視點位置計算裝置和圖像生成裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實施方式涉及視點位置計算裝置和圖像生成裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 能夠使用測量對象物的三維形狀而得到的數(shù)據(jù)來生成圖像。通過變更生成圖像時 的視點，能夠從各個方向確認(rèn)對象物的形狀。在這樣的圖像中，期望提供易于觀察的圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的實施方式提供一種根據(jù)三維形狀數(shù)據(jù)提供易于觀察的圖像的視點位置 計算裝置和圖像生成裝置。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供包括形狀取得部、測量信息取得部以及視點位置計 算部的視點位置計算裝置。所述形狀取得部取得表示包括第1部分和第2部分的對象物的三 維形狀的、并且包括與所述第1部分的第1位置以及所述第2部分的第2位置有關(guān)的信息的形 狀數(shù)據(jù)。所述測量信息取得部取得包括和連結(jié)所述第1位置和所述第2位置而與成為測量的 對象的長度對應(yīng)的線段有關(guān)的線段數(shù)據(jù)的第1測量信息數(shù)據(jù)。所述視點位置計算部根據(jù)所 述形狀數(shù)據(jù)和所述第1測量信息數(shù)據(jù)，計算視點。生成從所述視點觀察所述對象物時的第1 圖像，所述第1圖像是根據(jù)所述形狀數(shù)據(jù)和所述線段數(shù)據(jù)來生成的，包括包含所述第1位置 和所述第2位置的所述對象物的第1區(qū)域的像以及所述線段的像。
【附圖說明】
[0005] 圖1是示出第1實施方式的視點位置計算裝置和圖像生成裝置的框圖。
[0006] 圖2是示出第1實施方式的視點位置計算以及圖像生成裝置的流程圖。
[0007] 圖3(a)~圖3(c)是示出尺寸測定的狀況的示意圖。
[0008] 圖4是示出形狀數(shù)據(jù)的一部分以及測量信息數(shù)據(jù)的示意圖。
[0009]圖5是示出第1實施方式的測量對象面群的導(dǎo)出的流程圖。
[0010] 圖6是示出第1實施方式的測量對象面群的導(dǎo)出的示意圖。
[0011] 圖7是示出第1實施方式的測量對象面群的示意圖。
[0012] 圖8是示出第1實施方式的候補視點位置的計算的示意圖。
[0013] 圖9是示出第1實施方式的候補視點位置的計算的示意圖。
[0014] 圖10(a)以及圖10(b)是示出第1實施方式的評價用形狀的示意圖。
[0015] 圖11(a)~圖11(c)是示出圖像生成裝置的動作的示意圖。
[0016] 圖12是示出第2實施方式的視點位置計算裝置和圖像生成裝置的框圖。
[0017] 圖13是示出第2實施方式的視點位置計算以及圖像生成的流程圖。
[0018] 圖14是示出第3實施方式的視點位置計算裝置和圖像生成裝置的框圖。
[0019] 圖15是示出第3實施方式的視點位置計算以及圖像生成裝置的流程圖。
[0020] 圖16(a)以及圖16(b)是示出第3實施方式的視點位置計算以及圖像生成裝置的動 作的示意圖。
[0021] 符號說明
[0022] 1:形狀取得部;2:測量信息取得部;3:視點位置計算部;4:顯示圖像生成部;5:輸 入部;6:顯示部;7:測量信息校正部;20:電梯豎井;21:視點；21d:視點方向；22:注視點；23: 矢量;24:平面;25:姿勢矢量;26:照相機;31:候補視點位置計算部;32:評價用形狀生成部； 33:評價值計算部;34:視點位置選擇部;41:三角形面;51、52:測量對象面群;61:探索基準(zhǔn) 面;6In:法線矢量;62:探索對象面;62η:法線矢量;80:Delte按鈕；θ、φ :旋轉(zhuǎn)角；11〇、120、 130 :視點位置計算裝置;210、220、230:圖像生成裝置;(：1:圓柱汰1、1^:線段 ;？1~?4:第1~ 第4位置;Pa、Pb、Pc、Pd:第1~第4部分;R1:第1區(qū)域;S1:第1球;S101~S109:步驟;S2:第2 球；S201 ~5209、5221、5222、5301~5303:步驟；1!~了3:部件 ；￥16￥?〇11^_8七3付：位置； ViewPoint_end:位置;ViewPoint_base:候補視點基準(zhǔn)位置;bl~b4:第1~第4測量基準(zhǔn)點； p_center:點;pf、pf 1、pf2、pl:代表點;rc、rs:半徑;vecl~3:第1~第3主軸。
