特許 7598994 三次元画像の生成方法、三次元画像生成装置、ガイダンス装置、およびプログラム

(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】2024-12-04

(45)【発行日】2024-12-12

(54)【発明の名称】三次元画像の生成方法、三次元画像生成装置、ガイダンス装置、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06T 7/521 20170101AFI20241205BHJP

   G06T 19/00 20110101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

G06T7/521

G06T19/00 A

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023190572

(22)【出願日】2023-11-08

(62)【分割の表示】P 2019183014の分割

【原出願日】2019-10-03

(65)【公開番号】P2024037718

(43)【公開日】2024-03-19

【審査請求日】2023-11-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000003296

【氏名又は名称】デンカ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】519358416

【氏名又は名称】ＫＹＯＴＯ’Ｓ ３Ｄ ＳＴＵＤＩＯ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】519096806

【氏名又は名称】株式会社デンカリノテック

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(72)【発明者】

【氏名】栖原 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】西村 和也

(72)【発明者】

【氏名】室川 正範

(72)【発明者】

【氏名】氏家 崇志

【審査官】中田 剛史

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００５／０８０９１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－２１４８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１４１７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８１０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１７０２８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｔ ７／５２１

Ｇ０６Ｔ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定装置の設置位置を水平方向および鉛直方向の少なくとも一方を異ならせた状態で、構造物を複数回測定することにより、前記構造物の互いに異なる部分の形状および色を示す複数の点群データを生成する点群データ生成工程と、
前記複数の点群データを処理することにより、前記構造物の三次元画像を生成する三次元画像生成工程と、
を含み、
前記点群データ生成工程において、前記構造物より高い位置に配置される前記測定装置間の間隔は、前記構造物より低い位置に配置される前記測定装置間の間隔よりも広くなるようにし、
前記測定装置は、３Ｄレーザスキャナであり、
前記点群データ生成工程において、前記構造物より高い位置に配置される前記３Ｄレーザスキャナは、レーザの照射間隔を、前記構造物より低い位置に配置される前記３Ｄレーザスキャナよりも粗くして、スキャニングを行い、前記点群データを生成する、三次元画像の生成方法。

【請求項2】

請求項１に記載の三次元画像の生成方法において、
前記点群データ生成工程において、隣り合う前記部分を測定した２つの前記点群データにおいて、前記隣り合う２つの前記部分は、部分的に互いに重なっている三次元画像の生成方法。

【請求項3】

請求項２に記載の三次元画像の生成方法において、
前記三次元画像生成工程において、複数の前記測定装置により取得される前記点群データを結合する際に、前記重なっている部分の少なくとも一部を削除する、三次元画像の生成方法。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の三次元画像の生成方法において、
前記点群データ生成工程において、少なくとも一部の前記点群データを生成するとき、前記測定装置の高さを前記構造物より高い位置に配置する、三次元画像の生成方法。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載の三次元画像の生成方法において、
前記点群データ生成工程は、天候が曇りのときに行う、三次元画像の生成方法。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載の三次元画像の生成方法において、
前記点群データ生成工程を行う時間帯を、前記構造物の部分毎に揃える、三次元画像の生成方法。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の三次元画像の生成方法において、
前記構造物は、文化財、寺社仏閣、世界遺産、産業遺産、近代化産業遺産、土木遺産、景勝地、地形、あるいは、今後後世に残す必要がある建造物および景勝地の少なくともいずれか一つを含む歴史的建造物および遺跡を含み、
前記三次元画像は、前記構造物の風合い、色合いを後世に伝えるためのものである、三次元画像の生成方法。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか一項に記載の三次元画像の生成方法により生成される、測定装置の設置位置を水平方向および鉛直方向の少なくとも一方を異ならせた状態で、構造物を複数回測定することにより、前記構造物の互いに異なる部分の形状および色を示す複数の点群データを取得する点群データ取得手段と、
前記複数の点群データを処理することにより、前記構造物の三次元画像を生成する三次元画像生成手段と、を備え、
前記構造物より高い位置に配置される前記測定装置間の間隔は、前記構造物より低い位置に配置される前記測定装置間の間隔よりも広くなるようにし、
前記測定装置は、３Ｄレーザスキャナであり、
前記構造物より高い位置に配置される前記３Ｄレーザスキャナは、レーザの照射間隔を、前記構造物より低い位置に配置される前記３Ｄレーザスキャナよりも粗くして、スキャニングを行わせ、
前記点群データ取得手段は、前記３Ｄレーザスキャナが生成した前記点群データを取得する、三次元画像生成装置。

【請求項9】

コンピュータに、請求項８に記載の三次元画像生成装置を実現させるためのプログラム。

【請求項10】

請求項１から７のいずれか一項に記載の三次元画像の生成方法を実行するために、作業者に三次元画像の生成方法のガイダンスを提示する提示手段を備える、ガイダンス装置。

【請求項11】

コンピュータに、請求項１０に記載のガイダンス装置を実現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、三次元画像の生成方法、三次元画像生成装置、ガイダンス装置、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、建築作業現場において、施工段階の出来型形状を把握するために、三次元スキャナを用いて建築現場の出来型表面の三次元データを点群データとして立体的に計測し、施工段階前に実際の出来型形状に応じた建築計画の変更を行う技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－２７７８１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記文献に記載されたような建築現場で利用される三次元画像は、形状が把握できればよいが、例えば、文化財などの建造物を歴史の継承として後世に残すために三次元画像を生成するような場合においては、形状だけでなく、風合いや色合い、情景を実物により近づけて表現されることが望まれる。

【0005】

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構造物の風合いや色合いを表現できる三次元画像の生成技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の各側面では、上述した課題を解決するために、それぞれ以下の構成を採用する。

【0007】

第一の側面は、三次元画像の生成方法に関する。
第一の側面に係る三次元画像の生成方法は、
測定装置の設置位置を水平方向および鉛直方向の少なくとも一方を異ならせた状態で、構造物を複数回測定することにより、前記構造物の互いに異なる部分の形状および色を示す複数の点群データを生成する点群データ生成工程と、
前記複数の点群データを処理することにより、前記構造物の三次元画像を生成する三次元画像生成工程と、
を含み、
前記点群データ生成工程において、前記構造物より高い位置に配置される前記測定装置間の間隔は、前記構造物より低い位置に配置される前記測定装置間の間隔よりも広くなるようにし、
前記測定装置は、３Ｄレーザスキャナであり、
前記点群データ生成工程において、前記構造物より高い位置に配置される前記３Ｄレーザスキャナは、レーザの照射間隔を、前記構造物より低い位置に配置される前記３Ｄレーザスキャナよりも粗くして、スキャニングを行い、前記点群データを生成する。

