JP2017019388A - Judgment system for dot group within construction limit using laser dot group, judgment method for dot group within construction limit using laser dot group, and judgment program for dot group within construction limit using laser dot group - Google Patents

Judgment system for dot group within construction limit using laser dot group, judgment method for dot group within construction limit using laser dot group, and judgment program for dot group within construction limit using laser dot group Download PDF

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進也 今西
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健一 近藤
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Nobuhiro Usuki
伸浩 臼杵
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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a judgment system for dot groups within a construction limit using laser dot groups which can easily detect an obstacle feature against a construction limit area with high precision in a short time regardless of a rail section linearity.SOLUTION: A parameter memory 101, a laser dot group database 103, a track center related information calculating unit 110, a track center related information memory 115, a curve radius calculating unit 130, a curve radius memory 135, a dot group extraction range setting unit 140, a three-dimensional memory 145, a laser dot group acquisition unit 150, a two-dimensionalizing unit 170, a two-dimensional plane memory 175, a feature object judgment unit 180, and a judgment result memory 185 are provided to incline a construction limit frame in accordance with cants of a curved part, and to enlarge a construction limit frame CFi indicating the frame of the construction limit in accordance with curve radius Ri.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レーザ点群を用いた建築限界内点群判定システムに関する。   The present invention relates to a point cloud determination system within a building limit using a laser point cloud.
近年は、自動車又は鉄道の軌陸車等の移動体に、高密度(5cm以下)のレーザ点群を収得するレーザ取得装置を搭載して移動体の前方又は後方の地物の三次元座標を取得できるようになってきている。   In recent years, a moving body such as an automobile or a railroad track vehicle is equipped with a laser acquisition device that acquires a high-density (5 cm or less) laser point cloud to acquire the three-dimensional coordinates of the features ahead or behind the moving body. It is becoming possible.
例えば、特許文献1の線路周辺設備空間情報取得システムには、車両の架台の中央に分解能が0.5°又は0.25°の第1のレーザスキャナ(下方スキャン用レーザ)と第2のレーザスキャナ(上方スキャン用レーザ)とからなるレーザスキャナを設け、これらのレーザスキャナのレーザヘッドを回転させながら線路(左レールと右レールを含む)にレーザ光を照射して高密度のレーザ点群を取得することが開示されている(段落0051〜0067参照)。   For example, in the track peripheral equipment space information acquisition system disclosed in Patent Document 1, a first laser scanner (downward scanning laser) and a second laser having a resolution of 0.5 ° or 0.25 ° at the center of a vehicle mount. Laser scanners consisting of scanners (upper scanning lasers) are provided, and the laser heads of these laser scanners are rotated to irradiate the laser beam onto the tracks (including the left rail and right rail) to create a high-density laser point cloud. To obtain (see paragraphs 0051-0067).
そして、特許文献1の線路周辺設備空間情報取得システムの段落0179には、上記のレーザスキャナによって取得したレーザデータの反射強度に基づく地物のレーザ画像を表示することが開示されている。   And paragraph 0179 of the track peripheral equipment space information acquisition system of patent document 1 discloses displaying a laser image of a feature based on the reflection intensity of laser data acquired by the laser scanner.
一方、鉄道においては障害物の判定には建築限界を用いて判定するのが一般的である。この建築限界は、鉄道に関する技術上の基準を定める省令では、車両の走行に伴って生じる動揺等を考慮して車両限界との間隔が車両の走行、旅客及び係員の安全に支障を及ぼすおそれのないように定めるべきものと定められている。   On the other hand, in a railway, it is common to determine an obstacle using a building limit. This building limit is a ministerial ordinance that establishes technical standards related to railways, and the distance from the vehicle limit may affect the safety of the vehicle, passengers and staff, taking into account the fluctuations that occur as the vehicle travels. It is stipulated that there should be no.
この規定によって、鉄道会社は建築限界内には構造物を設けてはならず、列車又は車両以外の物を置いてはならないという社内規定を定めている。   By this rule, railway companies have established an in-house rule that structures should not be placed within the limits of construction, and that nothing other than trains or vehicles should be placed.
また、線路の周辺の樹木というのは、季節、天候に応じて成長度は相違する。このため、鉄道会社では、定期的に建築限界内に障害物となる樹木があるかどうかを調べ、その位置を地図上で特定する。あるいは、乗務員が気づいた場所を特定する。   Moreover, the growth rate of trees around the track varies depending on the season and weather. For this reason, the railway company periodically checks whether there are trees that become obstacles within the building limits, and specifies the position on the map. Alternatively, the place where the crew member noticed is specified.
ところが、鉄道会社が保守管理する線路は、数百キロメートルになり、地図上にて特定された位置付近に到着してもどの樹木の枝が障害物となるかは容易には判断できない。   However, the railway track maintained by the railway company is several hundred kilometers, and it is not easy to determine which tree branch will be an obstacle even if it arrives near the position specified on the map.
このため、上記の障害物を三次元座標で特定するものがある。例えば、特許文献2のデータ解析装置は、線路周辺の障害物を効率的に検知することを目的とするものであり(段落0007参照)、軌道をデータ収集車両が走行して収集した3次元点群データと運行車両領域とを比較して重なる点群が存在するか否かを判定している(段落0009参照)。   For this reason, there is one that specifies the above-mentioned obstacle by three-dimensional coordinates. For example, the data analysis apparatus of Patent Document 2 is intended to efficiently detect obstacles around a track (see paragraph 0007), and is a three-dimensional point collected by a data collection vehicle traveling on a track. The group data and the operating vehicle area are compared to determine whether or not there is an overlapping point group (see paragraph 0009).
具体的には、直線区間において収集した3次元点群データを走行方向に直交する2次元点群データを15cm毎に、障害物検出対象範囲データとして切り出し、この障害物検出対象範囲に運行車両領域(所定の余裕を持たせた領域)を設定し、さらに2次元データである障害物検出対象範囲データの点群から自動的に線路(左レール、右レール)の断面点群を設定する。そして、この線路の断面点群の上に予め定められている運行車両領域を設定し、この運行車両領域内に点群が存在するかどうかで、走行方向に障害物が存在すると判定している(段落0025〜段落0028参照)。   Specifically, the 3D point cloud data collected in the straight section is extracted as obstacle detection target range data every 15 cm as 2D point cloud data orthogonal to the traveling direction, and the operating vehicle region is included in this obstacle detection target range. (A region with a predetermined margin) is set, and a cross-sectional point group of tracks (left rail, right rail) is automatically set from a point group of obstacle detection target range data which is two-dimensional data. Then, a predetermined operating vehicle area is set on the cross-section point group of this track, and it is determined that there is an obstacle in the traveling direction depending on whether or not the point group exists in this operating vehicle area. (See paragraphs 0025-0028).
特開2012−225846号公報JP 2012-225846 A 特開2010−202017号公報JP 2010-202017 A
しかしながら、特許文献2のデータ解析装置は、解像度が粗い点群を用いているので10mm以下の精度を必要とする建築限界と地物との離隔量を求めることはできない。また、軌道中心を求めるために必要となる左レール(外側レールともいう)の頭部コーナ頂点、右レール(内側レールともいう)の頭部コーナ頂点を算出することは開示されていない。   However, since the data analysis apparatus disclosed in Patent Document 2 uses a point group having a low resolution, it cannot determine the distance between the building limit and the feature that require an accuracy of 10 mm or less. Further, it is not disclosed to calculate the head corner vertex of the left rail (also referred to as the outer rail) and the head corner vertex of the right rail (also referred to as the inner rail) that are necessary for obtaining the center of the track.
また、線路には曲線部があり、曲線部で車両が遠心力により外方に転倒することを防止するために、外側レールを内側レールより高くしている。これをカントと称している。   Further, the track has a curved portion, and the outer rail is made higher than the inner rail in order to prevent the vehicle from falling outward due to centrifugal force at the curved portion. This is called Kant.
すなわち、曲線部の半径とその曲線部を通過する車両の速度に応じて外側レールを高くして遠心力と重力の合力をできるだけ軌道の中心に作用させ、車両が安全に曲線部を走行できるようにするのがカントの働きである。   That is, the outer rail is raised according to the radius of the curved portion and the speed of the vehicle passing through the curved portion so that the resultant force of centrifugal force and gravity acts on the center of the track as much as possible, so that the vehicle can safely travel on the curved portion. It is Kant's work to do.
カントは、円曲線の前後に緩和曲線を設け、その全長で曲率の逓減に合わせて変化させなければならない。つまり、カントの急激な変化により車両の安全な走行に支障を及ぼすことのないように、円曲線のカント量、運転速度、車両の構造等を考慮して、相当の長さにおいて逓減していく必要がある。   Kant has to provide a relaxation curve before and after the circular curve, and change its length along the decreasing curvature. In other words, in order to avoid a hindrance to safe driving of the vehicle due to abrupt changes in the cant, it will be gradually reduced in a considerable length in consideration of the cant amount of the circular curve, the driving speed, the structure of the vehicle, etc. There is a need.
普通鉄道のカントは例えば、C=GV/127Rの式で求められる。 For example, the canal of a normal railway is obtained by the equation C = GV 2 / 127R.
Cはカント(単位ミリメートル)、Gは軌間(単位ミリメートル)、Vは当該曲線を走行する列車の平均速度(キロメートルパーアワー)、Rは曲線半径(メートル)である。   C is a cant (unit millimeter), G is a gauge (unit millimeter), V is an average speed (kilometer per hour) of a train traveling on the curve, and R is a curve radius (meter).
列車速度は、列車種別により異なるため、自乗平均法等で算出した平均速度に応じて、カントは付けられる。   Since the train speed varies depending on the type of train, the cant is attached according to the average speed calculated by the root mean square method or the like.
しかし、カントを高くしすぎると、停止時や低速走行時に、車体の傾斜が乗客と乗務員とに不快感を与えたり、風の影響等が重なって車体が曲線内方に倒れるおそれがある。   However, if the cant is set too high, the inclination of the vehicle body may cause discomfort to the passengers and crew members at the time of stopping or driving at low speed, or the vehicle body may fall inwardly due to the influence of wind and the like.
このため、カントの最大量は、鉄道会社各社が決めており、例えば在来線(普通鉄道)では105ミリメートル、新幹線(新幹線鉄道)で例えば200ミリメートルとしている鉄道会社もある。   For this reason, the maximum amount of cant is determined by each railway company. For example, there are railway companies that use 105 mm for the conventional line (ordinary railway) and 200 mm for the Shinkansen (shinkansen railway), for example.
さらに、曲線部では、車両の偏い(曲線による偏い量)が発生するために建築限界の幅が拡大する。   Furthermore, since the vehicle is biased (the amount of bias due to the curve) in the curved portion, the width of the building limit is expanded.
曲線部における建築限界は、車両の偏いに応じ、直線区間における建築限界の各側(左右両側)に、例えば次式により算定した数値(W)を拡大するものとし、かつ、カントに伴い傾斜させたものとしなければならないと定めている鉄道会社もある。   The building limit in the curved part is to increase the numerical value (W) calculated by, for example, the following formula on each side (left and right both sides) of the building limit in the straight section according to the deviation of the vehicle. Some railroad companies stipulate that they must be allowed.
一般部の限界
W=23100/R
R:曲線の半径(m)
架空電線による(電気運転区間)上部の限界
W=11550/R
R:曲線の半径(m)
従って、建築限界は、線路の曲線部と直線部とでは相違し、曲線部においては、建築限界はカントと車両の偏いを考慮して建築限界領域を定めて地物が建築限界内に存在するかどうかを判定しなければならない。
Limit of general part W = 23100 / R
R: radius of curve (m)
Upper limit by overhead electric wire (electric operation section) W = 11550 / R
R: radius of curve (m)
Therefore, the building limit is different between the curved part and the straight part of the track. In the curved part, the building limit is determined by taking into account the deviation of the cant and the vehicle, and the features are within the building limit. You must decide whether to do it.
ところが、特許文献2のデータ解析装置は、直線区間の2次元点群データである障害物検出対象範囲に運行車両領域(所定の余裕を持たせた領域)を設定するものであるから、曲線部における車両の傾きに対する障害物の有無を判定することができない。このため、障害物(例えば樹木)を見逃すことになる。   However, since the data analysis device of Patent Document 2 sets an operating vehicle region (region having a predetermined margin) in an obstacle detection target range that is two-dimensional point cloud data of a straight section, a curved portion It is impossible to determine the presence or absence of an obstacle with respect to the inclination of the vehicle. For this reason, an obstacle (for example, a tree) is missed.
また、引用文献2のデータ解析装置は、車両が走る方向に直交する面(図6参照)をコンピュータのオペレータが動かしながら、この面を拡大して障害物を検出するものであるので線路が非常に長い区間に渡って障害物を検出しようとすると非常に時間がかかる。   Further, the data analysis apparatus disclosed in the cited document 2 is designed to detect obstacles by enlarging this plane while the computer operator moves the plane perpendicular to the direction in which the vehicle runs (see FIG. 6). It takes a very long time to detect an obstacle over a long section.
本発明は上記の課題を鑑みてなされたもので、線路の直線区間、曲線区間にかかわらず建築限界に対して障害となる地物を容易に精度よく、かつ短時間で検出できるレーザ点群を用いた建築限界内点群判定システムを得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and a laser point group capable of easily and accurately detecting a feature that becomes an obstacle to a building limit regardless of a straight section or a curved section of a track. The purpose is to obtain a point cloud judgment system within the building limits used.
本発明に係るレーザ点群を用いた建築限界内点群判定システムは、高密度のレーザ点群LRiを用いて、線路を走行する鉄道車両に対して障害となる地物を判定するレーザ点群を用いた建築限界内点群判定システムであって、
前記線路の収集区間に渡る前記レーザ点群LRiが記憶されたレーザ点群用データベース103と、
左レールRaの前記レーザ点群LRiに基づく、左レールゲージコーナ三次元位置Raskciを繋げた左レールゲージコーナ線Rarと右レールRbの右レールゲージコーナ三次元位置Rbskciを繋げた右レールゲージコーナ線Rbrと一定区間毎の軌道中心Vbiを繋げた軌道中心線Qiとを軌道中心関連情報KNJiとして記憶した軌道中心関連情報用メモリ115と、
前記軌道中心関連情報KNJiに含まれている軌道中心Vbiに対する曲線半径Riが前記軌道中心関連情報KNJiに関連付けられて記憶された曲線半径用メモリ135と、
建築限界を示す枠を建築限界枠CFiとし、この建築限界枠CFiに対して間隙を有して囲む建築限界拡大枠BCFiを含む情報がパラメータ情報Msiとして記憶されたパラメータ用メモリ101と、さらに、
前記収集区間を一定区間毎に分割した一定区間毎ボックスSBQwiが定義される三次元メモリ145と、二次元平面用メモリ175と、判定結果用メモリ185とを備え、さらに、
前記軌道中心関連情報KNJiに含まれている前記左レールゲージコーナ三次元位置Raskci、前記右レールゲージコーナ三次元位置Rbskci、前記軌道中心Vbiを前記三次元メモリ145に定義し、この軌道中心関連情報KNJi毎に、この軌道中心関連情報KNJに含まれている前記左レールゲージコーナ三次元位置Raskci、前記右レールゲージコーナ三次元位置Rbskci、前記軌道中心Vbiを通る横断直線Lvriをレール上面線Rumとし、このレール上面線Rum毎に、前記定義した軌道中心関連情報KNJiの前記曲線半径Riに基づいて前記建築限界の変動量Wiを求め、この変動量Wiで前記建築限界枠CFiの寸法を変動させた変動後建築限界枠CFwi及び前記間隙を変動させた変動後建築限界拡大枠BCFwiをそのレール上面線Rumに定義して行ってこれらの枠を繋げた変動後建築限界枠ボックスSCFwi及び変動後建築限界拡大枠ボックスSBFwiを含む前記一定区間毎ボックスSBQwiを定義する点群抽出範囲設定部140と、
前記一定区間毎ボックスSBQwiが定義される毎に、この一定区間毎ボックスSBQwi内の三次元座標を有するレーザ点群LRiを前記レーザ点群用データベース103から全て読み込むレーザ点群取得部150と、
前記一定区間毎ボックスSBQwiが定義される毎に、この一定区間毎ボックスSBQwiにおける前記レール上面線RumをX軸とした二次元平面(X´―Z´)を前記二次元平面用メモリ175に定義してレール上面線Rum以上のレーザ点群LRiを指定して投影変換すると共に、この一定区間毎ボックスSBQwi内の変動後建築限界拡大枠BCFwi及び前記建築限界枠CFiを投影変換する二次元化部170と、
前記二次元平面(X´―Z´)におけるレーザ点群LRiを前記障害となる地物の障害地物レーザ点群SLRi(x´,z´)とし、前記二次元化部170が指定したレーザ点群LRiの三次元座標(x,y,z)と、この障害地物レーザ点群SLRi(x´,z´)が位置している前記変動後建築限界拡大枠BCFwiと前記建築限界枠CFiとの間又は前記建築限界枠CFiの種別とを障害物判定結果情報HMJiとして前記判定結果用メモリ185に記憶する地物障害物判定部180とを備えたことを要旨とする。
An architectural limit point group determination system using a laser point group according to the present invention uses a high-density laser point group LRi to determine a feature that becomes an obstacle to a railway vehicle traveling on a track. An architectural limit point group determination system using
A laser point group database 103 in which the laser point group LRi over the collection section of the line is stored;
Based on the laser point group LRi of the left rail Ra, a left rail gauge corner line Rar connecting the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci and a right rail gauge corner line connecting the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci of the right rail Rb. A trajectory center related information memory 115 that stores the trajectory center line Qi connecting Rbr and the trajectory center Vbi for each predetermined section as trajectory center related information KNJi;
A curve radius memory 135 in which a curve radius Ri for the track center Vbi included in the track center related information KNJi is stored in association with the track center related information KNJi;
A frame indicating a building limit is defined as a building limit frame CFi, and a parameter memory 101 in which information including a building limit expanding frame BCFi surrounding the building limit frame CFi with a gap is stored as parameter information Msi;
A three-dimensional memory 145 in which a box SBQwi for each fixed section obtained by dividing the collection section into fixed sections is defined, a two-dimensional plane memory 175, and a determination result memory 185;
The left rail gauge corner three-dimensional position Raskci, the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci, and the orbit center Vbi included in the orbit center related information KNJi are defined in the three-dimensional memory 145, and the orbit center related information is defined. For each KNJi, the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci, the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci, and the crossing straight line Lvri passing through the track center Vbi included in the track center related information KNJ are set as rail upper surface lines Rum. For each rail upper surface line Rum, the building limit variation amount Wi is obtained based on the curve radius Ri of the defined track center related information KNJi, and the size of the building limit frame CFi is varied by the variation amount Wi. After-change building limit frame CFwi and after-change building limit by changing the gap Point group extraction that defines the box SBQwi for each fixed section including the post-change building limit frame box SCFwi and the post-change building limit enlargement frame box SBFwi, which are defined by defining the large frame BCFwi as the rail upper surface line Rum. A range setting unit 140;
A laser point group acquisition unit 150 that reads all the laser point group LRi having the three-dimensional coordinates in the constant interval box SBQwi from the laser point group database 103 each time the constant interval box SBQwi is defined;
Each time the fixed section box SBQwi is defined, a two-dimensional plane (X′-Z ′) with the rail upper surface line Rum in the fixed section box SBQwi as the X axis is defined in the two-dimensional plane memory 175. Then, a laser point group LRi that is equal to or higher than the rail upper surface line Rum is specified for projection conversion, and the post-change building limit expansion frame BCFwi and the building limit frame CFi in the box SBQwi for each fixed section are projected and converted. 170,
The laser point group LRi on the two-dimensional plane (X′-Z ′) is the obstacle feature laser point group SLRi (x ′, z ′) of the feature that becomes the obstacle, and the laser designated by the two-dimensionalization unit 170 The three-dimensional coordinates (x, y, z) of the point group LRi and the post-change building limit expansion frame BCFwi and the building limit frame CFi in which the obstacle feature laser point group SLRi (x ′, z ′) is located And a feature obstacle determination unit 180 that stores in the determination result memory 185 as obstacle determination result information HMJi.
