(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実空間を計測して得られた点群を出力装置上に表現された仮想空間内に表示する第１手段と、
出力装置上に表示された点群の一部若しくは全部を仮想的な物体要素として選別する第２手段と、
２次元又は３次元の形状データからなる物体要素を、前記点群からなる物体要素と共に出力装置上に表現された仮想空間内に配置する第３手段と、
階層構造データを生成し、同じ階層構造データ中の各グループに前記点群から選別した物体要素若しくは前記形状データから得られた物体要素を所属させることで、前記階層構造データにそれぞれの物体要素の配置情報を記録する第４手段と、
ユーザの入力に応じて、前記仮想空間内に表示された物体要素に対して、移動、コピー、貼り付け、切り取り、又は削除を実行し、当該実行結果を前記階層構造データに反映する編集手段と、
を有する２次元又は３次元の物体データを表示操作するシステム、を用いたＣＡＤデータ又はＣＡＤデータに変換可能なデータである図面データの作成方法であって、
ユーザの入力に応じて、前記第１手段が、対象物を計測して得られた前記対象物の点群を前記仮想空間内に表示する表示工程と、
ユーザの入力に応じて、前記第２手段が、前記出力装置上に表示された前記対象物の点群の一部を仮想的な物体要素として選別する点群選別工程と、
ユーザの入力に応じて、前記編集手段が、前記点群選別工程で選別された物体要素に対してコピー又は切り取りを実行する複製工程と、
ユーザの入力に応じて、前記編集手段が、貼り付け、又は貼り付けと移動を実行することで、コピーされた物体要素を前記仮想空間内に配置する配置工程と、
を含み、
前記配置工程では、実空間を計測して得られた前記対象物の点群とは異なる形状が表示されるように、前記複製工程でコピー又は切り取りされた物体要素が、前記仮想空間内に表示されている点群と連なる位置に配置される図面データ作成方法。
【請求項２】
前記対象物は、所定方向に延びる長手部位を有する立体部材であり、
前記複製工程では、ユーザの入力に応じて、前記編集手段が、前記点群選別工程で選別された物体要素を前記点群から切り取って、前記点群を２つの点群グループに分断し、
前記配置工程では、ユーザの入力に応じて、前記編集手段が、前記２つの点群グループの少なくとも一方に対して移動を実行して前記点群グループ同士の離間距離を大きくし、前記長手部位の前記所定方向の長さが、計測された点群そのものに基づき表示される前記立体部材よりも大きい前記立体部材が前記仮想空間内に表示されるように、貼り付け又は貼り付けと移動を実行する請求項１に記載の図面データ作成方法。
【請求項３】
前記点群選別工程と前記複製工程の間に、ユーザの入力に応じて、前記編集手段が前記点群選別工程で選別された物体要素を削除する削除工程、及び、ユーザの入力に応じて、前記削除工程で削除された物体要素以外の部分の前記点群のうちの一部を仮想的な第２の物体要素として選別する第２点群選別工程を含み、
前記複製工程では、ユーザの入力に応じて、前記編集手段が、前記第２点群選別工程で選別された前記第２の物体要素をコピーし、
前記配置工程では、ユーザの入力に応じて、前記削除工程で形成された空白部分を埋めるように、前記複製工程でコピーされた物体要素の貼り付け又は貼り付けと移動が実行される請求項１に記載の図面データ作成方法。
【請求項４】
実空間を計測して得られた点群を出力装置上に表現された仮想空間内に表示する第１手段と、
出力装置上に表示された点群の一部若しくは全部を仮想的な物体要素として選別する第２手段と、
２次元又は３次元の形状データからなる物体要素を、前記点群からなる物体要素と共に出力装置上に表現された仮想空間内に表示する第３手段と、
階層構造データを生成し、同じ階層構造データ中の各グループに前記点群から選別した物体要素若しくは前記形状データから得られた物体要素を所属させることで、前記階層構造データにそれぞれの物体要素の配置情報を記録する第４手段と、
ユーザの入力に応じて、前記仮想空間内に表示された物体要素に対して、移動、コピー、貼り付け、切り取り、又は削除を実行し、当該実行結果を前記階層構造データに反映する編集手段と、
前記点群をＣＡＤデータ又はＣＡＤデータに変換可能なデータである図面データに変換する変換手段と、
を有する２次元又は３次元の物体データを表示操作するシステム、を用いた図面データ作成方法であって、
ユーザの入力に応じて、前記第１手段が、前記点群を前記仮想空間内に表示する表示工程と、
ユーザの入力に応じて、前記第２手段が、前記出力装置上に表示された前記点群の一部を仮想的な物体要素として選別する点群選別工程と、
ユーザの入力に応じて、前記編集手段が、前記点群選別工程で選別された点群である第１点群グループを切り取る切り取り工程と、
ユーザの入力に応じて、前記変換手段が、前記切り取り工程後の点群である第２点群グループを白黒の図面データに変換する第１変換工程と、
ユーザの入力に応じて、前記変換手段が、前記第１点群グループを前記第１点群グループが有する色情報を反映した形で図面データに変換する第２変換工程と、
ユーザの入力に応じて、前記編集手段が、貼り付け又は貼り付けと移動を実行して、前記第１変換工程で作成された図面データ上における前記第１点群グループの計測時の配置位置に、前記第２変換工程で作成された図面データを配置する配置工程と、
を含む図面データ作成方法。
【請求項５】
実空間を計測して得られた点群を出力装置上に表現された仮想空間内に表示する第１手段と、
出力装置上に表示された点群の一部若しくは全部を仮想的な物体要素として選別する第２手段と、
２次元又は３次元の形状データからなる物体要素を、前記点群からなる物体要素と共に出力装置上に表現された仮想空間内に表示する第３手段と、
