(57)【要約】【課題】立体物を構成する複数の平面の配置を精度よく求めることができる立体物のモデリング方法、立体物のモデリング装置、サーバ、３次元モデル作成システム、およびプログラムを提供する。【解決手段】モデリング装置１０では、計算部１１Ｂが、計測データに基づいて、複数の平面のそれぞれを表す平面式を求めて、ｘｙ平面と複数の平面のそれぞれとの交線を表す直線式を求める。投影処理部１１Ｃは、複数の平面のそれぞれに、複数の平面のそれぞれに属する測定点Ｐｍを投影して、投影線分を求める。修正部１１Ｄは、接続していない端点である対象端点を有する第１投影線分の対象端点側を延長し、延長した対象端点が第２投影線分に接続すれば、延長処理を停止する。修正部１１Ｄは、第１投影線分の対象端点が第２投影線分の延長部分に接続すれば、この接続箇所より第２投影線分の端点側を削除する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体物について計測された複数の測定点それぞれの計測データを受け取る第１ステップと、
前記計測データに基づいて、前記複数の測定点のうち２つ以上の測定点が属する複数の平面のそれぞれを表す数式である平面式を求める第２ステップと、
前記複数の平面のそれぞれに、前記複数の平面のそれぞれに属する前記測定点を投影して、前記投影された前記測定点を平面投影点群とする第３ステップと、
前記平面式に基づいて、予め決められた方向を面方向とする基準平面と前記複数の平面のそれぞれとの交線について、前記複数の平面のそれぞれに対応する前記交線上における前記平面投影点群の投影範囲内の線分を投影線分として求める第４ステップと、
前記複数の投影線分のうち、前記複数の投影線分のうちの他の投影線分に接続していない端点である対象端点を有する第１投影線分の前記対象端点側を延長する延長処理を開始する第５ステップと、
前記第１投影線分の前記対象端点が前記複数の投影線分のうちの第２投影線分に接続する、または前記対象端点側の延長部分の長さが所定値に達した場合に、前記対象端点側の延長処理を停止する第６ステップと、
前記第２投影線分が前記第１投影線分より先に前記延長処理を施された投影線分であって、前記第１投影線分の前記対象端点が前記第２投影線分の延長部分に接続すれば、前記第２投影線分の前記延長部分のうち、前記第１投影線分との接続箇所より前記第２投影線分の端点側を削除する第７ステップとを有する
ことを特徴とする立体物のモデリング方法。
【請求項２】
前記複数の投影線分の全ての端点が、前記他の投影線分に接続しているか否かを判定する第８ステップをさらに有し、
前記複数の投影線分の全ての端点が前記他の投影線分に接続していなければ、前記第５ステップ、前記第６ステップ、および前記第７ステップを再度行う
ことを特徴とする請求項１記載の立体物のモデリング方法。
【請求項３】
前記複数の投影線分のそれぞれは、一対の前記端点と、前記一対の端点の間を接続する中間部とで構成されており、
前記第８ステップにおいて、前記複数の投影線分の全ての前記端点が前記他の投影線分に接続していると判定された後、
前記複数の投影線分のうち第３投影線分の前記一対の端点のうちの一方の端点が、前記複数の投影線分のうち第４投影線分の前記中間部に接続していれば、前記第３投影線分の前記一方の端点を開始点として、前記開始点から前記第３投影線分の前記一対の端点のうちの他方の端点を経由して、１つ以上の前記投影線分を通る経路を追跡する追跡処理を開始し、
前記経路が、前記第４投影線分上に到達すれば、前記経路が到達した第４投影線分上の点を前記経路の終点として、第４投影線分の前記開始点と前記終点との間を削除し、
前記経路が、前記複数の投影線分のうちいずれかの投影線分の前記中間部に接続すれば、前記追跡処理を停止する
ことを特徴とする請求項２記載の立体物のモデリング方法。
【請求項４】
前記第２ステップでは、前記計測データから前記立体物の平面に対応した複数のクラスタを取り出し、前記複数のクラスタのそれぞれを形成する前記測定点の前記計測データを用いて、前記複数のクラスタのそれぞれに対応する前記平面を表す前記平面式を求めることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の立体物のモデリング方法。
【請求項５】
立体物について計測された複数の測定点それぞれの計測データを受け取るインターフェイス部と、
前記計測データを入力される演算部とを備え、
前記演算部は、
前記計測データに基づいて、前記複数の測定点のうち２つ以上の測定点が属する複数の平面のそれぞれを表す数式である平面式を求める計算部と、
前記複数の平面のそれぞれに、前記複数の平面のそれぞれに属する前記測定点を投影して、前記投影された前記測定点を平面投影点群とし、前記平面式に基づいて、予め決められた方向を面方向とする基準平面と前記複数の平面のそれぞれとの交線について、前記複数の平面のそれぞれに対応する前記交線上における前記平面投影点群の投影範囲内の線分を投影線分として求める投影処理部と、
前記複数の投影線分のうち、前記複数の投影線分のうちの他の投影線分に接続していない端点である対象端点を有する第１投影線分の前記対象端点側を延長する延長処理を開始する第１修正部と、
前記第１投影線分の前記対象端点が前記複数の投影線分のうちの第２投影線分に接続する、または前記対象端点側の延長部分の長さが所定値に達した場合に、前記対象端点側の延長処理を停止する第２修正部と、
前記第２投影線分が前記第１投影線分より先に前記延長処理を施された投影線分であって、前記第１投影線分の前記対象端点が前記第２投影線分の延長部分に接続すれば、前記第２投影線分の前記延長部分のうち、前記第１投影線分との接続箇所より前記第２投影線分の端点側を削除する第３修正部とを有する
ことを特徴とする立体物のモデリング装置。
【請求項６】
立体物について計測された複数の測定点それぞれの計測データを端末装置との通信により前記端末装置から受け取るサーバであって、
前記計測データを受け取るインターフェイス部と、
前記計測データを入力される演算部とを備え、
前記演算部は、
前記計測データに基づいて、前記複数の測定点のうち２つ以上の測定点が属する複数の平面のそれぞれを表す数式である平面式を求める計算部と、
前記複数の平面のそれぞれに、前記複数の平面のそれぞれに属する前記測定点を投影して、前記投影された前記測定点を平面投影点群とし、前記平面式に基づいて、予め決められた方向を面方向とする基準平面と前記複数の平面のそれぞれとの交線について、前記複数の平面のそれぞれに対応する前記交線上における前記平面投影点群の投影範囲内の線分を投影線分として求める投影処理部と、
前記複数の投影線分のうち、前記複数の投影線分のうちの他の投影線分に接続していない端点である対象端点を有する第１投影線分の前記対象端点側を延長する延長処理を開始する第１修正部と、
前記第１投影線分の前記対象端点が前記複数の投影線分のうちの第２投影線分に接続する、または前記対象端点側の延長部分の長さが所定値に達した場合に、前記対象端点側の延長処理を停止する第２修正部と、
前記第２投影線分が前記第１投影線分より先に前記延長処理を施された投影線分であって、前記第１投影線分の前記対象端点が前記第２投影線分の延長部分に接続すれば、前記第２投影線分の前記延長部分のうち、前記第１投影線分との接続箇所より前記第２投影線分の端点側を削除する第３修正部とを有する
ことを特徴とするサーバ。
【請求項７】
立体物の３次元測定を行う計測装置と、
請求項５記載の立体物のモデリング装置とを備える
ことを特徴とする３次元モデル作成システム。
【請求項８】
前記立体物は建物であり、
前記立体物のモデリング装置は、前記複数の投影線分を用いて前記建物の間取り図を作成し、
前記立体物のモデリング装置から出力される前記間取り図を編集する設計装置をさらに備える
請求項７記載の３次元モデル作成システム。
【請求項９】
コンピュータを、請求項５記載の立体物のモデリング装置として機能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、立体物の計測データを用いて立体物を構成する複数の平面の配置を求める立体物のモデリング方法、立体物のモデリング装置、サーバに関する。また、本発明は、立体物のモデリング装置を用いた３次元モデル作成システム、コンピュータを立体物のモデリング装置として機能させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体物の３次元計測を行った測定結果を用いて立体物のモデルを生成するモデリング装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１では、取得部が、立体物に属する複数個の測定点に関する３次元の座標値のデータを取得する。そして、面抽出部が、座標値のデータを用いて立体物を構成する各面を表す平面式を生成する。その後、頂点抽出部が、隣接する複数の面をそれぞれ表す平面式を同時に満たす点を算出することにより、複数面が共有する頂点を抽出する。そして、モデル化部は、平面式と頂点とを用いて立体物を表すモデルの情報を生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５８２１０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
立体物が建物である場合、立体物の内部は、複数の平面によって区切られており、立体物は、その内部に複数の空間を備えている。
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１の装置では、立体物を構成する複数の平面の配置を精度よく求めることが困難であり、装置が出力したデータを人によって修正する作業などが必要になっていた。
【０００６】
本発明の目的とするところは、立体物を構成する複数の平面の配置を精度よく求めることができる立体物のモデリング方法、立体物のモデリング装置、サーバ、３次元モデル作成システム、およびプログラ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】
