(57)【要約】  対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データ（１１）から、電車が走行する軌道を構成するレールを検出するレール検出部（２１）と、検出されたレールに基づいて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準となる基準を設定する基準設定部（２２）と、点群データ（１１）からトロリ線上の点を検出するトロリ線検出部（３０）と、基準を用いて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する高さ偏位計測部（４０）と、を備える。
2017103999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データから、電車が走行する軌道を構成するレールを検出するレール検出部と、
検出された前記レールに基づいて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定する基準設定部と、
前記点群データから前記トロリ線上の点を検出するトロリ線検出部と、
前記基準を用いて、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する高さ偏位計測部と、
を備えることを特徴とするトロリ線計測装置。
【請求項２】
前記基準設定部は、２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面、前記レール面において２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線、および前記軌道中心線上において前記レール面と直交する軌道中心面を求め、前記レール面を第１の基準、前記軌道中心面を第２の基準として前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記高さ偏位計測部は、前記トロリ線上の点と前記第１の基準との距離を前記トロリ線上の点の高さとし、前記トロリ線上の点と前記第２の基準との距離を前記トロリ線上の偏位として計測する、
ことを特徴とする請求項１に記載のトロリ線計測装置。
【請求項３】
前記点群データに複数の軌道についての点が含まれる場合、
前記レール検出部は、軌道ごとに前記レールを検出し、
前記基準設定部は、軌道ごとに前記レール面、前記軌道中心線および前記軌道中心面を求め、軌道ごとの前記第１の基準および前記第２の基準を前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記トロリ線検出部は、軌道ごとに前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測部は、軌道ごとに前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項２に記載のトロリ線計測装置。
【請求項４】
前記基準設定部は、２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面、前記レール面において２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線を求め、前記レール面を第１の基準、前記軌道中心線を第２の基準として前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記高さ偏位計測部は、前記トロリ線上の点と前記第１の基準との距離を前記トロリ線上の点の高さとし、前記第１の基準において前記トロリ線上の点から下ろされた垂線の足と前記第２の基準との距離を前記トロリ線上の偏位として計測する、
ことを特徴とする請求項１に記載のトロリ線計測装置。
【請求項５】
前記点群データに複数の軌道についての点が含まれる場合、
前記レール検出部は、軌道ごとに前記レールを検出し、
前記基準設定部は、軌道ごとに前記レール面および前記軌道中心線を求め、軌道ごとの前記第１の基準および前記第２の基準を前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記トロリ線検出部は、軌道ごとに前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測部は、軌道ごとに前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項４に記載のトロリ線計測装置。
【請求項６】
前記点群データを記憶する記憶部、
を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項７】
前記対象物を３次元計測する測量装置から前記点群データを取得するデータ入力部、
を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項８】
前記高さ偏位計測部で計測された前記トロリ線上の点の高さおよび偏位の計測結果を出力する計測結果出力部、
を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項９】
前記点群データから、前記トロリ線を支持する構成である吊架線、ハンガー線、および金具における、架線上の点、ハンガー線上の点、および金具上の点を検出する支持点検出部、
を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項１０】
レール検出部が、対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データから、電車が走行する軌道を構成するレールを検出するレール検出ステップと、
基準設定部が、検出された前記レールに基づいて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準となる基準を設定する基準設定ステップと、
トロリ線検出部が、前記点群データから前記トロリ線上の点を検出するトロリ線検出ステップと、
高さ偏位計測部が、前記基準を用いて、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する高さ偏位計測ステップと、
を含むことを特徴とするトロリ線計測方法。
【請求項１１】
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面、前記レール面において２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線、および前記軌道中心線上において前記レール面と直交する軌道中心面を求め、前記レール面を第１の基準、前記軌道中心面を第２の基準として前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、前記トロリ線上の点と前記第１の基準との距離を前記トロリ線上の点の高さとし、前記トロリ線上の点と前記第２の基準との距離を前記トロリ線上の偏位として計測する、
ことを特徴とする請求項１０に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１２】
前記点群データに複数の軌道についての点が含まれる場合、
前記レール検出ステップでは、前記レール検出部が、軌道ごとに前記レールを検出し、
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、軌道ごとに前記レール面、前記軌道中心線および前記軌道中心面を求め、軌道ごとの前記第１の基準および前記第２の基準を前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記トロリ線検出ステップでは、前記トロリ線検出部が、軌道ごとに前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、軌道ごとに前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項１１に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１３】
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面、前記レール面において２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線を求め、前記レール面を第１の基準、前記軌道中心線を第２の基準として前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、前記トロリ線上の点と前記第１の基準との距離を前記トロリ線上の点の高さとし、前記第１の基準において前記トロリ線上の点から下ろされた垂線の足と前記第２の基準との距離を前記トロリ線上の偏位として計測する、
ことを特徴とする請求項１０に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１４】
前記点群データに複数の軌道についての点が含まれる場合、
前記レール検出ステップでは、前記レール検出部が、軌道ごとに前記レールを検出し、
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、軌道ごとに前記レール面および前記軌道中心線を求め、軌道ごとの前記第１の基準および前記第２の基準を前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記トロリ線検出ステップでは、前記トロリ線検出部が、軌道ごとに前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、軌道ごとに前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項１３に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１５】
データ入力部が、前記対象物を３次元計測する測量装置から前記点群データを取得するデータ入力ステップ、
を含むことを特徴とする請求項１０から１４のいずれか１項に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１６】
計測結果出力部が、前記高さ偏位計測ステップにおいて計測された前記トロリ線上の点の高さおよび偏位の計測結果を出力する計測結果出力ステップ、
を含むことを特徴とする請求項１０から１５のいずれか１項に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１７】
支持点検出部が、前記トロリ線を支持する構成である吊架線、ハンガー線、および金具における、架線上の点、ハンガー線上の点、および金具上の点を検出する支持点検出ステップ、
を含むことを特徴とする請求項１０から１６のいずれか１項に記載のトロリ線計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トロリ線の位置を計測するトロリ線計測装置およびトロリ線計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電車に電力を供給するトロリ線の位置を計測する装置がある。特許文献１では、設定した範囲内にある計測点の中で低い点のものをトロリ線候補とし、計測装置を搭載した車両の速度およびトロリ線の設置条件に基づいてトロリ線の座標値を算出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４３４１６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、上記従来の技術によれば、車両に搭載された計測装置を基準にしてトロリ線の位置を計測している。そのため、車両が揺れた場合には基準に対するトロリ線の位置を正確に計測できない、という問題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、軌道上に設定された基準に対するトロリ線の高さおよび偏位を計測可能なトロリ線計測装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のトロリ線計測装置は、対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データから、電車が走行する軌道を構成するレールを検出するレール検出部を備える。また、トロリ線計測装置は、検出されたレールに基づいて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定する基準設定部を備える。また、トロリ線計測装置は、点群データからトロリ線上の点を検出するトロリ線検出部を備える。また、トロリ線計測装置は、基準を用いて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する高さ偏位計測部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、軌道上に設定された基準に対するトロリ線の高さおよび偏位を計測できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１にかかるトロリ線計測装置の構成例を示すブロック図
