JP7112469B2 - Image processing device, image processing method, image processing program - Google Patents
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Description
本発明は、点群データの画像処理技術に関する。 The present invention relates to image processing technology for point cloud data.
レーザスキャナやステレオ写真計測によって得られる点群データが知られている(例えば特許文献1や2を参照)。
Point cloud data obtained by a laser scanner or stereo photo measurement is known (see
点群データをPC等のディスプレイ上に3D表示させると、対象物の点群によって測定対象物の三次元形状が表示される。点群データの主な活用方法として、点群データから三次元モデルを得る技術がある。三次元モデルは、対象物の輪郭線をデータで表したので、CADソフト上で扱う三次元データと親和性が高い。 When the point cloud data is displayed in 3D on a display such as a PC, the 3D shape of the object to be measured is displayed by the point cloud of the object. A technique for obtaining a three-dimensional model from point cloud data is one of the main methods of utilizing point cloud data. Since the three-dimensional model expresses the outline of the object as data, it has a high affinity with three-dimensional data handled on CAD software.
点群データをそのまま画像表示すると、対象物が点の集合により3D表示される。しかしながら、三次元モデル化されていない生データの段階では、対象物の輪郭が把握し難く、どの部分が対象物(例えば、建物)の縁やエッジの部分であるのかが、一見して把握し難い。面の向きの違いによって、点の色を変える等して、点群の3D表示の立体感を把握し易くする工夫がされているが、それでも上記の問題がある。まして、何ら処理を行っていない生データの場合は、上記の問題は顕在化する。 When the point cloud data is displayed as an image as it is, the object is displayed in 3D by a set of points. However, at the stage of raw data that has not been converted into a three-dimensional model, it is difficult to grasp the outline of the object, and it is difficult to grasp at a glance which part is the edge of the object (for example, a building). hard. Although some measures have been taken to make it easier to grasp the three-dimensional effect of the 3D display of the point group, such as by changing the color of the points depending on the orientation of the surface, there is still the above problem. Furthermore, in the case of raw data that has not undergone any processing, the above problem becomes apparent.
具体的な一例を説明する。図2(A)には、立方体形状の対象物の点群データを3D表示(斜視図表示)した例が記載されている。図2(A)のように、単に点で表示された場合、遠近感が把握し難く、どの部分が立方体形状の縁であるのか判別し難い。 A specific example will be described. FIG. 2A shows an example of 3D display (perspective view display) of point cloud data of a cubic object. As shown in FIG. 2A, when the image is simply displayed as dots, it is difficult to grasp the perspective and it is difficult to determine which part is the edge of the cube.
図2(B)には、三次元モデル化し、立方体形状の縁の部分を抽出し、それを点群データに重ねて表示した例が示されている。この場合、立体感を把握し易い。しかしながら、図2(B)は、三次元モデル化のための処理を行った後で得られる表示であり、三次元モデル化の前の段階で点群データを扱う際には、図2(B)の表示は行えない。 FIG. 2(B) shows an example in which a three-dimensional model is created, the cubic edge portion is extracted, and the edge portion is superimposed on the point cloud data and displayed. In this case, it is easy to grasp the stereoscopic effect. However, FIG. 2(B) is a display obtained after processing for three-dimensional modeling. ) cannot be displayed.
このような背景おいて、本発明は、3D表示された点群データから対象物の立体構造を把握し易くする技術の提供を目的とする。 In view of such a background, an object of the present invention is to provide a technology that facilitates understanding of the three-dimensional structure of an object from point cloud data displayed in 3D.