以上のように本発明によれば、収集区間に渡って収集されたレーザ点群LRiを一定区間毎に一定区間毎ボックスSBQwiに分割し、この分割した一定区間毎ボックスSBQwi内のレーザ点群を一面(二次元平面)に投影して、その投影されたレーザ点群が建築限界の形状を示す枠の内外どちらにあるのかを自動的に判定することにより、三次元座標を持った障害地物レーザ点群SLRiを全収集区間に渡って短時間で検出できる。   As described above, according to the present invention, the laser point group LRi collected over the collection section is divided into fixed section boxes SBQwi for each fixed section, and the divided laser point groups in the fixed section box SBQwi Obstacle feature with three-dimensional coordinates by projecting onto one surface (two-dimensional plane) and automatically determining whether the projected laser point cloud is inside or outside the frame indicating the shape of the building limit The laser point group SLRi can be detected in a short time over the entire collection section.
また、自動的に曲線区間のカントに応じて建築限界枠を傾け、かつ曲線半径Riに応じて必要な量だけ建築限界枠を拡幅させているので、直線区間、曲線区間にかかわらず建築限界に対する障害地物レーザ点群SLRiを精度良く検出できる。   In addition, the building limit frame is automatically tilted according to the canal of the curved section, and the building limit frame is widened by the necessary amount according to the curve radius Ri. The obstacle feature laser point group SLRi can be detected with high accuracy.
さらに、障害地物レーザ点群SLRiは三次元座標を有していることから、建築限界に対する支障度合いをその位置データとともに自動的に台帳化することは容易であり、かつ障害地物レーザ点群SLRi及び建築限界枠をレーザ点群表示部において画面に表示し、作業員が視覚的に把握することも可能である。   Further, since the obstacle feature laser point cloud SLRi has three-dimensional coordinates, it is easy to automatically register the degree of obstacle to the building limit together with its position data, and the obstacle feature laser point cloud. The SLRi and the building limit frame can be displayed on the screen in the laser point cloud display unit so that the worker can visually grasp them.
実施の形態のレーザ点群を用いた建築限界内点群判定システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the building limit point group determination system using the laser point cloud of embodiment. 画面に表示される建築限界枠CFiと障害地物レーザ点群SLRiを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the building limit frame CFi and obstacle feature laser point group SLRi displayed on a screen. 実施の形態で用いる各種枠の説明図である。It is explanatory drawing of the various frames used by embodiment. 本実施の形態のパラメータ情報Msiを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the parameter information Msi of this Embodiment. レーザ点群LRiの説明図である。It is explanatory drawing of the laser point group LRi. 軌道中心関連情報KNJiの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of orbit center related information KNJi. 線路における各種線の説明図である。It is explanatory drawing of the various lines in a track | line. レーザ点群LRiに漏れが生じる場合の軌道中心関連情報KNJiの説明図である。It is explanatory drawing of orbit center related information KNJi when a leak arises in laser point group LRi. レーザ点群LRiに漏れがない場合の軌道中心関連情報KNJiの説明図である。It is explanatory drawing of the orbit center related information KNJi when there is no leak in the laser point group LRi. 曲線半径Riの算出の説明図である。It is explanatory drawing of calculation of the curve radius Ri. カントCiの説明図である。It is explanatory drawing of Kant Ci. 軌道中心関連情報用メモリ115及び曲線半径用メモリ135の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the memory | storage 115 for track center related information, and the memory 135 for curve radii. 三次元メモリ145に定義される一定区間毎ボックスSBQwiの連結を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the connection of the box SBQwi for every fixed area defined in the three-dimensional memory 145. FIG. 一定区間毎ボックスSBQwi内の各種ボックスを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the various boxes in the box SBQwi for every fixed area. 一定区間毎ボックスSBQwiのレーザ点群LRiの読み込みを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows reading of the laser point group LRi of the box SBQwi for every fixed area. 架線設備条件の説明図である。It is explanatory drawing of overhead line equipment conditions. 架線設備の判定処理を写真で示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the determination process of the overhead wire installation with the photograph. 架線設備領域点群判定情報HJiの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of overhead wire area | region point group determination information HJi. 二次元平面への投影変換を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the projection conversion to a two-dimensional plane. 障害物判定結果情報HMJiの構成の説明図である。It is explanatory drawing of a structure of the obstruction determination result information HMJi. 点群抽出範囲設定部140の処理を説明するフローチャートである。5 is a flowchart for explaining processing of a point cloud extraction range setting unit 140. 点群抽出範囲設定部140の処理を説明するフローチャートである。5 is a flowchart for explaining processing of a point cloud extraction range setting unit 140. レール上面線と横断直線Lvriとの関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between a rail upper surface line and the crossing straight line Lvri. 地物障害物判定部180及び障害物表示部190の詳細処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the detailed process of the feature obstacle determination part 180 and the obstacle display part 190. FIG. 軌道中心関連情報算出部110の処理を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the process of the orbit center related information calculation part. 他の実施の形態の建築限界枠CFi、建築限界拡大枠BCFiの説明図である。It is explanatory drawing of the construction limit frame CFi of another embodiment, and the construction limit expansion frame BCFi.
本発明のレーザ点群を用いた建築限界内点群判定システム及びレーザ点群を用いた建築限界内点群判定方法並びにレーザ点群を用いた建築限界内点群判定プログラムの実施の形態について以下に説明する。但し、本実施の形態においてはレーザ点群を用いた建築限界内点群判定システムを代表にして説明する。   Embodiments of an architectural limit internal point cloud determination system using a laser point cloud of the present invention, an architectural limit internal point cloud determination method using a laser point cloud, and an architectural limit internal point cloud determination program using a laser point cloud are described below. Explained. However, in the present embodiment, an architectural limit point group determination system using laser point clouds will be described as a representative.
また、以下に示す本実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想(構造、配置)は、下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。図面は模式的なものであり、装置やシステムの構成等は現実のものとは異なることに留意すべきである。   In addition, the present embodiment shown below exemplifies an apparatus and a method for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea (structure and arrangement) of the present invention is as follows. It is not something specific. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope described in the claims. It should be noted that the drawings are schematic and the configuration of the apparatus and system is different from the actual one.
図1は実施の形態のレーザ点群を用いた建築限界内点群判定システムの概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an architectural limit point group determination system using laser point clouds according to the embodiment.
実施の形態においては、レーザデータをレーザ点群LRi(1個含む)と称する。また、線路は軌道(レール、枕木、道床等を含む)と構造物(路盤、橋梁、架線等を含む)とからなるものとして説明する。   In the embodiment, the laser data is referred to as a laser point group LRi (including one). Further, the track will be described as being composed of tracks (including rails, sleepers, roadbeds, etc.) and structures (including roadbeds, bridges, overhead lines, etc.).
図1に地物車両間建築限界判定システム300は、コンピュータ本体部100と、表示部200等からなる。   In FIG. 1, the feature vehicle building limit determination system 300 includes a computer main body 100, a display unit 200, and the like.
コンピュータ本体部100は、パラメータ用メモリ101と、レーザ点群用データベース103と、軌道中心関連情報算出部110と、軌道中心関連情報用メモリ115と、カント算出部120と、曲線半径算出部130と、曲線半径用メモリ135と、点群抽出範囲設定部140と、三次元メモリ145と、レーザ点群取得部150と、架線・架線設備判定部160と、架線設備判定結果用メモリ165と、二次元化部170と、二次元平面用メモリ175と、地物障害物判定部180と、判定結果用メモリ185と、障害物表示部190等を備えている。   The computer main unit 100 includes a parameter memory 101, a laser point cloud database 103, a trajectory center related information calculation unit 110, a trajectory center related information memory 115, a cant calculation unit 120, and a curve radius calculation unit 130. , Curve radius memory 135, point group extraction range setting unit 140, three-dimensional memory 145, laser point group acquisition unit 150, overhead line / overhead line equipment determination unit 160, overhead line equipment determination result memory 165, A dimensioning unit 170, a two-dimensional plane memory 175, a feature obstacle determination unit 180, a determination result memory 185, an obstacle display unit 190, and the like are provided.
これらによってコンピュータ本体部100は、図2に示すように、軌道中心Vbiに基づいて求めた後述する曲線半径Riに応じて建築限界の枠を示す建築限界枠CFiを拡大し、かつこれを囲む建築限界拡大枠BCFiの枠を拡大させる。そして、この拡大後の枠内に存在するレーザ点群LRiを障害地物レーザ点群SLRiと認識し、この障害地物レーザ点群SLRiの三次元座標をファイリングして正確に鉄道車両に対して危険となる障害物の位置を知らせる。但し、直線区間においてはこれらの枠は拡大するわけではないので本実施の形態においてはこれらの枠は曲線区間、直線区間を含むとするので変動と記載する。   Accordingly, as shown in FIG. 2, the computer main body 100 expands the building limit frame CFi indicating the frame of the building limit in accordance with a curve radius Ri described later based on the trajectory center Vbi and surrounds the building. The frame of the limit enlargement frame BCFi is enlarged. Then, the laser point group LRi existing in the enlarged frame is recognized as the obstacle feature laser point group SLRi, and the three-dimensional coordinates of the obstacle feature laser point group SLRi are filed to accurately identify the rail vehicle. Indicate the location of dangerous obstacles. However, since these frames do not expand in the straight section, in the present embodiment, these frames include a curved section and a straight section, and are described as fluctuations.
一方、建築限界は、電化区間用と非電化区間用とがある。電化区間用の建築限界は、パンタグラフVPを架線に接触させて走る区間であり、パンタグラフVPを最大に上昇させたときの建築限界である。これに対して非電化区間用の建築限界は架線が存在しない区間であるので上部分は低い。   On the other hand, there are building limits for electrified sections and non-electrified sections. The construction limit for the electrified section is a section where the pantograph VP is brought into contact with the overhead line and is a construction limit when the pantograph VP is raised to the maximum. On the other hand, the construction limit for non-electrified sections is a section where there is no overhead line, so the upper part is low.
本実施の形態は、非電化区間用における建築限界であってもかまわないが電化区間用の建築限界とする。   Although this embodiment may be a building limit for non-electrified sections, it is a building limit for electrified sections.
本実施の形態で用いる建築限界枠CFiは、電化区間用の架線設備領域付建築限界枠DPCFiであり、これを単に建築限界枠CFiとして説明する。   The building limit frame CFi used in the present embodiment is a building limit frame DPCFi with an overhead line facility area for electrified sections, and this will be described simply as the building limit frame CFi.
また、コンピュータがこの建築限界をメモリ上に定義できるようにするために建築限界を断面で示し、これを本実施の形態では建築限界枠CFiと称している。   Further, in order to allow the computer to define the building limit on the memory, the building limit is shown in cross section, and in the present embodiment, this is referred to as a building limit frame CFi.
前述の建築限界は、鉄道に関する技術上の基準を定める省令では、車両の走行に伴って生じる動揺等を考慮して車両限界との間隔が車両の走行、旅客及び係員の安全に支障を及ぼすおそれのないように定めるべきものと定められている。   The building limit mentioned above is a ministerial ordinance that establishes technical standards related to railways, and the distance from the vehicle limit may affect the safety of the vehicle, passengers, and staff in consideration of the fluctuations that occur as the vehicle travels. It is stipulated that there should be no.
また、建築限界は車両限界を覆っている。この車両限界というのは、車両断面の限界範囲である。この車両限界をコンピュータが定義できるようにするために車両限界の断面を示す枠を車両限界枠VFiと称する。また、架線設備領域枠PLFiの下の枠を電化区間用建築限界枠DFiと称する。   In addition, the building limit covers the vehicle limit. This vehicle limit is the limit range of the vehicle cross section. In order to allow the computer to define the vehicle limit, a frame showing a cross section of the vehicle limit is referred to as a vehicle limit frame VFi. Moreover, the frame below the overhead line facility area frame PLFi is referred to as an electrified section construction limit frame DFi.
また、架線設備領域枠PLFiと電化区間用建築限界枠DFiとからなる枠を架線設備領域付建築限界枠DPCFiと称する。   Further, a frame composed of the overhead line facility area frame PLFi and the electrified section building limit frame DFi is referred to as an overhead line facility area-attached building limit frame DPCFi.
さらに、本実施の形態は、建築限界枠CFi(架線設備領域付建築限界枠DPCFi)及び建築限界拡大枠BCFiは曲線半径Riによって枠を変動させている。この枠の変動のために各種枠を本実施の形態では用いている。   Further, in the present embodiment, the building limit frame CFi (the building limit frame DPCFi with an overhead line facility area) and the building limit enlarged frame BCFi are varied depending on the curve radius Ri. Various frames are used in the present embodiment for the variation of the frames.
また、本実施の形態では、架線及び架線設備を除外して判定するための架線設備領域を示す枠を架線設備領域枠PLFiと称する。   Further, in the present embodiment, a frame indicating an overhead line facility area for determination by excluding overhead lines and overhead line facilities is referred to as an overhead line facility area frame PLFi.
これらの各種枠について図3を用いて説明する。変動後の枠にはwiを付加して説明する。図3は曲線区間として説明する。   These various frames will be described with reference to FIG. The description will be made by adding wi to the changed frame. FIG. 3 is described as a curved section.
図3に示すように、架線設備領域枠PLFiと電化区間用建築限界枠DFiとからなる建築限界枠CFi(架線設備領域付建築限界枠DPCFi)を後述する変動量Wiで変動した枠を変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)と称する。   As shown in FIG. 3, after changing a frame that has changed with a fluctuation amount Wi described later, a building limit frame CFi (a building limit frame DPCFi with an overhead line facility area) composed of an overhead line facility area frame PLFi and a building limit frame DFi for electrification sections. This is referred to as a building limit frame CFwi (a building limit frame DPCFwi with a post-change overhead line facility area).
また、変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)における変動された架線設備領域枠PLFiを変動後架線設備領域枠PLFwiと称する。   Further, the changed overhead line facility area frame PLFi in the after-change building limit frame CFwi (the after-change overhead line facility area attached building limit frame DPCFwi) is referred to as a post-change overhead line facility area frame PLFwi.
また、建築限界拡大枠BCFiは、四角形状の概略建築限界枠OCFiを囲んでいる。この概略建築限界枠OCFiは、計算処理を簡単にするために用いるものであり必須な要件ではない。   Further, the building limit enlargement frame BCFi surrounds the rectangular general building limit frame OCFi. This general building limit frame OCFi is used to simplify the calculation process and is not an essential requirement.
本実施の形態では概略建築限界枠OCFiを用いた例として説明する。また、概略建築限界枠OCFiは、架線設備領域枠PLFiと電化区間用建築限界枠DFiとからなる建築限界枠CFi(架線設備領域付建築限界枠DPCFi)を囲む四角形状の枠である。   This embodiment will be described as an example using the general building limit frame OCFi. The outline building limit frame OCFi is a quadrangular frame surrounding the building limit frame CFi (the building limit frame DPCFi with an overhead line facility region) composed of the overhead line facility region frame PLFi and the electrified section building limit frame DFi.
架線設備領域枠PLFiは、図3に示すように電化区間用建築限界枠DFiの上に設けられている。   The overhead line facility region frame PLFi is provided on the electrified section building limit frame DFi as shown in FIG.
この架線設備領域枠PLFiの下辺は、本実施の形態においては車両限界枠VFiの上辺付近(パンタグラフVPの上)に位置するようにするのが好ましい。   In the present embodiment, the lower side of the overhead line facility area frame PLFi is preferably positioned near the upper side of the vehicle limit frame VFi (on the pantograph VP).
また、図3においては、左レールRaと右レールRbと軌道中心Vbiとを示して説明する。   In FIG. 3, the left rail Ra, the right rail Rb, and the track center Vbi are shown and described.
図3に示すように、概略建築限界枠OCFiを後述する変動量Wiで変動させた枠を変動後概略建築限界枠OCFwiと称する。   As shown in FIG. 3, a frame obtained by changing the approximate building limit frame OCFi with a change amount Wi described later is referred to as a post-change approximate building limit frame OCFwi.
また、建築限界拡大枠BCFiを変動量Wiで変動させたときの枠を変動後建築限界拡大枠BCFwiと称する。   Further, a frame when the building limit enlargement frame BCFi is changed by the change amount Wi is referred to as a post-change building limit enlargement frame BCFwi.
そして、概略建築限界枠OCFi及び建築限界枠CFi、車両限界枠VFiの下辺の各々は図3に示すように重なりあっている。この重なり合う下辺を限界枠下辺VFLdと称する。また、限界枠下辺VFLdの中心を限界枠下辺中心位置Fbiと称する。   Then, each of the lower sides of the general building limit frame OCFi, the building limit frame CFFi, and the vehicle limit frame VFi overlap as shown in FIG. This overlapping lower side is referred to as a limit frame lower side VFLd. The center of the limit frame lower side VFLd is referred to as a limit frame lower side center position Fbi.
また、建築限界拡大枠BCFiの下辺(以下拡大枠下辺BFLdという)は図3に示すように、レール底面線Rdmに位置する形状であるが、拡大枠下辺BFLdは限界枠下辺VFLdと同じ位置であってもよい。   Further, as shown in FIG. 3, the lower side of the building limit enlarged frame BCFi (hereinafter referred to as the enlarged frame lower side BFLd) has a shape positioned on the rail bottom line Rdm, but the enlarged frame lower side BFLd is at the same position as the lower limit frame lower side VFLd. There may be.
本実施の形態においては、建築限界拡大枠BCFiの下辺(以下拡大枠下辺BFLdという)はレール底面線Rdmに位置する形状として説明する。   In the present embodiment, the lower side of the building limit enlarged frame BCFi (hereinafter referred to as the enlarged frame lower side BFLd) will be described as a shape located on the rail bottom line Rdm.
さらに、図3においては、レール上面線Rumに概略建築限界枠OCFi及び建築限界枠CFi、車両限界枠VFiの下辺である限界枠下辺VFLdを重ねるとして説明したが、レール上面線Rumから75mm程度の位置に限界枠下辺VFLdとしてもかまわない。但し、本実施の形態では限界枠下辺VFLdはレール上面線Rumに重ねるとして説明する。   Further, in FIG. 3, it is described that the upper limit line OCUM, the upper limit frame OCFi, the upper limit frame CFFi, and the lower limit frame VFLd, which is the lower side of the vehicle limit frame VFi, are overlapped. The position may be the lower limit frame VFLd. However, in the present embodiment, the description will be made assuming that the lower limit frame VFLd overlaps the rail upper surface line Rum.
前述の概略建築限界枠OCFiの四角をOC1、OC2、OC3、OC4と称し、架線設備領域枠PLFiの四角をPL1、PL2、PL3、PL4と称し、建築限界拡大枠BCFiの四角をBR1、BR2、BR3、BR4と称する。   The above-mentioned outline of the building limit frame OCFi is referred to as OC1, OC2, OC3, OC4, the square of the overhead line facility area frame PLFi is referred to as PL1, PL2, PL3, PL4, and the square of the building limit expansion frame BCFi is referred to as BR1, BR2, They are referred to as BR3 and BR4.
また、変動後概略建築限界枠OCFwiの四角をOCw1、OCw2、OCw3、OCw4と称し、変動後建築限界拡大枠BCFwiの四角をBRw1、BRw2、BRw3、BRw4と称する。これらの枠は、後述する一定区間毎ボックスSBQwiを定義するために用いられる。   Further, the squares of the post-change outline building limit frame OCFwi are referred to as OCw1, OCw2, OCw3, and OCw4, and the squares of the post-change building limit enlargement frame BCFwi are referred to as BRw1, BRw2, BRw3, and BRw4. These frames are used to define a box SBQwi for each fixed section described later.
