JP2011069747A - Tunnel data processing system and tunnel data processing method - Google Patents

Tunnel data processing system and tunnel data processing method Download PDF

Info

Publication number
JP2011069747A
JP2011069747A JP2009221728A JP2009221728A JP2011069747A JP 2011069747 A JP2011069747 A JP 2011069747A JP 2009221728 A JP2009221728 A JP 2009221728A JP 2009221728 A JP2009221728 A JP 2009221728A JP 2011069747 A JP2011069747 A JP 2011069747A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
tunnel
measurement
arc
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009221728A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5558063B2 (en
Inventor
Ichiro Nakahori
一郎 中堀
Takao Tanaka
隆夫 田中
Koichi Matsuda
幸一 松田
Haruji Hatanaka
春次 畠中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEXCO ENGINEERING NIIGATA CO Ltd
Sohatsu Systems Laboratory Inc
Original Assignee
NEXCO ENGINEERING NIIGATA CO Ltd
Sohatsu Systems Laboratory Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEXCO ENGINEERING NIIGATA CO Ltd, Sohatsu Systems Laboratory Inc filed Critical NEXCO ENGINEERING NIIGATA CO Ltd
Priority to JP2009221728A priority Critical patent/JP5558063B2/en
Publication of JP2011069747A publication Critical patent/JP2011069747A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5558063B2 publication Critical patent/JP5558063B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately correct errors caused by GPS, a distance meter or the like with respect to input data obtained from mechanical measurement of the distance meter or the like in a tunnel not used by GPS. <P>SOLUTION: A tunnel data processing system inputs position data of an original coordinate system measured with a position detection means 210 such as the distance meter or a gyro device mounted on a running vehicle and tunnel inner face point group data of the original coordinate system synchronized with the position data by a wall face detection means 120 mounted on the vehicle through a data input part 120. The tunnel data processing system includes correcting errors of GPS from a difference between measured data with GPS concerning an inlet detected plate 310 and known position data, calculating the total of tunnel inside measuring errors accumulated with errors of the distance meter in a tunnel from a difference between measured data of the distance meter concerning an outlet detected plate 320 and known position data, and correcting to divide tunnel inside measuring errors for optional points on a kilometer post. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザー等を用いた非接触式のトンネル内空面データ検知手段を用いて計測した測定対象となるトンネル等の構造物の内空面のデータを基に測定対象となるトンネル等の内空面データを生成するトンネルデータ処理システムおよび方法に関する。   The present invention relates to a tunnel or the like to be measured on the basis of data on the inner surface of a structure such as a tunnel to be measured measured using a non-contact type tunnel inner surface data detection means using a laser or the like. The present invention relates to a tunnel data processing system and method for generating interior air surface data.

トンネル等の構造物は頑丈なコンクリートで形成されており、極めて安定した構造物であるが、大きな圧力がかかっている上、地震の影響や、車両走行による影響や、雨雪に晒されるなど厳しい環境に設置されているために経年変化を起こすおそれがある。そのため、トンネル構造物のメンテナンスにおいて、トンネル等の構造物の内空面データを定期的または随時に測定し、トンネルの内空面の歪みの蓄積などを把握する必要がある。   Structures such as tunnels are made of sturdy concrete and are extremely stable structures, but they are severely affected by earthquakes, vehicle running, and exposure to rain and snow, as well as large pressure. There is a risk of aging due to the installation in the environment. For this reason, in maintenance of a tunnel structure, it is necessary to measure internal space surface data of a structure such as a tunnel periodically or at any time to grasp the accumulation of distortion of the internal surface of the tunnel.

従来、大きなコンクリート構造物壁面の歪みなどを検出する技術として、超音波やレーザー光を利用して非接触式にて計測箇所からトンネル内空面までの距離を精密に測定する方法が知られており、コンクリート構造物壁面に超音波やレーザー光を発射し、反射してくる音波や光を受ける時間差や波長の位相差から距離を算出する。   Conventionally, as a technique for detecting the distortion of the wall surface of a large concrete structure, there is a known method for accurately measuring the distance from the measurement location to the sky surface in the tunnel in a non-contact manner using ultrasonic waves or laser light. In addition, ultrasonic waves and laser light are emitted to the wall of the concrete structure, and the distance is calculated from the time difference and the wavelength phase difference of the reflected sound waves and light.

例えば、超音波距離計を用いた測定方法がある(特許文献1)。コンクリート構造物に対して超音波距離計から超音波を発振して検出ポイントを加振し、構造物から離れた地点でレーザードップラー振動計を用いて検出ポイントの振動を検出することによりコンクリート構造物の表面の凹凸を計測する。   For example, there is a measurement method using an ultrasonic distance meter (Patent Document 1). A concrete structure is obtained by oscillating ultrasonic waves from an ultrasonic distance meter to a concrete structure to vibrate the detection point, and detecting the vibration of the detection point using a laser Doppler vibrometer at a point away from the structure. Measure the surface roughness of the surface.

また、例えば、レーザー距離計を用いた測定方法がある(特許文献2)。レーザー距離計から変調したレーザー光を測定対象物に照射し、測定対象物で反射して変調レーザー光と自己混合を起こした鋸歯状波を受光し、鋸歯状波の周波数から測定対象物までの距離を計測する。   Further, for example, there is a measurement method using a laser distance meter (Patent Document 2). A laser beam modulated from a laser rangefinder is irradiated onto the measurement object, a sawtooth wave reflected by the measurement object and self-mixed with the modulated laser beam is received, and the frequency of the sawtooth wave to the measurement object is received. Measure distance.

上記の超音波距離計やレーザー距離計を用いた測定では、コンクリート構造物の壁面の凹凸を計測することができるが、道路やトンネルなど長い距離にまたがる構造物のデータ測定を行う場合は、測定地点を移動しつつ超音波距離計やレーザー距離計を用いた測定を繰り返して行かなければならない。測定地点を移動する場合、測定地点がどこであるか正確に把握しなければならない。近年、GPSシステム(グロバール測位システム)が発達しており、GPSシステムを用いて測定地点を正確に把握するものが知られている。現在導入されているGPSシステムと連動した計測システムは、測定地点の建物などの画像を撮影し、測定地点の緯度経度の絶対座標値と当該画像データとを関連付けるものであり、道路形状計測やトンネルの内空面形状計測に用いるものではない。   In the measurement using the ultrasonic distance meter and laser distance meter described above, it is possible to measure the unevenness of the wall surface of the concrete structure, but when measuring data of structures over a long distance such as roads and tunnels, measurement It is necessary to repeat the measurement using the ultrasonic rangefinder and laser rangefinder while moving the point. When moving from one measurement point to another, you must know exactly where the measurement point is. In recent years, a GPS system (global positioning system) has been developed, and it is known to accurately grasp a measurement point using a GPS system. The measurement system linked to the currently installed GPS system captures an image of a building or the like at a measurement point, and associates the absolute coordinate value of the latitude and longitude of the measurement point with the image data. It is not used for the measurement of the shape of the inner space.

特開平8−248006号公報JP-A-8-248006 特開平10−246782号公報JP 10-246782 A 特開2009−121945号公報JP 2009-121945 A

しかし、従来のGPSシステムと連動した計測システムを用いてトンネル内の内空面形状などを計測する場合、以下の問題がある。   However, there are the following problems when measuring the shape of the inner surface of a tunnel using a measurement system linked to a conventional GPS system.

まず、走行する車両に搭載した超音波距離計やレーザー距離計を用いてトンネル内空面の凹凸を計測するにあたり、トンネルという特殊環境ゆえにGPSシステムにより測定位置を特定することができないという問題がある。トンネルという長い構造物を計測する場合、走行する車両に計測システムを搭載して走行させながら超音波距離計やレーザー距離計を用いてトンネル等のコンクリート構造物の壁面の凹凸を計測することが好ましいところ、測定地点を移動しつつ測定を繰り返して行かなければならないので測定地点がどこであるか正確に把握しなければならない。しかし、GPSシステムを用いて測定位置を特定する場合、トンネル内部ではGPSが使用できないため、測定地点の緯度経度の絶対座標データが得られないという問題がある。つまり、トンネル内部において内空面形状をある地点で計測しても、測定位置を特定することができないため、それがどの地点であったかを特定することが難しい。結局トンネル内の内空面のデータを正確に計測することは難しくなってしまう。   First, there is a problem in that the measurement position cannot be specified by the GPS system due to the special environment of the tunnel when measuring the unevenness of the air surface inside the tunnel using an ultrasonic distance meter or laser distance meter mounted on a traveling vehicle. . When measuring a long structure called a tunnel, it is preferable to measure the unevenness of the wall surface of a concrete structure such as a tunnel using an ultrasonic distance meter or a laser distance meter while the measurement system is mounted on a traveling vehicle. However, since it is necessary to repeat the measurement while moving the measurement point, it is necessary to accurately grasp where the measurement point is. However, when the measurement position is specified using the GPS system, there is a problem that the absolute coordinate data of the latitude and longitude of the measurement point cannot be obtained because GPS cannot be used inside the tunnel. That is, it is difficult to specify which point it is because the measurement position cannot be specified even if the inner surface shape is measured at a certain point inside the tunnel. Eventually, it will be difficult to accurately measure the data of the inner surface of the tunnel.

次に、走行する車両に搭載した超音波距離計やレーザー距離計を用いて、断面が半円でいわゆるドーム型という独特の断面形状であるトンネル内空面を如何に測定するかという問題がある。トンネルは直線状のトンネルもあれば、緩やかにカーブしているトンネルもある。トンネルを走行する車両はトンネル内の道路、つまり、トンネルの中心軸に沿って走行するが、測定すべきトンネル内空面は車両の左側から天井を通り車両の右側まで180度、また、車両の右側から路面を通り車両の左側までの180度の合計360度ある。走行する車両は1カ所に留まらずほぼ一定の速度で進行するため、走行する車両に搭載した計測装置を用いて360度にわたってトンネル内を走行しながら内空面を効果的に計測する方法をしっかりと確立しておかなければ正しいトンネル内空面計測データを得ることはできない。   Next, there is a problem of how to measure the inner surface of the tunnel, which has a semi-circular cross section and a so-called dome-shaped cross section, using an ultrasonic rangefinder or laser rangefinder mounted on a traveling vehicle. . Some tunnels are straight, while others are gently curved. The vehicle traveling in the tunnel travels along the road in the tunnel, that is, along the center axis of the tunnel, but the sky surface in the tunnel to be measured is 180 degrees from the left side of the vehicle through the ceiling to the right side of the vehicle. There is a total of 360 degrees, 180 degrees from the right side through the road surface to the left side of the vehicle. Since the traveling vehicle is not limited to one place and travels at a substantially constant speed, a method for effectively measuring the interior air surface while traveling through the tunnel for 360 degrees using a measuring device mounted on the traveling vehicle is firmly established. If it is not established, it will not be possible to obtain the correct measurement data of the tunnel surface.

次に、トンネル内空面の歪みや劣化を把握するためには、計測結果に基づいて作成したトンネル内空面データにおいて凹凸が把握できるだけでなく、所定期間を経過した後に計測して作成したトンネル内空面データとの比較において、同じ測定個所のデータが正確に比較できないと経年劣化が把握できないという問題がある。トンネル内空面の経年劣化は数年単位の長期間インターバルを経て計測する場合もあるため、今回計測して得たデータが前回計測して得たデータと正確に突き合わすことができなければならない。つまり、如何にトンネル内空面データを任意のキロポストにて正規化されたデータとして獲得し、それらを比較評価するかということが問題となってくる。   Next, in order to grasp the distortion and deterioration of the air surface inside the tunnel, not only the unevenness can be grasped in the air surface data created based on the measurement results, but also the tunnel created by measuring after a predetermined period of time has passed. There is a problem that the deterioration over time cannot be grasped unless the data at the same measurement location can be accurately compared in comparison with the interior air surface data. Since the aging of the air surface in the tunnel may be measured after a long interval of several years, the data obtained this time must be able to match the data obtained from the previous measurement accurately. . In other words, how to obtain the air surface data in the tunnel as data normalized by an arbitrary kilopost and compare and evaluate them becomes a problem.

上記問題点に鑑み、本発明は、GPSシステムが利用できないトンネル内において、トンネル内の測定位置を正確に特定することができるトンネルデータ処理システムを提供することを目的とする。
また、上記問題点に鑑み、本発明は、トンネルという独特の形状が直線状にまたは湾曲しつつ続くトンネル内空面を効果的に測定することができるトンネルデータ処理システムを提供することを目的とする。
また、上記問題点に鑑み、本発明は、計測して得たトンネルデータを正規化し、数年単位の長期間インターバルを経て別に計測して得たトンネルデータ同士を任意のキロポスト上の点において正確に突き合わすことができるトンネルデータ処理システムを提供することを目的とする。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a tunnel data processing system capable of accurately specifying a measurement position in a tunnel in a tunnel where a GPS system cannot be used.
Further, in view of the above problems, an object of the present invention is to provide a tunnel data processing system capable of effectively measuring the inner surface of a tunnel in which a unique shape of a tunnel continues linearly or curved. To do.
Further, in view of the above problems, the present invention normalizes the tunnel data obtained by measurement, and accurately determines the tunnel data obtained by separately measuring through a long-term interval of several years at a point on an arbitrary kilopost. It is an object of the present invention to provide a tunnel data processing system that can be matched with the above.

上記目的を達成するため、本発明にかかるトンネルデータ処理システムは、走行する車両に搭載された位置検知手段により測定した原座標系の位置データと、前記車両に搭載されたトンネル内空面検知手段により前記位置データと同期させて円弧状に測定した原座標系のトンネル内空面点群データとを基にデータ処理を行うシステムにおいて、測定対象トンネルの入口付近および出口付近に設置された車両走行方向に対向する平面を備えた入口被検知板および出口被検知板を利用して、前記車両に搭載した前記位置検知手段と前記トンネル内空面検知手段を用いて測定された、前記入口被検知板の計測位置データ、前記測定対象トンネル内空面の前記トンネル内空面点群データ、前記出口被検知板の計測位置データと、別途、正確に既知なデータとして得られている前記入口被検知板の既知位置データと前記出口検知板の既知位置データとを入力するデータ入力部と、前記入口被検知板に関する前記計測位置データと前記既知位置データの差分を前記測定対象トンネルでの計測開始時点で既に含まれているオフセット誤差として、前記トンネル内空面点群データ全体を一律に補正する計測開始オフセット誤差補正手段と、前記出口被検知板に関する前記計測位置データと前記既知位置データの差分を前記測定対象トンネル内での計測中に蓄積して行ったトンネル内計測誤差として、前記トンネル内空面点群データを個々に按分補正するトンネル内計測誤差補正手段とを備えたものである。   In order to achieve the above object, a tunnel data processing system according to the present invention includes position data of an original coordinate system measured by a position detection unit mounted on a traveling vehicle, and a tunnel inner surface detection unit mounted on the vehicle. In the system that performs data processing based on the space point data in the tunnel in the original coordinate system that is measured in an arc shape in synchronization with the position data by the vehicle, the vehicle running near the entrance and exit of the tunnel to be measured The entrance detection is measured using the position detection means and the tunnel inner surface detection means mounted on the vehicle using an entrance detection plate and an exit detection plate having a plane opposite to each other in the direction. The measurement position data of the plate, the sky surface point cloud data of the inner surface of the tunnel to be measured, and the measurement position data of the exit detection plate are separately and accurately known data. A data input unit for inputting the known position data of the entrance detection plate and the known position data of the exit detection plate obtained as a data, and the difference between the measurement position data and the known position data related to the entrance detection plate As the offset error already included at the measurement start time in the measurement target tunnel, the measurement start offset error correction means for uniformly correcting the entire empty point group data in the tunnel, and the measurement related to the exit detected plate In-tunnel measurement error correction that individually distributes the in-tunnel empty surface point cloud data as an in-tunnel measurement error that is performed by accumulating the difference between position data and the known position data during measurement in the measurement target tunnel. Means.

ここで、前記入口被検知板が測定対象トンネルの外で入口坑口の直前部に設置されたものであり、前記出口被検知板が前記測定対象トンネルの外で出口坑口の直後部に設置されたものであり、前記入口被検知板の前記位置検知手段がGPSシステムおよび距離メータおよびジャイロ装置であり、前記測定対象トンネル内空面および前記出口被検知板に対する前記位置検知手段が距離メータおよびジャイロ装置とすることが好ましい。
入口被検知板はGPSシステムにより位置情報を得るので、トンネル外部に設けることが好ましい。
Here, the entrance detection plate is installed in the front portion of the entrance pit outside the measurement target tunnel, and the exit detection plate is installed in the portion immediately after the exit pit outside the measurement target tunnel. The position detection means for the entrance detection plate is a GPS system, a distance meter, and a gyro device, and the position detection means for the measurement target tunnel inner surface and the exit detection plate is a distance meter and a gyro device. It is preferable that
Since the entrance detection plate obtains position information by the GPS system, it is preferably provided outside the tunnel.

