图面制作装置及图面制作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种不发生由图像的连结而引起的累积误差且能够简便地制作出桥梁等大型构造物的图面的图面制作装置及图面制作方法。在本发明专利技术的方式中，从地图信息(170)获取图面的制作对象即构造物的概略的外形形状，并且从TOF相机(10)获取分多次拍摄构造物的包含表示摄影位置及摄影方向的附属信息的多个部分的距离图像。连结处理部(140)使用距离图像的附属信息来连结所获取的多个部分的距离图像，且在进行连结时使用构造物的外形形状，并根据构造物的外形形状连结距离图像。图面制作部(150)根据所连结的距离图像即构造物整体的三维信息自动制作出构造物的图面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图面制作装置及图面制作方法
本专利技术涉及一种图面制作装置及图面制作方法，尤其涉及一种简便地制作出桥梁、水坝等大型构造物的图面的技术。
技术介绍
桥梁等社会基础设施构造物需要定期进行检查。在检查构造物时，需要构造物的设计图等图面，但旧的构造物等，存在遗失图面的情况。在该情况下，若要测量构造物以重新制作构造物的图面，则存在花费大量的费用和劳动力这一问题。专利文献1中公开有利用激光扫描这一技术对工厂、建筑物/街道及文化遗产建筑物等自动生成高精度的三维形状数据的自动生成装置。并且，专利文献1中公开有自动整合(合并)从多个测量地点获得的多个范围图像的技术。专利文献1中所记载的自动生成装置进行用于提取具有三维坐标的多个点云数据的边缘及面的切片，并根据被切片而生成的切片信息及预先设定的函数(平面方程式或曲面方程式)而判定三维形状。并且，作为自动匹配从多个测量地点获得的多个范围图像而将所有的范围图像转换为全局坐标系的方法，公开有下述方法。首先，从各范围图像选择任意3个切片，并将它们假设为所对应的切片。接着，由所对应的切片推算出旋转矩阵及移动向量，由特征值及特征向量求出利用所推算出的旋转矩阵及移动向量重合了2个范围图像时彼此一致的切片的一致度。用所有切片的组合来进行上述处理，并采用一致度最高的旋转矩阵及移动向量。并且，专利文献2中公开有如下方法：对通过搭载于汽车的三维图像传感器拍摄的桥梁、路面、隧道壁面等的距离图像、彩色图像使用各帧间的旋转矩阵及平移向量而在同一坐标系中展开相邻帧间的距离图像以进行重合，由此不断连结相邻帧间的距离图像以掌握桥梁、路面、隧道壁面等的三维形状。以往技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-272459号公报专利文献2：日本特开2010-236971号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题专利文献1中记载有若要对齐多个范围图像的位置则需要正确的测量地点的位置及测量方向而存在获取这些信息这一缺点。因此，如上所述，专利文献1中所记载的自动生成装置不使用测量地点的位置及测量方向的信息，而选择存在于各范围图像中的多个(任意3个)切片，从各范围图像中所对应的切片推算出旋转矩阵及移动向量，由特征值、特征向量求出使用所推算出的旋转矩阵及移动向量来重合各范围图像时彼此一致的切片的一致度。因此，在各范围图像中需要包含分别对应的3个以上的切片，且各切片的形状需要具有适合于预先设定的函数(平面方程式或曲面方程式)的三维形状，当在各范围图像中不存在满足这些条件的3个以上的切片时，专利文献1中所记载的专利技术无法适用。专利文献2中所记载的专利技术也是不检测摄影地点的位置及摄影方向而按帧检测相机坐标系的平移及旋转并结合(连结)相邻帧间的距离图像等的方法。并且，专利文献1、2中所记载的专利技术均为使用旋转矩阵及移动向量来连结多个图像的专利技术，若所连结的图像数变多，则存在由连结而引起的累积误差变大这一问题。本专利技术是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种不发生由图像的连结而引起的累积误差且能够简便地制作出桥梁等大型构造物的图面的图面制作装置及图面制作方法。用于解决技术课题的手段为了实现上述目的的一方式所涉及的专利技术具备：外形形状获取部，获取图面的制作对象即构造物的概略的外形形状；距离图像摄像装置，拍摄构造物，且拍摄包含表示摄影位置及摄影方向的附属信息的距离图像；距离图像获取部，获取作为通过距离图像摄像装置拍摄而获得的多个距离图像的、构成构造物的多个部分的距离图像；连结处理部，使用通过外形形状获取部获取到的构造物的外形形状及距离图像的附属信息来连结通过距离图像获取部获取到的多个部分的距离图像；及图面制作部，根据通过连结处理部被连结的距离图像制作构造物的图面。根据本专利技术的一方式，获取图面的制作对象即构造物的概略的外形形状。构造物的概略的外形形状例如构造物为桥梁时，可以是由桥的长度及宽度确定的平面形状。距离图像摄像装置为在多个摄影位置及摄影方向上拍摄构造物的装置，且拍摄包含表示摄影位置及摄影方向的附属信息的距离图像。距离图像获取部获取通过距离图像摄像装置拍摄而获得的构成构造物的多个部分的距离图像。连结处理部使用构造物的外形形状及距离图像的附属信息来连结通过距离图像获取部获取的多个部分的距离图像。通过使用距离图像的附属信息(摄影位置及摄影方向)，能够将距离图像转换为全局坐标系的三维坐标。而且，当将构造物的外形形状以全局坐标系来表示时，通过对该全局坐标系的构造物的外形形状嵌入转换成全局坐标系的距离图像，能够连结各距离图像。而且，图面制作部根据所连结的距离图像自动制作出构造物的图面。如此根据构造物的外形形状而连结距离图像，因此不发生由距离图像的连结而引起的累积误差，从而能够简便地制作出桥梁等大型构造物的图面。在本专利技术的另一方式所涉及的图面制作装置中，距离图像摄像装置优选具备由构造物的概略的外形尺寸估算进行拍摄的次数的估算部及通知通过估算部估算出的结果的第1通知部。在本专利技术的又一方式所涉及的图面制作装置中，距离图像摄像装置优选具备全球定位系统及方位传感器，并且将拍摄距离图像时分别从全球定位系统及方位传感器获取到的GPS信息及方位信息设为表示摄影位置及摄影方向的附属信息。在本专利技术的又一方式所涉及的图面制作装置中，距离图像摄像装置优选具备在拍摄构造物时通知表示拍摄的部分为构造物整体的哪一部分的信息的第2通知部。由此，在分多次拍摄构造物时，能够支持摄影位置及摄影方向。在本专利技术的又一方式所涉及的图面制作装置中，优选具备：第1显示部，将通过距离图像摄像装置拍摄到的距离图像以可视化图像来显示；或第2显示部，显示通过拍摄与距离图像摄像装置相同的摄像区域的可视化图像的摄像装置获取到的可视化图像。由于设成通过第1显示部或第2显示部显示可视化图像，因此能够一边观察可视化图像一边拍摄构造物。在本专利技术的又一方式所涉及的图面制作装置中，优选具备：第3显示部，以能够识别的方式显示对构造物进行了距离图像的拍摄的已摄像区域及未进行距离图像的拍摄的未摄像区域。由此，能够以不留构造物的未摄像区域的方式拍摄构造物。在本专利技术的又一方式所涉及的图面制作装置中，距离图像摄像装置优选为TOF深度相机，但也可以将三维激光扫描仪及立体相机用作距离图像摄像装置。在本专利技术的又一方式所涉及的图面制作装置中，图面制作部优选根据被连结的距离图像制作将视为构造物的轮廓的点连结而成的线图。例如，当设成将距离图像的各像素(距离信息)转换为与距离对应的亮度的可视化图像时，该可视化图像中的亮度的变化点是视为构造物的轮廓的点。在本专利技术的又一方式所涉及的图面制作装置中，优选具备第1手动校正部，手动校正基于连结处理部的多个部分的距离图像的连结。例如，重叠并显示构造物的外形形状和距离图像的可视化图像，并通过手动修正距离图像的位置(具体而言，进行坐标转换时所使用的摄影位置及摄影方向)，以使和距离图像中的外形形状对应的部分与外形形状一致。在本专利技术的又一方式所涉及的图面制作装置中，优选具备第2手动校正部，手动校正通过图面制作部制作出的构造物的图面。例如，当在制作出的图面中存在线图中断的部分等时，进行使线图相连的校正等以使其连续。在本专利技术的又一方式所涉及的图面制作装置中，优选具备尺寸补记部，在构造物的图面上补记尺寸线及尺寸。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构造物的图面制作装置，其特征在于，具备：外形形状获取部，获取图面的制作对象即构造物的概略的外形形状；距离图像摄像装置，拍摄所述构造物，且拍摄包含表示摄影位置及摄影方向的附属信息的距离图像；距离图像获取部，获取作为通过所述距离图像摄像装置拍摄而获得的多个距离图像的、构成所述构造物的多个部分的距离图像；连结处理部，使用通过所述外形形状获取部获取到的所述构造物的外形形状及所述距离图像的附属信息来连结通过所述距离图像获取部获取到的所述多个部分的距离图像；及图面制作部，根据通过所述连结处理部被连结的所述距离图像制作所述构造物的图面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.01 JP 2015-1957681.一种构造物的图面制作装置，其特征在于，具备：外形形状获取部，获取图面的制作对象即构造物的概略的外形形状；距离图像摄像装置，拍摄所述构造物，且拍摄包含表示摄影位置及摄影方向的附属信息的距离图像；距离图像获取部，获取作为通过所述距离图像摄像装置拍摄而获得的多个距离图像的、构成所述构造物的多个部分的距离图像；连结处理部，使用通过所述外形形状获取部获取到的所述构造物的外形形状及所述距离图像的附属信息来连结通过所述距离图像获取部获取到的所述多个部分的距离图像；及图面制作部，根据通过所述连结处理部被连结的所述距离图像制作所述构造物的图面。2.根据权利要求1所述的图面制作装置，其中，所述距离图像摄像装置具备由所述构造物的概略的外形尺寸估算进行拍摄的次数的估算部及通知通过所述估算部估算出的结果的第1通知部。3.根据权利要求1或2所述的图面制作装置，其中，所述距离图像摄像装置具备全球定位系统及方位传感器，并且将拍摄所述距离图像时分别从所述全球定位系统及所述方位传感器获取到的GPS信息及方位信息设为表示所述摄影位置及所述摄影方向的附属信息。4.根据权利要求1至3中任一项所述的图面制作装置，其中，所述距离图像摄像装置具备在拍摄所述构造物时通知表示拍摄的所述部分为所述构造物整体的哪一部分的信息的第2通知部。5.根据权利要求1至4中任一项所述的图面制作装置，其中，该图面制作装置具备：第1显示部，将通过所述距离图像摄像装置拍摄到的所述距离图像以可视化图像来显示；或第2显示部，显示通过拍摄与所述距离图像摄像装置相同的摄像区域的可视化图像的摄像装置获取到的可视化图像。6.根据权利要求1至5中任一项所述的图面制作装置，其中，该图面制作装置具备：第3显示部，以能够识别的方式显示对所述构造物进行了所述距离图像的拍摄的已摄像区域及未进行所述距离图像的拍摄的未摄像区域。7.根据权利要求1至6中任一项所述的图面制作装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤恒夫，洼田聪，根来雅之，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP