特許 7582461 測定条件最適化システム、三次元データ測定システム、測定条件最適化方法、及びプログラム

(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】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】測定条件最適化システム、三次元データ測定システム、測定条件最適化方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 17/89 20200101AFI20241106BHJP

【ＦＩ】

G01S17/89

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023522135

(86)(22)【出願日】2021-05-20

(86)【国際出願番号】 JP2021019226

(87)【国際公開番号】W WO2022244206

(87)【国際公開日】2022-11-24

【審査請求日】2023-11-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】辻 聡

(72)【発明者】

【氏名】小野 善将

(72)【発明者】

【氏名】安倍 次朗

【審査官】梶田 真也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２１２２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２４１６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０８８５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２１８１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－００５１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３５６０９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１１１７５７６９（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６６８０７９８（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／４８ － ７／５１

Ｇ０１Ｓ １７／００ － １７／９５

Ｇ０１Ｂ １１／００ － １１／３０

Ｇ０１Ｃ １／００ － １５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定装置を用いて所定の測定条件で測定した、所定の施設内の測定対象設備の三次元データを入力する三次元データ入力部と、
前記入力された三次元データの各々に対して位置合わせ処理を実施し、当該位置合わせ処理後の三次元データに含まれる重複部分を判定する重複部分判定部と、
前記測定装置を用いて前記施設内の測定対象設備の三次元データを取得する際の測定ポリシーを取得する測定ポリシー取得部と、
前記測定ポリシー取得部で取得した前記測定ポリシーを満たすように、かつ、前記重複部分判定部で判定された前記三次元データに含まれる重複部分が減少するように、前記測定条件を調整する測定条件調整部と、を備える、
測定条件最適化システム。

【請求項2】

前記測定ポリシーには、前記測定対象設備に入射するビームの入射角の範囲が含まれており、
前記測定条件には、前記測定装置が前記測定対象設備の三次元データを取得する際の測定範囲が含まれており、
前記測定条件調整部は、前記測定対象設備に入射するビームの入射角の範囲が前記測定ポリシーの範囲となるように、かつ、前記三次元データに含まれる重複部分が減少するように、前記測定装置の測定範囲を調整する、
請求項１に記載の測定条件最適化システム。

【請求項3】

前記重複部分判定部は更に、前記ビームが入射した前記測定対象設備の面の向きを前記三次元データを用いて算出し、当該算出された面の向きと前記ビームを照射した測定位置の座標とを用いて、前記測定対象設備に入射するビームの入射角を算出する、
請求項２に記載の測定条件最適化システム。

【請求項4】

前記測定条件には、前記測定装置が前記測定対象設備の三次元データを取得する際の測定位置が含まれており、
前記測定条件調整部は、前記測定ポリシーを満たすように、かつ、前記三次元データに含まれる重複部分が減少するように、前記測定装置の測定位置を調整する、
請求項１または２に記載の測定条件最適化システム。

【請求項5】

前記測定ポリシーには、前記測定装置で測定された三次元データが満たすべき分解能が含まれており、
前記測定条件調整部は、前記測定装置で測定された三次元データの分解能が前記測定ポリシーを満たすように、かつ、前記三次元データに含まれる重複部分が減少するように、前記測定装置の測定条件を調整する、
請求項１または２に記載の測定条件最適化システム。

【請求項6】

前記重複部分判定部は、前記位置合わせ処理後の三次元データのうち、互いに隣り合う測定位置の各々において取得された三次元データに含まれる点群同士が互いに隣接している場合、当該隣接している点群を含む部分を重複部分と判定する、請求項１または２に記載の測定条件最適化システム。

【請求項7】

請求項１または２に記載の測定条件最適化システムと、
前記施設内の前記測定対象設備の三次元データを取得する測定装置と、を備え
前記測定装置は、前記測定条件調整部で調整された測定条件を用いて、前記施設内の前記測定対象設備の三次元データを新たに取得する、
三次元データ測定システム。

【請求項8】

前記測定装置で新たに取得された三次元データの座標を変換する座標変換部を更に備え、
前記座標変換部は、前記三次元データ入力部に入力された三次元データの各々に対して前記重複部分判定部が位置合わせ処理を実施した際に用いた座標変換パラメータを用いて、前記測定装置で新たに取得された三次元データの座標を変換する、
請求項７に記載の三次元データ測定システム。

【請求項9】

測定装置を用いて所定の測定条件で測定した、所定の施設内の測定対象設備の三次元データを入力し、
前記入力された三次元データの各々に対して位置合わせ処理を実施し、当該位置合わせ処理後の三次元データに含まれる重複部分を判定し、
前記測定装置を用いて前記施設内の測定対象設備の三次元データを取得する際の測定ポリシーを取得し、
前記取得した測定ポリシーを満たすように、かつ、前記重複部分と判定された前記三次元データに含まれる重複部分が減少するように、前記測定条件を調整する、
測定条件最適化方法。

