3D雷射掃描應用於設施分析--以點雲分析研究室空間之使用

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研究生：	黃世昌 Shih-Chang Huang
論文名稱：	3D雷射掃描應用於設施分析--以點雲分析研究室空間之使用 Three-Dimensional Laser Scan Apply To Facilities Analysis--Using Point-Cloud To Analyse A Research Space--
指導教授：	施乃中 Naai-Jung Shih
口試委員:	魏浩揚 Hao-Yang Wei 施宣光 Shen-Guan Shih
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	設計學院 - 建築系 Department of Architecture
論文出版年：	2005
畢業學年度：	93
語文別：	中文
論文頁數：	116
中文關鍵詞：	3D雷射掃描、點雲、設施管理
外文關鍵詞：	po, 3D Laser Scanner, Facilities Management (FM
相關次數：	點閱：230 下載：4
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上一筆

三維空間資料為設施管理決策的重要依據之ㄧ，有效取得三維空間資料為設施管理長久以來的課題。本研究將利用3D雷射掃描來取得研究空間的三維資料（暨點雲Point-cloud），用以暸解空間中的設施如何被使用。

藉由3D雷射掃描器擷取空間幾何位置資料以作為設施變化分析的依據，利用點雲可重疊之特性直接將不同時期的點雲疊合，直接進行3D比對以呈現差異，加以探討室內空間不同時期使用行為。

本研究以個人研究室及群體研究室為點雲取樣對象，得到各個研究空間二至三個3D點雲模型為重疊比對樣本來源。藉由比對分析得了解空間的利用模式、設施使用行為、設施的變化情況。本研究成果顯示設施分析或空間使用分析得用數位方式實現。

The 3D data of space is one of important evidences for Facilities Management (FM). To gether 3D data of space is an important issue in FM. In this study, we used 3D Laser Scanner to retrieve 3D data of research rooms, in order to know facilites how were used.

This research take 3D space data from a Cyrax 2500 3D long-range Laser Scanner for facilities change analysis. Because the point-cloud has ovelap advantage, this research is going to analyse, and display a change of facility as 3D model. By the overlap analyse to know the use of facilities.

This research retrieve point-cloud from personal research rooms and public research rooms, got 2 or 3 point-cloud models from each room. Those point-cloud modles was used for overlap analysis samples. By point-cloud overlap analysis, get to know the use-pattern, user-behavior, the facilities change. This research result show strong evidences that a space use analysis can be done by digital maner.

