(57)【要約】【課題】計測範囲を移動しながら埋設物を計測する際の計測効率を向上させる。【解決手段】電磁波装置１２が計測範囲を移動しながら埋設物を計測する際に、推定部２２が、構造物の外部かつ計測部周辺の３次元マップ、及び３次元マップにおける自己位置を推定し、指示部２４が、３次元マップにおいて自装置が計測済みの領域を特定すると共に、未計測の領域を計測するための移動方向を指示する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測範囲を移動しながら埋設物を計測する計測部と、
前記計測部周辺の３次元マップ、及び前記３次元マップにおける前記計測部の位置を推定する推定部と、
前記３次元マップにおいて前記計測部が計測済みの領域を特定すると共に、前記計測部が未計測の領域を計測するための移動方向を指示する指示部と、
を含む埋設物計測装置。
【請求項２】
前記指示部は、前記推定部により推定された前記計測部の位置、及び前記計測部の計測幅に基づいて、前記３次元マップにおいて前記計測部が計測済みの領域を特定し、前記計測部が計測済みの領域を前記未計測の領域とは異なる態様で表した画面を表示装置に表示する請求項１に記載の埋設物計測装置。
【請求項３】
前記指示部は、前記推定部で推定された前記計測部の位置から、前記計測部の計測幅の端部と前記計測済みの領域との重複幅が所定範囲内となるように前記計測部を移動させる場合の移動方向を前記３次元マップに描画した画面を表示装置に表示する請求項１又は請求項２に記載の埋設物計測装置。
【請求項４】
前記指示部は、前記計測部による計測中に、前記計測部の計測幅の端部と前記計測済みの領域との重複幅が所定値以下となった場合に、警告を行う請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の埋設物計測装置。
【請求項５】
前記指示部は、所定範囲内に前記未計測の領域が残っているかをチェックする機能を持つ請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の埋設物計測装置。
【請求項６】
前記計測部は、計測面の各位置において、前記計測面から内部方向へ照射した電磁波の反射波の強度を計測する請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の埋設物計測装置。
【請求項７】
前記計測部により前記各位置で計測された電磁波の反射波の強度を、前記推定部により推定された前記計測部の位置に基づいて３次元化した画像を生成する生成部を更に含む請求項６に記載の埋設物計測装置。
【請求項８】
前記生成部は、生成した前記３次元化した画像と、前記推定部により推定された３次元マップとの位置合せを行い、計測面の内外を示す３次元画像を生成する請求項７に記載の埋設物計測装置。
【請求項９】
前記生成部は、前記３次元マップが示す構造物表面の高さ又は傾きに応じて、前記３次元化した画像を補正する請求項８に記載の埋設物計測装置。
【請求項１０】
計測部が、計測範囲を移動しながら埋設物を計測し、
推定部が、前記計測部周辺の３次元マップ、及び前記３次元マップにおける前記計測部の位置を推定し、
指示部が、前記３次元マップにおいて前記計測部が計測済みの領域を特定すると共に、前記計測部が未計測の領域を計測するための移動方向を指示する
埋設物計測方法。
【請求項１１】
コンピュータを、
計測部が計測範囲を移動しながら埋設物を計測する場合において、前記計測部周辺の３次元マップ、及び前記３次元マップにおける前記計測部の位置を推定する推定部、及び、
前記３次元マップにおいて前記計測部が計測済みの領域を特定すると共に、前記計測部が未計測の領域を計測するための移動方向を指示する指示部
として機能させるための埋設物計測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋設物計測装置、方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、地中に埋設されている埋設管の工事を行う場合、埋設管の位置などの情報が記録された台帳を参照するが、台帳の記録と実際とで埋設管の位置が異なる場合がある。埋設管の工事の際に、埋設管の破損事故の防止や、作業の効率化の観点から、事前に埋設位置を正確に把握しておくことが望ましい。
【０００３】