【図２】実施の形態１にかかる記憶部が記憶する点群データで表される３次元計測された対象物の例を示す図
【図３】実施の形態１にかかる記憶部が記憶する点群データの構成例を示す図
【図４】実施の形態１にかかるレール検出部におけるレールを検出する処理のイメージを示す図
【図５】実施の形態１にかかる基準設定部におけるレール面を求める処理のイメージを示す図
【図６】実施の形態１にかかる基準設定部における軌道中心線を求める処理のイメージを示す図
【図７】実施の形態１にかかるレール検出部が保持するレール点のデータの例を示す図
【図８】実施の形態１にかかる基準設定部で求める軌道中心面について、レール面および軌道中心線との関係を示す図
【図９】実施の形態１にかかるトロリ線検出部における記憶部から点群データを抽出する際の抽出領域の例を示す図
【図１０】実施の形態１にかかる高さ偏位計測部において計測されるトロリ線上の点の高さおよび偏位を示す図
【図１１】実施の形態１にかかる高さ偏位計測部で計測されたトロリ線上の点の高さおよび偏位と電車との位置関係を示す図
【図１２】実施の形態１にかかる高さ偏位計測部で計測されたトロリ線上の点の高さおよび偏位のデータを示す図
【図１３】実施の形態１にかかるトロリ線計測装置のトロリ線計測処理を示すフローチャート
【図１４】実施の形態１にかかる軌道計測部における処理を示すフローチャート
【図１５】実施の形態１にかかる高さ偏位計測部においてレールがカーブしている場合に計測されるトロリ線の高さおよび偏位を示す図
【図１６】実施の形態１にかかる基準設定部で求める並走軌道のレール面、軌道中心線および軌道中心面を示す図
【図１７】実施の形態１にかかるトロリ線計測装置の処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図
【図１８】実施の形態１にかかるトロリ線計測装置の処理回路をＣＰＵおよびメモリで構成する場合の例を示す図
【図１９】実施の形態２にかかる高さ偏位計測部において計測されるトロリ線上の点の高さおよび偏位を示す図
【図２０】実施の形態２にかかるトロリ線計測装置のトロリ線計測処理を示すフローチャート
【図２１】実施の形態２にかかる軌道計測部における処理を示すフローチャート
【図２２】実施の形態３にかかるトロリ線計測装置および測量装置を含むトロリ線計測システムの構成例を示すブロック図
【図２３】実施の形態３にかかる測量装置で３次元計測された点群データで表されるレール、トロリ線などを示す図
【図２４】実施の形態３にかかるトロリ線計測装置のトロリ線計測処理を示すフローチャート
【図２５】実施の形態３にかかる軌道計測部における処理を示すフローチャート
【図２６】実施の形態４にかかるトロリ線計測装置の構成例を示すブロック図
【図２７】実施の形態４にかかるトロリ線計測装置のトロリ線計測処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態にかかるトロリ線計測装置およびトロリ線計測方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるトロリ線計測装置１の構成例を示すブロック図である。トロリ線計測装置１は、電車が走行する軌道を構成するレールの位置に基づいて設定した基準に対するトロリ線の位置、具体的にはトロリ線の高さおよび偏位を計測する。トロリ線計測装置１は、記憶部１０と、軌道計測部２０と、トロリ線検出部３０と、高さ偏位計測部４０と、を備える。
【００１１】
記憶部１０は、トロリ線、吊架線、レールなどの対象物について３次元計測された結果であって、３次元の座標値を持つ点の集合である点群のデータである点群データ１１を記憶する。点群データ１１は、レーザスキャナー、カメラ、ＧＰＳアンテナなどを用いた測量装置において３次元計測された点を座標値で表したデータである。点群データ１１は、例えば、ＭＭＳ（Mobile  Mapping  System）などの測量装置によって３次元計測された点のデータであるが、これに限定されるものではない。図２は、実施の形態１にかかる記憶部１０が記憶する点群データ１１で表される３次元計測された対象物の例を示す図である。ここでは、点群データ１１で表される３次元計測された対象を、地上に敷設されたレール１０１、空中に設置されたトロリ線１０２、トロリ線１０２を吊るす吊架線１０３などを含む範囲とする。３次元計測された対象物の点群１０４を構成する１つの点Ｐiはｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向の３軸の座標値を用いてＰi（ｘi，ｙi，ｚi）と表すことができる。図３は、実施の形態１にかかる記憶部１０が記憶する点群データ１１の構成例を示す図である。記憶部１０では、点群データ１１として、前述の点Ｐiを含む各点Ｐ1〜ＰKについて、ｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向の３軸の座標値のデータを記憶している。なお、ｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向については、例えば、平面直角座標系を用いて、ｘｙ軸を水平面上にとり、ｚ軸を高さ方向にとることができる。または、任意の原点として、例えば、東向き方向をｘ軸方向、北向き方向をｙ軸方向、鉛直上向き方向をｚ軸方向とする座標系でもよい。各点の座標値を示すデータの単位については、メートル（ｍ）などを使用することができるが、これに限定されるものではない。
【００１２】
軌道計測部２０は、レール検出部２１と、基準設定部２２と、を備える。
【００１３】
レール検出部２１は、記憶部１０に記憶されている点群データ１１からレール１０１を検出する。レール検出部２１は、例えば、点群データ１１から複数の点からなる点群１０４を抽出し、抽出した点群１０４によって表される形状と、レール１０１の形状を表した点の並びであるテンプレート１０５とのマッチングを行うことによってレール１０１を検出する。図４は、実施の形態１にかかるレール検出部２１におけるレール１０１を検出する処理のイメージを示す図である。レール検出部２１は、図４に示すように、テンプレート１０５の形状に合った点群１０４の位置にレール１０１があることを検出する。
【００１４】
基準設定部２２は、レール検出部２１で検出されたレール１０１に基づいて、トロリ線１０２上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定する。具体的に、基準設定部２２は、レール検出部２１で検出されたレール１０１に基づいて、検出された左右の２本のレール１０１の上面を結ぶ面、すなわち電車が接触する面を含む面をレール面として求める。図５は、実施の形態１にかかる基準設定部２２におけるレール面１０６を求める処理のイメージを示す図である。基準設定部２２は、図５に示すように、左右の２本のレール１０１の上面を結ぶ面をレール面１０６とする。なお、基準設定部２２では、実際には図５に示すようなレール１０１は描画せず、図３に示す点群データ１１の状態で演算によりレール面１０６を求めてもよい。
【００１５】
また、基準設定部２２は、レール面１０６上から、左右の２本のレール１０１の間の中心に位置する軌道中心線を求める。図６は、実施の形態１にかかる基準設定部２２における軌道中心線１０９を求める処理のイメージを示す図である。基準設定部２２は、例えば、レール検出部２１において検出されたレール１０１のうち、左右の２本のレール１０１のレール頭部の内側の位置をレール点１０７とする。基準設定部２２は、左右の各レール１０１について、例えば、レール点１０７の最小二乗近似によりレール点１０７を結ぶレール線１０８を求める。そして、基準設定部２２は、左右の各レール１０１について求めたレール線１０８の間の中心に位置する線を軌道中心線１０９として求める。軌道中心線１０９は、各レール１０１からの距離が等しい線である。なお、レール点１０７は、左右の２本のレール１０１のレール頭部の内側の位置に限定するものではなく、左右の２本のレール１０１のレール頭部の外側などにしてもよい。
【００１６】
図６において、レール点１０７とは、レール検出部２１で検出されたレール１０１についての特定の位置、ここでは、左右の２本のレール１０１のレール頭部の内側の位置を示すものである。レール点１０７の座標値は、レール検出部２１の検出処理により、点群データ１１に記憶されている計測された生の点群データに対して、レール１０１が本来あるべき位置に修正された座標値である。図７は、実施の形態１にかかるレール検出部２１が保持するレール点１０７のデータの例を示す図である。レール検出部２１が図７に示すレール点１０７のデータを保持し、基準設定部２２が、図７に示すレール点１０７のデータを利用する。なお、図６および図７に示すように、レール検出部２１では、１つの軌道について２つのレール１０１を検出し、２つのレール１０１、ここでは左右のレール１０１について、左側のレール１０１のレール点１０７Ｌi、右側のレール１０１のレール点１０７Ｒiのデータを保持する。
【００１７】
基準設定部２２は、さらに、軌道中心線１０９上において、レール面１０６と直交する軌道中心面を求める。図８は、実施の形態１にかかる基準設定部２２で求める軌道中心面１１０について、レール面１０６および軌道中心線１０９との関係を示す図である。図２に対して、レール面１０６、軌道中心線１０９、および軌道中心面１１０を追加したものである。基準設定部２２は、求めたレール面１０６、軌道中心面１１０について、レール面１０６を第１の基準、軌道中心面１１０を第２の基準として高さ偏位計測部４０へ出力する。
【００１８】
トロリ線検出部３０は、記憶部１０に記憶されている点群データ１１からトロリ線１０２上の点を検出する。トロリ線検出部３０は、記憶部１０に記憶されている全ての点群データ１１を対象にしてトロリ線１０２上の点を検出する処理を行うことも可能であるが、トロリ線１０２上の点を検出する処理量が大きくなる。そのため、トロリ線検出部３０は、点群データ１１から抽出する点群１０４の領域を限定することが望ましい。トロリ線検出部３０は、例えば、ある高さ以上で規定の範囲を点群１０４の抽出領域にしてもよいし、過去にトロリ線１０２の計測を行っている場合には、その際に測量装置が搭載されていた車両の軌跡、レール位置の情報を用いて左右方向の抽出領域を限定してもよい。
【００１９】
トロリ線１０２の位置は、一般的に、レール面１０６からの高さが規定された範囲内の高さにあり、軌道中心面１１０からの距離である偏位が規定された範囲内にあるように規定されている。そのため、図１では図示していないが、トロリ線検出部３０は、基準設定部２２からレール面１０６および軌道中心面１１０の情報を取得して、点群データ１１から抽出する点群１０４の領域を、トロリ線１０２の位置として規定されている高さおよび偏位の範囲よりも少し大きくした範囲に限定してもよい。図９は、実施の形態１にかかるトロリ線検出部３０における記憶部１０から点群データ１１を抽出する際の抽出領域の例を示す図である。レール１０１、トロリ線１０２、レール面１０６、軌道中心面１１０、電車１１１、トロリ線１０２上の点１１３などと、抽出領域１１２との位置関係を示すものである。トロリ線検出部３０は、記憶部１０から抽出する点群データ１１の抽出領域１１２を限定することにより、トロリ線１０２上の点１１３を検出する際の処理量を小さくすることができる。
【００２０】
トロリ線検出部３０は、抽出した点群１０４の領域で複数の対象物が抽出された場合、対象物が上下にあるときは、架線の構造から上側にあるものがトロリ線１０２を吊るす吊架線１０３、下側にあるものがトロリ線１０２と考えられるため、下側のものをトロリ線１０２上の点１１３として検出する。トロリ線検出部３０は、検出したトロリ線１０２上の点１１３の位置、すなわちトロリ線１０２上の点１１３の座標値の情報を高さ偏位計測部４０へ出力する。
【００２１】
高さ偏位計測部４０は、基準設定部２２から取得した第１の基準であるレール面１０６および第２の基準である軌道中心面１１０と、トロリ線検出部３０から取得したトロリ線１０２上の点１１３の位置とを用いて、トロリ線１０２上の点１１３についてレール面１０６からの高さ、および軌道中心面１１０からの偏位を計測する。図１０は、実施の形態１にかかる高さ偏位計測部４０において計測されるトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を示す図である。高さ偏位計測部４０は、トロリ線１０２上の点１１３からレール面１０６に下ろした垂線の足１１４までの長さ、すなわち、トロリ線１０２上の点１１３とレール面１０６との距離をトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５とする。また、高さ偏位計測部４０は、トロリ線１０２上の点１１３から軌道中心面１１０に下ろした垂線の足１１６までの長さ、すなわち、トロリ線１０２上の点１１３と軌道中心面１１０との距離をトロリ線１０２上の点の偏位１１７とする。