【0008】

第二の側面は、三次元画像生成装置に関する。
第二の側面に係る三次元画像生成装置は、上記第一の側面の三次元画像の生成方法により生成される、測定装置の設置位置を水平方向および鉛直方向の少なくとも一方を異ならせた状態で、構造物を複数回測定することにより、前記構造物の互いに異なる部分の形状および色を示す複数の点群データを取得する点群データ取得手段と、
前記複数の点群データを処理することにより、前記構造物の三次元画像を生成する三次元画像生成手段と、を有し、
前記構造物より高い位置に配置される前記測定装置間の間隔は、前記構造物より低い位置に配置される前記測定装置間の間隔よりも広くなるようにし、
前記測定装置は、３Ｄレーザスキャナであり、
前記構造物より高い位置に配置される前記３Ｄレーザスキャナは、レーザの照射間隔を、前記構造物より低い位置に配置される前記３Ｄレーザスキャナよりも粗くして、スキャニングを行わせ、
前記点群データ取得手段は、前記３Ｄレーザスキャナが生成した前記点群データを取得する。

【0009】

第三の側面は、ガイダンス装置に関する。
第三の側面に係るガイダンス装置は、上記第一の側面の三次元画像の生成方法を実行するために、作業者に三次元画像の生成方法のガイダンスを提示する提示手段を有する。

【0010】

なお、本発明の他の側面としては、上記第二および第三の側面の装置を実現させるための少なくとも１つのコンピュータに実行させるプログラムであってもよいし、このようなプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であってもよい。この記録媒体は、非一時的な有形の媒体を含む。
このコンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されたとき、コンピュータに、各装置上で、その処理方法を実施させるコンピュータプログラムコードを含む。

【0011】

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【0012】

また、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、などでもよい。

【0013】

また、本発明の方法およびコンピュータプログラムには複数の手順を順番に記載しているが、その記載の順番は複数の手順を実行する順番を限定するものではない。このため、本発明の方法およびコンピュータプログラムを実施するときには、その複数の手順の順番は内容的に支障のない範囲で変更できる。

【0014】

さらに、本発明の方法およびコンピュータプログラムの複数の手順は個々に相違するタイミングで実行されることに限定されない。このため、ある手順の実行中に他の手順が発生すること、ある手順の実行タイミングと他の手順の実行タイミングとの一部ないし全部が重複していること、などでもよい。

【発明の効果】

【0015】

上記各側面によれば、構造物の風合いや色合いを表現できる三次元画像の生成技術を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態の画像処理システムのシステム構成を概念的に示す図である。

【図2】三次元画像生成装置を実現するコンピュータの構成の一例を示す図である。

【図3】三次元画像生成装置の論理的な構成を示す機能ブロック図である。

【図4】三次元画像の生成方法の工程を説明するフローチャートである。

【図5】複数の測定装置の配置の一例を示す図である。

【図6】複数の点群データの重複部分を説明するための図である。

【図7】点群データの重複部分の削除方法を説明するための図である。

【図8】点群データの重複部分の削除方法を説明するための図である。

【図9】点群データの重複部分の削除方法を説明するための図である。

【図10】点群データの重複部分の削除方法を説明するための図である。

【図11】点群データの重複部分の削除方法を説明するための図である。

【図12】点群データの重複部分の削除方法を説明するための図である。

【図13】複数の測定装置の高さを千鳥状に配置した例と、同じ高さで配置したときの比較例とを示す図である。

【図14】構造物より高い位置と低い位置に測定装置を配置する例を示す図である。

【図15】ガイダンス装置の論理的な構成を示す機能ブロック図である。

【図16】測定装置のレーザの照射方向について説明する図である。

【図17】測定装置の設置位置による測定範囲を説明するための図である。

【図18】測定装置の設置位置による測定範囲を説明するための図である。

【図19】測定装置の設置位置による測定範囲を説明するための図である。

【図20】測定装置の設置位置による測定範囲を説明するための図である。

【図21】測定装置の設置位置による測定範囲を説明するための図である。

【図22】測定装置の設置例を説明するための図である。

【図23】測定装置の設置例を説明するための図である。

【図24】測定装置の設置例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

【0018】

（第１の実施の形態）
図１は、本実施形態の画像処理システム１のシステム構成を概念的に示す図である。なお、以下の各図において、本発明の本質に関わらない部分の構成については省略してあり、図示されていない。
画像処理システム１は、構造物を複数の測定装置５を用いて得られた計測データを用いて三次元画像を生成する三次元画像生成装置１００を備えている。測定装置５は、例えば、３Ｄレーザスキャナであり、３Ｄデジタル計測を行い、点群データを出力する。点群データは、構造物の三次元の形状を示す複数点のデータの集合であり、各点の位置を示す計測データ（相対的または絶対的な座標情報）と、各点の色情報を含む。

【0019】

測定装置５で計測された点群データは、通信ネットワーク３を介して記憶装置１１０に格納されてもよいし、測定装置５の記録媒体に格納されてもよい。三次元画像生成装置１００は、記憶装置１１０または記録媒体から点群データを読み出せる。

【0020】

後述する本実施形態の三次元画像生成装置１００の各機能は、コンピュータによって実現される。図２は、三次元画像生成装置１００を実現するコンピュータ６０の構成の一例を示す図である。

【0021】

コンピュータ６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６２、メモリ６４、メモリ６４にロードされた三次元画像生成装置１００の構成要素を実現するプログラム８０、そのプログラム８０を格納するストレージ６６、Ｉ／Ｏ（Input/Output）６８、および通信ネットワーク接続用のインタフェース（通信Ｉ／Ｆ）７０を備える。

【0022】

ＣＰＵ６２、メモリ６４、ストレージ６６、Ｉ／Ｏ６８、通信Ｉ／Ｆ７０は、バス６９を介して互いに接続され、ＣＰＵ６２により三次元画像生成装置１００全体が制御される。ただし、ＣＰＵ６２などを互いに接続する方法は、バス接続に限定されない。

【0023】

メモリ６４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリである。ストレージ６６は、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）、またはメモリカードなどの記憶装置である。

【0024】

ストレージ６６は、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリであってもよい。ストレージ６６は、コンピュータ６０の内部に設けられてもよいし、コンピュータ６０がアクセス可能であれば、コンピュータ６０の外部に設けられ、コンピュータ６０と有線または無線で接続されてもよい。あるいは、コンピュータ６０に着脱可能に設けられてもよい。

【0025】

ＣＰＵ６２が、ストレージ６６に記憶されるプログラム８０をメモリ６４に読み出して実行することにより、以下に説明する図３の三次元画像生成装置１００の各ユニットの各機能を実現できる。

【0026】

Ｉ／Ｏ６８は、コンピュータ６０と他の入出力装置間のデータおよび制御信号の入出力制御を行う。他の入出力装置とは、たとえば、コンピュータ６０に接続されるキーボード、タッチパネル、マウス、およびマイクロフォンなどの入力装置７２と、ディスプレイ、プリンタ、およびスピーカなどの出力装置７４と、これらの入出力装置とコンピュータ６０のインタフェースとを含む。さらに、Ｉ／Ｏ６８は、他の記録媒体の読み取りまたは書き込み装置（不図示）とのデータの入出力制御を行ってもよい。