埋設管などの埋設物の計測に関し、例えば、管部材の管種を非破壊で判別する管種判別装置が提案されている。この装置は、埋設管に向けて電磁波を発信する送信アンテナと、埋設管からの反射電磁波を受信する受信アンテナと、受信アンテナの受信信号を所要の通りに処理する信号演算処理手段と、信号演算処理手段の処理信号を利用して埋設管の管種を非破壊で判定する管種判定手段とを具備する。そして、信号演算処理手段は、埋設管の管下底面からの反射電磁波を処理し、送信アンテナから送信された後受信アンテナに受信されるまでの伝搬時間を演算し、管種判定手段は電磁波の伝搬時間に基づいて管種を非破壊で判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２８５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
広範な計測範囲を計測する場合、計測装置を移動させながら各地点で計測を行う必要があるが、計測範囲を漏れなく計測するため、及び、どの地点での計測データかを正確に把握するために、従来の現地計測では、路面などの計測面に計測位置の目印となる計測線を事前に描いておく作業（以下、「測線設定作業」という）が必要である。この測線設定作業が、現地計測時間の約５０％程度を占める状況となっており、計測効率の低下を招いている。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、計測範囲を移動しながら埋設物を計測する際の計測効率を向上させることができる埋設物計測装置、方法、及びプログラム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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る埋設物計測装置は、計測範囲を移動しながら埋設物を計測する計測部と、前記計測部周辺の３次元マップ、及び前記３次元マップにおける前記計測部の位置を推定する推定部と、前記３次元マップにおいて前記計測部が計測済みの領域を特定すると共に、前記計測部が未計測の領域を計測するための移動方向を指示する指示部と、を含んで構成されている。
【０００８】
本発明に係る埋設物計測装置によれば、計測部が、計測範囲を移動しながら埋設物を計測する際に、推定部が、計測部周辺の３次元マップ、及び３次元マップにおける計測部の位置を推定し、指示部が、３次元マップにおいて計測部が計測済みの領域を特定すると共に、計測部が未計測の領域を計測するための移動方向を指示する。これにより、計測の事前処理として、構造物表面にマーカなどで計測線を設定する等の作業を要することなく、計測範囲を移動しながら埋設物を計測する際の計測効率を向上させることができる。
【０００９】
また、前記指示部は、前記推定部により推定された前記計測部の位置、及び前記計測部の計測幅に基づいて、前記３次元マップにおいて前記計測部が計測済みの領域を特定し、前記計測部が計測済みの領域を前記未計測の領域とは異なる態様で表した画面を表示装置に表示することができる。計測済みの領域が明示的に表示されることにより、未計測の領域を計測するための移動方向の把握が容易になる。
【００１０】
また、前記指示部は、前記推定部で推定された前記計測部の位置から、前記計測部の計測幅の端部と前記計測済みの領域との重複幅が所定範囲内となるように前記計測部を移動させる場合の移動方向を前記３次元マップに描画した画面を表示装置に表示することができる。また、前記指示部は、前記計測部による計測中に、前記計測部の計測幅の端部と前記計測済みの領域との重複幅が所定値以下となった場合に、警告を行うことができる。また、前記指示部は、所定範囲内に前記未計測の領域が残っているかをチェックすることができる。これにより、漏れなく、かつ効率良く計測を行うことができる。
【００１１】
また、前記計測部は、計測面の各位置において、前記計測面から内部方向へ照射した電磁波の反射波の強度を計測することができる。これにより、埋設物の埋設位置などの情報が得られる。
【００１２】
また、本発明に係る埋設物計測装置は、前記計測部により前記各位置で計測された電磁波の反射波の強度を、前記推定部により推定された前記計測部の位置に基づいて３次元化した画像を生成する生成部を更に含むことができる。これにより、構造物の内部の情報を３次元で再現することができる。