【請求項10】

測定装置を用いて所定の測定条件で測定した、所定の施設内の測定対象設備の三次元データを入力する処理と、
前記入力された三次元データの各々に対して位置合わせ処理を実施し、当該位置合わせ処理後の三次元データに含まれる重複部分を判定する処理と、
前記測定装置を用いて前記施設内の測定対象設備の三次元データを取得する際の測定ポリシーを取得する処理と、
前記取得した測定ポリシーを満たすように、かつ、前記重複部分と判定された前記三次元データに含まれる重複部分が減少するように、前記測定条件を調整する処理と、を備える測定条件最適化処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定条件最適化システム、三次元データ測定システム、測定条件最適化方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＬＩＤＡＲ（Light Detection And Ranging）等の三次元距離センサを用いて、測定対象の三次元データを取得する技術が開発されている。また、このような三次元距離センサを自律移動手段に搭載して巡回させ、社会インフラ施設の三次元データを取得し、取得した三次元データを用いて施設内の設備を自動で点検する技術が開発されている。

【0003】

特許文献１には、点検対象の構造物に関するデータを適切に収集し、要点検箇所の検出を適切に簡易な手段により行うことが可能な点検計画立案支援システムに関する技術が開示されている。特許文献２には、カメラで撮影した画像群から所定の用途のための画像を選択する際に、好適な画像を容易に選択することができ、ユーザの作業の手間を低減するための技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－０２３９０１号公報

【文献】特開２０２０－００５１８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

背景技術で説明したように、ＬＩＤＡＲ等の三次元距離センサを自律移動手段に搭載して巡回させ、社会インフラ施設の三次元データを取得し、取得した三次元データを用いて施設内の設備を自動で点検する技術が開発されている。

【0006】

このような三次元データ測定システムでは、測定装置（三次元距離センサを搭載した自律移動手段）の測定条件（巡回ルート、測定位置、測定条件等）が適切に設定されていない場合、取得された三次元データに含まれる重複部分が多くなるという問題がある。このように、取得された三次元データに含まれる重複部分が多くなると、三次元データを取得するのに時間がかかり、また、取得した三次元データのデータ量が膨大になる等の問題がある。

【0007】

本開示の目的は、測定装置を用いて施設内の測定対象設備の三次元データを測定する際の測定条件を最適化することが可能な測定条件最適化システム、三次元データ測定システム、測定条件最適化方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の一態様にかかる測定条件最適化システムは、測定装置を用いて所定の測定条件で測定した、所定の施設内の測定対象設備の三次元データを入力する三次元データ入力部と、前記入力された三次元データの各々に対して位置合わせ処理を実施し、当該位置合わせ処理後の三次元データに含まれる重複部分を判定する重複部分判定部と、前記測定装置を用いて前記施設内の測定対象設備の三次元データを取得する際の測定ポリシーを取得する測定ポリシー取得部と、前記測定ポリシー取得部で取得した前記測定ポリシーを満たすように、かつ、前記重複部分判定部で判定された前記三次元データに含まれる重複部分が減少するように、前記測定条件を調整する測定条件調整部と、を備える。

【0009】

本開示の一態様にかかる三次元データ測定システムは、上述の測定条件最適化システムと、前記施設内の前記測定対象設備の三次元データを取得する測定装置と、を備え、前記測定装置は、前記測定条件調整部で調整された測定条件を用いて、前記施設内の前記測定対象設備の三次元データを新たに取得する。

【0010】

本開示の一態様にかかる測定条件最適化方法は、測定装置を用いて所定の測定条件で測定した、所定の施設内の測定対象設備の三次元データを入力し、前記入力された三次元データの各々に対して位置合わせ処理を実施し、当該位置合わせ処理後の三次元データに含まれる重複部分を判定し、前記測定装置を用いて前記施設内の測定対象設備の三次元データを取得する際の測定ポリシーを取得し、前記取得した測定ポリシーを満たすように、かつ、前記重複部分と判定された前記三次元データに含まれる重複部分が減少するように、前記測定条件を調整する。

【0011】

本開示の一態様にかかる非一時的なコンピュータ可読媒体は、測定装置を用いて所定の測定条件で測定した、所定の施設内の測定対象設備の三次元データを入力する処理と、前記入力された三次元データの各々に対して位置合わせ処理を実施し、当該位置合わせ処理後の三次元データに含まれる重複部分を判定する処理と、前記測定装置を用いて前記施設内の測定対象設備の三次元データを取得する際の測定ポリシーを取得する処理と、前記取得した測定ポリシーを満たすように、かつ、前記重複部分と判定された前記三次元データに含まれる重複部分が減少するように、前記測定条件を調整する処理と、を備える測定条件最適化処理をコンピュータに実行させるためのプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体である。

【発明の効果】

【0012】

本開示により、測定装置を用いて施設内の測定対象設備の三次元データを取得する際の測定条件を最適化することが可能な測定条件最適化システム、三次元データ測定システム、測定条件最適化方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施の形態１にかかる測定条件最適化システムの構成例を示すブロック図である。

【図2】測定装置を用いて施設内の測定対象設備を測定する際の巡回ルートの一例を説明するための平面図である。

【図3】実施の形態１にかかる測定条件最適化システムの重複部分判定処理を説明するための図である。

【図4】実施の形態１にかかる測定条件最適化システムの動作を説明するためのフローチャートである。

【図5】測定条件最適化処理の一例を説明するための図である。

【図6】測定条件最適化処理の他の例を説明するための図である。

【図7】測定条件最適化処理の他の例を説明するための図である。

【図8】実施の形態２にかかる三次元データ測定システムの構成例を示すブロック図である。

【図9】実施の形態３にかかる三次元データ測定システムの構成例を示すブロック図である。

【図10】本開示にかかる測定条件最適化システム、及び三次元データ測定システムを含むハードウェア構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本開示の実施の形態について説明する。
図１は、実施の形態１にかかる測定条件最適化システムの構成例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる測定条件最適化システム１は、三次元データ入力部１１、重複部分判定部１２、測定ポリシー取得部１３、及び測定条件調整部１４を備える。本実施の形態にかかる測定条件最適化システム１は、例えば、測定装置を巡回させて社会インフラ施設等の所定の施設の三次元データを取得する際の、測定装置の測定条件を最適化するシステムである。

