JP4666488B2 - Article layout support system - Google Patents
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Description
本発明は、物品のレイアウト支援システムに関する。 The present invention relates to an article layout support system.
近年、室内の家具類などの3次元情報に基づいて、パーソナルコンピュータを利用した仮想空間内で、室内のレイアウトを居住者の要望に応じて自在に変更することが行われている(例えば特許文献1、特許文献2)。 In recent years, based on three-dimensional information such as indoor furniture, the layout of a room is freely changed according to a resident's request in a virtual space using a personal computer (for example, Patent Documents). 1, Patent Document 2).
又、こうした立体の3次元座標を簡易に数値化してコンピュータに採り込む手段として、ステレオ法による3次元画像計測が知られている(特許文献3〜特許文献4)。又、ステレオ画像に表れる平面上に位置する3つ以上の基準点からその平面の関係式を決定して画像解析に利用することも行われている(特許文献5)。
例えばオフィスや食堂などに配置された多数の机・テーブルのレイアウトを変更する場合に、個々の机などの高さや寸法などの三次元データを測定していくとすれば大変な手間を要し、作業の効率化が要望されている。 For example, when changing the layout of a large number of desks / tables placed in an office or dining room, measuring 3D data such as the height and dimensions of individual desks would require a lot of work. There is a demand for more efficient work.
これらの机・テーブルなどは通常は量産品であるので、全てが同型であれば話は簡単であるが、実際のレイアウトの現場では、長年の間に型の異なる製品を買い足してきたために、同種物品に関して複数の型(タイプ)のものが混在しているケースが少なくない。しかしながら、既述特許文献3〜5の3次元画像計測技術は、土地の測量や地図の作成の如く不規則で未知の形状の対象物を計測することを主眼としており、上述の如く形態にある程度の規則性がある複数の対象物、即ち、同型・同寸のものが少なからず混在した多数の物品の三次元情報を計測して、効率的にレイアウトを行うことについては何ら開示していない。 Since these desks and tables are usually mass-produced products, it is easy to talk if they are all the same type, but at the actual layout site, we have purchased products of different types over the years, There are many cases in which a plurality of types of types of goods of the same type are mixed. However, the three-dimensional image measurement techniques disclosed in Patent Documents 3 to 5 are mainly intended to measure an object having an irregular and unknown shape such as surveying a land or creating a map. However, there is no disclosure of efficient layout by measuring three-dimensional information of a plurality of objects having regularity, i.e., a large number of articles of the same type and the same size.
又土地の測量や地図の作成の如く屋外の撮影では、例えば航空撮影により撮影面とほぼ垂直な角度から精度の良い画像を撮ることが可能であるが、屋内におかれた多数の机のレイアウトを撮影するときには、水平な机の上面の形状を斜め上方から撮影することとなる。この場合、撮影者から遠くの机では、机上面とカメラの光学軸との角度が小さくなり、計測対象である机上面がステレオ画像に占める大きさも小となる。これらステレオ画像上の計測対象の外観情報をコンピュータに取り込むことは、通常、画像を表示したコンピュータ画面で、計測対象の輪郭をカーソルを用いて手作業でなぞることによって行っている。従って画面上での計測対象の見た目の大きさが小さくなれば、相対的に手作業による誤差が大きくなり、計測結果の信頼性を損なう。 In outdoor shooting such as land surveying and map creation, it is possible to take high-precision images from an angle almost perpendicular to the shooting surface, for example, by aerial shooting, but the layout of many desks placed indoors When photographing the image, the shape of the upper surface of the horizontal desk is photographed obliquely from above. In this case, at the desk far from the photographer, the angle between the desk top surface and the optical axis of the camera is small, and the size of the desk top surface that is the object of measurement in the stereo image is also small. In general, the appearance information of the measurement target on the stereo image is taken into the computer by tracing the outline of the measurement target manually using a cursor on a computer screen displaying the image. Accordingly, if the apparent size of the measurement target on the screen is reduced, the error due to manual operation is relatively increased, and the reliability of the measurement result is impaired.
そこで本発明は、従来の問題点を解決して、同型・同寸のものが混在した多数の物品の3次元情報を正確にとり、効率的にレイアウトを行うことができる、物品レイアウトの支援システムを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides an article layout support system that solves the conventional problems, accurately takes the three-dimensional information of many articles of the same type and the same size, and can efficiently perform layout. The purpose is to provide.