【００１３】
また、前記生成部は、生成した前記３次元化した画像と、前記推定部により推定された３次元マップとの位置合せを行い、計測面の内外を示す３次元画像を生成することができる。これにより、例えば、埋設位置が特定された埋設物に対する作業を行う場合などに、作業のし易さや障害物などを周辺の状況から把握することができる。
【００１４】
また、前記生成部は、前記３次元マップが示す計測面の高さ又は傾きに応じて、前記３次元化した画像を補正することができる。これにより、埋設物をより精度良く再現することができる。
【００１５】
また、本発明に係る埋設物計測方法は、計測部が、計測範囲を移動しながら埋設物を計測し、推定部が、前記計測部周辺の３次元マップ、及び前記３次元マップにおける前記計測部の位置を推定し、指示部が、前記３次元マップにおいて前記計測部が計測済みの領域を特定すると共に、前記計測部が未計測の領域を計測するための移動方向を指示する方法である。
【００１６】
また、本発明に係る埋設物計測プログラムは、コンピュータを、計測部が計測範囲を移動しながら埋設物を計測する場合において、前記計測部周辺の３次元マップ、及び前記３次元マップにおける前記計測部の位置を推定する推定部、及び、前記３次元マップにおいて前記計測部が計測済みの領域を特定すると共に、前記計測部が未計測の領域を計測するための移動方向を指示する指示部として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る埋設物計測装置、方法、及びプログラムによれば、計測部周辺の３次元マップ、及び３次元マップにおける計測部の位置を推定し、３次元マップにおいて計測部が計測済みの領域を特定すると共に、計測部が未計測の領域を計測するための移動方向を指示することにより、計測範囲を移動しながら埋設物を計測する際の計測効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】埋設物計測装置の外観斜視図である。
【図２】埋設物計測装置の正面図及び側面図である。
【図３】反射応答波形の検出を説明するための図である。
【図４】１グリッドにつき検出される反射応答波形の一例を示す図である。
【図５】処理部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図６】処理部の機能構成の例を示すブロック図である。
【図７】３Ｄマップの一例を示す図である。
【図８】計測済み領域、計測予測線、及び移動方向の特定を説明するための図である。
【図９】ナビ画面の一例を示す図である。
【図１０】水平方向、横断方向、及び縦断方向の反射波強度画像を説明するための図である。
【図１１】水平方向、横断方向、及び縦断方向の反射波強度画像の一例を示す図である。
【図１２】地中解析画像の一例を示す図である。
【図１３】地中・地上結合画像の一例を示す図である。
【図１４】ナビゲーション処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】解析処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
本実施形態では、道路構造物内に埋設された埋設管の埋設位置を計測する場合について説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る埋設物計測装置１０の外観斜視図、図２は、正面図及び側面図である。図１及び図２に示すように、埋設物計測装置１０は、電磁波装置１２と、レーザスキャナ１６と、カラーカメラ１８と、処理部２０とを含み、これらの各構成が手押し車３０に載置され、埋設物計測装置１０全体が移動可能に構成されている。
【００２２】
電磁波装置１２は、埋設物計測装置１０の移動方向に直交するライン上に複数設けられた電磁波照射部及び受信部を備える。図３に示すように、電磁波装置１２は、道路表面の計測範囲９５移動方向に走査しながら、道路表面から地中方向（深さ方向）へ電磁波を照射し、その反射波を受信する。これにより、計測範囲９５の各グリッドについて、深度に応じた反射波強度を検出する。深度に応じた反射波強度は、１グリッドにつき、図４に示すような反射応答波形の形で検出される。１グリッドは、例えば、１ｃｍ×１ｃｍであり、１ライン幅は１．０ｍとすることができる。この場合、１ラインにつき１００グリッド分の反射応答波形が検出される。
