特許 7606374 スキャンデータ作成方法及びスキャンデータ作成システム

(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】2024-12-17

(45)【発行日】2024-12-25

(54)【発明の名称】スキャンデータ作成方法及びスキャンデータ作成システム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/43 20240101AFI20241218BHJP

【ＦＩ】

G05D1/43

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021042238

(22)【出願日】2021-03-16

(65)【公開番号】P2022142178

(43)【公開日】2022-09-30

【審査請求日】2023-12-01

(73)【特許権者】

【識別番号】302060926

【氏名又は名称】株式会社フジタ

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100182936

【弁理士】

【氏名又は名称】矢野 直樹

(72)【発明者】

【氏名】久保田 善経

(72)【発明者】

【氏名】山口 瞳

(72)【発明者】

【氏名】園木 匠

【審査官】影山 直洋

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０８４９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０８６９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８５６６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １／４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物の３次元デジタルモデルを作成するための３次元スキャンデータを取得するスキャンデータ作成方法であって、
対象物を計測する計測機器を有し、
前記対象物を計測可能な複数の計測位置を算出する計測位置算出ステップと、
前記複数の計測位置に前記計測機器を最小の移動コストで到達させる計測ルートを算出する計測ルート算出ステップと、
を行い、
前記計測ルート算出ステップでは、前記複数の計測位置をそれぞれ最短距離で論理的に到達可能な全ての辺を設定し、前記全ての辺から算出した最小全域木において、分岐までの戻りが発生する辺のコストの総和が最小となるルートを前記計測ルートとして定めることを特徴とするスキャンデータ作成方法。

【請求項2】

前記計測ルート算出ステップでは、前記計測ルートを最も効率良く辿る移動順序を算出し、移動順序情報を含む計測ルートとして決定することを特徴とする請求項１に記載のスキャンデータ作成方法。

【請求項3】

複数の前記計測機器により前記対象物の計測を行う場合に、前記複数の計測位置を複数のグループに分ける計測位置分類ステップと、
前記計測ルート算出ステップにおいて各グループについて前記計測ルートを算出した後に、各グループに含まれる計測位置を変更して前記計測ルートの算出を行い、最も移動コストが小さくなるグループ分けを算出する計測ルート補正ステップと、
を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスキャンデータ作成方法。

【請求項4】

前記計測ルート補正ステップでは、移動コストが最も大きいグループと最も小さいグループの移動コストの差が最小になるまで補正を行うことを特徴とする請求項３に記載のスキャンデータ作成方法。

【請求項5】

前記計測機器は自律移動可能な移動体に搭載され、
前記移動体に、前記計測ルート算出ステップで算出した前記計測ルートを移動する命令を送り、前記計測ルートに含まれる前記計測位置で前記計測機器による計測を実行させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のスキャンデータ作成方法。

【請求項6】

対象物の３次元デジタルモデルを作成するための３次元スキャンデータを取得するスキャンデータ作成システムであって、
対象物を計測する計測機器と、
前記対象物を計測可能な複数の計測位置を算出し、前記複数の計測位置に前記計測機器を最小の移動コストで到達させる計測ルートを算出する算出手段と、
前記計測機器を搭載して自律移動可能であり、前記算出手段からの命令により、前記計測ルートを移動して前記計測位置で前記計測機器による計測を実行する移動体と、
を有し、
前記算出手段は、前記複数の計測位置をそれぞれ最短距離で論理的に到達可能な全ての辺を設定し、前記全ての辺から算出した最小全域木において、分岐までの戻りが発生する辺のコストの総和が最小となるルートを前記計測ルートとして定めることを特徴とするスキャンデータ作成システム。

【請求項7】

複数台の前記移動体を有し、
前記算出手段は、前記計測ルートを算出するときに、複数台の前記移動体が前記複数の計測位置を最小の移動コストで移動するようにグループ分けすることを特徴とする請求項６に記載のスキャンデータ作成システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、スキャンデータ作成方法及びスキャンデータ作成システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、建築分野において、ＢＩＭ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）に代表される３次元スキャンデータを用いたモデリング方法の導入が進んでいる。ＢＩＭでは、建物などの３次元デジタルモデルをコンピュータ上に作成し、管理情報や設備情報を付加して総合的な建築関連データとすることで、様々な用途で利便性を高めることができる。例えば、建設中の建物の工程進捗管理などへの適用が可能である。

【0003】

３次元スキャンデータを取得する計測機器として、計測対象に対してレーザ光を放射状に照射して、計測対象の表面形状の３次元座標を取得する３次元スキャナが知られている。計測漏れがあると不完全な３次元デジタルデータとなる。

【0004】

特許文献１には、障害物が存在する監視対象領域に配置された複数の監視カメラを、障害物の死角領域を極力低減させて配置するための配置位置評価方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１－８６９９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

３次元スキャンデータの取得には多くの時間が必要となる。特に、モデリングする対象物が大きい又は広い場合、対象物を複数のエリアに分けて、エリアごとに３次元スキャンデータを取得してからデータ合成するので、より多くの時間と手間がかかることが課題になる。

【0007】

さらに、エリアごとに取得した３次元スキャンデータを合成する際に、それぞれのエリアの３次元スキャンデータに含まれる共通のオブジェクトを指標として、連結作業を行う。つまり、合成の対象となる複数の３次元スキャンデータが共通のオブジェクトを含むように、データの取得を行う必要がある。建設現場や工事現場では、時刻や天候の違いにより対象物の光の反射や環境光が変化することがある。また、工程の進捗によりスキャンする角度が異なると対象物の見え方が変化する課題がある。このような条件の影響を受けることで、対象のオブジェクトが同一であると判断しにくくなる課題がある。そのため、このような条件の影響を抑えるために、複数のエリアの３次元スキャンデータを効率良く取得することが望まれる。

【0008】

そして、３次元デジタルモデルを効率よく生成するために複数の３次元スキャナを用いる場合には、それぞれが担当する計測位置の割り当てや、計測の順番や、計測位置までの移動体の移動ルートなどを予め設定する必要がある。特に、３次元デジタルモデルを短時間で作成するには、複数の３次元スキャナによる計測作業の開始から終了までの時間的なばらつきを最小限にする必要がある。このような設定や管理を人間が行うには、煩雑な検討作業を要するという課題がある。