第1の手段は、
計測領域に配置された一定の平面図形状を有する各種物品のステレオ画像から各種物品のレイアウト図面を作成することを支援するシステムであって、
上記レイアウト図面を表示するための画像表示ユニット16と、
利用者が被計測物品Oのステレオ画像を撮影することを支援する手段として、上記画像表示ユニット16の画面上で、当該画面に現れる上記計測領域Sを、1組のステレオ画像で計測可能な広さの領域部分に分割する分割線Rを表示する領域分割ユニット20と、
撮影された被計測物品Oのステレオ画像を解析して、その物品の外形のうち平面図に表れる複数の代表点Aの3次元座標を算出することができるステレオ画像解析ユニット4と、
被計測物品Oと照合すべき複数の既知の物品群の寸法を含む当該物品群の外観情報を記憶した記憶ユニット6と、
各被計測物品O毎に、上記代表点の3次元座標からその被計測物品の寸法を含む当該物品の外観情報を算出して、この外観情報を上記記憶ユニット6に記憶した物品群の外観情報と照合させ、被計測物品Oと外観情報が合致する物品があった場合に、その被計測物品の代表点の3次元座標に応じた平面図を含むレイアウト図面を作成するように設けた作図ユニット8と、を具備し、
上記領域分割ユニット20は、撮像点での撮像カメラの高さと被計測物品の高さとに応じて、各領域部分毎に該領域一端の撮像点から最も遠方の被計測物品を観たときの俯角又は仰角が基準値以上となるように各領域部分の広さを決定する機能を有する。
本手段の一番目の特徴は、3次元計測により計測した各被計測物品の代表点の3次元座標から、その物品の寸法などの外観情報を算出して、これを既知の物品群の外観情報と照合させるようにしたことである。合致する情報がある場合には、計測結果が信頼できるものとして、計測した座標情報に応じてレイアウト図面を作成する。合致する情報がない場合には、計測結果が誤っている可能性があるので、ステレオ画像解析をやり直すことが望ましい。
The first means is
A system for helping to create a layout drawing of various articles from the stereo image of the various kinds of articles having a certain plan view shape which is arranged in the measurement area,
An
As a means for assisting the user in taking a stereo image of the article to be measured O, the measurement area S appearing on the screen of the
By analyzing a stereo image of the photographed object measured article O, a stereo image analysis unit 4 can calculate the 3-dimensional coordinates of a plurality of representative points A appearing in the plan view of the outer shape of the article,
A storage unit 6 storing appearance information of the article group including dimensions of a plurality of known article groups to be collated with the article to be measured O;
For each article to be measured O, the appearance information of the article including the dimension of the article to be measured is calculated from the three-dimensional coordinates of the representative point, and the appearance information of the article group in which the appearance information is stored in the storage unit 6 The drawing unit provided to create a layout drawing including a plan view corresponding to the three-dimensional coordinates of the representative point of the measured article when there is an article whose appearance information matches the measured article O 8 and
The
The first feature of this means is that appearance information such as dimensions of the article is calculated from the three-dimensional coordinates of the representative point of each article to be measured measured by three-dimensional measurement, and this is used as the appearance information of a known article group. is that which is adapted to match with. If there is matching information, it is determined that the measurement result is reliable, and a layout drawing is created according to the measured coordinate information. If there is no matching information, the measurement result may be incorrect, so it is desirable to redo the stereo image analysis.
「計測領域」とは、オフィス、食堂、学校の教室などであって、屋内か屋外かを問わない。 The “measurement area” is an office, canteen, school classroom, etc., whether indoors or outdoors.
「物品」とは、計測領域内に配置する什器類や家具であって、一定の平面図形状を有するものである。もっとも「一定の」とはいっても観点的に一定形状を想起できるものであれば足りる。例えば机、テーブル、キャビネット、ロッカーなどが該当する。又、本発明は、物品の平面形状を水平方向や上側から的確に計測できることを特色としているが、その様な角度から計測をするためには、物品の上面はほぼ平坦になっていることが望ましい。更に、物品の平面図を簡単にレイアウトするために、物品の平面図形状は、略多角形又は円形であることが望ましい。 The “article” is a fixture or furniture arranged in the measurement region and has a certain plan view shape. However, even if it is “constant”, it is sufficient if it can recall a certain shape from a viewpoint. For example, a desk, a table, a cabinet, a locker, and the like are applicable. In addition, the present invention is characterized in that the planar shape of the article can be accurately measured from the horizontal direction or from the upper side. However, in order to measure from such an angle, the upper surface of the article is substantially flat. desirable. Furthermore, in order to easily lay out the plan view of the article, the plan view shape of the article is preferably substantially polygonal or circular.
