(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元計測器を用いて計測対象オブジェクト及びその周辺領域の各計測点を計測して得られた計測点データのセットからなる３次元点群データの中から、各計測点データの特徴情報に基づいて前記計測対象オブジェクトを示すオブジェクト点群データを抽出するオブジェクト認識部と、
前記計測対象オブジェクトの形状及び寸法を規定した規格情報を複数記憶する規格情報記憶部と、
前記オブジェクト点群データに含まれるノイズの分布モデルを記憶するノイズ分布モデル記憶部と、
前記計測対象オブジェクト及び前記３次元計測器の前記計測を行った際の相対位置情報を取得し、前記計測対象オブジェクトにおいて前記３次元計測器が計測可能かつ前記規格情報とのマッチングを行うマッチング箇所の点群データからなるマッチング箇所データを、前記相対位置情報に基づいて前記オブジェクト点群データから抽出するマッチング箇所抽出部と、
前記マッチング箇所データに対して前記ノイズの分布モデルを適用して前記マッチング箇所の真値を推定し、当該推定した真値に基づきマッチング寸法を算出するマッチング寸法算出部と、
前記規格情報を順次読み出し、読み出した規格情報において前記マッチング寸法に相当する箇所の寸法が、前記算出されたマッチング寸法に最も類似する規格情報を選択するマッチング部と、
前記選択した規格情報を、前記オブジェクト点群データにおける前記マッチング箇所の真値にあてはめるとともに前記３次元計測器から死角となる箇所に前記規格情報の寸法をあてはめ、当該あてはめた寸法及び前記オブジェクト点群データを用いて前記３次元計測器から死角となる箇所を含む前記計測対象オブジェクトのモデルを生成するモデリング部と、
を有することを特徴とする３次元点群データのモデリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の３次元点群データのモデリング装置であって、
前記３次元点群データは、エレベータの乗りかごの昇降路内の各計測点を計測して得られた計測点データのセットからなる３次元点群データであり、
前記オブジェクト認識部は、前記３次元点群データの中から、各計測点データの特徴量に基づいて前記昇降路内に設置されたエレベータガイドレールを示すオブジェクト点群データを抽出し、
前記規格情報記憶部は、前記エレベータガイドレールの形状及び寸法の規格値を規定したガイドレール規格情報を複数記憶し、
前記マッチング箇所抽出部は、前記エレベータガイドレールにおいて前記３次元計測器と対向する少なくとも二つの端面のそれぞれを示す点群データからなる端面データを前記マッチング箇所データとして抽出し、
前記マッチング寸法算出部は、前記端面のそれぞれを示す各端面データに対して前記ノイズの分布モデルを適用して各端面の真値を推定し、各端面の真値間の寸法を前記マッチング寸法として算出し、
前記マッチング部は、前記ガイドレール規格情報において、前記マッチング寸法を算出した各端面間の規格値が前記算出されたマッチング寸法に最も類似するガイドレール規格情報を選択する、
ことを特徴とする３次元点群データのモデリング装置。
【請求項３】
請求項２に記載の３次元点群データのモデリング装置であって、
前記マッチング寸法算出部は、前記端面データのそれぞれを平均化した座標値を前記各端面の真値として算出する、
ことを特徴とする３次元点群データのモデリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載の３次元点群データのモデリング装置であって、
前記マッチング寸法算出部は、前記各端面の真値を座標値として求め、
前記モデリング部は、前記各端面の座標値に、前記ガイドレール規格情報における前記各端面に相当する部位の位置あわせを行うことにより、前記ガイドレール規格情報の規格値を前記オブジェクト点群データにあてはめる、
ことを特徴とする３次元点群データのモデリング装置。
【請求項５】
請求項１に記載の３次元点群データのモデリング装置であって、
前記計測対象オブジェクトの設置位置及び前記周辺領域を含む閉領域内における前記計測対象オブジェクトの設置位置を示す計測エリア情報を記憶する計測エリア情報記憶部と、
前記閉領域内における前記３次元計測器の設置位置を示す計測器設置位置情報を記憶する計測器設置位置情報記憶部と、
を更に備え、