【0015】

本実施の形態において測定装置は、ＬＩＤＡＲ等の三次元距離センサを自律移動手段に搭載した装置である。一例を挙げると、ＬＩＤＡＲを搭載した自律移動可能な車両、ＬＩＤＡＲを搭載した自律移動可能なドローン、ＬＩＤＡＲを搭載した自律移動可能なロボットなどである。なお、本実施の形態において測定装置はこれらに限定されることはなく、三次元距離センサを自律移動手段に搭載した装置であればどのような装置であってもよい。

【0016】

図２は、測定装置を用いて施設内の測定対象設備を測定する際の巡回ルートの一例を説明するための平面図である。図２に示すように、所定の施設２０内には、測定対象設備２１～２３が設けられている。例えば、所定の施設２０は発電所や変電所などの社会インフラ施設である。所定の施設２０が変電所である場合、測定対象設備２１～２３は、変圧器、碍子、鉄構、リード線などである。また、施設２０内には測定装置１５が設けられている。例えば、測定装置１５は、図２に示す巡回ルート２５に沿って移動することで、施設２０内の測定対象設備２１～２３の三次元データを順番に取得することができる。なお、本開示の適用範囲は、発電所や変電所などの社会インフラ施設に限定されることはなく、他のあらゆる施設の設備の測定条件の最適化に適用することができる。

【0017】

図１に示す三次元データ入力部１１は、所定の施設２０内の測定対象設備２１～２３の三次元データを入力する。所定の施設２０内の測定対象設備２１～２３の三次元データは、測定装置１５を用いて測定対象設備２１～２３を所定の測定条件で測定することで取得することができる。このときの測定条件は最適化する前の測定条件であり、任意の測定条件とすることができる。例えば、施設２０内の測定対象設備２１～２３全体の三次元データを漏れなく取得できる測定条件（つまり、多めの測定位置を設けた測定条件）としてもよい。

【0018】

本実施の形態において三次元データとは、例えば、点群データや三次元ＣＡＤデータ等である。例えば、点群データはＬＩＤＡＲ等の三次元距離センサを用いて取得することができ、施設や設備をデジタル空間上で表現するための互いに直交する三軸（ＸＹＺ座標、距離、アジマス角、エレベーション角などの軸)上のデータ群である。三次元データである点群データには、少なくとも測定対象設備の形状データ（典型的にはＸＹＺ座標）が含まれており、更に輝度情報等の付帯情報が含まれていてもよい。

【0019】

三次元データ入力部１１は、測定装置１５で測定された三次元データを入力する。例えば、三次元データ入力部１１は、測定装置１５で測定された三次元データを入力して保持する記憶装置であってもよい。

【0020】

図１に示す重複部分判定部１２は、三次元データ入力部１１に入力された三次元データの各々に対して位置合わせ処理を実施し、当該位置合わせ処理後の三次元データに含まれる重複部分を判定する。例えば、重複部分判定部１２は、位置合わせ処理後の三次元データのうち、互いに隣り合う測定位置の各々において取得された三次元データに含まれる点群同士が互いに隣接している場合、当該隣接している点群を含む部分を重複部分と判定してもよい。

【0021】

図３は、本実施の形態にかかる測定条件最適化システムの重複部分判定処理を説明するための図である。図３では、２つの三次元データ３１、３２の各々に対して重複部分判定処理を実施した場合の例を示している。なお、２つの三次元データ３１、３２は、各々異なる測定位置（例えば、図５の測定位置Ｐ１、Ｐ２）で測定された三次元データである。

【0022】

図３に示すように、三次元データ３１には点群４１が含まれており、三次元データ３２には点群４２が含まれている。各々の点群４１、４２は、測定対象設備の特徴点を示している。図３に示す例では、三次元データ３１、３２の各々に対して位置合わせ処理を実施した後の状態を示している。図３に示すように、三次元データ３１の測定範囲３５と三次元データ３２の測定範囲３６は、互いに重複している重複部分３７が存在する。重複部分３７では、三次元データ３１の点群４１と三次元データ３２の点群４２とが互いに隣接している箇所４３が存在する。重複部分判定部１２は、このように三次元データ３１の点群４１と三次元データ３２の点群４２とが互いに隣接している箇所４３を検出し、この点群４１、４２が互いに隣接している箇所４３を含む部分を重複部分３７と判定する。つまり、三次元データ３１の点群４１と三次元データ３２の点群４２とが互いに隣接している箇所４３は、測定対象設備の同じ特徴点を表現している点群に対応している。

【0023】

また、重複部分判定部１２は、重複部分３７における点群４１、４２の情報を用いることで、各々の点群４１、４２を取得する際の測定位置・ビーム方向を算出してもよい。つまり、重複部分判定部１２は、各々の点群４１、４２の情報に基づいて、当該点群４１、４２を取得する際に用いられた測定装置１５の測定位置やビーム方向の情報を算出してもよい。

