尺寸测量装置、尺寸测量方法、尺寸测量系统和程序的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种尺寸测量装置、尺寸测量方法、尺寸测量系统和程序。特别地，本发明涉及用于基于通过三维测量所获得的坐标值来测量对象物的尺寸的尺寸测量装置、该尺寸测量装置所使用的尺寸测量方法、包括该尺寸测量装置的尺寸测量系统和用于实现该尺寸测量装置的程序。
【背景技术】
[0002]提出了进行对象物的三维测量并且根据测量得到的数据来创建三维模型的技术(例如，参考文献I [日本公开特许公报第2012-230594号])。文献I公开了以下内容:为了创建对象物的三维模型，根据通过利用激光扫描器进行测量所获得的三维点群的位置数据来获得构成对象物的面，并且计算出这些面的相交线作为轮廓线。在获得构成对象物的面的处理中，排除与平面或曲面不对应的非面区域，之后向面附加标记，然后基于所附加的标记来整合这些面中的连续面。此外，为了创建三维模型，文献I所公开的技术根据不包括非面区域的点的三维点群的位置数据来获得面，并且进一步获得所获得的这些面的边界线。
[0003]在一些情况下，为了对现有建筑物进行维护和维修等，需要估计材料(例如，内饰用布)的所需量。在该估计时，需要针对各部分判断是否需要材料，并且需要针对各部分确定材料量。然而，文献I所公开的技术仅基于面的边界线来划分面。因此，该技术所创建的三维模型无法用于材料的所需量的精确估计。为了实现该目的，需要创建对象物的精确尺寸图。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供能够创建对象物的更精确尺寸图的尺寸测量装置。本发明的可选目的是提供该尺寸测量装置所使用的尺寸测量方法、包括该尺寸测量装置的尺寸测量系统和用于实现该尺寸测量装置的程序。
[0005]本发明的一个方面的一种尺寸测量装置，包括:获得部，其被配置为从用于进行对象物的三维测量的测量装置获得所述对象物的三维的坐标值;面提取部，其被配置为基于所述坐标值来确定所述对象物包括的关注面，以及提取所述关注面的边界线的位置；区域提取部，其被配置为关于与作为附设至所述关注面的特定物体的物体相对应的候选区域来提取包围所述候选区域的边缘的位置；以及尺寸生成部，其被配置为根据所述边界线的位置和所述边缘的位置来生成创建所述对象物的尺寸图所需的尺寸数据。
【附图说明】
[0006]图1是实施例1的尺寸测量装置的框图。
[0007]图2是示出实施例1的尺寸测量装置的操作示例的图。
[0008]图3是使用实施例1的尺寸测量装置的空间的示例的立体图。
[0009]图4的A?D分别是示出实施例1的尺寸测量装置的操作示例的图。
[0010]图5是示出实施例1的尺寸测量装置中所使用的窗口的示例的图。
[0011]图6是示出实施例1的尺寸测量装置所创建的尺寸图的示例的图。
[0012]图7是实施例1的尺寸测量装置的操作的流程图。
[0013]图8是实施例2的尺寸测量装置的框图。
[0014]图9的A?C分别是示出实施例2的尺寸测量装置的操作示例的图。
[0015]图10的A和B是使用实施例2的尺寸测量装置的空间的示例的平面图。
[0016]图11是实施例2的尺寸测量装置的操作的流程图。
[0017]图12是实施例3的尺寸测量装置的操作的流程图。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
[0019]如图1所示，以下所述的尺寸测量系统I包括:测量装置30，其被配置为进行对象物20(参考图2)的三维测量；以及尺寸测量装置10，其被配置为基于对象物20的三维测量的结果来测量对象物20的尺寸。在实施例1?3中，如图2所示，假定要进行三维测量的对象物20是建筑物的内部所建造的房间。然而，对象物20可以存在于建筑物的内部或外部。以下所述的技术适用于除建筑物外的对象物20。
[0020]用于进行三维测量的测量装置30例如可以是3D激光扫描器。该3D激光扫描器被配置为利用束状脉冲激光对对象物进行三维扫描，并且基于从发出光起直到接收到光为止的时间差(飞行时间)来输出被该束状脉冲激光所照射的部分(位置)的三维坐标。从测量装置30输出的三维坐标是正交坐标系的坐标。测量装置30的坐标系是与对象物20的位置无关地设置的。例如，将z轴设置成与垂直方向相对应，并且将基准点设置为海平面。可选地，可以将设置测量装置30的平面设定为xy平面。
[0021]测量装置30针对对象物20的被束状脉冲激光所照射的各位置输出三维坐标。总之，测量装置30输出表示对象物20的各位置的三维坐标值的测量数据。以下将用以得到与三维坐标有关的数据的位置称为测量点。此外，将从测量装置30输出的与三维坐标有关的数据称为第一数据。具有如上述那样的结构的测量装置30可以给出精度约为Imm的三维坐标。
[0022]测量装置30可能无法测量飞行时间，但可以应用三角测量法的原理。注意，测量装置30可能不局限于使用利用束状脉冲激光的照射，而是可以投射线状、条纹状或格子状模式的光，或者可以应用立体图像法。另外，测量装置30可被配置为发出强度随时间的经过而根据预定规则发生改变的强度调制光，接收来自被该强度调制光所照射的空间的反射光，计算所发出的强度调制光和所接收到的强度调制光之间的相位差，并且根据该相位差来计算飞行时间。作为这种结构，已知利用区域图像传感器接收光以给出像素值作为距离值的距离图像传感器。