前記マッチング箇所抽出部は、前記計測エリア情報及び前記計測器設置位置情報を用いて、前記計測対象オブジェクトのうち前記３次元計測器の死角とならない箇所を求め、当該箇所の点群データを前記マッチング箇所データとして抽出する、
ことを特徴とする３次元点群データのモデリング装置。
【請求項６】
請求項５に記載の３次元点群データのモデリング装置であって、
前記３次元計測器はレーザを照射し、反射波を受光して計測点データを収集する３次元計測器であり、
前記マッチング箇所抽出部は、前記計測エリア情報及び前記計測器設置位置情報に基づいて、前記計測対象オブジェクトに対する前記３次元計測器のレーザの入射角度を算出し、当該入射角度が予め与えられる上限値以下かつ下限値以上となる箇所の点群データを前記マッチング箇所データとして抽出する、
ことを特徴とする３次元点群データのモデリング装置。
【請求項７】
請求項１に記載の３次元点群データのモデリング装置であって、
前記ノイズ分布モデル記憶部は、正規分布モデルからなる前記ノイズの分布モデルを記憶し、
前記マッチング寸法算出部は、前記マッチング箇所データの平均座標を用いて前記マッチング箇所の真値を推定する、
ことを特徴とする３次元点群データのモデリング装置。
【請求項８】
３次元計測器を用いて計測対象オブジェクト及びその周辺領域の各計測点を計測して得られた計測点データのセットからなる３次元点群データの中から、各計測点データの特徴情報に基づいて前記計測対象オブジェクトを示すオブジェクト点群データを抽出するステップと、
前記計測対象オブジェクト及び前記３次元計測器の前記計測を行った際の相対位置情報を取得し、前記計測対象オブジェクトにおいて前記３次元計測器が計測可能かつ前記計測対象オブジェクトの形状及び寸法を規定した規格情報とのマッチングを行うマッチング箇所の点群データからなるマッチング箇所データを、前記相対位置情報に基づいて前記オブジェクト点群データから抽出するステップと、
前記マッチング箇所データに対して前記オブジェクト点群データに含まれるノイズの分布モデルを適用して前記マッチング箇所の真値を推定し、当該推定した真値に基づきマッチング寸法を算出するステップと、
前記規格情報を複数記憶した規格情報記憶部から順次規格情報を読み出し、読み出した規格情報において前記マッチング寸法に相当する箇所の寸法が、前記算出されたマッチング寸法に最も類似する規格情報を選択するステップと、
前記選択した規格情報を、前記オブジェクト点群データにおける前記マッチング箇所の真値にあてはめるとともに前記３次元計測器から死角となる箇所に前記規格情報の寸法をあてはめ、当該あてはめた寸法及び前記オブジェクト点群データを用いて前記３次元計測器から死角となる箇所を含む前記計測対象オブジェクトのモデルを生成するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする３次元点群データのモデリングプログラム。
【請求項９】
エレベータの乗りかごの昇降路内に設置されたエレベータガイドレールのモデリング方法であって、
３次元計測器を用いて前記昇降路内の各計測点を計測して得られた計測点データのセットからなる３次元点群データの中から、各計測点データの特徴情報に基づいてエレベータガイドレールを示すオブジェクト点群データを抽出するステップと、
前記エレベータガイドレール及び前記３次元計測器の前記計測を行った際の相対位置情報を取得し、前記エレベータガイドレールにおいて前記３次元計測器に対向する少なくとも二つの端面の其々を示す点群データからなる端面データを、前記相対位置情報に基づいて前記オブジェクト点群データから抽出するステップと、
前記端面のそれぞれを示す各端面データに対して前記オブジェクト点群データに含まれるノイズの分布モデルを適用して各端面の真値を推定し、各端面の真値間の寸法をマッチング寸法として算出するステップと、
前記エレベータガイドレールの形状及び寸法の規格値を規定したガイドレール規格情報を複数記憶した規格情報記憶部から順次ガイドレール規格情報を読み出し、読み出したガイドレール規格情報において、前記マッチング寸法を算出した各端面間の規格値が、前記算出されたマッチング寸法に最も類似するガイドレール規格情報を選択するステップと、
前記選択したガイドレール規格情報に規定された前記各端面間の規格値を前記オブジェクト点群データにおける前記各端面の真値間の寸法にあてはめるとともに、前記３次元計測器から死角となる箇所に前記選択したガイドレール規格情報に規定された規格値をあてはめ、当該あてはめた規格値及び前記オブジェクト点群データを用いて前記３次元計測器から死角となる箇所を含む前記エレベータガイドレールのモデルを生成するステップと、