【0024】

また、重複部分判定部１２は更に、ビーム（ＬＩＤＡＲから照射されたビーム）が入射した測定対象設備の面の向きを三次元データを用いて算出し、当該算出された面の向きとビームを照射した測定位置の座標とを用いて、測定対象設備に入射するビームの入射角を算出してもよい。

【0025】

つまり、重複部分判定部１２は、三次元データ（点群データ）を用いて、測定位置（ＬＩＤＡＲの位置）に対する測定対象設備の面の向きを算出する。そして、重複部分判定部１２は、算出された測定対象設備の面の向きと、測定位置（ＬＩＤＡＲの位置）の座標とを用いることで、測定対象設備に入射するビームの入射角を算出することができる。

【0026】

図１に示す測定ポリシー取得部１３は、測定装置１５を用いて施設２０内の測定対象設備２１～２３の三次元データを取得する際の測定ポリシーを取得する。例えば、測定ポリシーは、測定対象設備２１～２３に入射するビームの入射角の範囲、測定装置１５で測定された三次元データが満たすべき分解能等が含まれている。測定ポリシー取得部１３は、入力部１６０（図１０参照）を用いてユーザが入力した測定ポリシーに関する情報を取得してもよい。また、測定ポリシー取得部１３が測定ポリシーに関する情報を予め格納するようにしてもよい。なお、測定ポリシーは、測定対象設備２１～２３毎に設定してもよく、また、施設２０内の測定対象設備２１～２３に対して一括で設定してもよい。

【0027】

図１に示す測定条件調整部１４は、測定ポリシー取得部１３で取得された測定ポリシーを満たすように、かつ、重複部分判定部１２で判定された三次元データに含まれる重複部分が減少するように、測定条件を調整する。つまり、測定条件調整部１４は、重複部分判定部１２で判定された三次元データに含まれる重複部分に関する情報と、測定ポリシー取得部１３で取得された測定ポリシーに関する情報とを入力する。そして、測定条件調整部１４は、入力された重複部分に関する情報と測定ポリシーに関する情報とに基づいて、測定装置１５の測定位置、測定範囲、分解能などの測定条件を調整する。このとき、測定条件調整部１４は、三次元データに含まれる重複部分が減少するように測定装置１５の測定条件を調整する。

【0028】

例えば、測定ポリシーには、測定対象設備に入射するビームの入射角の範囲が含まれており、測定装置１５の測定条件には、測定装置１５が測定対象設備の三次元データを取得する際の測定範囲が含まれている。この場合、測定条件調整部１４は、測定対象設備に入射するビームの入射角の範囲が測定ポリシーの範囲となるように、かつ、三次元データに含まれる重複部分が減少するように、測定装置１５の測定範囲を調整する。

【0029】

また、例えば、測定条件には、測定装置１５が測定対象設備の三次元データを取得する際の測定位置が含まれていてもよい。この場合、測定条件調整部１４は、測定ポリシーを満たすように、かつ、三次元データに含まれる重複部分が減少するように、測定装置１５の測定位置を調整してもよい。

【0030】

また、例えば、測定ポリシーには、測定装置１５で測定された三次元データが満たすべき分解能が含まれていてもよい。この場合、測定条件調整部１４は、測定装置１５で測定された三次元データの分解能が測定ポリシーを満たすように、かつ、三次元データに含まれる重複部分が減少するように、測定装置１５の測定条件を調整してもよい。

【0031】

ここで、「三次元データに含まれる重複部分が減少するように」とは、図３に示した三次元データ３１と三次元データ３２の重複部分３７が減少するようにという意味である。例えば、三次元データ３１の測定範囲３５に占める重複部分３７の面積が所定の割合以下（例えば、５％以下など）となるように重複部分を減らしてもよい。また、三次元データ全体のデータサイズが所定のデータサイズ以下となるように重複部分を減らしてもよい。本実施の形態において重複部分は少ないほど好ましく、重複部分が存在しないことが最も好ましい。なお、三次元データに含まれる重複部分が減少するように測定装置１５の測定条件を調整する場合の具体例については後述する。

【0032】

次に、本実施の形態にかかる測定条件最適化システムの動作（測定条件最適化方法）について説明する。図４は、本実施の形態にかかる測定条件最適化システムの動作を説明するためのフローチャートである。

【0033】

まず、三次元データ入力部１１（図１参照）は、所定の施設２０内の測定対象設備２１～２３の三次元データを入力する（ステップＳ１）。所定の施設２０内の測定対象設備２１～２３の三次元データは、測定装置１５を用いて測定対象設備２１～２３（図２参照）を所定の測定条件で測定することで取得することができる。このときの測定条件は最適化する前の測定条件であり、任意の測定条件とすることができる。

【0034】

図５は、測定条件最適化処理の一例を説明するための図である。図５では一例として、測定装置１５が巡回ルート２５に沿って移動しながら、各々の測定位置Ｐ１～Ｐ３において測定対象設備２１の三次元データを取得している状態を示している。なお、本実施の形態において、測定装置１５は測定対象設備２１の三次元データを取得する際に、測定位置Ｐ１～Ｐ３において停止して測定するものとする。他の測定位置においても同様である。

【0035】

図５の上図に示すように、測定装置１５は測定位置Ｐ１～Ｐ３において測定対象設備２１を測定することで、測定対象設備２１の三次元データを取得する。このとき、測定位置Ｐ１における測定装置１５の測定範囲はθ１、測定位置Ｐ２における測定装置１５の測定範囲はθ２、測定位置Ｐ３における測定装置１５の測定範囲はθ３である。三次元データ入力部１１（図１参照）は、このようにして測定された測定対象設備２１の三次元データを入力する。