請求項1に記載の発明は、点群データの各点のディスプレイ上への3D表示を行う点群データ表示制御部と、前記点群データを取得した対象物を構成する面に係る面の方程式の算出、および前記面の方程式に基づく前記面の法線の算出を行う面方向算出部と、前記3D表示された前記点群データから切り取られる平坦な部分を表示する厚みのある矩形形状を有する切り取り範囲表示を前記ディスプレイ上に表示する切り取り範囲表示制御部とを備え、前記面の方程式の算出は、指定を受けた部分の点の取得、該点およびその周囲の複数の点にフィッティングする面の方程式を求めることで行なわれ、前記切り取り範囲表示制御部は、前記切り取り範囲表示の法線の方向を前記面方向算出部が算出した前記面の前記法線の方向に一致させる画像処理装置である。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、点群データの各点のディスプレイ上への3D表示を行う点群データ表示制御ステップと、前記点群データを取得した対象物を構成する面に係る面の方程式の算出、および前記面の方程式に基づく前記面の法線の算出を行う面方向算出ステップとを有し、前記3D表示された前記点群データから切り取られる平坦な部分を表示する厚みのある矩形形状を有する切り取り範囲表示を前記ディスプレイ上に表示する切り取り範囲表示制御ステップと、前記面の方程式の算出は、指定を受けた部分の点の取得、該点およびその周囲の複数の点にフィッティングする面の方程式を求めることで行なわれ、前記切り取り範囲表示制御ステップでは、前記切り取り範囲表示の法線の方向を前記面方向算出ステップで算出した前記面の前記法線の方向に一致させる処理が行なわれる画像処理方法である。 According to a second aspect of the invention, there is provided a point cloud data display control step of displaying each point of the point cloud data in 3D on a display; and a surface direction calculation step of calculating a normal to the surface based on the surface equation, wherein a thick rectangle representing a flat portion cut from the 3D displayed point cloud data The clipping range display control step of displaying a clipping range display having a shape on the display, and the calculation of the equation of the surface are obtained by obtaining a point of the specified portion and fitting to the point and a plurality of points around it. In the clipping range display control step, the direction of the normal line of the clipping range display is matched with the direction of the normal line of the plane calculated in the plane direction calculation step . image processing method.
請求項3に記載の発明は、コンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、コンピュータを点群データの各点のディスプレイ上への3D表示を行う点群データ表示制御部と、前記点群データを取得した対象物を構成する面に係る面の方程式の算出、および前記面の方程式に基づく前記面の法線の算出を行う面方向算出部と、前記3D表示された前記点群データから切り取られる平坦な部分を表示する厚みのある矩形形状を有する切り取り範囲表示を前記ディスプレイ上に表示する切り取り範囲表示制御部として動作させ、前記面の方程式の算出は、指定を受けた部分の点の取得、該点およびその周囲の複数の点にフィッティングする面の方程式を求めることで行なわれ、前記切り取り範囲表示制御部は、前記切り取り範囲表示の法線の方向を前記面方向算出部が算出した前記面の前記法線の方向に一致させる画像処理用プログラムである。 The invention according to claim 3 is a program to be read and executed by a computer, comprising: a point cloud data display control unit for performing 3D display of each point of point cloud data on a display; and a surface direction calculation unit that calculates a surface equation related to a surface that constitutes the acquired object, and calculates a normal line of the surface based on the surface equation, and cut from the 3D displayed point cloud data A clipping range display having a thick rectangular shape that displays a flat portion to be displayed is operated as a clipping range display control unit that displays on the display, and the calculation of the equation of the surface is performed by acquiring the points of the specified portion , and a surface equation that fits the point and a plurality of points around it, and the clipping range display control unit determines the direction of the normal line of the clipping range display from the above calculated by the plane direction calculation unit. It is an image processing program that matches the direction of the normal line of the surface.
本発明によれば、3D表示された点群データから対象物の立体構造を把握し易くする技術が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a technique that makes it easy to grasp the three-dimensional structure of an object from point cloud data displayed in 3D.
図1には、画像処理装置100が示されている。画像処理装置100は、点群データの処理を行うための装置である。通常は、専用のハードウェアではなく、PC(パーソナルコンピュータ)に画像処理装置100の機能を実現するアプリケーションソフトウェアをインストールし、当該アプリケーションソフトウェア起動することで、PCにより画像処理装置100がソフトウェア的に実現される。
FIG. 1 shows an
PCを利用した場合、図1に図示する各機能部は、ソフトウェア的に構成される。なお、図1に示す各機能部を専用の演算回路によって構成してもよい。また、ソフトウェア的に構成された機能部と、専用の演算回路によって構成された機能部が混在していてもよい。例えば、図示する各機能部は、CPU(Central Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのPLD(Programmable Logic Device)などの電子回路により構成される。 When a PC is used, each functional unit illustrated in FIG. 1 is configured by software. Note that each functional unit shown in FIG. 1 may be configured by a dedicated arithmetic circuit. Also, a functional unit configured in software and a functional unit configured by a dedicated arithmetic circuit may coexist. For example, each functional unit illustrated is configured by an electronic circuit such as a CPU (Central Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and a PLD (Programmable Logic Device) such as an FPGA (Field Programmable Gate Array).