【0027】

通信Ｉ／Ｆ７０は、コンピュータ６０と外部の装置との通信を行うためのネットワーク接続用インタフェースである。通信Ｉ／Ｆ７０は、有線回線と接続するためのネットワークインタフェースでもよいし、無線回線と接続するためのネットワークインタフェースでもよい。たとえば、三次元画像生成装置１００を実現するコンピュータ６０は、通信Ｉ／Ｆ７０により通信ネットワーク３を介して各測定装置５と接続されてもよい。

【0028】

後述する図３の本実施形態の三次元画像生成装置１００の各構成要素は、図２のコンピュータ６０のハードウェアとソフトウェアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。以下説明する各実施形態の三次元画像生成装置１００を示す機能ブロック図は、ハードウェア単位の構成ではなく、論理的な機能単位のブロックを示している。

【0029】

三次元画像生成装置１００は、複数のコンピュータ６０により構成されてもよいし、仮想サーバにより実現されてもよい。あるいは、ＳａａＳ（Software as a Service）により、利用者の端末にサーバコンピュータ上で動作しているアプリケーションの利用を提供する形態であってもよい。

【0030】

本実施形態のプログラム８０は、三次元画像生成装置１００を実現させるためのコンピュータ６０に、以下の手順を実行させるように記述されている。コンピュータが実行する手順は、測定装置５の設置位置を水平方向および鉛直方向の少なくとも一方を異ならせた状態で、構造物を複数回測定することにより、構造物の互いに異なる部分の形状および色を示す複数の点群データを取得する手順、および、複数の点群データを処理することにより、構造物の三次元画像を生成する手順、を含む。

【0031】

本実施形態のコンピュータプログラム８０は、コンピュータ６０で読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。記録媒体は特に限定されず、様々な形態のものが考えられる。また、プログラム８０は、記録媒体からコンピュータ６０のメモリ６４にロードされてもよいし、通信ネットワーク３を通じてコンピュータ６０にダウンロードされ、メモリ６４にロードされてもよい。

【0032】

コンピュータプログラム８０を記録する記録媒体は、非一時的な有形のコンピュータ６０が使用可能な媒体を含み、その媒体に、コンピュータ６０が読み取り可能なプログラムコードが埋め込まれる。コンピュータプログラム８０が、コンピュータ６０上で実行されたとき、コンピュータ６０に、三次元画像生成装置１００を実現させる。

【0033】

図３は、本実施形態の三次元画像生成装置１００の論理的な構成を示す機能ブロック図である。三次元画像生成装置１００は、点群データ取得部１０２と、画像生成部１０４と、備える。
点群データ取得部１０２は、測定装置５の設置位置を水平方向および鉛直方向の少なくとも一方を異ならせた状態で、構造物を複数回測定された結果得られる、構造物の互いに異なる部分の形状および色を示す複数の点群データを取得する。
画像生成部１０４は、複数の点群データを処理することにより、構造物の三次元画像を生成する。
ただし、点群データ取得部１０２が取得する構造物の互いに異なる部分とは、構造物の互いに異なる部分だけでなく、同じ部分を含んでもよい。

【0034】

実施形態において「取得」とは、自装置が他の装置や記録媒体に格納されているデータまたは情報を取りに行くこと（能動的な取得）、および、自装置に他の装置から出力されるデータまたは情報を入力すること（受動的な取得）の少なくとも一方を含む。能動的な取得の例は、他の装置にリクエストまたは問い合わせしてその返信を受信すること、および、他の装置や記録媒体にアクセスして読み出すことなどがある。また、受動的な取得の例は、配信（または、送信、プッシュ通知など）される情報を受信することなどがある。さらに、「取得」とは、受信したデータまたは情報の中から選択して取得すること、または、配信されたデータまたは情報を選択して受信することであってもよい。

【0035】

本実施形態において、好ましくは、構造物は、文化財、寺社仏閣、世界遺産（世界遺産委員会認定）、産業遺産（国際産業遺産保存委員会認定）、近代化産業遺産（経済産業省認定）、土木遺産（土木学会選奨）、景勝地、地形、あるいは、今後後世に残す必要がある建造物および景勝地の少なくともいずれか一つを含む歴史的建造物および遺跡を含む。この場合、本実施形態の三次元画像生成装置１００により生成される三次元画像は、構造物の風合い、色合いを後世に伝えるためのものである。一般的な建築現場では構造物の測量が目的であるため、三次元画像により形状が把握できればよい。これに対し、本実施形態では、構造物の形状、風合いを後世に伝えることが目的であるため、形状だけでなく、風合い、色合い、情景が三次元画像に表現されることが好ましい。

【0036】

また、文化財などの歴史的な木造建築では、屋根や庇、天井などの下の複数の梁や小梁が格子状に配置され，これらの梁や小梁の背面に直接レーザがあたらない。また、和室においては、床の間、天袋、欄間、落とし掛け、書棚など、いりくんだ複雑な形状が多いため、レーザの死角が多数発生する。本実施形態では、このような死角をなくすための方法を提供する。

【0037】

図４は、本実施形態の三次元画像の生成方法の工程を説明するフローチャートである。
本実施形態の三次元画像の生成方法は、点群データ生成工程（ステップＳ１０１）と、三次元画像生成工程（ステップＳ１０３）とを含む。
ステップＳ１０１の点群データ生成工程では、測定装置５の設置位置を水平方向および鉛直方向の少なくとも一方を異ならせた状態で、構造物を複数回測定することにより、構造物の互いに異なる部分の形状および色を示す複数の点群データを生成する。
ステップＳ１０３の三次元画像生成工程では、複数の点群データを処理することにより、構造物の三次元画像を生成する。

【0038】

図１６は、測定装置５のレーザの照射方向について説明する図である。測定装置５は、水平方向に３６０度の範囲（図１６（ａ））でレーザの照射角度を変えるとともに、鉛直方向については、水平位置を０度として天頂方向に９０度、下方は－６０度の範囲（図１６（ｂ））でレーザの照射角度を変えながら測定対象物をスキャンする。図１６（ｃ）は測定装置５の測定範囲全体を示している。

【0039】

上記したように、文化財などの歴史的な木造建築では、屋根や庇などの下の複数の梁や小梁が多数配置されることから、これらの梁や小梁の背面に直接レーザが当たらない死角が発生する。以下、図面を用いて本発明の測定装置５の設置方法により、これらの死角を効率よく削減する例を説明する。

【0040】

図１７～図２１は、屋根の縦断面図である。図１７に示すような屋根の下に小梁１０がある例では、測定装置５ａを屋根の下の位置Ｌａに設置した場合、太線部分が、レーザ照射可能な範囲、すなわち、測定可能な範囲を示している。それ以外の領域は、死角となっている。