階層構造データを生成し、同じ階層構造データ中の各グループに前記点群から選別した物体要素若しくは前記形状データから得られた物体要素を所属させることで、前記階層構造データにそれぞれの物体要素の配置情報を記録する第４手段と、
ユーザの入力に応じて、前記仮想空間内に表示された物体要素に対して、移動、コピー、貼り付け、切り取り、又は削除を実行し、当該実行結果を前記階層構造データに反映する編集手段と、
を有する２次元又は３次元の物体データを表示操作するシステム、を用いたＣＡＤデータ又はＣＡＤデータに変換可能なデータである図面データの作成方法であって、
ユーザの入力に応じて、前記第１手段が、対象物を計測して得られた前記対象物の点群を前記仮想空間内に表示する表示工程と、
ユーザの入力に応じて、前記第２手段が、前記出力装置上に表示された前記対象物の点群の一部を仮想的な物体要素として選別する点群選別工程と、
ユーザの入力に応じて、前記編集手段が、前記点群選別工程で選別された物体要素に対して削除を実行する削除工程と、
ユーザの入力に応じて、前記編集手段が、前記削除工程後の点群に対して移動を実行する移動工程と、
を含み、
前記削除工程では、前記点群を２つの点群グループに分断するように削除が実行され、
前記移動工程では、前記２つの点群グループを接続するように移動が実行される図面データ作成方法。
【請求項６】
実空間を計測して得られた点群を出力装置上に表現された仮想空間内に表示する第１手段と、
出力装置上に表示された点群の一部若しくは全部を仮想的な物体要素として選別する第２手段と、
２次元又は３次元の形状データからなる物体要素を、前記点群からなる物体要素と共に出力装置上に表現された仮想空間内に表示する第３手段と、
階層構造データを生成し、同じ階層構造データ中の各グループに前記点群から選別した物体要素若しくは前記形状データから得られた物体要素を所属させることで、前記階層構造データにそれぞれの物体要素の配置情報を記録する第４手段と、
ユーザの入力に応じて、前記仮想空間内に表示された物体要素に対して、移動、コピー、貼り付け、切り取り、又は削除を実行し、当該実行結果を前記階層構造データに反映する編集手段と、
を有する２次元又は３次元の物体データを表示操作するシステム、を用いたＣＡＤデータ又はＣＡＤデータに変換可能なデータである図面データの作成方法であって、
ユーザの入力に応じて、前記第１手段が、対象物を計測して得られた前記対象物の点群を前記仮想空間内に表示する表示工程と、
ユーザの入力に応じて、前記第２手段が、前記出力装置上に表示された前記対象物の点群の一部を仮想的な物体要素として選別する第１点群選別工程と、
ユーザの入力に応じて、前記編集手段が、前記第１点群選別工程で選別された物体要素を、選別されていない物体要素から離間するように移動させる移動工程と、
ユーザの入力に応じて、前記第２手段が、前記出力装置上に表示された前記対象物の点群の前記第１点群選別工程で選別された部分とは異なる一部を仮想的な物体要素として選別する第２点群選別工程と、
ユーザの入力に応じて、前記編集手段が、前記第２点群選別工程で選別された物体要素に対してコピーを実行する複製工程と、
ユーザの入力に応じて、前記編集手段が、貼り付け、又は貼り付けと移動を実行することで、前記仮想空間内における前記移動工程により離間した物体要素同士の間に、前記複製工程でコピーされた物体要素を配置する配置工程と、
を含み、
前記配置工程では、前記複製工程でコピーされた物体要素が、前記仮想空間内に表示されている点群と連なる位置に配置される図面データ作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元又は３次元の物体データを表示操作するシステムを用いた図面データ作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工業製品の設計にＣＡＤ（コンピュータ支援設計）システムが利用されている。この場合、ＣＡＤシステムで作成した設計図面データをコンピュータにより生成した仮想空間上に物体として表現し、仮想空間上で作動させたり移動させたりすることで当該製品の動作確認などを行うことができる。
【０００３】
すなわち、ＣＡＤシステムで作成した形状データを利用することで、仮想空間上で製品を組み立てたり、移動させたりして部品同士の干渉がないかなどの検証を行うことができ、問題がある場合にはＣＡＤシステム上で図面データを修正することができる。このような技術に関連する先行特許として例えば特許文献１に示すようなものがある。
【０００４】
一方で近年、３次元計測技術を用いて実空間を計測し、点群データを取得することが行われている。得られた点群データを元に、半自動的に図面データを生成する試みが多くなされているが、自動化率、結果の品質ともに不十分であり、実用的な結果を得るためには人手による多くの作業が必要となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２００５／０４１０７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、従来のシステムにおいては、仮想空間上に製品の形状データを配置する際に、部品干渉等の確認のために同じ仮想空間上に既存の別製品や部品、周辺の設備などを配置する必要が生じる場合がある。そのような場合、製品以外の既存部品や設備等についてもＣＡＤ等で作成した図面データを準備しなければ仮想空間上に配置できない。既存部品や設備等についてすでに図面データがある場合には良いが、ない場合にはＣＡＤシステムを用いて最初から作成しなければならず、手間がかかるということがあった。
【０００７】
このような事情に鑑みてなされた発明が、特願２０１５−１８０１８７に記載の発明である。この発明により、既存部品や設備の形状情報を実空間を計測して得られた点群データから取得し、図面データと同等の仮想空間内の形状要素として扱うことができるシステムが実現される。
【０００８】