を含むことを特徴とするエレベータガイドレールのモデリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元点群データのモデリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、装置処理対象となる３次元点群に対して、ＲＡＮＳＡＣによる円柱当て嵌めにより、柱状物体の柱状パラメータを推定する柱状物体パラメータ推定部と、柱状物体パラメータ推定部によって推定された柱状物体パラメータに基づいて、推定された柱状物体の位置に存在する点群が柱状物体であるかを識別し、柱状有無の判定結果と、柱状物体が存在するとした場合には、３次元点群を分割した複数の小領域の各々の柱状物体の中心位置と半径とを出力する点群解析処理装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１０９５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エレベータの昇降路を計測対象とする場合、エレベータのかごが昇降動するかご通路内にレーザ測定器を設置し、昇降路内に立設されたエレベータガイドレール（以下「ガイドレール」と記載する）や通路に面した壁面をスキャンして３次元点群データを取得する。そのため、ガイドレールのうち計測器に対向する面（正面という）の３次元点群データは取得できるものの、ガイドレールの裏面や側面の一部は、レーザ測定器の設置場所の制約から計測できない部位となり、計測の隠れ、すなわち計測器からの死角が発生する。
【０００５】
しかし特許文献１に記載の技術は、装置処理対象に計測の隠れ、すなわち、計測器からの死角を考慮することなく、３次元点群に対して円柱当て嵌めにより柱状物体のパラメータを推定している。そのため、上記ガイドレールのように計測の隠れが発生している処理対象の３次元点群データに対し特許文献１の技術を適用すると、計測の隠れがないとしてモデリングがされてしまい、モデリング精度の悪化を招くという課題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、計測器から死角が生じる計測対象物であっても、計測器が出力した３次元点群データを用いてモデリングをする際の精度を向上させうる技術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】
本願は、上記課題を解決するための手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、３次元計測器を用いて計測対象オブジェクト及びその周辺領域の各計測点を計測して得られた計測点データのセットからなる３次元点群データの中から、各計測点データの特徴情報に基づいて前記計測対象オブジェクトを示すオブジェクト点群データを抽出するオブジェクト認識部と、前記計測対象オブジェクトの形状及び寸法を規定した規格情報を複数記憶する規格情報記憶部と、前記オブジェクト点群データに含まれるノイズの分布モデルを記憶するノイズ分布モデル記憶部と、前記計測対象オブジェクト及び前記３次元計測器の前記計測を行った際の相対位置情報を取得し、前記計測対象オブジェクトにおいて前記３次元計測器が計測可能かつ前記規格情報とのマッチングを行うマッチング箇所の点群データからなるマッチング箇所データを、前記相対位置情報に基づいて前記オブジェクト点群データから抽出するマッチング箇所抽出部と、前記マッチング箇所データに対して前記
ノイズの分布モデルを適用して前記マッチング箇所の真値を推定し、当該推定した真値に基づきマッチング寸法を算出するマッチング寸法算出部と、前記規格情報を順次読み出し、読み出した規格情報において前記マッチング寸法に相当する箇所の寸法が、前記算出されたマッチング寸法に最も類似する規格情報を選択するマッチング部と、前記選択した規格情報を、前記オブジェクト点群データにおける前記マッチング箇所の真値にあてはめるとともに前記３次元計測器から死角となる箇所に前記規格情報の寸法をあてはめ、当該あてはめた寸法及び前記オブジェクト点群データを用いて前記３次元計測器から死角となる箇所を含む前記計測対象オブジェクトのモデルを生成するモデリング部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、計測器から死角が生じる計測対象物であっても、計測器が出力した３次元点群データを用いてモデリングをする際の精度を向上させうる技術を提供することができる。上記以外の課題、構成および効果等は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の３次元点群データのモデリング装置１００の構成図の一例である。