「ステレオ画像解析ユニット」とは、既存のステレオ法を用いて、被計測物品の代表点の3次元座標を計測するものである。この方法を簡単に説明すると、図10に示す如く、空間中の点Pのワールド座標を(X,Y,Z)、この点Pを左右に異なる方向からデジタルカメラで撮影したときに、その左右一対のステレオ画像の上での点Pの各座標(ローカル座標)をそれぞれ(xL、yL)、(xR、yR)とすると、これらの座標との間には、次の関係式が成立する。 The “stereo image analysis unit” is a unit that measures the three-dimensional coordinates of the representative point of the article to be measured using an existing stereo method. Briefly describing this method, as shown in FIG. 10, when the world coordinates of a point P in the space are (X, Y, Z) and this point P is photographed with a digital camera from different directions on the left and right, If the coordinates (local coordinates) of the point P on the pair of stereo images are (x L , y L ) and (x R , y R ), respectively, the following relational expression is established between these coordinates: Is established.
[数式1] X=b(xL+xR)/(2d)
[数式2] Y=b(yL+yR)/(2d)
[数式3] Z=bf/d
但し、fはカメラの焦点距離、bは基線長、dは視差で、d=xL−xRである。従って被計測物体の表面のうち幾つかの代表的な点、例えば机の甲板(上板)の角部について、各ステレオ画像の対応点を解析すれば、その3次元座標が得られ、被計測物体全体の形状や位置を特定することができる。
[Formula 1] X = b (x L + x R ) / (2d)
[Formula 2] Y = b (y L + y R ) / (2d)
[Formula 3] Z = bf / d
Here, f is the focal length of the camera, b is the base line length, d is the parallax, and d = x L -x R. Therefore, by analyzing the corresponding points of each stereo image at some representative points on the surface of the object to be measured, for example, corners of the deck (upper plate) of the desk, the three-dimensional coordinates can be obtained, The shape and position of the entire object can be specified.
「代表点」とは、物品の稜線上の点、特に2以上の稜線が交差する点など、被計測物品の形状を特定する上で重要な点である。例えば多角形に関しては、頂角に相当する点、円形については、円周上の任意の3点などが相当する。従来公知の如く、代表点の特定は、コンピュータ画面に表示したステレオ画像の該当点にカーソルを合わせて指定すれば良い。もっともオフィスに置かれた多数の机などを撮像するときには、代表点である机の甲板の角部がカメラの位置から見えない場合があるため、その甲板が多角形状であるときには、コンピュータ画面においてカーソルでその各辺上の2点を指定して、或いはその辺をトレースして、ステレオ画像上での辺の向きを決定し、2辺の交点を角部として特定することが行われている。 The “representative point” is an important point for specifying the shape of the article to be measured, such as a point on the ridge line of the article, particularly a point where two or more ridge lines intersect. For example, a polygon corresponds to a point corresponding to an apex angle, and a circular shape corresponds to any three points on the circumference. As is well known in the art, the representative point may be specified by placing the cursor on the corresponding point of the stereo image displayed on the computer screen. However, when imaging a large number of desks placed in the office, the corner of the deck of the desk, which is the representative point, may not be visible from the camera position, so when the deck is polygonal, the cursor is displayed on the computer screen. Thus, two points on each side are designated or the side is traced to determine the direction of the side on the stereo image, and the intersection of the two sides is specified as the corner.
「作図ユニット」は、少なくとも計測した代表点の3次元座標(X,Y、Z)のうち縦・横方向の座標(X,Y)から外観情報を抽出する機能を有する。「外観情報」とは、外から観察して得られる情報であり、例えば長方形の縦横の寸法或いは形状などである。具体的には、上記代表点を繋いで描画した平面図から縦寸・横寸などの代表的な長さを取り出せば良い。 The “drawing unit” has a function of extracting appearance information from vertical and horizontal coordinates (X, Y) among at least three-dimensional coordinates (X, Y, Z) of representative points measured. “Appearance information” is information obtained by observing from the outside, and is, for example, a rectangular vertical or horizontal dimension or shape. Specifically, representative lengths such as vertical and horizontal dimensions may be extracted from a plan view drawn by connecting the representative points.