また一方で、従来から、ＣＡＤデータに変換される図面データであって、計測された点群を元にしたデータでは、容易に表示形状を編集することが困難であり、あるいはデータ量を低減することが困難であった。つまり、計測された対象物の形状とは異なる形状の編集後の図面データが容易に入手できることが望まれる。そこで、本発明者は、特願２０１５−１８０１８７に記載の発明を利用して、この課題を解決することを見出した。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、元データが点群である場合において、計測された対象物の形状とは異なる形状を表すＣＡＤデータが容易に入手できる図面データ作成方法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】
本発明の図面データ作成方法は、実空間を計測して得られた点群を出力装置上に表現された仮想空間内に表示する第１手段と、出力装置上に表示された点群の一部若しくは全部を仮想的な物体要素として選別する第２手段と、２次元又は３次元の形状データからなる物体要素を、前記点群からなる物体要素と共に出力装置上に表現された仮想空間内に配置する第３手段と、階層構造データを生成し、同じ階層構造データ中の各グループに前記点群から選別した物体要素若しくは前記形状データから得られた物体要素を所属させることで、前記階層構造データにそれぞれの物体要素の配置情報を記録する第４手段と、ユーザの入力に応じて、前記仮想空間内に表示された物体要素に対して、移動、コピー、貼り付け、切り取り、又は削除を実行し、当該実行結果を前記階層構造データに反映する編集手段と、を有する２次元又は３次元の物体データを表示操作するシステム、を用いたＣＡＤデータ又はＣＡＤデータに変換可能なデータである図面データの作成方法であって、ユーザの入力に応じて、前記第１手段が、対象物を計測して得られた前記対象物の点群を前記仮想空間内に表示する表示工程と、ユーザの入力に応じて、前記第２手段が、前記出力装置上に表示された前記対象物の点群の一部を仮想的な物体要素として選別する点群選別工程と、ユーザの入力に応じて、前記編集手段が、前記点群選別工程で選別された物体要素に対してコピー又は切り取りを実行する複製工程と、ユーザの入力に応じて、前記編集手段が、貼り付け、又は貼り付けと移動を実行することで、コピーされた物体要素を前記仮想空間内に配置する配置工程と、を含み、前記配置工程では、実空間を計測して得られた点群とは異なる形状が表示されるように、前記複製工程でコピー又は複製された物体要素が、前記仮想空間内に表示されている点群と連なる位置に配置される。
【００１１】
本発明によれば、上記システムを用いることで、選別された点群データの一部をコピーアンドペーストすることができ、全体として図面データの編集を容易に実行することができる。そして、配置工程により、対象物が連続した１つの物体（又は一連の景色）として表示される。この編集後の点群データは、計測された点群をＣＡＤデータに変換することと同様に、ＣＡＤデータに変換可能である。つまり、計測された対象物の形状とは異なる形状の編集後の編集ＣＡＤデータを容易に入手することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すシステム構成図である。
【図３】本発明の一実施形態における、形状ファイルの処理を示す概略構成図である。
【図４】本発明の一実施形態における、点群ファイルの処理を示す概略構成図である。
【図５】本発明の一実施形態における、形状及び点群データの表示例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態における、階層構造データを示す概略構成図である。
【図７】本発明の一実施形態における、点群データ表示編集部を示す概略図である。
【図８】本発明の一実施形態における、処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態における、点群データの読み込み処理例を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態における、点群データの切り出し処理例を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態における、点群データの範囲指定方法を示す概略図である。
【図１２】本発明の一実施形態における、形状及び点群データの編集処理例を示す概略図である。
【図１３】本発明の一実施形態における、形状および点群データの編集処理例を示す概略図である。
【図１４】本発明の一実施形態における、図面データ作成方法を説明するためのフローチャートである。
【図１５】実施例１による編集を説明するための表示された図面データ（ＣＡＤデータ）である。
【図１６】実施例１による編集を説明するための表示された別の図面データ（ＣＡＤデータ）である。
【図１７】図１６での編集を説明するための表示された点群データである。
【図１８】実施例２による編集を説明するための表示された図面データ（メッシュデータ）である。
【図１９】実施例２の図面データ作成方法を説明するためのフローチャートである。
【図２０】実施例３の図面データ作成方法を説明するためのフローチャートである。
【図２１】実施例３による編集を説明するための表示された別の図面データ（ＣＡＤデータ）である。
【図２２】実施例３による編集を説明するための表示された別の図面データ（ＣＡＤデータ）である。
【図２３】本発明の一実施形態における、図面データ作成方法を説明するためのフローチャートである。
【図２４】図面データ作成方法２による編集を説明するための表示された図面データ（ＣＡＤデータ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら、この発明の一実施形態を説明する。下記において、基本（システム）の部分は、特願２０１５−１８０１８７に記載の内容と同一であり、特願２０１５−１８０１８７を引用している。以下の実施形態は、本発明の２次元・３次元物体の操作システムとして、形状と点群により表現された物体データを混合して活用するシステム１を例にとって説明する。