【０００７】
本発明の一態様に係る立体物のモデリング方法は、以下のステップを有している。第１ステップでは、立体物について計測された複数の測定点それぞれの計測データを受け取る。第２ステップでは、前記計測データに基づいて、前記複数の測定点のうち２つ以上の測定点が属する複数の平面のそれぞれを表す数式である平面式を求める。第３ステップでは、前記複数の平面のそれぞれに、前記複数の平面のそれぞれに属する前記測定点を投影して、前記投影された前記測定点を平面投影点群とする。第４ステップでは、前記平面式に基づいて、予め決められた方向を面方向とする基準平面と前記複数の平面のそれぞれとの交線について、前記複数の平面のそれぞれに対応する前記交線上における前記平面投影点群の投影範囲内の線分を投影線分として求める。第５ステップでは、前記複数の投影線分のうち、前記複数の投影線分のうちの他の投影線分に接続していない端点である対象端点を有する第１投影線分の前記対象端点側を延長する延長処理を開始する。第６ステップでは、前記第１投影線分の前記対象端点が前記複数の投影線分のうちの第２投影線分に接続する、または前記対象端点側の延長部分の長さが所定値に達した場合に、前記対象端点側の延長処理を停止する。第７ステップでは、前記第２投影線分が前記第１投影線分より先に前記延長処理を施された投影線分であって、前記第１投影線分の前記対象端点が前記第２投影線分の延長部分に接続すれば、前記第２投影線分の前記延長部分のうち、前記第１投影線分との接続箇所より前記第２投影線分の端点側を削除する。
【０００８】
本発明の一態様に係る立体物のモデリング装置は、インターフェイス部と、演算部とを備えている。前記インターフェイス部は、立体物について計測された複数の測定点それぞれの計測データを受け取る。前記演算部は、前記計測データを入力される。そして、前記演算部は、計算部と、投影処理部と、第１修正部と、第２修正部と、第３修正部とを有する。前記計算部は、前記計測データに基づいて、前記複数の測定点のうち２つ以上の測定点が属する複数の平面のそれぞれを表す数式である平面式を求める。前記投影処理部は、前記複数の平面のそれぞれに、前記複数の平面のそれぞれに属する前記測定点を投影して、前記投影された前記測定点を平面投影点群とする。そして、前記投影処理部は、前記平面式に基づいて、予め決められた方向を面方向とする基準平面と前記複数の平面のそれぞれとの交線について、前記複数の平面のそれぞれに対応する前記交線上における前記平面投影点群の投影範囲内の線分を投影線分として求める。前記第１修正部は、前記複数の投影線分のうち、前記複数の投影線分のうちの他の投影線分に接続していない端点である対象端点を有する第１投影線分の前記対象端点側を延長する延長処理を開始する。前記第２修正部は、前記第１投影線分の前記対象端点が前記複数の投影線分のうちの第２投影線分に接続する、または前記対象端点側の延長部分の長さが所定値に達した場合に、前記対象端点側の延長処理を停止する。前記第３修正部は、前記第２投影線分が前記第１投影線分より先に前記延長処理を施された投影線分であって、前記第１投影線分の前記対象端点が前記第２投影線分の延長部分に接続すれば、前記第２投影線分の前記延長部分のうち、前記第１投影線分との接続箇所より前記第２投影線分の端点側を削除する。
【０００９】
本発明の一態様に係るサーバは、立体物について計測された複数の測定点それぞれの計測データを端末装置との通信により前記端末装置から受け取るサーバであって、インターフェイス部と、演算部とを備えている。前記インターフェイス部は、立体物について計測された複数の測定点それぞれの計測データを受け取る。前記演算部は、前記計測データを入力される。そして、前記演算部は、計算部と、投影処理部と、第１修正部と、第２修正部と、第３修正部とを有する。前記計算部は、前記計測データに基づいて、前記複数の測定点のうち２つ以上の測定点が属する複数の平面のそれぞれを表す数式である平面式を求める。前記投影処理部は、前記複数の平面のそれぞれに、前記複数の平面のそれぞれに属する前記測定点を投影して、前記投影された前記測定点を平面投影点群とする。そして、前記投影処理部は、前記平面式に基づいて、予め決められた方向を面方向とする基準平面と前記複数の平面のそれぞれとの交線について、前記複数の平面のそれぞれに対応する前記交線上における前記平面投影点群の投影範囲内の線分を投影線分として求める。第１修正部は、前記複数の投影線分のうち、前記複数の投影線分のうちの他の投影線分に接続していない端点である対象端点を有する第１投影線分の前記対象端点側を延長する延長処理を開始する。前記第２修正部は、前記第１投影線分の前記対象端点が前記複数の投影線分のうちの第２投影線分に接続する、または前記対象端点側の延長部分の長さが所定値に達した場合に、前記対象端点側の延長処理を停止する。前記第３修正部は、前記第２投影線分が前記第１投影線分より先に前記延長処理を施された投影線分であって、前記第１投影線分の前記対象端点が前記第２投影線分の延長部分に接続すれば、前記第２投影線分の前記延長部分のうち、前記第１投影線分との接続箇所より前記第２投影線分の端点側を削除する。
【００１０】
本発明の一態様に係る３次元モデル作成システムは、立体物の３次元測定を行う計測装置と、上述の立体物のモデリング装置とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータを、上述の立体物のモデリング装置として機能させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の構成によれば、立体物を構成する複数の平面の配置を精度よく求めることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態の３次元モデル作成システムを示すブロック図である。
【図２】図２は、同上の３次元モデル作成システムで作成される間取り図の一例を示す平面図である。
【図３】図３は、同上の第２計算部の処理の説明図である。
【図４】図４は、同上の第１投影処理部の処理の説明図である。
【図５】図５は、同上の第２投影処理部の処理結果を示す説明図である。
【図６】図６は、同上の投影線分を示す説明図である。
【図７】図７Ａは、同上の第１修正部の処理を示す説明図である。図７Ｂは、同上の第１修正部および第２修正部の処理を示す説明図である。図７Ｃは、同上の第２修正部の処理を示す説明図である。図７Ｄは、同上の第３修正部の処理を示す説明図である。
【図８】図８は、同上の第２修正部の別の処理を示す説明図である。
【図９】図９Ａは、同上の測定誤差が発生した状態を示す説明図である。図９Ｂは、同上の測定誤差が発生した場合に、第１修正部〜第３修正部の処理結果を示す説明図である。
【図１０】図１０Ａは、同上の第４修正部の処理を示す説明図である。図１０Ｂは、同上の第４修正部の処理結果を示す説明図である。
【図１１】図１１Ａは、同上の第４修正部の別の処理を示す説明図である。図１１Ｂは、同上の第４修正部の別の処理結果を示す説明図である。
【図１２】図１２は、同上のモデリング方法を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、同上のモデリング方法による処理結果を示す説明図である。
【図１４】図１４は、同上の別の３次元モデル作成システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、立体物の３次元計測データに基づいて、立体物における複数の平面のそれぞれを表す数式（平面式）を求める技術について説明する。さらに、以下では、平面の式に基づいて立体物をベクトルデータで表し、コンピュータで構成される設計装置で立体物のベクトルデータを編集することを可能にする技術について説明する。立体物は、建造物を例とし、とくに複数の部屋を備える住宅の屋内を想定している。ただし、立体物は、少なくとも一部に平面を有していればよい。立体物は、住宅の屋内に限らず住宅の屋外を含んでいてもよく、また住宅に限定されず、建造物にも限定されない。なお、以下では、「３次元計測データ」を、単に「計測データ」という。
【００１５】
図１には立体物のモデリング装置１０（以下、単に「モデリング装置」という）を備えた３次元モデル作成システム１００の構成を示している。３次元モデル作成システム１００は、最小構成では、計測装置２０とモデリング装置１０とを備える。図１に示す構成例では、３次元モデル作成システム１００は、計測装置２０とモデリング装置１０とに加えて設計装置３０を備える。設計装置３０は、ベクトルデータの編集を行う機能を有しており、いわゆる３次元ＣＡＤシステム（CAD：Computer-Aided Design）である。この種の設計装置３０は、専用装置であってもよいが、一般的には、汎用のコンピュータでプログラムを実行することにより実現される。なお、設計装置３０は、３次元モデル作成システム１００において省略可能である。
【００１６】
モデリング装置１０は、演算部１１とインターフェイス部１２とを備える。インターフェイス部１２は、計測装置２０から計測データを受け取る入力インターフェイス部１２１を備える。演算部１１は、計測装置２０から入力インターフェイス部１２１を介して計測データを入力される。演算部１１は、前処理部１１Ａ、計算部１１Ｂ、投影処理部１１Ｃ、修正部１１Ｄを備える。前処理部１１Ａは、計測データから実空間の平面に対応するクラスタを取り出す機能を有する。計算部１１Ｂは、各クラスタを形成している計測データを用いて、各クラスタに対応した平面を表す数式（平面式）を求める。さらに、計算部１１Ｂは、住宅の壁面を表す平面式から、住宅を上方から見た場合に壁面を表す直線を示す数式（直線式）を求める。投影処理部１１Ｃは、計算部１１Ｂによって求められた直線式を取得し、後述の投影処理を行うことで、図２に一例を示す住宅の間取り図２００に相当する２次元のベクトルデータを生成する。修正部１１Ｄは、投影処理部１１Ｃによって生成された屋内の形状を表すベクトルデータに後述の修正処理を施す。修正部１１Ｄは、修正処理を施したベクトルデータを出力する。
【００１７】
