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公開番号2025119128
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-14
出願番号2024013813
出願日2024-02-01
発明の名称出来形管理装置、出来形管理方法および出来形管理プログラム
出願人株式会社奥村組
代理人弁理士法人翔和国際特許事務所
主分類G01C 15/00 20060101AFI20250806BHJP(測定;試験)
要約【課題】掘削対象領域を正確に画定すること。
【解決手段】出来形管理装置であって、トンネル坑内において、掘削用重機に搭載されたレーザセンサから、位置基準標識としてのリフレクタが設置された、掘削予定の掘削対象領域および掘削対象領域の周辺に走査されたレーザ光の反射光の、反射時間データ、反射方向データおよび反射輝度データを取得する反射光データ取得部と、反射光データに基づいて、リフレクタ候補を特定するリフレクタ候補特定部と、掘削対象領域において、レーザセンサの位置を原点として座標系を設定する座標系設定部と、反射光データから、トンネル側壁を表すデータを抽出して、トンネル側壁を表す数式を導出する数式導出部と、リフレクタ候補からゴーストリフレクタと判定する判定部と、を備える。
【選択図】図2A
特許請求の範囲【請求項１】
トンネル坑内において、掘削用重機に搭載されたレーザセンサから、位置基準標識としてのリフレクタが設置された、掘削予定の掘削対象領域および前記掘削対象領域の周辺に走査されたレーザ光の反射光の、反射時間データ、反射方向データおよび反射輝度データを、反射光データとして取得する反射光データ取得部と、
前記反射光データに基づいて、前記リフレクタであると推定されるリフレクタ候補を特定するリフレクタ候補特定部と、
前記掘削対象領域において、前記レーザセンサの位置を原点として、前記レーザセンサから走査されるレーザ光の左右幅の中心を通るレーザ光に沿う軸をＸ軸とし、前記原点を通り前記Ｘ軸に垂直な軸をＹ軸として座標系を設定する座標系設定部と、
取得した前記反射光データから、トンネル側壁を表す反射光データを抽出して、ＸＹ座標系における、前記トンネル側壁を表す数式を導出する数式導出部と、
前記リフレクタ候補のＸ座標であるＸ１座標に対する前記トンネル側壁のＹ座標であるＹ２座標を前記数式から導出し、前記リフレクタ候補のＹ座標であるＹ１座標と、導出された前記Ｙ２座標と、を比較して、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定するゴーストリフレクタ判定部と、
を備え、
前記ゴーストリフレクタ判定部は、
前記原点から前記トンネル側壁へ向かう方向を前記Ｙ軸の正方向とした場合、
前記Ｙ１座標の座標値が、正の座標値であり、前記Ｙ２座標の座標値よりも大きい場合に、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定し、
前記Ｙ１座標の座標値が、負の座標値であり、前記Ｙ２座標の座標値よりも大きい場合に、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定する出来形管理装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記ゴーストリフレクタ判定部は、特定された前記リフレクタ候補の全てについて、ゴーストリフレクタか否かの判定を繰り返す請求項１に記載の出来形管理装置。
【請求項３】
トンネル坑内において、掘削用重機に搭載されたレーザセンサから、位置基準標識としてのリフレクタが設置された、掘削予定の掘削対象領域および前記掘削対象領域の周辺に走査されたレーザ光の反射光の、反射時間データ、反射方向データおよび反射輝度データを、反射光データとして取得する反射光データ取得ステップと、
前記反射光データに基づいて、前記リフレクタであると推定されるリフレクタ候補を特定するリフレクタ候補特定ステップと、
前記掘削対象領域において、前記レーザセンサの位置を原点として、前記レーザセンサから走査されるレーザ光の左右幅の中心を通るレーザ光に沿う軸をＸ軸とし、前記原点を通り前記Ｘ軸に垂直な軸をＹ軸として座標系を設定する座標系設定ステップと、
取得した前記反射光データから、トンネル側壁を表す前記反射光データを抽出して、ＸＹ座標系における、前記トンネル側壁を表す数式を導出する数式導出ステップと、
前記リフレクタ候補のＸ座標であるＸ１座標に対する前記トンネル側壁のＹ座標であるＹ２座標を前記数式から導出し、前記リフレクタ候補のＹ座標であるＹ１座標と、導出された前記Ｙ２座標と、を比較して、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定するゴーストリフレクタ判定ステップと、
を含み、
前記ゴーストリフレクタ判定ステップにおいて、
前記Ｙ１座標の座標値が、正の座標値であり、前記Ｙ２座標の座標値よりも大きい場合に、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定し、
前記Ｙ１座標の座標値が、負の座標値であり、前記Ｙ２座標の座標値よりも大きい場合に、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定する出来形管理方法。
【請求項４】
トンネル坑内において、掘削用重機に搭載されたレーザセンサから、位置基準標識としてのリフレクタが設置された、掘削予定の掘削対象領域および前記掘削対象領域の周辺に走査されたレーザ光の反射光の、反射時間データ、反射方向データおよび反射輝度データを、反射光データとして取得する反射光データ取得ステップと、
前記反射光データに基づいて、前記リフレクタであると推定されるリフレクタ候補を特定するリフレクタ候補特定ステップと、
前記掘削対象領域において、前記レーザセンサの位置を原点として、前記レーザセンサから走査されるレーザ光の左右幅の中心を通るレーザ光に沿う軸をＸ軸とし、前記原点を通り前記Ｘ軸に垂直な軸をＹ軸として座標系を設定する座標系設定ステップと、
取得した前記反射光データから、トンネル側壁を表す前記反射光データを抽出して、ＸＹ座標系における、前記トンネル側壁を表す数式を導出する数式導出ステップと、
前記リフレクタ候補のＸ座標であるＸ１座標に対する前記トンネル側壁のＹ座標であるＹ２座標を前記数式から導出し、前記リフレクタ候補のＹ座標であるＹ１座標と、導出された前記Ｙ２座標と、を比較して、前記Ｙ１座標が前記Ｙ２座標よりも大きい場合に、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定するゴーストリフレクタ判定ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記ゴーストリフレクタ判定ステップにおいて、
前記Ｙ１座標の座標値が、正の座標値であり、前記Ｙ２座標の座標値よりも大きい場合に、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定し、
前記Ｙ１座標の座標値が、負の座標値であり、前記Ｙ２座標の座標値よりも大きい場合に、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定する出来形管理プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、出来形管理装置、出来形管理方法および出来形管理プログラムに関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
上記技術分野において、特許文献１には、トンネル掘削工事における掘削箇所の出来形を測定するために、掘削箇所にレーザ光を照射して取得した点群データと設計データとからコンター図を生成し、生成したコンター図を格子状に分割して複数の領域を設定する。そして、設定された各領域の４つの交点の座標を点群データから得られる各点の座標データから内挿して算出し、掘削箇所の出来形を計測する技術が開示されている（同文献段落［００１４］～［００３０］等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１５１９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、掘削対象領域を正確に画定することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る出来形管理装置は、
トンネル坑内において、掘削用重機に搭載されたレーザセンサから、位置基準標識としてのリフレクタが設置された、掘削予定の掘削対象領域および前記掘削対象領域の周辺に走査されたレーザ光の反射光の、反射時間データ、反射方向データおよび反射輝度データを、反射光データとして取得する反射光データ取得部と、
前記反射光データに基づいて、前記リフレクタであると推定されるリフレクタ候補を特定するリフレクタ候補特定部と、
前記掘削対象領域において、前記レーザセンサの位置を原点として、前記レーザセンサから走査されるレーザ光の左右幅の中心を通るレーザ光に沿う軸をＸ軸とし、前記原点を通り前記Ｘ軸に垂直な軸をＹ軸として座標系を設定する座標系設定部と、
取得した前記反射光データから、トンネル側壁を表す反射光データを抽出して、ＸＹ座標系における、前記トンネル側壁を表す数式を導出する数式導出部と、
前記リフレクタ候補のＸ座標であるＸ１座標に対する前記トンネル側壁のＹ座標であるＹ２座標を前記数式から導出し、前記リフレクタ候補のＹ座標であるＹ１座標と、導出された前記Ｙ２座標と、を比較して、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定するゴーストリフレクタ判定部と、
を備え、
前記ゴーストリフレクタ判定部は、
前記原点から前記トンネル側壁へ向かう方向を前記Ｙ軸の正方向とした場合、
前記Ｙ１座標の座標値が、正の座標値であり、前記Ｙ２座標の座標値よりも大きい場合に、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定し、
