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公開番号2024158240
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023073269
出願日2023-04-27
発明の名称座標変換装置、座標変換方法およびプログラム
出願人中央復建コンサルタンツ株式会社
代理人個人,個人
主分類E21D 11/04 20060101AFI20241031BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】より簡便な方法に基づき、トンネルの内周面における対象位置の座標を二次元から三次元に変換することが可能な座標変換装置を提供する。
【解決手段】座標変換装置10は、設定部11、取得部12および変換部13を備える。設定部11では、三次元で与えられ、かつトンネルの中心線形を規定する第1座標を導出する。取得部12では、二次元で与えられ、かつ前記トンネルの内周面における対象位置を特定する第2座標を取得する。変換部13では、前記第1座標を基準として前記第2座標を二次元から三次元に変換する。変換部13では、前記内周面を規定する第1要素と、前記内周面の法線方向を面内方向とする前記トンネルの内空断面における前記中心線形から前記対象位置までの離隔を規定する第2要素とに基づき前記第2座標を二次元から三次元に変換する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
三次元で与えられ、かつトンネルの中心線形を規定する第１座標を導出する設定部と、
二次元で与えられ、かつ前記トンネルの内周面における対象位置を特定する第２座標を取得する取得部と、
前記第１座標を基準として前記第２座標を二次元から三次元に変換する変換部と、を備え、
前記変換部では、前記内周面を規定する第１要素と、前記内周面の法線方向を面内方向とする前記トンネルの内空断面における前記中心線形から前記対象位置までの離隔を規定する第２要素と、に基づき前記第２座標を二次元から三次元に変換する、座標変換装置。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記第１要素は、前記第１座標を中心とする前記トンネルの内空半径を含み、
前記第２要素は、前記内周面に位置する基点から前記対象位置までに至る前記内周面に沿った距離であり、
前記基点は、前記内空断面において前記第１座標を前記内周面に投影することにより設定される、請求項１に記載の座標変換装置。
【請求項３】
前記内空半径は、第１中心を中心とする第１半径と、第２中心を中心とする第２半径と、を含み、
前記第１中心の位置と前記第２中心の位置とは、互いに異なっており、
前記変換部は、前記第１座標を前記第１中心および前記第２中心の各々の座標に置換する置換部を含む、請求項２に記載の座標変換装置。
【請求項４】
コンピュータにより実行される座標変換方法であって、
三次元で与えられ、かつトンネルの中心線形を規定する第１座標を導出する第１ステップと、
二次元で与えられ、かつ前記トンネルの内周面における対象位置を特定する第２座標を取得する第２ステップと、
前記第１座標を基準として前記第２座標を二次元から三次元に変換する第３ステップと、を備え、
前記第３ステップでは、前記内周面を規定する第１要素と、前記内周面の法線方向を面内方向とする前記トンネルの内空断面における前記中心線形から前記対象位置までの離隔を規定する第２要素と、に基づき前記第２座標を二次元から三次元に変換する、座標変換方法。
【請求項５】
コンピュータを、請求項１ないし３のいずれかに記載の座標変換装置として機能させる、プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの内周面における対象位置の座標を変換するための座標変換装置、座標変換方法およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、トンネルの覆工展開図を作成するための手法が開示されている。覆工展開図には、ひび割れなどの変状が記録される。覆工展開図の作成にあたっては、三次元レーザスキャナを用いてトンネル覆工の内周面の形状と、当該内周面に発生した変状とのデータを三次元点群データとして取得する。取得された三次元点群データを適宜処理することにより、変状が記録された覆工展開図をより精度よく、かつ効率よく作成することが可能である。
【０００３】
しかし、特許文献１に開示されている手法によりトンネルの覆工展開図を作成した場合であっても、変状の位置を特定する座標は二次元のままである。ここで、近年では、機械設計の分野のみならず、土木設計の分野においても三次元モデルに基づくより精度の高い設計が広まりつつある。したがって、トンネルの覆工展開図に記録された変状の位置情報においても、二次元座標ではなく三次元座標で管理することがトンネルの効率的・効果的な維持管理を図る上で期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
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】
【０００５】
本発明は、より簡便な方法に基づき、トンネルの内周面における対象位置の座標を二次元から三次元に変換することが可能な座標変換装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面によって提供される座標変換装置は、設定部、取得部および変換部を備える。前記設定部では、三次元で与えられ、かつトンネルの中心線形を規定する第１座標を導出する。前記取得部では、二次元で与えられ、かつ前記トンネルの内周面における対象位置を特定する第２座標を取得する。前記変換部では、前記第１座標を基準として前記第２座標を二次元から三次元に変換する。前記変換部では、前記内周面を規定する第１要素と、前記内周面の法線方向を面内方向とする前記トンネルの内空断面における前記中心線形から前記対象位置までの離隔を規定する第２要素とに基づき前記第２座標を二次元から三次元に変換する。
【０００７】
本発明の実施において好ましくは、前記第１要素は、前記第１座標を中心とする前記トンネルの内空半径を含む。前記第２要素は、前記内周面に位置する基点から前記対象位置までに至る前記内周面に沿った距離である。前記基点は、前記内空断面において前記第１座標を前記内周面に投影することにより設定される。
【０００８】
本発明に実施において好ましくは、前記内空半径は、第１中心を中心とする第１半径と、第２中心を中心とする第２半径とを含む。第１中心の位置と第２中心の位置とは、互いに異なっている。前記変換部は、前記第１座標を前記第１中心および前記第２中心の各々の座標に置換する置換部を含む。
【０００９】
本発明の第２の側面によって提供される座標変換方法は、コンピュータにより実行される座標変換方法であり、第１ステップ、第２ステップおよび第３ステップを備える。前記第１ステップでは、三次元で与えられ、かつトンネルの中心線形を規定する第１座標を導出する。前記第２ステップでは、二次元で与えられ、かつ前記トンネルの内周面における対象位置を特定する第２座標を取得する。前記第３ステップでは、前記第１座標を基準として前記第２座標を二次元から三次元に変換する。前記第３ステップでは、前記内周面を規定する第１要素と、前記内周面の法線方向を面内方向とする前記トンネルの内空断面における前記中心線形から前記対象位置までの離隔を規定する第２要素と、に基づき前記第２座標を二次元から三次元に変換する。
【００１０】
本発明の第３の側面によって提供されるプログラムは、コンピュータを、本発明の第１の側面によって提供される座標変換装置として機能させる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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