すなわち、モデリング装置１０は、計測装置２０からの計測データを用いて、住宅の屋内の形状を表すベクトルデータを作成する。特に、本実施形態では、住宅の屋内の形状として、住宅の間取り図を表すベクトルデータの作成処理について説明する。ベクトルデータのフォーマットは、とくに限定されないが、多くの設計装置３０で扱える形式であることが望ましい。したがって、ベクトルデータのフォーマットは、多くの設計装置３０でデファクトスタンダードとして用いられているＤＸＦ（Drawing Exchange Format）であることが望ましい。
【００１８】
計測装置２０は、立体物の表面を複数の測定点の位置で表すように構成されている。すなわち、立体物の形状を表す計測データは、複数の測定点それぞれの座標値である。複数の測定点それぞれの座標値により、複数の測定点それぞれと立体物の部位とが対応付けられる。モデリング装置１０の前処理部１１Ａは、計測装置２０から受け取った複数の測定点それぞれの計測データを、住宅の屋内に露出している面に対応付けて分類する機能を有している。すなわち、前処理部１１Ａは、複数の測定点について、住宅の屋内に露出している面との対応関係に応じたクラスタリングを行う。言い換えると、前処理部１１Ａは、複数の測定点を、対応していると推定される面ごとのクラスタに分ける。
【００１９】
クラスタリングが行われた複数の測定点は、住宅の屋内に露出している面に対応していると考えられる。つまり、クラスタリングが行われた複数の測定点には、天井面、床面、壁面などに対応するクラスタが存在すると推定される。前処理部１１Ａは、天井面、床面、壁面それぞれに相当するクラスタを構成している測定点の座標値を抽出し、抽出した座標値に基づいて天井面、床面、壁面を表す式を求める。
【００２０】
以下に３次元モデル作成システム１００の構成についてさらに詳しく説明する。この構成例で用いる計測装置２０は、いわゆる３Ｄレーザスキャナである。計測装置２０は、点状のスポットを投影するビーム状のレーザ光を空間に放射し、物体で反射されたレーザ光を受光するように構成されている。計測装置２０は、放射したレーザ光に含まれる情報と受光したレーザ光とに含まれる情報との関係を用いて物体までの距離を計測する。具体的には、距離を計測する技術として、フェイズシフト方式、タイムオブフライト方式、三角測量法の原理による方式のいずれかが主に用いられている。
【００２１】
ここでは、フェイズシフト方式の計測装置２０を想定する。フェイズシフト方式は、強度を変調したパルス状のレーザ光を空間に放射し、受光したレーザ光と放射したレーザ光とを干渉させることにより、位相差に相当する情報を抽出する。受光したレーザ光に干渉させる光は、実際には、放射したレーザ光に相当する参照用のレーザ光である。
【００２２】
計測装置２０は、強度を変調したレーザ光を、複数の変調周期を含む一定時間ごとに空間に放射する。レーザ光の変調周期は既知であるから、放射したレーザ光と受光したレーザ光との位相差に基づいて、レーザ光を反射した物体までの距離が算出される。計測装置２０の距離に対する測定誤差は、たとえば１０［ｍ］を測定したときの誤差が１［ｍｍ］より小さい程度であることが望ましい。
【００２３】
計測装置２０は、設置された面（通常は、床面）に沿って回転する測定部２０１を備えている。また、測定部２０１は、設置された面に直交する面内でレーザ光を走査（スキャン）する。すなわち、測定部２０１が回転する面を赤道面とすれば、測定部２０１は子午線上でレーザ光を走査すると言える。言い換えると、計測装置２０がレーザ光を照射する方向は、経度に相当する角度と緯度に相当する角度との組み合わせで表される。経度に相当する角度は、計測装置２０について定めた基準方向に対する角度として定められ、緯度に相当する角度は、測定部２０１が回転する面に対する角度として定められる。経度に相当する角度は、通常は水平面内での角度であり、緯度に相当する角度は通常は鉛直面（水平面に直交する面、すなわち重力方向を含む面）内での角度である。
【００２４】
例として、測定部２０１が回転した角度（経度に相当する角度）がφであり、レーザ光を走査する角度（緯度に相当する角度）がθであるとき、計測装置２０が計測した距離がλであると仮定する。この場合、物体においてレーザ光を反射した部位の位置は、計測装置２０に定めた極座標系（球面座標系）を用いると、（λ，θ，φ）という形式の座標値で表される。角度θおよび角度φは計測装置２０が定め、距離λは上述した原理で計測される。すなわち、計測装置２０は、ほぼ全周囲の空間領域について３次元計測を行う。ただし、計測装置２０が設置された面における一部の領域は死角になるため３次元計測の対象外である。
【００２５】
計測装置２０の測定部２０１は、角度θを一定の時間間隔で変化させる。そのため、角度θは時間間隔に対応する単位角度Δθで変化する。また、角度φにも単位角度Δφが定められている。すなわち、計測装置２０は、物体について、角度θを単位角度Δθの分解能で計測し、角度φを単位角度Δφの分解能で計測する。なお、角度θの単位角度Δθおよび角度φの単位角度Δφは適宜に定められる。たとえば、単位角度Δθおよび単位角度Δφそれぞれについて、たとえば０．０１度程度の分解能を有している。
【００２６】
以下では、物体について座標値（λ，θ，φ）が得られる部位を「測定点」と呼ぶ。単位角度Δθおよび単位角度Δφそれぞれが、０．０１度であるとすれば、計測装置２０の周囲に、１０億個以上の測定点が得られる。計測装置２０の測定部２０１の中心から物体までの最大距離が５［ｍ］程度であれば、物体の表面上での測定点の間隔は、１［ｍｍ］以下である。
【００２７】
いま、測定部２０１が水平面に沿って回転し、レーザ光が鉛直面に沿って走査される場合を想定する。すなわち、測定部２０１が回転する面とレーザ光が走査される面との関係は、地球における赤道面と子午面との関係に相当する。「赤道面」および「子午面」の用語を用いると、計測装置２０は、測定部２０１が赤道面を単位角度Δφだけ回転するたびに、レーザ光が子午面に沿って走査されるように構成されていると言える。測定点は、子午面と物体の表面との交点上に並ぶから、物体の表面上で複数の子午面が交差する部位（地球における極付近に相当する）では測定点の密度が相対的に高くなり、物体の表面上で赤道面が交差する部位では測定点の密度が相対的に低くなる。たとえば、部屋の床面の中央付近に計測装置２０が設置されている場合、天井面の中央付近では測定点の密度が高くなり、壁面では測定点の密度が天井面に比べて低くなる。
【００２８】
ところで、住宅の屋内では、天井面および床面は水平面である場合が多く、また壁面は水平面に直交している場合が多い。このことから、測定点の位置は、球面座標系の座標値（λ，θ，φ）で表されているより、床面をｘｙ平面に平行な面として定めた直交座標系の座標値（ｘ，ｙ，ｚ）で表されているほうが演算処理が容易になる。ただし、計測装置２０は、天井面、床面、壁面などの向きを単独では定めることはできない。したがって、住宅の屋内を囲む面に基づく座標軸はモデリング装置１０で定められる。
【００２９】
計測装置２０が方位センサ（すなわち、電子コンパス）を備えていれば、計測装置２０は、方位センサが求めた方位に基づいて座標軸の方向を定めることが可能である。一方、計測装置２０が方位センサを備えていなければ、計測データは計測装置２０に固有の座標系で表される。計測装置２０が方位センサを備えているか否かにかかわらず、計測装置２０が単独で座標系の原点を定める場合には、計測装置２０との相対位置で原点が定められる。言い換えると、計測装置２０から出力される計測データのみでは、住宅との相対位置で座標系の原点を定めることはできない。なお、計測データは、複数の測定点の座標値の集合である。
【００３０】
モデリング装置１０が球面座標系から直交座標系への座標変換を行えば、計測装置２０の演算負荷を低減できる。ただし、計測装置２０が球面座標系から直交座標系への座標変換を行った後に、モデリング装置１０が座標軸の向きおよび原点の位置を変更するように座標変換を行ってもよい。後者の場合には、計測装置２０から直交座標系の座標値を持つ計測データが出力される。
【００３１】
ここで、前処理部１１Ａは、測定点の個数を低減させるダウンサンプリングの機能を有していることが好ましい。本実施形態において、ダウンサンプリングの機能は、ボクセルフィルタによって実現される。ただし、ダウンサンプリングの機能は、他の構成によって実現されてもよい。
【００３２】
そして、計測装置２０が出力する計測データは、多くの場合、計測装置２０に固有の座標系（ローカル座標系）を用いて表される。計測装置２０が方位センサを備えていれば、座標軸は計測装置２０に依存しないように定めることができるが、座標系の原点は計測装置２０を基準に定められる。もちろん、１箇所に設置された１台の計測装置２０で得られた計測データへの演算処理であれば、結果が計測装置２０の座標系に依存するとしても、演算処理前の座標系がわかっているから、演算処理の結果を任意の座標系に対応させることが可能である。
【００３３】
しかしながら、一般的には、住宅は複数の部屋を備える。そのため、屋内のすべての天井面、床面、壁面について計測データを得ようとすれば、計測装置２０を用いた３次元計測を屋内の複数箇所で行う必要がある。通常、屋内の複数の部屋の計測データを得るために、１台の計測装置２０が屋内の様々な場所に配置される。すなわち、屋内の複数の場所それぞれで、計測装置２０による３次元計測が行われる。屋内の複数の場所で計測された計測データは、計測装置２０が設置された場所ごとの独立した座標系で表されるから、計測データのみの情報では複数の場所それぞれの座標系の関係は求められない。
【００３４】
そのため、計測装置２０が屋内の複数箇所で３次元計測を行った場合、計測データの座標系を一致させる必要がある。前処理部１１Ａは、ボクセルフィルタを用いたダウンサンプリングを行う機能だけではなく、住宅に単一の座標系（グローバル座標系）を定める機能を有している。すなわち、前処理部１１Ａは、異なる場所で計測された計測データを、単一の座標系に統合する処理を行う。
【００３５】
