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公開番号2024046092
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-03
出願番号2022151268
出願日2022-09-22
発明の名称展開図作成装置および展開図作成方法
出願人朝日航洋株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類G01C 15/00 20060101AFI20240327BHJP(測定;試験)
要約【課題】トンネルの実形状に合わせた精度の高い展開図を作成することが可能な展開図作成装置を提供する。
【解決手段】
展開図作成装置は、トンネルの中心軌跡を算出する中心軌跡算出部と、トンネルの壁面を計測した3次元点群データを算出された中心軌跡に基づく2次元平面に配置する座標変換を行う変換部と、変換部により座標変換されたデータに基づいて展開図を生成する展開図生成部とを備える。中心軌跡算出部は、3次元点群データのうちのトンネルの軸方向に対して所定区間毎に含まれる区間点群データを抽出し、抽出した区間点群データを基準面に投影し、投影した区間点群データに基づいてトンネルの所定区間毎の中心点を算出し、算出された中心点に基づいて中心軌跡を算出する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
トンネルの中心軌跡を算出する中心軌跡算出部と、
前記トンネルの壁面を計測した３次元点群データを算出された中心軌跡に基づく２次元平面に配置する座標変換を行う変換部と、
前記変換部により座標変換されたデータに基づいて展開図を生成する展開図生成部とを備え、
前記中心軌跡算出部は、
前記３次元点群データのうちの前記トンネルの軸方向に対して所定区間毎に含まれる区間点群データを抽出し、
抽出した区間点群データを基準面に投影し、
投影した区間点群データに基づいて前記トンネルの所定区間毎の中心点を算出し、
算出された中心点に基づいて前記中心軌跡を算出する、展開図作成装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記変換部は、前記３次元点群データの各々から前記トンネルの中心軌跡に垂線を下ろし、基準位置から垂線の足の位置までの中心軌跡上の通算距離と、垂線の足から基準方向を基準として見た前記３次元点群データの各々の方向角とに基づく２次元平面に配置する座標変換テーブルを生成する、請求項１記載の展開図作成装置。
【請求項３】
前記展開図生成部は、前記座標変換テーブルに基づいて前記３次元点群データに対して各座標軸の座標を２次元平面に配置する座標変換ファイルを生成する、請求項２記載の展開図作成装置。
【請求項４】
前記展開図生成部は、前記トンネルの壁面を撮影して得られた画像の画素のピクセル座標と前記３次元点群データの各々との対応付けを行い、対応する画素値を前記２次元平面における対応する位置に割り当てて展開図を生成する、請求項１記載の展開図作成装置。
【請求項５】
前記３次元点群データは、反射強度値を含み、
前記展開図生成部は、対応する反射強度値を前記２次元平面における対応する位置に割り当てて展開図を生成する、請求項１記載の展開図作成装置。
【請求項６】
前記トンネルの中心軌跡に基づく比較対象となる基準トンネルの３次元点群データを生成するデータ生成部をさらに備え、
前記展開図生成部は、前記データ生成部で生成した基準トンネルの３次元点群データおよび前記変換部により座標変換されたデータに基づいて展開図を生成する、請求項１記載の展開図作成装置。
【請求項７】
トンネルの中心軌跡を算出するステップと、
前記トンネルの壁面を計測した３次元点群データを算出された中心軌跡に基づく２次元平面に配置する座標変換を行うステップと、
前記座標変換されたデータに基づいて展開図を生成するステップとを備え、
前記中心軌跡を算出するステップは、
前記３次元点群データのうちの前記トンネルの進行方向に対して所定区間毎に含まれる区間点群データを抽出するステップと、
抽出した区間点群データを基準面に投影するステップと、
投影した区間点群データに基づいて前記トンネルの所定区間毎の中心点を算出するステップと、
算出された中心点に基づいて前記中心軌跡を算出するステップとを含む、展開図作成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、トンネル壁面の展開図に関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
トンネルの維持管理においては、コンクリートの落下や崩落事故を未然に防ぐため、その覆工面におけるクラック（ひび）や浮き形状、剥がれ、荷重による凹凸変位などの変状について把握することが求められている。しかしながら、トンネルの断面サイズは車両が通行できるほどに大きく、天端部も高いため、一断面の調査を行うだけでも困難であり、ましてトンネル全区間に亘る変状の調査には、膨大な手間を要する。そこで、変状箇所を容易に把握するため、トンネル内壁を撮影して得られる画像を利用する技術が提案されている。具体的には、トンネル内を走行する走行車両からトンネル壁面をカメラで撮影し、その画像を合成して得られる展開図によって変状を評価する技術が種々提案されている（特許文献１－３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第３８６７０２５号公報
特開２０１２－２２０４７１号公報
特開２０１９－２０３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方で、トンネル内を走行する走行車両はトンネル内の左右に偏る可能性があるため、トンネル内をバランスよく解析して展開図を作成するに際しトンネルの中心線を正しく設定することは重要である。
【０００５】
本開示は、トンネルの実形状に合わせた精度の高い展開図を作成することが可能な展開図作成装置および展開図作成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の展開図作成装置は、トンネルの中心軌跡を算出する中心軌跡算出部と、トンネルの壁面を計測した３次元点群データを算出された中心軌跡に基づく２次元平面に配置する座標変換を行う変換部と、変換部により座標変換されたデータに基づいて展開図を生成する展開図生成部とを備える。中心軌跡算出部は、３次元点群データのうちのトンネルの軸方向に対して所定区間毎に含まれる区間点群データを抽出し、抽出した区間点群データを基準面に投影し、投影した区間点群データに基づいてトンネルの所定区間毎の中心点を算出し、算出された中心点に基づいて中心軌跡を算出する。
【０００７】
好ましくは、変換部は、３次元点群データの各々からトンネルの中心軌跡に垂線を下ろし、基準位置から垂線の足の位置までのトンネルの中心軌跡上の通算距離と、垂線の足から見た３次元点群データの各々の方向角とに基づく２次元平面に配置する座標変換テーブルを生成する。
【０００８】
好ましくは、展開図生成部は、座標変換テーブルに基づいて３次元点群データに対して各座標軸の座標を２次元平面に配置する座標変換ファイルを生成する。
【０００９】
好ましくは、展開図生成部は、トンネルの壁面を撮影して得られた画像の画素のピクセル座標と３次元点群データの各々との対応付けを行い、対応する画素値を２次元平面における対応する位置に割り当てて展開図を生成する。
【００１０】
好ましくは、３次元点群データは、反射強度値を含む。展開図生成部は、対応する反射強度値を２次元平面における対応する位置に割り当てて展開図を生成する。
（【００１１】以降は省略されています）

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