又、作図ユニットは、被計測物品の外観情報と、既存の物品のカタログなどに記載された製品情報とを照合して、物品のタイプや型番号などを同定することができる。後述の如く撮像条件が良ければ撮影点から10mの距離にある点を2cm程度の精度であり、他方、机などの家具のサイズの規格は、一般に10cm単位(又は5cm単位)で増減するので、十分に物品の識別を行うことができるものと考えられる。尚、「代表点の3次元座標に応じた平面図」とは、上述の如く代表点を繋いで描いた平面図の他、3次元座標に基づく外観情報から検索して記憶ユニットから引き出した物品の平面図を含む。 In addition, the drawing unit can identify the type and model number of the article by comparing the appearance information of the article to be measured with the product information described in the catalog of the existing article. As described later, if the imaging conditions are good, a point at a distance of 10 m from the shooting point has an accuracy of about 2 cm. On the other hand, the standard for the size of furniture such as a desk generally increases or decreases by 10 cm (or 5 cm). It is considered that the article can be sufficiently identified. The “plan view corresponding to the three-dimensional coordinates of the representative point” means an article retrieved from the storage unit by searching from the appearance information based on the three-dimensional coordinates in addition to the plan view drawn by connecting the representative points as described above. Including a plan view.
本手段の二番目の特徴は、領域分割ユニットをさらに具備することである。この領域分割ユニットは、上記画像表示ユニット16の画面上で、当該画面に現れた上記計測領域Sを、1組のステレオ画像で計測可能な広さの領域部分に分割する分割線を表示する機能を有する。
The second feature of this means is that it further comprises an area dividing unit. The area dividing unit displays a dividing line on the screen of the
この特徴により、計測領域を限定することで測定誤差を生じないようにすることができる。即ち、計測領域の間取り図をもとに撮像前に計測領域を分割した図面をプリントアウトして、撮像現場では図面に示された領域部分毎に撮影を行えば正確な計測を無理なく行うことができる。 With this feature, it is possible to prevent a measurement error by limiting the measurement region. In other words, if you print out a drawing that divides the measurement area before imaging based on the floor plan of the measurement area, and then take an image of each area shown in the drawing at the imaging site, you can easily perform accurate measurement. Can do.
計測領域を分割するときには、図7に示すように格子状に分割していくと良い。領域部分の広さは、後述するように撮像カメラの高さと被計測物品の高さ(例えば机の上面の高さ)から決定することができるが、同じ計測対象に関して既に得られた数値をそのまま利用することができる。 When the measurement area is divided, it is preferable to divide the measurement area into a grid as shown in FIG. As will be described later , the width of the area can be determined from the height of the imaging camera and the height of the article to be measured (for example, the height of the upper surface of the desk). Can be used.
本手段の三番目の特徴は、上記領域分割ユニット20が、撮像点での撮像カメラの高さと被計測物品の高さとに応じて、各領域部分毎に該領域一端の撮像点から最も遠方の被計測物品を観たときの俯角又は仰角が基準値以上となるように各領域部分の広さを決定する機能を有することである。
The third feature of this means is that the
上述の如く計測対象面である被対象物品の上面に対してカメラの光軸とが成す角度が小さくなり過ぎると測定誤差を生ずることから、上記領域分割ユニットではその角度(計測面がカメラ下方にある場合には俯角、カメラ上方にある場合には仰角)が基準値以上となるようにしている。この基準値は、所要の精度との関係で実験的に定めるが、カメラから10m程度離れた60cm程度の奥行きのある物品を測定するときには、約2.7度程度の俯角があれば足りる。
尚、上記領域分割ユニットは、本発明システムの他の部分から切り離して携帯用のコンピュータに格納させてもよく、そうすれば現場で計測対象であるロッカーやキャビネットなどの高さを測定して代入することができる。
Since the angle formed camera and the optical axis relative to the upper surface of the target object is a measurement target surface as described above results in a measurement error becomes too small, in the region division unit that angle (measurement plane within the camera downwards In some cases, the depression angle and the elevation angle in the case of being above the camera are equal to or greater than the reference value. This reference value is experimentally determined in relation to the required accuracy, but when measuring an article with a depth of about 60 cm, which is about 10 m away from the camera, a depression angle of about 2.7 degrees is sufficient.
The area dividing unit may be separated from other parts of the system of the present invention and stored in a portable computer. Then, the height of a locker or cabinet that is a measurement target in the field is measured and substituted. Can
第2の手段は、第1の手段を有し、かつ
上記記憶ユニット6には、上記物品群の平面図形状を記憶しておき、被計測物品と外観情報が合致する物品の平面図形状を作図ユニット8に出力するように設け、
作図ユニット8は、各被計測物品毎に、その平面図を計測領域Sの間取り図に貼り付けてレイアウト図面を合成するとともに、間取り図上で各平面図が占めるべき大きさと位置と方向とを、被計測物品の外観情報及び代表点の3次元情報に応じて決定するように設けている。
本手段では、レイアウト図面に記載する各被計測物品の平面図形として、予め記憶ユニットに記憶したものを用いることとしている。
The second means includes the first means, and the storage unit 6 stores the plan view shape of the article group, and the plan view shape of the article whose appearance information matches the article to be measured. Provided to output to the drawing unit 8,
For each article to be measured, the drawing unit 8 pastes the plan view on the floor plan of the measurement region S to synthesize the layout drawing, and determines the size, position, and direction that each plan view should occupy on the floor plan. It is provided so as to be determined according to the appearance information of the article to be measured and the three-dimensional information of the representative point.