なお、上記の構成のうち、前記計測開始オフセット誤差補正手段による前記オフセット誤差の一律補正と前記トンネル内計測誤差補正手段によるトンネル内計測誤差の按分補正とがなされた前記トンネル内空面点群データに対する処理を行う手段として、前記トンネル内空面検知手段の計測周期ごとに円弧データ群として分割し、前記車両進行方向に沿って最初の円弧データ群から順にソートする円弧データ群生成処理手段と、各々の前記円弧データ群における円弧中心点を求め、前記車両の進行方向に沿って最初の円弧中心点から順次ソートする円弧中心点群生成処理手段と、前記円弧中心点群を順次接続して得られる線分群をトンネル近似中心線とするトンネル近似中心線生成処理手段と、前記トンネル近似中心線を前記トンネルの入口方向および出口方向に延長し、前記入口被検知板の前記既知位置データより特定される前記トンネル入口坑口の既知位置をキロポストの始点とし、前記トンネル近似中心線に沿って線分の長さを積算し、前記トンネル内の距離指標であるキロポストを制定するキロポスト生成処理手段とを備えたものである。   Note that, in the above-described configuration, the sky surface point group data in the tunnel that has been subjected to the uniform correction of the offset error by the measurement start offset error correction unit and the proportional correction of the measurement error in the tunnel by the measurement error correction unit in the tunnel. As means for performing the processing for, arc data group generation processing means for dividing as an arc data group for each measurement period of the tunnel inner surface detection means, and sorting in order from the first arc data group along the vehicle traveling direction, An arc center point in each arc data group is obtained and arc center point group generation processing means for sequentially sorting the arc center points from the first arc center point along the traveling direction of the vehicle, and the arc center points are obtained by sequentially connecting the arc center points. A tunnel approximate center line generation processing unit having a line segment group as a tunnel approximate center line, and the tunnel approximate center line as an entrance of the tunnel The length of the line segment is integrated along the approximate tunnel center line with the known position of the tunnel entrance pit specified by the known position data of the entrance detection plate as the starting point of the kilopost. And a kilometer post generation processing means for establishing a kilometer post as a distance index in the tunnel.

次に、計測装置を搭載した車両のトンネル内での走行軌跡や走行速度は一定ではなく、計測ごとに微妙に異なるため、レーザーが照射されて反射してくる計測ポイントは毎回ばらつきがある。例えば、断面が半円形のトンネルであれば、トンネルの中心点からトンネル内空面を計測するとアーク上の正しい点で計測できるが、走行軌跡はトンネルの中心から左右にずれている場合、そのばらつきに起因して円弧データ群の計測ポイントがばらつく。つまり円弧データ群内にばらつきがある。   Next, since the traveling locus and traveling speed in the tunnel of the vehicle equipped with the measuring device are not constant and slightly differ from measurement to measurement, the measurement points reflected by the laser irradiation vary every time. For example, if the tunnel has a semicircular cross section, measuring the inner surface of the tunnel from the center point of the tunnel can measure it at the correct point on the arc. Due to this, the measurement points of the arc data group vary. That is, there are variations in the arc data group.

そのばらつきを補正するため、上記構成のトンネルデータ処理システムにおいて、前記円弧中心点群生成処理手段が、前記円弧データ群内のデータを用いて、仮に定めた中心点から所定角度(例えば1度ピッチ)ごとに計測された距離を描くことで得られる半円形の軌跡であるトンネル内空面断面形状において幾何学的に正しい中心点を定める中心点算出処理手段と、前記トンネル内空面の正しい中心点から正確に所定角度のピッチで幾何学的に半円形のトンネル内空面と交わる点を計算する正規化計測点算出処理手段と、前記正規化計測点における計測値を、前記実測された計測点における前記計測値を基にした補間処理などで推定する円弧データ群内正規化処理手段を備えたことを特徴とする。   In order to correct the variation, in the tunnel data processing system configured as described above, the arc center point group generation processing means uses data in the arc data group to set a predetermined angle (for example, a pitch of 1 degree) from a temporarily determined center point. ), Center point calculation processing means for determining a geometrically correct center point in the cross-sectional shape of the air surface in the tunnel, which is a semicircular locus obtained by drawing the distance measured for each), and the correct center of the air surface in the tunnel Normalized measurement point calculation processing means for calculating a point that intersects the geometrical surface of the semicircular tunnel with a pitch of a predetermined angle accurately from the point, and a measured value at the normalized measurement point, the measured value at the normalized measurement point An arc data group normalization processing means for estimating by interpolation processing based on the measured values at points is provided.

また、同様に、主に走行速度のばらつきに起因してトンネル進行方向に計測地点(実測地点)はばらついている。つまり、円弧データ群間においてばらつきが存在する。
そのばらつきを補正するため、トンネル進行方向上の正しいピッチの距離ごとに設けた計測地点(正規化計測地点)における計測値を、実際に計測された前後の実測地点から補間により算出することで正規化することとし、前記円弧中心点群生成処理手段が、前記測定対象トンネルの進行方向に沿って、前記円弧データ群のデータを実測した計測地点ごとに並べる処理手段と、正確に所定の距離ピッチに設けた正規化計測地点を算出する正規化計測地点算出処理手段と、実測された前記円弧データ群のデータを基に正規化計測地点で計測した場合に得られたであろう円弧データ群を推定する円弧データ群間正規化処理手段を備えたことを特徴とする。
Similarly, measurement points (measurement points) vary in the tunnel traveling direction mainly due to variations in travel speed. That is, there is variation between the arc data groups.
In order to correct this variation, the measured values at the measurement points (normalized measurement points) provided for each correct pitch distance in the tunnel traveling direction are calculated by interpolation from the actual measurement points before and after the actual measurement. The arc center point group generation processing means arranges the data of the arc data group for each measured measurement point along the traveling direction of the tunnel to be measured, and a predetermined distance pitch accurately. A normalization measurement point calculation processing means for calculating a normalization measurement point provided in the arc, and an arc data group that would have been obtained when measured at the normalization measurement point based on the measured data of the arc data group The present invention is characterized by comprising normalizing processing means between circular arc data groups to be estimated.

上記のように、トンネル中心点からの左右のずれに起因する計測データのばらつきや、走行速度のずれに起因する計測データのばらつきを、トンネル中心点でかつ所定ピッチの間隔で設けられた正規化計測地点で計測したデータに正規化することにより、ばらつきの発生を防止することができる。   As described above, the measurement data variation caused by the left / right deviation from the tunnel center point and the measurement data variation caused by the deviation of the traveling speed are normalized at the tunnel center point and at a predetermined pitch interval. By normalizing the data measured at the measurement point, the occurrence of variations can be prevented.

また、上記の構成のうち、前記キロポスト上での任意の点の指定と、前記任意の点からの任意の距離区間の指定を受け付ける指定手段と、前記指定手段を介して指定された前記任意の点を座標原点とし、前記任意の距離区間に属する前記円弧データ群を抽出する、円弧データ群抽出処理手段と、前記円弧データ群抽出処理手段で抽出された前記円弧データ群をコンピュータ3次元描画空間に配置し、各々の前記円弧データ間の隙間の空間を線形補間し、前記コンピュータ3次元描画空間に前記測定対象トンネル内空面の3次元画像を描画せしめる指定区間トンネル内空面画像描画処理手段を備えたものとする。   In addition, among the above-described configurations, designation of an arbitrary point on the kilometer post, designation means for accepting designation of an arbitrary distance section from the arbitrary point, and the arbitrary point designated via the designation means An arc data group extraction processing means for extracting the arc data group belonging to the arbitrary distance section with a point as a coordinate origin, and the arc data group extracted by the arc data group extraction processing means as a computer three-dimensional drawing space A designated section tunnel interior surface image rendering processing means for linearly interpolating a space between the respective arc data and rendering a 3D image of the interior surface of the measurement target tunnel in the computer 3D rendering space. Shall be provided.

上記構成のトンネルデータ処理システムで生成したトンネルデータを用いて、経年劣化を調べることが可能となる。例えば、前記データ入力部から入力された各々のデータセットとして、或る時期に計測されたデータセットと、他の時期に計測されたデータセットがあり、前記或る時期に計測されたデータセットから描画される前記指定区間の前記測定対象トンネル内空面の3次元画像と、前記他の時期に計測されたデータセット描画される同一の前記指定区間の前記測定対象トンネル内空面の3次元画像とを比較し、両者において差分がある箇所とその量を計算する経年比較処理手段を備えた構成とすれば、その差分を表示することにより、経年劣化などにより形状が変化した箇所とその変化量を把握することが可能となる。   Using the tunnel data generated by the tunnel data processing system configured as described above, it is possible to examine aging degradation. For example, each of the data sets input from the data input unit includes a data set measured at a certain time and a data set measured at another time, and the data set measured at the certain time A three-dimensional image of the sky in the measurement target tunnel in the designated section to be drawn, and a three-dimensional image of the sky in the measurement target tunnel in the same designated section to be drawn in the data set measured at the other time If there is a location with a difference between them and a configuration with an aged comparison processing means that calculates the amount of the difference, by displaying the difference, the location where the shape has changed due to deterioration over time and the amount of change Can be grasped.

また、上記構成のトンネルデータ処理システムにおいて、入力されたデータにおいて欠損している場合がある。走行車両に搭載したレーザー距離計などを用いて計測するため、例えばケーブル類や装置類などの障害物があったりするとデータが得られない場合がある。そこで、前記円弧データ群生成処理手段において、生成した各円弧に属するデータの個数が、前記トンネル内空面検知手段の計測周期内から得られるべきデータ個数より少なく、データが一部欠損しているものにつき、前記データ列の並びの中から欠損箇所を特定し、当該欠損箇所に隣接するデータから補間することにより欠損しているデータを推定・補間する欠損データ補間処理を行う欠損データ補間処理手段を備えた構成とすることが好ましい。   Further, in the tunnel data processing system having the above configuration, there are cases where the input data is missing. Since measurement is performed using a laser distance meter mounted on a traveling vehicle, data may not be obtained if there are obstacles such as cables or devices. Therefore, in the arc data group generation processing means, the number of data belonging to each generated arc is less than the number of data to be obtained from the measurement period of the tunnel inner surface detection means, and some data is missing. Missing data interpolation processing means for performing missing data interpolation processing for identifying and interpolating missing data by identifying a missing portion from the data string sequence and interpolating from data adjacent to the missing portion. It is preferable to have a configuration including

次に、本発明のトンネルデータ処理方法は、走行する車両に搭載された位置検知手段により測定した原座標系の位置データと、前記車両に搭載されたトンネル内空面検知手段により前記位置データと同期させて円弧状に測定した原座標系のトンネル内空面点群データとを基にデータ処理方法であって、測定対象トンネルの入口付近および出口付近に設置された車両走行方向に対向する平面を備えた入口被検知板および出口被検知板を利用して、前記車両に搭載した前記位置検知手段と前記トンネル内空面検知手段を用いて測定された、前記入口被検知板の計測位置データ、前記測定対象トンネル内空面の前記トンネル内空面点群データ、前記出口被検知板の計測位置データと、別途、正確に既知なデータとして得られている前記入口被検知板の既知位置データと前記出口検知板の既知位置データとを入力するデータ入力処理と、前記入口被検知板に関する前記計測位置データと前記既知位置データの差分を前記測定対象トンネルでの計測開始時点で既に含まれているオフセット誤差として、前記トンネル内空面点群データ全体を一律に補正する計測開始オフセット誤差補正処理と、前記出口被検知板に関する前記計測位置データと前記既知位置データの差分を前記測定対象トンネル内での計測中に蓄積して行ったトンネル内計測誤差として、前記トンネル内空面点群データを個々に按分補正するトンネル内計測誤差補正処理とを備えたものである。   Next, in the tunnel data processing method of the present invention, the position data of the original coordinate system measured by the position detection means mounted on the traveling vehicle, and the position data by the tunnel inner surface detection means mounted on the vehicle. This is a data processing method based on the space point cloud data in the tunnel of the original coordinate system measured in a circular arc shape in synchronization, and is a plane facing the vehicle traveling direction installed near the entrance and exit of the tunnel to be measured Measurement position data of the inlet detected plate measured using the position detecting means and the tunnel inner surface detecting means mounted on the vehicle using an inlet detected plate and an outlet detected plate provided with In addition, the above-described entrance-to-be-detected plate obtained as accurate known data separately from the in-tunnel surface-point data of the in-measurement tunnel interior surface Data input processing for inputting known position data and known position data of the exit detection plate, and the difference between the measured position data and the known position data related to the entrance detected plate is already measured at the measurement start time in the measurement target tunnel. As an offset error included, a measurement start offset error correction process for uniformly correcting the entire sky surface point cloud data in the tunnel, and a difference between the measurement position data and the known position data related to the exit detected plate is measured. As a measurement error in the tunnel accumulated during the measurement in the target tunnel, an in-tunnel measurement error correction process for individually proportionally correcting the in-tunnel empty surface point cloud data is provided.

なお、上記方法において、前記計測開始オフセット誤差補正処理における前記オフセット誤差の一律補正と前記トンネル内計測誤差補正処理におけるトンネル内計測誤差の按分補正とがなされた前記トンネル内空面点群データに対する処理として、前記トンネル内空面検知手段の計測周期ごとに円弧データ群として分割し、前記車両進行方向に沿って最初の円弧データ群から順にソートする円弧データ群生成処理と、各々の前記円弧データ群における円弧中心点を求め、前記車両の進行方向に沿って最初の円弧中心点から順次ソートする円弧中心点群生成処理と、前記円弧中心点群を順次接続して得られる線分群をトンネル近似中心線とするトンネル近似中心線生成処理と、前記トンネル近似中心線を前記トンネルの入口方向および出口方向に延長し、前記入口被検知板の前記既知位置データより特定される前記トンネル入口坑口の既知位置をキロポストの始点とし、前記トンネル近似中心線に沿って線分の長さを積算し、前記トンネル内の距離指標であるキロポストを制定するキロポスト生成処理を備えた方法とする。   In the method described above, the processing for the in-tunnel empty surface point group data in which the uniform correction of the offset error in the measurement start offset error correction process and the proportional correction of the in-tunnel measurement error in the in-tunnel measurement error correction process are performed. Arc data group generation processing that divides into arc data groups for each measurement period of the tunnel inner surface detection means and sorts in order from the first arc data group along the vehicle traveling direction, and each of the arc data groups Arc center point group generation processing for obtaining an arc center point in the vehicle and sequentially sorting from the first arc center point along the traveling direction of the vehicle, and a line segment group obtained by sequentially connecting the arc center point groups as a tunnel approximate center Tunnel approximate center line generation processing to be a line, and the tunnel approximate center line as an entrance direction and an exit direction of the tunnel Extending a known position of the tunnel entrance pit specified by the known position data of the entrance detection plate, starting from a kilopost, and integrating the length of the line segment along the approximate tunnel center line, It is assumed that the method includes a kilometer-post generation process for establishing a kilometer-post that is a distance index.

また、上記方法において、さらに、前記キロポスト上での任意の点の指定と、前記任意の点からの任意の距離区間の指定を受け付ける指定受付処理と、前記指定受付処理において指定された前記任意の点を座標原点とし、前記任意の距離区間に属する前記円弧データ群を抽出する、円弧データ群抽出処理と、前記円弧データ群抽出処理で抽出された前記円弧データ群をコンピュータ3次元描画空間に配置し、各々の前記円弧データ間の隙間の空間を線形補間し、前記コンピュータ3次元描画空間に前記測定対象トンネル内空面の3次元画像を描画せしめる指定区間トンネル内空面画像描画処理を備えた方法とすることが好ましい。   Further, in the above method, further, a designation reception process for accepting designation of an arbitrary point on the kilometer post, designation of an arbitrary distance section from the arbitrary point, and the arbitrary designation specified in the designation reception process An arc data group extraction process for extracting the arc data group belonging to the arbitrary distance section with a point as a coordinate origin, and the arc data group extracted by the arc data group extraction process are arranged in a computer three-dimensional drawing space And a space image drawing process in the designated section tunnel that linearly interpolates the space of the gap between the respective arc data and draws a three-dimensional image of the sky surface in the measurement target tunnel in the computer three-dimensional drawing space. A method is preferred.

ここで、経年劣化を調べる方法としては、前記データ入力処理において入力された各々のデータセットとして、或る時期に計測されたデータセットと、他の時期に計測されたデータセットがあれば、前記或る時期に計測されたデータセットから描画される前記指定区間の前記測定対象トンネル内空面の3次元画像と、前記他の時期に計測されたデータセット描画される同一の前記指定区間の前記測定対象トンネル内空面の3次元画像とを比較し、両者において差分がある箇所とその量を計算する経年比較処理を行うことにより経年劣化を調べることができる。   Here, as a method of examining the aging deterioration, as each data set input in the data input process, if there is a data set measured at a certain time and a data set measured at another time, A three-dimensional image of the sky surface in the measurement target tunnel of the designated section drawn from a data set measured at a certain time, and the same designated section of the same designated section drawn at a data set measured at the other time Aged deterioration can be examined by comparing with a three-dimensional image of the sky surface in the tunnel to be measured, and performing aged comparison processing for calculating the location and amount of difference between the two.