【００２２】
図１１は、実施の形態１にかかる高さ偏位計測部４０で計測されたトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７と電車１１１との位置関係を示す図である。高さ偏位計測部４０で計測されたトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７により、鉄道設備の保守担当者は、トロリ線１０２上の点１１３の位置が鉄道会社などで規定されている範囲、すなわち規定されている高さ１１５および偏位１１７にあるかどうかを判断することができる。図１２は、実施の形態１にかかる高さ偏位計測部４０で計測されたトロリ線１０２上の点１１３Ｔiの高さ１１５および偏位１１７のデータを示す図である。高さ偏位計測部４０は、トロリ線検出部３０から取得したトロリ線１０２上の点１１３Ｔiの位置情報、すなわちトロリ線１０２上の点１１３Ｔiの座標値に関連付けて、計測したトロリ線１０２上の点１１３Ｔiの高さ１１５および偏位１１７の情報を追加して記憶する。
【００２３】
つづいて、トロリ線計測装置１におけるトロリ線１０２上の点１１３を計測する処理を、フローチャートを用いて説明する。図１３は、実施の形態１にかかるトロリ線計測装置１のトロリ線計測処理を示すフローチャートである。まず、トロリ線計測装置１では、軌道計測部２０およびトロリ線検出部３０が、記憶部１０から複数回のスキャン分の点群データ１１を読み出す（ステップＳ１）。３次元計測により点群データ１１を生成した測量装置は、一般的に、車両に搭載されて軌道上を走行しながら対象物をスキャンしている。複数回のスキャン分の点群データ１１は、例えば、図２において車両の進行方向である奥行方向に幅を持った点群データである。
【００２４】
軌道計測部２０は、読み出した点群データ１１から、レール面１０６、軌道中心線１０９、および軌道中心面１１０を求める（ステップＳ２）。
【００２５】
図１４は、実施の形態１にかかる軌道計測部２０における処理を示すフローチャートである。軌道計測部２０では、まず、レール検出部２１が、読み出した点群データ１１からレール１０１を検出する（ステップＳ１１）。つぎに、基準設定部２２が、レール検出部２１で検出されたレール１０１に基づいてレール面１０６を求める（ステップＳ１２）。つぎに、基準設定部２２が、レール面１０６上に軌道中心線１０９を求める（ステップＳ１３）。そして、基準設定部２２は、軌道中心線１０９上にあって、レール面１０６と直交する軌道中心面１１０を求める（ステップＳ１４）。レール検出部２１においてレール１０１を検出する処理、また、基準設定部２２においてレール面１０６、軌道中心線１０９、および軌道中心面１１０を求める処理は前述の通りである。
【００２６】
図１３のフローチャートに戻って、トロリ線検出部３０は、読み出した点群データ１１から、トロリ線１０２上の点１１３を検出する（ステップＳ３）。トロリ線検出部３０において、トロリ線１０２上の点１１３を検出する処理は前述の通りである。
【００２７】
高さ偏位計測部４０は、軌道計測部２０からレール面１０６および軌道中心面１１０を取得し、トロリ線検出部３０からトロリ線１０２上の点１１３の位置を取得する。高さ偏位計測部４０は、未処理のトロリ線１０２上の点１１３を１つ取り出す（ステップＳ４）。
【００２８】
高さ偏位計測部４０は、トロリ線１０２上の点１１３とレール面１０６との距離をトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５として計測する（ステップＳ５）。
【００２９】
また、高さ偏位計測部４０は、トロリ線１０２上の点１１３と軌道中心面１１０との距離をトロリ線１０２上の点１１３の偏位１１７として計測する（ステップＳ６）。
【００３０】
高さ偏位計測部４０は、高さ１１５および偏位１１７を求めていないトロリ線１０２上の未処理の点がある場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、ステップＳ４に戻って、ステップＳ６までの処理を繰り返し実行する。
【００３１】
高さ偏位計測部４０は、高さ１１５および偏位１１７を求めていないトロリ線１０２上の未処理の点がない場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、計測処理を終了する。
【００３２】
なお、本実施の形態では、図１０などに示すようにレール１０１が直線の場合を例にして説明したが、レール１０１がカーブしている場合にも適用可能である。図１５は、実施の形態１にかかる高さ偏位計測部４０においてレール１０１がカーブしている場合に計測されるトロリ線１０２の高さ１１５および偏位１１７を示す図である。高さ偏位計測部４０では、レール１０１がカーブしている場合においても、トロリ線１０２上の点１１３からレール面１０６までの距離をトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５とし、トロリ線１０２上の点１１３から軌道中心面１１０までの距離をトロリ線１０２上の点１１３の偏位１１７として計測することができる。以降の実施の形態についても同様とする。
【００３３】
また、トロリ線計測装置１では、１つの軌道についてトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測していたが、並走軌道についても、並走軌道のレールを基準にしてトロリ線上の点の高さおよび偏位を計測することも可能である。図８に示すように記憶部１０に記憶されている点群データ１１に複数の軌道についての点群データが含まれる場合、トロリ線計測装置１は、図８に示す並走する右側の軌道について、左側に示す軌道のように、レール、レール面、軌道中心線、および軌道中心面を求めて、並走軌道のトロリ線上の点の高さおよび偏位を計測することも可能である。図１６は、実施の形態１にかかる基準設定部２２で求める並走軌道のレール面１２２、軌道中心線１２３および軌道中心面１２４を示す図である。並走軌道についての、レール１２１、レール面１２２、軌道中心線１２３、軌道中心面１２４、トロリ線１２５、および吊架線１２６の位置関係を示すものである。例えば、図８および図１６において、左側の軌道が、３次元計測して点群データ１１を生成した測量装置を搭載した車両が走行した軌道であった場合、トロリ線計測装置１は、並走する右側の軌道についても、右側の並走軌道のレール１２１を基準にして、並走軌道のレール面１２２、並走軌道の軌道中心線１２３、および並走軌道の軌道中心面１２４を求め、トロリ線１２５上の点の高さおよび偏位を計測することが可能である。
【００３４】
また、トロリ線計測装置１は、複数の軌道が分岐または合流する渡り線部分においても、本線および側線の各軌道について、レール、レール面、軌道中心線、および軌道中心面を求めることで、本線および側線の各軌道のレールを基準にしてトロリ線上の点の高さおよび偏位を計測することも可能である。
【００３５】
点群データ１１に複数の軌道についての点が含まれる場合、レール検出部２１は、軌道ごとにレールを検出する。また、基準設定部２２は、軌道ごとにレール面、軌道中心線および軌道中心面を求め、軌道ごとの第１の基準および第２の基準を高さ偏位計測部４０へ出力する。また、トロリ線検出部３０は、軌道ごとにトロリ線上の点を検出する。また、高さ偏位計測部４０は、軌道ごとにトロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する。
【００３６】
これまでの説明では、トロリ線計測装置１は、トロリ線１０２の全体像を求め、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測していたが、これに限定されるものではない。トロリ線計測装置１は、例えば、点群１０４から、直線の組み合わせによる折れ線近似によりトロリ線１０２を求め、折れ線近似されたトロリ線１０２の頂点の部分の点１１３について高さ１１５および偏位１１７を計測してもよい。これにより、トロリ線計測装置１では、トロリ線１０２の全体像を求めてトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測する場合と同様の、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測できる。また、トロリ線計測装置１では、使用する点群データ１１のデータ量を減らせるため、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測する際の処理量を削減でき、点群データ１１を記憶する記憶部１０の容量を小さくすることができる。
【００３７】
つづいて、トロリ線計測装置１のハードウェア構成について説明する。トロリ線計測装置１において、記憶部１０はメモリにより実現される。レール検出部２１および基準設定部２２からなる軌道計測部２０、トロリ線検出部３０、および高さ偏位計測部４０の各機能は、処理回路により実現される。すなわち、トロリ線計測装置１は、点群データ１１からレール１０１を検出し、レール面１０６、軌道中心線１０９、軌道中心面１１０を求め、点群データ１１からトロリ線上１０２の点１１３を検出し、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central  Processing  Unit）およびメモリであってもよい。
【００３８】
図１７は、実施の形態１にかかるトロリ線計測装置１の処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアである場合、図１７に示す処理回路９１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。軌道計測部２０、トロリ線検出部３０、および高さ偏位計測部４０の各部の機能各々を処理回路９１で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路９１で実現してもよい。
【００３９】
図１８は、実施の形態１にかかるトロリ線計測装置１の処理回路をＣＰＵおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がＣＰＵ９２およびメモリ９３で構成される場合、軌道計測部２０、トロリ線検出部３０、および高さ偏位計測部４０の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９３に格納される。処理回路では、メモリ９３に記憶されたプログラムをＣＰＵ９２が読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、トロリ線計測装置１は、処理回路により実行されるときに、点群データ１１からレール１０１を検出するステップ、レール面１０６を求めるステップ、軌道中心線１０９を求めるステップ、軌道中心面１１０を求めるステップ、点群データ１１からトロリ線１０２上の点１１３を検出するステップ、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９３を備える。また、これらのプログラムは、軌道計測部２０、トロリ線検出部３０、および高さ偏位計測部４０の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、ＣＰＵ９２は、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、またはＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）などであってもよい。また、メモリ９３とは、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically  ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）などが該当する。なお、記憶部１０を実現するメモリを、メモリ９３としてもよい。
【００４０】
なお、軌道計測部２０、トロリ線検出部３０、および高さ偏位計測部４０の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。例えば、軌道計測部２０およびトロリ線検出部３０については専用のハードウェアとしての処理回路９１でその機能を実現し、高さ偏位計測部４０についてはＣＰＵ９２がメモリ９３に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。
【００４１】
このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、トロリ線計測装置１では、対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データ１１からレール１０１を検出し、検出したレール１０１に基づいてレール面１０６、軌道中心線１０９、および軌道中心面１１０を求め、また、点群データ１１からトロリ線１０２上の点１１３を検出し、トロリ線１０２上の点１１３とレール面１０６との距離をトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５とし、トロリ線１０２の点１１３と軌道中心面１１０との距離をトロリ線１０２上の点１１３の偏位１１７として計測することとした。これにより、トロリ線計測装置１は、同一の点群データ１１からレール１０１およびトロリ線１０２上の点１１３を検出し、軌道上に設定された基準、すなわち検出したレール１０１を基準にしてトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測できるため、レール１０１およびトロリ線１０２上の点１１３の相互の位置は正確であることから、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を正確に計測することができる。
【００４３】
また、トロリ線計測装置１は、同一の点群データ１１からレール１０１およびトロリ線１０２上の点１１３を検出して使用するため、点群データ１１を生成した測量装置において、３次元計測時に測量装置を搭載した車両において揺れ、振動があった場合、または軌道にカーブがあった場合でも、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を正確に計測することができる。
【００４４】
また、トロリ線計測装置１は、点群データ１１に複数の軌道についての点群データが含まれている場合、各軌道について同じようにトロリ線上の点の高さおよび偏位を計測できるため、並走軌道、または渡り線において本線および側線の各軌道を対象に、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測することができる。トロリ線計測装置１は、効率良く複数の軌道についてトロリ線上の点の高さおよび偏位を計測できる。
【００４５】
実施の形態２．
実施の形態１では、基準設定部２２において軌道中心面１１０を求めていた。実施の形態２では、軌道中心面１１０を求めずにトロリ線１０２上の点１１３の偏位１１７を計測する方法について説明する。
【００４６】
実施の形態２にかかるトロリ線計測装置１の構成は、実施の形態１（図１参照）と同様である。本実施の形態において、基準設定部２２は、軌道中心面１１０は求めず、レール面１０６を第１の基準、軌道中心線１０９を第２の基準として高さ偏位計測部４０へ出力する。
【００４７】
高さ偏位計測部４０は、実施の形態１と同様の方法により、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５を計測する。本実施の形態では、高さ偏位計測部４０は、トロリ線１０２上の点１１３からレール面１０６に下ろした垂線の足１１４と、軌道中心線１０９との距離をトロリ線１０２上の点１１３の偏位１１７として計測する。例えば、高さ偏位計測部４０は、トロリ線１０２上の点１１３からレール面１０６に下ろした垂線の足１１４と、トロリ線１０２上の点１１３から軌道中心線１０９に下ろした垂線の足１１８との距離をトロリ線１０２上の点１１３の偏位１１７として計測する。図１９は、実施の形態２にかかる高さ偏位計測部４０において計測されるトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を示す図である。このように、高さ偏位計測部４０では、基準設定部２２から取得したレール面１０６および軌道中心線１０９のみでも、トロリ線１０２上の点１１３の偏位１１７を計測することができる。
【００４８】
図２０は、実施の形態２にかかるトロリ線計測装置１のトロリ線計測処理を示すフローチャートである。ステップＳ１の処理は実施の形態１のときの処理と同様である。軌道計測部２０は、読み出した点群データ１１から、レール面１０６および軌道中心線１０９を求める（ステップＳ２ａ）。図２１は、実施の形態２にかかる軌道計測部２０における処理を示すフローチャートである。図１４に示す実施の形態１のフローチャートからステップＳ１４の処理を削除したものであり、ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理は実施の形態１のときの処理と同様である。ステップＳ３の処理は実施の形態１のときの処理と同様である。
【００４９】
高さ偏位計測部４０におけるステップＳ４，Ｓ５の処理は、実施の形態１のときの処理と同様である。高さ偏位計測部４０は、トロリ線１０２上の点１１３からレール面１０６に下ろした垂線の足１１４と軌道中心線１０９との距離をトロリ線１０２上の点１１３の偏位１１７として計測する（ステップＳ６ａ）。高さ偏位計測部４０におけるステップＳ７の処理は実施の形態１のときの処理と同様である。
【００５０】
なお、点群データ１１に複数の軌道についての点が含まれる場合、レール検出部２１は、軌道ごとにレールを検出する。また、基準設定部２２は、軌道ごとにレール面および軌道中心線を求め、軌道ごとの第１の基準および第２の基準を高さ偏位計測部４０へ出力する。また、トロリ線検出部３０は、軌道ごとにトロリ線上の点を検出する。また、高さ偏位計測部４０は、軌道ごとにトロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、トロリ線計測装置１では、点群データ１１からレール１０１を検出し、検出したレール１０１に基づいてレール面１０６および軌道中心線１０９を求め、また、点群データ１１からトロリ線１０２上の点１１３を検出し、トロリ線１０２上の点１１３とレール面１０６との距離をトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５とし、トロリ線１０２上の点１１３からレール面１０６に下ろした垂線の足１１４と軌道中心線１０９との距離をトロリ線１０２上の点１１３の偏位１１７として計測することとした。この場合においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
実施の形態３．
実施の形態１，２では、あらかじめ計測された点群データ１１を用いてトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測する場合について説明した。実施の形態３では、リアルタイムで３次元計測されている対象物の点群データを用いてトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測する場合について説明する。
【００５３】
図２２は、実施の形態３にかかるトロリ線計測装置１ａおよび測量装置２を含むトロリ線計測システム３の構成例を示すブロック図である。トロリ線計測システム３は、トロリ線計測装置１ａと、測量装置２と、を備える。測量装置２は、車両などに搭載され、車両の走行に伴って移動しながら、レール１０１、トロリ線１０２などを含む対象物を３次元計測する。
【００５４】
測量装置２は、３次元計測部８１と、データ出力部８２と、を備える。
【００５５】
３次元計測部８１は、前述のＭＭＳなどにより対象物を３次元計測し、３次元計測して得られた点群データを、データ出力部８２へ出力する。
【００５６】
データ出力部８２は、３次元計測部８１で３次元計測されて得られた点群データをトロリ線計測装置１ａへ出力する。データ出力部８２は、例えば、無線通信または有線通信によって点群データをトロリ線計測装置１ａへ送信することができるが、これに限定するものではない。データ出力部８２は、記録媒体などを経由して点群データをトロリ線計測装置１ａへ出力してもよい。
【００５７】
トロリ線計測装置１ａは、トロリ線計測装置１から記憶部１０を削除し、データ入力部５０および計測結果出力部６０を追加したものである。
【００５８】
データ入力部５０は、対象物を３次元計測する測量装置２から点群データを取得する。データ入力部５０は、例えば、無線通信または有線通信によって測量装置２から点群データを受信することができるが、これに限定するものではない。データ入力部５０は、記録媒体などを経由して測量装置２から点群データを取得してもよい。
【００５９】
計測結果出力部６０は、高さ偏位計測部４０で計測されたトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７の計測結果を出力する。計測結果出力部６０は、例えば、計測結果を表示する表示装置、計測結果を印刷する印刷装置、計測結果を記録媒体に出力するインタフェースなどであるが、これらに限定されるものではない。計測結果出力部６０は、計測結果として、例えば、図１２に示すトロリ線１０２上の点１１３Ｔiの座標値、高さ１１５および偏位１１７の情報を出力してもよい。なお、計測結果出力部６０については、図１に示すトロリ線計測装置１に追加して使用してもよい。すなわち、計測結果出力部６０は、実施の形態１，２において、高さ偏位計測部４０で計測されたトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７の計測結果を出力することも可能である。
【００６０】
図２３は、実施の形態３にかかる測量装置２で３次元計測された点群データで表されるレール１０１、トロリ線１０２などを示す図である。実施の形態３では、測量装置２が、図示しない車両に搭載されて、図２３の奥行方向に向かって移動しながら３次元計測しているものとする。図２３において、最新の１スキャン分の点群１１９で示す部分が、測量装置２において３次元計測された最新の点群である。ここで、トロリ線計測装置１ａでは、レール検出部２１は最新の１スキャン分の点群１１９からレール１０１を検出できる。また、トロリ線検出部３０は最新の１スキャン分の点群１１９からトロリ線１０２上の点１１３を検出できる。
【００６１】
一方で、基準設定部２２は、最新の１スキャン分の点群１１９のデータからレール検出部２１で検出されたレール１０１に基づいてレール面１０６、軌道中心線１０９、および軌道中心面１１０を求める場合、誤差を含むことが予想される。そのため、基準設定部２２では、最新の１スキャン分の点群１１９を含む直近の複数回のスキャン分の点群１０４のデータを用いて検出されたレール１０１に基づいて、レール面１０６、軌道中心線１０９、および軌道中心面１１０を求める。基準設定部２２は、直近の複数回のスキャン分の点群１０４のデータを用いて検出されたレール１０１の情報、例えば、レール点１０７の情報を記憶しておくこととする。
【００６２】
トロリ線計測装置１ａでは、レール検出部２１は、測量装置２から最新の１スキャン分の点群１１９のデータを取得するごとに、レール１０１の位置を更新する。トロリ線検出部３０は、測量装置２から最新の１スキャン分の点群１１９のデータを取得するごとに、トロリ線１０２上の点１１３を更新する。また、基準設定部２２は、レール検出部２１においてレール１０１の位置が更新されるごとに、最新および過去の複数回のスキャン分の点群１０４のデータによるレール１０１に基づいて、レール面１０６、軌道中心線１０９、および軌道中心面１１０を更新する。
【００６３】
つづいて、トロリ線計測装置１ａにおけるトロリ線１０２上の点１１３を計測する処理を、フローチャートを用いて説明する。図２４は、実施の形態３にかかるトロリ線計測装置１ａのトロリ線計測処理を示すフローチャートである。まず、トロリ線計測装置１ａでは、軌道計測部２０およびトロリ線検出部３０が、データ入力部５０経由で、測量装置２から１スキャン分の点群データを取得する（ステップＳ２１）。
【００６４】
軌道計測部２０は、取得した点群データを用いて、レール面１０６、軌道中心線１０９、および軌道中心面１１０を更新する（ステップＳ２２）。
【００６５】
図２５は、実施の形態３にかかる軌道計測部２０における処理を示すフローチャートである。軌道計測部２０では、まず、レール検出部２１が、取得した点群データからレール１０１を検出して更新する（ステップＳ３１）。つぎに、基準設定部２２が、レール検出部２１で検出および更新されたレール１０１、および過去の複数回のスキャンで検出されたレール１０１に基づいてレール面１０６を求めて更新する（ステップＳ３２）。つぎに、基準設定部２２が、レール面１０６上に軌道中心線１０９を求めて更新する（ステップＳ３３）。そして、基準設定部２２は、軌道中心線１０９上にあって、レール面１０６と直交する軌道中心面１１０を求めて更新する（ステップＳ３４）。
【００６６】
図２４のフローチャートに戻って、トロリ線検出部３０は、取得した点群データから、トロリ線１０２上の点１１３を検出する（ステップＳ３）。トロリ線検出部３０では、使用する点群データの数が異なるが、トロリ線１０２およびトロリ線１０２上の点１１３を検出する処理は、実施の形態１のときの処理と同様である。