謝  誌	III
圖目錄	VIII
表目錄	X
第一章  緒論	1
1  前言	1
2  研究目的	1
3  研究範圍、方法、及預期結果	2
4  研究相關用語定義	2
5  研究架構與流程	3
第二章  文獻回顧	5
1  設施管理的功能及空間管理的範疇	5
2  環境心理學與環境行為學	7
2.1  環境行為學研究的範疇	7
2.2  環境行為的研究方法	7
2.3  環境（Environment）	9
2.4  建築環境心理（Environmental Psychology of Architecture）	10
2.5  環境行為（Environmental Behavior）	10
2.6  環境與人的互動	11
2.7  距離學(Proxemics)	12
2.8  個人空間（personal space）	12
2.9  領域性	13
2.10  隱私（privacy）	14
2.11  密度（Density）及擁擠（Crowding）	14
3  人體工學（Human Engineering）	15
3.1  人體工學的由來與目的	15
3.2  人體工學的研究方法	16
3.3  可視性及ㄧ般視線（Visibility and Normal Line of Sight）	17
4  人體測量與空間測量	18
4.1  人體的測量	18
4.2  空間的量測	20
4.3  量測工具在環境行為上的量測效能比較	20
5  3D雷射掃描	25
5.1  3D 雷射掃描概述	25
5.2  3D 雷射掃描在各界的應用	25
5.3  區域設施掃描的操作案例	27
第三章  3D雷射掃描技術探討	29
1  雷射掃描在室內設施分析上的應用範圍	29
2  雷射掃描技術導入後設施分析的作業流程	30
3  掃描所用的軟硬體設備	31
3.1  硬體需求	31
3.2  軟體需求	34
4  掃描作業計畫	35
第四章  操作案例說明	37
1  案例一：先驅試驗--掃描資料的可辨識能力	37
1.1  操作目的	37
1.2  操作對象	37
1.3  操作步驟	38
1.4  點雲資料的辨別與測試結果	38
2  案例二：先驅試驗--教室掃描	40
2.1  試驗目的	40
2.2  操作對象	40
2.3  掃描計畫	40
2.4  操作結果	41
3  案例三：研究室掃描	46
3.1  操作目的	46
3.2  操作對象	46
3.3  操作計畫	47
3.4  操作過程及結果說明	47
4  本研究所用掃描器操作之問題陳述與解決辦法	48
4.1  掃描儀器及附屬配件搬運問題	48
4.2  作業中連線中斷	49
4.3  資料結合問題	50
第五章  點雲資料分析	52
1  教師實驗室配置的模式及隨時間所做的調整	52
1.1  研究室RB-701	52
1.2  研究室RB-702	55
1.3  研究室RB-703	57
1.4  研究室RB-704	59
1.5  研究室RB-705	61
1.6  小結	63
2  學生研究室之傢俱設施的異動分析	64
2.1  研究室RB-707	64
2.2  研究室RB-912	69
2.3  研究室3W-611（資工系）	72
2.4  小結	74
3  人體工學以眼睛與螢幕的關係為例	75
3.1  眼睛與螢幕的距離關係	75
3.2  眼睛健康	76
3.3  小結	76
4  環境行為分析	77
4.1  喜好捷徑	77
4.2  隱私（Privacy）	78
4.3  領域性、密度與擁擠	79
4.5  小結	81
5  利用網路幫助設施分析與管理	82
5.1  設施管理系統需求概述	82
5.2  設施管理系統架構	82
5.3  點雲資料的格式及資料容量	83
5.4  使用者介面設計	84
第六章  結論與建議	87
1  結論	87
2  後續研究的課題	89
參考文獻	90
附錄A  設施掃描紀錄	94
附錄B  量測紀錄：眼睛與螢幕的距離	100
附錄C  本研究相關點雲資料處理技術	103
C.1  Cyclone 的操作	103
C.2  手動結合不同時期之Scan World以進行設施異動分析	103
C.3  點雲模型切片取樣分析	108
C.4  Cyclone 操作上所遭遇的問題及可能的解決辦法	112
C.5  點雲融合(Merge)的操作	113
C.6  眼睛與螢幕之關係的分析方法	114

                                

中文文獻：
1. 常懷生，（1995），建築環境心理學，田園城市文化事業有限公司。
2. John Zeisel著, 關華山譯,（1996），研究與設計—環境行為研究的工具Inquiry by Design—Tools for environment-behavior research，田園城市文化事業有限公司。
3. John Zeisel著, 關華山譯,（1990），研究與設計—環境行為的研究INQUIRY BY DESIGN: TOOLS FOR ENVIRONMENT-BEHAVIOR RESEARCH，漢偉出版社。
4. Francis T McAndrew著, 危芷芬譯,（1995），環境心理學Environment Psychology，五南圖書出版有限公司。
5. 沙依仁，（1998），人類行為與社會環境，五南圖書出版有限公司。
6. 拉普普著，施植明譯，（1996），建築環境的意義The Meaning of the Built Environment，田園城市文化事業有限公司。
7. Robert Sommer著，黃健敏譯，（1981），建築設計—環境—心理，北屋出版事業公司。
8. 李玉龍，（1990），人體工學概論，六合出版社。
9. 張一岑，（1997），人因工程學Human factors engineering and ergonomics，揚智文化事業有限公司。
10. Kroemer, Grandjean原著，鄔慎智，藍俊雄，藍天雄，汪慧瑜等人譯（1999），人因工程 Fitting The Task To The Human 5/E，高立圖書有限公司。
11. 林憲德，（1994），現代人的居住環境：The environment of human dwellings in a modern age，胡氏圖書。
12. 龔錦，（1993），人體尺寸與室內空間，博遠出版有限公司。
13. 倪淑真，(2003)，校園休憩設施中座椅的配置與使用行為之研究，碩士論文，台中：私立逢甲大學建築及都市計畫研究所。
14. 陳怡然，(2002)，學校建築中綜合教學大樓用後評估之探討—以逢甲大學商學大樓為例，碩士論文，台中：私立逢甲大學建築及都市計畫研究所。
15. 劉仁武，(2004)，艦艇之操控台之人因工程設計與研究，碩士論文，中原大學工業工程研究所。
16. 湯志民，（1997），學校開放空間的規劃與運用，台北市政府教育局。
17. 黃森田，(2003)，3D雷射掃描在施工過程數位紀錄上之應用，碩士論文，台北：國立台灣科技大學建築研究所。
18. 陳信宏，(2003)，3D雷射掃描在施工變位分析上之應用，碩士論文，台北：國立台灣科技大學建築研究所。
19. 吳敏漳，(2004)，3D雷射掃描於施工進度及流程紀錄上之應用，碩士論文，台北：國立台灣科技大學建築研究所。
20. 林承揚，(2004)，3D雷射掃描在歷史建築數位模型之建構—以台北市大龍峒保安宮為例，碩士論文，台北：國立台灣科技大學建築研究所。
21. 廖才詠，(2004)，3D雷射掃描在歷史建築數位管理系統之應用—以台北市大龍峒保安宮為例，碩士論文，台北：國立台灣科技大學建築研究所。
22. 李兆彬、柯裕倡、黃世昌、阮怡凱，(2005)，工程專案管理(PCM)資訊交換平台系統分析報告書，專案報告，國立台灣科技大學建築研究所。
23. Raymond Mcleod, Jr. George P. Schell,李詩淡等譯，(2004), 管理資訊系統Management Information Systems 9th edition, Pearson Education Taiwan Ltd.
24. 張大鵬、廖慶隆，(1992)，營建工程圖檔管理系統之研究，內政部建築研究所籌備處專題研究計畫成果報告。