前述の車両限界枠VFiと建築限界枠CFi(架線設備領域付建築限界枠DPCFi)と建築限界拡大枠BCFiと限界枠下辺中心位置Fbi等の情報を総称して点群抽出範囲設定用枠情報SHFJiと称する。   The information on the vehicle limit frame VFi, the building limit frame CFi (the building limit frame DPCFi with an overhead line facility area), the building limit expansion frame BCFi, the lower limit center position Fbi of the limit frame, etc. are collectively referred to as point group extraction range setting frame information SHFJi. Called.
この点群抽出範囲設定用枠情報SHFJi等を定義するための寸法等をパラメータ情報Msiとしてパラメータ用メモリ101に記憶している。   The dimensions for defining the point group extraction range setting frame information SHFJi and the like are stored in the parameter memory 101 as parameter information Msi.
このパラメータ情報Msiについて図4を用いて説明する。図4においては、車両限界枠VFi、左レールRa、右レールRb、Fbi(Vbi)を示して説明する。   The parameter information Msi will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the vehicle limit frame VFi, the left rail Ra, the right rail Rb, and Fbi (Vbi) are shown and described.
パラメータ情報Msiは、電化区間用建築限界枠DFiを定義するための電化区間用建築限界枠パラメータ情報MsDJiと、概略建築限界枠OCFiを定義するための概略建築限界枠パラメータ情報MsOJiと、建築限界拡大枠BCFiを定義するためのオフセット情報Hiと、架線設備領域枠PLFiを定義するための架線設備領域枠用パラメータ情報MsPJi等からなる。   Parameter information Msi includes electrified section building limit frame parameter information MsDJi for defining electrified section building limit frame DFi, general building limit frame parameter information MsOJi for defining general building limit frame OCFi, and building limit expansion It consists of offset information Hi for defining the frame BCFi, overhead line facility area frame parameter information MsPJi for defining the overhead line facility area frame PLFi, and the like.
電化区間用建築限界枠パラメータ情報MsDJiは、図4に示すように、電化区間用建築限界枠DFiの横寸法(例えば3800mm)及び縦寸法(レール上面線Rumから例えば5700mm)等からなる。   As shown in FIG. 4, the electrified section building limit frame parameter information MsDJi includes a horizontal dimension (for example, 3800 mm) and a vertical dimension (for example, 5700 mm from the rail upper surface line Rum) of the electrified section building limit frame DFi.
概略建築限界枠パラメータ情報MsOJiは、図4に示すように概略建築限界枠OCFiの横寸法(例えば3800mm)及び縦寸法(レール上面線Rumから例えば5700mm)等からなる。   The rough building limit frame parameter information MsOJi includes a horizontal dimension (for example, 3800 mm) and a vertical dimension (for example, 5700 mm from the rail upper surface line Rum) of the rough building limit frame OCFi as shown in FIG.
架線設備領域枠用パラメータ情報MsPJiは、図4に示すように、架線設備領域枠PLFiの下辺を定義するための最小高(レール上面線Rumから例えば5650mm)と、架線設備領域枠PLFiの上辺を定義するための最大高(レール上面線Rumから例えば6650mm)と横幅(例えば1000mm)等からなる。この架線設備領域枠用パラメータ情報MsPJiと建築限界枠パラメータ情報MsCJiとを総称して建築限界枠パラメータ情報MsCJiと称する。   As shown in FIG. 4, the parameter information MsPJi for the overhead line facility area frame includes the minimum height (for example, 5650 mm from the rail top surface line Rum) for defining the lower side of the overhead line facility area frame PLFi, and the upper side of the overhead line facility area frame PLFi. It consists of a maximum height (for example, 6650 mm from the rail upper surface line Rum) and a lateral width (for example, 1000 mm) for definition. The overhead line facility area frame parameter information MsPJi and the building limit frame parameter information MsCJi are collectively referred to as building limit frame parameter information MsCJi.
また、オフセット情報Hiは、建築限界拡大枠BCFiの上辺を定義するための拡大枠上辺高幅オフセットHa(概略建築限界枠OCFiの上辺から例えば1000mm)と建築限界拡大枠BCFiの縦辺を定義するための拡大枠縦辺幅オフセットHbとからなる。   Further, the offset information Hi defines an enlarged frame upper side width offset Ha (for example, 1000 mm from the upper side of the approximate building limit frame OCFi) for defining the upper side of the building limit enlarged frame BCFi and the vertical side of the building limit enlarged frame BCFi. For the enlarged frame vertical side width offset Hb.
この拡大枠縦辺幅オフセットHbは概略建築限界枠OCFiの縦辺(例えばOC2とOC4とを結ぶ直線)から例えば500mmにされている。   The enlarged frame vertical side width offset Hb is set to, for example, 500 mm from the vertical side of the general building limit frame OCFi (for example, a straight line connecting OC2 and OC4).
また、建築限界拡大枠BCFiの下辺を定義するための拡大枠下辺幅オフセットHc(レール底面線Rdmから例えば160mm)等からなる。これらのオフセットは直線区間においてもできるだけ広くレーザ点群LRiを取得できるように固定値とする。   Further, it includes an enlarged frame lower side width offset Hc (for example, 160 mm from the rail bottom surface line Rdm) for defining the lower side of the building limit enlarged frame BCFi. These offsets are fixed values so that the laser point group LRi can be acquired as widely as possible even in the straight section.
また、拡大枠上辺高幅オフセットHa(概略建築限界枠OCFiの上辺から例えば1000mm)は建築限界拡大枠BCFiの上辺がレール上面線Rumから例えば6700mmにするための値である。   Further, the enlarged frame upper side high width offset Ha (for example, 1000 mm from the upper side of the approximate building limit frame OCFi) is a value for setting the upper side of the building limit enlarged frame BCFi to, for example, 6700 mm from the rail upper surface line Rum.
また、拡大枠縦辺幅オフセットHb(例えば500mm)は、概略建築限界枠OCFiの縦辺(BR1とBR3とを結ぶ直線)と縦辺(BR2とBR4とを結ぶ直線)との間である横幅が4800mmとなるようにするための値である。この拡大枠上辺高幅オフセットHa及び拡大枠縦辺幅オフセットHb、拡大枠下辺幅オフセットHcは常に固定値である。これらを総称してオフセット情報Hiと称する。   The enlarged frame vertical width offset Hb (for example, 500 mm) is a horizontal width between the vertical side (straight line connecting BR1 and BR3) and the vertical side (straight line connecting BR2 and BR4) of the approximate building limit frame OCFi. Is a value for making 4800 mm. The enlarged frame upper side high width offset Ha, enlarged frame vertical side width offset Hb, and enlarged frame lower side width offset Hc are always fixed values. These are collectively referred to as offset information Hi.
また、パラメータ情報Msiには後述するクラスタリング検索距離Msci(例えば40mm)及び内外判定時の最小点数Msni(例えば10点)等が含まれている。   The parameter information Msi includes a clustering search distance Msci (for example, 40 mm), which will be described later, a minimum number of points Msni (for example, 10 points) at the time of inside / outside determination, and the like.
そして、このパラメータ情報Msiは、線路区間、鉄道会社によって異なる。つまり、点群抽出範囲設定用枠情報SHFJiも異なる。   The parameter information Msi differs depending on the track section and the railway company. That is, the point group extraction range setting frame information SHFJi is also different.
レーザ点群用データベース103は、線路を走行しながら収集した線路を含む収集区間に渡る高密度のレーザ点群LRiを記憶している。   The laser point group database 103 stores a high-density laser point group LRi over a collection section including a track collected while traveling on the track.
このレーザ点群LRiは、図1に示すように、線路(左レールRa、右レールRbを含む)を走行する軌陸車1の後に台車10を接続し、この台車10上にレーザ点群取得装置30(GNSS受信機、慣性航法装置INS等を含む)を搭載した自動車20を搭載して取得したレーザ点群LRiである。このレーザ点群LRiは、図5に示すように平面直角座標に変換して記憶されている。この軌陸車1と台車10とレーザ点群取得装置30と自動車20とを総称して測定車両と称する。   As shown in FIG. 1, this laser point group LRi is connected to a carriage 10 after a railcar 1 traveling on a track (including a left rail Ra and a right rail Rb), and a laser point group acquisition device is mounted on the carriage 10. This is a laser point group LRi acquired by mounting an automobile 20 equipped with 30 (including a GNSS receiver, an inertial navigation device INS, and the like). The laser point group LRi is stored after being converted into plane rectangular coordinates as shown in FIG. The rail car 1, the carriage 10, the laser point group acquisition device 30, and the automobile 20 are collectively referred to as a measurement vehicle.
図5に示すように、レーザ点群LRiは、レーザ点群LRiの番号(LR1、LR2、・・・)とレーザ点群LRiの三次元座標(x、y、z)と色値(RGB又はグレースケール値)と反射強度Iniと時刻ti(発射時刻、受信時刻)等からなる。   As shown in FIG. 5, the laser point group LRi includes a laser point group LRi number (LR1, LR2,...), A three-dimensional coordinate (x, y, z) of the laser point group LRi, and a color value (RGB or Gray scale value), reflection intensity Ini, time ti (launch time, reception time), and the like.
そして、このレーザ点群LRiは、高速表示を実現するために、1m間隔のメッシュmiに分割し、メッシュ番号を付加して一定領域単位でファイルFDi化(FD1、FD2・・・)されている。   This laser point group LRi is divided into 1-m-interval mesh mi to realize high-speed display, and a mesh number is added to form a file FDi (FD1, FD2,. .
また、レーザ点群LRiは、高密度のレーザスキャナ(図示せず)から例えば200Hz周期でラインレーザを発射して1度(ピッチ角度)あたり4個以上のレーザデータ(1周期あたり36万パルス)を取得して得たものであり、精度は50mm以下(2.5mm、5.0mm、10mm・・・・)の高密度のレーザデータである。   The laser point group LRi emits a line laser from a high-density laser scanner (not shown) at a cycle of 200 Hz, for example, and four or more laser data (360,000 pulses per cycle) per degree (pitch angle). The accuracy is high-density laser data with a precision of 50 mm or less (2.5 mm, 5.0 mm, 10 mm...).
軌道中心関連情報算出部110は、GNSS受信機の位置情報を順次定義して、線路の曲線区間において直線と見なせる一定区間(1000mm)の位置を求める。そして、この位置に対応する左レールRa及び右レールRbのレーザ点群LRiをレーザ点群用データベース103から読み込む。   The track center related information calculation unit 110 sequentially defines the position information of the GNSS receiver, and obtains the position of a certain section (1000 mm) that can be regarded as a straight line in the curve section of the track. Then, the laser point group LRi of the left rail Ra and the right rail Rb corresponding to this position is read from the laser point group database 103.
そして、これらのレーザ点群LRiの集合と左レールRa及び右レールRbの断面形状とでICPマッチングを行う。そして、得られた各々のレール内側の角の1つのレーザ点群LRiの三次元位置を、左レールゲージコーナ三次元位置Raskci及び右レールゲージコーナ三次元位置Rbskciとして求める。この両方の間の中心を軌道中心Vbiと左レールゲージコーナ三次元位置Raskciと右レールゲージコーナ三次元位置Rbskciとを軌道中心関連情報KNJiとして収集区間に渡って取得順に番号を付加して軌道中心関連情報用メモリ115(図6参照)に記憶する。   Then, ICP matching is performed using the set of these laser point groups LRi and the cross-sectional shapes of the left rail Ra and the right rail Rb. Then, the obtained three-dimensional positions of one laser point group LRi at the inner corners of each rail are obtained as a left rail gauge corner three-dimensional position Raskci and a right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci. The center between the two is the track center Vbi, the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci, and the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci as the track center related information KNJi, and the number is added in the order of acquisition over the collection section. The information is stored in the related information memory 115 (see FIG. 6).
図6に示す左レールゲージコーナ三次元位置Raskciを繋げた軌跡を図7に示すように左レールゲージコーナ線Rarと称し、右レールゲージコーナ三次元位置Rbskciを繋げた軌跡を右レールゲージコーナ線Rbrと称する、また、軌道中心Vbiを繋げた軌跡を軌道中心線Qiと称する。   The trajectory connecting the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci shown in FIG. 6 is called a left rail gauge corner line Rar as shown in FIG. 7, and the trajectory connecting the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci is the right rail gauge corner line. A trajectory called Rbr and connecting the trajectory centers Vbi is called a trajectory center line Qi.
すなわち、軌道中心関連情報用メモリ115には軌道中心関連情報KNJiを繋げた左レールゲージコーナ線Rarと右レールゲージコーナ線Rbrと軌道中心線Qiとが記憶されていることになる。   That is, the track center related information memory 115 stores the left rail gauge corner line Rar, the right rail gauge corner line Rbr, and the track center line Qi connected to the track center related information KNJi.
また、図7に示すように、一定区間(1000mm)の左レールゲージコーナ線Rarを一定区間毎左レールゲージコーナ線Rariと称し、一定区間(1000mm)の右レールゲージコーナ線Rbrを一定区間毎右レールゲージコーナ線Rbriと称している。   Further, as shown in FIG. 7, the left rail gauge corner line Rar in a fixed section (1000 mm) is called a left rail gauge corner line Rari for each fixed section, and the right rail gauge corner line Rbr in a fixed section (1000 mm) is set for each fixed section. This is referred to as a right rail gauge corner line Rbri.
前述の軌道中心関連情報KNJiは、軌道中心Vbiと左レールゲージコーナ三次元位置Raskciと右レールゲージコーナ三次元位置Rbskciとからなるが、軌道中心Vbiに対してこれらの三次元位置は同一線上に並んでない場合もある。例えば、左右のレールゲージコーナ三次元位置は、前後の軌道中心Vbiとの間の点と同一線上に並んでいる場合もある。   The track center related information KNJi includes the track center Vbi, the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci, and the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci, and these three-dimensional positions are on the same line with respect to the track center Vbi. Sometimes they are not lined up. For example, the three-dimensional positions of the left and right rail gauge corners may be aligned with the point between the front and rear track centers Vbi.
また、例え一致していたとしても、その軌道中心Vbiと左レールゲージコーナ三次元位置Raskciと右レールゲージコーナ三次元位置Rbskciとの関連付けの方式によっては、レーザ点群LRiが漏れるように定義される方式と、レーザ点群が漏れないように定義される方式とがある。   Further, even if they match, the laser point group LRi is defined to leak depending on the method of associating the trajectory center Vbi, the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci, and the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci. There is a method defined so that the laser point group does not leak.
レーザ点群LRiが漏れるように定義される方式は、図8に示すように、取得順の番号が隣合う軌道中心Vbi同士を接続する直線を一定区間毎軌道中心接続直線Lvbiとして接続する。そして、この一定区間毎軌道中心接続直線Lvbi毎に、この一定区間毎軌道中心接続直線Lvbiの後側の軌道中心Vbiからこの一定区間毎軌道中心接続直線Lvbiに対して直角となる横断直線Lvri´´を求める。そして、この横断直線Lvri´´を前側の軌道中心Vbi−1に平行移動させた横断直線Lvri´´−1を定義する。 As shown in FIG. 8, the system defined so that the laser point group LRi leaks connects straight lines connecting the track centers Vbi having adjacent numbers in the order of acquisition as track center connection straight lines Lvbi for each fixed section. Then, for each constant section orbit center connection straight line Lvbi, a transverse straight line Lvri ′ that is perpendicular to the constant section orbit center connection straight line Lvbi from the rear track center Vbi of the constant section orbit center connection straight line Lvbi ′. Ask for '. Then, a transverse straight line Lvri " -1 is defined by translating the transverse line Lvri" to the front trajectory center Vbi- 1 .
そして、図8に示すように、この横断直線Lvri´´−1と左レールゲージコーナ線Rar及び右レールゲージコーナ線Rbrとの交点を左レールゲージコーナ三次元位置Raskci、右レールゲージコーナ三次元位置Rbskciとして求める。そして、これらの位置の組(Raskci、Rbskci、Vbi)を軌道中心関連情報KNJiとしている。また、左レールゲージコーナ三次元位置Raskci、右レールゲージコーナ三次元位置Rbskci、軌道中心Vbiを通る直線を横断直線Lvriと称している。 As shown in FIG. 8, the intersection of the transverse straight line Lvri ″ -1 with the left rail gauge corner line Rar and the right rail gauge corner line Rbr is defined as the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci, the right rail gauge corner three-dimensional. Obtained as position Rbskci. A set of these positions (Raskci, Rbskci, Vbi) is used as orbit center related information KNJi. A straight line passing through the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci, the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci, and the track center Vbi is referred to as a transverse straight line Lvri.
つまり、この軌道中心関連情報KNJiは、図8に示すように、空き領域と重ね領域とができる方式である。   That is, the orbit center-related information KNJi is a method in which an empty area and an overlapping area can be formed as shown in FIG.
一方、レーザ点群が漏れないように定義される方式というのは図9に示すように、軌道中心Vbi同士を接続する直線を一定区間毎軌道中心接続直線Lvbiとして接続し、この一定区間毎軌道中心接続直線Lvbi毎に、この一定区間毎軌道中心接続直線Lvbiの後側の軌道中心Vbiからこの一定区間毎軌道中心接続直線Lvbiに対して直角となる横断直線Lvri´を求める。   On the other hand, as shown in FIG. 9, the method defined so that the laser point group does not leak is as follows. The straight line connecting the orbital centers Vbi is connected as the orbital center connecting straight line Lvbi for each fixed section. For each center connection straight line Lvbi, a transverse straight line Lvri ′ that is perpendicular to the track center connection straight line Lvbi for each fixed section is obtained from the track center Vbi on the rear side of the track center connection straight line Lvbi for each fixed section.
そして、図9に示すように、この横断直線Lvri´を左レールゲージコーナ線Rarと右レールゲージコーナ線Rbrとに交わるようにした横断直線Lvriを求め、この横断直線Lvriに交わる位置を左レールゲージコーナ三次元位置Raskci、右レールゲージコーナ三次元位置Rbskciとして求める。   Then, as shown in FIG. 9, a crossing straight line Lvri that intersects the crossing straight line Lvri 'with the left rail gauge corner line Rar and the right rail gauge corner line Rbr is obtained, and the position where the crossing straight line Lvri crosses the left rail is obtained. The gauge corner three-dimensional position Raskci and the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci are obtained.
そして、これらの位置の組(Raskci、Rbskci、Vbi)を軌道中心関連情報KNJiとする方式である。つまり、図9に示すように、空き領域及び重ね領域ができない。本実施の形態では、軌道中心関連情報用メモリ115に記憶されている軌道中心関連情報KNJiは、空き領域及び重ね領域ができない方式で記憶されているとして説明する。   In this method, a set of these positions (Raskci, Rbskci, Vbi) is used as orbit center related information KNJi. That is, as shown in FIG. 9, there are no free areas and overlapping areas. In the present embodiment, the trajectory center related information KNJi stored in the trajectory center related information memory 115 is described as being stored in such a manner that a free area and an overlapping area cannot be formed.
曲線半径算出部130は、曲線半径用メモリ135の軌道中心関連情報KNJiを指定し、この軌道中心関連情報KNJiに含まれている軌道中心Vbiを基準にして、この基準の軌道中心Vbiに対して前後に隣接する一定数(例えば25個目)の位置VPi(VPp、VPq)を求める。つまり、基準の軌道中心Vbiに対して前後に一定区間以上(1000mm)となる25mの場所を位置VPi(VPp、VPq)としている。   The curve radius calculation unit 130 designates the orbit center related information KNJi in the curve radius memory 135 and uses the orbit center Vbi included in the orbit center related information KNJi as a reference for the reference orbit center Vbi. A predetermined number (for example, 25th) of positions VPi (VPp, VPq) adjacent to the front and rear are obtained. That is, a location of 25 m that is a predetermined section or more (1000 mm) before and after the reference trajectory center Vbi is defined as a position VPi (VPp, VPq).
前述の基準の軌道中心Vbi(以下基準軌道中心VoPと称する)に対して前側の25個目の位置のものは、前側軌道中心VPpと称する。   The twenty-fifth position on the front side with respect to the reference trajectory center Vbi (hereinafter referred to as the reference trajectory center VoP) is referred to as the front trajectory center VPp.
また、基準軌道中心VoPに対して後側の25個目の位置のものは、後側軌道中心VPqと称する。   The one at the 25th position on the rear side with respect to the reference trajectory center VoP is referred to as a rear trajectory center VPq.
そして、この基準軌道中心VoPと前側軌道中心VPpと後側軌道中心VPqとを3点を円の方程式(x2+y2+lx+my+n=0)に代入して中心から基準軌道中心VoPまでの曲線半径Riを求め、これを軌道中心関連情報KNJiに関連付けて曲線半径用メモリ135に記憶する。   Then, by substituting the reference orbit center VoP, the front orbit center VPp, and the rear orbit center VPq into a circle equation (x2 + y2 + lx + my + n = 0), the curve radius Ri from the center to the reference orbit center VoP is obtained. Is stored in the curve radius memory 135 in association with the orbit center related information KNJi.
前述の前側軌道中心VPp及び後側軌道中心VPqは、曲線半径Riを正確に表現し、かつ、座標の誤差の影響を受けない一定の区間である。10m間隔では、レール抽出誤差の影響を受けやすく、50m間隔では直線部も曲線になる場合があり、経験的に25mとして決定し、この25mに対応する軌道中心Vbiの個数である。   The front trajectory center VPp and the rear trajectory center VPq described above are constant intervals that accurately represent the curve radius Ri and are not affected by coordinate errors. At 10 m intervals, it is easily affected by rail extraction errors, and at 50 m intervals, the straight line portion may also be a curve, and is determined empirically as 25 m, which is the number of track centers Vbi corresponding to 25 m.
また、曲線半径Riの算出の方法は図10に示すようにして求めてもよい。図10に示すように、基準軌道中心VoPに対して前側に25個目となる前側軌道中心VPpと、後側に25個目となる後側軌道中心VPqとの間を直線Lmiで接続して、この直線Lmiに対して直角となる直線Lniを求める。   Further, the method of calculating the curve radius Ri may be obtained as shown in FIG. As shown in FIG. 10, a 25th front orbit center VPp on the front side with respect to the reference orbit center VoP and a 25th rear orbit center VPq on the rear side are connected by a straight line Lmi. Then, a straight line Lni that is perpendicular to the straight line Lmi is obtained.
このような処理を、前側軌道中心VPpと後側軌道中心VPqとで行って、各々3点の直線Lniが交わる交点を中心として求め、この中心から基準軌道中心VoPまでの曲線半径Riを求めてもよい。   Such processing is performed at the front trajectory center VPp and the rear trajectory center VPq, and the center is obtained at the intersection where three straight lines Lni intersect, and the curve radius Ri from this center to the reference trajectory center VoP is obtained. Also good.
また、前述の前側軌道中心VPp及び後側軌道中心VPqは、具体的には基準軌道中心VoPに対して番号が小さい方に25番目となるのが前側軌道中心VPpであり、番号が大きい方に25番目となるのが後側軌道中心VPqである。   Further, the front trajectory center VPp and the rear trajectory center VPq described above are specifically the front trajectory center VPp, which is 25th in the smaller number with respect to the reference trajectory center VoP, and the larger number. The 25th position is the rear trajectory center VPq.
カント算出部120は、軌道中心関連情報用メモリ115の軌道中心関連情報KNJiに含まれている左レールゲージコーナ三次元位置Raskciと左レールゲージコーナ三次元位置Raskciとの高さ(z座標)の差をカントCi(図11参照)として求め、これを軌道中心関連情報KNJiに関連付けて図12に示すように曲線半径用メモリ135に記憶する。このカントCiは、曲線半径Riの確認用に用いるのが好ましい。   The cant calculation unit 120 calculates the height (z coordinate) of the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci and the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci included in the orbit center related information KNJi of the orbit center related information memory 115. The difference is obtained as Kant Ci (see FIG. 11), and this is stored in the curve radius memory 135 as shown in FIG. 12 in association with the orbit center related information KNJi. This cant Ci is preferably used for confirming the curve radius Ri.
点群抽出範囲設定部140は、立体形状の変動後建築限界拡大枠ボックスSBFwi(一定区間毎ボックスSBQwi)を連結させて三次元メモリ145に定義する処理(手段)を行う(図13参照)。   The point cloud extraction range setting unit 140 performs a process (means) for defining the three-dimensional memory 145 by connecting the post-variation building limit expansion frame box SBFwi (the box SBQwi for each predetermined section) (see FIG. 13).
また、点群抽出範囲設定部140は、軌道中心関連情報用メモリ115の軌道中心関連情報KNJiを順次指定して、これらの軌道中心関連情報KNJiに含まれている軌道中心Vbiを図9及び図13に示すように三次元メモリ145に順次定義する。   Further, the point group extraction range setting unit 140 sequentially designates the orbit center related information KNJi in the orbit center related information memory 115, and the orbit center Vbi included in the orbit center related information KNJi is shown in FIG. 13 are sequentially defined in the three-dimensional memory 145.
そして、隣合う軌道中心Vbi同士を接続した一定区間毎軌道中心接続直線Lvbiとし、この一定区間毎軌道中心接続直線Lvbiを構成する後側の軌道中心Vbiから一定区間毎軌道中心接続直線Lvbiに対して直角でかつ左レールゲージコーナ線Rar及び右レールゲージコーナ線Rbrを通る横断直線Lvriを定義し(求め)、この横断直線Lvriとの交点である左レールゲージコーナ三次元位置Raskci、右レールゲージコーナ三次元位置Rbskciを求める。つまり、カントCiに対応するレール上面線Rumが定義されたことになる。   Then, the track center connection straight line Lvbi for each fixed section connecting adjacent track centers Vbi is set, and the track center connection straight line Lvbi for each fixed section from the rear track center Vbi constituting the track center connection straight line Lvbi for each fixed section. A transverse line Lvri that is perpendicular to each other and passes through the left rail gauge corner line Rar and the right rail gauge corner line Rbr (determined), and a left rail gauge corner three-dimensional position Raskci that is an intersection with the transverse line Lvri, a right rail gauge A corner three-dimensional position Rbskci is obtained. That is, the rail upper surface line Rum corresponding to the cant Ci is defined.
そして、このレール上面線Rumを通る軌道中心Vbiに関連する曲線半径Riを曲線半径用メモリ135から読み込み、この曲線半径Riに基づいて建築限界の変動量Wi(直線区間はWiは「0」)を求める。   Then, the curve radius Ri related to the track center Vbi passing through the rail upper surface line Rum is read from the curve radius memory 135, and the variation amount Wi of the building limit is based on the curve radius Ri (in the straight section Wi is “0”). Ask for.
この変動量Wiは、電化区間用であるから、例えば、
Wi=11550/Ri
Ri:曲線半径(m)
として求める。
Since the fluctuation amount Wi is for the electrification section, for example,
Wi = 11550 / Ri
Ri: Curve radius (m)
Asking.
そして、この変動量Wiで建築限界枠CFi(架線設備領域付建築限界枠DPCFi)の寸法を変動させた変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)及び間隙を変動させた変動後建築限界拡大枠BCFwiをレール上面線Rum上に定義する。そして、番号が隣同士の前後の変動後建築限界枠CFwiとで変動後建築限界枠ボックスSCFwi及び番号が隣同士の前後の変動後建築限界拡大枠BCFwiとで変動後建築限界拡大枠ボックスSBFwiを定義する。   Then, the post-change building limit frame CFwi (the post-change building limit frame DPCFwi with an overhead line equipment region) and the gap are changed by changing the dimensions of the building limit frame CFi (the construction limit frame DPCFi with an overhead line equipment area) by the fluctuation amount Wi. The post-change building limit enlargement frame BCFwi is defined on the rail upper surface line Rum. And, the post-change building limit frame box SCFwi and the post-change building limit frame box BCFwi before and after the number are adjacent to each other and the post-change building limit frame box SCFwi after the numbers are adjacent to each other. Define.
すなわち、三次元メモリ145には、図13に示すように、収集区間を一定区間毎に分割して定義した立体形状の変動後建築限界拡大枠ボックスSBFwiが連結されて定義されることになる。   That is, as shown in FIG. 13, the three-dimensional memory 145 is defined by concatenating the post-change building limit expansion frame box SBFwi having a three-dimensional shape defined by dividing the collection section into fixed sections.
但し、図13は変動後建築限界枠CFwi、変動後建築限界枠ボックスSCFwi、変動後概略建築限界枠OCFwiを示さないで変動後建築限界拡大枠BCFwi、変動後建築限界拡大枠ボックスSBFwiのみを示している。   However, FIG. 13 shows only the post-change building limit frame BCFwi and the post-change building limit enlargement frame box SBFwi without showing the post-change building limit frame CFwi, the post-change building limit frame box SCFwi, and the post-fluctuation general building limit frame OCFwi. ing.
さらに、点群抽出範囲設定部140は、図14に示すように、架線設備領域枠PLFiと電化区間用建築限界枠DFiとからなる架線設備領域付建築限界枠DPCFiを建築限界枠CFiとし、これを変動量Wiで変動させた変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)を定義(生成)する。   Further, as shown in FIG. 14, the point cloud extraction range setting unit 140 sets the construction limit frame DPCFi with an overhead line facility area composed of the overhead line facility area frame PLFi and the construction limit frame DFi for electrification section as the construction limit frame CFi. Is defined (generated) after-change building limit frame CFwi (after-change overhead line facility region-attached building limit frame DPCFwi).
そして、これらに基づく変動後建築限界枠ボックスSCFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwi)を定義する。   Then, a post-change building limit frame box SCFwi (a post-change overhead line facility-attached building limit frame box SDPCFwi) based on these is defined.
この変動後建築限界枠ボックスSCFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwi)の定義(生成)に伴って生成された、取得順が隣合う前後の変動後電化区間用建築限界枠DFwiに基づく立体を変動後電化区間用建築限界枠ボックスSDFwiと称している。   To the building limit frame DFwi for the post-change electrification section before and after the acquisition order adjacent to each other, which is generated with the definition (generation) of the post-change building limit frame box SCFwi (the building limit frame box SDPCFwi with post-change overhead line equipment area) The solid based is referred to as the post-change electrification section building limit frame box SDFwi.
また、変動後建築限界枠ボックスSCFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwi)の定義に伴って生成された、前後の変動後架線設備領域枠PLFwiに基づく立体を変動後架線設備領域枠ボックスSPLFwiと称している。   In addition, the three-dimensional structure based on the front and rear post-change overhead line equipment area frame PLFwi generated in accordance with the definition of the post-change construction limit box SCFwi (the post-change overhead line equipment area attached limit box SDPCFwi) It is referred to as box SPLFwi.
つまり、図14に示すように、変動後電化区間用建築限界枠ボックスSDFwiと変動後架線設備領域枠ボックスSPLFwiとからなる変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwi(変動後建築限界枠ボックスSCFwi)をレール上面線Rumの上に定義している。   That is, as shown in FIG. 14, the building limit frame box with post-change overhead line facility area SDPCFwi (the post-change building limit frame box SCFwi) composed of the post-change electrification section building limit frame box SDFwi and the post-change overhead line facility area frame box SPLFwi. ) Is defined on the rail upper surface line Rum.
すなわち、点群抽出範囲設定部140は、図14に示すように、収集区間を一定区間毎に分割した区間毎に、変動後建築限界枠ボックスSCFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwi)と変動後概略建築限界枠ボックスSOCFwiと変動後建築限界拡大枠ボックスSBFwiとを含む一定区間毎ボックスSBQwiが定義されることになる。   That is, as shown in FIG. 14, the point cloud extraction range setting unit 140, for each section obtained by dividing the collection section into predetermined sections, changes after construction limit frame box SCFwi (after-change overhead line facility area construction limit frame box SDPCFwi. ) And a post-change general construction limit frame box SOCFwi and a post-change building limit enlargement frame box SBFwi, a box SBQwi for each predetermined section is defined.
レーザ点群取得部150は、一定区間毎ボックスSBQwiが三次元メモリ145に定義される毎に、変動後建築限界枠ボックスSCFwi内の座標値を有するレーザ点群LRiを三次元メモリ145に全て読み出す(図15参照)。   The laser point group acquisition unit 150 reads all the laser point group LRi having the coordinate values in the post-change building limit frame box SCFwi to the three-dimensional memory 145 every time the box SBQwi for each fixed section is defined in the three-dimensional memory 145. (See FIG. 15).
架線・架線設備判定部160は、一定区間毎ボックスSBQwi(変動後建築限界枠ボックスSCFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwi)、変動後概略建築限界枠ボックスSOCFwi、変動後建築限界拡大枠ボックスSBFwi)内にレーザ点群LRiが読み込まれる毎に、変動後架線設備領域枠ボックスSPLFwi内に存在するレーザ点群LRiを指定する。   The overhead line / overhead line equipment determination unit 160 includes a box SBQwi (a post-change building limit box SCFwi (a post-change building limit box SDPCFwi), a post-change outline building limit box SOCFwi, and a post-change building limit extension). Each time the laser point group LRi is read in the frame box SBFwi), the laser point group LRi existing in the post-change overhead line facility area frame box SPLFwi is specified.
そして、この指定されたレーザ点群LRiがパラメータ情報Msiに含まれている後述する架線・架線設備条件(図16、図17参照)に基づいて架線又は架線設備かどうかを判定し、架線と判定した場合は、架線であることを示す区分ID(識別子ともい)を判定結果とし、この区分IDをその指定されたレーザ点群LRiに付加する。   Then, it is determined whether the designated laser point group LRi is an overhead line or an overhead line facility based on the later-described overhead line / overhead line equipment condition (see FIGS. 16 and 17) included in the parameter information Msi, and is determined as an overhead line. In this case, the section ID (also referred to as an identifier) indicating that it is an overhead line is used as the determination result, and this section ID is added to the designated laser point group LRi.
また、架線設備と判定した場合は、架線設備(碍子、アームタイ、スパン線、・・・)であることを示す区分ID(識別子ともい)を判定結果とし、この区分IDをその指定されたレーザ点群LRiに付加する。   If it is determined as an overhead line facility, the classification ID (also referred to as an identifier) indicating that it is an overhead line facility (insulator, arm tie, span line,...) Is used as the determination result, and this classification ID is used as the designated laser point. Add to group LRi.
また架線設備ではない場合は架線設備ではないことを示す区分ID(識別子ともいう)を判定結果とし、この区分IDをその指定されたレーザ点群LRiに付加し、これらを架線設備領域点群判定情報HJiとして架線設備判定結果用メモリ165に記憶する(図18参照)。   If it is not an overhead line facility, a classification ID (also referred to as an identifier) indicating that it is not an overhead line facility is used as a determination result, this classification ID is added to the designated laser point group LRi, and these are determined as an overhead line facility area point group determination. The information is stored in the overhead line equipment determination result memory 165 as information HJi (see FIG. 18).
具体的には、変動後架線設備領域枠ボックスSPLFwiにパラメータ用メモリ101のパラメータ情報Msiに含まれている最小点数Msni(例えば10点)以上の場合は、このレーザ点群LRiが架線又は架線設備かどうかを判定する。   Specifically, when the post-fluctuation overhead line facility area frame box SPLFwi is equal to or larger than the minimum number Msni (for example, 10 points) included in the parameter information Msi of the parameter memory 101, the laser point group LRi is an overhead line or overhead line facility. Determine whether or not.
つまり、架線周辺の点群を主成分分析し、クラスタリングして対象点群を決定する処理を実行する。   That is, a process of performing principal component analysis on the point cloud around the overhead line and performing clustering to determine the target point cloud is executed.
例えば、変動後架線設備領域枠ボックスSPLFwi内のレーザ点群LRiを指定し、この指定されたレーザ点群LRiがパラメータ情報Msiに含まれている架線・架線設備条件に基づいて架線又は架線設備かどうかを判定する。   For example, the laser point group LRi in the post-fluctuation overhead line facility area frame box SPLFwi is specified, and the specified laser point group LRi is an overhead line or overhead line facility based on the overhead line / overhead line facility condition included in the parameter information Msi. Determine if.
架線・架線設備条件は、レーザ点群LRiが変動後架線設備領域枠ボックスSPLFwi内において連続してかつレール方向(水平ライン)に平行かどうかという条件(図16、図17参照)と、直線に交わって分岐しているかどうかの条件と、纏まりの程度の条件、全体的な形状の条件等である。   The overhead line / overhead line equipment condition is linear with the condition that the laser point group LRi is continuous within the post-fluctuation overhead line equipment area frame box SPLFwi and parallel to the rail direction (horizontal line) (see FIGS. 16 and 17). There are a condition as to whether or not they intersect, a condition of the degree of grouping, a condition of the overall shape, and the like.
具体的には、変動後架線設備領域枠ボックスSPLFwiを例えば10mm程度のメッシュに分割し、この隣接するメッシュ内にレーザ点群LRiが存在した場合は、そのメッシュを捉えて行く(クラスタリング)。そして、全体の形状から架線設備であるかを判定する。   Specifically, the post-change overhead line facility area frame box SPLFwi is divided into meshes of about 10 mm, for example, and when the laser point group LRi exists in this adjacent mesh, the mesh is captured (clustering). And it is determined whether it is an overhead line installation from the whole shape.
二次元化部170は、一定区間毎ボックスSBQwi(変動後建築限界拡大枠ボックスSBFwi、変動後概略建築限界枠ボックスSOCFwi、変動後建築限界枠ボックスSCFwi)が定義される毎に、この一定区間毎ボックスSBQwi内の変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)が定義されている軌道中心関連情報KNJiを読み込む。   The two-dimensionalization unit 170 changes the box SBQwi for each fixed section every time the fixed section limit box SBFwi, the post-change outline building limit box box SOCFwi, and the post-change building limit box box SCFwi are defined. The track center related information KNJi in which the post-change building limit frame CFwi (the post-change overhead line facility-attached building limit frame DPCFwi) in the box SBQwi is defined is read.
そして、この軌道中心関連情報KNJiに含まれている軌道中心Vbiと左レールゲージコーナ三次元位置Raskciと右レールゲージコーナ三次元位置Rbskciとを通る横断直線Lvriをレール上面線Rumとする(図14参照)。この横断直線Lvriの算出について図を用いて詳細に後述する。   A traverse line Lvri passing through the track center Vbi, the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci, and the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci included in the track center related information KNJi is defined as a rail upper surface line Rum (FIG. 14). reference). The calculation of the transverse straight line Lvri will be described in detail later with reference to the drawings.
そして、このレール上面線RumをX軸とし、このX軸における例えば軌道中心Vbiを原点とした二次元平面(X´―Z´)を二次元平面用メモリ175に定義する(図19参照)。   Then, a two-dimensional plane (X′-Z ′) is defined in the two-dimensional plane memory 175 with the rail upper surface line Rum as the X-axis and, for example, the orbit center Vbi on the X-axis as the origin (see FIG. 19).
そして、レール上面線Rum以下のレーザ点群LRiを除いてこの変動後建築限界拡大枠ボックスSBFwi内のレーザ点群LRiを指定して図19に示すように、二次元平面(X´―Z´)に投影変換する。また、この変動後建築限界拡大枠ボックスSBFwiの変動後建築限界拡大枠BCFwi及び変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)を投影変換する。   Then, except for the laser point group LRi below the rail upper surface line Rum, the laser point group LRi in the post-change building limit enlargement frame box SBFwi is designated, and as shown in FIG. 19, a two-dimensional plane (X′-Z ′ ). In addition, the post-change building limit enlargement frame BCFwi and the post-change building limit frame CFwi (the post-change building limit frame DPCFwi with building overhead line facility area) of the post-change building limit enlargement frame box SBFwi are projected.
なお、原点(x´,z´)は軌道中心Vbiとは限らない。例えば、変動後建築限界枠ボックスSCFwiのBRw1を原点(x´,z´)としてもよい。また、車両限界枠VFiを定義してもかまわない。   Note that the origin (x ′, z ′) is not necessarily the orbit center Vbi. For example, BRw1 of the post-change building limit frame box SCFwi may be set as the origin (x ′, z ′). Further, the vehicle limit frame VFi may be defined.
このとき、二次元化部170は一定区間毎ボックスSBQwi(変動後建築限界拡大枠ボックスSBFwi、変動後建築限界枠ボックスSCFwi)内のレーザ点群LRiを指定する毎に、このレーザ点群LRiの三次元座標を有する架線設備領域点群判定情報HJiを架線設備判定結果用メモリ165から読み込む。そして、架線設備領域点群判定情報HJiの判定結果が架線の区分ID又は架線設備の区分IDを示している場合は、その指定したレーザ点群LRiの読み込みを停止する。   At this time, each time the two-dimensionalization unit 170 designates a laser point group LRi in the box SBQwi (post-change building limit expansion frame box SBFwi, post-change building limit frame box SCFwi) for each fixed section, the laser point group LRi The overhead line facility area point group determination information HJi having three-dimensional coordinates is read from the overhead line facility determination result memory 165. When the determination result of the overhead line facility area point group determination information HJi indicates the overhead line category ID or the overhead line facility category ID, reading of the designated laser point group LRi is stopped.
図19においては、変動後概略建築限界枠OCFwiと変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)とにレーザ点群LRiが存在している例を示している。すなわち、障害地物レーザ点群SLRiが存在している。   FIG. 19 shows an example in which the laser point group LRi exists in the post-change general building limit frame OCFwi and the post-change building limit frame CFwi (post-change overhead line facility region-attached building limit frame DPCFwi). That is, the obstacle feature laser point group SLRi exists.
地物障害物判定部180は、二次元化部170が一定区間毎ボックスSBQwi(変動後建築限界拡大枠ボックスSBFwi、変動後建築限界枠ボックスSCFwi)内のレーザ点群LRiを指定する毎に、これを鉄道車両に対して障害となる危険な地物の障害地物レーザ点群SLRi(x´,y´)として図20に示すように判定結果用メモリ185に記憶する。また、二次元化部170で指定したレーザ点群LRiの三次元座標を記憶する。   The feature obstacle determination unit 180, every time the two-dimensionalization unit 170 designates the laser point group LRi in the box SBQwi (post-change building limit expansion frame box SBFwi, post-change building limit frame box SCFwi) This is stored in the determination result memory 185 as shown in FIG. 20 as an obstacle feature laser point group SLRi (x ′, y ′) of a dangerous feature that becomes an obstacle to the railway vehicle. Further, the three-dimensional coordinates of the laser point group LRi designated by the two-dimensionalization unit 170 are stored.
そして、障害地物レーザ点群SLRi(x´,y´)が二次元平面(X´―Z´)の変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)内に存在しているかを判定する。また、変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)と変動後概略建築限界枠OCFwiの間若しくは変動後概略建築限界枠OCFwiと変動後建築限界拡大枠BCFwiとの間に存在しているかどうかを判定する。   Then, the obstacle feature laser point group SLRi (x ′, y ′) exists in the post-change building limit frame CFwi (the post-change building limit frame DPCFwi with the overhead line facility area) on the two-dimensional plane (X′-Z ′). Judge whether it is. Moreover, between the post-change building limit frame CFwi (the build limit frame DPCFwi with post-change overhead line facility area) and the post-change general building limit frame OCFwi, or between the post-change general building limit frame OCFwi and the post-change building limit expansion frame BCFwi. Determine if it exists.
或いは,変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)における変動後架線設備領域枠PLFwiに存在しているかどうかを判定する。   Alternatively, it is determined whether or not the post-change building limit frame CFwi (the post-change overhead line facility region-attached building limit frame DPCFwi) exists in the post-change overhead line facility region frame PLFwi.
そして、この判定結果である枠の種別を障害地物レーザ点群SLRiに関連付け、これを障害物判定結果情報HMJiとして記憶する(図20参照)。   Then, the type of the frame as the determination result is associated with the obstacle feature laser point group SLRi, and this is stored as the obstacle determination result information HMJi (see FIG. 20).
つまり、本実施の形態における枠の種別は、変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)又は変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)と変動後概略建築限界枠OCFwiの間或いは変動後概略建築限界枠OCFwiと変動後建築限界拡大枠BCFwiとの間若しくは変動後架線設備領域枠PLFwiのいずれかであるかを示す枠の種別コードである。   That is, the type of the frame in the present embodiment is the post-change building limit frame CFwi (the post-change overhead line facility area building limit frame DPCFwi) or the post-change building limit frame CFwi (the post-change overhead line facility area building limit frame DPCFwi). It is the type code of the frame indicating whether it is between the post-change general building limit frame OCFwi, or between the post-change general building limit frame OCFwi and the post-change building limit expansion frame BCFwi, or after the change overhead line facility area frame PLFwi .
具体的には、障害地物レーザ点群SLRiの個数を判定し、パラメータ情報Msiに含まれている内外判定時における最小点数Msniの個数以上の場合は、障害地物レーザ点群SLRiがどの枠に含まれているかどうかを判定し、この判定結果を障害物判定結果情報HMJiとして記憶する。   Specifically, the number of obstacle feature laser point groups SLRi is determined. If the number of obstacle feature laser point groups SLRi is equal to or greater than the minimum number of points Msni at the time of inside / outside determination included in the parameter information Msi, And the determination result is stored as obstacle determination result information HMJi.
障害物表示部190は、判定結果用メモリ185の障害物判定結果情報HMJiの障害地物レーザ点群SLRiとこの障害地物レーザ点群SLRiのy座標とを有するレーザ点群LRiをレーザ点群用データベース103から全て読み出す。   The obstacle display unit 190 outputs a laser point group LRi having the obstacle feature laser point group SLRi of the obstacle judgment result information HMJi in the judgment result memory 185 and the y coordinate of the obstacle feature laser point group SLRi to the laser point group. All are read from the database 103.
そして、これらを画面座標に変換して表示部200の画面に表示する。また、障害地物レーザ点群SLRiは障害物判定結果情報HMJiの枠の種別に該当する色にして表示部200の画面に表示する。さらに、障害物表示部190は、架線設備判定結果用メモリ165の架線設備領域点群判定情報HJiを読み込み、この架線設備領域点群判定情報HJiに含まれているレーザ点群LRiを変動後架線設備領域枠PLFwiであることを示す色(黄色)で表示する。   These are converted into screen coordinates and displayed on the screen of the display unit 200. The obstacle feature laser point group SLRi is displayed on the screen of the display unit 200 in a color corresponding to the frame type of the obstacle determination result information HMJi. Further, the obstacle display unit 190 reads the overhead line facility area point group determination information HJi in the overhead line facility determination result memory 165, and changes the laser point group LRi included in the overhead line facility area point group determination information HJi to the post-fluctuation overhead line. Displayed in a color (yellow) indicating that the facility area frame is PLFwi.
具体的には障害物表示部190は、例えば図20に示す枠の種別を画面に表示させ、これらの枠に対して所定の色を入力させ、これを枠内点群色テーブル(図示せず)として記憶する。   Specifically, the obstacle display unit 190 displays, for example, the types of frames shown in FIG. 20 on the screen, inputs predetermined colors to these frames, and displays them in a point group color table (not shown). ).
例えば、オペレータは変動後建築限界枠CFwi(架線設備領域付建築限界枠DPCFi)には赤色を割り付ける。また、変動後概略建築限界枠OCFwiと変動後建築限界枠CFwi(架線設備領域付建築限界枠DPCFi)との間に含まれている場合はピンク色を割り付ける。また、変動後概略建築限界枠OCFwiと変動後建築限界枠CFwi(架線設備領域付建築限界枠DPCFi)との間に含まれている場合は緑色を割り付ける。さらに、変動後架線設備領域枠PLFwiには黄色を割り付ける。   For example, the operator assigns a red color to the post-change building limit frame CFwi (the building limit frame DPCFi with an overhead line facility area). In addition, if it is included between the post-change outline building limit frame OCFwi and the post-change building limit frame CFwi (building limit frame DPCFi with overhead line facility area), a pink color is assigned. Further, when it is included between the post-change outline building limit frame OCFwi and the post-change building limit frame CFwi (building limit frame DPCFi with overhead line facility area), green is assigned. Further, yellow is assigned to the post-change overhead line facility area frame PLFwi.
そして、地物障害物判定部180は、判定結果用メモリ185の障害物判定結果情報HMJiの障害地物レーザ点群SLRi及び架線設備判定結果用メモリ165の架線設備領域点群判定情報HJiに含まれているレーザ点群LRiを入力されている色で表示させる。すなわち、変動後架線設備領域枠PLFwiの枠の種別に応じた色で表示させる。   The feature obstacle determination unit 180 includes the obstacle feature laser point group SLRi in the obstacle determination result information HMJi in the determination result memory 185 and the overhead line facility region point group determination information HJi in the overhead line facility determination result memory 165. The laser point group LRi displayed is displayed in the input color. In other words, the post-fluctuation overhead line facility area frame PLFwi is displayed in a color corresponding to the frame type.
従って、図2に示すように、線路周辺の点群の他に左レールRa、右レールRb付近の点群及び障害地物レーザ点群SLRiが枠の種別の色で表示されるので障害物(例えば樹木)を容易に判断できる。   Therefore, as shown in FIG. 2, in addition to the point cloud around the track, the left rail Ra, the point cloud near the right rail Rb, and the obstacle feature laser point group SLRi are displayed in the color of the frame type, so that the obstacle ( For example, a tree) can be easily determined.
以下に主要な各部について説明を補充する。   The explanation of each major part is supplemented below.
(点群抽出範囲設定部140の詳細)
次に、点群抽出範囲設定部140について図21、図22のフローチャート等を用いて詳細に説明する。但し、変動後建築限界枠ボックスSCFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwi)のみを代表にして説明する。
(Details of the point cloud extraction range setting unit 140)
Next, the point cloud extraction range setting unit 140 will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. However, only the post-change building limit frame box SCFwi (the post-change building limit frame box with overhead line equipment area SDPCFwi) will be described as a representative.
図21に示すように、点群抽出範囲設定部140は、軌道中心関連情報用メモリ115に記憶されている取得番号付の軌道中心関連情報KNJi(左レールゲージコーナ三次元位置Raskci(x,y,z)、右レールゲージコーナ三次元位置Rbskci(x,y,z)、軌道中心Vbi(x,y,z))を指定する(S21)。   As illustrated in FIG. 21, the point cloud extraction range setting unit 140 includes the track center related information KNJi (left rail gauge corner three-dimensional position Raskci (x, y) with an acquisition number stored in the track center related information memory 115. , Z), right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci (x, y, z), orbit center Vbi (x, y, z)) is designated (S21).
そして、この指定毎に軌道中心関連情報KNJiに含まれている軌道中心Vbi、左レールゲージコーナ三次元位置Raskci及び右レールゲージコーナ三次元位置Rbskciを図9に示すように三次元メモリ145に順次定義する(S23)。次に、前側の軌道中心Vbiが定義されているかどうかを判定する(S25)。   For each designation, the track center Vbi, the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci, and the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci included in the track center related information KNJi are sequentially stored in the three-dimensional memory 145 as shown in FIG. Define (S23). Next, it is determined whether or not the front trajectory center Vbi is defined (S25).
定義されていると判定した場合は、ステップS23で定義された軌道中心Vbiを後側としてポインタ(図示せず)に設定する(S27)。   If it is determined that it is defined, the trajectory center Vbi defined in step S23 is set as a rear side to a pointer (not shown) (S27).
次に、図9に示すように、この後側の軌道中心Vbiと前側の軌道中心Vbi―1(番号が若い)とこの後側の軌道中心Vbiとを接続する直線を一定区間毎軌道中心接続直線Lvbiとして定義する(S29)。 Next, as shown in FIG. 9, a straight line connecting the rear trajectory center Vbi and the front trajectory center Vbi- 1 (number is smaller) and the rear trajectory center Vbi is connected to the trajectory center for each predetermined section. It is defined as a straight line Lvbi (S29).
そして、図9に示すように、一定区間毎軌道中心接続直線Lvbiの後側の軌道中心Vbi毎に、この一定区間毎軌道中心接続直線Lvbiに対して直角となる直線を横断直線Lvri´(図23参照)として定義する(S31)。   Then, as shown in FIG. 9, for each track center Vbi on the rear side of the track center connection straight line Lvbi for each fixed section, a straight line perpendicular to the track center connection straight line Lvbi for each fixed section is crossed straight line Lvri ′ (FIG. 9). 23) (S31).
次に、横断直線Lvri´が定義される毎に、ポインタに設定されている後側とされた軌道中心Vbiを前側の軌道中心Vbi―1とする(S33)。 Next, each time the transverse straight line Lvri 'is defined, the rear trajectory center Vbi set in the pointer is set as the front trajectory center Vbi- 1 (S33).
次に、図22に示すように、次に、横断直線Lvri´が定義される毎に、図23に示すようにこの横断直線Lvri´が左レールゲージコーナ三次元位置Raskci及び右レールゲージコーナ三次元位置Rbskciに交わるようにする(S41)。   Next, as shown in FIG. 22, each time the transverse straight line Lvri ′ is defined, the transverse straight line Lvri ′ is converted into the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci and the right rail gauge corner tertiary as shown in FIG. 23. It intersects with the original position Rbskci (S41).
そして、これを本実施の形態では横断直線Lvriとして、カントCiに対応するレール上面線Rumを得る(S43)。   In the present embodiment, this is used as a transverse straight line Lvri to obtain a rail upper surface line Rum corresponding to the cant Ci (S43).
そして、点群抽出範囲設定部140は、パラメータ用メモリ101のパラメータ情報Msiの建築限界枠パラメータ情報MsCJi及び架線設備領域枠用パラメータ情報MsPJi等の各寸法に基づいて、建築限界枠CFi(架線設備領域付建築限界枠DPCFi)をレール上面線Rum(横断直線Lvri)上に定義する(S45)。   The point cloud extraction range setting unit 140 then builds the building limit frame CFi (overhead line facility) based on the dimensions such as the building limit frame parameter information MsCJi of the parameter information Msi in the parameter memory 101 and the overhead line facility area frame parameter information MsPJi. The construction limit frame with area DPCFi) is defined on the rail upper surface line Rum (transverse straight line Lvri) (S45).
次に、この軌道中心Vbiを有する曲線半径Riを曲線半径用メモリ135から読み込む(S47)。   Next, the curve radius Ri having the trajectory center Vbi is read from the curve radius memory 135 (S47).
次に、この曲線半径Riに基づいて建築限界枠CFi(架線設備領域付建築限界枠DPCFi)の変動量Wiを限界枠変動幅Waiとして求める(S49)。そして、この限界枠変動幅Waiで建築限界枠CFiの縦辺(OPC1とOPC3とを結ぶ直線と、OPC2とOPC4とを結ぶ直線)と上辺(OPC3とOPC4とを結ぶ直線)とを変動させて得た変動後概略建築限界枠OCFwi(図3参照)を三次元メモリ145に定義する(S51)。   Next, based on the curve radius Ri, the fluctuation amount Wi of the building limit frame CFi (building limit frame DPCFi with overhead line facility area) is obtained as the limit frame fluctuation width Wa (S49). Then, the vertical side (straight line connecting OPC1 and OPC3 and the straight line connecting OPC2 and OPC4) and the upper side (straight line connecting OPC3 and OPC4) and the upper side (straight line connecting OPC3 and OPC4) of the building limit frame CFi are changed by the limit frame fluctuation width Wai. The obtained post-fluctuation approximate building limit frame OCFwi (see FIG. 3) is defined in the three-dimensional memory 145 (S51).
次に、変動後概略建築限界枠OCFwiの定義に伴って、建築限界拡大枠BCFiを定義するためのオフセット情報Hiに限界枠変動幅Waiを加算した拡大枠変動幅Wbiを求める(S53)。   Next, along with the definition of the post-variation general building limit frame OCFwi, an enlarged frame variation width Wbi is obtained by adding the limit frame variation width Wai to the offset information Hi for defining the building limit expansion frame BCFi (S53).
次に、この拡大枠変動幅Wbiで建築限界拡大枠BCFiの縦辺(BR1とBR3とを結ぶ直線と、BR2とBR4とを結ぶ直線)を変動させると共に、上辺(BR3とBR4を結ぶ直線)を変動させて得た変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)を図3に示すように三次元メモリ145に定義する(S55)。   Next, the vertical side (the straight line connecting BR1 and BR3 and the straight line connecting BR2 and BR4) of the building limit enlarged frame BCFi is changed by the expanded frame fluctuation width Wbi, and the upper side (the straight line connecting BR3 and BR4). 3 is defined in the three-dimensional memory 145, as shown in FIG. 3 (S55).
そして、図14に示すように、前側の変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)と後側の変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)の各々の角を直線で結んだ変動後建築限界枠ボックスSCFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwi)を三次元メモリ145に定義する(S57)。   Then, as shown in FIG. 14, the post-change building limit frame CFwi on the front side (building limit frame DPCFwi with post-change overhead line equipment area) and the rear-side change building limit frame CFwi (building limit frame DPCFwi with post-change overhead line equipment area) ) Are defined in the three-dimensional memory 145 in the three-dimensional memory 145 (S57).
すなわち、図14に示すように三次元メモリ145には、変動後建築限界枠ボックスSCFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwi)と、変動後概略建築限界枠ボックスSOCFwiと、変動後建築限界拡大枠ボックスSBFwiとを含む一定区間毎ボックスSBQwiが定義されることになる。   That is, as shown in FIG. 14, in the three-dimensional memory 145, the post-change building limit frame box SCFwi (the post-change building limit frame box SDPCFwi with the overhead line facility area), the post-change general building limit frame box SOCFwi, and the post-change building A box SBQwi for each predetermined section including the limit enlargement frame box SBFwi is defined.
次に、図22に示すように、軌道中心関連情報用メモリ115に軌道中心関連情報KNJiが他にあるかどうかを判定する(S59)。   Next, as shown in FIG. 22, it is determined whether or not the track center related information KNJi exists in the track center related information memory 115 (S59).
他にある場合は、次の軌道中心関連情報KNJiに更新して処理を図21に示すステップS23に戻す(S61)。   If there are others, the next orbital center related information KNJi is updated and the process returns to step S23 shown in FIG. 21 (S61).
また、ステップS25において、前側の軌道中心Vbiが定義されていないと判定した場合は、図21に示すように、スタート点と判定する(S63)。   If it is determined in step S25 that the front trajectory center Vbi is not defined, the start point is determined as shown in FIG. 21 (S63).
そして、後側の軌道中心Vbiの横断直線Lvriが定義されたとき、この横断直線Lvriをスタート点に平行移動(コピー)させて処理をステップS21に戻す(S65)。   When the transverse line Lvri of the rear trajectory center Vbi is defined, the transverse line Lvri is translated (copied) to the start point, and the process returns to step S21 (S65).
つまり、図19及び図13に示すように、三次元メモリ145には、軌道中心線Qiにおける1000mm区間毎の軌道中心Vbi同士を結ぶ一定区間毎軌道中心接続直線Lvbiに対して直角に交わるように変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)が順次定義される。そして、これらの四角(BR1、BR2、BR3、BR4)同士を結んだ変動後建築限界枠ボックスSCFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwi)が定義されることになるので周囲のレーザ点群LRiを漏らすことなく収集できることになる。   That is, as shown in FIGS. 19 and 13, the three-dimensional memory 145 intersects the track center line Qi at a right angle with respect to the track center connection straight line Lvbi for each fixed section connecting the track centers Vbi for each 1000 mm section. The post-change building limit frame CFwi (the post-change building limit frame DPCFwi with overhead line facility area) is sequentially defined. And, after these squares (BR1, BR2, BR3, BR4) are connected, the post-change building limit frame box SCFwi (the post-change building limit frame box SDPCFwi with overhead line equipment area) is defined, so the surrounding laser points The group LRi can be collected without leaking.