【0009】

本開示は、以上の課題を解決するためになされたものであり、複数の計測位置での計測を効率良く行うことが可能なスキャンデータ作成方法及びスキャンデータ作成システム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】

【0010】

本開示における一態様は、対象物の３次元デジタルモデルを作成するための３次元スキャンデータを取得するスキャンデータ作成方法であって、対象物を計測する計測機器を有し、前記対象物を計測可能な複数の計測位置を算出する計測位置算出ステップと、前記複数の計測位置に前記計測機器を最小の移動コストで到達させる計測ルートを算出する計測ルート算出ステップと、を行い、前記計測ルート算出ステップでは、前記複数の計測位置をそれぞれ最短距離で論理的に到達可能な全ての辺を設定し、前記全ての辺から算出した最小全域木において、分岐までの戻りが発生する辺のコストの総和が最小となるルートを前記計測ルートとして定めることを特徴とする。

【0011】

本開示における一態様は、対象物の３次元デジタルモデルを作成するための３次元スキャンデータを取得するスキャンデータ作成システムであって、対象物を計測する計測機器と、前記対象物を計測可能な複数の計測位置を算出し、前記複数の計測位置に前記計測機器を最小の移動コストで到達させる計測ルートを算出する算出手段と、前記計測機器を搭載して自律移動可能であり、前記算出手段からの命令により、前記計測ルートを移動して前記計測位置で前記計測機器による計測を実行する移動体と、を有し、前記算出手段は、前記複数の計測位置をそれぞれ最短距離で論理的に到達可能な全ての辺を設定し、前記全ての辺から算出した最小全域木において、分岐までの戻りが発生する辺のコストの総和が最小となるルートを前記計測ルートとして定めることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本開示のスキャンデータ作成方法及びスキャンデータ作成システムによれば、複数の計測位置での計測を効率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】スキャンデータ作成システムのハードウェア構成及び機能ブロックを示す図である。

【図2】スキャンデータ作成方法の流れを示すフローチャートである。

【図3】複数の計測位置の決定を説明する図である。

【図4】複数の計測位置を最短距離で移動可能な接続関係を示す図である。

【図5】複数の計測位置をグループ分けした状態を示す図である。

【図6】各グループの移動コスト最小の計測ルートを示す図である。

【図7】各グループの計測ルートの移動順序を示す図である。

【図8】グループ分けを変更して計測ルートを補正した状態を示す図である。

【図9】計測ルートにおける移動順序の決定を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、実施の形態に係るスキャンデータ作成方法及びスキャンデータ作成システムについて、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。下記の実施の形態は、建設現場における建築物の内部構造の３次元スキャンデータを取得する場合に適用したものである。

【0015】

図１は、スキャンデータ作成システム１のハードウェア構成及び機能ブロックを示すブロック図である。スキャンデータ作成システム１には、命令作成部１０と移動体２０が含まれる。命令作成部１０は、移動体２０が計測を行う計測位置及び計測ルートを算出する算出手段の一例である。

【0016】

命令作成部１０は、移動体２０やその他の外部機器との間でネットワーク化されるローカルサーバやクラウドサーバによって構成され、データ受信部１１と、データ処理部１２と、自律移動操作命令部１３とを有する。移動体２０は、コンピュータ２１と、コンピュータ２１によって総合的に制御されるセンサやデバイス類とを有している。スキャンデータ作成システム１では１台又は複数台の移動体２０の使用が可能であり、個々の移動体２０が図１に示す構成を備えている。

【0017】

命令作成部１０は、ハードウェア構成として、演算手段であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、読み出し専用の半導体メモリであるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ランダムアクセス可能な半導体メモリであるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、入力デバイス、表示デバイス、通信インターフェイス、などを備えている。命令作成部１０は、通信インターフェイスを介して、移動体２０を含む外部機器と通信可能である。通信の形態は有線接続と無線接続のいずれでも良く、通信の規格も限定されない。

【0018】

命令作成部１０のＲＯＭには、各種のプログラムが記憶されている。命令作成部１０のＣＰＵは、入力デバイスからの操作信号に応じて、ＲＯＭからプログラムを読み出して実行処理する。命令作成部１０のＲＡＭは、ＣＰＵがプログラムを実行する際に、プログラムやデータの作業領域として使用される。命令作成部１０の表示デバイスは、表示画面を有するモニタであり、処理の内容や処理の結果などの情報が表示される。命令作成部１０におけるデータ処理部１２の機能は、少なくともＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭによって実現される。また、命令作成部１０が行う後述の各処理は、ＲＯＭに記憶したスキャンデータ作成用プログラムに基づいて実行される。

【0019】

入力デバイスの操作や通信インターフェイスを介した通信によって、命令作成部１０のデータ受信部１１に各種データが入力される。データ受信部１１に入力されるデータには、３次元スキャンデータを取得する計測対象（対象物）である建築物の図面データと、使用が予定される移動体２０の台数が含まれる。データ受信部１１に入力されたこれらのデータはデータ処理部１２に送られる。

【0020】

データ処理部１２は、入力されたデータに基づいて、移動体２０による計測を実施する複数の計測位置と、移動体２０を複数台使用する場合に各移動体２０が担当する計測位置の割り当て（グループ）と、移動体２０が計測位置間を移動する経路である計測ルートとを算出して決定する。これらの算出処理については後述する。データ処理部１２によって決定された内容は、操作命令として自律移動操作命令部１３から移動体２０に対して送られる。

【0021】

移動体２０のコンピュータ２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどにより構成される。コンピュータ２１は、命令作成部１０が発した操作命令をデータ受信部２２で受信し、自律移動命令制御部２３と３次元スキャナ操作部２４とによって、操作命令の内容を実行する。

【0022】

移動体２０は、対物センサ２５と慣性計測装置２６と走行駆動部２７を備えている。対物センサ２５は、外部の物体との距離や位置関係を測定可能な検知器である。例えば、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）技術を利用したＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）方式のセンサや、ステレオ画像を撮影可能なステレオカメラなどを、対物センサ２５として適用可能である。慣性計測装置２６は、ＩＭＵ（Ｉｎｔｅｒｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）とも呼ばれ、加速度や回転角速度などの各種運動情報を検出するセンサを有している。なお、対物センサ２５の代わりに、３６０度カメラを用いることができる。３６０度カメラを用いることで、一度の撮影で周囲のオブジェクトを検出することができる。走行駆動部２７は、地面に接地する車輪や無限軌道、車輪や無限軌道を動作させるためのモータ及び動力伝達系、などで構成される駆動系の機構である。対物センサ２５によって周囲の物体や障害物の情報を得て、慣性計測装置２６によって自機の姿勢や移動状態を認識し、走行駆動部２７によって走行する力を与えることで、移動体２０は運転者の操作によらずに自律移動で計測位置まで移動することができる。