【００１４】
（全体構成）
この混合活用システム１は、図１に示すように、このシステム１に指示を入力するためのマウスやキーボード等の入力装置２と処理結果を表示するためのディスプレイ等の出力装置３とが接続されてなり、ＣＡＤシステム等４から受け取ったＣＡＤファイル５と、空間スキャナ等６から受け取った点群テキストファイル７を、形状データ・点群データ・階層構造データ混合ファイル８に編集処理して出力するものである。
【００１５】
図２は、このシステム１を示すシステム構成図である。このシステム１は、ＣＰＵ１０、ＲＡＭ１１、（前記ＣＡＤシステム等４、空間スキャナ等６、入力装置２、出力装置３が接続された）入出力インターフェース１２が接続されてなるバス１３に、プログラム格納部１５及びデータ格納部１４が接続されてなる。
【００１６】
データ格納部１４には、前記ＣＡＤファイル５、点群テキストファイル７、及び形状データ・点群データ・階層構造データ混合ファイル８が格納されている。また、プログラム格納部１５には、ＣＡＤファイル処理部１７と、点群テキストファイル処理部１８と、形状データ表示編集部１９と、点群データ表示編集部２０と、階層構造データ表示編集部２１と、混合ファイル入出力部２４が格納されている。
【００１７】
ここで、上記プログラム格納部１５及びデータ格納部１４は、実際にはハードディスク等の記憶媒体である。そして、各構成部１７〜２４は、実際には、コンピュータソフトウエアプログラムであり、上記ＣＰＵ１０によってＲＡＭ１１上に呼び出されて展開され実行されることで、この発明の各構成要素として機能するものである。
【００１８】
以下、各構成部１７〜２４の作用を、その実際の動作と共に説明する。
（ファイルの入力処理）
まず、ＣＡＤファイル処理部１７は、図３に示すように、ＣＡＤの図面データであるＣＡＤファイル５を読み取って、上記形状データ表示編集部１９で処理できる形状データ２７及び階層構造データ表示編集部２１で処理できるＣＡＤ階層構造データ２６に変換する機能を有する。この実施形態では、ＣＡＤファイル５は、外部のＣＡＤシステム４によって出力された図面データであるが、他の方法で作られたデータであっても良い。
【００１９】
ここで、「形状データ」２７は例えば３次元空間内の物体形状の境界を構成する曲面・曲線を表す数式情報の集合である。また、ＣＡＤ階層構造データ２６は、ＣＡＤシステム上で図形データを編集する際に作成されるＣＡＤ専用階層構造データである。
【００２０】
前記点群テキストファイル処理部１８は、図４に示すように、実空間に存在する物体を計測したテキスト形式の点群情報である点群テキストファイル７を読み取り、これを前記点群データ表示編集部２０で処理できる点群データ２８に変換する機能を有するものである。ここで、「点群データ」２８は、３次元空間内の点の座標値と色の情報の集合であり、この点の集合が当該空間内に存在する物体を構成する。また、この実施形態では、点群テキストファイル７は、外部の空間スキャナ６から出力されたデータを想定しているが、他の方法で作られたものであっても良い。
【００２１】
（形状データ及び点群データの表示および編集）
次に、形状データ表示編集部１９、点群データ表示編集部２０および階層構造データ表示編集部２１の機能を説明する。形状データ表示編集部１９、点群データ表示編集部２０は、それぞれ上記ＣＡＤファイル処理部１７、点群テキストファイル処理部１８で処理された形状データ２７、点群データ２８を読み取り、図５に示すように、階層構造データ表示編集部２１によって生成された階層構造データ２９に基づいてそれらをディスプレイ等（出力装置３）に表示できる画像データとして出力する機能を有する。この例では、ディスプレイ画面中、左側が階層構造データ表示部２３、右側が形状データ・点群データ表示部２２として構成されている。
【００２２】
ここで、階層構造データ表示編集部２１が生成する階層構造データ２９は、この階層構造データ表示編集部２１が自動、ユーザの入力、若しくは／及び前記ＣＡＤファイルに含まれるＣＡＤ階層構造データ２６に基づいて生成するもので、上記形状データ２７及び点群データ２８をまとめて「グループ」化しそれらを階層的に管理するデータである。ここで、「グループ」とは、複数の物体のデータ（形状データ２７、点群データ２８）をまとめる要素である。加えてグループは他のグループをまとめることもできるため、グループをノードとするような木構造を持つ。これは、無閉路有向グラフによって表現される。ここで「無閉路有向グラフ」とは、親から子への向きがあり、かつ一周することができないグラフである。図６は、グループ、形状データ、点群データによって構成される無閉路有向グラフの模式図であり、この木構造が「階層構造データ」である。そして各グループには、上記階層構造データ２９で管理されているグループに含まれる物体（形状データ２７及び点群データ２８）の３次元空間内での配置情報、表示・非表示の情報、色の情報が含まれる。
【００２３】
上述したように、形状データ表示編集部１９および点群データ表示編集部２０は、上記階層構造データ２９で管理されているグループに含まれる物体（形状データ２７及び点群データ２８）の３次元空間内での配置情報、表示・非表示の情報、色の情報を読み取って、上記点群データ（点群１）と形状データ（形状１、形状２）の物体を同じ３次元空間上に表示する。各形状データ表示編集部１９及び点群データ表示編集部２０は、上記マウス等の指令に基づき、各データ２７，２８を上記ディスプレイ上で編集する機能を有し、その編集情報は、上記階層構造データ２９内に格納される。また、その際、前記階層構造データ表示編集部２１は、階層構造データ２９で管理される各グループに、名称を含む属性情報、３次元空間内での上記形状データ２７及び点群データ２８の配置情報、表示・非表示の情報、色の情報を付加することができる。
