点群からの表面再構成:メッシュ生成
背景
レーザ計測で取得した点群(point Clouds)はデータ量が膨大であったり,近づいてみると点の隙間から奥が見えてしまうなどの視認性の低さの問題があります.また,様々な幾何処理を行うためには,点と点の間を補間して対象物の表面形状を再構成する必要があります.表面形状の表現にはソリッドモデル(solid model)で利用されるパラメトリック曲面や三角形で表面を敷き詰めるメッシュモデル(mesh model)がエンジニアリングにおいて有用です.
TLS点群からのメッシュ生成
点群からの表面再構成技術は古くから多くの手法が提案されてきていますが,なかでも,空間内で定義されるスカラー関数(indicator function)の勾配の場を入力点群の法線場へフィットするPoisson Surface Reconstrucion(PSR)が正確な表面を効率よく再構成できるため広く利用されています.しかしながら,地上設置型レーザスキャナで取得される複雑物体を含む環境に対してPSRを適用すると,過剰な補間が行われ細部の再現性が低くなったり,物体が実在しない箇所に表面が再構成されるなどの問題があります.本研究は,これらの問題を解決可能な複雑形状TLS点群に対する正確なメッシュ生成法の確立を目指しています.現在は,レーザ計測の特性を用いたPSRへの表面生成制約の導入,補間性能や細部再現性が異なる条件で生成した複数の関数を適切にマージすることにより,正確性,細部の再現性,十分な補間性能を有する,PSRベースの点群からの表面再構成手法を開発しています.
関連論文など
- Daiki Koyama, Hiroaki Date and Satoshi Kanai, Application of Poisson Surface Reconstruction with Envelope Constraints to TLS Point Clouds of Scenes with Complex Objects, Proceedings of CAD'25, 205-210(2025) doi: 10.14733/cadconfP.2025.205-210
- Daiki Koyama, Hiroaki Date and Satoshi Kanai, A Study on Triangular Mesh Generation for TLS Point Clouds Using Implicit and Region-based Method, Proceedings of International Conference of Precision Engineering, OS19-01 (2024)