各機能部を専用のハードウェアで構成するのか、CPUにおけるプログラムの実行によりソフトウェア的に構成するのかは、要求される演算速度、コスト、消費電力等を勘案して決定される。例えば、特定の機能部をFPGAで構成すれば、処理速度の上では優位であるが高コストとなる。他方で、CPUでプログラムを実行することで特定の機能部を実現する構成は、ハードウェア資源を節約できるので、コスト的に優位となる。しかしながら、CPUで機能部を実現する場合、処理速度は、専用のハードウェアに比較して見劣りする。なお、機能部を専用のハードウェアで構成することとソフトウェア的に構成することは、上述した違いはあるが、特定の機能を実現するという観点からは、等価である。 Whether each functional unit is configured by dedicated hardware or configured by software by executing a program in the CPU is determined in consideration of required calculation speed, cost, power consumption, and the like. For example, if a specific functional unit is configured with an FPGA, it is superior in terms of processing speed, but the cost is high. On the other hand, a configuration in which a specific functional unit is realized by executing a program on a CPU can save hardware resources, and is advantageous in terms of cost. However, when the functional unit is implemented by a CPU, the processing speed is inferior to dedicated hardware. It should be noted that configuring the functional units with dedicated hardware and configuring them with software are equivalent from the viewpoint of realizing a specific function, although there are differences as described above.
画像処理装置100は、点群データ取得部101、点群データ表示制御部102、マーカ表示制御部103、被指定点群抽出部104、被指定点群表示制御部105を備えている。点群データ取得部101は、三次元レーザスキャナが計測した点群データを三次元レーザスキャナから適当な通信手段を介して取得する。点群データは、ステレオ写真測量の原理を用いて、撮影画像中から抽出した多数の特徴点の三次元座標を求める手法により得ることもできる。
The
点群データ表示制御部102は、点群データをPCのディスプレイ等の適当な画像表示装置に表示する。点群データは、そのまま点の表示として表示してもよいし、表示色の変更やノイズ成分の除去等の各種の画像処理を施したものを表示してもよい。
A point cloud data
マーカ表示制御部103は、3D表示された点群データを特定の平面で切断するためのマーカ表示の制御を行う。図3には、立方体の測定対象物(建物を想定)の点群データ150と、上記のマーカ表示の一例であるマーカ200が示されている。
The marker
マーカ200は、作業者の操作(例えば、マウスの操作)によって、X方向(特定の水平方向)に移動可能である。マーカ200を移動させることで、3D表示された点群データをY-Z平面(Zは鉛直方向、YはX方向に直交する水平方向)で切り取る位置(X軸上における位置)を指定できる。
The
図3における方位の設定としては、X方向を南北方向(または東西方向)、Y方向を東西方向(または南北方向)に設定し、Z方向を鉛直方向に設定する態様が挙げられる。この場合、切断面と方位の関係が把握し易い。また、点群データ150の対象が建物の場合に、建物の壁の延在方向に合わせて、XYZ軸の方向を設定する態様も可能である。図3には、この場合の一例が示されている。
Aspects in FIG. 3 may be set such that the X direction is the north-south direction (or the east-west direction), the Y direction is the east-west direction (or the north-south direction), and the Z direction is the vertical direction. In this case, it is easy to grasp the relationship between the cut surface and the orientation. Further, when the object of the
図4には、図3と別にディスプレイ上に同時に表示されるサブ画面の一例が示されている。サブ画面は、主画面と別のディスプレイ上に表示してもよいし、主画面と切り替えて表示できる形態でもよい。図3におけるマーカ200をX軸上で動かしてゆき、マーカ200を含むY-Z平面が点群データ150と重なると、その重なった部分(Y-Z平面で切り取られる点群データ)が図4のように表示される。図4(A)には、図3の立方体の点群データ150のX軸上における縁の部分をY-Z平面で切り取った場合の面状の点群データ151が示されている。この場合。点群データ150のX軸上における手前の端面がY-Z平面によって切り取られ、この切り取られた面状の部分が表示される。
FIG. 4 shows an example of sub-screens simultaneously displayed on the display separately from FIG. The sub-screen may be displayed on a display separate from the main screen, or may be displayed by switching to the main screen. When the
図3におけるマーカ200を図4(A)の状態から更にX軸正方向に移動させると、点群データ150のY-Z平面による切断面の位置が変化する。この場合の一例が図4(B)に示されている。この場合、点群データ150の基なる立方体形状の対象物の内部の点群は取得されていないので、枠状の点群が切断面の点群として得られる。
When the
図3の点群データ150をY-Z平面で切断し、図4の点群データ151,152を抽出する処理は、以下のようにして行われる。まず、点群データ150を構成する各点の三次元座標位置は、既知である。他方で、マーカ200で指定されるY―Z平面の座標は、点群データ150を記述する座標系での面の方程式により指定できる。よって、点群データ150におけるマーカ200で指定されるY―Z平面と交わる(あるいは近接する)点群を抽出することができる。厳密には、点群は離散して分布しているので、閾値を設定し、この閾値の範囲で上記Y-Z平面に近接する点の抽出が行われる。
Processing for cutting the
図4(A)および(B)に示すように、マーカ200を利用して3D表示された点群データを切断し、その切断面に存在する点群を別画面に表示させることで、点群データの立体配置状態を把握し易くなる。例えば、マーカ200をX軸方向に移動させることで、点群データ150のY-Z平面で切り取られる点群データ150の縁の部分が次々と表示され、その表示履歴を追うことで、点群データ150の基なる測定対象物の立体形状(縁の部分)を把握し易くなる。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the point cloud data displayed in 3D using the
マーカ200の移動方向は、作業者が希望する方向に設定できる。また例えば、マーカ200を自動で移動させ、次々に現れる切断面の点群表示を時間軸上に並べた複数のサムネイル画像で表示することで、点群データの立体分布状態を把握し易くするといったUI表示も可能である。
The moving direction of the
上記の例では、切り取りに用いるY―Z平面に厚みがない場合を示したが、切り取りに用いるY―Z平面に厚みがあってもよい。この場合、X軸方向にも点群が分布したものが切り取られる。 In the above example, the YZ plane used for cutting has no thickness, but the YZ plane used for cutting may have thickness. In this case, the point group is cut out in the X-axis direction as well.
被指定点群抽出部104は、点群データを特定の平面で切断した切断面における点群データを抽出する。例えば、図3の3D表示された点群データ150から、図4の点群データ151,152を切り取り抽出する処理が被指定点群抽出部104で行われる。
The designated point
被指定点群表示制御部105は、被指定点群抽出部104で抽出された点群データの画面表示の制御を行う。例えば、図4の表示制御が被指定点群表示制御部105によって行われる。
The specified point cloud
以上述べたように、画像処理装置100は、点群データの3D表示を行う点群データ表示制御部102と、前記3D表示された前記点群データの切断面を指定するマーカ表示を行うマーカ表示制御部103と、前記点群データにおける前記切断面に存在する点群を別画面に表示する被指定点群表示制御部105とを備えている。
As described above, the
この構成によれば、測定対象物の縁の部分が抽出され、表示されるので、点群データの立体分布状態の把握が容易となる。例えば、建物を対象とした点群データであれば、三次元モデルの作成を行わなくても当該建物の立体形状の把握が容易となる。 According to this configuration, since the edge portion of the object to be measured is extracted and displayed, it becomes easy to grasp the three-dimensional distribution state of the point cloud data. For example, with point cloud data for a building, it is easy to grasp the three-dimensional shape of the building without creating a three-dimensional model.
図5は、測定対象物の点群データを加工したものをディスプレイ上に3D表示させたものである。図5の点群データは、点に色を付けて点群画像として見やすいように加工したものである。この処理は、点群データの取得と同時にカメラによって撮影された写真画像と、点群データとを重ね合わせ、写真画像に基づいて、対応する領域の点に色を付けることで行われる。 FIG. 5 shows a 3D representation of the processed point cloud data of the object to be measured. The point cloud data in FIG. 5 are processed by coloring the points so that they can be easily viewed as a point cloud image. This processing is performed by superimposing a photographic image taken by a camera at the same time as obtaining the point cloud data and the point cloud data, and coloring the points in the corresponding area based on the photographic image.