【００２３】
深度は、電磁波の照射から反射波の受信までの時間に対応する。図４に示すような反射応答波形から、所望の各深度に対応した反射波強度を抽出することにより、道路構造物の深さ毎の反射波強度が得られる。すなわち、道路表面に対して２次元に設定される各グリッドについて反射応答波形が検出され、検出された反射応答波形から、深さ方向に複数の反射波強度の値が得られることにより、計測範囲９５において、３次元の反射波強度が得られることになる。
【００２４】
電磁波装置１２は、取得した各グリッドについての反射応答波形（深度に応じた反射波強度）の情報を計測データとして処理部２０へ出力する。なお、電磁波装置１２は、本発明の計測部の一例である。
【００２５】
レーザスキャナ１６は、水平方向及び垂直方向に走査しながらレーザを照射し、レーザが埋設物計測装置１０の周辺物体の各点で反射し返ってくるまでの時間を測定し、ＴＯＦ（Time of Flight）方式により、レーザの照射から帰ってくるまでの時間を距離に換算する。レーザスキャナ１６は、レーザの照射角度と各点までの距離とに基づいて、各点の３次元座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を算出し、３次元（３Ｄ）点群データを処理部２０へ出力する。
【００２６】
カラーカメラ１８は、カラー画像を撮影可能なカメラで、好ましくは、３６０°カメラなど、埋設物計測装置１０の周辺を広画角で撮影可能なカメラである。カラーカメラ１８は、撮影したカラー画像を処理部２０へ出力する。
【００２７】
処理部２０は、パーソナルコンピュータやタブレット端末等の情報処理装置である。図５は、処理部２０のハードウェア構成を示すブロック図である。図５に示すように、処理部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４２、メモリ４４、記憶装置４６、入力装置４８、出力装置５０、光ディスク駆動装置５２、及び通信Ｉ／Ｆ（Interface）５４を有する。各構成は、バスを介して相互に通信可能に接続されている。
【００２８】
記憶装置４６には、後述するナビゲーション処理及び解析処理を含む埋設物計測処理を実行するための埋設物計測プログラムが格納されている。ＣＰＵ４２は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各構成を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ４２は、記憶装置４６からプログラムを読み出し、メモリ４４を作業領域としてプログラムを実行する。ＣＰＵ４２は、記憶装置４６に記憶されているプログラムに従って、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。
【００２９】
メモリ４４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）により構成され、作業領域として一時的にプログラム及びデータを記憶する。記憶装置４６は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。
【００３０】
入力装置４８は、例えば、キーボードやマウス等の、各種の入力を行うための装置である。出力装置５０は、例えば、ディスプレイやプリンタ等の、各種の情報を出力するための装置である。出力装置５０として、タッチパネルディスプレイを採用することにより、入力装置４８として機能させてもよい。光ディスク駆動装置５２は、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）又はブルーレイディスクなどの各種の記録媒体に記憶されたデータの読み込みや、記録媒体に対するデータの書き込み等を行う。
【００３１】
通信Ｉ／Ｆ５４は、他の機器と通信するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ又はＷｉ−Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられる。
【００３２】
