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公開番号2025139698
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024038671
出願日2024-03-13
発明の名称地表の三次元モデル作成装置、地表の三次元モデル作成方法、及び地表の三次元モデル作成プログラム
出願人中部電力株式会社,日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類G06T 17/05 20110101AFI20250919BHJP(計算;計数)
要約【課題】地表の三次元モデルを作成するための計算量及び計算時間を少なくできるようにする。
【解決手段】コンピュータ11は、地表の形状を表す三次元点群に基づき地表の三次元モデルを作成する中央処理装置12を備える。中央処理装置12は、点群区画処理、ボックス処理、及びモデル作成処理を順に実行する。点群区画処理は、三次元点群の各点をプロットした三次元座標系における二次元平面を格子状に区画することによって多数の細分エリアを形成する。ボックス処理は、多数の細分エリアに含まれる各点全部を囲む最小の直方体を求める。モデル作成処理は、多数の細分エリアにおける上記直方体の角に位置する8個の点に基づき、多数の細分エリアの上記直方体を互いに結合させることにより、地表の三次元モデルを作成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
地表の形状を表す三次元点群に基づき地表の三次元モデルを作成する制御部を備え、
前記制御部は、点群区画処理、ボックス処理、及びモデル作成処理を順に実行するものであり、
前記点群区画処理は、前記三次元点群の各点をプロットした三次元座標系における二次元平面を格子状に区画することによって多数の細分エリアを形成するものであり、
前記ボックス処理は、多数の前記細分エリアに含まれる各点全部を囲む最小の多角形柱状の立体を求めるものであり、
前記モデル作成処理は、多数の前記細分エリアにおける前記立体の角に位置する複数の点に基づき、多数の前記細分エリアの前記立体を互いに結合させることにより、地表の前記三次元モデルを作成するものである地表の三次元モデル作成装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記ボックス処理は、前記立体の上面を形成する複数の点に基づき、それら複数の点の間の中心に位置する特徴点を求め、
前記モデル作成処理は、作成した地表の前記三次元モデルに対し、多数の前記細分エリアにおける前記特徴点の位置情報を付与する請求項１に記載の地表の三次元モデル作成装置。
【請求項３】
地表の形状を表す三次元点群に基づき地表の三次元モデルを作成する地表の三次元モデル作成方法であって、
前記三次元点群の各点をプロットした三次元座標系における二次元平面を格子状に区画することによって多数の細分エリアを形成する第１工程と、
多数の前記細分エリアに含まれる各点全部を囲む最小の多角形柱状の立体を求める第２工程と、
多数の前記細分エリアにおける前記立体の角に位置する複数の点に基づき、多数の前記細分エリアの前記立体を互いに結合させることにより、地表の前記三次元モデルを作成する第３工程と、
を有する地表の三次元モデル作成方法。
【請求項４】
前記第２工程では、前記立体の上面を形成する複数の点に基づき、それら複数の点の間の中心に位置する特徴点が求められ、
前記第３工程では、作成した地表の前記三次元モデルに対し、多数の前記細分エリアにおける前記特徴点の位置情報が付与される請求項３に記載の地表の三次元モデル作成方法。
【請求項５】
地表の形状を表す三次元点群に基づき地表の三次元モデルを作成する処理として、コンピュータに点群区画処理、ボックス処理、及びモデル作成処理を順に実行させ、
前記点群区画処理は、前記三次元点群の各点をプロットした三次元座標系における二次元平面を格子状に区画することによって多数の細分エリアを形成するものであり、
前記ボックス処理は、多数の前記細分エリアに含まれる各点全部を囲む最小の多角形柱状の立体を求めるものであり、
前記モデル作成処理は、多数の前記細分エリアにおける前記立体の角に位置する複数の点に基づき、多数の前記細分エリアの前記立体を互いに結合させることにより、地表の前記三次元モデルを作成するものである地表の三次元モデル作成プログラム。
【請求項６】
前記ボックス処理は、前記立体の上面を形成する複数の点に基づき、それら複数の点の間の中心に位置する特徴点を求め、
前記モデル作成処理は、作成した地表の前記三次元モデルに対し、多数の前記細分エリアにおける前記特徴点の位置情報を付与する請求項５に記載の地表の三次元モデル作成プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、地表の三次元モデル作成装置、地表の三次元モデル作成方法、及び地表の三次元モデル作成プログラムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ドローン等の自律飛行体の飛行経路や自動運転車両の走行経路といった移動経路を定める際には、実際の地表の形状に即した地表の三次元モデルを作成し、そうした三次元モデルを参照して上記移動経路を定めることが行われている。例えば、自律飛行体や自動運転車両が地表の障害物に接触しないよう、地表の三次元モデルを参照して上記移動経路が定められる。地表の三次元モデルの作成には、地表の形状を表す三次元点群が用いられる。こうした三次元点群のデータについては、レーザー測量等によって取得したり、特許文献１に示されるように地表を撮影した画像から取得したりすることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７１２３３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、地表を表した三次元点群のデータは膨大であるため、そのデータに基づき地表の三次元モデルを作成しようとすると、三次元モデルを作成するために多大な計算量及び計算時間が必要になる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する地表の三次元モデル作成装置は、地表の形状を表す三次元点群に基づき地表の三次元モデルを作成する制御部を備える。制御部は、点群区画処理、ボックス処理、及びモデル作成処理を順に実行する。点群区画処理は、三次元点群の各点をプロットした三次元座標系における二次元平面を格子状に区画することによって多数の細分エリアを形成する。ボックス処理は、多数の細分エリアに含まれる各点全部を囲む最小の多角形状の立体を求める。モデル作成処理は、多数の細分エリアにおける上記立体の角に位置する複数の点に基づき、多数の細分エリアの上記立体を互いに結合させることにより、地表の三次元モデルを作成する。
【０００６】
上記構成によれば、地表の形状を表す三次元点群の各点のうち、多数の細分エリアにおける多角形柱状の立体の角に対応する複数の点に基づき、それら立体を結合して地表の三次元モデルを作成している。これにより、地表の三次元モデルを作成するために用いる点の数が少なくなる。その結果、地表の三次元モデルの作成に必要な計算量及び計算時間が小さく抑えられるようになる。
【０００７】
上記地表の三次元モデル作成装置において、ボックス処理は、上記立体の上面を形成する複数の点に基づき、それら複数の点の間の中心に位置する特徴点を求めるものとされる。更に、モデル作成処理は、作成した地表の三次元モデルに対し、多数の細分エリアにおける上記特徴点の位置情報を付与するものとされる。
【０００８】
上記三次元モデルには、上記特徴点の位置情報、すなわち障害物の位置情報が付与されている。上記構成によれば、地表の三次元モデルにおいて、多数の細分エリアにおける上記特徴点は、地表における障害物の位置を表している。このため、三次元モデルを参照して自律飛行体及び自動走行車両等の移動経路を定める際、障害物を避けるように上記移動経路を定めることができる。
【０００９】
上記課題を解決する地表の三次元モデル作成方法は、地表の形状を表す三次元点群に基づき地表の三次元モデルを作成するものである。この方法は、以下の第１工程、第２工程、及び第３工程を有する。第１工程では、三次元点群の各点をプロットした三次元座標系における二次元平面を格子状に区画することによって多数の細分エリアが形成される。第２工程では、多数の細分エリアに含まれる各点全部を囲む最小の多角形柱状の立体が求められる。第３工程では、多数の細分エリアにおける上記立体の角に位置する複数の点に基づき、多数の細分エリアの上記立体を互いに結合させることにより、地表の三次元モデルが作成される。
【００１０】
上記方法によれば、地表の形状を表す三次元点群の各点のうち、多数の細分エリアにおける立体の角に対応する複数の点に基づき、それら立体を結合して地表の三次元モデルを作成している。これにより、地表の三次元モデルを作成するために用いる点の数が少なくなる。その結果、地表の三次元モデルの作成に必要な計算量及び計算時間が小さく抑えられるようになる。
（【００１１】以降は省略されています）

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