【0036】

次に、重複部分判定部１２（図１参照）は、三次元データ入力部１１に入力された三次元データの各々に対して位置合わせ処理を実施し、当該位置合わせ処理後の三次元データに含まれる重複部分を判定する（ステップＳ２）。図５に示す例では、測定装置１５を用いて測定された測定対象設備２１の三次元データには、重複部分Ｄ１、Ｄ２が含まれる。重複部分判定部１２は、これらの重複部分Ｄ１、Ｄ２を判定する。

【0037】

つまり、測定位置Ｐ１で測定された三次元データおよび測定位置Ｐ２で測定された三次元データには、重複部分Ｄ１が含まれる。また、測定位置Ｐ２で測定された三次元データおよび測定位置Ｐ３で測定された三次元データには、重複部分Ｄ２が含まれる。重複部分判定部１２は、三次元データ入力部１１に入力された三次元データに含まれるこのような重複部分Ｄ１、Ｄ２を判定する。

【0038】

例えば、重複部分判定部１２は、位置合わせ処理後の三次元データのうち、互いに隣り合う測定位置の各々において取得された三次元データに含まれる点群同士が互いに隣接している場合、当該隣接している点群を含む部分を重複部分と判定することができる（図３参照）。

【0039】

次に、測定ポリシー取得部１３（図１参照）は、測定装置１５を用いて施設２０内の測定対象設備２１～２３の三次元データを取得する際の測定ポリシーを取得する（ステップＳ３）。例えば、測定ポリシーは、測定対象設備２１～２３に入射するビームの入射角の範囲、測定装置１５で測定された三次元データが満たすべき分解能等が含まれている。

【0040】

次に、測定条件調整部１４（図１参照）は、測定ポリシー取得部１３で取得した測定ポリシーを満たすように、かつ、重複部分判定部１２で判定された三次元データに含まれる重複部分が減少するように、測定条件を調整する（ステップＳ４）。

【0041】

例えば、測定ポリシーには、測定対象設備に入射するビームの入射角の範囲が含まれており、測定装置１５の測定条件には、測定装置１５が測定対象設備の三次元データを取得する際の測定範囲が含まれている。この場合、測定条件調整部１４は、測定対象設備に入射するビームの入射角の範囲が測定ポリシーの範囲となるように、かつ、三次元データに含まれる重複部分が減少するように、測定装置１５の測定範囲を調整する。

【0042】

具体的には、図５の下図に示すように、測定条件調整部１４は、測定装置１５の測定位置Ｐ１における測定範囲がθ１からθ１ａとなるように、測定位置Ｐ２における測定範囲がθ２からθ２ａとなるように、測定位置Ｐ３における測定範囲がθ３からθ３ａとなるように、測定装置１５の測定範囲をそれぞれ調整する。なお、測定範囲θ１ａ～θ３ａは互いに同一の角度であってもよく、また、異なる角度であってもよい。また、測定範囲θ１ａ～θ３ａは、測定ポリシー取得部１３で取得した測定ポリシーを満たすものとする。このように、各々の測定位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３における測定範囲をそれぞれθ１ａ、θ２ａ、θ３ａとすることで、三次元データに含まれる重複部分５１、５２を減少させることができる。よって、測定装置１５を用いて施設内の測定対象設備の三次元データを取得する際の測定条件を最適化することができる。

【0043】

図６は、測定条件最適化処理の他の例を説明するための図である。図６の上図に示す例では、測定装置１５が巡回ルート２５に沿って移動しながら、各々の測定位置Ｐ１１～Ｐ１４において測定対象設備２１の三次元データを取得している状態を示している。図６の上図に示すように、測定装置１５は測定位置Ｐ１１～Ｐ１４において測定対象設備２１を測定することで、測定対象設備２１の三次元データを取得する。このとき、測定位置Ｐ１１における測定装置１５の測定範囲はθ１１、測定位置Ｐ１２における測定装置１５の測定範囲はθ１２、測定位置Ｐ１３における測定装置１５の測定範囲はθ１３、測定位置Ｐ１４における測定装置１５の測定範囲はθ１４である。三次元データ入力部１１（図１参照）は、このようにして測定された測定対象設備２１の三次元データを入力する（ステップＳ１）。

【0044】

次に、重複部分判定部１２（図１参照）は、三次元データ入力部１１に入力された三次元データの各々に対して位置合わせ処理を実施し、当該位置合わせ処理後の三次元データに含まれる重複部分Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３を判定する（ステップＳ２）。具体的には、図６の上図に示すように、測定位置Ｐ１１で測定された三次元データおよび測定位置Ｐ１２で測定された三次元データには、重複部分Ｄ１１が含まれる。また、測定位置Ｐ１２で測定された三次元データおよび測定位置Ｐ１３で測定された三次元データには、重複部分Ｄ１２が含まれる。また、測定位置Ｐ１３で測定された三次元データおよび測定位置Ｐ１４で測定された三次元データには、重複部分Ｄ１３が含まれる。重複部分判定部１２は、三次元データ入力部１１に入力された三次元データに含まれるこのような重複部分Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３を判定する。