図6の左には、図5の基となる点群データを反射光の強度に対応させて濃淡をつけて表示した点群画像が示され、図6の右には、左画面に示される帯状のラインで切断した断面部分の点群を切断面に垂直な方向から見たものが示されている。図6に示すように、3D表示された点群データの一部を切断(図6(A)参照)し、その切断面の点群を切断面に垂直な方向から見た状態で表示(図6(B)参照)することで、対象物の輪郭を把握し易くなる。また、図6左側の点群画像に示されるライン(切断面を決めるライン)の幅は、選択可能であり、このラインの幅を広くすることで、切断面に垂直な方向における幅を持った領域から点を抽出できる。 The left side of FIG. 6 shows a point cloud image in which the point cloud data on which FIG. 5 is based is displayed with shading corresponding to the intensity of the reflected light, and the right side of FIG. 6 shows the left screen. A point group of a cross-sectional portion cut by a belt-like line is shown as viewed from a direction perpendicular to the cut surface. As shown in FIG. 6, a part of the point cloud data displayed in 3D is cut (see FIG. 6A), and the point cloud of the cut plane is displayed in a state seen from a direction perpendicular to the cut plane (see FIG. 6A). 6(B)) makes it easier to grasp the outline of the object. Also, the width of the line (the line that determines the cutting plane) shown in the point cloud image on the left side of FIG. 6 can be selected. Points can be extracted from regions.
また、マーカ200とは別の機能を有するマーカである「切り取り範囲表示」の表示も行われる。「切り取り範囲表示」は、3D表示された点群データの切り取られる部分(切断する部分)の範囲を示すマーカである。「切り取り範囲表示」の表示制御もマーカ表示制御部103で行われる。図7には、やや厚みのある平坦な矩形状の「切り取り範囲表示」が点群表示画面上に表示された一例が示されている。マーカ200の表示と「切り取り範囲表示」は、いずれか一方のみを表示することもできるし、両方を同時に表示することもできる。なお、図7は、点に濃淡を付けて点群画像として見やすいように加工したものである。この処理は、点群データの取得と同時にカメラによって撮影された写真画像と、点群データとを重ね合わせ、写真画像に基づいて、対応する領域の点に濃淡を付けることで行われる。
In addition, a “cutting range display”, which is a marker having a function different from that of the
図7に示すように、「切り取り範囲表示」の表示は、点群データの全体が表示されている画面上で行われる。こうすることで、切り取る部分を視覚的に把握することが容易となる。「切り取り表示範囲」の位置および大きさは指定することができる。例えば、図7の「切り取り表示範囲」を左クリックし、マウスを動かすと、その位置が移動する。また、「切り取り表示範囲」を右クリックし、マウスを動かすと、大きさが変更できる。大きさ変更は直交する3軸方向について独立して可能である。これらの制御もマーカ表示制御部103で行われる。
As shown in FIG. 7, the display of "cutting range display" is performed on the screen on which the entire point cloud data is displayed. By doing so, it becomes easier to visually grasp the portion to be cut out. The position and size of the "cut display range" can be specified. For example, when the mouse is left-clicked on the "cut display range" in FIG. 7, the position is moved. You can also change the size by right-clicking the "Clip display range" and moving the mouse. The size change is independently possible in three orthogonal axial directions. These controls are also performed by the marker
また、図7には、切り取られた部分がカラー表示されている例が示されている。全体をモノクロ階調表示とし、切り取られた部分をカラー表示とすることで、切り取られる部分を立体的に把握し易くなる。図8には、図7の「切り取り範囲表示」で切り取られた部分のみを表示した画面が示されている。 Also, FIG. 7 shows an example in which the cut portion is displayed in color. By displaying the entire image in monochrome gradation and displaying the cut-out portion in color, it becomes easier to grasp the cut-out portion in three dimensions. FIG. 8 shows a screen displaying only the portion cut out in the "cutting range display" of FIG.