図６は、埋設物計測装置１０の機能構成の例を示すブロック図である。図６に示すように、埋設物計測装置１０は、機能構成として、推定部２２と、指示部２４と、生成部２８とを含む。また、埋設物計測装置１０の記憶領域の一部は、３Ｄマップ・計測データ記憶部２６として機能する。各機能構成は、ＣＰＵ４２が記憶装置４６に記憶された埋設物計測プログラムを読み出し、メモリ４４に展開して実行することにより実現される。
【００３３】
推定部２２は、道路構造物の外部（地上）かつ埋設物計測装置１０周辺の３Ｄマップ、及び３Ｄマップにおける埋設物計測装置１０の位置を推定する。具体的には、推定部２２は、レーザスキャナ１６から出力された３Ｄ点群データを取得し、所定の形状データとマッチングして、例えば図７に示すような、埋設物計測装置１０周辺の３次元形状を示す３Ｄマップを推定する。また、推定部２２は、取得した３Ｄ点群データに基づいて、３Ｄマップで表される３次元空間における自己位置（図７中の楕円部）を推定する。推定部２２は、３Ｄマップ及び自己位置の推定に、例えばＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）の技術を用いることができる。
【００３４】
推定部２２は、推定した３Ｄマップ及び自己位置の情報を、３Ｄマップ・計測データ記憶部２６に記憶すると共に、指示部２４へ受け渡す。
【００３５】
指示部２４は、推定部２２から受け渡された３Ｄマップにおいて、埋設物計測装置１０が計測済みの領域を特定すると共に、埋設物計測装置１０が未計測の領域を計測するための移動方向を指示する。
【００３６】
具体的には、指示部２４は、推定部２２により推定された埋設物計測装置１０の自己位置の移動軌跡、及び埋設物計測装置１０の計測幅に基づいて、図８に示すように、３Ｄマップにおいて埋設物計測装置１０が計測済みの領域、すなわち計測済み領域を特定する。なお、図８では、説明を簡単にするため、３Ｄマップが示す埋設物計測装置１０周辺を２次元平面で表している。
【００３７】
指示部２４は、例えば、図８に示すように、推定部２２で推定された埋設物計測装置１０の自己位置から、計測幅の端部と計測済み領域との重複幅が所定範囲内となるように埋設物計測装置１０を移動させる場合の計測予測線及び移動方向を特定する。
【００３８】
指示部２４は、カラーカメラ１８からカラー画像を取得し、３Ｄマップとの間で画像の特徴点をマッチングさせて、個々の点群に実画像のカラー情報を付与し、３Ｄマップをカラー化する。これにより、３Ｄマップの再現性が向上する。そして、指示部２４は、カラー化した３Ｄマップにおいて、計測済み領域を未計測領域とは異なる態様で表すと共に、特定した計測予測線及び移動方向を描画したナビゲーション画面（以下、略して「ナビ画面」ともいう）を生成し、出力装置５０である表示装置に表示する。図９に、ナビ画面の一例を示す。図９の例では、計測済み領域を塗り潰すことにより、未計測領域と識別可能な態様で表示している。また、図９の例では、埋設物計測装置１０を移動させる作業員を模したイラストも描画されている例を示している。
【００３９】
作業員が、このナビ画面で指示された移動方向に計測予測線に沿うように埋設物計測装置１０を移動させることで、測線設定作業を必要とすることなく、計測範囲９５に対して、漏れなく、かつ効率的な計測を行うことができる。
【００４０】
また、指示部２４は、上記のナビ画面の表示に代えて、又は、ナビ画面の表示と共に、埋設物計測装置１０による計測中に、計測幅の端部と計測済み領域との重複幅が所定値以下となった場合に、音声メッセージやビープ音等で警告を出力するようにしてもよい。また、指示部２４は、未計測領域の確認の指示、又は計測終了の指示を受け付けた場合に、計測範囲９５内に未計測領域が残っているか否かのチェックを行い、残っている場合には、その旨の警告を行うようにしてもよい。
【００４１】
３Ｄマップ・計測データ記憶部２６には、上述したように、推定部２２で推定された３Ｄマップ及び自己位置の情報が記憶される。なお、推定部２２で推定された３Ｄマップに代えて、指示部２４でカラー化された３Ｄマップを３Ｄマップ・計測データ記憶部２６に記憶するようにしてもよい。３Ｄマップ及び自己位置の情報には、その３Ｄマップを推定する際に用いられた３Ｄ点群データの計測時刻が対応付けて記憶される。
【００４２】