【0023】

移動体２０は、さらに計測機器である３次元スキャナ３０を備えている。３次元スキャナ３０は非接触式の光学スキャナであり、計測部３１がレーザ光などの光線を対象物に照射して反射の時間差や照射角度を解析することで、対象物の３次元形状を取得する。本実施の形態の３次元スキャナ３０は、計測部３１から放射状にレーザ光を照射して全方位の計測が可能なタイプである。計測部３１によって取得された３次元スキャンデータは、データ記憶部３２に記憶される。

【0024】

移動体２０のデータ記憶部３２に記憶された３次元スキャンデータは、命令作成部１０を構成するサーバ又はその他のデータ処理装置に送られる。移動体２０が複数の計測位置で取得した３次元スキャンデータにより、計測の対象物である建築物の全体を表す３次元スキャンデータとなる。もしくは、複数の移動体２０が複数の計測位置で取得した３次元スキャンデータを合成（連結）することで、計測の対象物である建築物の全体を表す３次元スキャンデータを作成することができる。複数の移動体２０が共通のオブジェクトを含むように３次元スキャンデータの取得を行うことで、当該共通のオブジェクトを指標としてデータ合成を行うことができる。なお、移動体２０が連続的に３次元スキャンデータを取得するのではなく、複数の計測位置に分けて定点的に３次元スキャンデータを取得する分割計測方式の場合は、移動体２０の数に関わりなく、複数の計測位置で取得した３次元スキャンデータを合成する処理を行う。本実施の形態は、分割計測方式に適用したものである。

【0025】

以上のようにしてスキャンデータ作成システム１を用いて作成された３次元スキャンデータは、建築物の３次元デジタルモデルの作成などに利用される。

【0026】

続いて、図２のフローチャートと、図３以降の説明図を参照して、命令作成部１０による計測位置及び計測ルートの決定の詳細を説明する。

【0027】

図３以降の説明図は、対象物として建築物４０の内部構造をスキャンする場合を示している。建築物４０は、箱型の外壁４１と、外壁４１で囲まれる空間内に位置する複数の隔壁４２とを有している。なお、説明を分かりやすくするために、図３から図８では建築物４０を平面視で示しているが、取得する３次元スキャンデータは、高さ方向（図３から図８の紙面に対して垂直な方向）の情報も含むものになる。

【0028】

[ステップＳ１：データ入力ステップ]
ステップＳ１では、計測対象である建築物４０の図面（設計図面）のデータが命令作成部１０のデータ受信部１１に入力され、入力された図面データが、座標情報などを付した状態でデータ処理部１２の作業領域に展開される。また、計測に用いる移動体２０の台数がデータ受信部１１に入力され、台数データとしてデータ処理部１２の作業領域に保持される。本実施の形態は２台の移動体２０を用いる場合を例示しており、２台を示す台数データが入力される。

【0029】

[ステップＳ２：計測位置算出ステップ]
データ処理部１２の機能ブロックである計測位置算出部１２ａ（図１）によってステップＳ２が処理される。ステップＳ２では、命令作成部１０のデータ処理部１２が、移動体２０で３次元スキャンデータを取得することになる計測位置を算出する。計測位置の算出の際には、死角となる領域が少なくなるよう計測対象の全体をスキャンするという条件と、計測位置の数をできるだけ少なくするという条件と、隣り合う計測位置でスキャンする範囲に、互いの重なり領域（後のデータ合成用の指標となるオブジェクト）が含まれるという条件が付され、これらの条件を満たす複数の計測位置が決定される。ステップＳ２で決定された各計測位置は、座標データとして命令作成部１０のＲＡＭに記憶される。

【0030】

ステップＳ２における計測位置の算出には、特開２０１１－８６９９５号公報（特許文献１）に記載された配置位置評価方法を用いることができる。簡潔に述べると、計測対象領域について、各母点から見た障害物の死角領域を非回折とする非回折ボロノイ図を作成し、非回折ボロノイ図を用いて、計測対象領域に配置される計測位置を評価する。

【0031】

建築物４０についてステップＳ２での処理を行った結果を図３に示す。算出の結果、計測位置Ｐ１から計測位置Ｐ１２までの１２箇所の計測位置が決定されている。これらの計測位置Ｐ１～Ｐ１２でそれぞれ３次元スキャナ３０による計測を行う。隔壁４２などがある場合は、隔壁４２の両方向から計測部３１によるレーザ光を到達させて、建築物４０の内部構造全体をスキャンして３次元スキャンデータを得ることができる。

【0032】

[ステップＳ３：移動可能情報算出ステップ]
データ処理部１２の機能ブロックである移動可能情報算出部１２ｂ（図１）によってステップＳ３が処理される。ステップＳ３では、複数の計測位置同士の移動可能情報を算出する。この算出処理では、ステップＳ２で求めた複数の計測位置のうち、隔壁４２などの障害物で遮られずに最短距離（直進移動）で移動可能なもの同士に、暫定的な接続関係（リンク）を設定する。例えば、複数の計測位置のそれぞれを接続する直線を設定し、個々の直線を遮る障害物が図面データ上に存在するか否かを判定する。そして、障害物が存在しない直線がリンクとして成立する。このようにして、計測位置を頂点や節点（ノード）とし、リンクを辺（エッジ）としたグラフが作成される。ステップＳ３で作成されたリンクの情報は命令作成部１０のＲＡＭに記憶される。

【0033】

建築物４０についてステップＳ３での処理を行った結果を図４に示す。全ての計測位置Ｐ１～Ｐ１２が、少なくとも１つのリンクＬで他の計測位置と結ばれている。図４では、計測位置Ｐ２と計測位置Ｐ５を結ぶ１つのリンクＬのみに符号を付しているが、各計測位置を結んでいる実線の直線が全てリンクＬである。一方、破線の直線は、隔壁４２などで遮られていて最短距離で移動可能な関係ではなく、リンクが成立しないことを意味している。