【0045】

次に、測定ポリシー取得部１３（図１参照）は、測定装置１５を用いて施設２０内の測定対象設備２１～２３の三次元データを取得する際の測定ポリシーを取得する（ステップＳ３）。

【0046】

次に、測定条件調整部１４（図１参照）は、測定ポリシー取得部１３で取得した測定ポリシーを満たすように、かつ、重複部分判定部１２で判定された三次元データに含まれる重複部分が減少するように、測定条件を調整する（ステップＳ４）。

【0047】

図６に示す例では、測定条件調整部１４は、測定装置１５の測定位置Ｐ１１～Ｐ１４（図６の上図）を測定位置Ｐ１１ａ～Ｐ１３ａ（図６の下図）に調整する。また、測定条件調整部１４は、測定装置１５の測定位置Ｐ１１ａにおける測定範囲がθ１１ａとなるように、測定位置Ｐ１２ａにおける測定範囲がθ１２ａとなるように、測定位置Ｐ１３ａにおける測定範囲がθ１３ａとなるように、測定装置１５の測定範囲をそれぞれ調整する。なお、測定範囲θ１１ａ～θ１３ａは互いに同一の角度であってもよく、また、異なる角度であってもよい。また、測定範囲θ１１ａ～θ１３ａは、測定ポリシー取得部１３で取得した測定ポリシーを満たすものとする。このように、測定条件調整部１４は、測定装置１５の測定位置と測定範囲を調整することで、三次元データに含まれる重複部分５３、５４を減少させることができる。よって、測定装置１５を用いて施設内の測定対象設備の三次元データを取得する際の測定条件を最適化することができる。

【0048】

図７は、測定条件最適化処理の他の例を説明するための図である。図７の上図に示す例では、測定装置１５が巡回ルート２５に沿って移動しながら、各々の測定位置Ｐ２１～Ｐ２４において測定対象設備２１の三次元データを取得している状態を示している。図７の上図に示すように、測定装置１５は測定位置Ｐ２１～Ｐ２４において測定対象設備２１を測定することで、測定対象設備２１の三次元データを取得する。このとき、測定位置Ｐ２１における測定装置１５の測定範囲はθ２１、測定位置Ｐ２２における測定装置１５の測定範囲はθ２２、測定位置Ｐ２３における測定装置１５の測定範囲はθ２３、測定位置Ｐ２４における測定装置１５の測定範囲はθ２４である。三次元データ入力部１１（図１参照）は、このようにして測定された測定対象設備２１の三次元データを入力する（ステップＳ１）。

【0049】

次に、重複部分判定部１２（図１参照）は、三次元データ入力部１１に入力された三次元データの各々に対して位置合わせ処理を実施し、当該位置合わせ処理後の三次元データに含まれる重複部分Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３を判定する（ステップＳ２）。具体的には、図７の上図に示すように、測定位置Ｐ２１で測定された三次元データおよび測定位置Ｐ２２で測定された三次元データには、重複部分Ｄ２１が含まれる。また、測定位置Ｐ２２で測定された三次元データおよび測定位置Ｐ２３で測定された三次元データには、重複部分Ｄ２２が含まれる。また、測定位置Ｐ２３で測定された三次元データおよび測定位置Ｐ２４で測定された三次元データには、重複部分Ｄ２３が含まれる。重複部分判定部１２は、三次元データ入力部１１に入力された三次元データに含まれるこのような重複部分Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３を判定する。

【0050】

次に、測定ポリシー取得部１３（図１参照）は、測定装置１５を用いて施設２０内の測定対象設備２１～２３の三次元データを取得する際の測定ポリシーを取得する（ステップＳ３）。

【0051】

次に、測定条件調整部１４（図１参照）は、測定ポリシー取得部１３で取得した測定ポリシーを満たすように、かつ、重複部分判定部１２で判定された三次元データに含まれる重複部分が減少するように、測定条件を調整する（ステップＳ４）。

【0052】

図７に示す例では、測定条件調整部１４は、測定装置１５の測定位置Ｐ２１～Ｐ２４（図７の上図）を測定位置Ｐ２１ａ～Ｐ２４ａ（図７の下図）に調整する。つまり、図７に示す例では、図７の上図に示すように、測定装置１５の測定位置Ｐ２１～Ｐ２４は、測定対象設備２１から距離ｄ１離れており、測定装置１５と測定対象設備２１との距離が離れすぎているので、測定ポリシーの分解能の要件を満たしていない。

【0053】

この場合、測定条件調整部１４は、測定ポリシーの分解能の要件を満たすように、測定装置１５の測定位置が測定対象設備２１に近づくように調整する。つまり、測定条件調整部１４は、図７の下図に示すように、測定装置１５と測定対象設備２１との距離が距離ｄ２（ｄ２＜ｄ１）となるように、測定装置１５の測定位置を測定位置Ｐ２１ａ～Ｐ２４ａに調整する。また、測定条件調整部１４は、測定装置１５の測定位置Ｐ２１ａにおける測定範囲がθ２１ａとなるように、測定位置Ｐ２２ａにおける測定範囲がθ２２ａとなるように、測定位置Ｐ２３ａにおける測定範囲がθ２３ａとなるように、測定位置Ｐ２４ａにおける測定範囲がθ２４ａとなるように、測定装置１５の測定範囲をそれぞれ調整する。