住宅に単一の座標系を定めるために、モデリング装置１０の前処理部１１Ａは、計測装置２０が設置された位置の情報を受け取る。計測装置２０が設置された位置は、壁面と計測装置２０との間の距離の実測値に基づいて決まる。すなわち、座標系を定めるためにモデリング装置１０に与えられる位置の情報は、ユーザが計測装置２０の位置を実測することにより得られる。この距離は、計測装置２０で計測することが可能である。また、座標系を定めるために、住宅には適宜に原点が定められる。
【００３６】
住宅に単一の座標系を定めるには、計測装置２０の位置および座標系の原点の位置だけではなく、座標軸の方向が必要である。計測装置２０が方位センサを備えている場合、前処理部１１Ａは、計測装置２０から方位センサが求めた方位の情報を受け取る。また、計測装置２０が方位センサを備えていない場合、前処理部１１Ａは、実測された方位を受け取る。なお、住宅に単一の座標系を定めるために、たとえば、水平面がｘｙ平面に平行であり、東西方向がｘ方向、南北方向がｙ方向であるように定められてもよい。また、南北方向がｘ方向、東西方向がｙ方向であってもよい。
【００３７】
前処理部１１Ａは、計測装置２０から受け取った方位の情報に基づいて座標軸の方向を定め、実測に基づいた計測装置２０の位置の情報および原点の位置の情報を座標軸の方向と合わせて用いることにより、１つの座標系を定める。そして、前処理部１１Ａは、複数の場所で計測された計測データが、定められた１つの座標系で表されるように計測データの座標変換を行う。
【００３８】
計測装置２０が方位センサを備えていない場合、上述したように、方位の情報は実測により求められる。ここに、計測装置２０は、一般的には、測定部２０１が水平面に沿って回転するように設置される。そのため、直交座標系におけるｘｙ平面が水平面に平行な面であるとすれば、直交座標系でのｚ方向は自動的に決まる。それゆえ、計測装置２０の方位は、東西方向あるいは南北方向との関係を実測すればよい。
【００３９】
上述したように、前処理部１１Ａは、計測装置２０から受け取った様々な座標系の計測データの座標変換を行うことにより、計測データを単一の座標系に統合する。すなわち、住宅の屋内の様々な場所について、単一の座標系で表された計測データが得られる。たとえば、住宅に存在している天井面、床面、壁面などの多くが座標軸に平行になるように座標系が定められることが望ましい。
【００４０】
上述した構成例では、住宅に単一の座標系を定めるために、計測装置２０の位置を実測している。したがって、計測装置２０を設置する場所が増加するほど、住宅に単一の座標系を定めるための作業量が増加する。そこで、モデリング装置１０の前処理部１１Ａは、異なる場所で計測された計測データが共通の部分を含み、かつ共通の部分が特徴を有する形状である場合に、特徴を有する形状を用いて計測データを重ね合わせる機能を有していてもよい。
【００４１】
すなわち、異なる場所で計測された計測データに重なっている部分が存在しており、重なっている部分から特徴ある形状の抽出が可能である場合、異なる場所で計測された計測データの位置合わせを、形状の特徴によって行ってもよい。この技術を採用すれば、異なる場所で計測された計測データを合成する際に、マーカを設けずに計測データの位置を合わせることが可能になる。ただし、この技術を採用するには、異なる場所に設置した計測装置２０が計測した計測データに、屋内の同じ部位の計測データが含まれていることが必要である。
【００４２】
計測装置２０は、計測データだけではなく、計測した空間領域の画像を出力する機能を有する場合がある。計測装置２０から出力される画像は、画素に測定点が対応付けられている。したがって、異なる場所に設置した計測装置２０が撮影した画像に、屋内の同じ部位の画像が含まれていれば、画像をつなぎ合わせることにより、測定点をつなぎ合わせることが可能である。すなわち、異なる場所に設置した計測装置２０から得られた計測データを、画像を用いることにより１つの座標系に統合することが可能である。
【００４３】
複数の座標系の計測データを１つの座標系に統合するには、上述したように、実測に基づく情報を用いる技術と、屋内の同じ部位の計測データの特徴を用いる技術と、屋内の同じ部位の画像を用いる技術とがある。これらの技術は、単独で用いてもよいが、併用することにより、計測データの座標系の統合が容易になる。なお、前処理部１１Ａは、ボクセルフィルタを用いたダウンサンプリングと、計測データの座標系の統合とのどちらを先に行ってもよいが、ダウンサンプリングを先に行えば、座標系を統合する際の処理負荷が軽減される。
【００４４】
ダウンサンプリングによって測定点の個数が低減され、かつ屋内の座標系が統合されると、演算部１１は、複数の測定点の計測データに基づいて屋内に露出している平面の式（平面式）を求める。
【００４５】
まず、前処理部１１Ａは、測定点のクラスタリングを行い、屋内に露出している複数の平面それぞれに対応すると推定される複数のクラスタを形成する。そして、前処理部１１Ａは、複数のクラスタそれぞれを形成している測定点を用いて、複数のクラスタにそれぞれ対応した複数の平面を定める。つまり、前処理部１１Ａは、複数のクラスタが形成された後、複数のクラスタそれぞれを形成する測定点を用いてクラスタごとに平面式を求める。なお、複数のクラスタと複数の平面とが一対一に対応しているとは限らず、１つの平面に対応する測定点が複数のクラスタを形成する場合がある。なお、１つのクラスタが複数の平面に対応することは想定していない。
【００４６】
そして、複数のクラスタのうち、屋内に配置された家具の面に対応するクラスタのように、平面式を求める必要のないクラスタは処理対象から除外する。不要なクラスタの除外は、クラスタに含まれる測定点の属性を用いて自動的に行うことが可能であるが、ここではユーザが必要なクラスタを選択する場合を例とする。
【００４７】
この場合、ユーザがモデリング装置１０に対して指示を与えるために、モデリング装置１０は、入力装置２１および出力装置２２を接続するための接続インターフェイス部１２２を備えていることが望ましい。入力装置２１は、キーボードおよびマウスなどであり、出力装置２２は、モニタ装置であってカラー画像の表示が可能であることが望ましい。入力装置２１は、マウスに代えて、トラックパッド、タッチパッドなどでもよい。出力装置２２は、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ（EL： Electro-Luminescence）、ＣＲＴ（CRT：Cathode Ray Tube）ディスプレイなどから選択される。また、入力装置２１と出力装置２２とに兼用されるタッチパネルをモデリング装置１０に接続してもよい。
【００４８】
出力装置２２の画面には、測定点がクラスタごとに区分された状態で表示される。望ましくは、クラスタごとの測定点に、隣接するクラスタと識別できる色が付与される。たとえば、天井面に相当するクラスタの測定点に緑色が付与され、１つの壁面に相当するクラスタの測定点に黄色が付与される。測定点に色を付与する処理は、前処理部１１Ａが行えばよい。なお、出力装置２２の画面にカラー画像を表示できない場合、濃度と模様との少なくとも一方を用いて、クラスタの区別を可能にすればよい。
【００４９】
モデリング装置１０は、出力装置２２の画面に複数のクラスタを区別して表示した状態で、クラスタを指定する情報を待ち受ける。
【００５０】
そして、計算部１１Ｂは、第１計算部１１１および第２計算部１１２を備えており、第１計算部１１１は、クラスタごとの測定点を用いて平面式を求める。ユーザが入力装置２１を操作してクラスタを指定する情報をモデリング装置１０に与えると、測定点に応じた平面式を第１計算部１１１が算出する。クラスタの指定には、マウスのようなポインティングデバイスで、所望のクラスタ内の適宜の箇所にポインタを合わせ、クリックに相当する操作を行えばよい。
【００５１】
第１計算部１１１では、ロバスト統計の方法を用いて外れ値の影響を抑制した平面の式を求める。たとえば、クラスタ内の測定点を正規分布とみなして平面式を一旦定め、さらに求めた平面式からクラスタを形成する複数の測定点までの距離に応じた重みを測定点に与え、重みを与えた測定点を用いて平面式を定める。すなわち、この構成例では、Ｍ推定の方法を用いて平面式を信頼性よく定めている。ロバスト統計の方法はＭ推定に限定されず、他の方法を採用しても平面式を信頼性よく定めることが可能である。
【００５２】
すなわち、第１計算部１１１は、住宅の壁面、床面、天井面のそれぞれのクラスタに対応する平面式を求めることができる。
【００５３】
第２計算部１１２は、第１計算部１１１が求めた平面式のうち、壁面に対応する平面（以降、壁平面と称す）の平面式に基づいて、予め決められた方向を面方向とする基準平面と壁平面との交線を表す数式である直線式をクラスタ毎に求める。具体的に、ユーザが入力装置２１を操作して壁平面を指定する情報をモデリング装置１０に与えると、第２計算部１１２は、指定された壁平面に対応する直線式を求める。本実施形態において、基準平面はｘｙ平面である。したがって、図３に示すように、壁平面Ｈ１とｘｙ平面Ｈ０との交線Ｌ１は、住宅を上方から見た場合に壁面を通る直線に相当する。なお、図３において、説明のために壁平面Ｈ１、ｘｙ平面Ｈ０、および交線Ｌ１を有限としているが、実際は、無限の壁平面Ｈ１、ｘｙ平面Ｈ０、および交線Ｌ１として取り扱われる。
【００５４】
そして、投影処理部１１Ｃは、第２計算部１１２が生成した直線式を入力されて、下記の投影処理を行うことで、住宅の間取り図に相当する２次元のベクトルデータを生成する。投影処理部１１Ｃは、第１投影処理部１１３および第２投影処理部１１４を備える。
【００５５】
図４は、第１投影処理部１１３が行う投影処理の一例を示す。第２計算部１１２が求めた直線式は、壁平面Ｈ１とｘｙ平面Ｈ０との交線Ｌ１を表す数式である（図３参照）。第１投影処理部１１３は、壁平面Ｈ１に、壁平面Ｈ１に属する複数の測定点Ｐｍを投影する。第１投影処理部１１３は、この投影された複数の測定点Ｐｍを、平面投影点群Ｇｍとする。第２投影処理部１１４は、壁平面Ｈ１に対応する交線Ｌ１に、壁平面Ｈ１に対応する平面投影点群Ｇｍを投影して、壁平面Ｈ１に対応する交線Ｌ１上における平面投影点群Ｇｍの投影範囲内の線分を投影線分Ｌ２として求める。