【図２】３次元点群データのモデリング装置１００のハードウェア構成例を示す図である。
【図３】３次元点群データのモデリング装置１００の動作例を示すフローチャートである。
【図４】３次元点群の例を示す図である。
【図５】計測対象のオブジェクト、すなわちガイドレール４１、４２の配置位置を示す計測エリア情報の例を示す図である。
【図６】計測設置位置情報の例を示す図である。
【図７】オブジェクト抽出箇所の例を示す図である。
【図８】点群にのるノイズの分布モデルの例を示す図である。
【図９】Ｓ３０２においてガイドレール４１の計測点群として分類、選択されたレーザ計測点群の断面を示す図である。
【図１０】規格値情報の例を示す図である。
【図１１】計測器の死角(計測隠れ部位)を示す図である。
【図１２】エレベータの概略構成を示す図である。
【図１３】エレベータのガイドレールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、同じ構成を有するものについては同じ符号を付与して説明を省略する。以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
以下では、本発明に係る３次元点群のモデリング装置及び方法をエレベータガイドレールのモデリングに用いた例について説明する。まず、図１２及び図１３を参照してエレベータの概略構成及びガイドレールの全体形状を説明する。図１２は、エレベータの概略構成を示す図である。図１３は、エレベータのガイドレールの斜視図である。
【００１２】
図１２に示すように、エレベータ１は、乗客が搭乗するかご２がかご昇降路３内において昇降動するように構成される。かご昇降路３内には、かご２の昇降動方向を規制する二本のガイドレール（図１２では一のガイドレール４１のみを図示している）が、左右方向においてかご２を挟んで立設される。ガイドレール４１は、図１３に示すように、かご昇
降路３の昇降方向に沿った長尺部材として形成される。
【００１３】
かご２は、釣合錘４とロープ５を介して連結される。制御装置６は巻上機７がロープ５を巻き上げる動作の制御を行う。
【００１４】
かご２が古くなり新しいものに更新する際は、既存のガイドレール４１の形状、寸法に適合した新たなかごを選択する必要がある。そのため、既存のガイドレール４１の形状、寸法を精度よく測定する必要がある。そこで、レーザを照射して反射光を受光して各計測点の３次元座標（ｘ、ｙ、ｚ座標）を求める。３次元計測器９は、１回のレーザ計測で多数（例えば１億個程度）の計測点の座標を求める。既述の３次元点群データとは、同一回においてレーザ計測で得られた各計測点のデータセットを意味する。３次元点群データには、計測対象オブジェクトであるガイドレール及びガイドレールの周辺領域、例えばかご昇降路３の内壁面の計測点データが含まれる。
【００１５】
かご昇降路３は周囲が囲まれた閉領域であり、３次元計測器９が設置できる場所には制約がある。そこで、本実施形態では、３次元計測器９をかご昇降路３の底部３１と、かご昇降路３の高さ方向の中間位置３２との２箇所において計測を行う。底部３１の計測時では、３次元計測器９の底面における位置を計測器設置位置情報として取得しておく。また、中間位置３２の計測時では、かご２の天面に３次元計測器９を設置して計測するので、３次元計測器９のかご２の天面における位置を計測器設置位置情報として取得しておく。
【００１６】
３次元計測器９から照射されるレーザの照射角度は、３次元計測器９の仕様により制約がある。また、ガイドレール４１はかご昇降路３の内壁に沿って立設されるので裏面の計測点データは取得できない。このように、かご昇降路３内に設置済のガイドレール４１には、３次元計測器９の死角となる計測隠れが発生する。そこで、本実施形態では、ガイドレール４１の計測隠れを考慮してモデリングする。
【００１７】
図１は、本実施形態の３次元点群データのモデリング装置１００の構成図の一例である。モデリング装置１００は、制御部１１０、記憶部１２０、入力部１３０、出力部１４０、通信部１５０を有する。
【００１８】
