（ｊ，ｋ）と交差するので、例えば、最短距離でない３角形メッシュ（ｊ）との交点（ｊ）の場合はステップＳＴ１１へと移行し、最短距離の３角形メッシュ（ｋ）との交点（ｋ）の場合は、その交点座標が記録され（ＳＴ１０）、ステップＳＴ１１へと移行する。

【0019】

ステップＳＴ１１では、メッシュ変数ｉの値が３角形メッシュの最後の番号であるか判定され、最後の３角形メッシュの番号でない場合は、全ての３角形メッシュで交点座標の算出を行うため、メッシュ変数ｉを一つインクリメントし、ステップＳＴ７へと戻る。メッシュ変数ｉの値が最後の３角形メッシュの番号である場合は、ステップＳＴ１０で記録された座標値のアドレスをインクリメントするとともに、メッシュ変数ｉを一番最初の３角形メッシュの番号に設定して、ステップＳＴ１２へと移行する。

【0020】

ステップＳＴ１２では、仮想レーザーの縦断方向の照射角度θ２がθ２＞＝２πとなっているか判定され、２π以上だとステップＳＴ１３へと移行する。２π未満であると、仮想レーザーの縦断回転が行われ、図５（ｂ）に示すように、仮想レーザーの縦断方向の照射角度θ２にΔθ分インクリメントされる（θ２＝θ２＋Δθ）。そしてステップＳＴ５へと戻る。

【0021】

ステップＳＴ１３では、仮想レーザーの平面方向の照射角度θ１がθ１＞＝２πとなっているか判定され、２π以上だとステップＳＴ１４へと移行する。２π未満であると、仮想レーザーの平面回転が行われ、図５（ａ）に示すように、仮想レーザーの平面方向の照射角度θ１にΔθ分インクリメントされる（θ１＝θ１＋Δθ）。そしてステップＳＴ４へと戻る。

【0022】

最後にステップＳＴ１４では、ステップＳＴ１０で記録された複数の座標値を、ステップＳＴ５で仮想レーザー発射点の座標系に変換されているので、既設構造物の座標系の座標値に戻るよう、座標変換を行って終了する。

【0023】

以上のように点群取得シミュレーションで複数の座標値が記録されるが、図７に示すように、３Ｄモデル上の既設構造物の仮想レーザーが届かない範囲は、座標値が記録されない。そこで、仮想レーザーが届かない範囲が、既設構造物の補修・取替工事の設計図作成に必要か検討を行い、必要である場合は、仮想レーザー発射点の場所を追加して再度点群取得シミュレーション（ＳＴ１～１４）を行い、設計図作成に必要な箇所の点群データを取得することとなる。

【0024】

図８は複数回点群取得シミュレーションを行って、取得した点群を統合したイメージ図であり、図９は、図８の統合した点群を３Ｄモデル２に重畳したイメージ図でる。図９に示すように、複数回点群取得シミュレーションを行っても、下フランジや横構に遮られて点群が取得できない箇所が存在することとなる。この場合、点群が取得できない箇所がなくなるよう、仮想レーザー発射点の位置を検討し、再度点群取得シミュレーションを行うこととなる。

【0025】

点群取得シミュレーション（ＳＴ１～１４）を繰り返し行い、設計図作成に必要な箇所の点群データ取得が完了すると、図１のステップＳＳ３での、３Ｄレーザースキャナの計測数、配置箇所が、点群取得シミュレーションより求まるので、この点群取得シミュレーションの３Ｄレーザースキャナの計測数、配置箇所に従って、ステップＳＳ４の現地測量を行うこととなる。

【0026】

本発明の実施形態に係る点群取得シミュレーションにより、現況の既設構造物の３次元モデリングに必要な計測箇所を、既設構造物のある現地行って計測せずに知ることができる。従って、従来のように、設計図からスキャン箇所を決定して、現況の既設構造物をスキャンして、点群データの取得漏れが起こり、再計測が必要となることはない。

【0027】

また、点群取得シミュレーション上で、仮想レーザー発射点を様々な場所に配置することにより、どの箇所に配置すると、仮想レーザー発射点の数が最小となるか判別することができ、現地での計測機器の設置位置やスキャン回数の最適化することができる。

【0028】

（仮想レーザーとの交差座標算出）
次に、図３のステップＳＴ７の仮想レーザーとの交差座標算出について、図１０～図１４を用いて詳細に説明する。

【0029】

まず、ステップＳＴ２で仮想レーザー発射点が指示されると、図１０に示すような事前準備が点群取得シミュレーション上で行われる。この事前準備では、個々の３角形メッシュに対する小座標変換マトリックス、大座標変換マトリックスが作成される。そして、小座標変換マトリックスで、仮想レーザー発射点を始点、３角形メッシュの一つの頂点を終点とするベクトルを変換して、個々の３角形メッシュそれぞれに対し仮想レーザーと交差するか判定する。仮想レーザーと交差しないと判定された３角形メッシュは、ステップＳＴ７の仮想レーザーとの交差座標算出から排除されることとなる。

【0030】

本発明の実施形態に係る点群取得シミュレーションでは、全ての３角形メッシュに対し
、仮想レーザーとの交差座標を算出しても良いし、交差しないと判定された３角形メッシュを削除し、残った３角形メッシュの番号を振り直し、交差する３角形メッシュ全てに対し、仮想レーザーとの交差座標を算出しても良い。

【0031】

次に、図１１及び図１２で示すように、ステップＳＴ７の仮想レーザーとの交差座標算出では、仮想レーザーの照射角度θ１，θ２で決定される仮想レーザーの方向点Ｓ２を用い、３角形メッシュの一つの頂点を始点、仮想レーザーの方向点Ｓ２を終点とするベクトルを小座標変換マトリックスで変換する。そして、事前準備で変換された仮想レーザー発射点を始点、３角形メッシュの一つの頂点を終点とするベクトルＲ１のＺ成分と３角形メッシュの一つの頂点を始点、仮想レーザーの方向点Ｓ２を終点とするベクトルＲ２のＺ成分を比較し、同じであれば３角形メッシュと仮想レーザーは平行となるので、交点無しとする。

【0032】

仮想レーザー発射点を始点、３角形メッシュの一つの頂点を終点とするベクトルＲ１のＺ成分と３角形メッシュの一つの頂点を始点、仮想レーザーの方向点Ｓ２を終点とするベクトルＲ２のＺ成分が異なる場合は、３角形メッシュと仮想レーザーの交差座標を算出する。そして、交差座標が３角形メッシュ内にあるか判定を行い、３角形メッシュ内にある場合は、その交差座標は、小座標変換マトリックスで変換されているので、交差座標を大座標変換マトリックスで変換することにより、元の座標系に交差座標を戻すこととなる。

【0033】

（交差座標算出の高速化）
ステップＳＴ７の仮想レーザーとの交差座標算出では、上述のように行うこととなるが
、交差座標算出を高速化することもできる。図１３～図１４を用いて交差座標の算出高速化を以下説明する。

【0034】

まず、図１３に示すように、事前準備として、図３のステップＳＴ５の座標初期化時で、レーザー発射点の座標系に変換後、３Ｄモデル上の既設構造物の全オブジェクトに対し、中心の座標値と外接円を作成する。また、３Ｄモデル上の既設構造物の全３角形メッシュに対し、中心の座標値と外接円を作成する。

【0035】

このような事前準備が完了すると、まず、仮想レーザーと交差する可能性のないオブジェクトについて、交差座標算出をスキップする処理が行われる。具体的には、仮想レーザーの平面ベクトルとオブジェクトの中心までの距離と、外接円の半径の長さが比較され、仮想レーザーの平面ベクトルとオブジェクトの中心までの距離が長い場合は、交差する可能性がないので、そのオブジェクトについて、交差座標算出をスキップする。次に、仮想レーザーと逆方向のモデルについて判定が行われ、仮想レーザーの法線ベクトルとオブジェクトの中心までの距離が、外接円の半径の長さより短い場合は、交差する可能性がないので、そのオブジェクトについても、交差座標算出をスキップすることとなる。

【0036】

オブジェクトについて、交差座標算出をスキップする処理が完了すると、スキップせず残ったオブジェクトについて、図１４に示すように、個々の３角形メッシュ単位で、仮想レーザーと交差する可能性のない３角形メッシュについて、交差座標算出をスキップする処理が行われる。この処理は、オブジェクトの場合と同様に、仮想レーザーの平面ベクトルと３角形メッシュの中心までの距離による判定と、仮想レーザーと逆方向のモデルについての判定が行われる。続いて、仮想レーザーの平面ベクトルと３角形メッシュの法面との判定と、縦断回転時の仮想レーザーのｚ成分と３角形メッシュの法面との判定が行われ、それぞれ交差なしと判定された３角形メッシュについては、差座標算出をスキップすることとなる。

【0037】

本発明の仮想レーザー設定工程は図３のステップＳＴ３，ＳＴ４の処理に相当し、交点座標算出工程は図３のステップＳＴ７に、交点座標記録工程５は図３のステップＳＴ８～ＳＴ１０に、仮想レーザー回転工程６は図３のステップＳＴ１２，ＳＴ１３の処理に相当することとなる。

【0038】

図１５は点群取得シミュレーション１のシステムを示すブロック図である。この点群取得シミュレーションシステム１１は、コンピュータで実現されるものであり、演算を行うＣＰＵ１２と、点群取得シミュレーションプログラム１３１が格納されるＨＤＤ１３と、点群取得シミュレーションの実行時に点群取得シミュレーションプログラム１３１が展開されるＲＡＭ１４と、入力装置１５とで、構成されている。点群取得シミュレーションプログラム１３１は、入力装置１５で仮想レーザーの照射角度に初期値を代入する仮想レーザー設定部３と、仮想レーザーと既設構造物の表面の交点座標を算出する交点座標算出部４と、仮想レーザー発射点から最短距離の交点座標を記録する交点座標記録部５と、照射角度を所定角度変化させる仮想レーザー回転部６と、を備えている。

【0039】

仮想レーザー設定部３は図３のステップＳＴ３，ＳＴ４の処理に相当し、交点座標算出部４は図３のステップＳＴ７に、交点座標記録部５は図３のステップＳＴ８～ＳＴ１０に、仮想レーザー回転部６は図３のステップＳＴ１２，ＳＴ１３の処理に相当することとなる。

【符号の説明】

【0040】

１ 点群取得シミュレーション
２ ３Ｄモデル
３ 仮想レーザー設定部
４ 交点座標算出部
５ 交点座標記録部
６ 仮想レーザー回転部
７ 既設構造物
８ ３Ｄレーザースキャナ
９ 仮想レーザー
１０ 仮想レーザー発射点
１１ 点群取得シミュレーションシステム
１２ ＣＰＵ
１３ ＨＤＤ
１３１ 点群取得シミュレーションプログラム
１４ ＲＡＭ
１５ 入力装置
ｉ メッシュ変数

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】