In this means, what is previously stored in the storage unit is used as the plane figure of each article to be measured described in the layout drawing.
第1の手段に係る発明によれば、次の効果を生ずる。
○被計測物品について計測した外観データを既知の対応する物品群のデータと照合させてから、計測した座標情報に応じたレイアウト図を作成するから、誤差の大きい計測結果を排除して、信頼性の高い図形を簡易に作成することができる。
○オフィス調査に関する熟練した経験・知識がなくても、一定品質の作業を確実に行うことができ、かつ迅速にレイアウトの資料を作成することができる。
○オフィス内での作業時間が短縮されるので、オフィスワーカーへの負担も少ない。
The invention according to the first means produces the following effects.
○ Since the appearance data measured for the measured article is collated with the data of the corresponding corresponding group of articles, and a layout diagram is created according to the measured coordinate information, the measurement results with large errors are eliminated, and reliability A figure with a high height can be created easily.
○ Even if there is no skilled experience and knowledge about office surveys, it is possible to perform certain quality work reliably and to create layout materials quickly.
○ The work time in the office is shortened, so the burden on office workers is small.
また第1の手段に係る発明によれば、計測領域を分割することで、予め誤差が生じないように撮像条件を設定できるので、信頼性に疑問のある計測結果に関して再計測を行う手間を省くことができ、高精度の画像解析を円滑に行うことができる。 According to the invention according to the first means, by dividing the measurement area, it is possible to set the imaging condition so as not advance error occurs, avoid having to re-measure with respect of questionable reliability measurement results And high-accuracy image analysis can be performed smoothly.
さらに第1の手段に係る発明によれば、分割する領域部分の広さを被測定物品に対するカメラ位置での俯角又は仰角により設定するから、より良好なレイアウト図面が得られる。 According to a further invention according to the first means, since the size of the divided region portion set by the depression angle or elevation angle of the camera position with respect to the measured article, better layout drawing is obtained.
また第2の手段に係る発明によれば、レイアウト図面上に貼り付ける被計測物品の平面図としては、記憶ユニットに記録された既知の情報を使用するから、計測した座標情報そのものから平面図を描画する場合の如く同じ型の物品の平面図の大きさが測定誤差により区々となることがなく、見た目にも美しいレイアウト図が簡易に作成できる。 According to the invention according to the second means, as the plan view of the measured articles pasted on the layout drawing, because using known information recorded in the storage unit, a plan view from the coordinate information itself measured As in the case of drawing, the size of a plan view of an article of the same type does not vary due to measurement errors, and a beautiful layout diagram can be easily created.
図1乃至図4は、本発明の参考例のレイアウト支援システムを示している。 1 to 4 show a layout support system according to a reference example of the present invention.
このシステムは、撮像ユニット2と、ステレオ画像解析ユニット4と、記憶ユニット6と、作図ユニット8と、画像表示ユニット16とで構成されている。尚、本システムから、撮像ユニットを省略して、外部で撮影されたステレオ画像を解析・処理するシステムとすることもできる。
This system includes an imaging unit 2, a stereo image analysis unit 4, a storage unit 6, a drawing unit 8, and an
撮像ユニット2は、利用者が携帯できるカメラであれば足り、これを持って利用者が図3に示す如く被計測物品Oが置かれた計測領域Sの隅部を逐次移動して、所定の高さでステレオ画像を撮像すれば良い。カメラは、従来公知のCCD(電荷結合素子)カメラとすることができる。 The imaging unit 2 only needs to be a camera that can be carried by the user, and the user sequentially moves the corner of the measurement area S where the article to be measured O is placed as shown in FIG. A stereo image may be taken at a height. The camera can be a conventionally known CCD (charge coupled device) camera.
ステレオ画像解析ユニット4は、従来公知のもので、後述の作図ユニット8と同様にコンピュータに格納したソフトウェアとすることができ、撮像ユニット2で撮影したステレオ画像を図4の如くコンピュータ画面に表示し、その画面上の、例えば机の上面の輪郭をなぞって、その輪郭上の代表点(例えば机の4角部)Aを特定し、図10で述べて原理により各代表点の3次元座標を決定するように構成すれば良い。 The stereo image analysis unit 4 is a conventionally known one, and can be software stored in a computer in the same manner as the drawing unit 8 described later. A stereo image taken by the imaging unit 2 is displayed on the computer screen as shown in FIG. Trace the contour of the top surface of the desk, for example, on the screen to identify the representative point (for example, the four corners of the desk) A on the contour, and determine the three-dimensional coordinates of each representative point according to the principle described in FIG. What is necessary is just to comprise so that it may determine.