【0054】

なお、測定範囲θ２１ａ～θ２４ａは互いに同一の角度であってもよく、また、異なる角度であってもよい。また、測定範囲θ２１ａ～θ２４ａは、測定ポリシー取得部１３で取得した測定ポリシーを満たすものとする。このように、測定条件調整部１４は、測定装置１５の測定位置と測定範囲を調整することで、三次元データに含まれる重複部分５５、５６、５７を減少させることができる。よって、測定装置１５を用いて施設内の測定対象設備の三次元データを取得する際の測定条件を最適化することができる。

【0055】

以上で説明したように、本実施の形態では、取得された三次元データに含まれる重複部分が減少するように、測定装置の測定条件を最適化している。このように、測定装置の測定条件を最適化することで、測定装置が三次元データを取得する際の測定時間を短くすることができ、また、取得した三次元データのデータ量を減少させることができる。更に、測定装置の測定時間を短くすることができるので、測定装置の消費電力量を抑えることができる。

【0056】

＜実施の形態２＞
次に本開示の実施の形態２について説明する。図８は、実施の形態２にかかる三次元データ測定システムの構成例を示すブロック図である。図８に示すように、本実施の形態にかかる三次元データ測定システム２は、三次元データ入力部１１、重複部分判定部１２、測定ポリシー取得部１３、測定条件調整部１４、及び測定装置１５を備える。本実施の形態にかかる三次元データ測定システム２は、実施の形態１で説明した測定条件最適化システム１に加えて、測定装置１５を備える点が異なる。これ以外の構成及び動作については、実施の形態１で説明した場合と同様であるので重複した説明を省略する。

【0057】

本実施の形態にかかる三次元データ測定システム２において、測定装置１５は、施設２０内の測定対象設備２１～２３（図２参照）の三次元データを取得するように構成されている。測定装置１５は、測定条件調整部１４で調整された測定条件を用いて、施設２０内の測定対象設備２１～２３の三次元データを新たに取得する。例えば、測定条件調整部１４は、測定条件を調整した後、調整後の測定条件を測定装置１５に供給する。測定装置１５は、次に施設２０内を巡回ルート２５に沿って移動して測定対象設備２１～２３の三次元データを取得する際、測定条件調整部１４から供給された調整後の測定条件を用いて、測定対象設備２１～２３の三次元データを取得する。

【0058】

このように測定装置１５は、調整後の測定条件、すなわち、三次元データに含まれる重複部分が減少するように最適化された測定条件を用いて、測定対象設備２１～２３の三次元データを新たに取得する。したがって、測定装置１５の測定時間を短くすることができ、また、取得した三次元データのデータ量を減少させることができる。更に、測定装置１５の測定時間を短くすることができるので、測定装置１５の消費電力量を抑えることができる。

【0059】

また、測定装置１５は、図１に示した三次元データ入力部１１に入力される三次元データを取得してもよい。すなわち、測定装置１５は、最適化する前の測定条件で施設２０内の測定対象設備２１～２３の三次元データを取得し、この取得した三次元データを三次元データ入力部１１に供給してもよい。例えば、測定装置１５は最初に、施設２０内の測定対象設備２１～２３全体の三次元データを漏れなく取得できる測定条件（つまり、多めの測定位置を設けた測定条件）で取得する。その後、測定装置１５は、最適化された測定条件を用いて、測定対象設備２１～２３の三次元データを新たに取得してもよい。

【0060】

本実施の形態にかかる三次元データ測定システム２は、三次元データ入力部１１、重複部分判定部１２、測定ポリシー取得部１３、測定条件調整部１４、及び測定装置１５が同一の装置として一体で構成されていてもよい。この場合は、測定装置１５を含む三次元データ測定システム２が測定対象設備２１～２３の三次元データを取得する。

【0061】

また、本実施の形態にかかる三次元データ測定システム２は、測定装置１５が他の構成要素である三次元データ入力部１１、重複部分判定部１２、測定ポリシー取得部１３、及び測定条件調整部１４と別に設けられていてもよい。すなわち、本実施の形態にかかる三次元データ測定システム２は、実施の形態１にかかる測定条件最適化システム１（図１参照）と、当該測定条件最適化システム１と別に設けられた測定装置１５とを用いて構成してもよい。この場合は、測定装置１５が測定対象設備２１～２３の三次元データを取得する。

【0062】

＜実施の形態３＞
次に本開示の実施の形態３について説明する。図９は、実施の形態３にかかる三次元データ測定システムの構成例を示すブロック図である。図９に示すように、本実施の形態にかかる三次元データ測定システム３は、三次元データ入力部１１、重複部分判定部１２、測定ポリシー取得部１３、測定条件調整部１４、測定装置１５、及び座標変換部１６を備える。本実施の形態にかかる三次元データ測定システム３は、実施の形態２で説明した三次元データ測定システム２に加えて、座標変換部１６を備える点が異なる。これ以外の構成及び動作については、実施の形態１、２で説明した場合と同様であるので重複した説明を省略する。

【0063】

本実施の形態にかかる三次元データ測定システム３において、座標変換部１６は、測定装置１５で新たに取得された三次元データの座標を変換するように構成されている。具体的には、座標変換部１６は、測定装置１５で新たに取得された三次元データの座標を、座標変換パラメータを用いて変換する。このとき用いる座標変換パラメータは、三次元データ入力部１１に入力された三次元データの各々に対して重複部分判定部１２が位置合わせ処理を実施した際に用いた座標変換パラメータである。