【００２４】
このように生成された形状データ２７、点群データ２８、階層構造データ２９の組み合わせは混合ファイル８として、上記混合ファイル入出力部２４により、上記データ格納部１４に出力することが可能である。また、点群データ表示編集部２０は、図７に示すように、点群範囲指定部３３、切出し・削除・コピー・統合部３４を有する。
【００２５】
（形状及び点群データの混合）
以下、上記混合ファイル８を生成する方法について実際の例を用いて説明する。図８は、この工程を示すフローチャートである。この例では、最初に、点群データの編集を行う。このため、まず、ステップＳ１で、点群テキストファイル処理部１８が、点群テキストファイル７を読み込む。この例では、会議室空間をスキャンして取得した点群テキストファイル７を用いる。この点群テキストファイル７は、点群の空間座標、色、読み込んだ時刻等からなるテキストファイルである。
【００２６】
ついで、ステップＳ２で、点群データ表示編集部２０が、前記点群テキストファイル処理部１８によって変換された点群データを読み込んで図９に示すように、前記形状データ・点群データ表示部２２に表示すると共に、階層構造データ表示編集部２１が、図に示すような階層構造データ２９の初期階層構造を自動生成する。この初期データは、モデル全体、点群、グループ（＿Ｇ１）、点群データ（＿Ｓ１）からなる木構造である。
【００２７】
次に、ステップＳ３、Ｓ４で、上記点群データから、空間内に存在する物体としてホワイトボードを切り出す（図１０）。すなわち、上記で変換されたオリジナルの点群データは複数の点の単なる集合であり、空間内に存在する複数の異なる物体の区分はなされていない。そこで、この例では、会議室の空間に配置されているホワイトボードをこのシステムで操作する物体として切出す。
【００２８】
この切り出しは、まず、上記点群データ表示編集部２０の点群範囲指定部３３で、切り出す空間座標範囲を指定することで開始する（ステップＳ３）。この空間の指定は、この例では、まず、図１１（ａ）に示すように１つのボックスＡを作成し、それに対して、図１１（ｂ）に示すように、いくつかのボックスＢ，Ｃを足したり引いたりすることで複雑な形状で行うことができる。この例では、１つ目のボックスＡ（実線）に、２つ目のボックスＢ（実線）を足し、３つ目のボックスＣ（破線）は引くことで、図１１（ｃ）に示すような範囲を指定することができ、この状態で「切り出し」コマンドを与えることでこの範囲に入っている点群のみを切り出すことができるようになっている。このことで、ホワイトボードのような複雑なオブジェクトを切り出す（ステップＳ４）。
【００２９】
なお、この例では示していないが、ボックスにより選択された点群は例えば赤色に着色され選択されたことが目視認識できるようになっている。また、この切り出しは何度でもやり直しができるように構成されている。
【００３０】
次に、ステップＳ５で、切り出したホワイトボードの点群データを上記階層構造データ２９内に配置する（＿Ｓ２）。具体的には、切り取った点群データ（＿Ｓ２）を新たに作成したグループ（＿Ｇ２）に含め，さらに（＿Ｇ２）を（点群）に含める。ついで、グループ（＿Ｇ２）の配置情報を編集し、残りの点群データ（＿Ｓ１）とは別の位置に移動させる。
【００３１】
この結果、最初の点群データ（＿Ｓ１）は、このホワイトボードを除いた残りの部分となる。図１０は、この作業後の３Ｄ空間の描画結果である。
【００３２】
次に、ステップＳ６で、会議室を表すＣＡＤファイルを取り込んでＣＡＤファイル入力部で形状データに変換し、前記ホワイトボードを含む点群データが配置された階層データ内部に配置する（ステップＳ７、図１２）。この図１２の木構造の（＿Ｓ３）は会議室を表す形状データであり、（＿Ｇ３）は（＿Ｓ３）を包含するグループであり、（形状）は（＿Ｇ３）を包含するグループである。このような階層構造データの生成は、上記階層構造データ表示編集部が、上記ＣＡＤファイルに含まれるＣＡＤ階層構造データを読み込んで、これを、（形状）グループとして（モデル全体）の配下に含めることで自動的に行うようになっている。
【００３３】
次に、（形状）の階層構造データに、上記点群配下のグループＧ２を点群データ（＿Ｓ２）ごと移動させ、その後、グループ（＿Ｇ２）の配置情報を編集し、利用者が考える適切な位置にホワイトボードを配置する。
【００３４】
また、ステップＳ８で、図１３に示すように、前記ホワイトボードを表す点群を複数コピーし、建屋を表す形状データの内部の異なる位置に配置する。このようなデータを作成するには、例えば、以下のようにする。
【００３５】
まず、（＿Ｓ２）をコピーし、（＿Ｓ４）,（＿Ｓ５）,（＿Ｓ６）を作成する。ついで、（＿Ｇ４）,（＿Ｇ５）,（＿Ｇ６）を作成し、それぞれ（＿Ｓ４）,（＿Ｓ５）,（＿Ｓ６）を包含する。そして、（形状）配下に（＿Ｇ４）,（＿Ｇ５）,（＿Ｇ６）を包含するようにする。最後に、（＿Ｇ４）,（＿Ｇ５）,（＿Ｇ６）の配置情報をそれぞれ編集し、利用者が考える適切な位置にコピーしたホワイトボードを配置する。
【００３６】
これにより、図１３に示すような形状データと点群データの混合データを生成することができる。この混合ファイル８は、前記混合ファイル入出力部２４により、上記データ格納部１４に出力される。この実施形態では、混合ファイル入出力部２４は、前記形状データと点群データの混合ファイルを、図面情報を格納する中間フォーマット（例えばＩＧＥＳ形式）で出力するようになっている。このことで、点群データを点群データのままＣＡＤ等の図面作成システムで操作することが可能になる。
【００３７】
また、この混合ファイル入出力部２４は、混合ファイル８を読み込み、前記各表示編集部１９〜２１を介して、前記ディスプレイ画面の表示部２２，２３に描画出力表示することができるようになっている。