「切り取り範囲表示」を回転させることもできる。点群データの各点は、三次元座標が判っているので、「切り取り範囲表示」を回転させることで、切り取られる点が変わり、切り取られる部分の表示(例えば、図8の表示)も変化する。 You can also rotate the "Clip Area Display". Since the three-dimensional coordinates of each point in the point cloud data are known, by rotating the "cutting range display", the cutout point changes, and the display of the cutout part (for example, the display in FIG. 8) also changes. .
「切り取り範囲表示」を対象物の面の向きに対応させて表示させるモードも可能である。この一例を図11に示す。図11の例では、対象物の面の法線と「切り取り範囲表示」の面の法線とを一致させて「切り取り範囲表示」を行う場合が示されている。対象物の面に着目して点群データを取り扱う場合が多々ある。このような場合に、「切り取り範囲表示」を対象物の面に合わせて表示させると便利である。 A mode is also possible in which the "cutting range display" is displayed in correspondence with the direction of the surface of the object. An example of this is shown in FIG. The example of FIG. 11 shows a case where the normal line of the surface of the object and the normal line of the surface of the "clipping range display" are made to match to perform the "clipping range display". There are many cases where point cloud data is handled by focusing on the surface of an object. In such a case, it is convenient to display the "cutting range display" according to the surface of the object.
「切り取り範囲表示」の面の向き(法線の向き)を対象物の面の向き(法線に向き)に合わせる処理は、以下のようにして行われる。この処理は、面方向算出部106で行われる。この処理では、まず図9の状態で対象物の面の法線と一致させた「切り取り範囲表示」を行わせたい対象物の部分を指定する。図9の例でいうと、例えば建物の右側の壁面部分を指定する。この操作は、例えばマウス操作によって行われる。
The process of aligning the orientation (orientation of the normal line) of the "clip area display" with the orientation (orientation of the normal line) of the surface of the object is performed as follows. This processing is performed by the plane
次に、指定された部分の点を取得し、更にその取得された点(指定点)の周囲の複数の点を取得する。例えば、指定された点を中心とした15点×15点といった矩形領域の点を取得する。なお、取得する点の範囲や取得の方法(例えば、連続の点でなく、5点間隔や10点間隔で取得する等)は任意に設定可能である。 Next, a point of the designated portion is obtained, and a plurality of points around the obtained point (designated point) are obtained. For example, points in a rectangular area of 15×15 points centered on the specified point are acquired. Note that the range of points to be obtained and the method of obtaining points (for example, not continuous points but at intervals of 5 points or 10 points, etc.) can be arbitrarily set.
次に、上記の指定点およびその周囲の複数の点で構成される点群にフィッティングする面の方程式を算出する。そして、算出された面の法線を算出し、この法線を対象物の指定された部分の面の法線として取得する。次いで、この指定された部分の面の法線に合わせて「切り取り範囲表示」の向きを調整する。すなわち、上記方法で算出された指定部分の法線と「切り取り範囲表示」の法線とが一致するように「切り取り範囲表示」の向きの調整が行われる。この向きの調整は、マーカ表示制御部103で行われる。こうして、例えば図11に示すような、対象物の面の向きに合わせた「切り取り範囲表示」の表示が行われる。
Next, an equation of a surface that fits a point group composed of the specified point and a plurality of points around it is calculated. Then, the normal of the calculated surface is calculated, and this normal is obtained as the normal of the surface of the specified portion of the object. Next, the orientation of the "clip area display" is adjusted according to the normal line of the surface of the specified portion. That is, the orientation of the "display of the clipping range" is adjusted so that the normal of the specified portion calculated by the above method and the normal of the "display of the clipping range" match. This orientation adjustment is performed by the marker
例えば、図9の状態では、「切り取り範囲表示」によって建物を斜めに切断する状態なので、切り取られた点群のみを表示した図10の表示は、今一つ視覚的に把握し難い。これに対して、対象物の面の法線に合わせて「切り取り範囲表示」を設定する処理では、図11の右側および切り取られた点群のみを表示した図12の表示から判るように、対象物を視覚的に把握し易い点群表示が可能となる。 For example, in the state of FIG. 9, the building is cut obliquely by the “cutting range display”, so the display of FIG. 10, which displays only the cut point group, is a little difficult to grasp visually. On the other hand, in the process of setting the "clipping range display" according to the normal of the surface of the object, as can be seen from the right side of FIG. 11 and the display of FIG. It is possible to display a point cloud that makes it easy to visually grasp an object.