また、入力されたデータにおいて欠損がある場合、前記円弧データ群生成処理において、生成した各円弧に属するデータの個数が、前記トンネル内空面検知手段の計測周期内から得られるべきデータ個数より少なく、データが一部欠損しているものにつき、前記データ列の並びの中から欠損箇所を特定し、当該欠損箇所に隣接するデータから補間することにより欠損しているデータを推定・補間する欠損データ補間処理を行うことにより補間を行うことができる。   Further, when there is a deficiency in the input data, in the arc data group generation process, the number of data belonging to each generated arc is less than the number of data to be obtained from within the measurement period of the tunnel inner surface detection means. For missing data, the missing data is used to estimate and interpolate the missing data by identifying the missing part from the data string sequence and interpolating from the data adjacent to the missing part. Interpolation can be performed by performing interpolation processing.

本発明のトンネルデータ生成処理システムによれば、GPSシステムが機能するトンネル外ではGPSシステムで計測された位置データ、GPSシステムが機能しないトンネル内においては走行する車両に搭載された距離メータとジャイロ装置などで計測した位置データを得たうえ、入口被検知板に関する計測位置データとあらかじめ既知の位置データの差分を利用することにより、GPSシステムに起因するトンネル入口の計測開始時点で既に含まれている誤差をオフセット誤差としてトンネル内空面点群データ全体を一律に補正することができ、また、出口被検知板に関する計測位置データと既知の位置データの差分を利用することにより、トンネル内での計測中に蓄積して行った距離メータなどに起因する誤差をトンネル内計測誤差としてトンネル内空面点群データを個々に按分補正することができ、正確なトンネル内の測定データとして正規化することができる。GPSシステムや距離メータなどに起因する誤差は、計測する回数ごとに異なり、例えば、同じトンネルであっても、最初の計測で得られたトンネル内空面点群データと、次の計測で得られたトンネル内空面点群データは異なる数値として得られるが、上記の補正による正規化によって、計測ごとに異なる誤差が補正され、キロポスト上で指定された任意の点において、正確に各回の計測データを比較して、経年変化などを捉えることができる。   According to the tunnel data generation processing system of the present invention, the position data measured by the GPS system outside the tunnel where the GPS system functions, and the distance meter and gyro device mounted on the traveling vehicle inside the tunnel where the GPS system does not function Is already included at the start of tunnel entrance measurement due to the GPS system by using the difference between the measured position data related to the entrance detection plate and the known position data in advance. It is possible to uniformly correct the entire point data in the tunnel as an offset error, and to measure in the tunnel by using the difference between the measured position data on the exit detection plate and the known position data. The error caused by the distance meter accumulated in the Tunnel air surface point cloud data Te can be individually apportioned corrected, it can be normalized as measurement data in the correct tunnel. The error caused by the GPS system or distance meter differs depending on the number of times of measurement. For example, even in the same tunnel, it is obtained by the empty point group data in the tunnel obtained by the first measurement and the next measurement. The tunnel surface point data is obtained as different values, but the normalization by the above correction corrects the different errors for each measurement, and the measurement data at each time is accurate at any point specified on the kilopost. Can be used to capture changes over time.

次に、計測装置を搭載した車両のトンネル内での走行軌跡や走行速度は一定ではなく、計測ごとに微妙に異なるため、レーザーが照射されて反射してくる計測ポイントは毎回ばらつきがあるが、実測された円弧データ群によりトンネル内空面を一旦形成し、その上で、幾何学的に中心点から正確に1度ずつのピッチで計測した場合の計測点(正規化計測点)をそれぞれ算出し、それら正規化計測点における計測値も、実測された円弧データ群により形成したトンネル内空面から算出することで推定することができ、計測データを正規化することができる。
また、同様に、主に走行速度のばらつきに起因してトンネル進行方向の計測地点(実測地点)にはばらつきがあるが、トンネル進行方向に正しいピッチの距離ごとに設けた計測地点(正規化計測地点)における計測値を、実際に計測された前後の実測地点から補間により算出することで正規化することができる。
Next, the travel trajectory and travel speed in the tunnel of a vehicle equipped with a measurement device are not constant and slightly different for each measurement, so the measurement point reflected by the laser irradiation varies every time, A tunnel inner surface is once formed from the measured arc data group, and then the measurement points (normalized measurement points) when geometrically measured from the center point at exactly one pitch are calculated. Then, the measurement values at these normalized measurement points can also be estimated by calculating from the sky surface in the tunnel formed by the actually measured arc data group, and the measurement data can be normalized.
Similarly, although there are variations in measurement points (measurement points) in the tunnel traveling direction due mainly to variations in traveling speed, measurement points (normalized measurement) provided for each correct pitch distance in the tunnel traveling direction. The measurement value at the point) can be normalized by calculating by interpolation from the actual measurement points before and after the actual measurement.

以下、図面を参照しつつ、本発明のトンネルデータ処理システムの実施例を説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施例に示した具体的な用途、形状、個数などには限定されないことは言うまでもない。
なお、以下の各実施例の構成において、 “入口側”に設けられている構成として説明したものが“出口側”に設けられていても構わず、入口側の構成と出口側の構成が相互に入れ替わって逆になっても構わない。
Embodiments of the tunnel data processing system of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, it goes without saying that the scope of the present invention is not limited to the specific application, shape, number, etc. shown in the following examples.
In the configurations of the following embodiments, what has been described as the configuration provided on the “inlet side” may be provided on the “exit side”. It doesn't matter if it is reversed and reversed.

実施例1にかかる本発明のトンネルデータ処理システムの例を示す。
図1は実施例1にかかるトンネルデータ処理システム100のブロック図および入力データの計測方法を簡単に説明する図である。
図2は、計測時における測定対象トンネル300、入口被検知板310、出口被検知板320の設置状態を分かりやすく模式的に示した図である。
図3は、本発明のトンネルデータ処理システム100に対して入力される種々の位置データを示した図である。
1 shows an example of a tunnel data processing system of the present invention according to a first embodiment.
FIG. 1 is a block diagram of a tunnel data processing system 100 according to the first embodiment and a diagram for briefly explaining a method for measuring input data.
FIG. 2 is a diagram schematically showing the installation state of the measurement target tunnel 300, the inlet detection plate 310, and the outlet detection plate 320 during measurement.
FIG. 3 is a diagram showing various position data input to the tunnel data processing system 100 of the present invention.

まず、本発明のトンネルデータ処理システム100に対してデータ入力部120を介して入力される入力データの計測方法について説明しておく。
図1に示すように、トンネルデータ処理システム100に入力される入力データの取得は、車両200に搭載された位置検知手段210およびトンネル内空面検知手段220の計測により行われる。
First, a method for measuring input data input to the tunnel data processing system 100 of the present invention via the data input unit 120 will be described.
As shown in FIG. 1, acquisition of input data input to the tunnel data processing system 100 is performed by measurement of a position detection unit 210 and a tunnel inner surface detection unit 220 mounted on the vehicle 200.

位置検知手段210は、車両200に搭載され、計測位置(車両の位置)を検知する手段である。一般的に、道路の路面状態の調査はトンネルを含む道路網に対して行われ、トンネルの外ではGPSシステムを用いた計測が前提となっているため、位置データは基本的にはGPSシステムの計測がベースとなっている。そこで、トンネル内に入るまでのアプローチ部分はトンネル外でのGPSシステムを用いた位置計測となり、引き続いてGPS信号が受信できないトンネル内においてはGPSシステムに代わり位置計測ができる装置、例えば、走行距離を検知する距離メータと方向の変化を検知するジャイロ装置との組み合わせなどを用いる。つまり、ここでは、位置検知手段210として、GPSシステム、距離メータ、ジャイロ装置の3つの装置を搭載しているものとする。ジャイロ装置を用いる目的は、トンネルには起伏やカーブがあるためトンネル内を走行する車両の位置は3次元的に移動しうるためこの3次元的な移動を捉えるべく距離メータに加えてジャイロ装置を組み合わせて用いる。車両200の移動距離については車両200に設けた距離メータにより計測でき、ジャイロ装置の計測データと距離メータの計測データを用いることで車両200の3次元空間内での位置データを計測することができる。もっとも、将来において、トンネル坑内など電波の届かない場所にもGPSシステムが機能するような技術革新があればGPSシステムが利用できることを排除するものではない。   The position detection unit 210 is mounted on the vehicle 200 and is a unit that detects a measurement position (vehicle position). In general, road surface conditions are surveyed on a road network that includes tunnels, and measurement using a GPS system is assumed outside the tunnel. Measurement is the base. Therefore, the approach part until entering the tunnel is the position measurement using the GPS system outside the tunnel, and the device that can measure the position instead of the GPS system in the tunnel where the GPS signal cannot be subsequently received, for example, the travel distance A combination of a distance meter to detect and a gyro device to detect a change in direction is used. That is, here, it is assumed that the position detection means 210 is equipped with three devices: a GPS system, a distance meter, and a gyro device. The purpose of using the gyro device is that there are undulations and curves in the tunnel, so the position of the vehicle traveling in the tunnel can move three-dimensionally. In order to capture this three-dimensional movement, the gyro device is used in addition to the distance meter. Use in combination. The moving distance of the vehicle 200 can be measured by a distance meter provided in the vehicle 200, and the position data of the vehicle 200 in the three-dimensional space can be measured by using the measurement data of the gyro device and the measurement data of the distance meter. . However, in the future, if there is a technological innovation that allows the GPS system to function even in places where radio waves do not reach, such as in tunnel tunnels, it does not exclude that the GPS system can be used.

なお、位置検知手段210の検知精度であるが、トンネルという比較的大きな構造物を対象として計測するが、後述するように正規化して、過去のデータと照らし合わせて経年劣化を調べる用途を想定しているため、ある程度正確に対比できるよう、5mm程度の精度があるものが好ましいが、計測精度は限定されるものではない。   The detection accuracy of the position detection means 210 is measured for a relatively large structure called a tunnel, but is assumed to be normalized as will be described later and used for examining aged deterioration against past data. Therefore, it is preferable to have an accuracy of about 5 mm so that it can be compared with a certain degree of accuracy, but the measurement accuracy is not limited.

トンネル内空面検知手段220は、車両200に搭載され、非接触式でトンネル内空面の凹凸データを収集できる装置である。本発明はトンネル内空面の凹凸の計測を行うので、トンネル内において客観的に内空面の凹凸が検知できる装置であれば特に装置は限定されない。例えば、レーザー距離計、超音波距離計などがある。   The tunnel inner surface detection means 220 is mounted on the vehicle 200 and is a device that can collect unevenness data of the tunnel inner surface in a non-contact manner. Since the present invention measures the unevenness of the inner surface of the tunnel, the device is not particularly limited as long as the device can detect the unevenness of the inner surface objectively in the tunnel. For example, there are a laser distance meter and an ultrasonic distance meter.

トンネル内空面検知手段220の走査方式であるが、車両200が走行しながらデータ収集を行うため、例えば、前方斜め方向に対して扇状に走査しつつその反射波を測定するいわゆる“レーダー走査方式”が好ましい。図2に示すように、走行する車両200と、各々の走行位置においてトンネル内空面検知手段220から発射されてレーダー走査線が内空面に当たり反射して受信される。   This is a scanning method of the tunnel inner surface detection means 220. In order to collect data while the vehicle 200 is traveling, for example, a so-called “radar scanning method” in which reflected waves are measured while scanning in a fan shape with respect to the front oblique direction. "Is preferred. As shown in FIG. 2, the vehicle 200, and the tunnel inner surface detection means 220 are fired at each traveling position, and the radar scanning line hits the inner surface and is reflected and received.

トンネル内空面の検知は360度にわたり計測する必要がある。そこで、図2の例では、車両200の左側から天井を通り車両200の右側まで180度と、車両200の右側から路面を通り車両200の左側までに戻る180度の合計360度にわたってレーザーを照射し、その反射波を受信して距離を計測して表面の凹凸を検知するものとなっている。
図2に示すように、車両200が走行するにつれ、斜め前方に形成される扇状のレーザー走査線も合わせて前方に移動する。
The detection of the sky surface in the tunnel needs to be measured over 360 degrees. Therefore, in the example of FIG. 2, the laser is irradiated over 360 degrees in total, 180 degrees from the left side of the vehicle 200 through the ceiling to the right side of the vehicle 200 and 180 degrees from the right side of the vehicle 200 to the left side of the vehicle 200 through the road surface. Then, the reflected wave is received, the distance is measured, and the surface unevenness is detected.
As shown in FIG. 2, as the vehicle 200 travels, the fan-shaped laser scanning line formed obliquely forward also moves forward.

トンネル内空面検知手段220は、トンネル内空面の計測にあたり、位置検知手段により得られる位置データと同期させて円弧状に測定してゆく。位置データと同期させることにより測定すべき内空面が延々と連続したトンネルのような構造物のデータ処理が可能となる。   The tunnel inner surface detection means 220 measures the inner surface of the tunnel in an arc shape in synchronization with the position data obtained by the position detection means. By synchronizing with the position data, it is possible to process data of a tunnel-like structure in which the inner space to be measured is continuous.

なお、位置検知手段210およびトンネル内空面検知手段220は走行する車両200に搭載されたまま計測を行うので、実際には、トンネル300内の車両の走行軌跡、走行速度がかならずしも一定ではないため、計測値にはいわゆる歪みが混入してしまうこととなる。本発明のトンネルデータ処理システム100は、この車両の走行軌跡のずれや走行速度のばらつきなどに起因する計測値に混入する歪みを、後述するように計測値を正規化することにより取り除くことができ、同じトンネルを別の時期に測ったデータ同士でも正しく対比照合することができる。   In addition, since the position detection unit 210 and the tunnel inner surface detection unit 220 perform measurement while being mounted on the traveling vehicle 200, actually, the traveling locus and traveling speed of the vehicle in the tunnel 300 are not necessarily constant. In other words, so-called distortion is mixed in the measured value. The tunnel data processing system 100 of the present invention can remove the distortion mixed in the measured value due to the deviation of the traveling locus of the vehicle and the variation in the traveling speed by normalizing the measured value as will be described later. Even the data of the same tunnel measured at different times can be correctly compared.

次に、入口被検知板310、出口被検知板320について説明する。
図2の例において、入口被検知板310はトンネル入口にかかる直前に設置され、車両走行方向に対向する平面、例えば、略垂直に設けられた平面を持つ看板や立て板のようなものである。大きさや形状は少なくとも平面と認識できる大きさと形状があれば良いが、後述するように扇状のレーダー走査線で容易に捉えられ、他の円弧状の点群データと同じように取扱いやすいように、図2の例ではアーチ状の平面板となっている。
Next, the inlet detection plate 310 and the outlet detection plate 320 will be described.
In the example of FIG. 2, the entrance detection plate 310 is installed just before entering the tunnel entrance, and is a signboard or a standing plate having a plane facing the vehicle traveling direction, for example, a plane provided substantially vertically. . The size and shape need only have a size and shape that can be recognized as at least a plane, but as will be described later, it can be easily captured by a fan-shaped radar scanning line, and can be handled in the same way as other arc-shaped point cloud data. In the example of FIG. 2, it is an arch-shaped plane board.

また、図2の例において、出口被検知板320はトンネル出口の直後に設置され、車両走行方向に対向する平面、例えば、略垂直に設けられた平面を持つ看板や立て板のようなものである。出口被検知板320も同様、大きさや形状は少なくとも平面と認識できる大きさと形状があれば良いが、扇状のレーダー走査線で容易に捉えられ、他の円弧状の点群データと同じように取扱いやすいように、図2の例ではアーチ状の平面板となっている。   In the example of FIG. 2, the exit detection plate 320 is installed immediately after the tunnel exit, and is a signboard or a standing board having a plane opposite to the vehicle traveling direction, for example, a plane provided substantially vertically. is there. Similarly, the exit detection plate 320 should have at least a size and shape that can be recognized as a plane, but can be easily captured by a fan-shaped radar scanning line and handled in the same way as other arc-shaped point cloud data. For ease of illustration, the example of FIG. 2 is an arch-shaped flat plate.