【００６７】
高さ偏位計測部４０におけるステップＳ４〜Ｓ７までの処理は、実施の形態１のときの処理と同様である。
【００６８】
高さ偏位計測部４０がトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７の計測結果を計測結果出力部６０へ出力すると、計測結果出力部６０が、表示などによりトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７の計測結果を出力する（ステップＳ２３）。これにより、保守担当者などは、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７の計測結果をリアルタイムで確認することができる。
【００６９】
トロリ線計測装置１ａは、トロリ線１０２の計測を続行する場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１に戻って前述の処理を繰り返し実行する。トロリ線計測装置１ａは、トロリ線１０２の計測を終了する場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、処理を終了する。
【００７０】
なお、本実施の形態では、実施の形態１を例に説明したが、実施の形態２の場合にも適用可能である。
【００７１】
トロリ線計測装置１ａのハードウェア構成について、データ入力部５０は、無線通信装置、有線通信装置、記録媒体からデータを入力するインタフェース回路などにより構成される。計測結果出力部６０は、モニタ、プリンタ、記録媒体へデータを出力するインタフェース回路などにより構成される。軌道計測部２０、トロリ線検出部３０、および高さ偏位計測部４０の構成は実施の形態１の場合と同様である。
【００７２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、トロリ線計測装置１ａでは、測量装置２からリアルタイムに点群データを取得し、取得した点群データを用いてレール１０１を検出し、レール面１０６、軌道中心線１０９、軌道中心面１１０を求め、また、点群データからトロリ線１０２上の点１１３を検出し、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測し、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７の計測結果を出力することとした。これにより、トロリ線計測装置１ａは、実施の形態１と同様の効果を得ることができ、さらに、保守担当者などに対して、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７の計測結果をリアルタイムに出力することができる。
【００７３】
実施の形態４．
実施の形態４では、さらに、トロリ線１０２とともに架線を構成する、吊架線１０３、吊架線１０３とトロリ線１０２との間のハンガー線、吊架線１０３を支持する金具などを検出する場合について説明する。
【００７４】
図２６は、実施の形態４にかかるトロリ線計測装置１ｂの構成例を示すブロック図である。トロリ線計測装置１ｂは、トロリ線計測装置１の構成に、支持点検出部７０を追加したものである。
【００７５】
支持点検出部７０は、記憶部１０に記憶されている点群データ１１から、トロリ線１０２を支持する構成である吊架線１０３、ハンガー線、および金具における、架線上の点、ハンガー線上の点、および金具上の点を検出する。支持点検出部７０は、トロリ線検出部３０においてトロリ線１０２を検出する処理と同様、図９に示す抽出領域１１２を対象にして、例えば、トロリ線１０２の上側にあるものを吊架線１０３、トロリ線１０２と吊架線１０３との間にあるものをハンガー線として検出することができる。また、支持点検出部７０は、レール検出部２１でレール１０１を検出する場合と同様、例えば、金具の形状を表したテンプレートとのマッチングにより金具を検出することができる。なお、支持点検出部７０において、吊架線１０３、ハンガー線、金具を検出する上記の処理は一例であって、これらに限定されるものではない。
【００７６】
トロリ線計測装置１ｂでは、高さ偏位計測部４０が、支持点検出部７０で検出された吊架線１０３、ハンガー線、金具の位置を用いることにより、トロリ線１０２の高さ１１５および偏位１１７の計測結果に、トロリ線１０２上の点１１３が金具のある部分か否か、またはハンガー線がある部分か否かの情報を含めることができ、保守担当者において有用な情報を提供することができる。
【００７７】
図２７は、実施の形態４にかかるトロリ線計測装置１ｂのトロリ線計測処理を示すフローチャートである。図１３に示す実施の形態１のフローチャートに対して、ステップＳ３とステップＳ４との間であって、ステップＳ７：Ｙｅｓの場合に戻る位置よりも上の部分に、ステップＳ４１として、支持点検出部７０が、吊架線１０３、ハンガー線、金具を検出する処理を追加したものである。その他の処理は、実施の形態１のときの処理と同様である。
【００７８】
なお、本実施の形態では、実施の形態１を例に説明したが、実施の形態２，３の場合にも適用可能である。
【００７９】
トロリ線計測装置１ｂのハードウェア構成について、支持点検出部７０は、トロリ線検出部３０などと同様の処理回路、すなわち専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって実現される。
【００８０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、トロリ線計測装置１ｂでは、実施の形態１の処理に加えて、さらに、トロリ線１０２を支持する吊架線１０３、ハンガー線、金具などを検出することとした。これにより、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７の計測結果に、吊架線１０３、ハンガー線、金具の情報を追加することで、保守担当者において有用な情報を提供することができる。
【００８１】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１，１ａ，１ｂ  トロリ線計測装置、２  測量装置、３  トロリ線計測システム、１０  記憶部、１１  点群データ、２０  軌道計測部、２１  レール検出部、２２  基準設定部、３０  トロリ線検出部、４０  高さ偏位計測部、５０  データ入力部、６０  計測結果出力部、７０  支持点検出部、８１  ３次元計測部、８２  データ出力部。
【図１】
2017103999.tif 000003
【図２】
2017103999.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017103999.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2017103999.tif 000009
【図８】
2017103999.tif 000010
【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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【図１６】
2017103999.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
2017103999.tif 000020
【図１９】
2017103999.tif 000021
【図２０】
2017103999.tif 000022
【図２１】
2017103999.tif 000023
【図２２】
2017103999.tif 000024
【図２３】
2017103999.tif 000025
【図２４】
2017103999.tif 000026
【図２５】
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【図２６】
2017103999.tif 000028
【図２７】
2017103999.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月13日(2016.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データから、電車が走行する軌道を構成するレールを検出するレール検出部と、
検出された前記レールに基づいて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定する基準設定部と、
前記点群データから前記トロリ線上の点を検出するトロリ線検出部と、
前記基準を用いて、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する高さ偏位計測部と、
を備えることを特徴とするトロリ線計測装置。
【請求項２】
前記トロリ線検出部は、前記基準設定部が設定した基準に基づいて設定された領域内の前記点群データから前記トロリ線上の点を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のトロリ線計測装置。
【請求項３】
前記基準設定部は、２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面、前記レール面において２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線、および前記軌道中心線上において前記レール面と直交する軌道中心面を求め、前記レール面を第１の基準、前記軌道中心面を第２の基準として前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記高さ偏位計測部は、前記トロリ線上の点と前記第１の基準との距離を前記トロリ線上の点の高さとし、前記トロリ線上の点と前記第２の基準との距離を前記トロリ線上の偏位として計測する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のトロリ線計測装置。
【請求項４】
前記点群データに複数の軌道についての点が含まれる場合、
前記レール検出部は、軌道ごとに前記レールを検出し、
前記基準設定部は、軌道ごとに前記レール面、前記軌道中心線および前記軌道中心面を求め、軌道ごとの前記第１の基準および前記第２の基準を前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記トロリ線検出部は、軌道ごとに前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測部は、軌道ごとに前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項３に記載のトロリ線計測装置。
【請求項５】
前記基準設定部は、２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面、前記レール面において２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線を求め、前記レール面を第１の基準、前記軌道中心線を第２の基準として前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記高さ偏位計測部は、前記トロリ線上の点と前記第１の基準との距離を前記トロリ線上の点の高さとし、前記第１の基準において前記トロリ線上の点から下ろされた垂線の足と前記第２の基準との距離を前記トロリ線上の偏位として計測する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のトロリ線計測装置。
【請求項６】
前記点群データに複数の軌道についての点が含まれる場合、
前記レール検出部は、軌道ごとに前記レールを検出し、
前記基準設定部は、軌道ごとに前記レール面および前記軌道中心線を求め、軌道ごとの前記第１の基準および前記第２の基準を前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記トロリ線検出部は、軌道ごとに前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測部は、軌道ごとに前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項５に記載のトロリ線計測装置。
【請求項７】
前記点群データを記憶する記憶部、
を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項８】
前記対象物を３次元計測する測量装置から前記点群データを取得するデータ入力部、
を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項９】
前記データ入力部が前記点群データを取得するごとに、