さらに、３Ｄマップ・計測データ記憶部２６には、電磁波装置１２で計測された計測データ（各グリッドについての反射応答波形）が計測時刻と対応付けて記憶される。３Ｄマップ、自己位置の情報（軌跡）、及び計測データに対応付けられる計測時刻は、電磁波装置１２及びレーザスキャナ１６でＧＰＳ（Global Positioning System）時計の時刻を用いるなどして、相互に同期が取れるようにする。
【００４３】
生成部２８は、３Ｄマップ・計測データ記憶部２６に記憶された計測データを自己位置の情報を基にして３次元化した地中解析画像を生成する。具体的には、生成部２８は、計測データ、すなわち、電磁波装置１２で計測された各グリッドについての反射応答波形から、所望の深度毎に反射波強度を抽出し、反射波強度を画素値に変換し、各グリッドに対応する画素を平面結合処理することにより、反射波強度画像を生成する。
【００４４】
上述したように、電磁波装置１２から出力される各グリッドの反射応答波形の情報は、３次元の反射波強度を表すため、この情報を用いて、生成部２８は、図１０に示すように、水平方向（深度方向）に複数の反射波強度画像、横断方向（埋設物計測装置１０の移動方向）に複数の反射波強度画像、及び縦断方向（計測範囲９５の幅方向）に複数の反射波強度画像を生成することができる。生成部２８は、各反射波強度画像が各方向に沿ったどの位置に相当するかを自己位置の情報に基づいて特定する。各方向の反射波強度画像の一例を図１１に示す。
【００４５】
生成部２８は、各方向の複数の反射波強度画像に基づいて、埋設管の３次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）を特定し、特定した位置を管径中心とする。また、生成部２８は、埋設管の設計情報又は台帳情報から得られる埋設管の種類及び管径の情報と、特定した管径中心とに基づいて、図１２に示すように、各埋設管の３次元形状を再現すると共に、埋設管の種類に応じて色分けした３次元の地中解析画像を生成する。
【００４６】
また、生成部２８は、地中解析画像と３Ｄマップとの位置合せを行って結合し、道路構造物内外を示す３次元の地中・地上結合画像を生成する。具体的には、計測現地と、計測データ及び３Ｄマップとから共通に得られる、例えばマンホールなどの固定された構造物を基準点として、少なくとも３点定めておく。生成部２８は、この基準点を、３Ｄマップと地中解析画像とで一致させることで、３Ｄマップと地中解析画像との位置合せを行う。
【００４７】
また、生成部２８は、３Ｄマップが示す道路表面の高さ又は傾きに応じて、地中解析画像を補正する。３Ｄマップは地形等の高さ情報を持つため、地表面の傾き及び高さが表現される。一方、電磁波装置１２の計測データから生成された地中解析画像が地表面の傾き及び高さの情報を持たない場合、地表面の地形の再現ができないため、３Ｄマップと地中解析画像とを結合する際に、地表面の傾き及び高さを一致させる処理が必要となる。例えば、生成部２８は、３Ｄマップと地中解析画像とで水平位置を合わせた後、３次元の地中解析画像から得られる埋設管の変化点における直上の３Ｄマップの地表面高さを基準として、埋設管の深度を地表面の形状に合わせて修正する。
【００４８】
生成部２８は、生成した３次元の地中解析画像、及び地中・地上結合画像を表示装置に表示する。
【００４９】
次に、本実施形態に係る埋設物計測装置１０の作用について説明する。
【００５０】
計測現地において、埋設物計測装置１０を移動させながら、電磁波装置１２で計測される計測データを取得し、３Ｄマップ・計測データ記憶部２６に順次記憶する。そして、計測データの計測と連動して、処理部２０において、図１４に示すナビゲーション処理が実行される。なお、電磁波装置１２と処理部２０とをイーサネット（登録商標）で接続し、電磁波装置１２と処理部２０間で、計測開始及び終了等のコマンドのやり取りを行い、ナビゲーション処理を、電磁波装置１２の計測開始及び終了と連動させる。また、計測終了後、計測データの解析が指示されると、処理部２０において、図１５に示す解析処理が実行される。以下、ナビゲーション処理及び解析処理の各々について詳述する。なお、ナビゲーション処理及び解析処理は、本発明の埋設物計測方法の一例である。
【００５１】
まず、ナビゲーション処理について説明する。電磁波装置１２から計測開始のコマンドを受け取ると、図１４に示すナビゲーション処理が開始する。
【００５２】