【0034】

図４には、隔壁４２によって遮られてリンクが成立しない箇所の例として、計測位置Ｐ１と計測位置Ｐ２の間、計測位置Ｐ３と計測位置Ｐ６の間、計測位置Ｐ９と計測位置Ｐ１０の間、計測位置Ｐ１１と計測位置Ｐ１２の間、を示している。リンクが成立しない箇所はこれに限定されず、他にも複数の箇所がある。例えば、計測位置Ｐ１と計測位置Ｐ３は、互いを結ぶ直線上に外壁４１の屈曲部分があるという理由で、リンクが成立しない。

【0035】

[ステップＳ４：計測位置分類ステップ]
データ処理部１２の機能ブロックである計測位置割当算出部１２ｃ（図１）によってステップＳ４が処理される。ステップＳ４では、複数の計測位置をグループ分け（分類）する算出を行う。データ受信部１１に入力された移動体２０の台数データに基づいて台数分のグループを作成し、各グループに含まれる計測位置を決めていく。具体的な手法として、当該台数に基づいたグラフの任意の計測位置から順に、リンクで接続した隣接関係の計測位置同士を１つずつ同じグループに含めていく。なお、最初の計測位置は異なる末端から始めると効率的である。この作業を各グループで行い、全ての計測位置がグループに含まれた段階でストップする。全ての計測位置がいずれかのグループに所属しているためグループ分けが完了する。

【0036】

なお、各グループに含まれる計測位置の数は均等に近いことが好ましいが、ステップＳ４での処理において、各グループに含まれる計測位置の数が均等ではない場合もある。また、計測位置の総数をグループ数（移動体２０の台数）で割り切れない場合には、各グループに含まれる計測位置の数は必ず不均等になる。いずれの場合も、後述する補正処理によって、各グループでの移動コストを考慮した計測位置の数の最適化が行われる。

【0037】

建築物４０についてステップＳ４での処理を行った結果を図５に示す。台数データとして入力された２台に基づいて、計測位置Ｐ１～Ｐ１２の所属が第１グループと第２グループの２つのグループに分けられている。図５に示す初期のグループ分けでは、計測位置Ｐ１から計測位置Ｐ５までの５つが第１グループに含まれており、計測位置Ｐ６から計測位置Ｐ１２までの７つが第２グループに含まれている。

【0038】

[ステップＳ５：計測ルート算出ステップ]
データ処理部１２の機能ブロックである計測ルート算出部１２ｄ（図１）によってステップＳ５が処理される。ステップＳ５では、各グループにおける計測ルート、すなわち各移動体２０の移動経路を決定する。計測ルートの決定は、先に設定したリンクのうち、どのリンクを辿る経路が最も効率的であるか（移動コストが最小であるか）を判定基準として行われ、下記の２つのサブステップを含む。移動コストとは、移動距離又は移動時間である。本実施の形態では、移動体２０の移動速度は一定であるものとする。

【0039】

[ステップＳ５の第１サブステップ]
ステップＳ５の第１サブステップでは、各グループの計測位置を頂点や節点とし、リンクを辺としたグラフに基づき、グラフ理論における最小全域木を求める。全域木は、グラフが連結であるという条件を保ったまま辺を消去して得られる木であり、最小全域木は、各辺のコストの総和が最小になる全域木である。最小全域木を求めるアルゴリズムとして、例えばクラスカル法を用いることができる。

【0040】

建築物４０についてステップＳ５での第１サブステップの処理を行った結果を図６に示す。図６において実線で表しているリンクＬ１が最小全域木を構成する部分であり、当該部分が計測ルートになる。図６において一点鎖線で表しているリンクＬ２は、最小全域木に該当しない部分である。図６では、リンクＬ１とリンクＬ２を示す符号をそれぞれ１つのリンクのみに付しているが、各計測位置を結んでいる実線の直線が全てリンクＬ１であり、一点鎖線の直線が全てリンクＬ２である。

【0041】

第１グループにおいて全域木の各辺のコストの総和が最小になるのは、計測位置Ｐ４をハブ（中心）として、計測位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ５と放射状に接続させた形にした場合である。

【0042】

第２グループにおいて全域木の各辺のコストの総和が最小になるのは、計測位置Ｐ７をハブ（中心）として計測位置Ｐ６、Ｐ８、Ｐ１０に接続させ、計測位置Ｐ６から計測位置Ｐ９、Ｐ１１に接続させ、計測位置Ｐ１０から計測位置Ｐ１２に接続させた形にした場合である。

【0043】

[ステップＳ５の第２サブステップ]
ステップＳ５の第２サブステップでは、先に設定した最小全域木の各辺をどの順番で移動するかという移動順序を決定し、最も移動コストが小さい移動順序を選択する。移動順序の決定は、グループ中でいずれかの末端（頂点）に位置する計測位置から、深さ優先探索のアルゴリズムをベースにして行われる。

【0044】

図９に、第２グループにおける計測位置の移動順序のルート例Ａ～Ｆを示した。これらのルート例Ａ～Ｆは、第２グループの末端である（リンクで接続された他の計測位置が１つだけである）計測位置Ｐ８、Ｐ１１、Ｐ１２を移動の始点とした場合の移動コストを比較したものである。いずれの場合も途中に分岐が１箇所あるので、各分岐に進んだ場合を含めて、計６パターンのルート例がある。

【0045】

基本的な考え方として、ルートに含まれる全ての辺を一筆書きで（往復せずに）移動できる場合に、移動コストが最小となる。そして、各辺の長さ（距離）が同一であると仮定した場合、往復が生じる辺の数や、特定の辺の往復回数が増えるにつれて、移動コストが大きくなる。例えば、ある分岐から末端のノード（計測位置）まで進む往路と、当該往路と同じルートを元の分岐まで戻る復路とを移動したときには、当該往復路に含まれる辺の往復が生じている。図９の各ルート例Ａ～Ｆで、アルファベットのＡ～Ｆに続く数字の変更は、分岐での選択、あるいは、戻り移動による進行方向の変化があったことを示す。

【0046】

図９のルート例Ａでは、計測位置Ｐ１１を始点として計測位置Ｐ７まで進み（Ａ１）、分岐で計測位置Ｐ８側に進んで（Ａ２）、計測位置Ｐ８から計測位置Ｐ７に戻る（Ａ３）。このＡ２とＡ３が往復移動となる。続いて、未探索のノードである計測位置Ｐ１０側へ進み、末端の計測位置Ｐ１２への到達で終点となる（Ａ４）。この場合、戻る辺の数は「１」である。