【００５６】
第１投影処理部１１３および第２投影処理部１１４は、上述の処理を、すべての壁平面について行う。したがって、すべての壁平面に対応する投影線分Ｌ２が生成される。第２投影処理部１１４の処理結果を図５に示す。
【００５７】
なお、上述の投影処理部１１Ｃは、第２計算部１１２が求めた交線Ｌ１に対して平面投影点群Ｇｍの投影処理を行うことで、交線Ｌ１の範囲を限定した投影線分Ｌ２を求めている。また、投影処理部１１Ｃは、壁平面Ｈ１に対して平面投影点群Ｇｍの投影処理を行うことで、壁平面Ｈ１の範囲を限定し、この限定された壁平面Ｈ１とｘｙ平面Ｈ０との交線を、投影線分Ｌ２として求めてもよい。この場合、上述の第２計算部１１２による交線Ｌ１の算出処理は省略できる。
【００５８】
投影処理部１１Ｃは、上述のようにして屋内に露出している壁面について投影線分Ｌ２の式を定めることができる。しかし、上述のように不要なクラスタが除外されていると、屋内に配置された家具の裏側の壁面などでは、投影線分Ｌ２が完全に生成されていない。通常、投影線分Ｌ２の両端点は、他の投影線分Ｌ２に接続しているが、完全に生成されていない投影線分は、他の投影線分Ｌ２に端点が接続していない。
【００５９】
また、屋内の壁面の形状によっては、実際に存在する壁面であっても、計測装置２０のレーザ光が照射されない箇所が生じる場合がある。この場合も、測定点Ｐｍが生成されない壁面が発生する。したがって、投影処理部１１Ｃは、このような壁面に対応する投影線分Ｌ２の長さを正確に定めることができない。
【００６０】
すなわち、図５では、すべての投影線分Ｌ２が完全に再現されていない。そこで、モデリング装置１０の修正部１１Ｄは、投影処理部１１Ｃが生成した図５の投影線分Ｌ２のデータに対して、以下の修正処理を施す。
【００６１】
修正部１１Ｄは、第１修正部１１５、第２修正部１１６、第３修正部１１７、判定部１１８、第４修正部１１９を備える。また図６に示すように、投影線分Ｌ２は、端点Ｔ１，Ｔ２、および中間部Ｕ１で構成される。投影線分Ｌ２の一端が端点Ｔ１であり、投影線分Ｌ２の他端が端点Ｔ２であり、端点Ｔ１と端点Ｔ２との間を中間部Ｕ１が接続している。
【００６２】
以下、第１修正部１１５、第２修正部１１６、第３修正部１１７の各処理を、図７Ａ〜図７Ｄを用いて説明する。なお、図７Ａ〜図７Ｄでは、３つの投影線分Ｌ２を識別するために、Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２ａの符号を付して、３つの投影線分Ｌ２を第１投影線分Ｌ２１、第２投影線分Ｌ２２、投影線分Ｌ２ａと称す。また、複数の投影線分Ｌ２のそれぞれの端点Ｔ１，Ｔ２を区別するために、投影線分Ｌ２ｎの端点Ｔ１，Ｔ２を、必要に応じて端点Ｔ１ｎ，Ｔ２ｎとする。
【００６３】
まず、第１修正部１１５は、図５のすべての投影線分Ｌ２から、端点Ｔ１，Ｔ２の少なくとも一方が他の投影線分Ｌ２に接続していない投影線分を抽出する。他の投影線分Ｌ２に接続していない端点Ｔ１，Ｔ２を対象端点ＴＳと称す。
【００６４】
そして、第１修正部１１５は、図７Ａに示すように、第２投影線分Ｌ２２の対象端点ＴＳ（Ｔ１２）側を延長する延長処理を開始する。
【００６５】
第２修正部１１６は、図７Ｂに示すように、第２投影線分Ｌ２２の対象端点ＴＳが投影線分Ｌ２ａに接続すれば、第２投影線分Ｌ２２の対象端点ＴＳ側の延長処理を停止する。なお、投影線分Ｌ２の対象端点ＴＳが他の投影線分Ｌ２に接続した状態とは、２つの投影線分Ｌ２がＴ字状またはＬ字状に接続している状態である。さらに、第２修正部１１６は、図８に示すように、投影線分Ｌ２の対象端点ＴＳ側の延長部分をＬａとした場合、延長部分Ｌａの長さが所定値に達した場合にも、投影線分Ｌ２の対象端点ＴＳ側の延長処理を停止する。
【００６６】
第３修正部１１７は、第２投影線分Ｌ２２の対象端点ＴＳの接続先が、投影線分Ｌ２ａの延長部分であるか否かを判定する。ここで、投影線分Ｌ２ａは、修正部１１Ｄによる延長処理を実行されておらず、第２投影線分Ｌ２２の対象端点ＴＳの接続先は、投影線分Ｌ２ａの延長部分ではない。この場合、第３修正部１１７の修正処理は終了する。
【００６７】
次に、判定部１１８は、全ての投影線分Ｌ２の端点が他のいずれかの投影線分Ｌ２に接続しているか否かを判定する。判定部１１８が、１つ以上の投影線分Ｌ２の端点が他の投影線分Ｌ２に接続していないと判定した場合、第１修正部１１５、第２修正部１１６、および第３修正部１１７が上述の処理を再び行う。図７Ｂでは、第１投影線分Ｌ２１の端点Ｔ２１が他の投影線分Ｌ２に接続しておらず、第１投影線分Ｌ２１は対象端点ＴＳ（Ｔ２１）を備えている。したがって、判定部１１８は、第１投影線分Ｌ２１が他の投影線分Ｌ２に接続していないと判定し、第１修正部１１５が、第１投影線分Ｌ２１に対する延長処理を開始する。
【００６８】
第１修正部１１５は、図７Ｂに示すように、第１投影線分Ｌ２１の対象端点ＴＳ（Ｔ２１）側を延長する延長処理を開始する。
【００６９】
第２修正部１１６は、図７Ｃに示すように、第１投影線分Ｌ２１の対象端点ＴＳが第２投影線分Ｌ２２に接続すれば、第１投影線分Ｌ２１の対象端点ＴＳ側の延長処理を停止する。
【００７０】
第３修正部１１７は、第１投影線分Ｌ２１の対象端点ＴＳの接続先が、第２投影線分Ｌ２２の延長部分Ｌａであるか否かを判定する。第２投影線分Ｌ２２は、修正部１１Ｄによる延長処理が既に実行されており（図７Ａ、図７Ｂ参照）、第１投影線分Ｌ２１の対象端点ＴＳの接続先は、第２投影線分Ｌ２２の延長部分Ｌａである。この場合、図７Ｄに示すように、第３修正部１１７は、第２投影線分Ｌ２２の延長部分Ｌａのうち、第１投影線分Ｌ２１との接続箇所より第２投影線分Ｌ２２の端点側（この場合、第２投影線分Ｌ２２の端点Ｔ１２側）の範囲Ｌｂを削除する。すなわち、第２投影線分Ｌ２２の延長部分Ｌａのうち、範囲Ｌｂが削除されることで、第１投影線分Ｌ２１および第２投影線分Ｌ２２の各端点が接続されて、実際に存在する壁面に対応する第１投影線分Ｌ２１および第２投影線分Ｌ２２に修正されている。
【００７１】
そして、判定部１１８は、全ての投影線分Ｌ２の端点が他のいずれかの投影線分Ｌ２に接続しているか否かを判定する。判定部１１８が、１つ以上の投影線分Ｌ２の端点が他の投影線分Ｌ２に接続していないと判定した場合、第１修正部１１５、第２修正部１１６、および第３修正部１１７が上述の処理を再び行う。
【００７２】
判定部１１８が、全ての投影線分Ｌ２の各端点が他のいずれかの投影線分Ｌ２に接続していると判定した場合、第４修正部１１９が以下の修正処理を行う。
【００７３】
以下、第４修正部１１９の処理を、図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、および図１０Ｂを用いて説明する。なお、図９Ａ、図９Ｂでは、３つの投影線分Ｌ２を識別するために、Ｌ２３，Ｌ２４，Ｌ２ｂの符号を付して、３つの投影線分Ｌ２を第３投影線分Ｌ２３、第４投影線分Ｌ２４、投影線分Ｌ２ｂと称す。また、複数の投影線分Ｌ２のそれぞれの端点Ｔ１，Ｔ２を区別するために、投影線分Ｌ２ｎの端点Ｔ１，Ｔ２を、必要に応じて端点Ｔ１ｎ，Ｔ２ｎとする。
【００７４】
全ての投影線分Ｌ２の各端点が他のいずれかの投影線分Ｌ２の端点に接続していると判定部１１８が判定したとしても、測定誤差などによって削除しきれていない線分が残っている場合がある。たとえば図９Ａに示すように、第４投影線分Ｌ２４の対象端点ＴＳ側が、測定誤差によって実際より線分Ｌｃだけ長く生成されていると仮定する。この場合、第４投影線分Ｌ２４は、第１修正部１１５、第２修正部１１６の各処理によって対象端点ＴＳ側が延長されて、投影線分Ｌ２ｂに接続する。また、第３投影線分Ｌ２３も、第１修正部１１５、第２修正部１１６の各処理によって対象端点ＴＳ（Ｔ１３）側が延長されて、第４投影線分Ｌ２４に接続する。しかしながら、第３投影線分Ｌ２３の接続先は、第４投影線分Ｌ２４において測定誤差によって生成された線分Ｌｃであり、第４投影線分Ｌ２４の延長部分Ｌａではないので、第３修正部１１７による線分の削除処理は行われない。この結果、図９Ｂに示すように、第４投影線分Ｌ２４は、本来不要となる線分Ｌｄ（Ｌａ＋Ｌｄ）が残ってしまう。
【００７５】
そこで、第４修正部１１９は、図１０Ａに示す複数の投影線分Ｌ２に対して、まず、他の投影線分Ｌ２の中間部Ｕ１に端点が接続している投影線分Ｌ２があるか否かを判定する。図１０Ａでは、第３投影線分Ｌ２３の端点Ｔ１３が、第４投影線分Ｌ２４の中間部Ｕ１に接続している。そこで、第４修正部１１９は、第３投影線分Ｌ２３の端点Ｔ１３を開始点Ｐ１として、この開始点Ｐ１から第３投影線分Ｌ２３の端点Ｔ２３を経由して、１つ以上の他の投影線分Ｌ２を通る経路Ｒ１を追跡する追跡処理を開始する。図１０Ａでは、第４修正部１１９は、第３投影線分Ｌ２３の端点Ｔ１３から端点Ｔ２３を経由して、投影線分Ｌ２ｃを通った後、投影線分Ｌ２ｂ上を追跡する。このとき、第４修正部１１９の追跡処理は、投影線分Ｌ２ｂの中間部Ｕ１上において、第４投影線分Ｌ２４の端点Ｔ１４に至ると終了する。すなわち、第４投影線分Ｌ２４は本追跡処理の開始点Ｐ１を有しており、第４修正部１１９の追跡処理は、この開始点Ｐ１を有する第４投影線分Ｌ２４の端点Ｔ１４に至ると終了する。この場合、第４修正部１１９は、本追跡処理を停止して、第４投影線分Ｌ２４の端点Ｔ１４を終了点Ｐ２とする。そして、第４修正部１１９は、第４投影線分Ｌ２４のうち、追跡処理の開始点Ｐ１と終了点Ｐ２との間を削除する（図１０Ｂ参照）。したがって、第４修正部１１９によって、図１０Ｂに示すように、第４投影線分Ｌ２４のうち、測定誤差によって生じた不要部分が削除される。
【００７６】
なお、第４修正部１１９は、経路Ｒ１が終了点Ｐ２に達するまでに、複数の投影線分Ｌ２のうちいずれかの投影線分Ｌ２の中間部Ｕ１に接続すれば、追跡処理を停止する。すなわち、第４修正部１１９は、経路Ｒ１を構成する投影線分Ｌ２の端点が他の投影線分Ｌ２の中間部Ｕ１に接続すれば、追跡処理を停止する。
【００７７】