ステップＳ１２で、推定部２２が、レーザスキャナ１６から出力された３Ｄ点群データを取得し、道路構造物の外部（地上）かつ埋設物計測装置１０周辺の３Ｄマップ、及び３Ｄマップにおける埋設物計測装置１０の位置を推定する。推定部２２は、推定した３Ｄマップ及び自己位置の情報を、３Ｄマップ・計測データ記憶部２６に記憶すると共に、指示部２４へ受け渡す。
【００５３】
次に、ステップＳ１４で、指示部２４が、推定部２２により推定された埋設物計測装置１０の自己位置の移動軌跡、及び埋設物計測装置１０の計測幅に基づいて、３Ｄマップにおいて埋設物計測装置１０が計測済み領域を特定する。
【００５４】
次に、ステップＳ１６で、指示部２４は、例えば、図８に示すように、推定部２２で推定された埋設物計測装置１０の自己位置から、計測幅の端部と計測済み領域との重複幅が所定範囲内となるように埋設物計測装置１０を移動させる場合の計測予測線及び移動方向を特定する。
【００５５】
次に、ステップＳ１８で、指示部２４が、カラーカメラ１８からカラー画像を取得し、３Ｄマップとの間で画像の特徴点をマッチングさせて、個々の点群に実画像のカラー情報を付与し、３Ｄマップをカラー化する。
【００５６】
次に、ステップＳ２０で、指示部２４が、カラー化した３Ｄマップにおいて、計測済み領域を未計測領域とは異なる態様で表すと共に、特定した計測予測線及び移動方向を描画したナビ画面を生成し、表示装置に表示する。
【００５７】
次に、ステップＳ２２で、推定部２２が、電磁波装置１２から計測終了のコマンドを受け取ったか否かを判定することにより、計測が終了したか否かを判定する。計測が終了していない場合には、ステップＳ１２に戻り、計測が終了した場合には、ナビゲーション処理を終了する。
【００５８】
次に、解析処理について説明する。処理部２０において、計測データの解析開始のコマンドが入力されると、図１５に示す解析処理が開始する。
【００５９】
ステップＳ３２で、生成部２８が、３Ｄマップ・計測データ記憶部２６に記憶された計測データを読み込む。
【００６０】
次に、ステップＳ３４で、生成部２８が、計測データ、すなわち、電磁波装置１２で計測された各グリッドについての反射応答波形から、水平方向、横断方向、及び縦断方向の各方向の反射波強度画像を生成する。生成部２８は、各反射波強度画像が各方向に沿ったどの位置に相当するかを自己位置の情報に基づいて特定し、反射波強度画像を３次元化する。そして、生成部２８が、各方向の複数の反射波強度画像に基づいて特定した管径中心と、埋設管の設計情報又は台帳情報から得られる埋設管の種類及び管径の情報とに基づいて、各埋設管の３次元形状を再現すると共に、埋設管の種類に応じて色分けした３次元の地中解析画像を生成する。
【００６１】
次に、ステップＳ３６で、生成部２８が、３Ｄマップ・計測データ記憶部２６に記憶された３Ｄマップを読み込む。
【００６２】
次に、ステップＳ３８で、生成部２８が、予め定めた３つ以上の基準点を、３Ｄマップと地中解析画像とで一致させることで、３Ｄマップと地中解析画像との位置合せを行う。そして、生成部２８が、地中解析画像から得られる埋設管の変化点における直上の３Ｄマップの地表面高さを基準として、埋設管の深度を地表面の形状に合わせて修正し、地中解析画像と３Ｄマップとを結合した地中・地上結合画面を生成する。
【００６３】
次に、ステップＳ４０で、生成部２８が、生成した３次元の地中解析画像、及び地中・地上結合画像を表示装置に表示し、解析処理は終了する。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態に係る埋設物計測装置は、自装置周辺の３Ｄマップ及び自己位置を推定し、推定結果に基づいて計測済み領域を特定すると共に、未計測領域を計測するための移動方向を指示する。これにより、計測範囲を移動しながら埋設物を計測する際の計測効率を向上させることができる。
【００６５】
なお、東京都では、無電柱化推進条例が平成２９年９月１日から施行され、都内の無電柱化事業の動向が加速しており、また、国や他の政令指定都市などにおいても無電柱化事業の促進が図られている。本実施形態に係る埋設物計測装置によれば、埋設物を立体的に把握することができ、例えば、道路構造物内部に埋設された実際の埋設管の位置が特定でき、無電柱化事業の促進の一助となる。
【００６６】