記憶ユニット6は、少なくとも被計測物品Oと照合すべき同種類の物品群の寸法・形状及び平面図情報をデータベース化して保存している。更に、記憶ユニットには、本システムの使用に先立ち、レイアウトを行おうとする計測領域の間取り図を記憶しておく。この記憶ユニットは、図1に示すような記憶装置又はMOとして形成することができる。 The storage unit 6 stores at least a size / shape and plan view information of the same type of article group to be collated with the article to be measured O in a database. Further, the floor plan of the measurement area to be laid out is stored in the storage unit prior to use of the present system. This storage unit can be formed as a storage device or MO as shown in FIG.
作図ユニット8は、図2に示す如く、外観情報抽出部10と、照合部12と、描画部14とで形成している。
As shown in FIG. 2, the drawing unit 8 includes an appearance
上記外観情報抽出部10は、ステレオ画像解析ユニット4で決定した代表点Aを繋いで描いた平面図から、この平面図の代表的な長さを外観情報として抽出する。
The appearance
上記照合部12は、各被計測物品毎に、利用者の指定により、その物品がテーブルであるか、キャビネットであるかという程度の物品の種別を行い、指定された種別に関して記憶ユニット6に記憶された各タイプ(型)の物品の外観情報と、当該被計測物品の外観情報とを照合する。外観情報が合致したときには、当該物品と被計測物品Oとが同じものであると認定する。より具体的には、既述の如く一般に家具の寸法の規格は、10cm単位程度で大きくなるので、その規格長さを中心に一定長さ(例えば2cm)の誤差範囲ΔLをとり、L±ΔLの範囲であればその規格の物品が被計測物品Oと同じものであると認定すれば良い。該当する規格の物品が見当たらなければその旨を後述の画像表示ユニットに表示する。この場合には、利用者は先に解析したステレオ画像を再度解析しても良い。又、計測領域Sを撮像する際に、その領域の各部について余分にステレオ画像を撮影しておき、新たな画像で解析をしても良い。
The
尚、被計測物品の種別の指定は、上述のステレオ画像解析の際に物品の輪郭をなぞる作業線の色の設定により行うと便利である。 Note that it is convenient to specify the type of article to be measured by setting the color of a work line that traces the outline of the article during the above-described stereo image analysis.
上記描画部14は、図5に示す如く、各被計測物品毎に、これと同定した物品の平面図情報を記憶ユニット6から取り出して、この平面図を記憶ユニット6の間取り図の上に貼り付けてレイアウト図面を合成するように設ける。上記貼付け作業は、全自動で行っても良く、又操作者がコンピュータ画面中の間取り図上へ上記平面図をドラック・リリースして貼り付けるようにしても良いが、いずれにしても、間取り図上で各平面図が占めるべき大きさ・位置・方向を、被計測物品の外観情報及び代表点の3次元情報に応じて描画部14が自動調整するように構成することが望ましい。
As shown in FIG. 5, the
画像表示ユニット16は、描画部で合成されたレイアウト図その他各種情報を表示するように構成する。
The
上記の構成において、図3に示す長方形状のオフィスで計測試験を行った。測定に使用したカメラは、500万画素の性能のもので、床からの撮影高さは約2mとした。オフィスの長辺D1が24.470m、短辺D2が12.230m,図面左側の撮影点間の第1基線長さb1を5.4m、図面右側の撮影点間の第2基線長さb2を7.5m,両基線間の距離を15mとして、オフィスの長短辺および机O1及びキャビネットO2の寸法を3次元画像計測で測定し、実測値と比較したところ次の結果を得た。 In the above configuration, a measurement test was performed in a rectangular office shown in FIG. The camera used for the measurement had a performance of 5 million pixels, and the shooting height from the floor was about 2 m. The long side D 1 of the office is 24.470 m, the short side D 2 is 12.230 m, the first baseline length b 1 between the shooting points on the left side of the drawing is 5.4 m, and the second baseline length b 2 between the shooting points on the right side of the drawing. Was 7.5 m, the distance between both baselines was 15 m, the long and short sides of the office, the dimensions of the desk O 1 and the cabinet O 2 were measured by three-dimensional image measurement, and compared with the actual measurement values, the following results were obtained.
上記の結果によれば、机及びキャビネットの寸法の誤差は2〜4cm程度であり、予想された通り、カメラから見た奥行き方向(図面の左右方向)に誤差が大きいことが判る。これでも十分に実用には耐え得るが、誤差を2cm以下にすることが理想であり、そのための改良点について、下記の実施形態で述べる。 According to the above result, the error in the dimensions of the desk and cabinet is about 2 to 4 cm, and as expected, it can be seen that the error is large in the depth direction (left and right direction in the drawing) viewed from the camera. Although this can sufficiently withstand practical use, it is ideal that the error is 2 cm or less, and improvements for that will be described in the following embodiment .
図6〜図8は、本発明の第1実施形態のレイアウト支援システムを示している。本実施形態は、図6に示す通り、領域分割ユニット20を設けたことが参考例と異なるものである。本実施形態の構成中、参考例と同じ部分に関しては同一符号を付することで説明に代える。
6 to 8 show the layout support system according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6 , the present embodiment is different from the reference example in that an
上記領域分割ユニット20は、図7に示す如く記憶ユニット6から取り出した計測領域Sの間取り図に縦又は横方向の適数の分割線Rをひくことで、計測領域を3次元計測に適当な大きさの領域部分S1、S2…に分割するように設けたものである。領域分割ユニット20は、上記領域部分の各辺が上限値以下であるという条件で計測領域に最小限の分割線Rをひくように設定することができる。その上限値が10mであるとし、図示の計測領域Sが図3のものと同じ大きさであるとすると、D1≒24.5mであるから、図の横方向に計測領域Sを3分割する必要があり、D2≒12.3mであるから、図の縦方向に計測領域を2分割する必要がある。尚、図示例では、計測領域を図の縦・横方向にそれぞれ均等分割しているが、分割線Rが被計測物品の設置箇所に重なってしまい、分割線R付近に撮影点を確保できないときには、上限値の条件を満たす範囲で図示の如く分割線Rをカーソルで移動することもできる。尚、計測前の時点ではコンピュータ画面上には物品のレイアウトは表れないので、分割線の設定は本システムを収納した携帯型コンピュータを現場に持ちこんでその状況を見ながら行うことが好適である。
The
図8は、上限値の設定の手順を示している。巾d=60cmの長方体状の被計測物品Oを、L=10mの距離から撮像ユニット2であるカメラで撮影した。カメラの高さH1は1.195m、被計測物品の高さは0.695mであり、その高低差は50cmである。カメラは300万画素のものを使用した。このときのカメラの俯角θは2.68度であり、又、実測値60cmの被計測物品を3次元画像計測をしたときの長さは58cmであった。このことから、60cm程度の大きさの家具を斜め上方から計測して誤差を2cm以下に抑えようとすれば、俯角θを約2.7度以上にとる必要があることが判る。これらの数値は絶対的なものではなく、性能の良いカメラを使用すれば誤差をより小さくすることができる可能性はある。しかしながら、計測装置の性能を考慮して俯角θの最小値を決定し、更に、カメラの高さと物品の高さとの差ΔHが判れば、計測領域の大きさの上限値Lは、L=ΔH/tanθで決定することができる。 FIG. 8 shows a procedure for setting the upper limit value. A rectangular object to be measured O having a width d = 60 cm was photographed with a camera as the imaging unit 2 from a distance of L = 10 m. The height H1 of the camera is 1.195 m, the height of the article to be measured is 0.695 m, and the height difference is 50 cm. A camera with 3 million pixels was used. At this time, the depression angle θ of the camera was 2.68 degrees, and the length when the three-dimensional image measurement was performed on the measurement object having an actual measurement value of 60 cm was 58 cm. From this, it can be seen that if the furniture with a size of about 60 cm is measured obliquely from above and the error is suppressed to 2 cm or less, the depression angle θ needs to be about 2.7 degrees or more. These numbers are not absolute, and there is a possibility that the error can be made smaller if a camera with good performance is used. However, the minimum value of the depression angle θ is determined in consideration of the performance of the measuring device, and if the difference ΔH between the camera height and the article height is known, the upper limit L of the size of the measurement region is L = ΔH / Tanθ can be determined.
[実施例]
図9は、本発明の好ましい実施例のフローチャートを示している。本実施例では、什器・備品などの物品のレイアウトを支援するだけでなく、各物品の価格を記憶ユニット6に記憶しており、現在の物品を新しい同型又は別の製品に置き換えたときの費用の見積もり書を自動的に作成できるように構成している。
[Example]
FIG. 9 shows a flow chart of a preferred embodiment of the present invention. In this embodiment, not only the layout of articles such as furniture and fixtures is supported, but the price of each article is stored in the storage unit 6 and the cost when the current article is replaced with a new same type or another product. It is configured to automatically create an estimate for each.
2…撮像ユニット 4…ステレオ画像解析ユニット 6…記憶ユニット
8…作図ユニット 10…外観情報抽出部 12…照合部 14…描画部
16…画像表示ユニット 20…領域分割ユニット
A…代表点 O…被計測物品 O1…机 O2…キャビネット R…分割線
S…計測領域 b…基線長
2 ... Imaging unit 4 ... Stereo image analysis unit 6 ... Storage unit 8 ... Drawing
16 ...
Claims (2)
上記レイアウト図面を表示するための画像表示ユニット(16)と、
利用者が被計測物品(O)のステレオ画像を撮影することを支援する手段として、上記画像表示ユニット(16)の画面上で、当該画面に現れる上記計測領域(S)を、1組のステレオ画像で計測可能な広さの領域部分に分割する分割線(R)を表示する領域分割ユニット(20)と、
撮影された被計測物品(O)のステレオ画像を解析して、その物品の外形のうち平面図に表れる複数の代表点(A)の3次元座標を算出することができるステレオ画像解析ユニット(4)と、
被計測物品(O)と照合すべき複数の既知の物品群の寸法を含む当該物品群の外観情報を記憶した記憶ユニット(6)と、
各被計測物品(O)毎に、上記代表点の3次元座標からその被計測物品の寸法を含む当該物品の外観情報を算出して、この外観情報を上記記憶ユニット(6)に記憶した物品群の外観情報と照合させ、被計測物品(O)と外観情報が合致する物品があった場合に、その被計測物品の代表点の3次元座標に応じた平面図を含むレイアウト図面を作成するように設けた作図ユニット(8)と、を具備し、
上記領域分割ユニット(20)は、撮像点での撮像カメラの高さと被計測物品の高さとに応じて、各領域部分毎に該領域一端の撮像点から最も遠方の被計測物品を観たときの俯角又は仰角が基準値以上となるように各領域部分の広さを決定する機能を有することを特徴とする、レイアウト支援システム。 A system for supporting creation of layout drawings of various articles from stereo images of various articles having a certain plan view shape arranged in a measurement region,
An image display unit (16) for displaying the layout drawing ;
As a means for assisting the user in taking a stereo image of the article to be measured (O), the measurement area (S) appearing on the screen of the image display unit (16) is defined as a set of stereo. An area dividing unit (20) for displaying a dividing line (R) that divides the area into areas that can be measured in the image;
A stereo image analysis unit ( 4 ) that can analyze the stereo image of the photographed article ( O ) and calculate the three-dimensional coordinates of a plurality of representative points ( A ) that appear on the plan view of the outer shape of the article. ) And
A storage unit ( 6 ) for storing appearance information of the article group including dimensions of a plurality of known article groups to be compared with the article to be measured ( O ) ;
For each item to be measured ( O ) , the appearance information of the item including the dimensions of the item to be measured is calculated from the three-dimensional coordinates of the representative point, and the appearance information is stored in the storage unit ( 6 ). When there is an article whose appearance information matches the measured article ( O ) , the layout drawing including the plan view corresponding to the three-dimensional coordinates of the representative point of the measured article is created. A drawing unit ( 8 ) provided as follows,
When the area division unit (20) looks at the measurement object farthest from the imaging point at one end of each area according to the height of the imaging camera at the imaging point and the height of the measurement object. A layout support system characterized by having a function of determining the width of each region portion so that the depression angle or elevation angle is equal to or greater than a reference value .
作図ユニット(8)は、各被計測物品毎に、その平面図を計測領域(S)の間取り図に貼り付けてレイアウト図面を合成するとともに、間取り図上で各平面図が占めるべき大きさと位置と方向とを、被計測物品の外観情報及び代表点の3次元情報に応じて決定するように設けたことを特徴とする、請求項1記載の物品のレイアウト支援システム。 The storage unit ( 6 ) stores the plan view shape of the article group, and is provided so as to output the plan view shape of the article whose appearance information matches the article to be measured to the drawing unit ( 8 ) ,
For each article to be measured, the drawing unit ( 8 ) pastes the plan view into the floor plan of the measurement area ( S ) and synthesizes the layout drawing, and the size and position that each plan view should occupy on the floor plan. 2. The article layout support system according to claim 1, wherein the position and direction are determined in accordance with the appearance information of the article to be measured and the three-dimensional information of the representative point.
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