【0047】

図９のルート例Ｂでは、計測位置Ｐ１１を始点として計測位置Ｐ７まで進むところ（Ｂ１）まではルート例Ａと同じである。分岐で計測位置Ｐ１０側に進んで末端の計測位置Ｐ１２に達する（Ｂ２）と、計測位置Ｐ７まで戻る（Ｂ３）。このＢ２とＢ３が往復移動となる。続いて、未探索のノードである計測位置Ｐ８側へ進んで終点となる（Ｂ４）。この場合、戻る辺の数は「２」である。

【0048】

図９のルート例Ｃでは、計測位置Ｐ８を始点として計測位置Ｐ７まで進む（Ｃ１）。分岐で計測位置Ｐ６側に進んで末端の計測位置Ｐ１１に達する（Ｃ２）と、計測位置Ｐ７まで戻る（Ｃ３）。このＣ２とＣ３が往復移動となる。続いて、未探索のノードである計測位置Ｐ１０側へ進んで、末端の計測位置Ｐ１２への到達で終点となる（Ｃ４）。この場合、戻る辺の数は「３」である。

【0049】

図９のルート例Ｄでは、計測位置Ｐ８を始点として計測位置Ｐ７まで進むところ（Ｄ１）まではルート例Ｃと同じである。分岐で計測位置Ｐ１０側に進んで末端の計測位置Ｐ１２に達する（Ｄ２）と、計測位置Ｐ７まで戻る（Ｄ３）。このＤ２とＤ３が往復移動となる。続いて、未探索のノードである計測位置Ｐ６側へ進んで、末端の計測位置Ｐ１１への到達で終点となる（Ｄ４）。この場合、戻る辺の数は「２」である。

【0050】

図９のルート例Ｅでは、計測位置Ｐ１２を始点として計測位置Ｐ７まで進む（Ｅ１）。分岐で計測位置Ｐ６側に進んで末端の計測位置Ｐ１１に達する（Ｅ２）と、計測位置Ｐ７まで戻る（Ｅ３）。このＥ２とＥ３が往復移動となる。続いて、未探索のノードである計測位置Ｐ８側へ進んで終点となる（Ｅ４）。この場合、戻る辺の数は「３」である。

【0051】

図９のルート例Ｆでは、計測位置Ｐ１２を始点として計測位置Ｐ７まで進むところ（Ｆ１）まではルート例Ｅと同じである。分岐で計測位置Ｐ８側に進んで（Ｆ２）、計測位置Ｐ８から計測位置Ｐ７に戻る（Ｆ３）。このＦ２とＦ３が往復移動となる。続いて、未探索のノードである計測位置Ｐ６側へ進んで、末端の計測位置Ｐ１１への到達で終点となる（Ｆ４）。この場合、戻る辺の数は「１」である。

【0052】

以上のルート例Ａ～Ｆで分かるように、ステップＳ５の第１サブステップで決定した各グループの計測ルートでは、複数の計測位置を移動する順序によって戻る辺の数が異なる場合がある。戻る辺の数が少ないルート例Ａとルート例Ｆが、総移動距離が最も短く、短時間に移動を完了させることができるため、移動コストが最小の移動順序になる。

【0053】

図９に示すルート例Ｇは、幅優先探索の方式でルートを設定した場合の比較例である。計測位置Ｐ７を始点として、計測位置Ｐ６、Ｐ９、Ｐ１１に進む（Ｇ１）。計測位置Ｐ１１で折り返して計測位置Ｐ７まで戻る（Ｇ２）。続いて、未探索のノードのうち計測位置Ｐ１０側に進んで末端の計測位置Ｐ１２に達する（Ｇ３）。計測位置Ｐ１２で折り返して計測位置Ｐ７まで戻る（Ｇ４）。さらに、未探索のノードである計測位置Ｐ８側へ進んで終点となる（Ｇ５）。この場合、戻る辺の数は「５」である。

【0054】

ルート例Ｇは、戻る辺の数が最も多くなる場合を示しているが、計測位置Ｐ７を始点とした幅優先探索でのルート設定では、戻る辺の数が少なくとも３以上になる。従って、最小の移動コストの算出には、幅優先探索ではなく、深さ優先探索の方式が適していることが分かる。

【0055】

なお、図９では戻る辺の数に着目しているが、さらに各辺のコスト（距離）が均一ではない場合には、戻りが生じる個々の辺のコストの違いも含めて移動コストを算出する必要がある。例えば、戻る辺の数が同じでも、戻る辺のコスト（長さ）が異なる場合には、戻る辺のコストが小さい方を、移動コストが最小の移動順序として選択する。

【0056】

また、戻る辺の数が「１」の場合でも、当該１つの辺のコストが大きくて、別の２つの辺を戻る場合よりも戻りの移動距離（移動量）が大きくなるときには、別の２つの辺を戻る方がグループにおける総合的な移動コストとしては小さい。従って、第１サブステップで決定した最小全域木の各辺のコストを記憶しておき、ステップＳ５の第２サブステップでは、戻りが発生する辺のコストの総和が最小となるルートを、移動コスト最小のルートとして決定すると良い。

【0057】

図９では、第２グループを例示したが、第１グループについても同様にしてステップＳ５における第２サブステップを実行して、移動コストが最小の計測ルートを決定する。

【0058】

なお、戻りの移動量を考慮に入れた場合、最小全域木とは異なるルートの方が、総移動距離としては短くなる場合もある。例えば、図７と図８を参照して、第１グループに含まれる計測位置Ｐ５が、計測位置Ｐ４にリンクする場合（図７）と、計測位置Ｐ２にリンクする場合（図８）を考察する。計測位置Ｐ４から計測位置Ｐ５までの距離の方が、計測位置Ｐ２から計測位置Ｐ５までの距離よりも短いので、計測位置Ｐ５にリンクする辺のコストとしては図７の形態の方が小さい。一方、計測位置Ｐ２、Ｐ４、Ｐ５の３点を辿る場合、図７の形態では、計測位置Ｐ４と計測位置Ｐ５の間と、計測位置Ｐ２と計測位置Ｐ４の間の両方で、戻り動作（往復移動）が生じるが、図８の形態では、三角の２辺を通る形になり、戻り動作の無い移動経路になる。そして、戻り動作を含まないことで総移動距離が短くなる場合には、図８の形態での移動の方が時間的に有利になる可能性がある。