すなわち、収集区間に渡って収集されたレーザ点群LRiを一定区間毎ボックスSBQwi毎に纏めて、これを一面(二次元平面)に展開して障害地物レーザ点群SLRiを検出し、かつ存在する枠の種別とその障害地物レーザ点群SLRiの三次元座標を得ているので収集区間が非常に長くとも、短時間で検出できる。   That is, the laser point group LRi collected over the collection section is collected for each box SBQwi for each fixed section, and this is developed on one surface (two-dimensional plane) to detect the obstacle feature laser point group SLRi and exist Since the three-dimensional coordinates of the type of frame to be performed and the obstacle feature laser point group SLRi are obtained, even if the collection interval is very long, it can be detected in a short time.
また、一定区間毎に、この一定区間における高密度のレーザ点群LRiに基づく左レールゲージコーナ三次元位置Raskci、右レールゲージコーナ三次元位置Rbskci軌道中心Vbiを通る横断直線Lvriをレール上面線Rumとし、このレール上面線Rumに、上記の前側軌道中心VPp、後側軌道中心VPq及び基準軌道中心VoPに基づく曲線半径Riの変動量Wiで上記の枠の横幅、縦幅を変動させて得た一定区間毎ボックスSBQwiを定義している。   Further, for each fixed section, a rail straight line Lvri passing through the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci and the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci orbit center Vbi based on the high-density laser point group LRi in the fixed section is represented by the rail upper surface line Rum. It was obtained by varying the horizontal and vertical widths of the frame with the variation amount Wi of the curve radius Ri based on the front track center VPp, the rear track center VPq, and the reference track center VoP. A box SBQwi is defined for each fixed section.
従って、自動的に曲線区間のカントCiに応じて一定区間毎ボックスSBQwiを傾け、かつこの一定区間における曲線半径Riの変動量Wiで枠の横幅、縦幅を変動させているので、その曲線区間の傾きに応じた建築限界に対する障害地物レーザ点群SLRiを短時間でかつ精度良く検出できる。   Accordingly, the box SBQwi is automatically tilted for each predetermined section according to the cant Ci of the curve section, and the horizontal width and the vertical width of the frame are changed by the fluctuation amount Wi of the curve radius Ri in this fixed section. It is possible to detect the obstacle feature laser point group SLRi with respect to the building limit corresponding to the inclination in a short time with high accuracy.
また、障害地物レーザ点群SLRiを変動後建築限界枠CFwi、変動後建築限界拡大枠BCFwiと共に表示又は障害地物レーザ点群SLRiの座標をリストにして印刷した場合は、作業員は正確にかつ容易に障害となる例えば樹木等の位置を把握できる。   When the obstacle feature laser point group SLRi is displayed together with the post-change building limit frame CFwi and the post-change building limit frame BCFwi, or the coordinates of the obstacle feature laser point group SLRi are printed as a list, the worker accurately In addition, it is possible to easily grasp the position of an obstacle such as a tree.
(地物障害物判定部180及び障害物表示部190の詳細処理)
地物障害物判定部180及び障害物表示部190の詳細処理を図24のフローチャートを用いて説明する。
(Detailed processing of the feature obstacle determination unit 180 and the obstacle display unit 190)
Detailed processing of the feature obstacle determination unit 180 and the obstacle display unit 190 will be described with reference to the flowchart of FIG.
地物障害物判定部180は、図24に示すように二次元平面用メモリ175の二次元平面(X´−Y´)における障害地物レーザ点群SLRiの個数をカウンタ(図示せず)によって計数する(S71)。   As shown in FIG. 24, the feature obstacle determination unit 180 uses a counter (not shown) to count the number of obstacle feature laser point groups SLRi in the two-dimensional plane (X′-Y ′) of the two-dimensional plane memory 175. Count (S71).
そして、この計数値がパラメータ情報Msiに含まれている最小点数Msni(例えば10点)以上かどうかを判定する(S73)。   Then, it is determined whether or not the counted value is equal to or greater than the minimum number of points Msni (for example, 10 points) included in the parameter information Msi (S73).
ステップS62において、二次元平面用メモリ175の二次元平面(X´−Z´)の障害地物レーザ点群SLRiの個数が最小点数Msniの個数以上と判定した場合は、二次元平面(X´−Z´)のレーザ点群LRiを障害地物レーザ点群SLRiとして指定する(S75)。   If it is determined in step S62 that the number of obstacle feature laser point groups SLRi in the two-dimensional plane (X′-Z ′) of the two-dimensional plane memory 175 is equal to or greater than the minimum number of points Msni, the two-dimensional plane (X ′ The laser point group LRi of −Z ′) is designated as the obstacle feature laser point group SLRi (S75).
そして、この障害地物レーザ点群SLRiの二次元座標(x´,z´)を読み込んで、判定結果用メモリ185に記憶する(S77)。   Then, the two-dimensional coordinates (x ′, z ′) of the obstacle feature laser point group SLRi are read and stored in the determination result memory 185 (S77).
次に、この障害地物レーザ点群SLRiが位置している枠の種別を判定する(S79)。但し、変動後概略建築限界枠OCFwiについては説明を省略する。   Next, the type of the frame in which the obstacle feature laser point group SLRi is located is determined (S79). However, the description of the post-variation outline building limit frame OCFwi is omitted.
例えば、変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)に含まれている場合はステップS77で読み込んだ二次元座標(x´,z´)を有する障害地物レーザ点群SLRiに変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)を示す枠の種別コードを割り付けた障害物判定結果情報HMJiを判定結果用メモリ185に得る。   For example, the obstacle feature laser point cloud having the two-dimensional coordinates (x ′, z ′) read in step S77 when it is included in the post-change building limit frame CFwi (the post-change overhead line facility-equipped building limit frame DPCFwi) Obstacle determination result information HMJi in which the frame type code indicating the post-change building limit frame CFwi (the post-change overhead line facility-attached building limit frame DPCFwi) is assigned to SLRi is obtained in the determination result memory 185.
また、変動後概略建築限界枠OCFwiと変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)との間に含まれていると判定した場合は、変動後概略建築限界枠OCFwiと変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)との間であることを示す枠の種別コードを割り付けた障害物判定結果情報HMJiを判定結果用メモリ185に得る。   In addition, if it is determined that it is included between the post-change general building limit frame OCFwi and the post-change building limit frame CFwi (the post-change overhead line facility area building limit frame DPCFwi), the post-change general building limit frame OCFwi and Obstacle determination result information HMJi assigned with a frame type code indicating that it is between the post-change building limit frame CFwi (the post-change overhead line facility-attached building limit frame DPCFwi) is obtained in the determination result memory 185.
また、変動後架線設備領域枠PLFwiに含まれていると判定した場合はステップS77で読み込んだ二次元座標(x´,z´)を有する障害地物レーザ点群SLRiに変動後架線設備領域枠PLFwiであることを示す枠の種別コードを割り付けた障害物判定結果情報HMJiを判定結果用メモリ185に得る。   When it is determined that the post-change overhead line facility area frame PLFwi is included, the post-change overhead line facility area frame is added to the obstacle feature laser point group SLRi having the two-dimensional coordinates (x ′, z ′) read in step S77. Obstacle determination result information HMJi to which a frame type code indicating PLFwi is assigned is obtained in the determination result memory 185.
そして、ステップS79において、ステップS77で読み込んだ二次元座標(x´,z´)を有する障害地物レーザ点群SLRiが変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)であると判定されて、その枠の種別コードが割り付けられていると判定した場合は、障害物表示部190がオペレータによって設定されている枠内点群色テーブル(図示せず)の変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)に対応させられている色(赤)を読み込み、障害地物レーザ点群SLRiを画面座標に変換して表示させる(S81)。   In step S79, the obstacle feature laser point group SLRi having the two-dimensional coordinates (x ′, z ′) read in step S77 is the post-change building limit frame CFwi (the post-change overhead line facility region-attached building limit frame DPCFwi). If it is determined that there is a frame type code assigned to the frame, the obstacle display unit 190 is set by the operator in the frame point group color table (not shown) after the change in the building limit The color (red) corresponding to the frame CFwi (the building limit frame DPCFwi with post-change overhead line facility area) is read, and the obstacle feature laser point group SLRi is converted into screen coordinates and displayed (S81).
一方、地物障害物判定部180は、他に障害地物レーザ点群SLRiが存在しているかどうかを判断する(S83)。   On the other hand, the feature obstacle determination unit 180 determines whether there is another obstacle feature laser point group SLRi (S83).
他に存在する場合は、障害地物レーザ点群SLRiを次の障害地物レーザ点群SLRiに更新して処理をステップ75に戻す(S85)。   If there are others, the obstacle feature laser point group SLRi is updated to the next obstacle feature laser point group SLRi, and the process returns to step 75 (S85).
また、ステップS79において、変動後概略建築限界枠OCFwiと変動後建築限界枠CFwi(変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwi)との間であることを示す枠の種別コードにされていると判定した場合は、障害物表示部190は、オペレータによって設定されている枠内点群色テーブルのその枠の色(緑)でその障害地物レーザ点群SLRiを画面座標に変換して表示させる(S85)。   In step S79, it is determined that the type code of the frame indicates that it is between the post-change outline building limit frame OCFwi and the post-change building limit frame CFwi (the post-change overhead line facility-attached building limit frame DPCFwi). In this case, the obstacle display unit 190 converts the obstacle feature laser point group SLRi into screen coordinates and displays it with the color (green) of the frame in the in-frame point group color table set by the operator ( S85).
また、ステップS77において、変動後架線設備領域枠PLFwiに含まれていることを示す枠の種別のコードにされている判定した場合は、障害物表示部190は、オペレータによって設定されている枠内点群色テーブルのその枠の色(黄色)でその障害地物レーザ点群SLRiを画面座標に変換して表示させる(S89)。   If it is determined in step S77 that the code is a frame type indicating that it is included in the post-fluctuation overhead line facility area frame PLFwi, the obstacle display unit 190 is displayed in the frame set by the operator. The obstacle feature laser point group SLRi is converted into screen coordinates and displayed with the color (yellow) of the frame of the point group color table (S89).
(軌道中心関連情報算出部110)
次に、軌道中心関連情報算出部110について図25を用いて説明を補充する。但し、左レールについてのみ説明する。
(Orbital center related information calculation unit 110)
Next, the description of the trajectory center related information calculation unit 110 will be supplemented with reference to FIG. However, only the left rail will be described.
軌道中心関連情報算出部110は、図25(a)に示すように、奥行が1000mm、幅が400mmの左レール点群収集用ボックスRaQBi(車両に設けられている慣性航法装置INSが検出した姿勢に基づいて傾けている)にレーザ点群LRiを左レール用ボックス内レーザ点群LRaBiとして収集し、これを二次元平面(X´−Z´)に定義する。   As shown in FIG. 25A, the trajectory center related information calculation unit 110 has a left rail point cloud collection box RaQBi having a depth of 1000 mm and a width of 400 mm (the attitude detected by the inertial navigation device INS provided in the vehicle). The laser point group LRi is collected as an in-box laser point group LRaBi for the left rail and defined as a two-dimensional plane (X′-Z ′).
つまり、左レール点群収集用ボックスRaQBi内の左レール用ボックス内レーザ点群LRaBi(図25(a))を、図25(b)に示すように、二次元平面(X´−Z´)に全て投影変換する。これを左レール変換二次元上点群LRaHBi(x´,y´)と称している。   That is, the laser point group LRaBi (FIG. 25A) for the left rail box in the left rail point group collection box RaQBi is converted into a two-dimensional plane (X′-Z ′) as shown in FIG. Are all projected. This is referred to as a left rail conversion two-dimensional upper point group LRaHBi (x ′, y ′).
そして、図25(c)に示すようにICPマッチング処理によって求められている前回の左レール変換二次元上点群LRaHBi(x´,y´:左レール断面形状)における左レールゲージコーナ二次元位置Rakci(前回の左レールICPソース点群初期位置SPaoi)を今回の左レールICPソース点群初期位置SPaoiとする。そして、設定されている今回の左レールICPソース点群初期位置SPaoi(前回のRakci)を読み込む。   Then, as shown in FIG. 25C, the left rail gauge corner two-dimensional position in the previous left rail conversion two-dimensional upper point group LRaHBi (x ′, y ′: left rail cross-sectional shape) obtained by the ICP matching process. Let Rakci (previous left rail ICP source point group initial position SPaoi) be the current left rail ICP source point group initial position SPaoi. Then, the currently set left rail ICP source point group initial position SPaoi (previous Rakci) is read.
そして、図25(c)に示すように、この左レール用変換ICPソース点群SHRai(変換左レール基準断面形状)の左レール基準断面形状コーナ角位置である左レール用変換ソース点群コーナ角位置SHRakci(x´、y´)が今回の左レールICPソース点群初期位置SPaoi(前回の左レールゲージコーナ二次元位置Rakci)になるように二次元(X´―Y´)に定義する。   As shown in FIG. 25 (c), the left rail conversion source point group corner angle which is the left rail reference cross section corner angle position of the left rail conversion ICP source point group SHRaai (conversion left rail reference cross section shape). The position SHRakci (x ′, y ′) is defined two-dimensionally (X′−Y ′) so as to be the current left rail ICP source point group initial position SPaoi (previous left rail gauge corner two-dimensional position Rakci).
このとき、姿勢θiを用いて左レール用変換ICPソース点群SHRaiを回転させるのが好ましい。   At this time, it is preferable to rotate the conversion ICP source point group SHRaai for the left rail using the posture θi.
そして、図25(c)に示すように、二次元平面(X´−Z´)における左レール用変換ICPソース点群SHRai(x´,z´:変換左レール基準断面形状)と今回の左レール変換二次元上点群LRaHBi(x´,y´;左レール断面形状)とをICPマッチング処理する。   As shown in FIG. 25C, the left rail conversion ICP source point group SHRai (x ′, z ′: conversion left rail reference cross-sectional shape) on the two-dimensional plane (X′-Z ′) and the current left The ICP matching processing is performed on the rail transformation two-dimensional upper point group LRaHBi (x ′, y ′; left rail cross-sectional shape).
そして、マッチング処理によって得られた今回の左レール変換二次元上点群LRaHBi(x´,y´)の左レールゲージコーナ二次元位置Rakci(図25(d)参照)を次間隔コーナ初期位置とする。   Then, the left rail gauge corner two-dimensional position Rakci (see FIG. 25D) of the current left rail conversion two-dimensional upper point group LRaHBi (x ′, y ′) obtained by the matching process is set as the next interval corner initial position. To do.
次に、左レールゲージコーナ二次元位置Rakciが得られる毎に、変換左レール基準断面形状である左レール変換二次元上点群LRaHBi(x´,y´)を三次元座標系(X−Y−Z)に変換する。そして、これに予め設定されているy値(500mm)を付加して左レールゲージコーナ三次元位置Raskci(x,y,z)としている。   Next, each time the left rail gauge corner two-dimensional position Rakci is obtained, the left rail conversion two-dimensional upper point group LRaHBi (x ′, y ′), which is the conversion left rail reference cross-sectional shape, is converted into the three-dimensional coordinate system (XY). -Z). Then, a y value (500 mm) set in advance is added to the left rail gauge corner three-dimensional position Rascci (x, y, z).
なお、上記実施の形態では、漏れがでる点群の方式で軌道中心関連情報用メモリ115に軌道中心関連情報KNJiが記憶されている場合は、点群抽出範囲設定部140はこの軌道中心関連情報KNJiに含まれている軌道中心Vbi、左レールゲージコーナ三次元位置Raskci、右レールゲージコーナ三次元位置Rbskciをそのまま三次元メモリ145に定義する。   In the above embodiment, when the trajectory center related information KNJi is stored in the trajectory center related information memory 115 by the point cloud method in which leakage occurs, the point cloud extraction range setting unit 140 performs the trajectory center related information. The track center Vbi, the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci, and the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci included in KNJi are defined in the three-dimensional memory 145 as they are.
また、上記実施の形態では、概略建築限界枠OCFi、建築限界拡大枠BCFiの下辺をレール上面線Rumに一致させるとしたが、これらの下辺(限界枠下辺VFLd、拡大枠下辺BFLd)は、図26に示すように、レール上面線Rumから75mmの位置になるように定義してもかまわない。   In the above embodiment, the lower side of the general building limit frame OCFi and the building limit enlarged frame BCFi is made to coincide with the rail upper surface line Rum. However, these lower sides (limit frame lower side VFLd, enlarged frame lower side BFLd) As shown in FIG. 26, it may be defined to be 75 mm from the rail upper surface line Rum.
このように定義する場合は、図26に示すように、軌道中心関連情報KNJiを三次元メモリ145に定義する毎に、この軌道中心Vbiから垂直線Liを定義し、この軌道中心Vbiから75mmとなる位置を新たな軌道中心Vbi(Vbni)とし、この軌道中心Vbi(Vbni)からレール上面線Rumに対して水平となる新たなレール上面線Rum(Rum´)を定義し、この新たなレール上面線Rum(Rum´)に概略建築限界枠OCFi、建築限界拡大枠BCFiの下辺(限界枠下辺VFLd、拡大枠下辺BFLd)を定義する。   When defining in this way, as shown in FIG. 26, every time the orbital center related information KNJi is defined in the three-dimensional memory 145, a vertical line Li is defined from the orbital center Vbi and 75 mm from the orbital center Vbi. Is defined as a new track center Vbi (Vbni), and a new rail top surface line Rum (Rum ′) that is horizontal to the rail top surface line Rum from the track center Vbi (Vbni) is defined. On the line Rum (Rum ′), an approximate building limit frame OCFi and a lower side of the building limit enlarged frame BCFi (limit frame lower side VFLd, enlarged frame lower side BFLd) are defined.
さらに、上記実施の形態においては、地物障害物判定部180は、二次元化部170で指定したレーザ点群LRiの三次元座標を記憶するとしたが、この三次元座標のy座標は一定区間毎ボックスSBQwiの長さは1000mmであるので、一定区間毎ボックスSBQwiにおけるいずれかのy座標であってもかまわない。   Furthermore, in the above embodiment, the feature obstacle determination unit 180 stores the three-dimensional coordinates of the laser point group LRi specified by the two-dimensionalization unit 170. However, the y-coordinate of the three-dimensional coordinates is a fixed interval. Since the length of each box SBQwi is 1000 mm, any y coordinate in the box SBQwi for each fixed section may be used.
また、上記の実施の形態では、普通鉄道の曲線区間における曲線半径Riを求めて変動量Wiを求めるとしたが、新幹線鉄道の曲線区間における曲線半径Riを求めて新幹線鉄道に基づく形式の変動量Wiを求めてもかまわない。すなわち、新幹線鉄道の建築限界内における障害物の判定に本発明を適用してもかまわない。   In the above embodiment, the variation amount Wi is obtained by obtaining the curve radius Ri in the curved section of the ordinary railway. However, the variation amount in the form based on the Shinkansen railway is obtained by obtaining the curve radius Ri in the curved section of the Shinkansen railway. You can ask for Wi. That is, you may apply this invention to the determination of the obstruction within the construction limit of the Shinkansen railway.