【具體實施方式】
[0023]以下，參照附圖，說明各實施方式。
[0024] 另外，附圖是示意性或者概念性的圖，各部分的厚度與寬度的關(guān)系、部分之間的大 小的比例等未必與現(xiàn)實相同。另外，既有表示相同的部分的情況，也有根據(jù)附圖而相互的尺 寸、比例被表示為不同的情況。
[0025] 另外，在本申請說明書和各圖中，關(guān)于上述圖，對與上述同樣的要素，附加同一符 號而適當(dāng)?shù)厥÷栽敿毜恼f明。
[0026] (第丨實施方式）
[0027]圖1是例示第1實施方式的視點位置計算裝置和圖像生成裝置的框圖。
[0028] 圖2是例示第1實施方式的視點位置計算以及圖像生成裝置的流程圖。
[0029] 如圖1所示，本實施方式的圖像生成裝置210包括視點位置計算裝置110和顯示圖 像生成部4。
[0030] 視點位置計算裝置110包括形狀取得部1、測量信息取得部2以及視點位置計算部 3〇
[0031] 視點位置計算部3包括候補視點位置計算部31、評價用形狀生成部32、評價值計算 部33以及視點位置選擇部34。
[0032] 例如，在圖像生成裝置210以及視點位置計算裝置110中包含的各塊中，使用包括 CPU(Central Processing Unit，中央處理單元）、存儲器等的運算裝置。另外，形狀取得部1 以及測量信息取得部2也可以包括經(jīng)由有線或者無線與外部通信的輸入輸出接口。作為各 塊的一部分或者全部，能夠使用LSI(Large Scale Integration，大規(guī)模集成）等集成電路 或者IC(Integrated Circuit，集成電路)芯片組。作為各塊，既可以使用單獨的電路，也可 以使用集成了一部分或者全部的電路。各塊彼此既可以被設(shè)置成一體，也可以獨立地設(shè)置 一部分的塊。另外，也可以分別在各塊中，獨立地設(shè)置其一部分。在集成化中，不限于LSI，也 可以使用專用電路或者通用處理器。
[0033]圖1的各塊也可以是經(jīng)由通信網(wǎng)直接或者間接地可相互通信的方式。通信網(wǎng)是例 如LAN(Local Area Network，局域網(wǎng)）、因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)(云）等。
[0034] 形狀取得部1取得形狀數(shù)據(jù)(步驟S101)。此處，形狀數(shù)據(jù)是表示對象物的三維形狀 的數(shù)據(jù)。對象物是例如電梯的升降路徑內(nèi)壁、為了控制電梯轎廂的行進方向而安裝的軌道 以及為了支撐軌道而在壁面上安裝的托架等。但是，在實施方式中，對象物不限于該例子。 在形狀數(shù)據(jù)中，通過例如三角形的面的集合來表現(xiàn)了對象物的形狀。實施方式的視點位置 計算裝置110以及圖像生成裝置210被用于通過形狀數(shù)據(jù)表現(xiàn)了的對象物的各部分的尺寸 測定。
[0035] 圖3(a)~圖3(c)是例示尺寸測定的狀況的示意圖。圖3(a)例示了通過形狀數(shù)據(jù)表 現(xiàn)了的對象物。在該例子中，對象物是電梯豎井20。
[0036] 圖3(b)例示了根據(jù)形狀數(shù)據(jù)生成的圖像。圖3(b)所示的圖像是對圖3(a)的形狀數(shù) 據(jù)進行繪制而得到的圖像。在該例子中，在繪制時使用的視點21位于電梯的下方(紙面的下 方）。圖3 (b)的圖像對應(yīng)于從視點21沿著視點方向21 d仰視電梯豎井20的圖像。
[0037] 在通過形狀數(shù)據(jù)表現(xiàn)了的對象物的表面上，設(shè)定成為測量的基準(zhǔn)的點（測量基準(zhǔn) 點）。即，根據(jù)形狀數(shù)據(jù)上的希望測量的部位，選擇圖像上的2點。例如，選擇第1測量基準(zhǔn)點 (第1位置P1)以及第2測量基準(zhǔn)點（第2位置P2)。然后，通過計算它們之間的距離，能夠測定 尺寸。此時，定義以2個測量基準(zhǔn)點為端點的線段L1。線段L1顯示于顯示器等。由此，能夠使 通過設(shè)定了的測量基準(zhǔn)點來測量的尺寸變得明確。在進行多次尺寸測定的情況下，能夠使 測量基準(zhǔn)點的組合變得明確。