前記Ｙ１座標の座標値が、負の座標値であり、前記Ｙ２座標の座標値よりも大きい場合に、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定する。
【０００６】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る出来形管理方法は、
トンネル坑内において、掘削用重機に搭載されたレーザセンサから、位置基準標識としてのリフレクタが設置された、掘削予定の掘削対象領域および前記掘削対象領域の周辺に走査されたレーザ光の反射光の、反射時間データ、反射方向データおよび反射輝度データを、反射光データとして取得する反射光データ取得ステップと、
前記反射光データに基づいて、前記リフレクタであると推定されるリフレクタ候補を特定するリフレクタ候補特定ステップと、
前記掘削対象領域において、前記レーザセンサの位置を原点として、前記レーザセンサから走査されるレーザ光の左右幅の中心を通るレーザ光に沿う軸をＸ軸とし、前記原点を通り前記Ｘ軸に垂直な軸をＹ軸として座標系を設定する座標系設定ステップと、
取得した前記反射光データから、トンネル側壁を表す前記反射光データを抽出して、ＸＹ座標系における、前記トンネル側壁を表す数式を導出する数式導出ステップと、
前記リフレクタ候補のＸ座標であるＸ１座標に対する前記トンネル側壁のＹ座標であるＹ２座標を前記数式から導出し、前記リフレクタ候補のＹ座標であるＹ１座標と、導出された前記Ｙ２座標と、を比較して、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定するゴーストリフレクタ判定ステップと、
を含み、
前記ゴーストリフレクタ判定ステップにおいて、
前記Ｙ１座標の座標値が、正の座標値であり、前記Ｙ２座標の座標値よりも大きい場合に、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定し、
前記Ｙ１座標の座標値が、負の座標値であり、前記Ｙ２座標の座標値よりも大きい場合に、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定する。
【０００７】
さらに、上記目的を達成するため、本発明に係る出来形管理プログラムは、
トンネル坑内において、掘削用重機に搭載されたレーザセンサから、位置基準標識としてのリフレクタが設置された、掘削予定の掘削対象領域および前記掘削対象領域の周辺に走査されたレーザ光の反射光の、反射時間データ、反射方向データおよび反射輝度データを、反射光データとして取得する反射光データ取得ステップと、
前記反射光データに基づいて、前記リフレクタであると推定されるリフレクタ候補を特定するリフレクタ候補特定ステップと、
前記掘削対象領域において、前記レーザセンサの位置を原点として、前記レーザセンサから走査されるレーザ光の左右幅の中心を通るレーザ光に沿う軸をＸ軸とし、前記原点を通り前記Ｘ軸に垂直な軸をＹ軸として座標系を設定する座標系設定ステップと、
取得した前記反射光データから、トンネル側壁を表す前記反射光データを抽出して、ＸＹ座標系における、前記トンネル側壁を表す数式を導出する数式導出ステップと、
前記リフレクタ候補のＸ座標であるＸ１座標に対する前記トンネル側壁のＹ座標であるＹ２座標を前記数式から導出し、前記リフレクタ候補のＹ座標であるＹ１座標と、導出された前記Ｙ２座標と、を比較して、前記Ｙ１座標が前記Ｙ２座標よりも大きい場合に、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定するゴーストリフレクタ判定ステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記ゴーストリフレクタ判定ステップにおいて、
前記Ｙ１座標の座標値が、正の座標値であり、前記Ｙ２座標の座標値よりも大きい場合に、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定し、
前記Ｙ１座標の座標値が、負の座標値であり、前記Ｙ２座標の座標値よりも大きい場合に、前記リフレクタ候補をゴーストリフレクタと判定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、掘削対象領域を正確に画定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の第１実施形態に係る出来形管理装置の概要を説明するための図である。
本発明の第１実施形態に係る出来形管理装置の構成を説明するためのブロック図である。
本発明の第１実施形態に係る出来形管理装置によるゴーストリフレクタの判定を説明するための図である。
本発明の第１実施形態に係る出来形管理装置が有する反射強度テーブルの一例を説明するための図である。
本発明の第１実施形態に係る出来形管理装置のハードウェア構成を説明するための図である。
本発明の第１実施形態に係る出来形管理装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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