前記レール検出部は、取得された最新の点群データを用いて前記レールを検出してレール位置を更新し、
前記基準設定部は、前記レール位置が更新された前記レールに基づいて、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定し、
前記トロリ線検出部は、取得された前記点群データから前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測部は、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項８に記載のトロリ線計測装置。
【請求項１０】
前記高さ偏位計測部で計測された前記トロリ線上の点の高さおよび偏位の計測結果を出力する計測結果出力部、
を備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項１１】
前記点群データから、前記トロリ線を支持する構成である吊架線、ハンガー線、および金具における、架線上の点、ハンガー線上の点、および金具上の点を検出する支持点検出部、
を備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項１２】
レール検出部が、対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データから、電車が走行する軌道を構成するレールを検出するレール検出ステップと、
基準設定部が、検出された前記レールに基づいて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準となる基準を設定する基準設定ステップと、
トロリ線検出部が、前記点群データから前記トロリ線上の点を検出するトロリ線検出ステップと、
高さ偏位計測部が、前記基準を用いて、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する高さ偏位計測ステップと、
を含むことを特徴とするトロリ線計測方法。
【請求項１３】
前記トロリ線検出ステップでは、前記トロリ線検出部が、前記基準設定部が設定した基準に基づいて設定された領域内の前記点群データから前記トロリ線上の点を検出する、
ことを特徴とする請求項１２に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１４】
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面、前記レール面において２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線、および前記軌道中心線上において前記レール面と直交する軌道中心面を求め、前記レール面を第１の基準、前記軌道中心面を第２の基準として前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、前記トロリ線上の点と前記第１の基準との距離を前記トロリ線上の点の高さとし、前記トロリ線上の点と前記第２の基準との距離を前記トロリ線上の偏位として計測する、
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１５】
前記点群データに複数の軌道についての点が含まれる場合、
前記レール検出ステップでは、前記レール検出部が、軌道ごとに前記レールを検出し、
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、軌道ごとに前記レール面、前記軌道中心線および前記軌道中心面を求め、軌道ごとの前記第１の基準および前記第２の基準を前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記トロリ線検出ステップでは、前記トロリ線検出部が、軌道ごとに前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、軌道ごとに前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項１４に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１６】
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面、前記レール面において２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線を求め、前記レール面を第１の基準、前記軌道中心線を第２の基準として前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、前記トロリ線上の点と前記第１の基準との距離を前記トロリ線上の点の高さとし、前記第１の基準において前記トロリ線上の点から下ろされた垂線の足と前記第２の基準との距離を前記トロリ線上の偏位として計測する、
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１７】
前記点群データに複数の軌道についての点が含まれる場合、
前記レール検出ステップでは、前記レール検出部が、軌道ごとに前記レールを検出し、
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、軌道ごとに前記レール面および前記軌道中心線を求め、軌道ごとの前記第１の基準および前記第２の基準を前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記トロリ線検出ステップでは、前記トロリ線検出部が、軌道ごとに前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、軌道ごとに前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項１６に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１８】
データ入力部が、前記対象物を３次元計測する測量装置から前記点群データを取得するデータ入力ステップ、
を含むことを特徴とする請求項１２から１７のいずれか１項に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１９】
前記データ入力ステップにおいて、データ入力部が、前記対象物を３次元計測する測量装置から前記点群データを取得するごとに、
前記レール検出ステップでは、前記レール検出部が、取得された最新の点群データを用いて前記レールを検出してレール位置を更新し、
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、前記レール位置が更新された前記レールに基づいて、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定し、
前記トロリ線検出ステップでは、前記トロリ線検出部が、取得された前記点群データから前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項１８に記載のトロリ線計測方法。
【請求項２０】
計測結果出力部が、前記高さ偏位計測ステップにおいて計測された前記トロリ線上の点の高さおよび偏位の計測結果を出力する計測結果出力ステップ、
を含むことを特徴とする請求項１２から１９のいずれか１項に記載のトロリ線計測方法。
【請求項２１】
支持点検出部が、前記トロリ線を支持する構成である吊架線、ハンガー線、および金具における、架線上の点、ハンガー線上の点、および金具上の点を検出する支持点検出ステップ、
を含むことを特徴とする請求項１２から２０のいずれか１項に記載のトロリ線計測方法。
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月18日(2017.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データから、電車が走行する軌道を構成するレールを検出するレール検出部と、
前記レール検出部において前記点群データから検出された前記レールに基づいて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定する基準設定部と、
前記点群データから前記トロリ線上の点を検出するトロリ線検出部と、
前記基準を用いて、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する高さ偏位計測部と、
を備えることを特徴とするトロリ線計測装置。
【請求項２】
前記トロリ線検出部は、前記基準設定部が設定した基準に基づいて設定された領域内の前記点群データから前記トロリ線上の点を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のトロリ線計測装置。
【請求項３】
前記基準設定部は、２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面、前記レール面において２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線、および前記軌道中心線上において前記レール面と直交する軌道中心面を求め、前記レール面を第１の基準、前記軌道中心面を第２の基準として前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記高さ偏位計測部は、前記トロリ線上の点と前記第１の基準との距離を前記トロリ線上の点の高さとし、前記トロリ線上の点と前記第２の基準との距離を前記トロリ線上の偏位として計測する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のトロリ線計測装置。
【請求項４】
前記点群データに複数の軌道についての点が含まれる場合、
前記レール検出部は、軌道ごとに前記レールを検出し、
前記基準設定部は、軌道ごとに前記レール面、前記軌道中心線および前記軌道中心面を求め、軌道ごとの前記第１の基準および前記第２の基準を前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記トロリ線検出部は、軌道ごとに前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測部は、軌道ごとに前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項３に記載のトロリ線計測装置。
【請求項５】
前記基準設定部は、２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面、前記レール面において２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線を求め、前記レール面を第１の基準、前記軌道中心線を第２の基準として前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記高さ偏位計測部は、前記トロリ線上の点と前記第１の基準との距離を前記トロリ線上の点の高さとし、前記第１の基準において前記トロリ線上の点から下ろされた垂線の足と前記第２の基準との距離を前記トロリ線上の偏位として計測する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のトロリ線計測装置。
【請求項６】
前記点群データに複数の軌道についての点が含まれる場合、
前記レール検出部は、軌道ごとに前記レールを検出し、
前記基準設定部は、軌道ごとに前記レール面および前記軌道中心線を求め、軌道ごとの前記第１の基準および前記第２の基準を前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記トロリ線検出部は、軌道ごとに前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測部は、軌道ごとに前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項５に記載のトロリ線計測装置。
【請求項７】
前記点群データを記憶する記憶部、
を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項８】
前記対象物を３次元計測する測量装置から前記点群データを取得するデータ入力部、
を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項９】
前記データ入力部が前記点群データを取得するごとに、
前記レール検出部は、取得された最新の点群データを用いて前記レールを検出してレール位置を更新し、
前記基準設定部は、前記レール位置が更新された前記レールに基づいて、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定し、