[0038] 測量信息取得部2取得測量信息數(shù)據(jù)(步驟S102)。測量信息數(shù)據(jù)是和測量基準(zhǔn)點、 與各測量基準(zhǔn)點對應(yīng)的面的ID以及線段的組合有關(guān)的數(shù)據(jù)。
[0039]視點位置計算部3根據(jù)形狀數(shù)據(jù)和測量信息數(shù)據(jù)，計算能夠看到定義了測量基準(zhǔn) 點的對象物(軌道、托架、壁面或者頂棚）、測量基準(zhǔn)點以及線段那樣的視點（步驟S103~步 驟 S108)。
[0040] 顯示圖像生成部4通過使用由視點位置計算部3計算出的視點，繪制形狀數(shù)據(jù)和測 量信息數(shù)據(jù)(線段數(shù)據(jù)），生成從視點觀察對象物時的顯示圖像(第1圖像）（步驟S109)。顯示 圖像包括包含第1位置P1以及第2位置P2的對象物的第1區(qū)域的像。進而，顯示圖像包括線段 L1的像。
[0041] 例如，如圖3(c)所示，顯示圖像生成部4將形狀數(shù)據(jù)以及線段數(shù)據(jù)投影到平面24 (屏幕面）。平面24是將視點21和注視點22所成的矢量23作為法線矢量的平面。另外，繪制方 法不限于上述方法，也可以應(yīng)用在計算機圖形(CG)的領(lǐng)域中的一般的各種繪制手法。例如， 在CG的領(lǐng)域中，在照相機26的控制中，使用Look-at矢量以及Up矢量。視點21和注視點22所 成的矢量23以及姿勢矢量25與L 〇〇k-at矢量以及Up矢量分別對應(yīng)。能夠應(yīng)用能夠使用它們 來進行處理的各種繪制方法。
[0042]以下，詳細說明圖1所示的各塊。
[0043] (1)形狀取得部1
[0044]形狀取得部1從外部存儲、三維距離測量裝置取得表現(xiàn)電梯豎井的形狀數(shù)據(jù)(步驟 S101)。圖4是例示形狀數(shù)據(jù)的一部分以及測量信息數(shù)據(jù)的示意圖。如圖4所示，通過三角形 面41的集合來表現(xiàn)形狀數(shù)據(jù)，針對每個三角形面41定義了唯一的面ID。在四邊形以上的多 邊形面、或者曲面等參數(shù)化表現(xiàn)了的形狀的情況下，變換為基于三角形面的表現(xiàn)即可。 [0045]作為外部存儲，不限于硬盤、CD等存儲介質(zhì)，包括用通信網(wǎng)連接了的服務(wù)器。
[0046]作為三維距離測量裝置，可以舉出激光測距儀、立體照相機等。在立體照相機的情 況下，通過基于圖像推測各像素的縱深，能夠得到三維點。從這些裝置得到的數(shù)據(jù)是三維 點，所以根據(jù)所得到的點群構(gòu)成三角形面。其中，有使用激光測距儀的探測器、像素的鄰接 關(guān)系來構(gòu)成面的方法、根據(jù)點群來直接推測面的方法等各種方法。
[0047] (2)測量信息取得部2
[0048] 測量信息取得部2取得將2個測量基準(zhǔn)點和1個線段以及包括各個測量基準(zhǔn)點的三 角形面的面ID集中為1個而得到的測量信息數(shù)據(jù)(步驟S102)。
[0049] 例如，對象物包括位于第1位置P1的第1部分Pa和位于第2位置P2的第2部分Pb，形 狀數(shù)據(jù)包括與對象物中的第1位置P1以及第2位置P2有關(guān)的信息。在測定第1位置P1與第2位 置P2之間的距離的情況下，定義連結(jié)第1位置P1和第2位置P2的線段L1。即，線段L1是與成為 尺寸測定的對象的長度對應(yīng)的線段。換言之，第1位置P1是測量的開始位置，第2位置P2是測 量的結(jié)束位置，線段L1是從第1位置P1延伸至第2位置P2的線段。
[0050] 例如，1個測量信息數(shù)據(jù)(第1測量信息數(shù)據(jù))包括1個線段數(shù)據(jù)。在圖4的例子中，線 段數(shù)據(jù)包括與第1位置P1、第2位置P2以及線段L1有關(guān)的信息。在實施方式中，能夠與希望測 定的部位對應(yīng)地，定義多個測量信息數(shù)據(jù)(線段數(shù)據(jù)）。
[0051 ] (3)視點位置計算部3
[0052] (3-1)候補視點位置計算部31
[0053] 候補視點位置計算部31根據(jù)形狀數(shù)據(jù)和測量信息數(shù)據(jù)，計算成為最終使用的視點 的候補的多個候補視點。由顯示圖像生成部4最終使用的視點從在這里計算的多個候補視 點中選擇了 1個。
[0054] 候補視點位置計算部31在候補視點的計算時，計算視點位置、注視點位置以及決 定該視點位置的正上方的方向的姿勢矢量。