【0059】

ステップＳ５における第２サブステップでは、戻り移動を考慮に含めて、このようなグループ内でのリンク構造の変更（最小全域木からの見直し）を行っても良い。

【0060】

以上のようにして、各グループについて、複数の計測位置に移動体２０を最小の移動コストで到達させるための計測ルートが決定される。建築物４０についてステップＳ５での第２サブステップの処理を行った結果を図７に示す。図７で各計測位置を接続する辺（リンク）の脇に記載した矢印は、決定した計測ルートにおいて戻りが発生するか否かを示している。辺の両側に正逆方向の２つの矢印が存在する箇所は、末端に位置する計測位置から分岐までの戻りが発生することを意味する。辺の片側にだけ一方向の矢印が存在する箇所は、戻りが発生しない一筆書きのルートになっていることを意味する。

【0061】

図７に示す例では、第１グループは、計測位置Ｐ１を始点として計測ルートの移動順序が設定されている。第１グループでは、計測位置Ｐ４を中心として各計測位置Ｐ１～Ｐ３、Ｐ５への辺がスポーク状に接続しているので、始点である計測位置Ｐ１から計測位置Ｐ４までの辺を除いた全ての辺で、戻る動作が発生するという計測ルートになる。

【0062】

図７に示す例では、第２グループは、図９を参照して説明したルート例Ａを計測ルートの移動順序として採用している。計測位置Ｐ７と計測位置Ｐ８の間で戻る動作が発生し、それ以外の各辺では戻る動作を行わないという計測ルートになる。

【0063】

[ステップＳ６、ステップＳ７：計測ルート評価ステップ]
データ処理部１２の機能ブロックである計算結果評価部１２ｅ（図１）によってステップＳ６が処理される。ステップＳ６では、ステップＳ５で算出した計測ルートの評価を行う。この評価では、グループごとの計測ルートの移動コストを比較する。個々のグループにおける移動コストが低いほど、当該グループでのスキャンに要する時間が短くて済むことになる。また、複数のグループでスキャンを並行して実行する場合には、複数のグループ間の移動コストのばらつきが小さいほど、全体のスキャン作業の完了までの時間が短くて済む。このような観点から、各グループの移動コストが最も平均的に按分される計測ルートが作業効率や作業時間の面で最良であり、この最良の計測ルートになっているか否かが評価基準となる。最良の計測ルートではない場合には、「改善の余地有り」と判定されてステップＳ７でＹＥＳとなり、ステップＳ８に進む。最良の計測ルートになっている場合は、「改善不要」と判定されてステップＳ７でＮＯとなり、ステップＳ９に進む。

【0064】

[ステップＳ８：計測ルート補正ステップ]
データ処理部１２の機能ブロックである計算結果補正部１２ｆ（図１）によってステップＳ８が処理される。ステップＳ８では、計測位置のグルーピングを変更する。具体的には、先にステップＳ４で行ったグループ分けの中から、暫定的に１つの計測位置の所属を他のグループに変更する。ステップＳ８からステップＳ４に戻り、更新後の各グループについて、移動コストが最小になる計測ルートの算出をステップＳ５で行う。そして、ステップＳ６での評価を再度行う。

【0065】

つまり、１つの計測位置の所属グループを変更（ステップＳ８、ステップＳ４）した後、改めてそれぞれのグループで最小の移動コストを算出し（ステップＳ５）、前回の計算結果よりも移動コストの改善が見込まれるか否かを評価する（ステップＳ６）。評価方法としては、例えば、全グループのうち最も移動コストが大きいグループでの移動コストが最小になる（移動コストの最大値をできるだけ小さくする）ことを目指す方法や、移動コストが最も大きいグループと最も小さいグループの移動コストの差を最小にする（移動コストの差をできるだけ小さくする）ことを目指す方法を選択することができる。

【0066】

ステップＳ８からステップＳ４に戻り、ステップＳ７の判定結果を得るまでループする流れは、計測ルートに関する計算結果の補正処理である。従って、厳密には、計測ルート補正ステップは、ステップＳ８だけではなく、２回目以降のステップＳ４からステップＳ７までを含むものとなる。補正処理で行ったグループ分けの変更履歴と移動コストの算出結果は、命令作成部１０のＲＡＭに記憶される。そして、ステップＳ７での判定がＮＯになる（これ以上改善できなくなる）まで、計算結果の補正処理を繰り返す。

【0067】

計算結果の補正処理の一例を図８に示す。図８では、計測位置Ｐ８を第２グループから第１グループに変更して（ステップＳ８）、第１グループと第２グループの内容を更新している（ステップＳ４）。更新後の第１グループと第２グループについて、計測ルートの算出（ステップＳ５）と、計算結果の評価（ステップＳ６）を行う。このとき、第１グループと第２グループの移動コストが最も平均的に按分される経路を計測ルートとして抽出して、移動コストを確定させる。

【0068】

図７に示す補正前では、第１グループの辺の数が４、第２グループの辺の数が６であるのに対し、図８に示す補正後では、第１グループと第２グループの辺の数がいずれも５である。そのため、図７で移動コストが大きかった第２グループの移動コストが小さくなると共に、２つのグループの移動コストの差が小さくなっている。従って、図７の計測ルートに対して図８の計測ルートは改善していると言える。

【0069】

また、図７に示す補正前では、第１グループが５箇所の計測位置（Ｐ１～Ｐ５）を含み、第２グループが７箇所の計測位置（Ｐ６～Ｐ１２）を含むのに対し、図８に示す補正後では、第１グループと第２グループがいずれも６箇所の計測位置を含むので、各グループでスキャンに要する時間が平均化される。このようなグループ間での計測位置の数の平均化を、改善の判定基準に含めても良い。

【0070】

さらに戻り動作を考察に含めると、以下のようになる。図８に示す補正後では、計測位置Ｐ８が第２グループではなくなったことにより、第２グループは途中に分岐が存在しないルートになり、両端の計測位置Ｐ１１と計測位置Ｐ１２のどちらを始点にした場合でも、戻り動作を行わない最小の移動コストになる。従って、第２グループについては、グループ分けの更新による移動コストの低減効果が確実に得られる。

【0071】

第１グループについては、計測位置Ｐ８が加わることにより移動コストが増える。しかし、図８のように、更新した第１グループの最小全域木の設定では計測位置Ｐ８が計測位置Ｐ５にリンクするため（ステップＳ５の第１サブステップ）、末端である計測位置Ｐ８を始点にするルート設定にすれば（ステップＳ５の第２サブステップ）、第１グループに計測位置Ｐ８を含めたことに起因する戻り動作の増加が生じない。図７に示す補正前において計測位置Ｐ７と計測位置Ｐ８の間を往復する距離よりも、図８に示す補正後において計測位置Ｐ８から計測位置Ｐ５までを片道移動する距離の方が短いため、第１グループと第２グループを合わせた総移動距離の低減効果が見込める。

【0072】

図８に示す補正例ではさらに、第１グループにおいて、計測位置Ｐ５が計測位置Ｐ４ではなく計測位置Ｐ２にリンクするように変更して、計測位置Ｐ８を始点として計測位置Ｐ５、Ｐ２、Ｐ４の順で移動するようにルート補正している。これにより、図７に示す補正前での、計測位置Ｐ４と計測位置Ｐ５の間の戻り動作と、計測位置Ｐ２と計測位置Ｐ４の間の戻り動作が無くなっている。図７において計測位置Ｐ２と計測位置Ｐ４の間を往復する距離と、計測位置Ｐ４と計測位置Ｐ５の間を往復する距離との合算よりも、図８において計測位置Ｐ５から計測位置Ｐ２を経て計測位置Ｐ４までの２辺を片道移動する距離の方が短いため、第１グループと第２グループを合わせた総移動距離の低減効果が見込める。

【0073】

図８で所属グループを変更した計測位置Ｐ８以外にも、別グループへ変更可能な全ての計測位置について同様に、グループを変更した場合の計測ルートの算出とその評価を行う。別グループへ変更可能な計測位置とは、「他の２つ以上の計測位置とリンクで接続されている」、「所属グループの変更によりグループ数の増加を生じさせない（元から存在する各グループのリンク構造を分断させない）」という条件を満たす計測位置である。

【0074】

例えば、図５に示す初期のグループ分けでは、計測位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ７、Ｐ８が、別グループへ移動可能な計測位置となる。計測位置Ｐ６、Ｐ９、Ｐ１０は、第２グループから第１グループへ所属を変更すると、末端の計測位置Ｐ１１や計測位置Ｐ１２が第２グループから分断された新グループになってしまうため、別グループへの移動は不可となる。計測位置Ｐ３、Ｐ１１、Ｐ１２は、リンク先が１つだけであり、当該リンク先をスキップして他のグルーブの計測位置に接続させることができないため、別グループへの移動は不可となる。

【0075】

図８のように計測位置Ｐ８を第１グループに変更した場合の各グループの最小の移動コストの算出が完了したら、計測位置Ｐ８を第２グループに戻す。そして、次に計測位置Ｐ７を第２グループから第１グループに変更した場合の各グループの最小の移動コストを算出して、計測位置Ｐ７を第２グループに戻す。以下同様に、計測位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ５をそれぞれ第１グループから第２グループに変更した場合の各グループの最小の移動コストを算出する。このようにして、別グループへ変更可能な計測位置を１つずつグループ変更させて、それぞれの場合の各グループの最小の移動コストを算出する。

【0076】

計測位置のグループ変更を行って算出した移動コストが、記憶されている既存の最良の移動コストよりも優れている場合（最も移動コストが大きいグループの移動コストが減少している場合や、移動コストが最も大きいグループと最も小さいグループの移動コストの差が縮小している場合）には、改善後の移動コストを更新して記憶する。計測位置のグループ変更を行って算出した移動コストよりも、記憶されている既存の最良の移動コストの方が優れている場合には、既存の移動コストの内容を保持する。

【0077】

このようにして計測位置のグループ変更と移動コストの算出を繰り返して計算結果の補正処理を行い、最終的に移動コストが最良となった状態（ステップＳ７での判定でＮＯに進んだ状態）の計測位置のグループ分けと各グループの計測ルートが確定内容となる。この確定内容が、複数の計測位置Ｐ１～Ｐ１２に各移動体２０を最小の移動コストで到達させる確定計測ルートとなり、確定計測ルートの情報が命令作成部１０のＲＡＭに記憶される。

【0078】

[ステップＳ９：移動体への命令ステップ]
ステップＳ９では、データ処理部１２によって算出された確定計測ルート（計測位置のグループ分けと各グループの計測ルート）に基づいて、各移動体２０への動作命令を自律移動操作命令部１３から送信する。ステップＳ５の第２サプステップの処理を行っている場合は、第１サプステップで算出した計測ルートの形に、当該計測ルートを最も効率良く辿る移動順序情報を含めたものが、確定計測ルートとなる。

【0079】

例えば、図８の内容でグループ分けが確定された場合、１台の移動体２０に対して、「第１グループの計測位置（Ｐ１～Ｐ５、Ｐ８）を所定の（ステップＳ６及びステップＳ７で最良と判定された）計測ルートで移動して、各計測位置で３次元スキャナ３０によるスキャンを実行する」という命令が送られる。別の１台の移動体２０に対して、「第２グループの計測位置（Ｐ６、Ｐ７、Ｐ９～Ｐ１２）を所定の（ステップＳ６及びステップＳ７で最良と判定された）計測ルートで移動して、各計測位置で３次元スキャナ３０によるスキャンを実行する」という命令が送られる。命令の送信によって命令作成部１０での一連の処理は完了して、図２のフローチャートから抜ける。

【0080】

各移動体２０は、命令作成部１０から受けた命令をデータ受信部２２で受信する。自律移動命令制御部２３は、対物センサ２５と慣性計測装置２６からの信号を参照しながら走行駆動部２７を動作させて、命令で指定された計測ルートに沿った移動を実行させる。計測ルート上の各計測位置に達すると、移動体２０が移動を停止し、３次元スキャナ操作部２４が３次元スキャナ３０を制御して、対象物のスキャンを実行させる。スキャンが完了すると、計測ルートの指定に基づいて次の計測位置へ移動する。