參考網頁:
1. 宏碁電子化資訊管理中心 http://www.acer.com.tw/eDC/environment01.htm，2005.
2. 台灣儀器行股份有限公司，http://www.ticgroup.com.tw，2002.

外文文獻：
Dissertations:
1. Yu, K., Froese, T., Grobler F., (2000), “A development framework for data models for computer-intergrated facilities management”, Elsevier Science B.V., Automation in Construction 9, pp.145-167.
2. Wang S. W. and Xie,J.L., (2002), “Integrating Building Management system and facilities management on the Internet”. Elsevier Science B.V., Automation in Construction 11, pp.707-715.
3. Wilken,J. W., (1998), “Facilities Development and Planning Model—A management Tool for The Strategic Planning Process and Application Thereof”, Water Science and Technology Vol. 38, No. 11, pp. 69-76.
4. Scherer, M, (2004), “Intelligent Scanning with Robot-Tacheometer and Image Processing A Low Cost Alternative to 3D Laser Scanning?” FIG Working Week, Athens, Greece, May 22-27.
5. Dinesh K. Pai, Kees van den Doel, Doug L. James, Jochen Lang, John E. Lloyd, Joshua L. Richmond, Som H. Yau, (2001), “Scanning Physical Interaction Behavior of 3D Objects”, Proceedings of the 28th annual conference on Computer graphics and interactive techniques pp.87-96.