記憶部１２０は、３次元点群記憶部１２１、規格情報記憶部１２２、計測エリア情報記憶部１２３、計測器設置位置情報記憶部１２４、ノイズ分布モデル記憶部１２５を有する。
【００１９】
３次元点群記憶部１２１は、３次元計測器９が得た各計測点データのセットからなる３次元点群データを記憶する。上記の如く、実際には、底部３１及び中間位置３２の２か所で計測を行うので、２セットの３次元点群データが３次元点群記憶部１２１に記憶されるが、以下では説明の便宜のため、１セットの３次元点群データについて説明する。
【００２０】
規格情報記憶部１２２は、ガイドレール４１の形状及び寸法の規格値を規定したガイドレール規格情報を少なくとも一つ以上記憶する。エレベータに用いられるガイドレール４１は形状や寸法が異なる複数の規格がある。計測対象となるガイドレール４１がどの規格に適合したものであるかを判別するために、規格情報記憶部１２２では、候補となりうる複数の規格情報を格納しておくことが好ましい。
【００２１】
計測エリア情報記憶部１２３は、ガイドレール４１がかご昇降路３内のどの位置に設置されているかを示す計測エリア情報を記憶する。
【００２２】
計測器設置位置情報記憶部１２４は、３次元点群データの計測時における３次元計測器
９の設置位置情報を記憶する。計測器設置位置情報がかごや底部に対する３次元計測器９の設置位置を示す場合は計測エリア情報と組み合わせることで、ガイドレール４１、４２と３次元計測器９との相対位置を求めることができる。なお、上記相対位置の求め方は、計測エリア情報及び計測器設置位置情報の組み合わせに限定されない。他の手法で相対位置を求める場合は、計測エリア情報記憶部１２３及び計測器設置位置情報記憶部１２４は必須ではない。
【００２３】
ノイズ分布モデル記憶部１２５は、３次元点群データ（オブジェクト点群データ）に含まれるノイズ分布データを格納する。本実施形態では、正規分布（図８参照）によるノイズ分布モデル情報を記憶する。
【００２４】
制御部１１０は、オブジェクト認識部１１１、マッチング箇所抽出部１１２、マッチング寸法算出部１１３、マッチング部１１４、及びモデリング部１１５を有する。
【００２５】
オブジェクト認識部１１１は、３次元点群記憶部１２１に記憶されている計測対象オブジェクト及びその周辺領域を計測して得られた３次元点群データから、オブジェクトの特徴情報を基に、３次元点群データをオブジェクトの構造物毎にクラスタリング（構造物の分類）を行い、計測対象オブジェクトであるガイドレールを示すオブジェクト点群データを抽出する。オブジェクト認識部１１１が構造物を分類する手法は各種公知の手法を用いることができるが、その一例として、各計測点が同一平面にあると仮定した際に各計測点を通る法線ベクトルの成分が、同一平面と見做すための所定の範囲内にあるか否か基づいて、同一平面上にある計測点とそうでない計測点とを判別する。そして、同一平面上にある計測点のグループは、同一のオブジェクトを示すものとして分類する。例えば、かご昇降路３内の壁面を示す点群のグループ、及びガイドレール４１を示す点群のグループに分類する。
【００２６】
マッチング箇所抽出部１１２は、計測エリア情報記憶部１２３に記憶されている計測エリア情報と、計測器設置位置情報記憶部１２４に記憶されている計測器設置位置情報から、計測対象であるガイドレール４１のうち３次元計測器９が計測可能な箇所、すなわちレーザが照射される範囲を特定し、その特定した範囲の点群をマッチング箇所データとしてオブジェクト点群データから抽出する。レーザが照射される範囲は、３次元計測器９の死角とはならない箇所に相当する。
【００２７】
更にマッチング箇所抽出部１１２は、計測エリア情報及び計測器設置位置情報に基づいて、ガイドレールに対する３次元計測器９のレーザの入射角度を算出し、当該入射角度が予め与えられる上限値以下かつ下限値以上となる箇所をマッチング箇所として抽出してもよい。上記上限値以下かつ下限値以上の範囲は、ノイズの発生量の多少を勘案して定めてもよい。
【００２８】
マッチング寸法算出部１１３は、オブジェクト点群データに対してノイズの分布モデルを適用し、マッチング箇所データにおける上記計測可能な箇所の真値を推定し、推定した真値に基づきマッチング寸法を算出する。
【００２９】
マッチング部１１４は、規格情報が複数ある場合は順次規格情報を読み出し、読み出した規格情報においてマッチング寸法に相当する箇所の寸法が、算出されたマッチング寸法に最も類似する規格情報を選択する。