ここで、入口被検知板310は、トンネル外でのGPSシステムによる位置計測と、トンネル内での距離メータとジャイロ装置による位置計測の境界となるため、入口被検知板310の位置計測データは、GPSシステムによる計測結果と、距離メータおよびジャイロ装置による計測結果の2つの計測結果が得られる。また、別途、あらかじめ、入口被検知板310の位置は既知の値として正確な位置データが与えられている。例えば、従来の三角点を用いた測量により精密に正確な緯度経度の絶対位置データが与えられているものとする。なお、その設置位置が事前の測量等により既知であれば、入口被検知板310も出口被検知板320もトンネル坑内に設置されていても良いが、少なくとも入口被検知板310はGPSシステム誤差の補正に用いるためGPSシステムによる位置計測結果が必要であるので、トンネル外部に設けられる必要がある。   Here, the entrance detection plate 310 serves as a boundary between the position measurement by the GPS system outside the tunnel and the position measurement by the distance meter and the gyro device in the tunnel. Therefore, the position measurement data of the entrance detection plate 310 is Two measurement results are obtained: a measurement result by the GPS system and a measurement result by the distance meter and the gyro device. Separately, accurate position data is given in advance as the position of the entrance detection plate 310 as a known value. For example, it is assumed that precise and accurate absolute position data of latitude and longitude is given by surveying using a conventional triangular point. If the installation position is known by prior surveying or the like, both the entrance detection plate 310 and the exit detection plate 320 may be installed in the tunnel mine, but at least the entrance detection plate 310 has a GPS system error. Since the position measurement result by the GPS system is necessary for use in correction, it is necessary to be provided outside the tunnel.

上記したように、入口被検知板310の位置データとしては、GPSシステムによる計測データと、距離メータとジャイロ装置による計測データと、あらかじめ既知の正確な位置データの3つの位置データが取得され、GPSシステム誤差に起因する計測開始時点のオフセット誤差の一律補正に用いられることとなる。   As described above, as the position data of the entrance detection plate 310, three pieces of position data including the measurement data by the GPS system, the measurement data by the distance meter and the gyro device, and the known accurate position data are acquired in advance. This is used for the uniform correction of the offset error at the start of measurement due to the system error.

また、出口被検知板320の位置データとしては、距離メータとジャイロ装置による計測データと、あらかじめ既知の正確な位置データの2つの位置データが取得され、距離メータとジャイロ装置の誤差に起因するトンネル内の計測において蓄積してゆくトンネル内計測誤差の按分補正に用いられることとなる。   Further, as the position data of the exit detection plate 320, two position data of the measurement data by the distance meter and the gyro device and the known accurate position data in advance are acquired, and the tunnel caused by the error between the distance meter and the gyro device. It will be used for the apportionment correction of the measurement error in the tunnel that accumulates in the measurement.

図3は、本発明のトンネルデータ処理システム100に対して入力される種々の位置データを示したものである。図3の例では、トンネル内空面点群データは7500個ある例として説明されている。図3に示すように、計測して用意する位置データとしては、GPSシステムにより取得された入口被検知板310の位置データ、距離メータとジャイロ装置により取得されたトンネル内の任意の点における位置データ、距離メータとジャイロ装置により取得された出口被検知板320の位置データがある。本発明のトンネルデータ処理システム100はこれら位置データをデータ入力部120を介して入力し、後述するような種々のデータ処理を実行する。
なお、この実施例では、あらかじめ計測しておいた位置データをデータ入力部120を介して入力し、本発明のトンネルデータ処理システム100によりバッチ処理を行うシステムとして説明するが、トンネルデータ処理システム100を車両搭載型としてトンネル内での計測データをその場で受け取ってリアルタイム処理するタイプでも良い。
FIG. 3 shows various position data input to the tunnel data processing system 100 of the present invention. In the example of FIG. 3, a description is given of an example in which there are 7500 empty surface point cloud data in the tunnel. As shown in FIG. 3, the position data to be measured and prepared include the position data of the entrance detection plate 310 acquired by the GPS system, and the position data at an arbitrary point in the tunnel acquired by the distance meter and the gyro device. , There is position data of the outlet detection plate 320 acquired by the distance meter and the gyro device. The tunnel data processing system 100 of the present invention inputs these position data via the data input unit 120 and executes various data processing as will be described later.
In this embodiment, the position data measured in advance is input via the data input unit 120, and the batch data processing system 100 according to the present invention performs batch processing. However, the tunnel data processing system 100 As a vehicle-mounted type, a type in which measurement data in the tunnel is received on the spot and processed in real time may be used.

図3に示すように、入口被検知板310に対するGPSシステムの計測結果は、[x’(0),y’(0),z’(0)]として表現され、トンネル内の任意の点(i)(任意のキロポスト上の任意の点(i))における距離メータおよびジャイロ装置による計測結果は、[x”(i),y”(i),z”(i)]として表現され、出口被検知板320に対する距離メータおよびジャイロ装置による計測結果は[x”(7500),y”(7500),z”(7500)]として表現される。また、入口被検知板310の正確な既知の位置データは[x(0),y(0),z(0)]と表現され、出口被検知板320の正確な既知の位置データは[x(7500),y(7500),z(7500)]と表現される。それぞれの座標系はxyzの絶対座標系となっている。   As shown in FIG. 3, the measurement result of the GPS system for the entrance detection plate 310 is expressed as [x ′ (0), y ′ (0), z ′ (0)], and an arbitrary point in the tunnel ( i) The measurement result by the distance meter and gyroscope at any point (i) on any kilometer post is expressed as [x ″ (i), y ″ (i), z ″ (i)] The measurement result by the distance meter and the gyro device with respect to the detection plate 320 is expressed as [x ″ (7500), y ″ (7500), z ″ (7500)]. Further, the accurate known position data of the entrance detection plate 310 is expressed as [x (0), y (0), z (0)], and the accurate known position data of the exit detection plate 320 is [x (7500), y (7500), z (7500)]. Each coordinate system is an xyz absolute coordinate system.

本発明のトンネルデータ処理システム100は、これらの計測データに含まれるGPSシステム誤差の補正と、距離メータやジャイロ装置の計測に含まれる誤差の補正を考察して、データの正規化を試みる。
本発明のトンネルデータ処理システム100の補正処理について図面を参照しつつ説明する。トンネルデータ処理システム100は、計測開始オフセット誤差補正手段101、トンネル内計測誤差補正手段102、データ入力部120を備えている。
The tunnel data processing system 100 of the present invention considers correction of GPS system errors included in the measurement data and correction of errors included in the measurement of the distance meter and the gyro device, and tries to normalize the data.
The correction processing of the tunnel data processing system 100 of the present invention will be described with reference to the drawings. The tunnel data processing system 100 includes a measurement start offset error correction unit 101, an in-tunnel measurement error correction unit 102, and a data input unit 120.

まず、入口被検知板310の位置データを用いてGPSシステム誤差の補正を説明する。
図3に示すように、入口被検知板310に対するGPSシステムの計測結果は、[x’(0),y’(0),z’(0)]であり、入口被検知板310の正確な既知の位置データは[x(0),y(0),z(0)]であるので、GPSシステムに起因する誤差として、以下の(数1)で計算される誤差[△x(0),△y(0),△z(0)]がある。
First, correction of the GPS system error will be described using the position data of the entrance detection plate 310.
As shown in FIG. 3, the measurement result of the GPS system for the entrance detection plate 310 is [x ′ (0), y ′ (0), z ′ (0)], and the entrance detection plate 310 is accurate. Since the known position data is [x (0), y (0), z (0)], an error [Δx (0)] calculated by the following (Equation 1) as an error caused by the GPS system. , Δy (0), Δz (0)].

[x’(0),y’(0),z’(0)]−[x(0),y(0),z(0)]
=[△x(0),△y(0),△z(0)] ‥‥(1)
[X ′ (0), y ′ (0), z ′ (0)] − [x (0), y (0), z (0)]
= [Δx (0), Δy (0), Δz (0)] (1)

この誤差[△x(0),△y(0),△z(0)]は、トンネル内空面の計測開始時点で含まれている誤差であり、いわば、計測時点におけるオフセット誤差である。トンネル坑内に入ってから引き続き距離メータとジャイロ装置による位置計測に切り替わった後は、GPSシステムにより計測された入口被検知板の位置データを基準(ゼロ)としてキロポストの概念で引き継がれるので、計測開始時点で生じているオフセット誤差は、その後の距離メータおよびジャイロ装置による計測結果[x”(7500),y”(7500),z”(7500)]に一律に混入している。そこで、計測開始オフセット誤差補正手段101は、後述する(数4)に示すように、GPSシステム誤差[△x(0),△y(0),△z(0)]をオフセット誤差として一律に差し引いて補正する。   This error [Δx (0), Δy (0), Δz (0)] is an error included at the measurement start time of the sky surface in the tunnel, that is, an offset error at the measurement time. After switching to position measurement with a distance meter and gyroscope after entering the tunnel mine, measurement is started because the position data of the inlet detection plate measured by the GPS system is taken as the reference (zero) in the concept of kilopost. The offset error occurring at the time is uniformly mixed in the measurement results [x ″ (7500), y ″ (7500), z ″ (7500)] after that by the distance meter and the gyro device. The offset error correction unit 101 corrects the GPS system error [Δx (0), Δy (0), Δz (0)] by subtracting it uniformly as an offset error, as will be described later (Equation 4). .

次に、出口被検知板320の位置データを用いて距離メータとジャイロ装置に起因するトンネル内計測誤差の補正を説明する。
距離メータには種々のタイプがあるが、例えば、車両のタコメータのように車軸の回転に連動してメータがカウントアップして行くもの等がある。ジャイロ装置にも種々のタイプがあるが、やはり機械的な誤差が生じ得る。この距離メータやジャイロ装置に起因する誤差はトンネル内の特定の場所で集中的に発生するものではなく、距離に比例して一様に蓄積されてゆくものと考えるのが適切である。トンネル内の任意の点(i)(任意のキロポスト上の任意の点(i))における距離メータおよびジャイロ装置による計測結果は[x”(i),y”(i),z”(i)]で表現されるが、この中にはトンネル全体で蓄積する誤差から距離に比例して按分される分の誤差が混入していると推定される。今、距離メータおよびジャイロ装置で計測された出口被検知板320に対する位置データは[x”(7500),y”(7500),z”(7500)]であり、出口被検知板320の正確な既知の位置データは[x(7500),y(7500),z(7500)]であるので、図3に示すように、(数2)で示す差分は、距離メータおよびジャイロ装置に起因する誤差がトンネル内の計測において蓄積した誤差の総計と考えることができる。
Next, correction of the measurement error in the tunnel caused by the distance meter and the gyro device will be described using the position data of the exit detection plate 320. FIG.
There are various types of distance meters. For example, there are those in which the meter counts up in conjunction with the rotation of the axle, such as a tachometer of a vehicle. There are various types of gyro devices, but mechanical errors can still occur. It is appropriate to consider that the error due to the distance meter and the gyro device does not occur intensively at a specific location in the tunnel but is accumulated uniformly in proportion to the distance. The measurement results by the distance meter and gyroscope at any point (i) in the tunnel (any point (i) on any kilopost) are [x "(i), y" (i), z "(i) It is estimated that there is an error that is prorated in proportion to the distance from the error accumulated in the entire tunnel, which is now measured with a distance meter and gyroscope. The position data for the outlet detection plate 320 is [x ″ (7500), y ″ (7500), z ″ (7500)], and the accurate known position data of the outlet detection plate 320 is [x (7500), y (7500), z (7500)], as shown in FIG. 3, the difference shown in (Equation 2) is the sum of errors accumulated in the tunnel due to the error caused by the distance meter and the gyro device. Can be considered.

[x”(7500),y”(7500),z”(7500)]−[x(7500),y(7500),z(7500)]
=[△x(7500),△y(7500),△z(7500)] ‥‥(2)
[X ″ (7500), y ″ (7500), z ″ (7500)] − [x (7500), y (7500), z (7500)]
= [△ x (7500), △ y (7500), △ z (7500)] (2)

つまり、7500個あるトンネル内空面点群データ一つあたりの誤差は、[△x(7500),△y(7500),△z(7500)]/7500であるので、トンネル内計測誤差補正手段102は、キロポスト上の任意の点(i)に対して按分した(数3)に相当する誤差補正を行う。   That is, since the error per 7500 empty surface point cloud data in the tunnel is [Δx (7500), Δy (7500), Δz (7500)] / 7500, the measurement error correction means in the tunnel Reference numeral 102 denotes an error correction equivalent to (Equation 3) prorated for an arbitrary point (i) on the kilopost.

[△x(7500),△y(7500),△z(7500)]*i/7500 ‥‥(3)   [Δx (7500), Δy (7500), Δz (7500)] * i / 7500 (3)

結局、キロポスト上の任意の点(i)における正確な位置データ[x(i),y(i),z(i)]は、図3に示すように、GPSシステム誤差のオフセット一律補正と、距離メータとジャイロ装置のトンネル内計測誤差の按分補正とを反映した(数4)で表される。   Eventually, accurate position data [x (i), y (i), z (i)] at an arbitrary point (i) on the kilopost is obtained by uniformly correcting the offset of the GPS system error as shown in FIG. It is expressed by (Equation 4) reflecting the distance meter and the proportional correction of the measurement error in the tunnel of the gyro device.

[x(i),y(i),z(i)]=[x”(i),y”(i),z”(i)]−[△x(0),△y(0),△z(0)]−[△x(7500),△y(7500),△z(7500)]*i/7500 ‥‥(4)   [X (i), y (i), z (i)] = [x ″ (i), y ″ (i), z ″ (i)] − [Δx (0), Δy (0), Δz (0)] − [Δx (7500), Δy (7500), Δz (7500)] * i / 7500 (4)

トンネルデータ処理システム100の他の各制御機能について図面を参照しつつ、各々の処理の様子を説明する。
トンネルデータ処理システム100は、上記した計測開始オフセット誤差補正手段101、トンネル内計測誤差補正手段102、データ入力部120に加え、円弧データ群生成処理手段103、データ正規化手段104、円弧中心点群生成処理手段105、欠損データ補間処理手段106、近似中心線生成処理手段107、キロポスト生成処理手段108、トンネル内空面画像描画処理手段109、比較処理手段110を備えている。
The other control functions of the tunnel data processing system 100 will be described with reference to the drawings.
The tunnel data processing system 100 includes an arc data group generation processing unit 103, a data normalization unit 104, an arc center point group, in addition to the above-described measurement start offset error correction unit 101, in-tunnel measurement error correction unit 102, and data input unit 120. A generation processing unit 105, a missing data interpolation processing unit 106, an approximate center line generation processing unit 107, a kilopost generation processing unit 108, an in-tunnel sky surface image drawing processing unit 109, and a comparison processing unit 110 are provided.

円弧データ群生成処理手段103は、計測開始オフセット誤差補正手段101によるオフセット誤差の一律補正と、トンネル内計測誤差補正手段102によるトンネル内計測誤差の按分補正とがなされたトンネル内空面点群データを受け取り、トンネル内空面検知手段220の計測周期Tごとに円弧データ群として分割し、車両200の進行方向に沿って最初の円弧データ群から順にソート・整理するものである。これらのデータはトンネル表面を輪切りにした形となっている。このため天井面および床面(路面)はいずれも輪切り毎にデータをまとめることができる。1つの円弧データ群のデータ数は、特に限定されないが、以下の説明では、例えば、天井面は180点、路面も180点のデータからなるものとする。この円弧データ群はその形状から「アーク」と呼ぶことができる。また、トンネル内空面点群データを計測周期Tごとに円弧データ群として分割することを「アーク分割」と呼ぶことができる。   The arc data group generation processing means 103 is a point data in the tunnel that has been subjected to uniform correction of the offset error by the measurement start offset error correction means 101 and apportioned correction of the measurement error in the tunnel by the tunnel measurement error correction means 102. Are divided into arc data groups for each measurement period T of the tunnel inner surface detection means 220, and sorted and arranged in order from the first arc data group along the traveling direction of the vehicle 200. These data are in the form of a rounded tunnel surface. For this reason, both the ceiling surface and the floor surface (road surface) can collect data for each ring cut. The number of data in one arc data group is not particularly limited, but in the following description, for example, it is assumed that the ceiling surface is composed of 180 points and the road surface is composed of 180 points. This arc data group can be called “arc” because of its shape. Further, dividing the sky surface point group data in the tunnel as an arc data group every measurement period T can be referred to as “arc division”.

なお、実際のトンネルでレーザー距離計などのトンネル内空面検知手段で計測すると、トンネルの天井面と床面の境界付近などはデータが不規則な場合もあり、そのような天井面と床面の境界付近のデータは除外しても良い。   Note that when measuring with tunnel surface detection means such as a laser distance meter in an actual tunnel, the data near the boundary between the ceiling surface of the tunnel and the floor surface may be irregular. Data near the boundary may be excluded.