【0081】

上述した命令作成部１０のデータ処理部１２での処理により、グループ間の移動コストの差を小さくしたり、最も移動コストが大きいグループで移動コストを抑えたりする内容で計測ルートが決定されているので、複数の移動体２０で同時進行により３次元スキャンデータの取得を行った際に、最も移動コストが大きいグループを担当する移動体２０が全ての計測作業を完了までに要する時間を短くすることができる。その結果、複数台の移動体２０の利用効率を高めて、３次元スキャンデータを効率良く作成することが可能になる。また、グループ間の移動コストの差が小さく設定されていると、それぞれの移動体２０の３次元スキャナ３０で計測する際に、時間帯のずれや天候の相違などの経時的影響が少なくなるので、共通のオブジェクトについて計測位置ごとに共通した条件でデータ化しやすいという利点がある。その結果、各移動体２０で取得した３次元スキャンデータを高精度に合成できる。

【0082】

一例として移動体２０が２台である場合を説明したが、３台以上の移動体２０を用いる場合にも適用が可能である。移動体２０の台数に応じて、ステップＳ４で設定するグループ数を変更することにより、処理が可能である。

【0083】

以上に説明した通り、本開示のスキャンデータ作成方法及びスキャンデータ作成システムによれば、複数の計測位置での計測を効率良く行って、計測精度やデータの合成作業性に優れた３次元スキャンデータを取得することが可能である。

【0084】

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができるものである。

【0085】

例えば、上記実施の形態では、複数台の移動体２０を運用する場合を示したが、移動体が１台の場合に適用しても良い。この場合、ステップＳ４での計測位置のグループ分けはスキップされる。また、ステップＳ８でのグループ間での計測位置の移動と、これに伴う計算結果の補正処理は行われない。そして、１台の移動体を移動コストが最小の計測ルートで移動させて、作業効率やデータ取得精度の向上を図るという効果を得ることができる。

【0086】

また、上記実施の形態では、使用する移動体２０の台数が予め定まっている場合を示したが、使用する移動体２０の台数が未定の場合に、好適な投入台数を決めるための手段として利用することも可能である。ステップＳ１で入力する移動体の台数を変更すれば、それに続く処理で、グループ数が異なる場合における最良の計測ルートの移動コストを知ることができる。そして、台数あたりの平均移動コストが最も優れるという基準で、使用する移動体２０の台数を定めることができる。

【0087】

上記実施の形態は、自律移動可能な移動体２０に３次元スキャナ３０を搭載し、命令作成部１０から計測ルートを含む命令を移動体２０に送信するというスキャンデータ作成システム１に適用している。本発明は、このようなシステム構成において特に有用であるが、自律移動可能な移動体とは異なる手段で計測位置間の移動を行う場合にも適用が可能である。例えば、計測機器を保持した作業者（人間）が、徒歩や車両の運転などで計測位置間を移動するという態様でも成立する。この態様では、命令作成部１０で算出した計測ルートを携帯情報端末や紙媒体などに表示して、それを参照しながら作業者が計測ルートに従って移動する。

【0088】

上記実施の形態では、計測機器として、全方位を計測可能な３次元スキャナ３０を用いており、各計測位置での計測の作業効率に優れているが、計測機器はこれに限定されない。例えば、計測可能な画角が制限されたハンディキャナなどのデバイスを計測機器としても良い。計測機器の画角の違いに応じて、ステップＳ２で設定される計測位置の数や位置が異なる内容になる。

【0089】

また、レーザ光などを対象物に照射するタイプのスキャナ以外に、自機からは光線などを発さずに被写体を撮像するカメラを計測機器として用いることも可能である。カメラとしては、３６０度を撮影可能な全天球カメラや、これよりも画角が狭い通常のカメラを用いることができる。

【0090】

上記実施の形態では、ステップＳ５において、計測ルートの形（辺）を第１サブステップで算出し、さらに計測ルートを辿る際の移動順序を第２サブステップで算出している。そして、移動体２０に対する命令として、第２サブステップで定めた移動順序情報を含む内容で計測ルートを送信している。これとは異なり、第２サブステップを省略して、第１サブステップで定めた計測ルートの形だけを移動体２０に送信して、計測ルートを辿る際の移動順序は指定しないという変形例にすることも可能である。移動体２０は、計測ルートのうち移動済みの部分を自ら記憶し、未探索の部分へ自動的に進行するように自律移動する。第１サブステップで計測ルートを最小全域木として定めているため、この変形例でも、計測ルートの形（辺の戻り動作を考慮しない場合）としての最小の移動コストを実現できる。

【0091】

あるいは、ステップＳ５において、第１サブステップで定めた計測ルートの形は変更せずに、第２サブステップを行うという変形例にすることも可能である。つまり、第１サブステップで定めた計測ルートを維持して、当該計測ルートを辿る移動順序のみを付加的に定めるというものである。具体的には、上記実施の形態では、計測位置Ｐ５のリンク先が計測位置Ｐ４になっている状態（図７）から、計測位置Ｐ５のリンク先を計測位置Ｐ２にする状態（図８）に変更しているが、このようなグループ内での経路変更は行わず、計測位置Ｐ５のリンク先が計測位置Ｐ４である状態を維持しながら、グループ内のリンクの移動順序だけを第２サブステップで定めるという処理になる。この変形例では、第１サブステップで計測ルートの形を確定させ、後からグループ内での経路変更を行わないので、算出の際の処理負担を軽減できる。

【産業上の利用可能性】

【0092】

本発明は、複数の計測位置での計測を要するスキャンデータ作成に利用が可能であり、特に、建築物や工事現場のように広い計測対象をスキャンする場合に有用である。

【符号の説明】

【0093】

１ スキャンデータ作成システム
１０ 命令作成部（算出手段）
１１ データ受信部
１２ データ処理部
１２ａ 計測位置算出部
１２ｂ 移動可能情報算出部
１２ｃ 計測位置割当算出部
１２ｄ 計測ルート算出部
１２ｅ 計算結果評価部
１２ｆ 計算結果補正部
１３ 自律移動操作命令部
２０ 移動体
２１ コンピュータ
２２ データ受信部
２３ 自律移動命令制御部
２４ ３次元スキャナ操作部
２５ 対物センサ
２６ 慣性計測装置
２７ 走行駆動部
３０ ３次元スキャナ（計測機器）
３１ 計測部
３２ データ記憶部
４０ 建築物（対象物）
４１ 外壁
４２ 隔壁
Ｐ１～Ｐ１２ 計測位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】