【0041】

図１８の例では、図１７の測定装置５ａの位置Ｌａと水平方向は同じ位置で、鉛直方向により低い位置Ｌｂに測定装置５ｂを設置した場合の例を示している。測定装置５ｂの測定範囲（図中、太線で示す）は、図１７の測定装置５ａの測定範囲より広範囲をカバーしている。ただし、測定装置５ｂの点群密度は、測定装置５ａの点群密度より低くなる。

【0042】

図１９の例では、図１７の測定装置５ａの位置と水平方向と鉛直方向の両方を変えた位置Ｌｃに測定装置５ｃを設置した場合の例を示している。測定装置５ｃの測定範囲は、図中、太線で示されている。図１９の例では、図１７の例と点群密度は略同じである。

【0043】

図２０の例では、図１９の測定装置５ｃの位置Ｌｃと水平方向は同じ位置で、鉛直方向により低く、かつ、図１８の測定装置５ｂより高い位置Ｌｄに測定装置５ｄを設置した場合の例を示している。測定装置５ｄの測定範囲は、図中、太線で示されている。図２０の測定装置５ｄの点群密度は、測定装置５ａ、５ｂ、５ｃの中間の値である。

【0044】

これらの組み合わせを考える。位置Ｌｂの測定装置５ｂと位置Ｌｄの測定装置５ｄを組み合わせた場合、小梁１０ならびに小梁１０の間の屋根の下面を網羅できる。他の組み合わせでは、死角がそれぞれ残る。ただし、測定装置５ｂと測定装置５ｄの組み合わせは、他の組み合わせに比べて点群密度が低くなる。そこで、位置Ｌａの測定装置５ａと位置Ｌｃの測定装置５ｃにより、上記の組み合わせの点群密度の低いところを補完するスキャンを行うことができる。

【0045】

一方、図２１に示すように、測定装置５ａの位置を、鉛直方向に少し下げた位置Ｌｅとした場合の比較例では、測定装置５ａと測定装置５ｄで測定対象を全体的に網羅することができる。しかしながら、この例では、点群が重なっている部分が、主に小梁１０の下面のみとなる。つまり、小梁１０の下面のみの点群密度が高くなるため、他の部分との点群密度の濃淡が明確になってしまう。そのため、風合いを表現することが重要である本発明の測定対象である文化財などの歴史的な構造物の場合には、好ましくない。

【0046】

図５は、複数の測定装置５の配置の一例を示す図である。
複数の測定装置５は、その設置位置を水平方向および鉛直方向を異ならせて配置されている。ここで、測定装置５は必ずしも複数台なくてもよく、測定装置５の複数の設置場所に、少なくとも１台の測定装置５を移動させて測定を行ってもよい。つまり、複数の測定装置５とは、複数の設置場所に設置される測定装置５を意味しており、測定に使用される測定装置５の台数を意味するものではない。複数の測定装置５のうち、スキャニングは１台ずつ順番に行ってもよいし、所定台数で同時に行ってもよい。

【0047】

測定装置５の配置方法は以下に例示される。
（１）対象（以下、測定対象ということもある）の一面に対して、比較的低い視点から測定できる位置に、一面から所定の距離離れた位置に、隣り合う測定装置５のスキャニング領域（点群データ）が重なるように、間隔を空けて複数並べる。
（２）（１）の死角をなくすために、（１）より高い視点から測定できる位置に、（１）と同じ所定の距離一面から離して複数配置する。
（３）さらに、（１）の死角をなくすために、（１）より一面からさらに離れた位置で、かつ、斜めの視点から測定できる位置に配置する。配置する位置は、対象の両サイドでもよく、対象の付随物を測定できる位置でもよい。高さは、（１）と（２）の間の高さでもよい。一面との距離は、（１）の測定装置５のスキャニング領域と（３）の測定装置５のスキャニング領域の少なくとも一部が重なる程度離す距離がよい。
（４）対象の周囲の付随物を測定するために、（３）よりさらに一面から離れた位置に複数配置する。複数の測定装置５はそれぞれ高さを変えてもよい。一面との距離は、（３）の測定装置５のスキャニング領域と（４）の測定装置５のスキャニング領域の少なくとも一部が重なる程度離す距離がよい。
（５）（４）の死角をなくすために、さらに測定装置５を、（４）よりさらに一面から離れた位置に複数配置してもよい。複数の測定装置５はそれぞれ高さを変えてもよい。一面との距離は、（４）の測定装置５のスキャニング領域と（５）の測定装置５のスキャニング領域の少なくとも一部が重なる程度離す距離がよい。以下、測定対象とその付随物が測定されるまで（５）を繰り返す。なお，死角とは測定対象の構造物の形状に起因して生じる部分以外にも、測定装置５自身の死角（自身の足元、三脚類、図１６（ｂ）の下方－６０度から－９０度（地面まで）の範囲）も含む。

【0048】

図５の例で具体的に説明する。例えば、４つの測定装置５ａは、比較的低い視点から測定できる位置に配置されており、門の庇の下、柱の内側、門の形状を測定する。測定装置５ａの配置数は，庇の下の小梁と小梁の空きの空間の死角をなくすことが望ましい。２つの測定装置５ｂは、測定装置５ａの死角を補填するために測定装置５ａより高い視点から測定できる位置に配置されている。２つの測定装置５ｃも、測定装置５ａの死角を補填するために、測定装置５ａより斜め後方の低い視点から測定できる位置に配置されており、門の外側、柱の外側、土塀の瓦の下を測定する。４つの測定装置５ｄも、測定装置５ａ、５ｂ，５ｃの死角を補填するために、測定装置５ａ、５ｂ，５ｃの斜め後方のより低い視点から測定できる位置に配置されており、門の前の階段のステップ（踏面、踊り場）や蹴上を測定する。４つの測定装置５ｅは、測定装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの死角を補填するために、測定装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの斜め後方のより低い視点から測定できる位置に配置されている。

【0049】

このように、複数の測定装置５は、位置を変えるとともに、高さを変えることで、木造建築の梁の裏側や、複雑にいりくんだ形状などによる死角を効果的になくすことができる。また、測定装置５の測定方向については、例えば、図１６（ｂ）のように鉛直方向に２４０度測定してもよいし、所定の範囲に測定方向（言い換えるとレーザの照射角度）を限定してもよい。例えば、屋外での測定の場合には、測定装置５の天頂方向に構造物や樹木などが存在していないことが明らかな場合、天頂方向を測定範囲から除外してもよい。測定範囲を限定することで点群データの容量を削減できる。ただし、測定範囲を部分的に除外した場合、点群データ同士の結合が困難となる場合もある。そのため、点群データ同士の結合に影響を及ぼさない範囲で測定範囲を限定することがより好ましい。

【0050】

ステップＳ１０１の点群データ生成工程において、測定対象を複数の領域に分けて測定して生成された複数の点群データのうち、隣り合う領域を測定した２つの点群データにおいて、隣り合う領域は、部分的に互いに重なっている。言い換えると、生成される２つの点群データにおいて隣り合う領域は、部分的に重なるように測定装置５を配置して測定される。図６（ａ）に示すように、それぞれ生成された２つの点群データが示す領域（以下、範囲ということもある）Ｒ１とＲ２は、測定対象の同じ箇所を測定した部分（星マークＳで示される部分）を含む。言い換えると、この２つの点群データの領域Ｒ１とＲ２は、星マークＳで示される部分が重複している。