(本明細書中で開示されている発明)(Inventions disclosed herein)
本明細書には、以下の発明が開示されている。第1の開示されている発明は、点群データの3D表示を行う第1の点群データ表示制御部と、前記3D表示された前記点群データの切断面を指定するマーカ表示を行うマーカ表示制御部と、前記点群データにおける前記切断面に存在する点群を別画面に表示する第2の点群データ表示制御部とを備えることを特徴とする画像処理装置である。The present specification discloses the following inventions. A first disclosed invention comprises: a first point cloud data display control unit for performing 3D display of point cloud data; An image processing apparatus comprising: a control unit; and a second point cloud data display control unit for displaying a point cloud existing on the cutting plane in the point cloud data on a separate screen.
第2の開示されている発明は、第1の開示されている発明において、前記マーカ表示は、前記切断面に垂直な方向に移動させることが可能であり、前記切断面の前記移動により、前記点群データの中から前記切断面によって切り取られる新たな点群の抽出が行われることを特徴とする。In a second disclosed invention, in the first disclosed invention, the marker display can be moved in a direction perpendicular to the cutting plane, and the movement of the cutting plane causes the A new point group cut out by the cut plane is extracted from the point group data.
第3の開示されている発明は、第1または第2の開示されている発明において、前記切断面に存在する点群として、前記切断面に垂直な方向における特定の範囲におけるものが抽出されることを特徴とする。In the third disclosed invention, in the first or second disclosed invention, points in a specific range in a direction perpendicular to the cutting plane are extracted as the point group existing on the cutting plane. It is characterized by
第4の開示されている発明は、第1~第3の開示されている発明のいずれか一つにおいて、前記切断面で切り取られる点群データの表示の色彩を前記切断面で切り取られない点群データの表示の色彩と異ならせる処理が行なわれることを特徴とする。The fourth disclosed invention is that in any one of the first to third disclosed inventions, the color of the display of the point cloud data cut by the cutting plane is not cut by the cutting plane. It is characterized in that processing is performed to make it different from the color of the display of the group data.
第5の開示されている発明は、第1~第4の開示されている発明のいずれか一つにおいて、前記マーカ表示は、前記切断面の範囲を示し、前記マーカ表示の位置および大きさの一方または両方の変更が可能なことを特徴とする。In a fifth disclosed invention, in any one of the first to fourth disclosed inventions, the marker display indicates the range of the cutting plane, and the position and size of the marker display are determined. It is characterized by the fact that one or both can be changed.
第6の開示されている発明は、第1~第5の開示されている発明のいずれか一つにおいて、前記点群データの面の方向に合わせて前記切断面の向きが設定されることを特徴とする。A sixth disclosed invention is any one of the first to fifth disclosed inventions, wherein the orientation of the cut surface is set in accordance with the direction of the surface of the point cloud data. Characterized by
第7の開示されている発明は、点群データの3D表示を行う第1の点群データ表示制御ステップと、前記3D表示された前記点群データの切断面を指定するマーカ表示を行うマーカ表示制御ステップと、前記点群データにおける前記切断面に存在する点群を別画面に表示する第2の点群データ表示制御ステップとを備えることを特徴とする画像処理方法である。A seventh disclosed invention comprises: a first point cloud data display control step of performing 3D display of point cloud data; and a second point cloud data display control step of displaying a point cloud existing on the cut plane in the point cloud data on a separate screen.