【００３８】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内で種々変形可能である。例えば、上記一実施形態は、形状データと点群データの混合活用システムであったが、点群データのみを処理するシステムであっても良い。また、形状データはＣＡＤにより出力されるものに限定されるものではなく、他の種々の図面作成ソフトで作成されたものであってもよく、複数の形式の形状ファイルを扱えるものであっても良い。同様に点群データもその作成方法はどのようなものであっても良い。
【００３９】
（システムやプログラム等のまとめ）
本実施形態のシステムは以下のように記載することができる。すなわち、本願発明の第一の主要な観点によれば、２次元又は３次元の物体データを表示操作するシステムであって、実空間を計測して得られた点群を出力装置上に表現された仮想空間内に表示する第１手段と、出力装置上に表示された点群の一部若しくは全部を仮想的な物体要素として選別する第２手段と、２次元又は３次元の形状データからなる物体要素を、前記点群からなる物体要素と共に出力装置上に表現された仮想空間内に配置する第３手段と、階層構造データを生成し、同じ階層構造データ中の各グループに前記点群から選別した物体要素若しくは前記形状データから得られた物体要素を所属させることで、前記階層構造データにそれぞれの物体要素の配置情報を記録する第４手段と、を備えるシステムが提供される。別の言い方において、上記観点によれば、実空間を計測して得られた点群を出力装置上に表現された仮想空間内に表示する手段と、出力装置上に表示された点群の一部若しくは全部を仮想的な物体要素として選別する手段と、階層構造データを生成し、前記選別した物体要素を当該階層構造中のグループに所属させることで、仮想空間における物体間の関係性を表現する手段と、を有することを特徴とするシステムが提供されるともいえる。
【００４０】
このような構成によれば、実空間を計測することにより得られた点群のデータから、特定範囲の点群を物体として選別して切り出し、階層構造中に配置することにより、既存のＣＡＤシステムによって作成された形状データ等と同等に扱うデータを得ることができる。
【００４１】
ここで、前記階層構造データを生成する手段は、当該階層構造のグループに所属する各物体要素に、前記配置情報に加えて、名称を含む属性情報、仮想空間内での位置情報、表示・非表示の状態や表示色の情報の一部ないしは全てを設定可能にするものであることが好ましい。また、別の一の実施形態によれば、このシステムは、さらに、前記形状データから得られた物体要素と、前記点群からなる物体要素とを、図面情報を格納する中間フォーマットで出力する混合ファイル出力手段を有するものである。
【００４２】
また、この発明の第二の主要な観点によれば、コンピュータによって実行される、２次元又は３次元の物体要素を表示操作する方法であって、前記コンピュータが、実空間を計測して得られた点群を出力装置上に表現された仮想空間内に表示する工程と、前記コンピュータが、出力装置上に表示された点群の一部若しくは全部を仮想的な物体要素として選別する工程と、前記コンピュータが、２次元又は３次元の形状データからなる物体要素を、前記点群からなる物体要素と共に出力装置上に表現された仮想空間内に配置する工程と、前記コンピュータが、階層構造データを生成し、同じ階層構造データ中の各グループに前記点群から選別した物体要素若しくは前記形状データから得られた物体要素を所属させることで、前記階層構造データにそれぞれ物体要素の配置情報を記録する工程と、を有することを特徴とする方法が提供される。
【００４３】
さらに、この発明の第三の主要な観点によれば、２次元又は３次元の物体要素を表示操作せるコンピュータソフトウエアプログラムであって、コンピュータに、実空間を計測して得られた点群を出力装置上に表現された仮想空間内に表示させる工程と、出力装置上に表示された点群の一部若しくは全部を仮想的な物体要素として選別させる工程と、同じ階層構造データ中の各グループに前記点群から選別した物体要素若しくは前記形状データから得られた物体要素を所属させることで、前記階層構造データにそれぞれ物体要素の配置情報を記録させる工程と、を有することを特徴とするコンピュータソフトウエアプログラムが提供される。
【００４４】
（図面データ作成方法１）
本実施形態の図面データ作成方法は、上記システム１、すなわち  実空間を計測して得られた点群を出力装置上に表現された仮想空間内に表示する第１手段と、出力装置上に表示された点群の一部若しくは全部を仮想的な物体要素として選別する第２手段と、２次元又は３次元の形状データからなる物体要素を、点群からなる物体要素と共に出力装置上に表現された仮想空間内に配置する第３手段と、階層構造データを生成し、同じ階層構造データ中の各グループに点群から選別した物体要素若しくは形状データから得られた物体要素を所属させることで、階層構造データにそれぞれの物体要素の配置情報を記録する第４手段と、ユーザの入力に応じて、仮想空間内に表示された物体要素に対して、移動、コピー、貼り付け、切り取り、又は削除を実行し、当該実行結果を前記階層構造データに反映する編集手段と、を有する２次元又は３次元の物体データを表示操作するシステム、を用いた方法である。
【００４５】
また、本システムは、計測された点群又は編集手段で編集された点群を図面データ（ＣＡＤデータ又はＣＡＤデータに変換可能なデータ）に変換する変換手段を備えていても良い。なお、ＣＡＤデータに変換可能なデータは、点群データを含む。変換手段は、点群データを例えばポリゴンデータ、メッシュデータ、又はＣＡＤデータに変換することができる。また、編集手段は、一般のコンピュータに備わる機能（編集機能）を発揮するものであって、選択対象のコピー、貼り付け（ペースト）、切り取り、削除、又は移動等を可能とする手段であり、公知のものが利用できる。編集結果は、階層構造データ上でも反映され、記録される。