【００３０】
モデリング部１１５は、選択した規格情報をオブジェクト点群データにおけるマッチング箇所の真値にあてはめ、３次元計測器から死角となる箇所に前記規格情報の寸法を適用し、当該適用した寸法及びオブジェクト抽出点群データを用いて３次元計測器９から死角
となる箇所を含むガイドレールの３次元のモデルを生成する。これらの詳細は後述する。
【００３１】
次に、３次元点群データのモデリング装置１００を実現するハードウェア構成例について説明する。
【００３２】
図２は、３次元点群データのモデリング装置１００のハードウェア構成例を示す図である。図２に示すように、モデリング装置１００は、演算装置２０１、メモリ２０２、外部記憶装置２０３、入力装置２０４、出力装置２０５、通信装置２０６、記憶媒体駆動装置２０７を含む。
【００３３】
演算装置２０１は例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等である。メモリ２０２は揮発性及び／又は不揮発性のメモリである。外部記憶装置２０３は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等である。記憶媒体駆動装置２０７は、例えばＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）、その他任意の可搬性を有する記憶媒体２０８に対して情報を読み書き可能である。入力装置２０４は、キーボードやマウス、マイクロフォン等である。出力装置２０５は、例えば、ディスプレイ装置、プリンタ、スピーカ等である。通信装置２０６は、例えば、図示しない通信ネットワークに接続するためのＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄ）等である。
【００３４】
制御部１１０の各部は、所定のプログラムをメモリ２０２にロードして演算装置２０１が実行することにより実現可能である。この所定のプログラムは、記憶媒体駆動装置２０７を介して記憶媒体２０８から、あるいは、通信装置２０６を介して通信ネットワークから、外部記憶装置２０３にダウンロードし、そして、メモリ２０２にロードし、演算装置２０１が実行するようにしてもよい。また、記憶媒体駆動装置２０７を介して記憶媒体２０８から、あるいは、通信装置２０６を介して通信ネットワークから、メモリ２０２に直接ロードして、演算装置２０１により実行するようにしてもよい。あるいは、制御部１１０の各部のうち一部又はすべてを、回路等によりハードウェアとして実現してもよい。
【００３５】
また、記憶部１２０は、メモリ２０２、外部記憶装置２０３、記憶媒体駆動装置２０７及び記憶媒体２０８等の全て又は一部により実現可能である。又は、演算装置２０１が上記プログラムの実行により、メモリ２０２、外部記憶装置２０３、記憶媒体駆動装置２０７及び記憶媒体２０８等の全て又は一部を制御することで実現してもよい。
【００３６】
また、入力部１３０は、入力装置２０４により実現可能である。又は、演算装置２０１が上記プログラムの実行により、入力装置２０４を制御することで実現してもよい。
【００３７】
また、出力部１４０は、出力装置２０５により実現可能である。又は、演算装置２０１が上記プログラムの実行により、出力装置２０５を制御することで実現してもよい。
【００３８】
また、通信部１５０は、通信装置２０６により実現可能である。又は、演算装置２０１が通信装置２０６のドライバ（駆動プログラム）を実行することで実現してもよい。
【００３９】
また、３次元点群データのモデリング装置１００の各部は、１つの装置により実現されてもよく、複数の装置により分散されて実現されてもよい。
【００４０】
次に、動作例を説明する。図３は、３次元点群データのモデリング装置１００の動作例を示すフローチャートである。ここでは、３次元点群データのモデリング装置１００は、以下の処理を行うものとして説明する。
【００４１】
入力部１３０より３次元計測器９で計測して得た３次元点群データを読みだして、３次元点群記憶部１２１に格納する（Ｓ３０１）。
【００４２】
ここで、Ｓ３０１について図面を参照して具体例を説明する。図４は、３次元点群の例を示す図である。図４に示すように、３次元計測点データ４０１では、計測点群ごとのＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標が記載されている。
【００４３】