第8の開示されている発明は、コンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、コンピュータを点群データの3D表示を行う第1の点群データ表示制御部と、前記3D表示された前記点群データの切断面を指定するマーカ表示を行うマーカ表示制御部と、前記点群データにおける前記切断面に存在する点群を別画面に表示する第2の点群データ表示制御部として動作させることを特徴とする画像処理用プログラムである。An eighth disclosed invention is a program to be read and executed by a computer, comprising: a first point cloud data display control unit for performing 3D display of point cloud data; Operate as a marker display control unit that displays a marker specifying a cutting plane of the group data, and a second point cloud data display control unit that displays a point group existing on the cutting plane in the point cloud data on a separate screen. An image processing program characterized by
Claims (3)
前記点群データを取得した対象物を構成する面に係る面の方程式の算出、および前記面の方程式に基づく前記面の法線の算出を行う面方向算出部と、
前記3D表示された前記点群データから切り取られる平坦な部分を表示する厚みのある矩形形状を有する切り取り範囲表示を前記ディスプレイ上に表示する切り取り範囲表示制御部と
を備え、
前記面の方程式の算出は、指定を受けた部分の点の取得、該点およびその周囲の複数の点にフィッティングする面の方程式を求めることで行なわれ、
前記切り取り範囲表示制御部は、前記切り取り範囲表示の法線の方向を前記面方向算出部が算出した前記面の前記法線の方向に一致させる画像処理装置。 a point cloud data display control unit that performs 3D display of each point of the point cloud data on the display;
a surface direction calculation unit that calculates a surface equation related to a surface that constitutes an object from which the point cloud data is obtained, and calculates a normal line of the surface based on the surface equation;
a clipping range display control unit that displays, on the display, a clipping range display having a thick rectangular shape that displays a flat portion that is clipped from the point cloud data displayed in 3D;
Calculation of the surface equation is performed by obtaining a point of the specified portion and obtaining a surface equation that fits the point and a plurality of points around it,
The cut range display control unit is an image processing device that matches the direction of the normal line of the cut range display with the direction of the normal line of the surface calculated by the surface direction calculation unit.
前記点群データを取得した対象物を構成する面に係る面の方程式の算出、および前記面の方程式に基づく前記面の法線の算出を行う面方向算出ステップと、
前記3D表示された前記点群データから切り取られる平坦な部分を表示する厚みのある矩形形状を有する切り取り範囲表示を前記ディスプレイ上に表示する切り取り範囲表示制御ステップと
を有し
前記面の方程式の算出は、指定を受けた部分の点の取得、該点およびその周囲の複数の点にフィッティングする面の方程式を求めることで行なわれ、
前記切り取り範囲表示制御ステップでは、前記切り取り範囲表示の法線の方向を前記面方向算出ステップで算出した前記面の前記法線の方向に一致させる処理が行なわれる画像処理方法。 a point cloud data display control step for displaying each point of the point cloud data in 3D on the display;
a plane direction calculation step of calculating a plane equation relating to a plane constituting the object from which the point cloud data is obtained, and calculating a normal line of the plane based on the plane equation;
a clipping range display control step of displaying, on the display, a clipping range display having a thick rectangular shape that displays a flat portion clipped from the point cloud data displayed in 3D, and calculating the surface equation. is performed by obtaining a point of the designated portion, finding a surface equation that fits that point and points around it,
In the image processing method, in the clipping range display control step, the direction of the normal line of the clipping range display is matched with the direction of the normal line of the plane calculated in the plane direction calculation step .
コンピュータを
点群データの各点のディスプレイ上への3D表示を行う点群データ表示制御部と、
前記点群データを取得した対象物を構成する面に係る面の方程式の算出、および前記面の方程式に基づく前記面の法線の算出を行う面方向算出部と、
前記3D表示された前記点群データから切り取られる平坦な部分を表示する厚みのある矩形形状を有する切り取り範囲表示を前記ディスプレイ上に表示する切り取り範囲表示制御部と
して動作させ、
前記面の方程式の算出は、指定を受けた部分の点の取得、該点およびその周囲の複数の点にフィッティングする面の方程式を求めることで行なわれ、
前記切り取り範囲表示制御部は、前記切り取り範囲表示の法線の方向を前記面方向算出部が算出した前記面の前記法線の方向に一致させる画像処理用プログラム。 A program that is read and executed by a computer,
a point cloud data display control unit for displaying each point of point cloud data in 3D on a display;
a surface direction calculation unit that calculates a surface equation related to a surface that constitutes an object from which the point cloud data is obtained, and calculates a normal line of the surface based on the surface equation;
Operate as a clipping range display control unit that displays a clipping range display having a thick rectangular shape that displays a flat portion that is clipped from the point cloud data displayed in 3D on the display;
Calculation of the surface equation is performed by obtaining a point of the specified portion and obtaining a surface equation that fits the point and a plurality of points around it,
The image processing program, wherein the clipping range display control section matches the direction of the normal line of the clipping range display with the direction of the normal line of the plane calculated by the plane direction calculation section.
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