前記トロリ線検出部は、取得された前記点群データから前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測部は、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項８に記載のトロリ線計測装置。
【請求項１０】
前記高さ偏位計測部で計測された前記トロリ線上の点の高さおよび偏位の計測結果を出力する計測結果出力部、
を備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項１１】
前記点群データから、前記トロリ線を支持する構成である吊架線、ハンガー線、および金具における、吊架線上の点、ハンガー線上の点、および金具上の点を検出する支持点検出部、
を備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項１２】
前記レール検出部は、検出処理によって、検出した前記レールの生の点群データによる位置を前記レールが本来あるべき位置に修正し、
前記基準設定部は、本来あるべき位置に修正された前記レールに基づいて前記基準を設定する、
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項１３】
前記基準設定部は、前記レール検出部において検出された前記レールのうち、左右２本のレールの頭部の内側の位置に基づいて前記基準を設定する、
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項１４】
レール検出部が、対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データから、電車が走行する軌道を構成するレールを検出するレール検出ステップと、
基準設定部が、前記レール検出部において前記点群データから検出された前記レールに基づいて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準となる基準を設定する基準設定ステップと、
トロリ線検出部が、前記点群データから前記トロリ線上の点を検出するトロリ線検出ステップと、
高さ偏位計測部が、前記基準を用いて、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する高さ偏位計測ステップと、
を含むことを特徴とするトロリ線計測方法。
【請求項１５】
前記トロリ線検出ステップでは、前記トロリ線検出部が、前記基準設定部が設定した基準に基づいて設定された領域内の前記点群データから前記トロリ線上の点を検出する、
ことを特徴とする請求項１４に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１６】
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面、前記レール面において２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線、および前記軌道中心線上において前記レール面と直交する軌道中心面を求め、前記レール面を第１の基準、前記軌道中心面を第２の基準として前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、前記トロリ線上の点と前記第１の基準との距離を前記トロリ線上の点の高さとし、前記トロリ線上の点と前記第２の基準との距離を前記トロリ線上の偏位として計測する、
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１７】
前記点群データに複数の軌道についての点が含まれる場合、
前記レール検出ステップでは、前記レール検出部が、軌道ごとに前記レールを検出し、
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、軌道ごとに前記レール面、前記軌道中心線および前記軌道中心面を求め、軌道ごとの前記第１の基準および前記第２の基準を前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記トロリ線検出ステップでは、前記トロリ線検出部が、軌道ごとに前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、軌道ごとに前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項１６に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１８】
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面、前記レール面において２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線を求め、前記レール面を第１の基準、前記軌道中心線を第２の基準として前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、前記トロリ線上の点と前記第１の基準との距離を前記トロリ線上の点の高さとし、前記第１の基準において前記トロリ線上の点から下ろされた垂線の足と前記第２の基準との距離を前記トロリ線上の偏位として計測する、
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１９】
前記点群データに複数の軌道についての点が含まれる場合、
前記レール検出ステップでは、前記レール検出部が、軌道ごとに前記レールを検出し、
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、軌道ごとに前記レール面および前記軌道中心線を求め、軌道ごとの前記第１の基準および前記第２の基準を前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記トロリ線検出ステップでは、前記トロリ線検出部が、軌道ごとに前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、軌道ごとに前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項１８に記載のトロリ線計測方法。
【請求項２０】
データ入力部が、前記対象物を３次元計測する測量装置から前記点群データを取得するデータ入力ステップ、
を含むことを特徴とする請求項１４から１９のいずれか１項に記載のトロリ線計測方法。
【請求項２１】
前記データ入力ステップにおいて、データ入力部が、前記対象物を３次元計測する測量装置から前記点群データを取得するごとに、
前記レール検出ステップでは、前記レール検出部が、取得された最新の点群データを用いて前記レールを検出してレール位置を更新し、
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、前記レール位置が更新された前記レールに基づいて、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定し、
前記トロリ線検出ステップでは、前記トロリ線検出部が、取得された前記点群データから前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項２０に記載のトロリ線計測方法。
【請求項２２】
計測結果出力部が、前記高さ偏位計測ステップにおいて計測された前記トロリ線上の点の高さおよび偏位の計測結果を出力する計測結果出力ステップ、
を含むことを特徴とする請求項１４から２１のいずれか１項に記載のトロリ線計測方法。
【請求項２３】
支持点検出部が、前記トロリ線を支持する構成である吊架線、ハンガー線、および金具における、吊架線上の点、ハンガー線上の点、および金具上の点を検出する支持点検出ステップ、
を含むことを特徴とする請求項１４から２２のいずれか１項に記載のトロリ線計測方法。
【請求項２４】
前記レール検出ステップでは、前記レール検出部が、検出処理によって、検出した前記レールの生の点群データによる位置を前記レールが本来あるべき位置に修正し、
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、本来あるべき位置に修正された前記レールに基づいて前記基準を設定する、
ことを特徴とする請求項１４から２３のいずれか１項に記載のトロリ線計測方法。
【請求項２５】
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、前記レール検出部において検出された前記レールのうち、左右２本のレールの頭部の内側の位置に基づいて前記基準を設定する、
ことを特徴とする請求項１４から２４のいずれか１項に記載のトロリ線計測方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のトロリ線計測装置は、対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データから、電車が走行する軌道を構成するレールを検出するレール検出部を備える。また、トロリ線計測装置は、レール検出部において点群データから検出されたレールに基づいて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定する基準設定部を備える。また、トロリ線計測装置は、点群データからトロリ線上の点を検出するトロリ線検出部を備える。また、トロリ線計測装置は、基準を用いて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する高さ偏位計測部を備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
支持点検出部７０は、記憶部１０に記憶されている点群データ１１から、トロリ線を支持する構成である吊架線、ハンガー線、および金具における、吊架線上の点、ハンガー線上の点、および金具上の点を検出する。支持点検出部７０は、トロリ線検出部３０においてトロリ線を検出する処理と同様、図９に示す抽出領域を対象にして、例えば、トロリ線の上側にあるものを吊架線、トロリ線と吊架線との間にあるものをハンガー線として検出することができる。また、支持点検出部７０は、レール検出部２１でレールを検出する場合と同様、例えば、金具の形状を表したテンプレートとのマッチングにより金具を検出することができる。なお、支持点検出部７０において、吊架線、ハンガー線、金具を検出する上記の処理は一例であって、これらに限定されるものではない。
【手続補正書】
【提出日】平成29年6月1日(2017.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データから、電車が走行する軌道を構成するレールを検出するレール検出部と、
前記レール検出部において前記点群データから検出された前記レールに基づいて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定する基準設定部と、
前記点群データから前記トロリ線上の点を検出するトロリ線検出部と、
前記基準を用いて、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する高さ偏位計測部と、
前記対象物を３次元計測する測量装置から最新の点群データを取得するデータ入力部と、
を備え、
前記レール検出部は、取得された前記最新の点群データを用いて前記レールを検出してレール位置を更新し、
前記基準設定部は、前記最新の点群データおよび過去の点群データから検出されたレールに基づいて、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定し、
前記トロリ線検出部は、取得された前記最新の点群データから前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測部は、前記最新の点群データおよび前記過去の点群データから検出されたレールに基づいて設定された前記基準を用いて、前記最新の点群データから検出された前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とするトロリ線計測装置。
【請求項２】
前記トロリ線検出部は、前記基準設定部が設定した基準に基づいて設定された領域内の前記点群データから前記トロリ線上の点を検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のトロリ線計測装置。
【請求項３】