また、図１１Ａに示すように、第４修正部１１９は、経路Ｒ１を構成する投影線分Ｌ２ｂの端点が、本追跡処理の開始点Ｐ１を有する投影線分Ｌ２４の中間部Ｕ１に接続すれば、この接続点も終了点Ｐ２とする。そして、第４修正部１１９は、第４投影線分Ｌ２４のうち、追跡処理の開始点Ｐ１と終了点Ｐ２との間を削除する（図１１Ｂ参照）。
【００７８】
上述のモデリング装置１０のモデリング方法をまとめると、図１２のフローチャートで示される。
【００７９】
まず、前処理部１１Ａは、計測装置２０から、複数の測定点Ｐｍそれぞれの座標値である計測データを取得する（Ｓ１）。第１計算部１１１は、計測データを用いて、クラスタ毎の平面式を求める（Ｓ２）。第２計算部１１２は、第１計算部１１１が求めた平面式のうち、壁平面Ｈ１の平面式に基づいて、ｘｙ平面Ｈ０（基準平面）と壁平面Ｈ１との交線Ｌ１の直線式をクラスタ毎に求める（Ｓ３）。
【００８０】
次に、第１投影処理部１１３は、壁平面Ｈ１に属する複数の測定点Ｐｍを平面投影点群Ｇｍとし、壁平面Ｈ１に平面投影点群Ｇｍを投影する（Ｓ４）。第２投影処理部１１４は、壁平面Ｈ１に対応する交線Ｌ１に、壁平面Ｈ１に対応する平面投影点群Ｇｍを投影して、壁平面Ｈ１に対応する交線Ｌ１上における平面投影点群Ｇｍの投影範囲内の線分を投影線分Ｌ２として求める（Ｓ５）。
【００８１】
次に、第１修正部１１５は、投影線分Ｌ２の対象端点ＴＳ側を延長する延長処理を開始する（Ｓ６）。
【００８２】
第２修正部１１６は、延長処理を開始した投影線分Ｌ２の対象端点ＴＳが他の投影線分Ｌ２に接続すれば、この延長処理を停止する。また、第２修正部１１６は、延長処理を開始した投影線分Ｌ２の延長部分の長さが所定値に達した場合にも、この延長処理を停止する（Ｓ７）。
【００８３】
第３修正部１１７は、延長処理が行われた投影線分Ｌ２の対象端点ＴＳの接続先が、他の投影線分Ｌ２の延長部分Ｌａであるか否かを判定する（Ｓ８）。延長処理が行われた投影線分Ｌ２の対象端点ＴＳの接続先が、他の投影線分Ｌ２ａの延長部分Ｌａでなければ、第３修正部１１７の修正処理は終了して、ステップＳ１０へ進む。延長処理が行われた投影線分Ｌ２の対象端点ＴＳの接続先が、他の投影線分Ｌ２の延長部分Ｌａである場合、第３修正部１１７は、他の投影線分Ｌ２の延長部分Ｌａのうち、延長処理が行われた投影線分Ｌ２との接続箇所より端点側を削除する。すなわち、他の投影線分Ｌ２の不要部分の削除が行われる（Ｓ９）。
【００８４】
次に、判定部１１８は、全ての投影線分Ｌ２の端点が他のいずれかの投影線分Ｌ２に接続しているか否かを判定する（Ｓ１０）。判定部１１８が、１つ以上の投影線分Ｌ２の端点が他の投影線分Ｌ２に接続していないと判定した場合、ステップＳ６に戻って、第１修正部１１５、第２修正部１１６、および第３修正部１１７が上述の処理を再び行う。
【００８５】
判定部１１８が、全ての投影線分Ｌ２の端点は他のいずれかの投影線分Ｌ２に接続していると判定した場合、第４修正部１１９が上述の追跡処理を行う（Ｓ１１）。そして、この追跡処理の結果、第４修正部１１９は、測定誤差などによって生じた投影線分Ｌ２の不要部分を削除する。
【００８６】
そして、モデリング装置１０による上述の各処理の結果、図５に示す投影線分Ｌ２のベクトルデータは、図１３に示す投影線分Ｌ２のベクトルデータに修正される。図１３に示す投影線分Ｌ２のそれぞれは、全ての端点が他の投影線分Ｌ２に接続しており、実際の壁面の配置に近いベクトルデータとなっている。すなわち、モデリング装置１０は、住宅などの立体物を構成する複数の平面（壁面）の配置を精度よく求めることができる。
【００８７】
上述のように、修正部１１Ｄは、投影線分Ｌ２を表す２次元のベクトルデータを作成する。ベクトルデータは、出力インターフェイス部１２３を通して設計装置３０に出力される。
【００８８】
設計装置３０は、上述したように、ベクトルデータの編集を行う機能を有した３次元ＣＡＤシステムである。したがって、ベクトルデータのフォーマットは、多くの設計装置３０で扱うことができるＤＸＦであることが望ましい。ベクトルデータとして他のフォーマットでの出力を可能にしてもよいのはもちろんのことである。
【００８９】
モデリング装置１０は、プログラムを実行するプロセッサを主なハードウェア要素とする。プロセッサは、メモリを別に必要とするＭＰＵ（Micro Processing Unit）、プロセッサとメモリとを一体に備えるマイコン（Micro Controller）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などから選択される。メモリは、作業用に用いるＲＡＭ（Random Access Memory）を含み、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）を含むことが望ましい。
【００９０】
言い換えると、モデリング装置１０は、コンピュータでプログラムを実行することにより実現される。したがって、モデリング装置１０と設計装置３０とは、個別のコンピュータに分ける必要はなく、共通のコンピュータを用いて実現することが可能である。また、モデリング装置１０と設計装置３０とのうち、少なくともモデリング装置１０は端末装置と通信するサーバで実現されていてもよい。この場合、モデリング装置１０に対して、端末装置が計測データを引き渡し、また端末装置がモデリング装置１０からベクトルデータを受け取る構成であってもよい。
【００９１】
プログラムは、ＲＯＭに格納された状態で提供される。また、プログラムは、光ディスクあるいはメモリカードのような記録媒体に記録された状態で提供されてもよい。あるいは、インターネットのような電気通信回線を通じてプログラムが提供されてもよい。記録媒体に記録された状態で提供されるプログラム、あるいは電気通信回線を通じて提供されるプログラムは、モデリング装置１０が備える不揮発性メモリに書き込まれ、プロセッサで実行可能になる。不揮発性メモリは、たとえば、ＥＥＰＲＯＭである。
【００９２】
ところで、図１４は、本実施形態の変形例である３次元モデル作成システム１００Ａを示す。３次元モデル作成システム１００Ａは、モデリング装置１０として機能するサーバ４０と、計測装置２０と、計測装置２０からの計測データをサーバ４０に送信する端末装置４１とで構成されている。すなわち、サーバ４０は、モデリング装置１０として構成されており、演算部４０１と、インターフェイス部４０２とを備える。
【００９３】
一方、端末装置４１は入力装置４１１および出力装置４１２を備える。また、端末装置４１は、計測装置２０から計測データを受け取る入力インターフェイス部４１３と、サーバ４０との間でインターネットのような電気通信回線４２を通じて通信するための通信インターフェイス部４１４とを備える。入力インターフェイス部４１３を通じて計測装置２０から受け取った計測データは、通信インターフェイス部４１４および電気通信回線４２を通じてサーバ４０に送信される。
【００９４】
サーバ４０におけるインターフェイス部４０２は、端末装置４１と通信し、端末装置４１から計測データを受け取る機能、端末装置４１にベクトルデータを送信する機能を有している。また、インターフェイス部４０２を通じて端末装置４１と通信することにより、端末装置４１に設けられた入力装置４１１からサーバ４０が情報を受け取り、端末装置４１に設けられた出力装置４１２にサーバ４０から情報を受け渡す。
【００９５】
サーバ４０における演算部４０１は、図１に示したモデリング装置１０における前処理部１１Ａ、計算部１１Ｂ、投影処理部１１Ｃ、修正部１１Ｄと同様に機能する。また、端末装置４１における入力装置４１１および出力装置４１２は、図１に示した構成例の入力装置２１および出力装置２２に読み替えればよい。
【００９６】
図１４に示す構成を採用する場合、ユーザは、モデリング装置１０を用意せずに、端末装置４１をモデリング装置１０と同様に操作することができる。また、複数のユーザがサーバ４０を共用することが可能であるから、複数のユーザが個別にモデリング装置１０を導入する場合に比べると、導入費用の増加を抑制することができる。さらに、コンピュータをモデリング装置１０として機能させるためのプログラムは、サーバ４０で実行されるから、プログラムが複製される可能性が低減される。すなわち、モデリング装置１０を、ＳａａＳ（Software As A Service）、あるいはＰａａＳ（Platform As A Service）としてユーザに提供することができる。
【００９７】
なお、サーバ４０は、１台のコンピュータに限らず、相互に連携するように接続された複数台のコンピュータで構成されていてもよい。また、サーバ４０は、クラウドコンピューティングシステムにより構築されていてもよい。
【００９８】
本発明の実施形態に係る第１の態様の立体物のモデリング方法は、以下のステップを有している。第１ステップ（Ｓ１）では、立体物について計測された複数の測定点Ｐｍそれぞれの計測データを受け取る。第２ステップ（Ｓ２）では、計測データに基づいて、複数の測定点Ｐｍのうち２つ以上の測定点Ｐｍが属する複数の平面のそれぞれ（たとえば壁平面Ｈ１）を表す数式である平面式を求める。第３ステップ（Ｓ４）では、複数の平面のそれぞれに、複数の平面のそれぞれに属する測定点Ｐｍを投影して、投影された測定点Ｐｍを平面投影点群Ｇｍとする。第４ステップ（Ｓ５）では、平面式に基づいて、予め決められた方向を面方向とする基準平面（たとえばｘｙ平面Ｈ０）と複数の平面のそれぞれ（たとえば壁平面Ｈ１）との交線（たとえば交線Ｌ１）について、複数の平面のそれぞれに対応する交線上における平面投影点群Ｇｍの投影範囲内の線分を投影線分Ｌ２として求める。第５ステップ（Ｓ６）では、複数の投影線分Ｌ２のうち、複数の投影線分Ｌ２のうちの他の投影線分Ｌ２に接続していない端点である対象端点ＴＳを有する第１投影線分Ｌ２１の対象端点ＴＳ側を延長する延長処理を開始する。第６ステップ（Ｓ７）では、第１投影線分Ｌ２１の対象端点ＴＳが複数の投影線分Ｌ２のうちの第２投影線分Ｌ２２に接続する、または対象端点ＴＳ側の延長部分Ｌａの長さが所定値に達した場合に、対象端点ＴＳ側の延長処理を停止する。第７ステップ（Ｓ８，Ｓ９）では、第２投影線分Ｌ２２が第１投影線分Ｌ２１より先に延長処理を施された投影線分Ｌ２であって、第１投影線分Ｌ２１の対象端点ＴＳが第２投影線分Ｌ２２の延長部分Ｌａに接続すれば、第２投影線分Ｌ２２の延長部分Ｌａのうち、第１投影線分Ｌ２１との接続箇所より第２投影線分Ｌ２２の対象端点ＴＳ側を削除する。