【0051】

ステップＳ１０３の三次元画像生成工程では、この重なっている部分を基準にして２つの点群データを結合させることができる。図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）の２つの点群データの範囲Ｒ１とＲ２は、星マークＳで位置合わせをして結合できる。重ねられた部分は、ハッチングで示されている。

【0052】

具体的な例として、例えば、特に、門の開閉ができない建造物において、門の内側と外側で見通しがきかないような場合に、門の内側と門の外側のそれぞれからスキャニングを行う。スキャニングを行う場合に、スキャニング範囲に共通の部分を含むように測定装置５の位置を選ぶ。門の内側と外側のそれぞれからのスキャニングの結果得られた２つの点群データを、共通の部分を重ねて位置合わせをして結合する。共通の部分は、点群データを重ね合わせる際に目印となるような箇所を選んでもよい。

【0053】

重複する部分は、複数となるように測定装置５の位置を選ぶのが好ましい。また、重複部分を結合するとき、複数の重複部分のうち、結合精度が最も高いものを選んで結合するのがよい。

【0054】

このようにして複数の測定装置５により死角をなくすことはできるが、結果として多数の点群データを重ねて三次元画像を生成することとなるため、ノイズも多く発生し、さらに測定対象の風合いや品質を低下させてしまう。

【0055】

そこで、本実施形態では、測定装置５によって得られた点群データをすべては使用せずに、部分的に使用する。ステップＳ１０３の三次元画像生成工程において、複数の測定装置５により取得される点群データを結合する際に、重なっている部分の少なくとも一部を削除する。例えば、点群データの重複する部分や不要な部分は画像処理によって削除し、部分的に使用する。これにより、ノイズが低減し、風合いの確保が可能になる。図６（ｂ）で説明すると、２つの点群データの範囲Ｒ１とＲ２が重なっているハッチング部分について、いずれか一方の点群データを削除してもよい。
あるいは、２つの点群データの重複部分について、平均値、中間値など統計処理を行ってもよい。

【0056】

図７～図１２を用いて、重複部分の削除方法について説明する。ここでは、測定対象となる構造物が対象Ａ、対象Ｂ、対象Ｃの３つがあるとする。対象Ａは、文化財であり、対象Ｂと対象Ｃは、例えば、土塀などの付随物であるとする。

【0057】

図７に示すように、対象Ａを測定するために、６つの測定装置５ａが配置され、領域Ｒ１１、Ｒ１２の範囲が測定される。次に、図８に示すように、対象Ｂを測定するために、３つの測定装置５ｂが配置され、領域Ｒ２１、Ｒ２２の範囲が測定される。次に、図９に示すように、対象Ｃを測定するために、２つの測定装置５ｃが配置され、領域Ｒ３１～Ｒ３４が測定される。

【0058】

このような測定により得られた点群データをすべて重ねると、図１０に示すように、各領域が重なる部分が多く存在する。この場合、風合いが損なわれる可能性が高い。そこで、図１１に示すように、重複している部分的な点群データを削除する。例えば、領域Ｒ２１、Ｒ３３、Ｒ３４を削除する。

【0059】

さらに、図１２に示すように、対象Ｂの測定装置５ａによる領域Ｒ１２内の点群データを削除してもよい。このようにすることで、風合いを確保できる。

【0060】

文化財などの構造物において、高所にある欄間、長押、小梁などは、それ自身が影となり、レーザの死角が生まれる。また、長い廊下や通路、通りなどでは、スキャニングの位置の高さが低いと、箪笥の上面、庇の上部などにも多くの死角が発生する。

【0061】

これらの測定には、スキャニング位置の高さを高くする（例えば、７メートルなど）ことにより、高い視点からのスキャニングができるので、死角をなくせる。

【0062】

また、長い廊下や通路、通りなどでは、通路の長手方向に沿って配置される複数の測定装置５のスキャニングの高さを互いに変えるのが好ましい。第１の高さ、第１の高さより高い第２の高さ、第２の高さより高い第３の高さなどを、組み合わせでもよい。例えば、第３の高さ、第１の高さ、第３の高さ、第１の高さ、第２の高さ、第１の高さ、第３の高さなどにスキャニングの高さを変えて複数の測定装置５を、所定の間隔を開けて配置するのが好ましい。上記したように、測定装置５間の所定の間隔は、各測定装置５のスキャン領域が少なくとも部分的に重なるように設定する。

【0063】

図１３（ａ）に示すように、本実施形態の複数の測定装置５は、例えば、第１の高さｈ１と、第１の高さｈ１より高い第２の高さｈ２に、測定装置５の高さを交互に千鳥状に設定する。

【0064】

ステップＳ１０１の点群データ生成工程において、構造物より高い位置に配置される複数の測定装置５間の間隔は、構造物より低い位置に配置される測定装置５間の間隔よりも広くなるようにする。さらに、ステップＳ１０１の点群データ生成工程において、構造物より高い位置に配置される測定装置５により取得される点群データの密度は、構造物より低い位置に配置される測定装置５により取得される点群データの密度より低く設定する。

【0065】

第２の高さｈ２の位置からスキャニングを行う場合、第１の高さｈ１の低い位置からスキャニングを行う場合よりも地面に照射されるレーザの角度が鉛直に近くなるため、レーザの照射密度が高くなる。また，レーザの反射強度も高くなる。そのため、第２の高さｈ２の位置からスキャニングを行う方が、第１の高さｈ１の位置からスキャニングする場合よりもレーザの照射間隔を粗くでき、結果として同一精度かつ同一範囲の点群データを得るためのスキャン時間も短くできる。高い視点からのスキャンの間に低い視点からのスキャンを組み合わせて千鳥配置にすることで、死角を効果的になくすことができる。

【0066】

例えば、図１３（ｂ）のように、第１の高さｈ１に複数の測定装置５の高さを設定する場合、測定装置５の設置間隔は、図１３（ａ）の２分の１になり、測定装置５の必要台数も５箇所に増加する。これは、高い視点からのスキャンは、スキャニングのカバー範囲が広がり、点群同士の結合が容易となることから、スキャン間隔を大きくできる。結果として、現地でのスキャン作業を短くできる。

【0067】

同程度の精度の点群データを得る場合であっても、図１３（ａ）の配置の方が、図１３（ｂ）の配置より、スキャニング密度を低くでき、スキャン時間も短くできる。よって、得られる点群データのデータ容量も図１３（ａ）の配置の方が削減できる。また、作業工程時間も図１３（ａ）の配置の方が短縮でき、人件費も削減できる。また、後述するように、構造物のスキャニングは屋外で行われるものが多く、その場合、時間がかかると、日照の方角が変わり、影のでき方や光の強さが変わるため、三次元画像の風合いや色合いに影響がでる可能性も高くなるため、作業時間が短い程、好ましい。