オブジェクト認識部１１１は、３次元点群データの特徴量から計測対象のオブジェクトに属する点群を認識する（Ｓ３０２）。本ステップにおいて、オブジェクト認識部１１１は、３次元点群データの中から、ガイドレール４１のそれぞれを計測して得られた点群データ（オブジェクト点群データ）を選択し、この点群データに基に最終的にモデリング処理を実行する。
【００４４】
マッチング箇所抽出部１１２は、計測エリア情報記憶部１２３に記憶されている計測エリア情報、及び計測器設置位置情報記憶部１２４に記憶されている計測器設置位置情報を用いて、オブジェクト点群データからマッチングに利用するマッチング箇所からの計測点の集合であるマッチング箇所データを抽出する（Ｓ３０３）。
【００４５】
ここで、Ｓ３０３について図面を参照して具体例を説明する。図５は、計測対象のオブジェクト、すなわちガイドレール４１、４２の配置位置を示す計測エリア情報の例を示す図である。図例では、かご昇降路３の２次元断面図を示しており、かご昇降路３と、エレベータのガイドレール４１、４２との２次元座標での配置位置情報を示している。
【００４６】
図６は、計測設置位置情報の例を示す図である。図例は、かご昇降路３の底部３１における３次元計測器９の配置場所の２次元座標上での計測器設置位置情報６０１を示している。図例では、底部３１を基準とする３次元計測器９の設置位置を示しているが、ガイドレール４１、４２も合わせて含んでいるので、計測器設置位置情報６０１は、図５の計測エリア情報５０１も含んでいる。そのため、計測器設置位置情報６０１だけでガイドレール４１、４２と３次元計測器９との相対位置を求めることができる。ガイドレール４１，４２のうち、レーザが照射される範囲がマッチングに用いる箇所の候補箇所となる。
【００４７】
図７は、オブジェクト抽出箇所の例を示す図である。図例では、ガイドレール４１、４２のそれぞれにおいて、３次元計測器９と対向する複数の端面７０１〜７０６をマッチング箇所として抽出する。マッチング箇所を３次元計測器９との対向面にする理由は、計測の隠れが少なく、レーザの引きノイズの影響の少ない箇所であることによる。なお３次元点群データはＺ座標に沿ってレーザの照射範囲全体の計測点データを含むが、３次元計測器９のレーザの入射角度情報を算出し、入射角度があらかじめ与えられる上限値、下限値以内のオブジェクト計測データのみを用いて図４に示すようにその範囲内のオブジェクト点群データの中からマッチング箇所データを抽出してもよい。一般に計測対象オブジェクトに対するレーザの入射角度が急峻になるほどノイズが生じやすい。そこで、ノイズの影響を考慮して入射角度に制限を設けてマッチング箇所を抽出することで、マッチング寸法の算出精度を高めることができる。
【００４８】
マッチング寸法算出部１１３は、マッチング箇所の点群からノイズ分布モデル記憶部に記憶されているノイズ分布モデルを用いて、マッチング寸法を算出する（Ｓ３０４）。マッチング寸法は、抽出した複数の端面間の寸法を用いてもよい。
【００４９】
ここで、Ｓ３０４について図面を参照して具体例を説明する。図８は、点群にのるノイズの分布モデルの例を示す図である。図８では横軸は確率変数、縦軸は確率密度関数の値
を示しており、正規分布のノイズ分布モデルの例となっている。図９は、Ｓ３０２においてガイドレール４１の計測点群として分類、選択されたレーザ計測点群の断面を示す図である。図９の点群９０１、９０２、９０３（各点群９０１、９０２、９０３は端面データに相当する）は、ガイドレール４１の各端面７０１、７０２、７０３の計測点群であるが、反射ノイズも各点群９０１、９０２、９０３に含まれている。そこで、マッチング寸法算出部１１３は、図８の正規分布のノイズ分布モデルを適用し、点群９０１、９０２、９０３のそれぞれについて平均化した座標値（平均座標）を用いて、各端面７０１、７０２、７０３の座標値の真値を推定する。そして、推定した端面７０２の真値７０２aから、
推定した端面７０１の真値７０１ａ（又は端面７０３の真値）までの奥行Ｄを算出する。この奥行Ｄがマッチング寸法に相当する。図９の例では、マッチング箇所となる端面７０１の点群９０１のｘ座標方向の領域７０１Ｔの平均座標７０１ａを求める。同様に、端面７０２の点群９０２のｘ座標方向の領域７０２Ｔの平均座標７０２ａを求める。そして、各端面の真値７０１ａから各端面の真値７０２ａの間隔を奥行Ｄ（各端面の真値間からなるマッチング寸法に相当する）として求める。
【００５０】