【００４６】
本実施形態の図面データ作成方法は、図１４に示すように、ユーザの入力に応じて、第１手段が、対象物を計測して得られた対象物の点群を仮想空間内に表示する表示工程Ｓ１と、ユーザの入力に応じて、第２手段が、出力装置上に表示された対象物の点群の一部を仮想的な物体要素として選別する点群選別工程Ｓ２と、ユーザの入力に応じて、編集手段が、点群選別工程で選別された物体要素に対してコピー又は切り取りを実行する複製工程Ｓ３と、ユーザの入力に応じて、編集手段が、貼り付け、又は貼り付けと移動を実行することで、コピーされた物体要素を仮想空間内に配置する配置工程Ｓ４と、ユーザの入力に応じて、変換手段が、配置工程Ｓ４の後の点群を図面データに変換する変換工程Ｓ５と、を含んでいる。そして、配置工程Ｓ４では、実空間を計測して得られた点群とは異なる形状が表示されるように、複製工程Ｓ３でコピー又は複製された物体要素が、（配置直前に）仮想空間内に表示されている点群と連なる位置に配置される。連なる位置は、例えば、隣り合う位置、接続される位置、又は互いに接する位置などに言い換えることができる。コピーした物体要素（データ）を表示されている物体要素に連なるように配置することで、編集後のデータが、１つの物体又は一連の景色として表現される。
【００４７】
（実施例１）
実施例１の対象物は、図１５に示すように、所定方向に延びる長手部位Ｚ１を有する立体部材（ここではパイプ）である。所定方向とは長手部位Ｚ１の長手方向を意味する。ここで、配置工程Ｓ４では、貼り付け又は貼り付けと移動の実行により、長手部位Ｚ１の所定方向の長さが、計測された点群データそのものに基づき表示される立体部材Ｘよりも大きい立体部材Ｙが仮想空間内に表示される。つまり、長手部位Ｚ１が延長された立体部材Ｙが表示される。この場合、画面上のデータは、例えば長手部位Ｚ１の一部が切り取られ（コピー且つ削除）され、分割された２つの点群グループ（物体要素や連続する１つの塊ともいえる）の離間距離が大きくなるように移動され、分割された点群と連続するように、コピーしたデータを貼り付け（ペースト）することで作成される。
【００４８】
まとめると、実施例１の図面データ作成方法では、対象物は、所定方向に延びる長手部位を有する立体部材であり、複製工程Ｓ３では、編集手段が、点群選別工程Ｓ２で選別された物体要素を点群から切り取って、点群を２つの点群グループに分断し、配置工程Ｓ４では、ユーザの入力に応じて、編集手段が当該２つの点群グループの少なくとも一方に対して移動を実行して点群グループ同士の離間距離を大きくし、長手部位Ｚ１の所定方向の長さが、計測された点群そのものに基づき表示される立体部材Ｘよりも大きい立体部材Ｙが仮想空間内に表示されるように、貼り付け又は貼り付けと移動を実行する。
【００４９】
また、図１６に示すように、別の部品でも同様の編集操作が可能である。図面データ作成方法は、図１７を参照して、以下のようにも記載できる。すなわち、図面データ作成方法は、ユーザの入力に応じて、第１手段が、対象物を計測して得られた対象物の点群を仮想空間内に表示する表示工程と、ユーザの入力に応じて、第２手段が、出力装置上に表示された対象物の点群の一部を仮想的な物体要素として選別する第一点群選別工程と、ユーザの入力に応じて、編集手段が、第一点群選別工程で選別された物体要素を、選別されていない物体要素から離間するように移動させる移動工程（分割工程）と、ユーザの入力に応じて、第２手段が、出力装置上に表示された対象物の点群の第一点群選別工程で選別された部分とは異なる一部を仮想的な物体要素として選別する第二点群選別工程と、ユーザの入力に応じて、編集手段が、第二点群選別工程で選別された物体要素に対してコピーを実行する複製工程と、ユーザの入力に応じて、編集手段が、貼り付け、又は貼り付けと移動を実行することで、仮想空間内における移動工程により離間した物体要素同士の間に、複製工程でコピーされた物体要素を配置する配置工程と、を含んでいる。そして、配置工程では、複製工程でコピーされた物体要素が、仮想空間内に表示されている点群と連なる位置に配置される。
【００５０】
図１７に示すように、コピーされた長手部分の一部の物体要素を、１回又は複数回（図では３回）、「貼り付けする」又は「貼り付けして移動する」ことにより、最終的には離間した物体要素同士が接続され、長手方向に延長された１つの対象物（ここでは工業製品）が表現される。以上のように、本実施形態によれば、容易にＣＡＤデータを編集することができる。
【００５１】
（実施例２）
実施例２では、実施例１とは反対に、図１８に示すように、長手部位Ｚ１を短くする。具体的に、図１９に示すように、実施例２の図面データ作成方法は、上記システム１を用いた方法であって、上記表示工程Ｓ１と、上記点群選別工程Ｓ２と、ユーザの入力に応じて、編集手段が、点群選別工程で選別された物体要素に対して削除を実行する削除工程Ｓ３ａと、ユーザの入力に応じて、編集手段が、削除工程後の点群に対して移動を実行する移動工程Ｓ４ａと、を含み、削除工程Ｓ３ａでは、点群を２つの点群グループに分断するように削除が実行され、移動工程Ｓ４ａでは、２つの点群グループを接続するように移動が実行される。
【００５２】
（実施例３）
実施例３の対象物は、構造物を含む実空間である。実施例３の図面データ作成方法では、図２０に示すように、点群選別工程Ｓ２と複製工程Ｓ３の間に、ユーザの入力に応じて、編集手段が点群選別工程Ｓ２で選別された物体要素を削除する削除工程Ｓ３０１、及び、ユーザの入力に応じて、削除工程Ｓ２１で削除された物体要素以外の部分の点群のうちの一部を仮想的な第２の物体要素として選別する第２点群選別工程Ｓ３０２を含んでいる。そして、複製工程Ｓ３では、ユーザの入力に応じて、編集手段が、第２点群選別工程Ｓ２２で選別された第２の物体要素をコピーし、配置工程Ｓ４では、ユーザの入力に応じて、削除工程Ｓ３０１で削除された物体要素の位置、すなわち削除工程Ｓ３０１で形成された空白部分を埋めるように、複製工程Ｓ３でコピーされた物体要素の貼り付け又は貼り付けと移動が実行される。