【0068】

また、ステップＳ１０１の点群データ生成工程において、少なくとも一部の点群データを生成するとき、測定装置５の高さを構造物より高い位置に配置する。さらに、図１４に示すように、ステップＳ１０１の点群データ生成工程において、測定装置５の設置位置を、構造物より高い位置（高さｈ２）と、構造物より低い位置（高さｈ１）と、が交互に繰り返されるようにする。

【0069】

図２２～図２４は、測定装置５の設置例を説明するための図である。図２２（ａ）、図２３（ａ）、図２４（ａ）は上から見た平面図であり、図２２（ｂ）、図２３（ｂ）、図２４（ｂ）はそれぞれ図２２（ａ）、図２３（ａ）、図２４（ａ）の線Ｉ－Ｉから見た断面図である。
図２２は、通路の中央に同じ高さで測定装置５ａを一列に並べた例であり、これは一般的な測量で用いられる配置例である。この配置例の場合、両脇の土塀と建屋の庇の下は死角となる。

【0070】

図２３は、庇の下の死角をなくすために同じ高さの測定装置５ｂを追加した例である。測定装置５の総台数が１２台に増加し、スキャン数は、図２２の例の６スキャンの２倍の１２スキャンになる。このため図２３の例では、図２２の例に比べて測定範囲は広がるが、ノイズが発生し、測定時間も長くなる。

【0071】

図２４は、異なる高さに測定装置５を配置した例である。この例では、通路の中央に高さを高くした測定装置５ｃを配置し、庇の下をスキャンする測定装置５ｄを配置している。高い位置の測定装置５ｃにより、スキャニング領域が広がるので全体を測定でき、屋根の上も測定できる。低い位置の測定装置５ｄにより、庇の下を測定できる。この例では、高い位置の測定装置５ｃが広範囲をカバーするため、低い位置の測定装置５ｄの間隔を図２３の例の測定装置５ｂの間隔に比べて広くとることができる。このため、図２４の例では、図２３の例に比較して少ないスキャン数で、屋根、庇下等の死角もなくしたスキャンが可能になる。

【0072】

以上説明したように、本実施形態によれば、複数の測定装置５の高さを変えて配置して測定して得られる点群データを用いて構造物の三次元画像を生成するので、測定装置５の死角をなくすことができる。また、複数の測定装置５により得られる点群データのうち、部分的に重なっている部分を削除するので、構造物の風合いや色合い、および情景を損なうことなく実物により近い三次元画像を生成できる。

【0073】

測定装置５の高さを高くすることで、スキャニング密度を削減し、スキャン時間を短縮できる。これにより、点群データのデータ容量を削減できる。点群データを転送する場合、転送時間も短くなる。作業効率も向上し、作業コストも低減できる。

【0074】

（第２の実施の形態）
本実施形態の三次元画像の生成方法は、上記実施形態とは、点群データ生成工程において、測定条件を規定する点以外は、上記実施形態と同様である。

【0075】

構造物の三次元画像の風合いおよび色合いは、スキャニングの環境、例えば、天候、時間帯、季節、太陽の位置および角度、および日差しの有無などに大きく左右される。１箇所あたりのスキャニングは、スキャンする点群密度により異なるが３～１５分程度が実用的な範囲である。そのため、特に屋外においては、スキャニング時に、太陽が、雲に隠れたり、雲から出たりするのを繰り返すと、日差しがまちまちとなるため、測定対象の影のでき方、光の当たり方、光の強さが秒単位で異なり、風合いおよび色合いを再現することが難しくなる。また、スキャン数が多くなる場合、時間帯によって影のでき方が異なり、一つの建屋をスキャンしても、午前と午後のスキャンでは影が不自然になり、同様に風合いおよび色合いを再現することが難しくなる。

【0076】

このような課題があるため、本実施形態において、ステップＳ１０１の点群データ生成工程は、天候が曇りのときに行うのが好ましく、さらに、屋内であれば雨天でもよい。さらに、ステップＳ１０１の点群データ生成工程を行う時間帯を、構造物の部分毎に揃えるのが好ましい。例えば、対象が文化財であれば、構造物のうち、文化財建築の部分と、その付随物である土塀などの部分とを区別して、測定時間帯を部分毎に揃える。

【0077】

また、ステップＳ１０１の点群データ生成工程において、日差しが斜光の場合には、測定装置５の影が写り込まない位置に当該測定装置５を設置する。また、風の強さが所定の風速以下の場合に、屋外の構造物のスキャニングを行うのが好ましい。所定の風速は、例えば、測定装置５が風によって揺れない程度の値（例えば、６ｍ／ｓ）以下であるのが好ましい。

【0078】

影の出き方によっては、時間帯を制限したスキャニングがよい。構造物の各部分が、例えば、対象Ａおよび対象Ｂからなる例では、対象Ａは「午前のみ」、対象Ｂは「夕方のみ」に限定する。これにより、対象毎に影のでき方が統一され、また光の強さも統一されることから、風合いおよび色合いを引き出すことができる。また、日が低い場合（所謂、斜光の場合）には、測定装置５の本体や三脚の影が写り込む可能性があるため、測定装置５の配置には、これらの写り込みのない位置を選定する。

【0079】

また、屋内においては、窓または開口部からの入光が、風合いおよび色合いに影響を与える可能性がある。影響を与える可能性がある場合には、屋外と同様な対策を行う。また、屋内では、照明を一定にするのが好ましい。

【0080】

さらに、ステップＳ１０１の点群データ生成工程において、構造物が反射面を含む場合、当該反射面に写り込みがない位置に測定装置５を配置する。

【0081】

例えば、構造物に窓ガラスまたは鏡などの反射面が含まれる場合、当該反射面に写り込んだ物体の像が点群データに含まれてしまう。よって、測定装置５を設置する際、反射面に写り込みがない位置を選ぶ。

【0082】

以上説明したように、本実施形態によれば、天候や時間帯を考慮して効率よくスキャニングを行うことができる。また、光の強度や影により風合いや色合いを損ねることを防げる。

【0083】

（第３の実施の形態）
本実施形態は、上記実施形態の三次元画像の生成方法を実行するために、作業者に三次元画像の生成方法のガイダンスを出力するガイダンス装置２００を備える点以外は上記実施形態の少なくともいずれか一つと同じである。

【0084】

図１５は、本実施形態のガイダンス装置２００の論理的な構成を示す機能ブロック図である。
本実施形態のガイダンス装置２００は、例えば、作業者が現場で使用できるように、携帯型の端末装置により実現されるのが好ましい。ガイダンス装置２００は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）である。これらの端末装置は、上記した図２のコンピュータ６０により実現される。あるいは、後述する三次元画像処理用のガイダンスの場合、ガイダンス装置２００は、三次元画像生成装置１００に含まれてもよい。