円弧データ群生成処理手段103による処理の結果、円弧データ群は、計測周期T、車両速度Vとすると、図4に示すように測定対象トンネル300内に一定間隔VTの間隔を持った円弧データ群となっている。実際のトンネルは必ずしも直線のトンネルばかりではなく、長距離トンネルになると途中で道が緩やかにカーブしているトンネルが多い。   As a result of the processing by the arc data group generation processing means 103, the arc data group has a measurement interval T and a vehicle speed V, and the arc data group having a constant interval VT in the measurement target tunnel 300 as shown in FIG. It has become. Actual tunnels are not necessarily straight tunnels, but many long-distance tunnels have gently curved roads along the way.

円弧データ群の個数はトンネルの長さによるが、ここの説明では、例えば、天井面は7500個、床面も7500個あったものとする。また、この他に、入口被検知板310により得られた点群データより生成された円弧データ群1個と、出口被検知板320により得られた点群データより生成された円弧データ群1個が得られている。なお、入口被検知板310の円弧データと出口被検知板320の円弧データは、トンネル内空面検知出段220の計測結果から最初に検知された滑らかな平板状のものと最後に検出された滑らかな平板状のものとなる。   The number of arc data groups depends on the length of the tunnel, but in this description, for example, it is assumed that there are 7500 ceiling surfaces and 7500 floor surfaces. In addition to this, one arc data group generated from the point group data obtained by the entrance detected plate 310 and one arc data group generated from the point group data obtained by the exit detected plate 320. Is obtained. Note that the arc data of the entrance detection plate 310 and the arc data of the exit detection plate 320 were detected as a smooth flat plate first detected from the measurement result of the tunnel inner surface detection step 220 and finally detected. It will be a smooth flat plate.

これらの円弧データ群は平面的に展開して順々に並べて行くことにより、行列の形に並べて表現できる。つまり、i番目の円弧データ群に含まれるj番目の点をノードnijとれば、nijは、nij:(xij,yij,zij)のように表現できる。この例では、天井面、床面とも、i=1〜7500、j=1〜180である。
また、入口被検知板310により得られた円弧データ群をnENT、出口被検知板320により得られた円弧データ群をnEXITとする。
These arc data groups can be expressed in a matrix form by developing them in a plane and arranging them one after another. That is, if the j-th point included in the i-th arc data group is the node nij, nij can be expressed as nij: (xij, yij, zij). In this example, i = 1 to 7500 and j = 1 to 180 for both the ceiling surface and the floor surface.
Further, an arc data group obtained by the entrance detected plate 310 is nENT, and an arc data group obtained by the exit detected plate 320 is nEXIT.

この天井面や路面の円弧データ群を平面上に展開してトンネルの進行方向順に並べた行列はそれぞれ模式的に図5のように示すことができる。図5は一例として天井面の円弧データ群を平面上に行列形式に展開した図である。
ここで、上述したように、一つ一つの円弧データ群は、走行する車両200に搭載した位置検知手段210およびトンネル内空面検知手段220により計測を行った結果であるので、トンネル300内の車両の走行軌跡、走行速度がかならずしも一定ではないことから、計測値にはいわゆる歪みが混入している。断面が半円形のトンネル壁面を計測する場合、車両がトンネルの中心線に沿って一定の速度で走行することが理想的であるが、実際の計測では、走行レーンを通過することが想定される。走行レーンはトンネルの中心線から左右のどちらかにずれていることがほとんどである。また、走行中の運転の揺らぎにより走行軌跡は微妙に左右に蛇行してしまうものである。そのため、中心線からずれることによりトンネル内空面の計測値にはいわゆる歪みが混入している。例えば図5の例では、行列において左側の列の間隔が密になっており、右側の列の間隔が粗くなっており、粗密が見られる。
The matrix in which the arc data group of the ceiling surface and road surface is developed on a plane and arranged in the order of the tunnel traveling direction can be schematically shown as in FIG. FIG. 5 is a diagram in which an arc data group on the ceiling surface is developed in a matrix form on a plane as an example.
Here, as described above, each arc data group is a result of measurement by the position detection unit 210 and the tunnel inner surface detection unit 220 mounted on the traveling vehicle 200. Since the traveling locus and traveling speed of the vehicle are not always constant, so-called distortion is mixed in the measured value. When measuring a tunnel wall with a semicircular cross section, it is ideal that the vehicle travels at a constant speed along the center line of the tunnel, but in actual measurement, it is assumed that the vehicle will pass through the travel lane. . Most of the driving lanes are shifted to the left or right from the center line of the tunnel. In addition, the traveling locus slightly meanders left and right due to fluctuations in driving while traveling. For this reason, so-called distortion is mixed in the measured value of the inner surface of the tunnel due to deviation from the center line. For example, in the example of FIG. 5, the spacing between the left columns in the matrix is dense, the spacing between the right columns is coarse, and the density is seen.

また、走行速度もできるだけ一定にすべく努力しても走行速度の揺らぎにより走行速度は微妙に変化してしまうものである。そのため、走行速度の揺らぎにより位置計測データにはいわゆる歪みが混入している。図5の例では、行列において始めの付近の行は間隔が密になっており、最後の付近の行は間隔が粗くなっており、粗密が見られる。
本発明のトンネルデータ処理システム100は、この車両の走行軌跡のずれや走行速度のばらつきなどに起因する計測値に混入する歪みをデータ正規化手段104による計測値の正規化によって取り除く。
Even if efforts are made to keep the traveling speed as constant as possible, the traveling speed slightly changes due to fluctuations in the traveling speed. Therefore, so-called distortion is mixed in the position measurement data due to fluctuations in travel speed. In the example of FIG. 5, the first neighboring rows in the matrix are densely spaced, and the last neighboring rows are coarsely spaced, so that the denseness is seen.
The tunnel data processing system 100 of the present invention removes the distortion mixed in the measured value due to the deviation of the traveling locus of the vehicle and the variation in the traveling speed by normalizing the measured value by the data normalizing means 104.

まず、車両の走行軌跡のずれに起因するばらつきの正規化について述べる。ここでは、円弧データ群内のばらつきを正規化する処理を、“円弧データ群内正規化処理”と呼ぶ。データ正規化手段104は、一つの円弧データ群に属するデータを仮に定めた中心点から所定角度(例えば1度ピッチ)ごとに計測された距離に壁面を描いてゆき、一旦、実測点からトンネル内空面を形成すると半円形の軌跡が得られる。ここで、データ正規化手段104は、半円形の軌跡から幾何学的に半円形の正しい中心点を容易に定めることができる。   First, normalization of variations caused by deviations in the travel locus of the vehicle will be described. Here, the process of normalizing variation in the arc data group is referred to as “arc data group normalization process”. The data normalizing means 104 draws a wall surface at a distance measured at a predetermined angle (for example, 1 degree pitch) from a temporarily determined center point for data belonging to one arc data group, and once inside the tunnel from the measured point. When a sky surface is formed, a semicircular locus is obtained. Here, the data normalization means 104 can easily determine a geometrically correct center point of the semicircular shape from the semicircular locus.

次に、データ正規化手段104は、半円形のトンネル内空面の正しい中心点から正確に1度ずつのピッチで幾何学的に半円形のトンネル内空面と交わる点を計算してゆき、180個の点を計算する。それらの点は実測された計測点ではなく、幾何学的に特定した正規化計測点となる。データ正規化手段104は、それぞれの正規化計測点における計測値を、実測された計測点における計測値を基にした補間処理などで推定する。このように、データ正規化手段104は、正規化計測点における正規化データを得ることができる。以上の “円弧データ群内正規化処理”により円弧データ群内のばらつきを正規化する。   Next, the data normalization means 104 calculates points that intersect the semicircular tunnel inner surface geometrically at a pitch of exactly 1 degree from the correct center point of the semicircular tunnel inner surface, 180 points are calculated. These points are not actually measured measurement points, but geometrically specified normalized measurement points. The data normalization means 104 estimates the measured value at each normalized measurement point by an interpolation process based on the measured value at the measured measurement point. As described above, the data normalization unit 104 can obtain normalized data at the normalized measurement points. The variation in the arc data group is normalized by the above “normalization processing in the arc data group”.

次に、車両の走行速度のずれに起因するばらつきの正規化について述べる。ここでは、円弧データ群のピッチ間のばらつきを正規化する処理を、“円弧データ群間正規化処理”と呼ぶ。データ正規化手段104は、トンネル進行方向に沿って実測した計測地点を並べて行く。車両の走行速度のずれに起因して計測地点の距離間隔には粗密があるが、データ正規化手段104は、車両が理想的な一定速度で走行した場合に計測地点となる正規化計測地点を算出する。つまり、所定の均等間隔をもった正規化計測地点を算出する。   Next, normalization of variations caused by deviations in vehicle traveling speed will be described. Here, the process of normalizing the variation between the pitches of the arc data group is referred to as “arc data group normalization process”. The data normalization means 104 arranges the measured measurement points along the tunnel traveling direction. Although the distance between the measurement points is uneven due to the difference in the traveling speed of the vehicle, the data normalization means 104 determines the normalized measurement point that becomes the measurement point when the vehicle travels at an ideal constant speed. calculate. That is, a normalized measurement point having a predetermined uniform interval is calculated.

次に、データ正規化手段104は、正規化計測地点で計測した場合に得られたであろう円弧データ群を推定する。例えば、各々の正規化計測地点に隣接する実測した計測地点の円弧データ群からの按分補正により円弧データ群の各計測値を推定する。以上の “円弧データ群間正規化処理”により円弧データ群のピッチ間のばらつきを正規化する。   Next, the data normalization means 104 estimates the arc data group that would have been obtained when measured at the normalized measurement point. For example, each measurement value of the arc data group is estimated by proportional correction from the arc data group of the measured measurement points adjacent to each normalized measurement point. The variation between the pitches of the arc data group is normalized by the above “normalization processing between arc data groups”.

このように、データ正規化手段104は、車両の走行軌跡のずれに起因するばらつきの正規化、車両の走行速度のずれに起因するばらつきの正規化を行い、トンネル内空面の正確な中心点かつ走行距離上の所定の均等間隔離れた計測地点(正規化計測地点)から所定角度のピッチ(例えば1度ずつ)の正規化計測点における計測値を得ることができる。   In this way, the data normalization means 104 normalizes the variation caused by the deviation of the vehicle traveling locus, normalizes the variation caused by the deviation of the vehicle traveling speed, and accurately determines the center point of the air surface in the tunnel. And the measured value in the normalization measurement point of the pitch (for example, 1 degree | times) of a predetermined angle can be obtained from the measurement point (normalization measurement point) which left | separated the predetermined equal distance on the travel distance.

図6は、図5のようにばらつきがある実測の計測データをデータ正規化手段104により正規化した結果を模式的に示した図である。図6に示すように、正規化された円弧データ群内のデータの並びは行方向に均等間隔に並び、列方向にも均等間隔に並んだものとなっている。   FIG. 6 is a diagram schematically showing a result obtained by normalizing actually measured measurement data having variations as shown in FIG. As shown in FIG. 6, the data in the normalized arc data group is arranged at equal intervals in the row direction and at equal intervals in the column direction.

次に、入力部120を介して入力された計測データにおいて一部に欠損が見られる場合の補間処理についての述べておく。上記のように、円弧データごとに分割された行列は7500行180列あるべきところ、実際にトンネル内空面検知手段220で計測されたデータには所々に欠損が見られ、所定数のデータが揃っていない場合もあり得る。例えば、内空面にケーブル類の障害物があったり、トンネル内空面検知手段220のレーザー光による反射が正常に受信できなかったりなど多様な原因があり得る。円弧データ中に欠損データがある場合、円弧データ中のどこに欠損があったかは分からない。このような場合、欠損データ補間処理手段106により以下のデータ補間処理を行う。   Next, a description will be given of an interpolation process when a part of the measurement data input via the input unit 120 is missing. As described above, the matrix divided for each arc data should have 7500 rows and 180 columns, but the data actually measured by the tunnel inner surface detection means 220 are missing in some places, and a predetermined number of data is stored. It may not be complete. For example, there may be various causes such as an obstruction such as a cable on the inner surface, or reflection by the laser beam of the tunnel inner surface detection means 220 being not normally received. If there is missing data in the arc data, it is not known where the missing data was in the arc data. In such a case, the missing data interpolation processing means 106 performs the following data interpolation processing.

図7(a)に示すように本来180個ある円弧データに1ヶ所のデータ欠損がある場合、計測データは179個の円弧データとなっている。ここで、欠損データ補間処理手段106は円弧データ群の前後に隣接する円弧データと各々のデータ同士の距離を計算する。各々のデータは原座標で得られているので距離の計算は可能である。図7(b)に示すように、最後の180番目のデータが欠損していると仮定した場合、実際に欠損しているデータより以降のデータは一つずつずれた形で対応づけられるため、距離計算が斜めになり、距離が大きく計算される。そこで、欠損データ補間処理手段106は、データが欠損している箇所を179番目、178番目と順次移動して距離計算を繰り返して行くと、図7(c)に示すように、実際にデータが欠損しているnij番目のデータが欠損していると仮定した場合の距離がもっとも小さいものとして計算される。このように、欠損データ補間処理手段106はデータが欠損した箇所を特定することができる。欠損データ補間処理手段106は、データ欠損箇所が特定できれば、欠損した箇所のデータを自己が属する円弧データや隣接する円弧データなどの周囲のデータから補間する。   As shown in FIG. 7A, when there is a data loss in one place in the original 180 pieces of arc data, the measurement data is 179 pieces of arc data. Here, the missing data interpolation processing means 106 calculates the distance between the arc data adjacent to the front and back of the arc data group and each data. Since each data is obtained in original coordinates, the distance can be calculated. As shown in FIG. 7B, when it is assumed that the last 180th data is missing, the data after the actually missing data is associated with each other in a shifted form. The distance calculation becomes diagonal and the distance is calculated large. Therefore, when the missing data interpolation processing means 106 sequentially moves the positions where the data is missing from the 179th and 178th positions and repeats the distance calculation, as shown in FIG. It is calculated on the assumption that the distance when the missing nijth data is missing is the smallest. In this way, the missing data interpolation processing means 106 can identify the location where the data is missing. If the missing data portion can be identified, the missing data interpolation processing means 106 interpolates the missing portion data from surrounding data such as the arc data to which it belongs and the adjacent arc data.

次に、円弧中心点群生成処理105は、円弧データ群生成処理手段103が分割してソートした各々の円弧データ群における円弧中心点を求め、車両の進行方向に沿って最初の円弧中心点から順次ソート・整理するものである。   Next, the arc center point group generation processing 105 obtains the arc center point in each arc data group that is divided and sorted by the arc data group generation processing means 103, and starts from the first arc center point along the traveling direction of the vehicle. It sorts and arranges sequentially.

円弧中心点群生成処理手段105が円弧中心点を求める処理は、特に限定されないが、原座標系の各々の円弧データ群において天井面のデータであれば1番目のデータ(ni1)と180番目のデータ(ni180)の平均をとれば円弧中心点が得られる。   The arc center point group generation processing unit 105 obtains the arc center point without particular limitation, but the first data (ni1) and the 180th data are used for the ceiling surface data in each arc data group of the original coordinate system. If the average of the data (ni180) is taken, an arc center point can be obtained.

近似中心線生成処理手段107は、円弧中心点群生成処理手段105が求めた円弧中心点群を順次接続して得られる線分群を生成する部分であり、その線分群をトンネル近似中心線と呼ぶ。図8は、図5に示した行列形式で並べた各々の円弧データ群から円弧中心点を特定し、それらを結んでトンネル中心線を描いた様子を示す図である。z座標も加味するので、当然トンネル中心線は3次元的なものとなる。図9は、図4に示した測定対象トンネル300におけるトンネル中心線を模式的に示す図である。   The approximate center line generation processing unit 107 is a part that generates a line segment group obtained by sequentially connecting the arc center point groups obtained by the arc center point group generation processing unit 105, and the line segment group is referred to as a tunnel approximate center line. . FIG. 8 is a diagram showing a state in which arc center points are identified from the respective arc data groups arranged in the matrix format shown in FIG. 5 and are connected to draw a tunnel center line. Since the z coordinate is also taken into account, the tunnel center line is naturally three-dimensional. FIG. 9 is a diagram schematically showing a tunnel center line in the measurement target tunnel 300 shown in FIG.

ここで、入口被検知板310により得られた円弧データ群nENTから特定された円弧中心点nENT*、出口被検知板320により得られた円弧データ群nEXITから特定された円弧中心点nEXIT*が含まれている。
なお、上記は天井面の円弧データ群からトンネル中心線を描いたが、路面データ群からも同様にトンネル中心線を描くことができる。
Here, the arc center point nENT * specified from the arc data group nENT obtained by the entrance detected plate 310 and the arc center point nEXIT * specified from the arc data group nEXIT obtained by the exit detected plate 320 are included. It is.
In the above description, the tunnel center line is drawn from the arc data group on the ceiling surface. However, the tunnel center line can be similarly drawn from the road surface data group.