【００５３】
例えば図２１に示すように、構造物（ここでは橋）周辺の点群の一部（ここでは芝生の一部）を選別且つコピーして、構造物が削除されて形成された空白部分に、コピーした点群データを貼り付ける。これにより、構造物を取り除いた後の空間が、図面データとして表現される。また、図２２に示すように、実施例３によれば、構造物を削除し、周辺の点群データを利用（選別とコピー）して、当該削除部分の穴埋めをすることが可能となる。
【００５４】
（図面データ作成方法２）
また、本実施形態のシステムを用いた別の図面データ作成方法は、以下のとおりである。すなわち、別の図面データ作成方法は、上記システム１を用いた方法であって、図２３に示すように、ユーザの入力に応じて、第１手段が、実空間を計測して得られた点群を仮想空間内に表示する表示工程Ｓ９０１と、ユーザの入力に応じて、第２手段が、出力装置上に表示された点群の一部を仮想的な物体要素として選別する点群選別工程Ｓ９０２と、ユーザの入力に応じて、編集手段が、点群選別工程Ｓ９０２で選別された点群である第１点群グループを切り取る切り取り工程Ｓ９０３と、ユーザの入力に応じて、変換手段が、切り取り工程Ｓ９０３後の点群である第２点群グループを白黒の図面データに変換する第１変換工程Ｓ９０４と、ユーザの入力に応じて、変換手段が、第１点群グループを第１点群グループが有する色情報を反映した形で図面データに変換する第２変換工程Ｓ９０５と、ユーザの入力に応じて、編集手段が、貼り付け又は貼り付けと移動を実行して、第１変換工程Ｓ９０４で作成された図面データ上における前記第１点群グループの計測時の配置位置に、第２変換工程Ｓ９０５で作成された図面データを配置する配置工程Ｓ９０６と、を含む。
【００５５】
この方法によれば、例えば図２４に示すように、ＣＡＤデータにおいて、例えば工場における機器など配置状況等を精度良く確認したい部分をカラーで表し、例えば部屋の壁や床などの背景部分を白黒で表すことができる。白黒のデータは、カラーのデータに比べて、データ量が小さく（例えば６０％程度）、表示精度（視認性）の低下を抑制しつつ、全体のデータ量の低減が可能となる。
【００５６】
（その他）
上記実施例１〜３では、表示されている形状データのうち点群のみを選別して切り取り、当該点群のみのデータ（点群のみを貼り付けた別のデータファイル）に対して、図面データ作成方法の各工程を実行しても良い。また、本方法は、計測された点群のみを上記システムで読み込み、点群のみを表示・記録させた状態で実行されても良い。上記実施例の図面では点群のみを表示・編集している。図面データ作成方法１、２では、点群のみのデータ（例えば計測によるもの、又は選別されて切り取られたもの）に対して実行されているが、点群以外の形状データが仮想空間内に配置された状態でも実行することができる。また、変換手段としては、点群をＣＡＤデータに変換する手段であり、公知のものが利用できる。点群と点群データは同じ意味である。また、ＣＡＤデータはＣＡＤファイルともいえる。上記システム１は、上記機能をコンピュータ上で実行可能なコンピュータソフトウエアプログラム（特願２０１５−１８０１１８７記載のプログラム）がインストールされたパーソナルコンピュータであっても良い。ユーザによる入力（操作）は、マウスやキーボードなどで行うことができる。本発明は、点群に基づく図面データにおいて、長手部位の長さを調整する方法や、空白部分を穴埋めする方法ともいえる。
【符号の説明】
【００５７】
１…形状・点群データ混合活用システム、  ２…入力装置、  ３…出力装置、
４…ＣＡＤシステム等、  ５…ＣＡＤファイル、  ６…空間スキャナ等、
７…点群テキストファイル、
８…形状データ・点群データ・階層構造データ混合ファイル、
１０…ＣＰＵ、  １１…ＲＡＭ、  １２…入出力インターフェース、
１３…バス、  １４…データ格納部、  １５…プログラム格納部、
１７…ＣＡＤファイル処理部、  １８…点群テキストファイル処理部、
１９〜２１…表示編集部、  １９…形状データ表示編集部、
２０…点群データ表示編集部、  ２１…階層構造データ表示編集部、
２２…形状データ・点群データ表示部、  ２３…階層構造データ表示部、
２４…混合ファイル入出力部、  ２６…ＣＡＤ階層構造データ、
２７．２８…データ、  ２７…形状データ、  ２８…点群データ、
２９…階層構造データ、  ３３…点群範囲指定部、
３４…切り出し・削除・コピー・統合部
【要約】 
【課題】計測された点群から編集ＣＡＤデータが容易に入手できる図面データ作成方法を提供する。  
【解決手段】本発明は、システム１を用いた方法であって、ユーザの入力に応じて、第２手段が、出力装置上に表示された対象物の点群の一部を仮想的な物体要素として選別する点群選別工程Ｓ２と、編集手段が、点群選別工程で選別された物体要素に対してコピー又は切り取りを実行する複製工程Ｓ３と、ユーザの入力に応じて、編集手段が、貼り付け、又は貼り付けと移動を実行することで、コピーされた物体要素を仮想空間内に配置する配置工程Ｓ４と、を含み、配置工程Ｓ４では、実空間を計測して得られた点群とは異なる形状が表示されるように、複製工程Ｓ３でコピー又は複製された物体要素が、仮想空間内に表示されている点群と連なる位置に配置される。
【選択図】図１５【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２３】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２４】
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