【0085】

ガイダンス装置２００を実現するプログラム８０は、コンピュータ６０上で実行されたとき、コンピュータ６０に、ガイダンス装置２００を実現させる。プログラム８０は、作業者に三次元画像の生成方法のガイダンスを提示する手順をコンピュータ６０に実行させる。

【0086】

本実施形態のガイダンス装置２００は、コンピュータ６０に、当該ガイダンス装置を実現するアプリケーションプログラムをインストールして実行することにより実現されてよい。あるいは、ガイダンス装置２００は、コンピュータ６０上でブラウザなどのプログラムを起動し、所定のウェブサイトにアクセスして、ガイダンスの内容を含むコンテンツを表示させることにより実現されてもよい。所定のウェブサイトは、例えば、予めユーザ登録された認証情報（ユーザＩＤとパスワードなど）を入力してログインすることによりアクセスできるのが好ましい。

【0087】

ガイダンス装置２００は、上記実施形態で説明した三次元画像の生成方法を、作業者に実行させるためのガイダンスを提示する提示部２０２を備える。

【0088】

ガイダンスは、音声、画像、映像、およびテキストの少なくともいずれか一つを含むコンテンツによって提示される。提示部２０２は、ガイダンスを、画面を表示するディスプレイ、および音声を出力するスピーカの少なくともいずれか一つを含む出力装置７４に出力するとともに、オペレータの操作を受け付ける操作部、例えば、タッチパネル、操作スイッチ、キーボードなどの少なくともいずれか一つを含む入力装置７２から、操作を受け付ける。操作部は、ディスプレイに表示される、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ（Graphical User Interface））も含む。

【0089】

ガイダンス内容は、現場で作業者が測定作業を行う際に必要な手順や注意点、三次元画像処理の際に必要な手順や注意点を含む。

【0090】

＜死角をなくすためのガイダンス＞
文化財と、その付随物の対象ごとに測定装置５の設置位置をアナウンスする。
具体的には、まず、文化財の周囲に、所定間隔を開けて、測定装置５を、高さを変えて配置することをアナウンスする。間隔および高さの設定の推奨値をアナウンスしてもよい。スキャニング密度と時間の推奨値をアナウンスしてもよい。

【0091】

次に付随物の周囲に、所定間隔を開けて、測定装置５を、高さを変えて配置することをアナウンスする。間隔および高さの設定の推奨値をアナウンスしてもよい。スキャニング密度と時間の推奨値をアナウンスしてもよい。構造物より高い位置と、低い位置の両方に測定装置５を配置するのが好ましいことをアナウンスする。

【0092】

また、高い位置と低い位置を交互に配置するのが好ましいことをアナウンスする。さらに、構造物より高い位置に配置される測定装置５間の間隔は、構造物より低い位置に配置される測定装置５間の間隔よりも広くなるようにすることをアナウンスする。さらに、構造物より高い位置に配置される測定装置５により取得される点群データの密度を、構造物より低い位置に配置される測定装置５により取得される点群データの密度より低く設定するようにアナウンスする。

【0093】

測定対象の選択（例えば、文化財および付随物のうちのいずれかを選択）画面を提示し、当該選択を促し、選択を受け付けた後、対応する測定装置５の設置位置のガイダンスを選択して提示してもよい。上記実施形態で説明したように、文化財が対象の場合と、付随物が対象の場合で、測定装置５の配置方法や、スキャニング密度や時間の推奨値が変更されて提示される。

【0094】

他の例では、構造物の種別（門、階段、参道、鳥居、本堂など）の選択を受け付け、受け付けた構造物の種別に応じた測定装置５の設置位置を提案するガイダンスを行ってもよい。また、構造物に梁があるか否かを受け付け、梁がある場合は、梁の裏側を測定できるように測定装置５を配置し、ガイダンスを提示してもよい。

【0095】

例えば、図５のような構造物の門を測定する場合、はじめに、門の前の下方、１列に測定装置５を配置することをアナウンスする。次に、門の屋根の裏側の梁の裏の死角をなくすために、最初に配置した測定装置５より高い位置に測定装置５を配置することをアナウンスする。さらに、門から離れた位置から門の外観を測定できる位置に測定装置５を配置することをアナウンスしてもよい。また、階段の場合、階段の各ステップと蹴上部分を測定できる位置に測定装置５の高さを変えて、測定装置５を配置することをアナウンスしてもよい。

【0096】

＜風合い、色合いを確保するためのガイダンス＞
測定日時の天気予報を提示し、曇りが最も好ましく、次に雨天が好ましいことをアナウンスする。また、測定日の曇りの時間帯と、当該時間帯に屋外を測定するのが好ましいことをアナウンスする。あるいは、測定日の雨天の時間帯と、当該時間帯は屋内を測定するのが好ましいことをアナウンスする。

【0097】

具体的には、提示部２０２は、オペレータに測定日時と測定場所の入力を受け付ける画面を表示し、入力を促すメッセージを出力し、オペレータの画面操作により入力を受け付ける。そして、入力された測定日時と測定場所から天気予報のウェブサイトにアクセスして天気予報の情報を取得する。そして、取得した天気予報の情報を提示するとともに、ガイダンスを提示する。

【0098】

また、晴天や曇りなどの天候によって測定装置５によるスキャニング密度や時間の推奨値を変更してもよい。さらに、天気予報から風速の情報も取得してもよい。測定日時の風速が所定値以上の場合、屋外の測定には向かないことをアナウンスしてもよい。あるいは、時間帯によって風速が異なる場合、所定値未満の時間帯に屋外を測定することを推奨するメッセージを提示してもよい。

【0099】

測定日時が、斜光の時間帯の場合、測定装置５本体や三脚の影が写り込まない位置に測定装置５の設置場所を選ぶようにアナウンスする。天候が晴天の場合や屋内の場合、構造物に反射面（窓ガラスや鏡）があるか否かの選択を受け付け、反射面がある場合、反射面に写り込みがない位置に測定装置５の設置場所を選ぶようにアナウンスする。

【0100】

＜三次元画像生成の画像処理のガイダンス＞
上記実施形態で図７～図１２を用いて説明した、複数の測定装置５から取得される点群データの重複部分の削除方法をガイダンスしてもよい。ガイダンス装置２００は、点群データの重複部分を検出する検出部（不図示）をさらに備えてもよい。

【0101】

点群データの重複部分削除のガイダンスは、以下の構成としてもよい。例えば、提示部２０２は、現場で測定装置５から取得した測定値から点群データを生成する際に、測定装置５の測定位置から重複部分を求め、重複部分の点群データを削除するか否かを問合せるメッセージを出力し、削除するか否かの操作を受け付け、削除するとの操作を受け付けた場合に、重複部分の削除処理を行う構成としてもよい。