101 パラメータ用メモリ
103 レーザ点群用データベース
110 軌道中心関連情報算出部
115 軌道中心関連情報用メモリ
120 カント算出部
130 曲線半径算出部
135 曲線半径用メモリ
140 点群抽出範囲設定部
145 三次元メモリ
150 レーザ点群取得部
160 架線・架線設備判定部
165 架線設備判定結果用メモリ
170 二次元化部
175 二次元平面用メモリ
180 地物障害物判定部
185 判定結果用メモリ
190 障害物表示部
101 Parameter memory 103 Laser point cloud database 110 Orbit center related information calculation unit 115 Orbit center related information memory 120 Kant calculation unit 130 Curve radius calculation unit 135 Curve radius memory 140 Point group extraction range setting unit 145 Three-dimensional memory 150 Laser point cloud acquisition unit 160 overhead line / overhead line equipment determination unit 165 overhead line equipment determination result memory 170 two-dimensionalization unit 175 two-dimensional plane memory 180 feature obstacle determination part 185 determination result memory 190 obstacle display unit

Claims (9)

  1. 高密度のレーザ点群LRiを用いて、線路を走行する鉄道車両に対して障害となる地物を判定するレーザ点群を用いた建築限界内点群判定システムであって、
    前記線路の収集区間に渡る前記レーザ点群LRiが記憶されたレーザ点群用データベース103と、
    左レールRaの前記レーザ点群LRiに基づく、左レールゲージコーナ三次元位置Raskciを繋げた左レールゲージコーナ線Rarと右レールRbの右レールゲージコーナ三次元位置Rbskciを繋げた右レールゲージコーナ線Rbrと一定区間毎の軌道中心Vbiを繋げた軌道中心線Qiとを軌道中心関連情報KNJiとして記憶した軌道中心関連情報用メモリ115と、
    前記軌道中心関連情報KNJiに含まれている軌道中心Vbiに対する曲線半径Riが前記軌道中心関連情報KNJiに関連付けられて記憶された曲線半径用メモリ135と、
    建築限界を示す枠を建築限界枠CFiとし、この建築限界枠CFiに対して間隙を有して囲む建築限界拡大枠BCFiを含む情報がパラメータ情報Msiとして記憶されたパラメータ用メモリ101と、さらに、
    前記収集区間を一定区間毎に分割した一定区間毎ボックスSBQwiが定義される三次元メモリ145と、二次元平面用メモリ175と、判定結果用メモリ185とを備え、さらに、
    前記軌道中心関連情報KNJiに含まれている前記左レールゲージコーナ三次元位置Raskci、前記右レールゲージコーナ三次元位置Rbskci、前記軌道中心Vbiを前記三次元メモリ145に定義し、この軌道中心関連情報KNJi毎に、この軌道中心関連情報KNJに含まれている前記左レールゲージコーナ三次元位置Raskci、前記右レールゲージコーナ三次元位置Rbskci、前記軌道中心Vbiを通る横断直線Lvriをレール上面線Rumとし、このレール上面線Rum毎に、前記定義した軌道中心関連情報KNJiの前記曲線半径Riに基づいて前記建築限界の変動量Wiを求め、この変動量Wiで前記建築限界枠CFiの寸法を変動させた変動後建築限界枠CFwi及び前記間隙を変動させた変動後建築限界拡大枠BCFwiをそのレール上面線Rumに定義して行ってこれらの枠を繋げた変動後建築限界枠ボックスSCFwi及び変動後建築限界拡大枠ボックスSBFwiを含む前記一定区間毎ボックスSBQwiを定義する点群抽出範囲設定部140と、
    前記一定区間毎ボックスSBQwiが定義される毎に、この一定区間毎ボックスSBQwi内の三次元座標を有するレーザ点群LRiを前記レーザ点群用データベース103から全て読み込むレーザ点群取得部150と、
    前記一定区間毎ボックスSBQwiが定義される毎に、この一定区間毎ボックスSBQwiにおける前記レール上面線RumをX軸とした二次元平面(X´―Z´)を前記二次元平面用メモリ175に定義してレール上面線Rum以上のレーザ点群LRiを指定して投影変換すると共に、この一定区間毎ボックスSBQwi内の変動後建築限界拡大枠BCFwi及び前記建築限界枠CFiを投影変換する二次元化部170と、
    前記二次元平面(X´―Z´)におけるレーザ点群LRiを前記障害となる地物の障害地物レーザ点群SLRi(x´,z´)とし、前記二次元化部170が指定したレーザ点群LRiの三次元座標(x,y,z)と、この障害地物レーザ点群SLRi(x´,z´)が位置している前記変動後建築限界拡大枠BCFwiと前記建築限界枠CFiとの間又は前記建築限界枠CFiの種別とを障害物判定結果情報HMJiとして前記判定結果用メモリ185に記憶する地物障害物判定部180と
    を有することを特徴とするレーザ点群を用いた建築限界内点群判定システム。
    An architectural limit point group determination system using a laser point group that uses a high-density laser point group LRi to determine a feature that becomes an obstacle to a railway vehicle traveling on a track,
    A laser point group database 103 in which the laser point group LRi over the collection section of the line is stored;
    Based on the laser point group LRi of the left rail Ra, a left rail gauge corner line Rar connecting the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci and a right rail gauge corner line connecting the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci of the right rail Rb. A trajectory center related information memory 115 that stores the trajectory center line Qi connecting Rbr and the trajectory center Vbi for each predetermined section as trajectory center related information KNJi;
    A curve radius memory 135 in which a curve radius Ri for the track center Vbi included in the track center related information KNJi is stored in association with the track center related information KNJi;
    A frame indicating a building limit is defined as a building limit frame CFi, and a parameter memory 101 in which information including a building limit expanding frame BCFi surrounding the building limit frame CFi with a gap is stored as parameter information Msi;
    A three-dimensional memory 145 in which a box SBQwi for each fixed section obtained by dividing the collection section into fixed sections is defined, a two-dimensional plane memory 175, and a determination result memory 185;
    The left rail gauge corner three-dimensional position Raskci, the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci, and the orbit center Vbi included in the orbit center related information KNJi are defined in the three-dimensional memory 145, and the orbit center related information is defined. For each KNJi, the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci, the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci, and the crossing straight line Lvri passing through the track center Vbi included in the track center related information KNJ are set as rail upper surface lines Rum. For each rail upper surface line Rum, the building limit variation amount Wi is obtained based on the curve radius Ri of the defined track center related information KNJi, and the size of the building limit frame CFi is varied by the variation amount Wi. After-change building limit frame CFwi and after-change building limit by changing the gap Point group extraction that defines the box SBQwi for each fixed section including the post-change building limit frame box SCFwi and the post-change building limit enlargement frame box SBFwi, which are defined by defining the large frame BCFwi as the rail upper surface line Rum. A range setting unit 140;
    A laser point group acquisition unit 150 that reads all the laser point group LRi having the three-dimensional coordinates in the constant interval box SBQwi from the laser point group database 103 each time the constant interval box SBQwi is defined;
    Each time the fixed section box SBQwi is defined, a two-dimensional plane (X′-Z ′) with the rail upper surface line Rum in the fixed section box SBQwi as the X axis is defined in the two-dimensional plane memory 175. Then, a laser point group LRi that is equal to or higher than the rail upper surface line Rum is specified for projection conversion, and the post-change building limit expansion frame BCFwi and the building limit frame CFi in the box SBQwi for each fixed section are projected and converted. 170,
    The laser point group LRi on the two-dimensional plane (X′-Z ′) is the obstacle feature laser point group SLRi (x ′, z ′) of the feature that becomes the obstacle, and the laser designated by the two-dimensionalization unit 170 The three-dimensional coordinates (x, y, z) of the point group LRi and the post-change building limit expansion frame BCFwi and the building limit frame CFi in which the obstacle feature laser point group SLRi (x ′, z ′) is located And a feature obstacle determination unit 180 that stores in the determination result memory 185 as obstacle determination result information HMJi with the type of the building limit frame CFi. Architectural limit point cloud determination system.
  2. 前記パラメータ情報Msiの前記建築限界枠CFiの情報は、架線及び架線設備が存在する領域の枠を示す架線設備領域枠PLFiとし、この架線設備領域枠PLFiを電化区間用の建築限界を枠で示した電化区間用建築限界枠DFiの上部に設けた架線設備領域付建築限界枠DPCFiを定義するための情報であり、
    さらに、前記架線又は架線設備であるかどうかを判定するための架線・架線設備条件を含み、
    前記点群抽出範囲設定部140は、
    前記軌道中心関連情報KNJiに基づく前記レール上面線Rumが前記三次元メモリ145に定義される毎に、架線設備領域付建築限界枠DPCFiを前記変動量Wiで変動させた変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwiを前記変動後建築限界枠CFwiとして順次定義する手段と、
    隣合う前後の変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwiとで変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwiを定義する手段と、
    この変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwiの定義に伴って隣合う前後の前記電化区間用建築限界枠DFiに基づく変動後の立体を変動後電化区間用建築限界枠ボックスSDFwiとする手段と、
    前記変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwiの定義に伴って前後の前記架線設備領域枠PLFiに基づく変動後の立体を変動後架線設備領域枠ボックスSPLFwiとして前記一定区間毎ボックスSBQwiに含ませて定義する手段とを備え、
    さらに、
    前記一定区間毎ボックスSBQwi内にレーザ点群LRiが読み込まれる毎に、前記変動後架線設備領域枠ボックスSPLFwi内に存在するレーザ点群LRiを指定し、この指定されたレーザ点群LRiが前記パラメータ情報Msiに含まれている架線・架線設備条件に基づいて架線又は架線設備かどうかを判定し、架線設備と判定した場合は架線設備を示す区分IDを若しくは架線と判定した場合は架線を示す区分IDをその指定されたレーザ点群LRiに付加し、また架線及び架線設備ではない場合は架線及び架線設備ではないことを示す区分IDをその指定されたレーザ点群LRiに付加し、これらを架線設備領域点群判定情報HJiとして架線設備判定結果用メモリ165に記憶する架線・架線設備判定部160と、
    さらに、
    前記二次元化部170は、
    前記一定区間毎ボックスSBQwi内の前記レーザ点群LRiを指定する毎に、前記架線設備判定結果用メモリ165にこの指定されたレーザ点群LRiの三次元座標を有する前記架線設備領域点群判定情報HJiを読み込み、この架線設備領域点群判定情報HJiに含まれている区分IDが架線又は架線設備を示している場合は、その指定したレーザ点群LRiの読み込みを停止することを特徴とする請求項1記載のレーザ点群を用いた建築限界内点群判定システム。
    The information of the building limit frame CFi of the parameter information Msi is an overhead line facility area frame PLFi indicating a frame of the area where the overhead line and the overhead line facility exist, and this overhead line facility area frame PLFi indicates the building limit for the electrified section with a frame. It is information for defining the building limit frame DPCFi with an overhead line facility area provided at the upper part of the building limit frame DFi for electrified sections,
    Furthermore, it includes an overhead line / overhead equipment condition for determining whether it is the overhead line or the overhead line equipment,
    The point cloud extraction range setting unit 140 includes:
    Each time the rail upper surface line Rum based on the track center-related information KNJi is defined in the three-dimensional memory 145, the building limit frame DPCFi with overhead line facility area is changed by the fluctuation amount Wi, and the building with changed overhead line equipment area Means for sequentially defining the limit frame DPCFwi as the post-change building limit frame CFwi;
    A means for defining a building limit frame box SDPCFwi with a post-change overhead line facility area and a building limit frame DPCFwi with a post-change overhead line facility area before and after the adjacent;
    Means to make the three-dimensional after the change based on the building limit frame DFi for the electrified section before and after adjoining with the definition of the building limit frame box SDPCFwi with the post-fluctuation overhead line facility area as the building limit frame box SDFwi for the post-change electrification section ,
    In accordance with the definition of the building limit frame box SDPCFwi with the post-change overhead line facility area, the three-dimensional body after the change based on the preceding and following overhead line facility area frame PLFi is included in the box SBQwi for each fixed section as the post-change overhead line facility area frame box SPLFwi. And means for defining
    further,
    Each time a laser point group LRi is read in the box SBQwi for each predetermined section, the laser point group LRi existing in the post-change overhead line facility area frame box SPLFwi is specified, and the specified laser point group LRi is the parameter. It is determined whether it is an overhead line or an overhead line facility based on the overhead line or overhead line equipment condition included in the information Msi, and if it is determined as an overhead line facility, it indicates a category ID indicating the overhead line facility, or if it is determined as an overhead line, a category indicating an overhead line An ID is added to the designated laser point group LRi, and if it is not an overhead line and an overhead line facility, a section ID indicating that it is not an overhead line and an overhead line facility is added to the designated laser point group LRi, and these are added to the overhead line An overhead line / overhead line equipment determination unit 160 that stores in the overhead line equipment determination result memory 165 as the equipment area point cloud determination information HJi;
    further,
    The two-dimensionalization unit 170
    Each time the laser point group LRi in the box SBQwi for each predetermined section is designated, the overhead equipment region point group judgment information having the three-dimensional coordinates of the designated laser point group LRi in the overhead equipment judgment result memory 165 The HJi is read, and when the category ID included in the overhead line facility region point group determination information HJi indicates an overhead line or overhead line facility, reading of the designated laser point group LRi is stopped. An architectural limit point cloud determination system using the laser point cloud according to Item 1.
  3. 前記架線・架線設備判定部160は、
    前記二次元平面(X´―Z´)における前記障害地物レーザ点群SLRi(x´,z´)の三次元座標(x、y、z)を有する前記架線設備領域点群判定情報HJiが前記架線設備判定結果用メモリ165に存在する場合は、この架線設備領域点群判定情報HJiに含まれているレーザ点群LRiの三次元座標(x、y、z)とその障害地物レーザ点群SLRiの二次元平面(X´―Z´)の座標(x´,z´)と変動後架線設備領域枠PLFwiの種別とを前記架線設備領域点群判定情報HJiとして前記架線設備判定結果用メモリ165に記憶する
    ことを特徴とする請求項2記載のレーザ点群を用いた建築限界内点群判定システム。
    The overhead line / overhead line equipment determination unit 160 includes:
    The overhead line facility region point group determination information HJi having the three-dimensional coordinates (x, y, z) of the obstacle feature laser point group SLRi (x ′, z ′) in the two-dimensional plane (X′-Z ′) is If the overhead line facility determination result memory 165 exists, the three-dimensional coordinates (x, y, z) of the laser point group LRi included in the overhead line facility region point group determination information HJi and its obstacle feature laser point For the overhead line equipment determination result, the coordinates (x ', z') of the two-dimensional plane (X'-Z ') of the group SLRi and the type of the post-change overhead line equipment area frame PLFwi are used as the overhead line equipment area point group judgment information HJi. It memorize | stores in the memory 165. The point group determination system within a building limit using the laser point cloud of Claim 2 characterized by the above-mentioned.
  4. さらに、
    前記判定結果用メモリ185の障害物判定結果情報HMJiの障害地物レーザ点群SLRiとこの障害地物レーザ点群SLRiのy座標とを有するレーザ点群LRiを前記レーザ点群用データベース103から全て読み出して、これらを画面座標に変換して画面に表示すると共に、前記障害地物レーザ点群SLRiを画面座標に変換して前記障害物判定結果情報HMJiに含まれる前記枠の種別に応じた色で表示する障害物表示部190と
    を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のレーザ点群を用いた建築限界内点群判定システム。
    further,
    All the laser point groups LRi having the obstacle feature laser point group SLRi of the obstacle judgment result information HMJi in the judgment result memory 185 and the y coordinate of the obstacle feature laser point group SLRi are all stored in the laser point group database 103. These are read and converted into screen coordinates and displayed on the screen, and the obstacle feature laser point group SLRi is converted into screen coordinates and color corresponding to the type of the frame included in the obstacle determination result information HMJi. The obstacle limit display unit 190 for displaying in the building limit point group determination system using the laser point cloud according to any one of claims 1 to 3.
  5. 前記障害物表示部190は、
    架線設備判定結果用メモリ165の架線設備領域点群判定情報HJiに含まれているレーザ点群LRiを架線設備領域枠PLFiの枠の種別に応じた色で表示することを特徴とする請求項4記載のレーザ点群を用いた建築限界内点群判定システム。
    The obstacle display unit 190
    5. The laser point group LRi included in the overhead line facility area point group determination information HJi in the overhead line facility determination result memory 165 is displayed in a color corresponding to the type of the overhead line facility area frame PLFi. Building limit point cloud judgment system using the laser point cloud described.
  6. 高密度のレーザ点群LRiを用いて、線路を走行する鉄道車両に対して障害となる地物を判定するレーザ点群を用いた建築限界内点群判定方法であって、
    前記線路の収集区間に渡る前記レーザ点群LRiが記憶されたレーザ点群用データベース103と、
    左レールRaの前記レーザ点群LRiに基づく、左レールゲージコーナ三次元位置Raskciを繋げた左レールゲージコーナ線Rarと右レールRbの右レールゲージコーナ三次元位置Rbskciを繋げた右レールゲージコーナ線Rbrと一定区間毎の軌道中心Vbiを繋げた軌道中心線Qiとを軌道中心関連情報KNJiとして記憶した軌道中心関連情報用メモリ115と、
    前記軌道中心関連情報KNJiに含まれている軌道中心Vbiに対する曲線半径Riが前記軌道中心関連情報KNJiに関連付けられて記憶された曲線半径用メモリ135と、
    建築限界を示す枠を建築限界枠CFiとし、この建築限界枠CFiに対して間隙を有して囲む建築限界拡大枠BCFiを含む情報がパラメータ情報Msiとして記憶されたパラメータ用メモリ101と、さらに、
    前記収集区間を一定区間毎に分割した一定区間毎ボックスSBQwiが定義される三次元メモリ145と、二次元平面用メモリ175と、判定結果用メモリ185とを用意し、 コンピュータが、
    前記軌道中心関連情報KNJiに含まれている前記左レールゲージコーナ三次元位置Raskci、前記右レールゲージコーナ三次元位置Rbskci、前記軌道中心Vbiを前記三次元メモリ145に定義し、この軌道中心関連情報KNJi毎に、この軌道中心関連情報KNJに含まれている前記左レールゲージコーナ三次元位置Raskci、前記右レールゲージコーナ三次元位置Rbskci、前記軌道中心Vbiを通る横断直線Lvriをレール上面線Rumとし、このレール上面線Rum毎に、前記定義した軌道中心関連情報KNJiの前記曲線半径Riに基づいて前記建築限界の変動量Wiを求め、この変動量Wiで前記建築限界枠CFiの寸法を変動させた変動後建築限界枠CFwi及び前記間隙を変動させた変動後建築限界拡大枠BCFwiをそのレール上面線Rumに定義して行ってこれらの枠を繋げた変動後建築限界枠ボックスSCFwi及び変動後建築限界拡大枠ボックスSBFwiを含む前記一定区間毎ボックスSBQwiを定義する点群抽出範囲設定工程と、
    前記一定区間毎ボックスSBQwiが定義される毎に、この一定区間毎ボックスSBQwi内の三次元座標を有するレーザ点群LRiを前記レーザ点群用データベース103から全て読み込むレーザ点群取得工程と、
    前記一定区間毎ボックスSBQwiが定義される毎に、この一定区間毎ボックスSBQwiにおける前記レール上面線RumをX軸とした二次元平面(X´―Z´)を前記二次元平面用メモリ175に定義してレール上面線Rum以上のレーザ点群LRiを指定して投影変換すると共に、この一定区間毎ボックスSBQwi内の変動後建築限界拡大枠BCFwi及び前記建築限界枠CFiを投影変換する二次元化工程と、
    前記二次元平面(X´―Z´)におけるレーザ点群LRiを前記障害となる地物の障害地物レーザ点群SLRi(x´,z´)とし、前記二次元化工程が指定したレーザ点群LRiの三次元座標(x,y,z)と、この障害地物レーザ点群SLRi(x´,z´)が位置している前記変動後建築限界拡大枠BCFwiと前記建築限界枠CFiとの間又は前記建築限界枠CFiの種別とを障害物判定結果情報HMJiとして前記判定結果用メモリ185に記憶する地物障害物判定工程と
    を行うことを特徴とするレーザ点群を用いた建築限界内点群判定方法。
    A construction limit point group determination method using a laser point group for determining a feature that becomes an obstacle to a railway vehicle traveling on a track using a high-density laser point group LRi,
    A laser point group database 103 in which the laser point group LRi over the collection section of the line is stored;
    Based on the laser point group LRi of the left rail Ra, a left rail gauge corner line Rar connecting the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci and a right rail gauge corner line connecting the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci of the right rail Rb. A trajectory center related information memory 115 that stores the trajectory center line Qi connecting Rbr and the trajectory center Vbi for each predetermined section as trajectory center related information KNJi;
    A curve radius memory 135 in which a curve radius Ri for the track center Vbi included in the track center related information KNJi is stored in association with the track center related information KNJi;
    A frame indicating a building limit is defined as a building limit frame CFi, and a parameter memory 101 in which information including a building limit expanding frame BCFi surrounding the building limit frame CFi with a gap is stored as parameter information Msi;
    A three-dimensional memory 145, a two-dimensional plane memory 175, and a determination result memory 185 in which a box SBQwi for each predetermined section is defined by dividing the collection section into predetermined sections are prepared.