キロポスト生成処理手段108は、トンネル近似中心線において、最初の円弧中心点をトンネル坑口原点としてトンネル近似中心線に沿って線分の長さを積算し、トンネル内の近似距離であるキロポストを制定するものである。   The kilopost generation processing means 108 establishes a kilopost that is an approximate distance in the tunnel by integrating the lengths of the line segments along the tunnel approximate center line with the first circular arc center point as the tunnel wellhead origin in the tunnel approximate center line. Is.

トンネル内の位置は通常キロポストで表現される。キロポストの定義はトンネルの入口の中心点k1*を起点として所定間隔ごとにキロポスト単位が設けられ、トンネル中心線を軸として定められる。つまり、キロポストは、本来はトンネル入口の中心点k1*から定義される。しかし、現時点では、上記の円弧中心点群生成処理手段105により決定された中心点のうち最も先頭の中心点n1*は、トンネルの入口の中心点k1*ではなく、トンネル内空面検知手段220によりトンネル内で最初に走査された地点となっている。   The position in the tunnel is usually expressed in kiloposts. The definition of a kilopost is defined with a kilopost unit at a predetermined interval starting from the center point k1 * of the entrance of the tunnel, and the tunnel center line as an axis. In other words, the kilopost is originally defined from the center point k1 * of the tunnel entrance. However, at the present time, the first center point n1 * among the center points determined by the arc center point group generation processing unit 105 is not the center point k1 * of the entrance of the tunnel, but the tunnel inner surface detection unit 220. This is the first point scanned in the tunnel.

この段階ではまだトンネル入口坑口の中心点k1*が定まっていないので、ソートされた中心点群のうち最初の円弧中心点n1*を“近似キロポスト原点”とし、所定のキロポスト間隔で“近似キロポスト単位”を定めるのである。なお、キロポスト及び近似キロポストの所定間隔は特に限定されないが、例えば、1mや10mとすることができる。
図10(a)から図10(b)は、円弧中心点群から模式的に近似キロポスト単位を定めた様子を模式的に示した図である。
At this stage, the center point k1 * of the tunnel entrance pit has not yet been determined. Therefore, the first arc center point n1 * of the sorted center point group is set as the “approximate kilopost origin”, and the “approximate kilopost unit” at a predetermined kilopost interval. ". In addition, although the predetermined space | interval of a kilopost and an approximate kilopost is not specifically limited, For example, it can be 1 m or 10 m.
FIG. 10A to FIG. 10B are diagrams schematically showing a state in which approximate kilopost units are schematically determined from the arc center point group.

次に、先頭の中心点n1*を基とした近似キロポスト単位k1'*、k2'*、k3'*・・・を導入した後、トンネルの入口の中心点k1*を基としたキロポスト単位k1*、k2*、k3*・・・を算出する。
キロポスト生成処理手段108は、入口被検知板310、出口被検知板320の既知の座標データを用いて、“近似キロポスト単位”から“キロポスト単位”への変換を行う。入口被検知板310の位置はトンネル入口からどのぐらいの位置に設けられているか既知である。例えば、入口被検知板310の位置はトンネル入口から(△k・x(0),△k・y(0),△k・z(0))の位置であったとする。この場合、トンネルの入口の中心点k1*は(数5)のように計算できる。
Next, after introducing approximate kilopost units k1 ′ *, k2 ′ *, k3 ′ *... Based on the leading center point n1 *, kilopost units k1 based on the center point k1 * of the tunnel entrance *, K2 *, k3 *... Are calculated.
The kilo post generation processing means 108 performs conversion from “approximate kilo post unit” to “kilo post unit” using the known coordinate data of the entrance detected plate 310 and the exit detected plate 320. The position of the entrance detection plate 310 is already known from the tunnel entrance. For example, it is assumed that the position of the entrance detection plate 310 is (Δk · x (0), Δk · y (0), Δk · z (0)) from the tunnel entrance. In this case, the center point k1 * of the entrance of the tunnel can be calculated as (Equation 5).

[x(k1),y(k1),z(k1)]
=[x(1),y(1),z(1)]−[△k・x(0),△k・y(0),△k・z(0)] ‥‥(5)
[X (k1), y (k1), z (k1)]
= [X (1), y (1), z (1)]-[Δk · x (0), Δk · y (0), Δk · z (0)] (5)

つまり、任意の位置[x(i),y(i),z(i)]も正しいキロポスト上の任意の点としては(数6)のように補正される。   That is, an arbitrary position [x (i), y (i), z (i)] is also corrected as shown in (Expression 6) as an arbitrary point on the correct kilopost.

[x(ki),y(ki),z(ki)]
=[x(i),y(i),z(i)]−[△k・x(0),△k・y(0),△k・z(0)] ‥‥(6)
[X (ki), y (ki), z (ki)]
= [X (i), y (i), z (i)]-[Δk · x (0), Δk · y (0), Δk · z (0)] (6)

トンネルデータ処理システム100を用いれば、上記の補正処理を行うことにより、“キロポスト座標系”において正確に正規化されたデータが得られることとなる。“キロポスト座標系”はもともとトンネル坑内において施設運用者が定めるキロポスト単位を軸とする座標系であるが、キロポスト上の任意の点を指定すれば、正確にトンネル内のある点を特定することができる。しかしそれは、キロポストが正確にトンネル坑口入口をキロポスト原点とし、位置データ中に機器に依存する計測誤差が混入しない正規化されたものでなければならない。正規化されていないと、他の時期に計測したデータと突き合わせをしても正確には比較ができないおそれがある。上記の補正処理を行うことにより各回の計測結果においてキロポスト座標系で正しく位置を特定することができる。   If the tunnel data processing system 100 is used, by performing the above-described correction processing, data normalized correctly in the “kilo post coordinate system” can be obtained. The “kilopost coordinate system” is originally a coordinate system with the axis of the kilometer post determined by the facility operator in the tunnel mine. However, if an arbitrary point on the kilometer post is specified, a certain point in the tunnel can be specified accurately. it can. However, it must be normalized so that the kilopost accurately sets the tunnel entrance entrance to the kilopost origin and does not introduce instrument-dependent measurement errors in the position data. If it is not normalized, there is a possibility that it cannot be accurately compared even if it is compared with data measured at other times. By performing the above correction processing, the position can be correctly specified in the kilopost coordinate system in each measurement result.

トンネル内空面画像描画処理手段109は、上記の種々のデータ処理を経たトンネルデータを基に、トンネル内空面画像を描画する部分である。トンネルデータはこの例では天井面も床面も180×7500の行列となっているが、現在のパソコンのリソースでは3次元表示などの演算処理能力の点で支障が生じる可能性がある。   The tunnel inner surface image rendering processing means 109 is a part for rendering the tunnel inner surface image based on the tunnel data that has undergone the various data processing described above. In this example, the tunnel data is a 180 × 7500 matrix on both the ceiling surface and the floor surface, but the current personal computer resources may cause problems in terms of arithmetic processing capability such as three-dimensional display.

そこで、トンネル内空面画像描画処理手段109は、オペレータが描画を指示したキロポストの所定区間に属するデータサブセットを抽出して、トンネルデータを所定区間ごとに生成する。つまり、キロポスト座標系において、例えば、10mや20mなど指定した区間(キロポストセクション)ごとに分割してコンパクトな部分集合を取り上げてトンネル内空面データを表示する。   Therefore, the tunnel inner surface image drawing processing unit 109 extracts a data subset belonging to a predetermined section of the kilopost that the operator has instructed to draw, and generates tunnel data for each predetermined section. That is, in the kilopost coordinate system, for example, the space surface data in the tunnel is displayed by taking up a compact subset by dividing each designated section (kilopost section) such as 10 m or 20 m.

例えば、任意の点iにおいて、行列で75列分の区間が指定されたとすると、当該区間に属する180×75の位置データと画像データが得られているので、それらをプロットしてゆくとあたかも180×75のグリッドからなるトンネル内空面状のワイヤーフレームが描画される。ここでは一つの行を結ぶラインが“アーク”であり、一つの列を結ぶラインが“リンク”と呼ぶ。   For example, if a section of 75 columns is specified in a matrix at an arbitrary point i, 180 × 75 position data and image data belonging to the section are obtained. An empty wire frame inside the tunnel composed of a grid of x75 is drawn. Here, a line connecting one row is called “arc”, and a line connecting one column is called “link”.

トンネル内空面画像描画処理手段109は、このワイヤーフレームの間の画像も線形補間することにより画像データを生成し、トンネル内空面を3次元画像として描画する。
図11は、あるキロポストセクションを取り出してトンネル内空面データをグラフィック表示した例である。図12は図11のグラフィック表示内容を説明する図である。図11、図12において、(a)はトンネル内空面データのグラフィックス表示、(b)はトンネル路面データのグラフィックス表示となっている。図12に示すように、この表示例ではトンネル中心線が中央付近で横方向にとられている。(a)のトンネル内空面データのグラフィックス表示において、四角く表示されているものは照明灯、横方向に走っている線はケーブルが写り込んだものである。(b)のトンネル路面データのグラフィックス表示において、横方向に走っている線は車のいわゆる“轍”である。目視すると“轍”は分からないが、トンネル内空面検知手段で凹凸データを取得して画像として表示してみるとトンネル路面にこのような“轍”があることが分かる。
The tunnel inner surface image rendering processing means 109 generates image data by linearly interpolating the image between the wire frames, and renders the tunnel inner surface as a three-dimensional image.
FIG. 11 shows an example in which a certain kilopost section is taken out and the sky surface data in the tunnel is graphically displayed. FIG. 12 is a diagram for explaining the graphic display contents of FIG. 11 and 12, (a) is a graphic display of tunnel surface data, and (b) is a graphic display of tunnel surface data. As shown in FIG. 12, in this display example, the tunnel center line is taken in the horizontal direction near the center. In the graphic display of the sky data in the tunnel of (a), what is displayed in a square is an illumination lamp, and the line running in the horizontal direction is a cable. In the graphic display of the tunnel road surface data of (b), the line running in the horizontal direction is the so-called “轍” of the car. Although “轍” cannot be seen by visual observation, it is understood that such “轍” is present on the tunnel road surface when the concave / convex data is acquired by the tunnel sky surface detection means and displayed as an image.

なお、一つのアークに存する180個のそれぞれの走査点と、他のアークにおいて対応するべき走査点同士が、必ずしもトンネル内の同じ角度や同じ高さの点とは限らないので、一つのアークデータにおいて中心点から1度ずつの角度にて180個の点を定点として決め、それぞれのアークデータにおいてそれぞれ180個の定点における画像データを計算すれば、すべてのリンクはトンネルの中心線に平行な線となり、整理された升目を持つワイヤーフレームを得ることができる。このように整理された升目であれば、升目に対して隣接するグリッドの画像データから線形補間することにより、精度良い画像を推定することが可能となる。   Since each of the 180 scan points existing in one arc and the scan points that should correspond in other arcs are not necessarily the same angle or the same height in the tunnel, one arc data If 180 points are determined as fixed points at an angle of 1 degree from the center point in FIG. 1, and the image data at 180 fixed points is calculated for each arc data, all links are lines parallel to the tunnel center line. Thus, it is possible to obtain a wire frame having an organized grid. If the cells are arranged in this manner, an accurate image can be estimated by performing linear interpolation from the image data of the grid adjacent to the cells.

以上のような処理を経て、各回ごとに計測したトンネル内空面データを蓄積しておき、必要に応じて、同じキロポストセクションのトンネル内空面データ同士を比較することにより、経年変化などトンネル内空面の変化が分かる。   Through the above process, the tunnel surface data measured every time is accumulated, and if necessary, the tunnel surface data of the same kilopost section is compared with each other, so that You can see changes in the sky

比較処理手段110は、データ入力部120から入力された、或る時期に計測されたデータセットと、他の時期に計測されたデータセットを基に、或る時期に計測されたデータセットから描画される指定区間の測定対象トンネル内空面の3次元画像と、他の時期に計測されたデータセット描画される同一の指定区間の測定対象トンネル内空面の3次元画像とを比較し、両者において差分がある箇所とその量を計算する部分である。   The comparison processing unit 110 draws from the data set measured at a certain time based on the data set measured at a certain time and the data set measured at another time inputted from the data input unit 120. Compare the 3D image of the sky inside the tunnel to be measured in the designated section and the 3D image of the sky inside the tunnel to be measured in the same designated section drawn in the data set measured at other times, This is a part where there is a difference and the amount of the difference.

本発明のトンネルデータ処理システム100では、キロポスト上の任意の点を指定すると、トンネルデータが正規化されているので、トンネル内の同じ点が特定でき、その点および所定区間に渡るデータを抽出して比較することが可能となる。
同じ点について、或る時期の描画結果と、他の時期の描画結果を比較して、差分がある部分について色を変えるなどオペレータに分かりやすいように表示したり、差分を数値化して表示することも可能である。
例えば、図13は、或る時期の描画結果と、他の時期の描画結果を比較して、差分がある部分について色を変えて表示する例を簡単に示した図である。図13(a)はトンネル内空面データのグラフィックス表示画像上に変位箇所を着色した例、図13(b)はトンネル路面データのグラフィックス表示画像上に変位箇所を着色した例である。この例では、図13(a)に示すように、トンネル内空面データにおいて表示画面中央付近に略楕円状に経年劣化でへこんだ箇所があり、図13(b)に示すように、トンネル路面データにおいても表示画面左上と表示画面右下の2カ所に略四角形に経年劣化でへこんだ箇所がみられることが分かる。
In the tunnel data processing system 100 of the present invention, if an arbitrary point on the kilometer post is specified, the tunnel data is normalized, so the same point in the tunnel can be specified, and the data over that point and a predetermined section are extracted. Can be compared.
For the same point, compare the drawing results at one time with the drawing results at another time, and change the color of the part where there is a difference so that it is easy to understand for the operator, or display the difference as a numerical value. Is also possible.
For example, FIG. 13 is a diagram simply showing an example in which a drawing result at a certain time is compared with a drawing result at another time, and a portion having a difference is displayed in a different color. FIG. 13A shows an example in which the displacement location is colored on the graphics display image of the tunnel surface data, and FIG. 13B shows an example in which the displacement location is colored on the graphics display image of the tunnel road surface data. In this example, as shown in FIG. 13 (a), in the tunnel surface data, there is a portion which is dented due to aged deterioration in the vicinity of the center of the display screen, as shown in FIG. 13 (b). Also in the data, it can be seen that there are concave portions due to deterioration over time in a substantially square shape at two places on the upper left of the display screen and the lower right of the display screen.

以上、本発明の好ましい実施形態を図示して説明してきたが、トンネルデータ処理システムに向けて広く適用することができる。
本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。従って本発明の技術的範囲は添付された特許請求の範囲の記載によってのみ限定されるものである。
Although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, they can be widely applied to tunnel data processing systems.
It will be understood that various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention is limited only by the description of the appended claims.