【0102】

この構成によれば、点群データを生成時に重複部分を削除できるので、三次元画像生成装置１００の点群データ取得部１０２が取得する点群データのデータ容量を削減できる。測定装置５から三次元画像生成装置１００へのデータ転送容量を削減できるので転送時間を短縮できる。あるいは、測定装置５から点群データを書き込む記録媒体のデータ容量を削減でき、記録媒体とのデータの書き込みまたは読み込み時間を削減できる。

【0103】

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
たとえば、上記実施形態の三次元画像の生成方法を現場で実行する前に、事前に測定条件および測定装置５の設置位置およびスキャニング密度、時間などの計画を立てるスキャニング計画工程をさらに含んでもよい。そして、上記実施形態のガイダンス装置２００の提示部２０２は、当該スキャニング計画工程をオペレータに実行させるためのガイダンスをさらに提示してもよい。つまり、提示部２０２は、事前にスキャニング計画を立てる際に必要な内容を含むガイダンスを提示してもよい。

【0104】

このスキャニング計画工程において、本実施形態の測定条件と、上記実施形態の測定装置５の設置位置とを適切に組み合わせる。事前に、対象毎にスキャニングを実行する時間帯を考慮するのが好ましい。例えば、対象毎にスキャニングを実行する時間帯の制約条件を考慮する。事前に天気予報により天候を予測し、スキャニング計画を立てるのが好ましい。例えば、屋外で、文化財建築そのものの測定対象である対象Ａと、文化財の付随物である土塀などの対象Ｂと、屋内の対象Ｃをスキャニングする場合、午前中、曇りで午後晴天の天気予報である場合、午前中に対象Ａと対象Ｂをスキャニングし、午後に対象Ｃをスキャニングするよう計画を立てる。

【0105】

また、対象Ａと対象Ｂのスキャニング計画は、測定装置５の設置位置およびスキャニングの精度や時間を、測定対象そのものである対象Ａと付随物である対象Ｂとをそれぞれ区別して計画を立てる。

【0106】

以上、実施形態および実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【0107】

以下、参考形態の例を付記する。
１． 測定装置の設置位置を水平方向および鉛直方向の少なくとも一方を異ならせた状態で、構造物を複数回測定することにより、前記構造物の互いに異なる部分の形状および色を示す複数の点群データを生成する点群データ生成工程と、
前記複数の点群データを処理することにより、前記構造物の三次元画像を生成する三次元画像生成工程と、
を含む、三次元画像の生成方法。
２． １．に記載の三次元画像の生成方法において、
前記点群データ生成工程において、隣り合う前記部分を測定した２つの前記点群データにおいて、前記隣り合う２つの前記部分は、部分的に互いに重なっている三次元画像の生成方法。
３． ２．に記載の三次元画像の生成方法において、
前記三次元画像生成工程において、複数の前記測定装置により取得される前記点群データを結合する際に、前記重なっている部分の少なくとも一部を削除する、三次元画像の生成方法。
４． １．から３．のいずれか一つに記載の三次元画像の生成方法において、
前記点群データ生成工程において、少なくとも一部の前記点群データを生成するとき、前記測定装置の高さを前記構造物より高い位置に配置する、三次元画像の生成方法。
５． ４．に記載の三次元画像の生成方法において、
前記点群データ生成工程において、前記測定装置の設置位置を、前記構造物より高い位置と、前記構造物より低い位置と、が交互に繰り返されるようにする、三次元画像の生成方法。
６． １．から５．のいずれか一つに記載の三次元画像の生成方法において、
前記点群データ生成工程において、前記構造物より高い位置に配置される前記測定装置間の間隔は、前記構造物より低い位置に配置される前記測定装置間の間隔よりも広くなるようにする、三次元画像の生成方法。
７． ６．に記載の三次元画像の生成方法において、
前記点群データ生成工程において、前記構造物より高い位置に配置される前記測定装置により取得される前記点群データの密度は、前記構造物より低い位置に配置される前記測定装置により取得される前記点群データの密度より低く設定する、三次元画像の生成方法。
８． １．から７．のいずれか一つに記載の三次元画像の生成方法において、
前記点群データ生成工程は、天候が曇りのときに行う、三次元画像の生成方法。
９． １．から８．のいずれか一つに記載の三次元画像の生成方法において、
前記点群データ生成工程を行う時間帯を、前記構造物の部分毎に揃える、三次元画像の生成方法。
１０． １．から９．のいずれか一つに記載の三次元画像の生成方法において、
前記点群データ生成工程において、
日差しが斜光の場合には、前記測定装置の影が写り込まない位置に当該測定装置を設置する、三次元画像の生成方法。
１１． １．から１０．のいずれか一つに記載の三次元画像の生成方法において、
前記点群データ生成工程において、
前記構造物が反射面を含む場合、当該反射面に写り込みがない位置に前記測定装置を配置する、三次元画像の生成方法。
１２． １．から１１．のいずれか一つに記載の三次元画像の生成方法において、
前記構造物は、文化財、寺社仏閣、世界遺産（世界遺産委員会認定）、産業遺産（国際産業遺産保存委員会認定）、近代化産業遺産（経済産業省認定）、土木遺産（土木学会選奨）、景勝地、地形、あるいは、今後後世に残す必要がある建造物および景勝地の少なくともいずれか一つを含む歴史的建造物および遺跡を含み、
前記三次元画像は、前記構造物の風合い、色合いを後世に伝えるためのものである、三次元画像の生成方法。

【0108】

１３． １．から１２．のいずれか一つに記載の三次元画像の生成方法により生成される、測定装置の設置位置を水平方向および鉛直方向の少なくとも一方を異ならせた状態で、構造物を複数回測定することにより、前記構造物の互いに異なる部分の形状および色を示す複数の点群データを取得する点群データ取得手段と、
前記複数の点群データを処理することにより、前記構造物の三次元画像を生成する三次元画像生成手段と、を備える、三次元画像生成装置。
１４． コンピュータに、１３．に記載の三次元画像生成装置を実現させるためのプログラム。
１５． １．から１２．のいずれか一つに記載の三次元画像の生成方法を実行するために、作業者に三次元画像の生成方法のガイダンスを提示する提示手段を備える、ガイダンス装置。
１６． コンピュータに、１５．に記載のガイダンス装置を実現させるためのプログラム。

【符号の説明】

【0109】

１ 画像処理システム
３ 通信ネットワーク
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ 測定装置
１０ 小梁
６０ コンピュータ
６２ ＣＰＵ
６４ メモリ
６６ ストレージ
６８ Ｉ／Ｏ
６９ バス
７０ 通信Ｉ／Ｆ
７２ 入力装置
７４ 出力装置
８０ プログラム
１００ 三次元画像生成装置
１０２ 点群データ取得部
１０４ 画像生成部
１１０ 記憶装置
２００ ガイダンス装置
２０２ 提示部
Ａ、Ｂ、Ｃ 対象
ｈ１、ｈ２ 高さ
Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ、Ｌｅ 位置
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４ 領域
Ｓ 星マーク
Ｓ１０１ 点群データ生成工程
Ｓ１０３ 三次元画像生成工程

【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】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】