【0064】

具体的には、重複部分判定部１２は、三次元データ入力部１１に入力された三次元データの各々に対して位置合わせ処理を実施する際、各々の三次元データ同士を結合するために座標変換パラメータを決定する。重複部分判定部１２は、このとき決定された座標変換パラメータに関する情報を座標変換部１６に出力する。例えば、座標変換パラメータは、各々の測定位置における点群データに対する変換パラメータ（並進、回転）である。

【0065】

座標変換部１６は、重複部分判定部１２から供給された座標変換パラメータを用いて、測定装置１５で新たに取得された三次元データの座標を変換する。この場合、三次元データ入力部１１に入力された三次元データの測定位置と、測定装置１５で新たに取得された三次元データの測定位置は各々同じ位置である。つまり、三次元データ入力部１１に入力された三次元データの測定位置と、測定装置１５で新たに取得された三次元データの測定位置が各々同じなので、座標変換部１６は、重複部分判定部１２で用いた座標変換パラメータと同一の座標変換パラメータを用いることができる。

【0066】

なお、三次元データ入力部１１に入力された三次元データの測定位置と、測定装置１５で新たに取得された三次元データの測定位置とが異なる場合（つまり、測定位置の測定条件を変更した場合）は、次のようにして処理をする。すなわち、重複部分判定部１２は、位置合わせ処理を実施した後の三次元データ（つまり結合後の三次元データ）を座標変換部１６に供給する。そして、座標変換部１６は、重複部分判定部１２から供給された結合後の三次元データと、測定装置１５で新たに取得された三次元データとの位置合わせを実施して、測定装置１５で新たに取得された三次元データの座標変換を実施し、また座標変換パラメータを決定する。以降、測定装置１５を用いて新たに三次元データを取得する場合は同じ測定位置なので、座標変換部１６は、測定装置１５で新たに取得された三次元データの座標を変換する際に、このようにして決定された座標変換パラメータを用いることができる。

【0067】

本実施の形態では、上述のように、測定装置１５で新たに取得された三次元データの座標を変換する際に、既に得られた座標変換パラメータを用いているので、座標変換処理の負荷を軽減できる。

【0068】

なお、上述した実施の形態は、各構成要素の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

【0069】

つまり、測定装置を用いて所定の測定条件で測定した、所定の施設内の測定対象設備の三次元データを入力する処理と、前記入力された三次元データの各々に対して位置合わせ処理を実施し、当該位置合わせ処理後の三次元データに含まれる重複部分を判定する処理と、前記測定装置を用いて前記施設内の測定対象設備の三次元データを取得する際の測定ポリシーを取得する処理と、前記取得した測定ポリシーを満たすように、かつ、前記重複部分と判定された前記三次元データに含まれる重複部分が減少するように、前記測定条件を調整する処理と、を備える測定条件最適化処理のプログラムをコンピュータに実行させることで、実現してもよい。

【0070】

図１０は、本実施の形態にかかる測定条件最適化システムを含むハードウェア構成例を説明するためのブロック図である。図１０に示すように、本実施の形態にかかる測定条件最適化システムは、ＣＰＵ（１０１）とメモリ１０２とを備える演算処理装置１００を用いて構成することができる。本実施の形態では、上述の測定条件最適化処理のプログラムをＣＰＵ（１０１）で実行させることで測定条件最適化システム１を構成することができる。演算処理装置１００には、表示部１５０および入力部１６０が接続されている。

【0071】

表示部１５０は、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（electro-luminescence）ディスプレイ等を用いて構成されている。表示部１５０には、測定装置１５の測定条件、位置合わせ処理後の三次元データ、測定装置１５で測定した測定対象設備２１～２３の三次元データ等が表示されるようにしてもよい。

【0072】

また、例えば、ユーザは入力部１６０（キーボードやマウス等）を操作することで、測定ポリシーや測定条件を入力してもよい。

【0073】

また、演算処理装置１００（測定条件最適化システム１）は、調整後の測定条件（最適化された測定条件）を測定装置１５に送信可能に構成されていてもよい。測定装置１５は、演算処理装置１００から調整後の測定条件が供給されると、供給された調整後の測定条件に基づいて測定を実施する。

【0074】

測定条件最適化システム１（演算処理装置１００）は、各々の施設２０に設けられていてもよい。また、測定条件最適化システム１（演算処理装置１００）は、アプリケーションサーバとして構成されていてもよい。測定条件最適化システム１をアプリケーションサーバとして構成した場合は、複数のユーザ（施設）が測定条件最適化システム１にアクセスして、各々の施設の測定装置１５の測定条件を最適化することができる。

【0075】

また、上記の実施の形態において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実態のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（具体的にはフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（具体的には光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（具体的には、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(Random Access Memory)を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【0076】

なお、本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本開示は、それぞれの実施形態を適宜組み合わせて実施されてもよい。

【符号の説明】

【0077】

１ 測定条件最適化システム
２、３ 三次元データ測定システム
１１ 三次元データ入力部
１２ 重複部分判定部
１３ 測定ポリシー取得部
１４ 測定条件調整部
１５ 測定装置
１６ 座標変換部
２０ 施設
２１、２２、２３ 測定対象設備
２５ 巡回ルート
３１、３２ 三次元データ
３５、３６ 測定範囲
３７ 重複部分
４１、４２ 点群
１００ 演算処理装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ メモリ
１５０ 表示部
１６０ 入力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】