実施例1にかかるトンネルデータ処理システム100のブロック図および入力データの計測方法を簡単に説明する図The block diagram of the tunnel data processing system 100 concerning Example 1, and the figure explaining simply the measuring method of input data 計測時における測定対象トンネル300、入口被検知板310、出口被検知板320の設置状態を分かりやすく模式的に示した図The figure which showed typically the installation state of the measuring object tunnel 300, the entrance detected plate 310, and the exit detected plate 320 at the time of measurement in an easy-to-understand manner 本発明のトンネルデータ処理システム100に対して入力される種々の位置データを示した図The figure which showed the various position data input with respect to the tunnel data processing system 100 of this invention. トンネル内における円弧データ点群を模式的に示した図Diagram showing arc data points in the tunnel 天井面の円弧データ群の行列データを模式的に示した図Diagram showing matrix data of ceiling arc data group 実測の計測データをデータ正規化手段104により正規化した結果を模式的に示した図The figure which showed typically the result of normalizing the measurement data of measurement by the data normalization means 104 円弧データに1ヶ所のデータ欠損がある場合における欠損データの補間の原理を説明する図Diagram explaining the principle of missing data interpolation when there is one missing data in the arc data 行列形式で並べた各々の天井面の円弧データ群から円弧中心点を特定し、それらを結んでトンネル中心線を描いた様子を示す図The figure which shows a mode that the arc center point was specified from the arc data group of each ceiling surface arranged in matrix form, and the tunnel center line was drawn by connecting them. 図4に示した測定対象トンネル300におけるトンネル中心線を模式的に示す図The figure which shows typically the tunnel centerline in the measuring object tunnel 300 shown in FIG. (a)は円弧中心点群から近似キロポスト単位を定めた様子を模式的に示した図、(b)は近似キロポスト単位をキロポスト単位に変換した様子を模式的に示した図(A) is a diagram schematically showing a state in which approximate kilopost units are determined from a group of arc center points, and (b) is a diagram schematically showing a state in which approximate kilopost units are converted to kilopost units. あるキロポストセクションを取り出してトンネル内空面データをグラフィック表示した例を示す図The figure which shows the example which took out a certain kilo post section and displayed the sky surface data in the tunnel graphically あるキロポストセクションを取り出してトンネル内空面データをグラフィック表示内容を説明する図A figure explaining the contents of graphic display of tunnel surface data by taking out a certain kilopost section 或る時期の描画結果と、他の時期の描画結果を比較して、差分がある部分について色を変えて表示する例を簡単に示した図The figure which showed the example which changes the color about the part where there is a difference and compares the drawing result of a certain period with the drawing result of another period, and displayed

100 トンネルデータ処理システム
101 計測開始オフセット誤差補正手段
102 トンネル内計測誤差補正手段
103 円弧データ群生成処理手段
105 円弧中心点群生成処理手段
106 欠損データ補間処理手段
107 近似中心線生成処理手段
108 キロポスト生成処理手段
109 トンネル内空面画像描画手段
110 比較処理手段
120 データ入力部
200 車両
210 位置検知手段
220 トンネル内空面検知手段
300 測定対象トンネル
310 入口被検知板
320 出口被検知板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Tunnel data processing system 101 Measurement start offset error correction means 102 In-tunnel measurement error correction means 103 Arc data group generation processing means 105 Arc center point group generation processing means 106 Missing data interpolation processing means 107 Approximate center line generation processing means 108 Kilopost generation Processing means 109 Empty surface image drawing means 110 Comparison processing means 120 Data input unit 200 Vehicle 210 Position detection means 220 Tunnel empty surface detection means 300 Measurement target tunnel 310 Entrance detected plate 320 Exit detected plate

Claims (16)

走行する車両に搭載された位置検知手段により測定した原座標系の位置データと、前記車両に搭載されたトンネル内空面検知手段により前記位置データと同期させて円弧状に測定した原座標系のトンネル内空面点群データとを基にデータ処理を行うシステムにおいて、
測定対象トンネルの入口付近および出口付近に設置された車両走行方向に対向する平面を備えた入口被検知板および出口被検知板を利用して、前記車両に搭載した前記位置検知手段と前記トンネル内空面検知手段を用いて測定された、前記入口被検知板の計測位置データ、前記測定対象トンネル内空面の前記トンネル内空面点群データ、前記出口被検知板の計測位置データと、別途、正確に既知なデータとして得られている前記入口被検知板の既知位置データと前記出口検知板の既知位置データとを入力するデータ入力部と、
前記入口被検知板に関する前記計測位置データと前記既知位置データの差分を前記測定対象トンネルでの計測開始時点で既に含まれているオフセット誤差として、前記トンネル内空面点群データ全体を一律に補正する計測開始オフセット誤差補正手段と、
前記出口被検知板に関する前記計測位置データと前記既知位置データの差分を前記測定対象トンネル内での計測中に蓄積して行ったトンネル内計測誤差として、前記トンネル内空面点群データを個々に按分補正するトンネル内計測誤差補正手段とを備えたトンネルデータ処理システム。
The position data of the original coordinate system measured by the position detection means mounted on the traveling vehicle and the original coordinate system measured in an arc shape in synchronization with the position data by the sky surface detection means in the tunnel mounted on the vehicle. In a system that processes data based on the sky surface point cloud data in the tunnel,
The position detection means mounted on the vehicle and the inside of the tunnel using an entrance detection plate and an exit detection plate having a plane facing the vehicle traveling direction installed near the entrance and exit of the tunnel to be measured The measurement position data of the entrance detection plate, measured using the empty surface detection means, the tunnel empty surface point cloud data of the measurement target tunnel internal surface, the measurement position data of the exit detection plate, and separately A data input unit for inputting the known position data of the entrance detection plate and the known position data of the exit detection plate obtained as accurate known data;
The difference between the measurement position data and the known position data related to the entrance detection plate is corrected as the offset error already included at the measurement start time in the measurement target tunnel, and the entire empty surface point cloud data in the tunnel is uniformly corrected. Measurement start offset error correction means to
As the measurement error in the tunnel, which is performed by accumulating the difference between the measurement position data and the known position data related to the exit detection plate during the measurement in the measurement target tunnel, the sky surface point cloud data in the tunnel is individually set. A tunnel data processing system provided with a measurement error correction means in the tunnel for apportionment correction.
前記入口被検知板が測定対象トンネルの外で入口坑口の直前部に設置されたものであり、前記出口被検知板が前記測定対象トンネルの外で出口坑口の直後部に設置されたものである請求項1に記載のトンネルデータ処理システム。   The entrance detection plate is installed immediately before the entrance pit outside the measurement target tunnel, and the exit detection plate is installed immediately after the exit pit outside the measurement target tunnel. The tunnel data processing system according to claim 1. 前記位置検知手段が、前記入口被検知板に対するものがGPSシステムであり、前記測定対象トンネル内空面および前記出口被検知板に対するものが前記車両走行距離をカウントする距離メータおよび前記車両の移動を検知するジャイロ装置である請求項1または2に記載のトンネルデータ処理システム。   The position detection means is a GPS system for the entrance detection plate, and a distance meter for counting the vehicle travel distance and movement of the vehicle are those for the sky surface in the measurement object tunnel and the exit detection plate. The tunnel data processing system according to claim 1, wherein the tunnel data processing system is a gyro device for detection. 前記計測開始オフセット誤差補正手段による前記オフセット誤差の一律補正と前記トンネル内計測誤差補正手段によるトンネル内計測誤差の按分補正とがなされた前記トンネル内空面点群データに対する処理を行う手段として、
前記トンネル内空面検知手段の計測周期ごとに円弧データ群として分割し、前記車両進行方向に沿って最初の円弧データ群から順にソートする円弧データ群生成処理手段と、
各々の前記円弧データ群における円弧中心点を求め、前記車両の進行方向に沿って最初の円弧中心点から順次ソートする円弧中心点群生成処理手段と、
前記円弧中心点群を順次接続して得られる線分群をトンネル近似中心線とするトンネル近似中心線生成処理手段と、
前記トンネル近似中心線を前記トンネルの入口方向および出口方向に延長し、前記入口被検知板の前記既知位置データより特定される前記トンネル入口坑口の既知位置をキロポストの始点とし、前記トンネル近似中心線に沿って線分の長さを積算し、前記トンネル内の距離指標であるキロポストを制定するキロポスト生成処理手段とを備えたものである請求項1から3のいずれか1項に記載のトンネルデータ処理システム。
As means for performing processing on the empty surface point cloud data in the tunnel in which the uniform correction of the offset error by the measurement start offset error correction means and the apportionment correction of the measurement error in the tunnel by the tunnel measurement error correction means are made,
An arc data group generation processing unit that divides as an arc data group for each measurement cycle of the tunnel inner surface detection unit and sorts in order from the first arc data group along the vehicle traveling direction;
Arc center point group generation processing means for obtaining an arc center point in each arc data group and sequentially sorting from the first arc center point along the traveling direction of the vehicle;
Tunnel approximate center line generation processing means having a line segment group obtained by sequentially connecting the arc center point groups as a tunnel approximate center line;
The tunnel approximate center line is extended in the entrance direction and the exit direction of the tunnel, the known position of the tunnel entrance well specified by the known position data of the entrance detection plate is a starting point of a kilopost, and the tunnel approximate center line The tunnel data according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a kilopost generation processing unit that integrates the lengths of the line segments along the line and establishes a kilopost as a distance index in the tunnel. Processing system.
前記円弧中心点群生成処理手段が、前記円弧データ群内のデータを用いて、仮に定めた中心点から所定角度ごとに計測された距離を描くことで得られる半円形の軌跡であるトンネル内空面断面形状において幾何学的に正しい中心点を定める中心点算出処理手段と、前記トンネル内空面の正しい中心点から正確に所定角度のピッチで幾何学的に半円形のトンネル内空面と交わる点を計算する正規化計測点算出処理手段と、前記正規化計測点における計測値を、前記実測された計測点における前記計測値を基にした補間処理などで推定する円弧データ群内正規化処理手段を備えたことを特徴とする、請求項4に記載のトンネルデータ処理システム。   The arc center point group generation processing means uses the data in the arc data group to create a semicircular trajectory that is a semicircular locus obtained by drawing a distance measured at predetermined angles from a temporarily determined center point. Center point calculation processing means for determining a geometrically correct center point in the cross-sectional shape of the plane, and intersect with the geometrically semicircular tunnel inner surface at a predetermined angle pitch from the correct center point of the inner surface of the tunnel. Normalized measurement point calculation processing means for calculating points, and circular data group normalization processing for estimating the measured value at the normalized measured point by interpolation processing based on the measured value at the measured measurement point 5. The tunnel data processing system according to claim 4, further comprising means. 前記円弧中心点群生成処理手段が、前記測定対象トンネルの進行方向に沿って、前記円弧データ群のデータを実測した計測地点ごとに並べる処理手段と、正確に所定の距離ピッチに設けた正規化計測地点を算出する正規化計測地点算出処理手段と、実測された前記円弧データ群のデータを基に正規化計測地点で計測した場合に得られたであろう円弧データ群を推定する円弧データ群間正規化処理手段を備えたことを特徴とする、請求項4に記載のトンネルデータ処理システム。   The arc center point group generation processing means, a processing means for arranging the data of the arc data group for each measured measurement point along the traveling direction of the measurement target tunnel, and a normalization provided accurately at a predetermined distance pitch Normalized measurement point calculation processing means for calculating a measurement point, and an arc data group for estimating an arc data group that would have been obtained when measured at the normalized measurement point based on the measured arc data group data 5. The tunnel data processing system according to claim 4, further comprising inter-normalization processing means. 前記キロポスト上での任意の点の指定と、前記任意の点からの任意の距離区間の指定を受け付ける指定手段と、
前記指定手段を介して指定された前記任意の点を座標原点とし、前記任意の距離区間に属する前記円弧データ群を抽出する、円弧データ群抽出処理手段と、
前記円弧データ群抽出処理手段で抽出された前記円弧データ群をコンピュータ3次元描画空間に配置し、各々の前記円弧データ間の隙間の空間を線形補間し、前記コンピュータ3次元描画空間に前記測定対象トンネル内空面の3次元画像を描画せしめる指定区間トンネル内空面画像描画処理手段とを備えた請求項1から6のいずれか1項に記載のトンネルデータ処理システム。
A designation means for accepting designation of an arbitrary point on the kilometer post and designation of an arbitrary distance section from the arbitrary point;
Arc data group extraction processing means for extracting the arc data group belonging to the arbitrary distance section with the arbitrary point specified through the specifying means as a coordinate origin;
The arc data group extracted by the arc data group extraction processing means is arranged in a computer three-dimensional drawing space, and a space between the arc data is linearly interpolated, and the measurement object is placed in the computer three-dimensional drawing space. The tunnel data processing system according to any one of claims 1 to 6, further comprising a designated section tunnel inner surface image drawing processing means for rendering a three-dimensional image of the inner surface of the tunnel.
前記データ入力部から入力された各々のデータセットとして、或る時期に計測されたデータセットと、他の時期に計測されたデータセットがあり、前記或る時期に計測されたデータセットから描画される前記指定区間の前記測定対象トンネル内空面の3次元画像と、前記他の時期に計測されたデータセット描画される同一の前記指定区間の前記測定対象トンネル内空面の3次元画像とを比較し、両者において差分がある箇所とその量を計算する経年比較処理手段を備えた請求項1から7のいずれか1項に記載のトンネルデータ処理システム。   Each data set input from the data input unit includes a data set measured at a certain time and a data set measured at another time, and is drawn from the data set measured at the certain time. A three-dimensional image of the air surface in the measurement target tunnel in the designated section, and a three-dimensional image of the air surface in the measurement target tunnel in the same designated section drawn in the data set measured at the other time. The tunnel data processing system according to any one of claims 1 to 7, further comprising an aged comparison processing means for comparing and calculating a portion where there is a difference between the two and an amount thereof. 前記円弧データ群生成処理手段において、生成した各円弧に属するデータの個数が、前記トンネル内空面検知手段の計測周期内から得られるべきデータ個数より少なく、データが一部欠損しているものにつき、前記データ列の並びの中から欠損箇所を特定し、当該欠損箇所に隣接するデータから補間することにより欠損しているデータを推定・補間する欠損データ補間処理を行う欠損データ補間処理手段を備えた請求項7または8に記載のトンネルデータ処理システム。   In the arc data group generation processing means, the number of data belonging to each generated arc is less than the number of data to be obtained from within the measurement period of the tunnel inner surface detection means, and the data is partially missing. And a missing data interpolation processing means for performing missing data interpolation processing for identifying and interpolating missing data by identifying a missing portion from the sequence of the data string and interpolating from data adjacent to the missing portion. The tunnel data processing system according to claim 7 or 8. 走行する車両に搭載された位置検知手段により測定した原座標系の位置データと、前記車両に搭載されたトンネル内空面検知手段により前記位置データと同期させて円弧状に測定した原座標系のトンネル内空面点群データとを基にデータ処理方法であって、
測定対象トンネルの入口付近および出口付近に設置された車両走行方向に対向する平面を備えた入口被検知板および出口被検知板を利用して、前記車両に搭載した前記位置検知手段と前記トンネル内空面検知手段を用いて測定された、前記入口被検知板の計測位置データ、前記測定対象トンネル内空面の前記トンネル内空面点群データ、前記出口被検知板の計測位置データと、別途、正確に既知なデータとして得られている前記入口被検知板の既知位置データと前記出口検知板の既知位置データとを入力するデータ入力処理と、
前記入口被検知板に関する前記計測位置データと前記既知位置データの差分を前記測定対象トンネルでの計測開始時点で既に含まれているオフセット誤差として、前記トンネル内空面点群データ全体を一律に補正する計測開始オフセット誤差補正処理と、
前記出口被検知板に関する前記計測位置データと前記既知位置データの差分を前記測定対象トンネル内での計測中に蓄積して行ったトンネル内計測誤差として、前記トンネル内空面点群データを個々に按分補正するトンネル内計測誤差補正処理とを備えたトンネルデータ処理方法。
The position data of the original coordinate system measured by the position detection means mounted on the traveling vehicle and the original coordinate system measured in an arc shape in synchronization with the position data by the sky surface detection means in the tunnel mounted on the vehicle. A data processing method based on the sky surface point cloud data in the tunnel,
The position detection means mounted on the vehicle and the inside of the tunnel using an entrance detection plate and an exit detection plate having a plane facing the vehicle traveling direction installed near the entrance and exit of the tunnel to be measured The measurement position data of the entrance detection plate, measured using the empty surface detection means, the tunnel empty surface point cloud data of the measurement target tunnel internal surface, the measurement position data of the exit detection plate, and separately A data input process for inputting the known position data of the entrance detection plate and the known position data of the exit detection plate obtained as accurate known data;
The difference between the measurement position data and the known position data related to the entrance detection plate is corrected as the offset error already included at the measurement start time in the measurement target tunnel, and the entire empty surface point cloud data in the tunnel is uniformly corrected. Measurement start offset error correction processing to
As the measurement error in the tunnel, which is performed by accumulating the difference between the measurement position data and the known position data related to the exit detection plate during the measurement in the measurement target tunnel, the sky surface point cloud data in the tunnel is individually set. A tunnel data processing method including a tunnel measurement error correction process that corrects apportionment.
前記計測開始オフセット誤差補正処理における前記オフセット誤差の一律補正と前記トンネル内計測誤差補正処理におけるトンネル内計測誤差の按分補正とがなされた前記トンネル内空面点群データに対する処理であって、
前記トンネル内空面検知手段の計測周期ごとに円弧データ群として分割し、前記車両進行方向に沿って最初の円弧データ群から順にソートする円弧データ群生成処理と、
各々の前記円弧データ群における円弧中心点を求め、前記車両の進行方向に沿って最初の円弧中心点から順次ソートする円弧中心点群生成処理と、
前記円弧中心点群を順次接続して得られる線分群をトンネル近似中心線とするトンネル近似中心線生成処理と、
前記トンネル近似中心線を前記トンネルの入口方向および出口方向に延長し、前記入口被検知板の前記既知位置データより特定される前記トンネル入口坑口の既知位置をキロポストの始点とし、前記トンネル近似中心線に沿って線分の長さを積算し、前記トンネル内の距離指標であるキロポストを制定するキロポスト生成処理を備えた請求項10に記載のトンネルデータ処理方法。
A process for the in-tunnel empty surface point cloud data in which the uniform correction of the offset error in the measurement start offset error correction process and the proportional correction of the measurement error in the tunnel in the tunnel measurement error correction process are performed,
An arc data group generation process that divides as an arc data group for each measurement cycle of the sky surface detection means in the tunnel and sorts in order from the first arc data group along the vehicle traveling direction;
Arc center point group generation processing for obtaining an arc center point in each arc data group and sequentially sorting from the first arc center point along the traveling direction of the vehicle;
Tunnel approximate center line generation processing in which a line segment group obtained by sequentially connecting the arc center point groups is a tunnel approximate center line;
The tunnel approximate center line is extended in the entrance direction and the exit direction of the tunnel, the known position of the tunnel entrance well specified by the known position data of the entrance detection plate is a starting point of a kilopost, and the tunnel approximate center line 11. The tunnel data processing method according to claim 10, further comprising: a kilopost generation process for integrating the lengths of line segments along the line and establishing a kilopost as a distance index in the tunnel.
前記円弧中心点群生成処理が、前記円弧データ群内のデータを用いて、仮に定めた中心点から所定角度(例えば1度ピッチ)ごとに計測された距離を描くことで得られる半円形の軌跡であるトンネル内空面断面形状において幾何学的に正しい中心点を定める中心点算出処理と、前記トンネル内空面の正しい中心点から正確に所定角度のピッチで幾何学的に半円形のトンネル内空面と交わる点を計算する正規化計測点算出処理と、前記正規化計測点における計測値を、前記実測された計測点における前記計測値を基にした補間処理などで推定する円弧データ群内正規化処理を備えたことを特徴とする、請求項11に記載のトンネルデータ処理方法。   The arc center point group generation processing uses the data in the arc data group to draw a semicircular locus obtained by drawing a distance measured at a predetermined angle (for example, 1 degree pitch) from a temporarily determined center point. A center point calculation process for determining a geometrically correct center point in the tunnel inner surface cross-sectional shape, and a geometrically semicircular tunnel at a predetermined angle pitch from the correct center point of the tunnel inner surface. In a circular arc data group for estimating a normalization measurement point calculation process for calculating a point that intersects the sky surface, and for estimating a measurement value at the normalization measurement point by an interpolation process based on the measurement value at the actual measurement point The tunnel data processing method according to claim 11, further comprising a normalization process. 前記円弧中心点群生成処理が、前記測定対象トンネルの進行方向に沿って、前記円弧データ群のデータを実測した計測地点ごとに並べる処理と、正確に所定の距離ピッチに設けた正規化計測地点を算出する正規化計測地点算出処理と、実測された前記円弧データ群のデータを基に正規化計測地点で計測した場合に得られたであろう円弧データ群を推定する円弧データ群間正規化処理を備えたことを特徴とする、請求項11に記載のトンネルデータ処理システム。   The arc center point group generation process includes a process of arranging the data of the arc data group for each measured measurement point along the traveling direction of the measurement target tunnel, and a normalized measurement point accurately provided at a predetermined distance pitch. Normalized measurement point calculation processing for calculating the arc data group, and normalization between the arc data groups for estimating the arc data group that would have been obtained when measured at the normalized measurement point based on the measured arc data group data The tunnel data processing system according to claim 11, further comprising a process. 前記キロポスト上での任意の点の指定と、前記任意の点からの任意の距離区間の指定を受け付ける指定受付処理と、
前記指定受付処理において指定された前記任意の点を座標原点とし、前記任意の距離区間に属する前記円弧データ群を抽出する、円弧データ群抽出処理と、
前記円弧データ群抽出処理で抽出された前記円弧データ群をコンピュータ3次元描画空間に配置し、各々の前記円弧データ間の隙間の空間を線形補間し、前記コンピュータ3次元描画空間に前記測定対象トンネル内空面の3次元画像を描画せしめる指定区間トンネル内空面画像描画処理とを備えた請求項11から13のいずれか1項に記載のトンネルデータ処理方法。
A designation accepting process for accepting designation of an arbitrary point on the kilometer post and designation of an arbitrary distance section from the arbitrary point;
An arc data group extraction process for extracting the arc data group belonging to the arbitrary distance section with the arbitrary point specified in the designation receiving process as a coordinate origin;
The arc data group extracted by the arc data group extraction process is arranged in a computer three-dimensional drawing space, a space between the respective arc data is linearly interpolated, and the measurement target tunnel is placed in the computer three-dimensional drawing space. The tunnel data processing method according to any one of claims 11 to 13, further comprising: a designated section tunnel inner surface image rendering process for rendering a three-dimensional image of the inner surface.
前記データ入力処理において入力された各々のデータセットとして、或る時期に計測されたデータセットと、他の時期に計測されたデータセットがあり、前記或る時期に計測されたデータセットから描画される前記指定区間の前記測定対象トンネル内空面の3次元画像と、前記他の時期に計測されたデータセット描画される同一の前記指定区間の前記測定対象トンネル内空面の3次元画像とを比較し、両者において差分がある箇所とその量を計算する経年比較処理を備えた請求項10から14のいずれか1項に記載のトンネルデータ処理方法。   Each data set input in the data input process includes a data set measured at a certain time and a data set measured at another time, and is drawn from the data set measured at the certain time. A three-dimensional image of the air surface in the measurement target tunnel in the designated section, and a three-dimensional image of the air surface in the measurement target tunnel in the same designated section drawn in the data set measured at the other time. The tunnel data processing method according to any one of claims 10 to 14, further comprising an aged comparison process for comparing and calculating a portion where there is a difference between the two and an amount thereof. 前記円弧データ群生成処理において、生成した各円弧に属するデータの個数が、前記トンネル内空面検知手段の計測周期内から得られるべきデータ個数より少なく、データが一部欠損しているものにつき、前記データ列の並びの中から欠損箇所を特定し、当該欠損箇所に隣接するデータから補間することにより欠損しているデータを推定・補間する欠損データ補間処理を行う請求項11から15のいずれか1項に記載のトンネルデータ処理方法。   In the arc data group generation process, the number of data belonging to each generated arc is less than the number of data to be obtained from within the measurement period of the tunnel inner surface detection means, and some data is missing. 16. A missing data interpolation process for identifying and interpolating missing data by identifying a missing part from the sequence of the data string and interpolating from data adjacent to the missing part. 2. The tunnel data processing method according to item 1.
JP2009221728A 2009-09-26 2009-09-26 Tunnel data processing system and tunnel data processing method Expired - Fee Related JP5558063B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009221728A JP5558063B2 (en) 2009-09-26 2009-09-26 Tunnel data processing system and tunnel data processing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009221728A JP5558063B2 (en) 2009-09-26 2009-09-26 Tunnel data processing system and tunnel data processing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011069747A true JP2011069747A (en) 2011-04-07
JP5558063B2 JP5558063B2 (en) 2014-07-23