前記基準設定部は、２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面、前記レール面において２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線、および前記軌道中心線上において前記レール面と直交する軌道中心面を求め、前記レール面を第１の基準、前記軌道中心面を第２の基準として前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記高さ偏位計測部は、前記トロリ線上の点と前記第１の基準との距離を前記トロリ線上の点の高さとし、前記トロリ線上の点と前記第２の基準との距離を前記トロリ線上の偏位として計測する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のトロリ線計測装置。
【請求項４】
前記点群データに複数の軌道についての点が含まれる場合、
前記レール検出部は、軌道ごとに前記レールを検出し、
前記基準設定部は、軌道ごとに前記レール面、前記軌道中心線および前記軌道中心面を求め、軌道ごとの前記第１の基準および前記第２の基準を前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記トロリ線検出部は、軌道ごとに前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測部は、軌道ごとに前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項３に記載のトロリ線計測装置。
【請求項５】
前記基準設定部は、２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面、前記レール面において２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線を求め、前記レール面を第１の基準、前記軌道中心線を第２の基準として前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記高さ偏位計測部は、前記トロリ線上の点と前記第１の基準との距離を前記トロリ線上の点の高さとし、前記第１の基準において前記トロリ線上の点から下ろされた垂線の足と前記第２の基準との距離を前記トロリ線上の偏位として計測する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のトロリ線計測装置。
【請求項６】
前記点群データに複数の軌道についての点が含まれる場合、
前記レール検出部は、軌道ごとに前記レールを検出し、
前記基準設定部は、軌道ごとに前記レール面および前記軌道中心線を求め、軌道ごとの前記第１の基準および前記第２の基準を前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記トロリ線検出部は、軌道ごとに前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測部は、軌道ごとに前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項５に記載のトロリ線計測装置。
【請求項７】
前記点群データを記憶する記憶部、
を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項８】
前記高さ偏位計測部で計測された前記トロリ線上の点の高さおよび偏位の計測結果を出力する計測結果出力部、
を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項９】
前記点群データから、前記トロリ線を支持する構成である吊架線、ハンガー線、および金具における、吊架線上の点、ハンガー線上の点、および金具上の点を検出する支持点検出部、
を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項１０】
前記基準設定部は、前記レール検出部において検出された前記レールのうち、左右２本のレールの頭部の内側の位置に基づいて前記基準を設定する、
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項１１】
前記トロリ線検出部は、抽出した点群の領域で複数の対象物が検出された場合、下側に位置する対象物をトロリ線として検出する、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のトロリ線計測装置。
【請求項１２】
レール検出部が、対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データから、電車が走行する軌道を構成するレールを検出するレール検出ステップと、
基準設定部が、前記レール検出部において前記点群データから検出された前記レールに基づいて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準となる基準を設定する基準設定ステップと、
トロリ線検出部が、前記点群データから前記トロリ線上の点を検出するトロリ線検出ステップと、
高さ偏位計測部が、前記基準を用いて、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する高さ偏位計測ステップと、
データ入力部が、前記対象物を３次元計測する測量装置から最新の点群データを取得するデータ入力ステップと、
を含み、
前記レール検出ステップでは、前記レール検出部が、取得された前記最新の点群データを用いて前記レールを検出してレール位置を更新し、
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、前記最新の点群データおよび過去の点群データから検出されたレールに基づいて、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定し、
前記トロリ線検出ステップでは、前記トロリ線検出部が、取得された前記最新の点群データから前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、前記最新の点群データおよび前記過去の点群データから検出されたレールに基づいて設定された前記基準を用いて、前記最新の点群データから検出された前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とするトロリ線計測方法。
【請求項１３】
前記トロリ線検出ステップでは、前記トロリ線検出部が、前記基準設定部が設定した基準に基づいて設定された領域内の前記点群データから前記トロリ線上の点を検出する、
ことを特徴とする請求項１２に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１４】
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面、前記レール面において２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線、および前記軌道中心線上において前記レール面と直交する軌道中心面を求め、前記レール面を第１の基準、前記軌道中心面を第２の基準として前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、前記トロリ線上の点と前記第１の基準との距離を前記トロリ線上の点の高さとし、前記トロリ線上の点と前記第２の基準との距離を前記トロリ線上の偏位として計測する、
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１５】
前記点群データに複数の軌道についての点が含まれる場合、
前記レール検出ステップでは、前記レール検出部が、軌道ごとに前記レールを検出し、
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、軌道ごとに前記レール面、前記軌道中心線および前記軌道中心面を求め、軌道ごとの前記第１の基準および前記第２の基準を前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記トロリ線検出ステップでは、前記トロリ線検出部が、軌道ごとに前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、軌道ごとに前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項１４に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１６】
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面、前記レール面において２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線を求め、前記レール面を第１の基準、前記軌道中心線を第２の基準として前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、前記トロリ線上の点と前記第１の基準との距離を前記トロリ線上の点の高さとし、前記第１の基準において前記トロリ線上の点から下ろされた垂線の足と前記第２の基準との距離を前記トロリ線上の偏位として計測する、
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１７】
前記点群データに複数の軌道についての点が含まれる場合、
前記レール検出ステップでは、前記レール検出部が、軌道ごとに前記レールを検出し、
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、軌道ごとに前記レール面および前記軌道中心線を求め、軌道ごとの前記第１の基準および前記第２の基準を前記高さ偏位計測部へ出力し、
前記トロリ線検出ステップでは、前記トロリ線検出部が、軌道ごとに前記トロリ線上の点を検出し、
前記高さ偏位計測ステップでは、前記高さ偏位計測部が、軌道ごとに前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する、
ことを特徴とする請求項１６に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１８】
計測結果出力部が、前記高さ偏位計測ステップにおいて計測された前記トロリ線上の点の高さおよび偏位の計測結果を出力する計測結果出力ステップ、
を含むことを特徴とする請求項１２から１７のいずれか１項に記載のトロリ線計測方法。
【請求項１９】
支持点検出部が、前記トロリ線を支持する構成である吊架線、ハンガー線、および金具における、吊架線上の点、ハンガー線上の点、および金具上の点を検出する支持点検出ステップ、
を含むことを特徴とする請求項１２から１８のいずれか１項に記載のトロリ線計測方法。
【請求項２０】
前記基準設定ステップでは、前記基準設定部が、前記レール検出部において検出された前記レールのうち、左右２本のレールの頭部の内側の位置に基づいて前記基準を設定する、
ことを特徴とする請求項１２から１９のいずれか１項に記載のトロリ線計測方法。
【請求項２１】
前記トロリ線検出ステップでは、前記トロリ線検出部が、抽出した点群の領域で複数の対象物が検出された場合、下側に位置する対象物をトロリ線として検出する、
ことを特徴とする請求項１２から２０のいずれか１項に記載のトロリ線計測方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のトロリ線計測装置は、対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データから、電車が走行する軌道を構成するレールを検出するレール検出部を備える。また、トロリ線計測装置は、レール検出部において点群データから検出されたレールに基づいて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定する基準設定部を備える。また、トロリ線計測装置は、点群データからトロリ線上の点を検出するトロリ線検出部を備える。また、トロリ線計測装置は、基準を用いて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する高さ偏位計測部を備える。また、トロリ線計測装置は、対象物を３次元計測する測量装置から最新の点群データを取得するデータ入力部を備える。レール検出部は、取得された最新の点群データを用いてレールを検出してレール位置を更新する。基準設定部は、最新の点群データおよび過去の点群データから検出されたレールに基づいて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定する。トロリ線検出部は、取得された最新の点群データからトロリ線上の点を検出する。高さ偏位計測部は、最新の点群データおよび過去の点群データから検出されたレールに基づいて設定された基準を用いて、最新の点群データから検出されたトロリ線上の点の高さおよび偏位を計測することを特徴とする。
【国際調査報告】
2017103999.tif 000030
2017103999.tif 000031
2017103999.tif 000032
2017103999.tif 000033