マッチング部１１４は、規格情報記憶部１２２に格納されているすべての規格値の中で、マッチング寸法と最も類似の寸法値を有する規格情報を選択する（Ｓ３０５）。
【００５１】
ここで規格値について説明する。図１０は規格値情報の例を示す図である。図例では、エレベータのガイドレールの規格値情報を示している。本例ではレールＴｙｐｅ  Ａ（１００１）、レールＴｙｐｅ  Ｂ（１００２）の規格寸法値を図示している。マッチング部１１４は、ステップＳ３０４で求めた奥行Ｄと、レールＴｙｐｅ  Ａ（１０１０）、レールＴｙｐｅ  Ｂ（１０２０）のそれぞれの奥行（Ｔｙｐｅ  Ａ：５５−６＝４９、Ｔｙｐｅ  Ｂ：５５−８＝４７）とを比較し、一つの規格値を選択する。本実施形態では、レールＴｙｐｅ  Ｂを選択する。
【００５２】
マッチング部１１４は、Ｓ３０５で選択した規格情報（レールＴｙｐｅ  Ｂ）の規格値のサイズ及び形状を、ステップＳ３０４で推定した端面７０１、７０２、７０３の座標値に配置し、位置あわせを行う（Ｓ３０６）。これにより、計測隠れとなっていた部位の寸法を、規格値から取得することができる。図１１は計測器の死角(計測隠れ部位)を示す図である。図例のように、ガイドレール４１における端面１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、及び１１０５は計測隠れになっていたが、規格値（レールＴｙｐｅ  Ｂ）の各寸法を当てはめることにより、正確な寸法を取得することができる。
【００５３】
モデリング部１１５は、ステップＳ３０６であてはめた寸法とオブジェクト点群データとを用いて３次元のモデルを生成する（Ｓ３０７）。本実施形態では、モデリング部１１５は、位置あわせによって配置した規格値の２次元サイズ情報（図１１の各端面の寸法）をオブジェクトの点群の長手軸方向に引き伸ばすことにより、オブジェクトの３次元モデルを作成する。
【００５４】
本実施形態によれば、計測対象オブジェクトと計測器との相対位置を基に計測対象オブジェクトのマッチング箇所を決定し、そのマッチング箇所の点群データを用いてマッチング寸法を算出する。そして、マッチング寸法を複数の規格情報に照らして、最も類似する規格情報を選択し、その規格情報をオブジェクト点群データのうちのマッチング箇所に位置合わせをして、死角となる箇所の寸法を規格情報から引き当てる。これにより、計計測隠れの寸法誤差をより小さくしてからモデリングを行うことで、モデリングの精度低下に及ぼす影響を低減できる。その結果、モデリング精度をより高める。
【００５５】
また、規格情報のマッチング箇所との位置合わせに際し、ノイズ分布を考慮してオブジェクトの点群データにおけるマッチング箇所の計測点（ガイドレールの例では端面７０１
〜７０４）を特定でき、マッチング箇所寸法の測定精度を高めることができる。これにより、複数の規格情報の中から最も類似する規格情報を選択する際の精度を向上させることができる。
【００５６】
以上より、計測の隠れやノイズが存在する３次元点群データから規格情報を基に、自動で計測対象の形状を高精度にモデリングすることが可能となる。特にエレベータの昇降路内に設置されたガイドレールのように、３次元計測器の設置箇所やレーザ照射範囲の制約から、計測隠れが生じることが避けられない計測対象オブジェクトについても、本発明によれば計測隠れを考慮して精度が高いモデリングを行うことができる。
【００５７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、エレベータガイドレールのモデリング方法を例に挙げて説明したが、計測対象オブジェクトはエレベータガイドレールに限らず、各種工業製品の部品等、規格値（ある規格に適合した値でなくても、既知の値であればよい）が定まっているものであれば本発明を適用してモデリングを行うことができる。
【符号の説明】
【００５８】
１００：モデリング装置、１１０：制御部、１２０：記憶部、１３０：入力部、１４０：出力部、１５０：通信部、１１１：オブジェクト認識部、１１２：マッチング箇所抽出部、１１３、マッチング寸法算出部、１１４：マッチング部、１１５：モデリング部、１２１：３次元点群記憶部、１２２：規格情報記憶部、１２３：計測エリア情報記憶部、１２４：計測器設置位置情報記憶部、１２５：ノイズ分布モデル記憶部
【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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