    The left rail gauge corner three-dimensional position Raskci, the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci, and the orbit center Vbi included in the orbit center related information KNJi are defined in the three-dimensional memory 145, and the orbit center related information is defined. For each KNJi, the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci, the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci, and the crossing straight line Lvri passing through the track center Vbi included in the track center related information KNJ are set as rail upper surface lines Rum. For each rail upper surface line Rum, the building limit variation amount Wi is obtained based on the curve radius Ri of the defined track center related information KNJi, and the size of the building limit frame CFi is varied by the variation amount Wi. After-change building limit frame CFwi and after-change building limit by changing the gap Point group extraction that defines the box SBQwi for each fixed section including the post-change building limit frame box SCFwi and the post-change building limit enlargement frame box SBFwi, which are defined by defining the large frame BCFwi as the rail upper surface line Rum. A range setting process;
    A laser point group acquisition step of reading all of the laser point group LRi having the three-dimensional coordinates in the constant interval box SBQwi from the laser point group database 103 each time the constant interval box SBQwi is defined;
    Each time the fixed section box SBQwi is defined, a two-dimensional plane (X′-Z ′) with the rail upper surface line Rum in the fixed section box SBQwi as the X axis is defined in the two-dimensional plane memory 175. A projection process for designating a laser point group LRi that is equal to or higher than the rail upper surface line Rum, and projecting and transforming the building limit enlarged frame BCFwi after change and the building limit frame CFi in the box SBQwi for each predetermined section. When,
    The laser point group LRi on the two-dimensional plane (X′-Z ′) is the obstacle feature laser point group SLRi (x ′, z ′) of the obstacle feature, and the laser point designated by the two-dimensionalization step The three-dimensional coordinates (x, y, z) of the group LRi and the post-change building limit expansion frame BCFwi and the building limit frame CFi in which the obstacle feature laser point group SLRi (x ′, z ′) is located Or an obstacle determination step for storing the type of the building limit frame CFi in the determination result memory 185 as the obstacle determination result information HMJi. Inner point group determination method.
  7. 前記パラメータ情報Msiの前記建築限界枠CFiの情報は、架線及び架線設備が存在する領域の枠を示す架線設備領域枠PLFiとし、この架線設備領域枠PLFiを電化区間用の建築限界を枠で示した電化区間用建築限界枠DFiの上部に設けた架線設備領域付建築限界枠DPCFiを定義するための情報であり、
    さらに、前記架線又は架線設備であるかどうかを判定するための架線・架線設備条件を含み、
    前記点群抽出範囲設定工程は、
    前記軌道中心関連情報KNJiに基づく前記レール上面線Rumが前記三次元メモリ145に定義される毎に、架線設備領域付建築限界枠DPCFiを前記変動量Wiで変動させた変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwiを前記変動後建築限界枠CFwiとして順次定義するステップと、
    隣合う前後の変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwiとで変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwiを定義するステップと、
    この変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwiの定義に伴って隣合う前後の前記電化区間用建築限界枠DFiに基づく変動後の立体を変動後電化区間用建築限界枠ボックスSDFwiとするステップと、
    前記変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwiの定義に伴って前後の前記架線設備領域枠PLFiに基づく変動後の立体を変動後架線設備領域枠ボックスSPLFwiとして前記一定区間毎ボックスSBQwiに含ませて定義するステップとを行い、
    さらに、前記コンピュータが、
    前記一定区間毎ボックスSBQwi内にレーザ点群LRiが読み込まれる毎に、前記変動後架線設備領域枠ボックスSPLFwi内に存在するレーザ点群LRiを指定し、この指定されたレーザ点群LRiが前記パラメータ情報Msiに含まれている架線・架線設備条件に基づいて架線又は架線設備かどうかを判定し、架線設備と判定した場合は架線設備を示す区分IDを若しくは架線と判定した場合は架線を示す区分IDをその指定されたレーザ点群LRiに付加し、また架線及び架線設備ではない場合は架線及び架線設備ではないことを示す区分IDをその指定されたレーザ点群LRiに付加し、これらを架線設備領域点群判定情報HJiとして架線設備判定結果用メモリ165に記憶する架線・架線設備判定工程とを行い、
    さらに、
    前記二次元化工程は、
    前記一定区間毎ボックスSBQwi内の前記レーザ点群LRiを指定する毎に、前記架線設備判定結果用メモリ165にこの指定されたレーザ点群LRiの三次元座標を有する前記架線設備領域点群判定情報HJiを読み込むステップと、
    この架線設備領域点群判定情報HJiに含まれている区分IDが架線又は架線設備を示している場合は、その指定したレーザ点群LRiの読み込みを停止するステップと
    を行うことを特徴とする請求項6記載のレーザ点群を用いた建築限界内点群判定方法。
    The information of the building limit frame CFi of the parameter information Msi is an overhead line facility area frame PLFi indicating a frame of the area where the overhead line and the overhead line facility exist, and this overhead line facility area frame PLFi indicates the building limit for the electrified section with a frame. It is information for defining the building limit frame DPCFi with an overhead line facility area provided at the upper part of the building limit frame DFi for electrified sections,
    Furthermore, it includes an overhead line / overhead equipment condition for determining whether it is the overhead line or the overhead line equipment,
    The point cloud extraction range setting step includes
    Each time the rail upper surface line Rum based on the track center-related information KNJi is defined in the three-dimensional memory 145, the building limit frame DPCFi with overhead line facility area is changed by the fluctuation amount Wi, and the building with changed overhead line equipment area Sequentially defining a limit frame DPCFwi as the post-change building limit frame CFwi;
    Defining a building limit frame box SDPCFwi with a post-change overhead line facility area with a building limit frame DPCFwi with a post-change overhead line facility area before and after the adjacent;
    With the definition of the building limit frame box with post-change overhead line facility area SDPCFwi, the step after the change based on the building limit frame for electric section DFi before and after the adjacent is set as the building limit frame box for post-change electrification section SDFwi; ,
    In accordance with the definition of the building limit frame box SDPCFwi with the post-change overhead line facility area, the three-dimensional body after the change based on the preceding and following overhead line facility area frame PLFi is included in the box SBQwi for each fixed section as the post-change overhead line facility area frame box SPLFwi. And define the steps
    Further, the computer
    Each time a laser point group LRi is read in the box SBQwi for each predetermined section, the laser point group LRi existing in the post-change overhead line facility area frame box SPLFwi is specified, and the specified laser point group LRi is the parameter. It is determined whether it is an overhead line or an overhead line facility based on the overhead line or overhead line equipment condition included in the information Msi. An ID is added to the designated laser point group LRi, and if it is not an overhead line and an overhead line facility, a section ID indicating that it is not an overhead line and an overhead line facility is added to the designated laser point group LRi, and these are added to the overhead line An overhead line / overhead line facility determination step stored in the overhead line facility determination result memory 165 as the facility area point cloud determination information HJi,
    further,
    The two-dimensionalization process includes
    Each time the laser point group LRi in the box SBQwi for each predetermined section is designated, the overhead equipment region point group judgment information having the three-dimensional coordinates of the designated laser point group LRi in the overhead equipment judgment result memory 165 Reading HJi;
    A step of stopping reading of the designated laser point group LRi when the section ID included in the overhead line facility area point group determination information HJi indicates an overhead line or an overhead line facility; Item 7. A method for determining points within a building limit using the laser point cloud according to item 6.
  8. 高密度のレーザ点群LRiを用いて、線路を走行する鉄道車両に対して障害となる地物を判定するレーザ点群を用いた建築限界内点群判定プログラムであって、
    前記線路の収集区間に渡る前記レーザ点群LRiが記憶されたレーザ点群用データベース103と、
    左レールRaの前記レーザ点群LRiに基づく、左レールゲージコーナ三次元位置Raskciを繋げた左レールゲージコーナ線Rarと右レールRbの右レールゲージコーナ三次元位置Rbskciを繋げた右レールゲージコーナ線Rbrと一定区間毎の軌道中心Vbiを繋げた軌道中心線Qiとを軌道中心関連情報KNJiとして記憶した軌道中心関連情報用メモリ115と、
    前記軌道中心関連情報KNJiに含まれている軌道中心Vbiに対する曲線半径Riが前記軌道中心関連情報KNJiに関連付けられて記憶された曲線半径用メモリ135と、
    建築限界を示す枠を建築限界枠CFiとし、この建築限界枠CFiに対して間隙を有して囲む建築限界拡大枠BCFiを含む情報がパラメータ情報Msiとして記憶されたパラメータ用メモリ101と、さらに、
    前記収集区間を一定区間毎に分割した一定区間毎ボックスSBQwiが定義される三次元メモリ145と、二次元平面用メモリ175と、判定結果用メモリ185とを用いて、 コンピュータを、
    前記軌道中心関連情報KNJiに含まれている前記左レールゲージコーナ三次元位置Raskci、前記右レールゲージコーナ三次元位置Rbskci、前記軌道中心Vbiを前記三次元メモリ145に定義し、この軌道中心関連情報KNJi毎に、この軌道中心関連情報KNJに含まれている前記左レールゲージコーナ三次元位置Raskci、前記右レールゲージコーナ三次元位置Rbskci、前記軌道中心Vbiを通る横断直線Lvriをレール上面線Rumとし、このレール上面線Rum毎に、前記定義した軌道中心関連情報KNJiの前記曲線半径Riに基づいて前記建築限界の変動量Wiを求め、この変動量Wiで前記建築限界枠CFiの寸法を変動させた変動後建築限界枠CFwi及び前記間隙を変動させた変動後建築限界拡大枠BCFwiをそのレール上面線Rumに定義して行ってこれらの枠を繋げた変動後建築限界枠ボックスSCFwi及び変動後建築限界拡大枠ボックスSBFwiを含む前記一定区間毎ボックスSBQwiを定義する点群抽出範囲設定手段、
    前記一定区間毎ボックスSBQwiが定義される毎に、この一定区間毎ボックスSBQwi内の三次元座標を有するレーザ点群LRiを前記レーザ点群用データベース103から全て読み込むレーザ点群取得手段、
    前記一定区間毎ボックスSBQwiが定義される毎に、この一定区間毎ボックスSBQwiにおける前記レール上面線RumをX軸とした二次元平面(X´―Z´)を前記二次元平面用メモリ175に定義してレール上面線Rum以上のレーザ点群LRiを指定して投影変換すると共に、この一定区間毎ボックスSBQwi内の変動後建築限界拡大枠BCFwi及び前記建築限界枠CFiを投影変換する二次元化手段、
    前記二次元平面(X´―Z´)におけるレーザ点群LRiを前記障害となる地物の障害地物レーザ点群SLRi(x´,z´)とし、前記二次元化手段が指定したレーザ点群LRiの三次元座標(x,y,z)と、この障害地物レーザ点群SLRi(x´,z´)が位置している前記変動後建築限界拡大枠BCFwiと前記建築限界枠CFiとの間又は前記建築限界枠CFiの種別とを障害物判定結果情報HMJiとして前記判定結果用メモリ185に記憶する地物障害物判定手段
    としての機能を実行させるためのレーザ点群を用いた建築限界内点群判定プログラム。
    An architectural limit point group determination program using a laser point group for determining a feature that becomes an obstacle to a railway vehicle traveling on a track using a high-density laser point group LRi,
    A laser point group database 103 in which the laser point group LRi over the collection section of the line is stored;
    Based on the laser point group LRi of the left rail Ra, a left rail gauge corner line Rar connecting the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci and a right rail gauge corner line connecting the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci of the right rail Rb. A trajectory center related information memory 115 that stores the trajectory center line Qi connecting Rbr and the trajectory center Vbi for each predetermined section as trajectory center related information KNJi;
    A curve radius memory 135 in which a curve radius Ri for the track center Vbi included in the track center related information KNJi is stored in association with the track center related information KNJi;
    A frame indicating a building limit is defined as a building limit frame CFi, and a parameter memory 101 in which information including a building limit expanding frame BCFi surrounding the building limit frame CFi with a gap is stored as parameter information Msi;
    A computer using a three-dimensional memory 145, a two-dimensional plane memory 175, and a determination result memory 185, in which a box SBQwi for each fixed section obtained by dividing the collection section into fixed sections is defined,
    The left rail gauge corner three-dimensional position Raskci, the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci, and the orbit center Vbi included in the orbit center related information KNJi are defined in the three-dimensional memory 145, and the orbit center related information is defined. For each KNJi, the left rail gauge corner three-dimensional position Raskci, the right rail gauge corner three-dimensional position Rbskci, and the crossing straight line Lvri passing through the track center Vbi included in the track center related information KNJ are set as rail upper surface lines Rum. For each rail upper surface line Rum, the building limit variation amount Wi is obtained based on the curve radius Ri of the defined track center related information KNJi, and the size of the building limit frame CFi is varied by the variation amount Wi. After-change building limit frame CFwi and after-change building limit by changing the gap Point group extraction that defines the box SBQwi for each fixed section including the post-change building limit frame box SCFwi and the post-change building limit enlargement frame box SBFwi, which are defined by defining the large frame BCFwi as the rail upper surface line Rum. Range setting means,
    Laser point group acquisition means for reading all of the laser point group LRi having the three-dimensional coordinates in the constant interval box SBQwi from the laser point group database 103 every time the constant interval box SBQwi is defined,
    Each time the fixed section box SBQwi is defined, a two-dimensional plane (X′-Z ′) with the rail upper surface line Rum in the fixed section box SBQwi as the X axis is defined in the two-dimensional plane memory 175. Then, two-dimensionalization means for projecting and converting the laser point group LRi above the rail upper surface line Rum and projecting and transforming the post-fluctuation building limit expansion frame BCFwi and the building limit frame CFi in the box SBQwi for each predetermined section ,
    The laser point group LRi on the two-dimensional plane (X′-Z ′) is the obstacle feature laser point group SLRi (x ′, z ′) of the feature that becomes the obstacle, and the laser point designated by the two-dimensionalization means The three-dimensional coordinates (x, y, z) of the group LRi and the post-change building limit expansion frame BCFwi and the building limit frame CFi in which the obstacle feature laser point group SLRi (x ′, z ′) is located Or a building limit using a laser point cloud for executing a function as a feature obstacle determination means for storing the type of the building limit frame CFi as the obstacle determination result information HMJi in the determination result memory 185 Internal point cloud judgment program.
  9. 前記パラメータ情報Msiの前記建築限界枠CFiの情報は、架線及び架線設備が存在する領域の枠を示す架線設備領域枠PLFiとし、この架線設備領域枠PLFiを電化区間用の建築限界を枠で示した電化区間用建築限界枠DFiの上部に設けた架線設備領域付建築限界枠DPCFiを定義するための情報であり、
    さらに、前記架線又は架線設備であるかどうかを判定するための架線・架線設備条件を含み、
    前記点群抽出範囲設定手段を、
    前記軌道中心関連情報KNJiに基づく前記レール上面線Rumが前記三次元メモリ145に定義される毎に、架線設備領域付建築限界枠DPCFiを前記変動量Wiで変動させた変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwiを前記変動後建築限界枠CFwiとして順次定義する手段、
    隣合う前後の変動後架線設備領域付建築限界枠DPCFwiとで変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwiを定義する手段、
    この変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwiの定義に伴って隣合う前後の前記電化区間用建築限界枠DFiに基づく変動後の立体を変動後電化区間用建築限界枠ボックスSDFwiとする手段、
    前記変動後架線設備領域付建築限界枠ボックスSDPCFwiの定義に伴って前後の前記架線設備領域枠PLFiに基づく変動後の立体を変動後架線設備領域枠ボックスSPLFwiとして前記一定区間毎ボックスSBQwiに含ませて定義する手段としての機能を実行させ、
    さらに、前記コンピュータを、
    前記一定区間毎ボックスSBQwi内にレーザ点群LRiが読み込まれる毎に、前記変動後架線設備領域枠ボックスSPLFwi内に存在するレーザ点群LRiを指定し、この指定されたレーザ点群LRiが前記パラメータ情報Msiに含まれている架線・架線設備条件に基づいて架線又は架線設備かどうかを判定し、架線設備と判定した場合は架線設備を示す区分IDを若しくは架線と判定した場合は架線を示す区分IDをその指定されたレーザ点群LRiに付加し、また架線及び架線設備ではない場合は架線及び架線設備ではないことを示す区分IDをその指定されたレーザ点群LRiに付加し、これらを架線設備領域点群判定情報HJiとして架線設備判定結果用メモリ165に記憶する架線・架線設備判定手段、
    さらに、
    前記二次元化手段を、
    前記一定区間毎ボックスSBQwi内の前記レーザ点群LRiを指定する毎に、前記架線設備判定結果用メモリ165にこの指定されたレーザ点群LRiの三次元座標を有する前記架線設備領域点群判定情報HJiを読み込む手段、
    この架線設備領域点群判定情報HJiに含まれている区分IDが架線又は架線設備を示している場合は、その指定したレーザ点群LRiの読み込みを停止する手段
    としての機能を実行させるための請求項8記載のレーザ点群を用いた建築限界内点群判定プログラム。
    The information of the building limit frame CFi of the parameter information Msi is an overhead line facility area frame PLFi indicating a frame of the area where the overhead line and the overhead line facility exist, and this overhead line facility area frame PLFi indicates the building limit for the electrified section with a frame. It is information for defining the building limit frame DPCFi with an overhead line facility area provided at the upper part of the building limit frame DFi for electrified sections,
    Furthermore, it includes an overhead line / overhead equipment condition for determining whether it is the overhead line or the overhead line equipment,
    The point cloud extraction range setting means,
    Each time the rail upper surface line Rum based on the track center-related information KNJi is defined in the three-dimensional memory 145, the building limit frame DPCFi with overhead line facility area is changed by the fluctuation amount Wi, and the building with changed overhead line equipment area Means for sequentially defining the limit frame DPCFwi as the post-change building limit frame CFwi;
    Means for defining a building limit frame box SDPCFwi with a post-change overhead line equipment area and a building limit frame DPCFwi with a post-change overhead line equipment area adjacent to each other;
    Means to change the three-dimensional after the change based on the building limit frame DFi for the electrified section before and after adjoining in accordance with the definition of the building limit frame box SDPCFwi with the post-change overhead line facility area,
    In accordance with the definition of the building limit frame box SDPCFwi with the post-change overhead line facility area, the three-dimensional body after the change based on the preceding and following overhead line facility area frame PLFi is included in the box SBQwi for each fixed section as the post-change overhead line facility area frame box SPLFwi. Function as a means to define
    Further, the computer
    Each time a laser point group LRi is read in the box SBQwi for each predetermined section, the laser point group LRi existing in the post-change overhead line facility area frame box SPLFwi is specified, and the specified laser point group LRi is the parameter. It is determined whether it is an overhead line or an overhead line facility based on the overhead line or overhead line equipment condition included in the information Msi. An ID is added to the designated laser point group LRi, and if it is not an overhead line and an overhead line facility, a section ID indicating that it is not an overhead line and an overhead line facility is added to the designated laser point group LRi, and these are added to the overhead line Overhead line / overhead line facility determination means for storing in the overhead line facility determination result memory 165 as the facility area point cloud determination information HJi,
    further,
    The two-dimensional means is
    Each time the laser point group LRi in the box SBQwi for each predetermined section is designated, the overhead equipment region point group judgment information having the three-dimensional coordinates of the designated laser point group LRi in the overhead equipment judgment result memory 165 Means for reading HJi,
    When the category ID included in the overhead line facility area point group determination information HJi indicates an overhead line or overhead line facility, a request for executing a function as means for stopping the reading of the designated laser point group LRi Item 15. A program for determining point clouds within a building limit using the laser point cloud according to item 8.
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