【００９９】
したがって、上述のモデリング方法による各処理の結果、図５に示す投影線分Ｌ２のデータは、図１３に示す投影線分Ｌ２のデータに修正される。図１３に示す投影線分Ｌ２のそれぞれは、全ての端点が他の投影線分Ｌ２に接続しており、実際の壁面の配置に近いデータとなっている。すなわち、上述のモデリング方法は、住宅などの立体物を構成する複数の平面（壁面）の配置を精度よく求めることができる。ただし、立体物は、住宅の屋内に限らず住宅の屋外を含んでいてもよく、また住宅に限定されず、建造物にも限定されない。
【０１００】
なお、本実施形態では、上述の第４ステップにおいて、第２計算部１１２が求めた交線Ｌ１に対して平面投影点群Ｇｍの投影処理を行うことで、交線Ｌ１の範囲を限定した投影線分Ｌ２を求めている。しかし、上述の第４ステップでは、壁平面Ｈ１に対して平面投影点群Ｇｍの投影処理を行うことで、壁平面Ｈ１の範囲を限定し、この限定された壁平面Ｈ１とｘｙ平面Ｈ０との交線を、投影線分Ｌ２として求めてもよい。
【０１０１】
また、実施形態に係る第２の態様の立体物のモデリング方法では、第１の態様において、複数の投影線分Ｌ２の全ての端点が、他の投影線分Ｌ２に接続しているか否かを判定する第８ステップ（Ｓ１０）をさらに有することが好ましい。そして、複数の投影線分Ｌ２の全ての端点が他の投影線分Ｌ２に接続していなければ、前記第５ステップ、前記第６ステップ、および前記第７ステップを再度行う。
【０１０２】
この場合、複数の投影線分Ｌ２の全ての端点が他の投影線分Ｌ２に接続していなければ、延長処理を再度行うので、端点の接続先がない投影線分Ｌ２をなくすことができる。したがって、上述のモデリング方法では、実際の立体物の面（たとえば壁面）にできるだけ沿った投影線分Ｌ２を再現できる。
【０１０３】
また、実施形態に係る第３の態様の立体物のモデリング方法では、第２の態様において、複数の投影線分Ｌ２のそれぞれは、一対の端点Ｔ１，Ｔ２と、一対の端点Ｔ１，Ｔ２の間を接続する中間部Ｕ１とで構成されている。そして、前記第８ステップにおいて、複数の投影線分Ｌ２の全ての端点が他の投影線分Ｌ２に接続していると判定されたとする。この場合、複数の投影線分Ｌ２のうち第３投影線分Ｌ２３の一対の端点Ｔ１，Ｔ２のうちの一方の端点が、複数の投影線分Ｌ２のうち第４投影線分Ｌ２４の中間部Ｕ１に接続していれば、第３投影線分Ｌ２３の前記一方の端点を開始点とする。そして、開始点から第３投影線分Ｌ２３の一対の端点Ｔ１，Ｔ２のうちの他方の端点を経由して、１つ以上の投影線分Ｌ２を通る経路Ｒ１を追跡する追跡処理を開始する。経路Ｒ１が、第４投影線分Ｌ２４上に到達すれば、経路Ｒ１が到達した第４投影線分Ｌ２４上の点を経路Ｒ１の終点として、第４投影線分Ｌ２４の開始点と終点との間を削除する。そして、経路Ｒ１が、複数の投影線分Ｌ２のうちいずれかの投影線分Ｌ２の中間部Ｕ１に接続すれば、追跡処理を停止する。
【０１０４】
この場合、第４投影線分Ｌ２４のうち、測定誤差などによって生じた不要部分が削除される。
【０１０５】
また、実施形態に係る第４の態様の立体物のモデリング方法では、第１乃至第３の態様のいずれかにおいて、前記第２ステップでは、計測データから立体物の平面に対応した複数のクラスタを取り出す。そして、複数のクラスタのそれぞれを形成する測定点Ｐｍの計測データを用いて、複数のクラスタのそれぞれに対応する平面を表す平面式を求めることが好ましい。
【０１０６】
この場合、クラスタリングによって測定点Ｐｍをいずれかの平面に対応させており、立体物の実際の構造に沿った平面式を生成することができる。
【０１０７】
本発明の実施形態に係る第５の態様の立体物のモデリング装置１０は、立体物について計測された複数の測定点Ｐｍそれぞれの計測データを受け取るインターフェイス部１２と、計測データを入力される演算部１１とを備える。演算部１１は、計算部１１Ｂと、投影処理部１１Ｃと、第１修正部１１５と、第２修正部１１６と、第３修正部１１７とを有する。計算部１１Ｂは、計測データに基づいて、複数の測定点Ｐｍのうち２つ以上の測定点Ｐｍが属する複数の平面のそれぞれ（たとえば壁平面Ｈ１）を表す数式である平面式を求める。投影処理部１１Ｃは、複数の平面のそれぞれに、複数の平面のそれぞれに属する測定点Ｐｍを投影して、投影された測定点Ｐｍを平面投影点群Ｇｍとする。そして、投影処理部１１Ｃは、平面式に基づいて、予め決められた方向を面方向とする基準平面（たとえばｘｙ平面Ｈ０）と複数の平面のそれぞれ（たとえば壁平面Ｈ１）との交線（たとえば交線Ｌ１）について、複数の平面のそれぞれに対応する交線上における平面投影点群Ｇｍの投影範囲内の線分を投影線分Ｌ２として求める。第１修正部１１５は、複数の投影線分Ｌ２のうち、複数の投影線分Ｌ２のうちの他の投影線分Ｌ２に接続していない端点である対象端点ＴＳを有する第１投影線分Ｌ２１の対象端点ＴＳ側を延長する延長処理を開始する。第２修正部１１６は、第１投影線分Ｌ２１の対象端点ＴＳが複数の投影線分Ｌ２のうちの第２投影線分Ｌ２２に接続する、または対象端点ＴＳ側の延長部分Ｌａの長さが所定値に達した場合に、対象端点ＴＳ側の延長処理を停止する。第３修正部１１７は、第２投影線分Ｌ２２が第１投影線分Ｌ２１より先に延長処理を施された投影線分Ｌ２であって、第１投影線分Ｌ２１の対象端点ＴＳが第２投影線分Ｌ２２の延長部分Ｌａに接続すれば、第２投影線分Ｌ２２の延長部分Ｌａのうち、第１投影線分Ｌ２１との接続箇所より第２投影線分Ｌ２２の対象端点ＴＳ側を削除する。
【０１０８】
したがって、上述のモデリング装置１０による各処理の結果、図５に示す投影線分Ｌ２のデータは、図１３に示す投影線分Ｌ２のデータに修正される。図１３に示す投影線分Ｌ２のそれぞれは、全ての端点が他の投影線分Ｌ２に接続しており、実際の壁面の配置に近いデータとなっている。すなわち、モデリング装置１０は、住宅などの立体物を構成する複数の平面（壁面）の配置を精度よく求めることができる。
【０１０９】
本発明の実施形態に係る第６の態様の立体物のサーバ４０は、立体物について計測された複数の測定点Ｐｍそれぞれの計測データを端末装置４１との通信により端末装置４１から受け取る。サーバ４０は、計測データを受け取るインターフェイス部４０２と、計測データを入力される演算部４０１とを備える。演算部４０１は、計算部１１Ｂと、投影処理部１１Ｃと、第１修正部１１５と、第２修正部１１６と、第３修正部１１７とを有する。計算部１１Ｂは、計測データに基づいて、複数の測定点Ｐｍのうち２つ以上の測定点Ｐｍが属する複数の平面のそれぞれ（たとえば壁平面Ｈ１）を表す数式である平面式を求める。投影処理部１１Ｃは、複数の平面のそれぞれに、複数の平面のそれぞれに属する測定点Ｐｍを投影して、投影された測定点Ｐｍを平面投影点群Ｇｍとする。そして、投影処理部１１Ｃは、平面式に基づいて、予め決められた方向を面方向とする基準平面（たとえばｘｙ平面Ｈ０）と複数の平面のそれぞれ（たとえば壁平面Ｈ１）との交線（たとえば交線Ｌ１）について、複数の平面のそれぞれに対応する交線上における平面投影点群Ｇｍの投影範囲内の線分を投影線分Ｌ２として求める。第１修正部１１５は、複数の投影線分Ｌ２のうち、複数の投影線分Ｌ２のうちの他の投影線分Ｌ２に接続していない端点である対象端点ＴＳを有する第１投影線分Ｌ２１の対象端点ＴＳ側を延長する延長処理を開始する。第２修正部１１６は、第１投影線分Ｌ２１の対象端点ＴＳが複数の投影線分Ｌ２のうちの第２投影線分Ｌ２２に接続する、または対象端点ＴＳ側の延長部分Ｌａの長さが所定値に達した場合に、対象端点ＴＳ側の延長処理を停止する。第３修正部１１７は、第２投影線分Ｌ２２が第１投影線分Ｌ２１より先に延長処理を施された投影線分Ｌ２であって、第１投影線分Ｌ２１の対象端点ＴＳが第２投影線分Ｌ２２の延長部分Ｌａに接続すれば、第２投影線分Ｌ２２の延長部分Ｌａのうち、第１投影線分Ｌ２１との接続箇所より第２投影線分Ｌ２２の対象端点ＴＳ側を削除する。
【０１１０】
したがって、上述のサーバ４０による各処理の結果、図５に示す投影線分Ｌ２のデータは、図１３に示す投影線分Ｌ２のデータに修正される。図１３に示す投影線分Ｌ２のそれぞれは、全ての端点が他の投影線分Ｌ２に接続しており、実際の壁面の配置に近いデータとなっている。すなわち、サーバ４０は、住宅などの立体物を構成する複数の平面（壁面）の配置を精度よく求めることができる。
【０１１１】
本発明の実施形態に係る第７の態様の３次元モデル作成システム１００，１００Ａは、立体物の３次元測定を行う計測装置２０と、上述の立体物のモデリング装置１０とを備える。
【０１１２】
したがって、上述の３次元モデル作成システム１００，１００Ａによる各処理の結果、図５に示す投影線分Ｌ２のデータは、図１３に示す投影線分Ｌ２のデータに修正される。図１３に示す投影線分Ｌ２のそれぞれは、全ての端点が他の投影線分Ｌ２に接続しており、実際の壁面の配置に近いデータとなっている。すなわち、３次元モデル作成システム１００，１００Ａは、住宅などの立体物を構成する複数の平面（壁面）の配置を精度よく求めることができる。
【０１１３】
また、実施形態に係る第８の態様の３次元モデル作成システム１００，１００Ａは、第７の態様において、立体物は建物であり、立体物のモデリング装置１０は、複数の投影線分Ｌ２を用いて建物の間取り図を作成する。そして、３次元モデル作成システム１００，１００Ａは、立体物のモデリング装置１０から出力される間取り図を編集する設計装置３０をさらに備えることが好ましい。
【０１１４】
この場合、モデリング装置１０が出力した立体物を表すベクトルデータを、設計装置３０で編集することが可能である。その結果、計測装置２０で実測した計測データから、設計装置３０で編集可能な立体物のベクトルデータを得ることができる。
【０１１５】
また、実施形態に係る第９の態様のプログラムは、コンピュータを、上述の立体物のモデリング装置１０として機能させる。
【０１１６】
したがって、コンピュータでプログラムを実行することにより、上述した機能が、コンピュータで実現される。
【０１１７】
なお、上述した実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんのことである。
【符号の説明】
【０１１８】
１０  （立体物の）モデリング装置
１１  演算部
１１Ａ  前処理部
１１Ｂ  計算部
１１Ｃ  投影処理部
１１Ｄ  修正部
１１１  第１計算部
１１２  第２計算部
１１３  第１投影処理部
１１４  第２投影処理部
１１５  第１修正部
１１６  第２修正部
１１７  第３修正部
１１８  判定部
１１９  第４修正部
２０  計測装置
３０  設計装置
４０  サーバ
４１  端末装置
Ｌ１  交線
Ｌ２  投影線分
Ｌ２１  第１投影線分
Ｌ２２  第２投影線分
Ｌ２３  第３投影線分
Ｌ２４  第４投影線分
Ｌａ  延長部分
Ｔ１，Ｔ２  端点
ＴＳ  対象端点
Ｕ１  中間部
Ｐｍ  測定点
Ｇｍ  平面投影点群
Ｈ１  壁平面（平面）
Ｈ０  ｘｙ平面（基準平面）
Ｒ１  経路
【図１】
2020135764.tif 000003
【図２】
2020135764.tif 000004
【図３】
2020135764.tif 000005
【図４】
2020135764.tif 000006
【図５】
2020135764.tif 000007
【図６】
2020135764.tif 000008
【図７】
2020135764.tif 000009
【図８】
2020135764.tif 000010
【図９】
2020135764.tif 000011
【図１０】
2020135764.tif 000012
【図１１】
2020135764.tif 000013
【図１２】
2020135764.tif 000014
【図１３】
2020135764.tif 000015
【図１４】
2020135764.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月29日(2019.5.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体物について計測された複数の測定点それぞれの計測データを受け取る第１ステップと、
前記計測データに基づいて、前記複数の測定点のうち２つ以上の測定点が属する複数の平面のそれぞれを表す数式である平面式を求める第２ステップと、
前記複数の平面のそれぞれに、前記複数の平面のそれぞれに属する前記測定点を投影して、前記投影された前記測定点を平面投影点群とする第３ステップと、
前記平面式に基づいて、予め決められた方向を面方向とする基準平面と前記複数の平面のそれぞれとの交線について、前記複数の平面のそれぞれに対応する前記交線上における前記平面投影点群の投影範囲内の線分を投影線分として求める第４ステップとを有する
ことを特徴とする立体物のモデリング方法。
【請求項２】
前記複数の投影線分のうち、前記複数の投影線分のうちの他の投影線分に接続していない端点である対象端点を有する第１投影線分の前記対象端点側を延長する延長処理を開始する第５ステップと、
前記第１投影線分の前記対象端点が前記複数の投影線分のうちの第２投影線分に接続する、または前記対象端点側の延長部分の長さが所定値に達した場合に、前記対象端点側の延長処理を停止する第６ステップと、
前記第２投影線分が前記第１投影線分より先に前記延長処理を施された投影線分であって、前記第１投影線分の前記対象端点が前記第２投影線分の延長部分に接続すれば、前記第２投影線分の前記延長部分のうち、前記第１投影線分との接続箇所より前記第２投影線分の端点側を削除する第７ステップと、をさらに有する
ことを特徴とする請求項１記載の立体物のモデリング方法。
【請求項３】
前記複数の投影線分の全ての端点が、前記他の投影線分に接続しているか否かを判定する第８ステップをさらに有し、
前記複数の投影線分の全ての端点が前記他の投影線分に接続していなければ、前記第５ステップ、前記第６ステップ、および前記第７ステップを再度行う
ことを特徴とする請求項２記載の立体物のモデリング方法。
【請求項４】
前記複数の投影線分のそれぞれは、一対の前記端点と、前記一対の端点の間を接続する中間部とで構成されており、
前記第８ステップにおいて、前記複数の投影線分の全ての前記端点が前記他の投影線分に接続していると判定された後、
前記複数の投影線分のうち第３投影線分の前記一対の端点のうちの一方の端点が、前記複数の投影線分のうち第４投影線分の前記中間部に接続していれば、前記第３投影線分の前記一方の端点を開始点として、前記開始点から前記第３投影線分の前記一対の端点のうちの他方の端点を経由して、１つ以上の前記投影線分を通る経路を追跡する追跡処理を開始し、
前記経路が、前記第４投影線分上に到達すれば、前記経路が到達した第４投影線分上の点を前記経路の終点として、第４投影線分の前記開始点と前記終点との間を削除し、
前記経路が、前記複数の投影線分のうちいずれかの投影線分の前記中間部に接続すれば、前記追跡処理を停止する
ことを特徴とする請求項３記載の立体物のモデリング方法。
【請求項５】
前記第２ステップでは、前記計測データから前記立体物の平面に対応した複数のクラスタを取り出し、前記複数のクラスタのそれぞれを形成する前記測定点の前記計測データを用いて、前記複数のクラスタのそれぞれに対応する前記平面を表す前記平面式を求めることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の立体物のモデリング方法。
【請求項６】
立体物について計測された複数の測定点それぞれの計測データを受け取るインターフェイス部と、
前記計測データを入力される演算部とを備え、
前記演算部は、
前記計測データに基づいて、前記複数の測定点のうち２つ以上の測定点が属する複数の平面のそれぞれを表す数式である平面式を求める計算部と、
前記複数の平面のそれぞれに、前記複数の平面のそれぞれに属する前記測定点を投影して、前記投影された前記測定点を平面投影点群とし、前記平面式に基づいて、予め決められた方向を面方向とする基準平面と前記複数の平面のそれぞれとの交線について、前記複数の平面のそれぞれに対応する前記交線上における前記平面投影点群の投影範囲内の線分を投影線分として求める投影処理部と、
前記複数の投影線分のうち、前記複数の投影線分のうちの他の投影線分に接続していない端点である対象端点を有する第１投影線分の前記対象端点側を延長する延長処理を開始する第１修正部と、
前記第１投影線分の前記対象端点が前記複数の投影線分のうちの第２投影線分に接続する、または前記対象端点側の延長部分の長さが所定値に達した場合に、前記対象端点側の延長処理を停止する第２修正部と、
前記第２投影線分が前記第１投影線分より先に前記延長処理を施された投影線分であって、前記第１投影線分の前記対象端点が前記第２投影線分の延長部分に接続すれば、前記第２投影線分の前記延長部分のうち、前記第１投影線分との接続箇所より前記第２投影線分の端点側を削除する第３修正部とを有する
ことを特徴とする立体物のモデリング装置。
【請求項７】
立体物について計測された複数の測定点それぞれの計測データを端末装置との通信により前記端末装置から受け取るサーバであって、
前記計測データを受け取るインターフェイス部と、
前記計測データを入力される演算部とを備え、
前記演算部は、
前記計測データに基づいて、前記複数の測定点のうち２つ以上の測定点が属する複数の平面のそれぞれを表す数式である平面式を求める計算部と、
前記複数の平面のそれぞれに、前記複数の平面のそれぞれに属する前記測定点を投影して、前記投影された前記測定点を平面投影点群とし、前記平面式に基づいて、予め決められた方向を面方向とする基準平面と前記複数の平面のそれぞれとの交線について、前記複数の平面のそれぞれに対応する前記交線上における前記平面投影点群の投影範囲内の線分を投影線分として求める投影処理部と、
前記複数の投影線分のうち、前記複数の投影線分のうちの他の投影線分に接続していない端点である対象端点を有する第１投影線分の前記対象端点側を延長する延長処理を開始する第１修正部と、
前記第１投影線分の前記対象端点が前記複数の投影線分のうちの第２投影線分に接続する、または前記対象端点側の延長部分の長さが所定値に達した場合に、前記対象端点側の延長処理を停止する第２修正部と、
前記第２投影線分が前記第１投影線分より先に前記延長処理を施された投影線分であって、前記第１投影線分の前記対象端点が前記第２投影線分の延長部分に接続すれば、前記第２投影線分の前記延長部分のうち、前記第１投影線分との接続箇所より前記第２投影線分の端点側を削除する第３修正部とを有する
ことを特徴とするサーバ。
【請求項８】
立体物の３次元測定を行う計測装置と、
請求項６記載の立体物のモデリング装置とを備える
ことを特徴とする３次元モデル作成システム。
【請求項９】
前記立体物は建物であり、
前記立体物のモデリング装置は、前記複数の投影線分を用いて前記建物の間取り図を作成し、
前記立体物のモデリング装置から出力される前記間取り図を編集する設計装置をさらに備える
請求項８記載の３次元モデル作成システム。
【請求項１０】
コンピュータを、請求項６記載の立体物のモデリング装置として機能させるためのプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の一態様に係る立体物のモデリング方法は、以下のステップを有している。第１ステップでは、立体物について計測された複数の測定点それぞれの計測データを受け取る。第２ステップでは、前記計測データに基づいて、前記複数の測定点のうち２つ以上の測定点が属する複数の平面のそれぞれを表す数式である平面式を求める。第３ステップでは、前記複数の平面のそれぞれに、前記複数の平面のそれぞれに属する前記測定点を投影して、前記投影された前記測定点を平面投影点群とする。第４ステップでは、前記平面式に基づいて、予め決められた方向を面方向とする基準平面と前記複数の平面のそれぞれとの交線について、前記複数の平面のそれぞれに対応する前記交線上における前記平面投影点群の投影範囲内の線分を投影線分として求める。