大規模点群からの曲面抽出に基づく生産設備の形状再構成

摘要

生産設備やプラント設備は，改修を行いながら長期間に渡って利用される．最近では経済環境の変化が激しいため，新規に工場を建造するよりも既存の工場を改修しながら新製品に対応していく傾向があり，設備の迅速で手戻りのない改修作業が求められている．近年，そうした作業を支援するための手段として，中距離用のレーザスキャナによる点群データを用いた作業検証が注目されている．位相差方式のレーザスキャナを用いれば，毎秒50 万から100 万個の点群が取得でき，短時間で高密度の点群データが得られる．しかし，生産設備やプラント設備には，様々なスケールの部材が大量に存在する．異常値も多く，またノイズレベルは距離や素材によってまちまちである．オクルージョンも非常に多く発生する．点群密度の粗密も大きい．こうした状況化での形状再構成では，単一部品のリバースエンジニアリングや，建物のモデリングとは異なる難しさが存在する．一方で，幸いなことに，ほとhどの構成部材は単純な曲面で構成され，標準品も多い．また，点は緯度経度に沿って，格子上に並hでいるという特徴がある．大規模点群に基づくモデリングに関して，対話的に立体再構成を行う手法を示しているが[1]，この方法ではモデリングに多くの時間を必要とするので，できる限り自動化することが求められる．本稿では，大規模点群から自動的に曲面要素を検出し，部材の再構成を行う手法について論じる．