[0023]此外，测量装置30除进行三维测量的功能外，优选还可以包括用以对对象物20进行摄像的功能。例如，测量装置30可以包括诸如CCD图像传感器和CMOS图像传感器等的固态摄像装置、以及为了确保获得与利用脉冲激光所扫描的范围大致相同的视野而放置在该固态摄像装置的前方的广角光学系统。这种测量装置30的示例可以是Kinect(注册商标)。所拍摄到的图像可以是单色图像，但在下文可以是彩色图像，并且在这种情况下，可以将与亮度有关的数据连同诸如R、G和B值等的颜色刺激值一起输出。将与从测量装置30要输出的图像有关的数据称为第二数据。
[0024]第一数据与第二数据的像素的对应像素相关联。换句话说，第二数据的各像素与用以获得第一数据的测量点以一对一的方式相关联，并且第一数据和第二数据是从测量装置30输出的。因此，测量装置30输出测量点的三维坐标(x，y，z)作为第一数据，并且附加输出各测量点的三种颜色刺激值(CSl，CS2，CS3)以及各测量点的亮度(LM)作为第二数据。以下将颜色刺激值(CSl，CS2，CS3)和亮度(LM)统称为颜色信息。
[0025]如上所述，测量装置30输出与对象物20的三维形状有关的第一数据和与对象物20的颜色信息有关的第二数据。第二数据与测量点的三维坐标相关联，并且用作与彩色图像有关的数据。简言之，选择彩色图像的像素其中之一等同于选择测量点其中之一，结果提取出与所选择的像素相对应的第一数据。注意，测量装置30可被配置为仅输出第一数据。
[0026]在本实施例中，对象物20是房间，并且例如，如图2所示，对象物20可以包括地板面31、天花板面32和壁面33。因此，测量装置30输出与对象物20的内侧空间有关的第一数据和第二数据。在下文，在不必将地板面31、天花板面32和壁面33彼此区分开的情况下，可以仅将这三者各自称为面3。在一些情况下，天花板面32与地板面31可以不平行，然而在这种情况下，假定天花板面32与地板面31平行。
[0027]测量装置30可以具有相对较宽的视野(测量范围)，然而在一些情况下，难以通过一次测量来对对象物30的内侧空间整体进行测量。根据测量的目的，仅对对象物20的内侧空间中的所关注的一部分进行测量就足够了，并且在这种情况下，可以通过一次测量来实现该目的。
[0028]测量装置30可以通过改变配置和方向来进行多次测量。没有详细说明测量装置30的功能，然而测量装置30具有用以在不会发生重复的情况下、基于测量点的属性来使通过多次测量所获得的第一数据和第二数据连接的功能。因此，在通过适当配置测量装置30来进行多次测量的情况下，从测量装置30所输出的第一数据和第二数据可以包含与对象物20的所有面有关的信息。
[0029]尺寸测量装置10基于从测量装置30获得的数据来提取与对象物20包括的面3有关的信息。尺寸测量装置10可以具有基于与所提取的面有关的信息来提取与对象物20有关的各种信息的功能。
[0030]尺寸测量装置10可以由计算机根据程序进行工作来实现。换句话说，通过使用使得计算机能够用作尺寸测量装置10的程序，可以实现尺寸测量装置10。
[0031]计算机可以包括键盘和指示装置作为输入装置40，并且还包括显示装置作为输出装置41。注意，计算机可以是用作输入装置40的触摸面板与用作输出装置41的显示装置一体化的平板终端或智能电话。尺寸测量装置10包括用作用于获得输入至输入装置40的信息的接口部的输入部15，并且还包括用作用于向输出装置41输出信息的接口部的输出部17。接口部可被定义为用于接收和/或发送数据的电路。
[0032]注意，计算机可以不是通用型而是专用型。此外，计算机可以是包括一个以上的计算机的系统。例如，计算机可以是计算机服务器或云计算系统，并且在这种情况下，可以允许使用者通过使用能够与该计算机服务器或云计算系统进行通信的终端装置来使用以下功能。
[0033]如图1所示，尺寸测量装置10包括获得部11，其中该获得部11被配置为从测量装置30获得第一数据和第二数据。优选地，获得部11获得第二数据，然而获得部11仅获得第一数据就足够了。
[0034]尺寸测量装置10包括面提取部12，其中该面提取部12被配置为基于获得部11所获得的与对象物20有关的第一数据来提取对象物20包括的面3。在本实施例中，假定对象物20是房间，因此面3的一部分在从测量装置30观看的情况下，可能在家具或设备等的背后或被家具或设备等隐藏。并且，难以对隐藏部分进行三维测量。有鉴于此，面提取部12具有以下功能:基于从面3的一部分所获得的信息和与面3有关的其它信息来估计面3的整体形状，然后基于面3的整体形状来估计对象物20的整体形状。
[0035]为了使用与面3的一部分有关的信息，面提取部12具有用以基于第二数据来将彩色图像显示在用作输出装置41的显示装置上的功能、以及用以识别由输入装置40在彩色图像中指定的区域作为面3所存在的区域的功能。使用者可以查看输出装置41上所显示的彩色图像，并且基于与面3有关的颜色信息来识别面3的类型。因此，使用者可以容易地从视觉上识别面3的类型。
[0036]在将表示对象物20的整体的彩色图像显示在输出装置41的画面上的状态下，面提取部12允许使用者利用输入装置40指定彩色图像中的期望区域。在使用者指定面3的情况下，优选将适当形状的选择框显示在输出装置41的画面上、并且使该选择框移动以包括在要指定的面3的范围中。该选择框可以具有任意的各种形状，但优选可以具有诸如矩形形状或正方形形状、三角形形状和椭圆形形状等的简单形状。