6. Shih, N.J., Wu, M.C. and Kunz John, (2004) “The Inspections of As-built Construction Records by 3D Point Clouds”, CIFE Working Paper #090.
7. Jaselskis, E., Andrle, S., Anderson, Bernard, J.E., Bryden, M., (2001), “Virture Reality & Scanning Applications”, 3D Engineering Solutions from Iowa State University.
8. Shih, N.J. and Wang, P.H., (2004) “Using Point Cloud to Inspect the Construction Quality of Wall Finish”, Proceedings of eCAADe in Copenhagen, pp.573-578.
9. Shih, N.J., Lin, C.Y. and Liau, C.Y., (2004), “A 3D Information System for the Digital Preservation of Historical Architecture”, Proceedings of eCAADe in Copenhagen, pp.630-637.
10. Woksepp, S., Tullberg, O., (2001),“Virtual Reality in Construction”, A state of the art report 2001-06-22. http://vrlcb.sm.chalmers.se/publications/woksepp_sota.pdf
11. Mngumi, E. A. and Ruther H., (2004), “Solid Modeling for Heritage Documentation”, Workshop-Archaeological Surveys WSA2 Modeling and Visalization, WSA2.3 Solid Modeling for Heritage Documentation.
12. Wolfart, E., Sequeira,V., and Hogg, D., (1999), “Hybrid Approach to the Construction of Triangulated 3D Models of Building Interiors”, Lecture Notes in Computer Science (LNCS), 1542, pp.489-508. International Conference on Computer Vision Systems (ICVS) 1999, Las Palmas, Gran Canaria, Spain, January 13-15, ISBN 3-540-65459-3
13. Slob, S., and Hack, R., (2004), “3D Terrestrial Laser Scanning as a New Field Measurement and Monitoring Technique”, International Conference on Computer Vision Systems (ICVS) 2004, LNES 104, pp.179-189.
14. Cheok, G.S., Stone, W.C., Lipman, R.R., Witzgall C., Bernal, J., (2000), “NIST Construction Automation Program Report No. 4: Non-Intrusive Scanning Technology for Construction Status determination”, Building and Fire Research Lab. National Institue of Standard and Technology, Gaithersburg, NISTIR 6457.
15. Boehler, W. and Marbs, A., (2004), “3D Scanning and Photogrammetry for Heritage : A Comparison”, Proceedings of the 12th International Conference on Geoinformatics Geospatial Information Research: Bridging the Pacific and Atlantic.
16. Beraldin, J.A., (2004), “Integration of Laser Scanning and Close-Range Photogrammetry - The Last Decade and Beyond”, National Research Council of Canada.
17. Cheok, G.S., Stone, W.C., Lipman, R.R., Witzgall, C., Bernal, J., (2001), “Laser Scanning for Construction Metrology”, Reprinted from the Proceedings of the American Nuclear Society 9th International Topical Meeting on Robotics and Remote Systems. American Nuclear Society, LaGrange Park, IL, March 4-8, 2001, Seattle Washington, paper No. 082.
18. Son, S., Lee, K.H, (2003), “Automated Scan Plan Generation Using STL Meshes for 3D Stripe-Type Laser Scanner”, International Conference on Computational Science and Its Applications (ICCSA), LNCS 2669, pp. 741-750.
19. Andreas Nüchter, Hartmut Surmann, Kai Lingemann, Joachim Hertzberg, (2003), “ Consistent 3D Model Construction with Autonomous Mobile Robots”, Advances in Artificial Intelligence. 26th Annual German Conference on AI, Proceedings Springer, Lecture Notes in Artificial Intelligence (LNAI) vol. 2821 , ISBN 3-540-20059-2, pages 550 - 564,
20. Iavarone, A. and Vagners, D., (2003), “Sensor Fusion: Generation 3D by Combining Airborne and Tripod-Mounted Lidar data”, International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information sciences, Vol. XXXIV-5/w10.
21. Monti, C., (2003), “Laser Scanner Application on Complex Shapes of Architecture Profiles Extraction Processing and 3D Modeling”.
Books:
1. Leonard Krasner,（1980）, “Environmental Design and Human Behavior”, Pergamon Press Inc.
2. Jon Lang,（1974）, “Designing for Human Behavior—Architecture and the Behavioral Sciences”, Dowden Hutchinson & Ross Inc.
3. ChristopherD. Wicken, John D. Lee, Yili Liu, Sallie E. Gordon Becker,（2004）, “An Introduction to Human Factors Engineering”, Pearson Education Inc.
4. Cyra Technologies, Inc., (2000) “Cyclone user’s manual”, Cyra Technologies, Inc., Oakland, CA.
5. 小原二郎等，（1990），建築室內人體工學，鹿島出版社。

Reference of web pages
1. Introduction to Photogrammetry, http://www.univie.ac.at/Luftbildarchiv/wgv/intro.htm, 2005.
2. Anthony P. Ashbrook The Division of Informatics The University of Edinburgh, “An Introduction to Image-Based Rendering of Environments”, http://homepages.inf.ed.ac.uk/rbf/CVonline/LOCAL_COPIES/ASHBROOK1/ashbrook1.html, 2005.
3. Cyra Technologies, http://www.cyra.com, 2005.
4. GPServ, Inc.--The supplier of 3D laser scanner Cyrax 2500, http://www.gpserv.com/html/cyra.html
5. Leica Geosystems, http://gis.leica-geosystems.com//products/, 2005.

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