また、本実施形態では、未計測領域を計測するための移動方向を指示するナビ画面を表示することで、測線設定作業が不要となり、計測者の現地計測にかかる知識や経験が不要となることも期待される。これにより、計測作業の更なる効率化が図れる。特に、本実施形態のように、計測データを３次元化する場合、計測データの位置情報を正確に把握する必要性があること、及び計測データの３次元化を前提とした測線設定作業にはノウハウが必要となることから、現地計測者がこの知識と経験を有していなければならない。しかし、本実施形態に係る埋設物計測装置によれば、測線設定作業を省略することで、計測効率が向上し、計測対象範囲の拡大化が図れ、より多くの現場へ計測サービスの提供が可能となる。
【００６７】
なお、上記実施形態では、自装置周辺の３Ｄマップ及び自己位置の推定に、レーザスキャンで計測された３Ｄ点群データを用いる場合について説明したが、距離画像カメラやステレオカメラを用いて３Ｄ点群データを取得してもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、３Ｄマップに計測済み領域、移動方向、計測予測線等を描画したナビ画面を表示する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、カメラで撮影している映像内に、ＡＲ（Augmented Reality）やＭＲ（Mixed Reality）表示で、これらの描画を重畳してもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、３Ｄマップ及び自己位置の推定にＳＬＡＭの技術を用いる場合について説明したが、これは、街中などでＧＰＳの位置精度が不安定な場合や、障害物などが多くトータルステーションの自動追尾機能での位置情報取得が安定して行えない場合に有効である。逆に、周辺に構造物、建造物等がない見通しの良い計測場所の場合は、ＳＬＡＭの効果が発揮できなくなるため、ＧＰＳなどのＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）装置や、トータルステーションの自動追尾機能を活用してもよい。
【００７０】
また、上記実施形態では、道路構造物内部に埋設された埋設管を計測する場合について説明したが、これに限定されず、橋梁床版内の計測や遺跡調査などにも適用可能である。また、地中に埋設された埋設物に限らず、壁面に埋設された埋設物に対しても、本発明を適用することができる。
【００７１】
また、上記実施形態では、手押し車に電磁波装置、レーザスキャナ、処理部等が載置された埋設物計測装置について説明したが、これらの各構成を車両に搭載した構成としてもよいし、作業員が手持ちで計測可能な構成としてもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、ナビゲーション処理を実行するための推定部及び指示部と、解析処理を実行するための生成部とが、１つのコンピュータで構成されている場合について説明したが、推定部及び指示部と、生成部とを別々のコンピュータで構成してもよい。
【００７３】
また、上記実施形態でＣＰＵがソフトウェア（プログラム）を読み込んで実行したパラメータ同定処理を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Programmable Logic Device）、及びＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、埋設物計測処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。
【００７４】
また、上記実施形態では、埋設物計測プログラムが記憶装置に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１０   埋設物計測装置
１２   電磁波装置
１６   レーザスキャナ
１８   カラーカメラ
２０   処理部
２２   推定部
２４   指示部
２６   ３Ｄマップ・計測データ記憶部
２８   生成部
３０   手押し車
４２   ＣＰＵ
４４   メモリ
４６   記憶装置
４８   入力装置
５０   出力装置
５２   光ディスク駆動装置
５４   通信Ｉ／Ｆ
９５   計測範囲
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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