Family

ID=44015149

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009221728A Expired - Fee Related JP5558063B2 (en) 2009-09-26 2009-09-26 Tunnel data processing system and tunnel data processing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5558063B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103196425A (en) * 2013-04-27 2013-07-10 中铁第一勘察设计院集团有限公司 Estimation method of extra-long tunnel horizontal through error
JP2014095627A (en) * 2012-11-09 2014-05-22 West Nippon Expressway Engineering Shikoku Co Ltd Device for examining surface of road structure
JP2014199586A (en) * 2013-03-29 2014-10-23 株式会社パスコ Unevenness extraction device for multi-plane structure, unevenness extraction method for multi-plane structure, and program
JP2020197459A (en) * 2019-06-03 2020-12-10 三菱電機株式会社 Tunnel displacement measuring device, tunnel displacement measuring program, and tunnel displacement measuring method
CN112085843A (en) * 2020-08-24 2020-12-15 北京航天发射技术研究所 Method and device for extracting and measuring tunnel type target features in real time
CN112487521A (en) * 2020-11-03 2021-03-12 重庆大学 Point cloud-based BIM (building information modeling) method and system for tunnel reconstruction project
JPWO2021176878A1 (en) * 2020-03-04 2021-09-10

Citations (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS537354A (en) * 1976-07-09 1978-01-23 Pacific Kogyo Kk Apparatus for measuring surface shape of construction
JPS53149058A (en) * 1977-05-31 1978-12-26 Plasser Bahnbaumasch Franz Movable apparatus for measument* indication or recording of profile of narrow path such as tunnel and the like
JPS6267212U (en) * 1985-10-17 1987-04-27
JPS62261008A (en) * 1986-05-07 1987-11-13 Komatsu Ltd Apparatus for detecting condition inside tunnel
JPS6479613A (en) * 1987-09-21 1989-03-24 Komatsu Mfg Co Ltd Tunnel crack detection apparatus
JPH03100420A (en) * 1989-09-14 1991-04-25 Nissan Motor Co Ltd Present position detecting device for vehicle
JPH03148003A (en) * 1989-11-06 1991-06-24 Kumagai Gumi Co Ltd Continuous projecting system of working face by laser beam
JPH03282305A (en) * 1990-03-30 1991-12-12 Penta Ocean Constr Co Ltd In-tunnel air sectional area measuring instrument
JPH04124399A (en) * 1990-09-13 1992-04-24 Taisei Corp Diagnostic method of crack in tunnel
JPH04295707A (en) * 1991-03-26 1992-10-20 Central Japan Railway Co Shape measuring apparatus for structure around railroad
JPH05164519A (en) * 1991-12-16 1993-06-29 Central Japan Railway Co Measuring instrument for three-dimensional shape of structure surrounding railroad track
JPH0611316A (en) * 1992-06-29 1994-01-21 Central Japan Railway Co Picture processor for measuring object
JPH064750U (en) * 1992-06-26 1994-01-21 旭光学工業株式会社 Cylinder inner wall imaging device
JPH06307863A (en) * 1993-04-23 1994-11-04 Mitsui Constr Co Ltd Tunnel cavity section shape measuring device
JPH0735560A (en) * 1993-07-23 1995-02-07 Nippondenso Co Ltd Navigation device
JPH0771944A (en) * 1993-09-02 1995-03-17 Tokyo Electric Power Co Inc:The Measuring system for inner surface shape of tunnel
JP2002228414A (en) * 2001-01-31 2002-08-14 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd Method and apparatus for measuring three-dimensional position
JP2003004422A (en) * 2001-06-18 2003-01-08 Taisei Corp Tunnel-shape three-dimensional measurement apparatus and method
JP2003065755A (en) * 2001-08-21 2003-03-05 Taisei Corp Displacement measuring method for tunnel shape
JP2007212309A (en) * 2006-02-09 2007-08-23 Fujitsu Ten Ltd Device and system for inspecting wall surface of tunnel
JP2008286654A (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Mitsubishi Electric Corp In-pipe measuring device
JP2009092637A (en) * 2007-10-09 2009-04-30 Mamoru Yoshiyama Tube cutting plane inspection device

Patent Citations (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS537354A (en) * 1976-07-09 1978-01-23 Pacific Kogyo Kk Apparatus for measuring surface shape of construction
JPS53149058A (en) * 1977-05-31 1978-12-26 Plasser Bahnbaumasch Franz Movable apparatus for measument* indication or recording of profile of narrow path such as tunnel and the like
JPS6267212U (en) * 1985-10-17 1987-04-27
JPS62261008A (en) * 1986-05-07 1987-11-13 Komatsu Ltd Apparatus for detecting condition inside tunnel
JPS6479613A (en) * 1987-09-21 1989-03-24 Komatsu Mfg Co Ltd Tunnel crack detection apparatus
JPH03100420A (en) * 1989-09-14 1991-04-25 Nissan Motor Co Ltd Present position detecting device for vehicle
JPH03148003A (en) * 1989-11-06 1991-06-24 Kumagai Gumi Co Ltd Continuous projecting system of working face by laser beam
JPH03282305A (en) * 1990-03-30 1991-12-12 Penta Ocean Constr Co Ltd In-tunnel air sectional area measuring instrument
JPH04124399A (en) * 1990-09-13 1992-04-24 Taisei Corp Diagnostic method of crack in tunnel
JPH04295707A (en) * 1991-03-26 1992-10-20 Central Japan Railway Co Shape measuring apparatus for structure around railroad
JPH05164519A (en) * 1991-12-16 1993-06-29 Central Japan Railway Co Measuring instrument for three-dimensional shape of structure surrounding railroad track
JPH064750U (en) * 1992-06-26 1994-01-21 旭光学工業株式会社 Cylinder inner wall imaging device
JPH0611316A (en) * 1992-06-29 1994-01-21 Central Japan Railway Co Picture processor for measuring object
JPH06307863A (en) * 1993-04-23 1994-11-04 Mitsui Constr Co Ltd Tunnel cavity section shape measuring device
JPH0735560A (en) * 1993-07-23 1995-02-07 Nippondenso Co Ltd Navigation device
JPH0771944A (en) * 1993-09-02 1995-03-17 Tokyo Electric Power Co Inc:The Measuring system for inner surface shape of tunnel
JP2002228414A (en) * 2001-01-31 2002-08-14 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd Method and apparatus for measuring three-dimensional position
JP2003004422A (en) * 2001-06-18 2003-01-08 Taisei Corp Tunnel-shape three-dimensional measurement apparatus and method
JP2003065755A (en) * 2001-08-21 2003-03-05 Taisei Corp Displacement measuring method for tunnel shape
JP2007212309A (en) * 2006-02-09 2007-08-23 Fujitsu Ten Ltd Device and system for inspecting wall surface of tunnel
JP2008286654A (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Mitsubishi Electric Corp In-pipe measuring device
JP2009092637A (en) * 2007-10-09 2009-04-30 Mamoru Yoshiyama Tube cutting plane inspection device

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014095627A (en) * 2012-11-09 2014-05-22 West Nippon Expressway Engineering Shikoku Co Ltd Device for examining surface of road structure
JP2014199586A (en) * 2013-03-29 2014-10-23 株式会社パスコ Unevenness extraction device for multi-plane structure, unevenness extraction method for multi-plane structure, and program
CN103196425A (en) * 2013-04-27 2013-07-10 中铁第一勘察设计院集团有限公司 Estimation method of extra-long tunnel horizontal through error
JP2020197459A (en) * 2019-06-03 2020-12-10 三菱電機株式会社 Tunnel displacement measuring device, tunnel displacement measuring program, and tunnel displacement measuring method
JP7253982B2 (en) 2019-06-03 2023-04-07 三菱電機株式会社 Tunnel displacement measuring device and tunnel displacement measuring method
JPWO2021176878A1 (en) * 2020-03-04 2021-09-10
WO2021176878A1 (en) * 2020-03-04 2021-09-10 日本電気株式会社 Monitoring device, monitoring system, monitoring method, and recording medium
CN112085843A (en) * 2020-08-24 2020-12-15 北京航天发射技术研究所 Method and device for extracting and measuring tunnel type target features in real time
CN112085843B (en) * 2020-08-24 2023-11-28 北京航天发射技术研究所 Tunnel class target feature real-time extraction and measurement method and device
CN112487521A (en) * 2020-11-03 2021-03-12 重庆大学 Point cloud-based BIM (building information modeling) method and system for tunnel reconstruction project
CN112487521B (en) * 2020-11-03 2023-06-02 重庆大学 Tunnel reconstruction engineering BIM modeling method and system based on point cloud

Also Published As

Publication number Publication date
JP5558063B2 (en) 2014-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5558063B2 (en) Tunnel data processing system and tunnel data processing method
US10322734B2 (en) Sensor synchronization apparatus and method
CN106401643B (en) Tunnel Overbreak & Underbreak detection method based on laser point cloud
CN109060821B (en) Tunnel disease detection method and tunnel disease detection device based on laser detection
JP5991489B2 (en) Road deformation detection device, road deformation detection method and program
KR100857192B1 (en) Precise Underground Measurement Device and Method Thereof
EP2703774B1 (en) Monitoring method and monitoring system of settlement of engineering buildings
CN109459439B (en) Tunnel lining crack detection method based on mobile three-dimensional laser scanning technology
JP6708163B2 (en) Mobile flaw detector
CN111895911B (en) Method for monitoring hidden danger of ground collapse of shallow sand layer
CN103630088B (en) High accuracy tunnel cross-section detection method based on bidifly light belt and device
CN102721365A (en) Method and device for high-speed and accurate measurement of tunnel section
Soni et al. Structural monitoring for the rail industry using conventional survey, laser scanning and photogrammetry
CN109060820B (en) Tunnel disease detection method and tunnel disease detection device based on laser detection
US11671574B2 (en) Information processing apparatus, image capture apparatus, image processing system, and method of processing a plurality of captured images of a traveling surface where a moveable apparatus travels
JP2023029441A (en) Measuring device, measuring system, and vehicle
Nuttens et al. Application of laser scanning for deformation measurements: a comparison between different types of scanning instruments
JP2021114169A (en) Warning system
JP2010169505A (en) Pantograph height measuring device and method for calibrating the same
JP4533502B2 (en) Tunnel construction status detection method
CN214149430U (en) Tunnel safety monitoring system applying mobile three-dimensional laser measurement system
CN103765246A (en) Apparatus and method for non-invasive real-time subsoil inspection
RU2726256C1 (en) Method of constructing three-dimensional model of terrain along railway track bed
JP2011033428A (en) Pantograph height measuring device
CN111693043B (en) Map data processing method and apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120924

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130419

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140225

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140422

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140604

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5558063

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees