点群– 1：ポイントは何ですか？

最近、ポイントクラウドは、地理的マッピング、CADおよびBIMモデリングなどの分野で非常に重要なツールになり、それらに関するいくつかの専用ブログ投稿を書く価値があります。この一連のブログ投稿では、点群とは何か、それらを作成するために使用されるスキャナーの原理、およびさまざまなドメインでのアプリケーションのようなトピックを取り上げます。

点群は、スキャナーからの数百万（場合によっては数十億）の点の集まりにすぎません。これらの点は常にオブジェクトの表面にあることを認識することが重要です。各ポイントには、空間に配置するための3つの座標があり、多くの場合、色や強度の情報も含まれています。

Bricsys 2018で点群の動作を見ることができます ここに.

手短に

点群の1つのソースはレーザースキャナーです。このタイプのスキャナーは、特定の方向（角度φおよびθで記述）にレーザービームを放射することにより、点群を作成します。このビームは、表面と距離のどこかに反射します r この反射を測定します。結果は、点群の1つの点です（図1 a）。このビームをスイープして、サーフェス上のこれらすべての反射までの距離を測定すると、点群（図1 bおよびc）。  図1 dは、点群から再構築する理想的なCADモデルです。

一方で、点群は、現実世界のオブジェクトの可能な最も完全な生の測定値のセットです。一方、表現されているものの解釈や物理的な意味を持たない、単なる「ダム」ポイントのコレクションです。人間は点群内のオブジェクトを簡単に認識できますが、点群内のすべての意味のあるオブジェクトに対して実際にそれを行うには、多くの時間が必要になります。そこで、人工知能/機械学習を使用した巧妙なソフトウェアが、この単調な仕事の一部を支援することができます。

点群には、オブジェクトの外側の情報のみが含まれます。これは、超音波、CT、またはMRIスキャナーからのデータとは対照的です。これには、オブジェクト全体のデータも含まれます）。 図2 エレベータ技術室の点群を視覚化します。同じシーンが 図3 キャビネットの前面パネルが切り取られていることを除いて、点群にはこれらのキャビネット内の情報がないことを示しています。

図3：と同じシーン 図2だけでなく、テクニカルキャビネットの前面も切り取られています。

応用例

点群を使用するドメインの例：

1. 飛行機や衛星からスキャンした広いエリアの高さ情報を使用して地理マップを作成または更新する
2. 実世界のオブジェクトからCADモデルを作成するためのリファレンスを提供します。
3. コンピュータモデルと現実を比較することによる自動品質検査：
   • 製造中は、さまざまな手順に従ってください。
   • 最終製品にエラーがないか検査します。
   • 時間の経過に伴う変形やその他の摩耗を確認します。

ユースケースの古いスタイル

あなたが既存の建物を改装または改修するプロジェクトを抱えている建築家だと想像してください。明らかに、現在の状況のモデルから始めたいと思います。そのようなモデルが利用できない場合（1980年より前に建てられたほとんどの建物など）、これを作成する必要があります。したがって、この建物には多くの測定値が必要です。

最初に、部屋のコーナーなどの参照点を測定する必要があります。これらのコーナーから始めて、壁や床を作成できます。これらから、建物モデルを作成できます。以前は、これらの基準点を手動で測定する必要がありました。これらのポイントを使用して、CADモデルを構築できます。ご想像のとおり、これは非常に時間がかかり、したがって高価です。また、モデリング中に一部の測定が忘れられたように見える場合、それらを再度実行する必要がありました。

救助のための点群

今日では、のようなレーザースキャナー ライカBLK360 は、50万ポイントを毎秒50センチメートルよりも高い精度で自動的に測定できます。その結果、数百万（場合によっては数十億）の測定ポイントが、人間が実行できる時間のほんの一部の時間で、シーンの色情報とともに測定されます。これにより、モデリングを開始するためのはるかに強固な参照が提供されます。おまけとして、そのシーンの視覚的な印象も得られます。

点群と3Dモデルを混同している人もいます。点群には正確な測定点だけが含まれていますが、これらの点が何を表しているかはわかりません。これは、BIMのような3Dモデルとは対照的です。このようなモデルには、情報を含む幾何学的な立体形状が含まれています。それらの材料、これらの形状が建物にどのような役割を果たしているか（壁、支柱など）、建物の他の部分との関係（他の壁/床/天井が接続されている）、…

次の投稿

このシリーズの今後の投稿では、このような3Dモデルが点群からどのように作成されるかについて説明します。とりあえず、このような3Dモデルを点群から作成するには、専門家が多くの時間と労力を要することさえ覚えておいてください。

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読み続けます

BricsCADで点群を使用する方法

1. ポイントは何ですか？
2. スキャナーなしで無意味
3. スキャンプロジェクト中に曇った期待を避ける
4. ソフトウェアのクラウド
5. ポイントパフォーマンス
6. Scan-to-BIM

この一連の投稿では、企業/デバイス/ソフトウェアパッケージの例について言及しています。 これらの例は、Bricsysによる評価または推奨を意図したものではありません、しかし、むしろこの魅力的な分野で現在利用できるものの実例として、学術研究と商業的応用の両方で！