JP2020186994A - Buried object measurement device, method, and program - Google Patents

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Abstract

To provide a buried object measurement device, method, and program which improve measurement efficiency when a measurement part measures a buried object while moving within a measurement range.SOLUTION: When an electromagnetic wave device 12 measures a buried object while moving within a measurement range, an estimation section 22 estimates a three-dimensional map of the outside of a building and the vicinity of a measurement device and a self position on the three-dimensional map. An instruction section 24 specifies a range in which the own device has completed the measurement on the three-dimensional map and instructs the own device to move to a direction for measuring an unmeasured range.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、埋設物計測装置、方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to buried object measuring devices, methods, and programs.

例えば、地中に埋設されている埋設管の工事を行う場合、埋設管の位置などの情報が記録された台帳を参照するが、台帳の記録と実際とで埋設管の位置が異なる場合がある。埋設管の工事の際に、埋設管の破損事故の防止や、作業の効率化の観点から、事前に埋設位置を正確に把握しておくことが望ましい。 For example, when constructing a buried pipe buried in the ground, the ledger in which information such as the position of the buried pipe is recorded is referred to, but the position of the buried pipe may differ between the record in the ledger and the actual position. .. When constructing a buried pipe, it is desirable to accurately grasp the buried position in advance from the viewpoint of preventing damage to the buried pipe and improving work efficiency.

埋設管などの埋設物の計測に関し、例えば、管部材の管種を非破壊で判別する管種判別装置が提案されている。この装置は、埋設管に向けて電磁波を発信する送信アンテナと、埋設管からの反射電磁波を受信する受信アンテナと、受信アンテナの受信信号を所要の通りに処理する信号演算処理手段と、信号演算処理手段の処理信号を利用して埋設管の管種を非破壊で判定する管種判定手段とを具備する。そして、信号演算処理手段は、埋設管の管下底面からの反射電磁波を処理し、送信アンテナから送信された後受信アンテナに受信されるまでの伝搬時間を演算し、管種判定手段は電磁波の伝搬時間に基づいて管種を非破壊で判定する。 Regarding the measurement of buried objects such as buried pipes, for example, a pipe type discriminating device for nondestructively discriminating the pipe type of a pipe member has been proposed. This device includes a transmitting antenna that emits electromagnetic waves toward the buried pipe, a receiving antenna that receives reflected electromagnetic waves from the buried pipe, a signal calculation processing means that processes the received signal of the receiving antenna as required, and signal calculation. It is provided with a pipe type determining means for nondestructively determining the pipe type of the buried pipe by using the processing signal of the processing means. Then, the signal calculation processing means processes the reflected electromagnetic wave from the bottom surface of the buried pipe, calculates the propagation time from being transmitted from the transmitting antenna to being received by the receiving antenna, and the tube type determining means is the electromagnetic wave. The tube type is determined non-destructively based on the propagation time.

特開2002−228599号公報JP-A-2002-228599

広範な計測範囲を計測する場合、計測装置を移動させながら各地点で計測を行う必要があるが、計測範囲を漏れなく計測するため、及び、どの地点での計測データかを正確に把握するために、従来の現地計測では、路面などの計測面に計測位置の目印となる計測線を事前に描いておく作業(以下、「測線設定作業」という)が必要である。この測線設定作業が、現地計測時間の約50%程度を占める状況となっており、計測効率の低下を招いている。 When measuring a wide measurement range, it is necessary to measure at each point while moving the measuring device, but in order to measure the measurement range without omission and to accurately grasp the measurement data at which point. In addition, in the conventional on-site measurement, it is necessary to draw a measurement line as a mark of the measurement position on the measurement surface such as a road surface in advance (hereinafter referred to as "measurement line setting work"). This survey line setting work occupies about 50% of the on-site measurement time, which causes a decrease in measurement efficiency.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、計測範囲を移動しながら埋設物を計測する際の計測効率を向上させることができる埋設物計測装置、方法、及びプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a buried object measuring device, a method, and a program capable of improving the measurement efficiency when measuring a buried object while moving the measuring range. With the goal.

上記目的を達成するために、本発明に係る埋設物計測装置は、計測範囲を移動しながら埋設物を計測する計測部と、前記計測部周辺の3次元マップ、及び前記3次元マップにおける前記計測部の位置を推定する推定部と、前記3次元マップにおいて前記計測部が計測済みの領域を特定すると共に、前記計測部が未計測の領域を計測するための移動方向を指示する指示部と、を含んで構成されている。 In order to achieve the above object, the buried object measuring device according to the present invention has a measuring unit that measures buried objects while moving the measurement range, a three-dimensional map around the measuring unit, and the measurement in the three-dimensional map. An estimation unit that estimates the position of the unit, an instruction unit that specifies a region that has been measured by the measurement unit in the three-dimensional map, and an instruction unit that indicates a movement direction for the measurement unit to measure an unmeasured region. Is configured to include.

本発明に係る埋設物計測装置によれば、計測部が、計測範囲を移動しながら埋設物を計測する際に、推定部が、計測部周辺の3次元マップ、及び3次元マップにおける計測部の位置を推定し、指示部が、3次元マップにおいて計測部が計測済みの領域を特定すると共に、計測部が未計測の領域を計測するための移動方向を指示する。これにより、計測の事前処理として、構造物表面にマーカなどで計測線を設定する等の作業を要することなく、計測範囲を移動しながら埋設物を計測する際の計測効率を向上させることができる。 According to the buried object measuring device according to the present invention, when the measuring unit measures the buried object while moving the measurement range, the estimating unit is a three-dimensional map around the measuring unit and the measuring unit in the three-dimensional map. The position is estimated, the indicating unit identifies the measured area on the three-dimensional map, and the measuring unit instructs the moving direction for measuring the unmeasured area. As a result, it is possible to improve the measurement efficiency when measuring the buried object while moving the measurement range without requiring the work of setting the measurement line on the surface of the structure with a marker or the like as the pre-processing of the measurement. ..

また、前記指示部は、前記推定部により推定された前記計測部の位置、及び前記計測部の計測幅に基づいて、前記3次元マップにおいて前記計測部が計測済みの領域を特定し、前記計測部が計測済みの領域を前記未計測の領域とは異なる態様で表した画面を表示装置に表示することができる。計測済みの領域が明示的に表示されることにより、未計測の領域を計測するための移動方向の把握が容易になる。 Further, the instruction unit identifies a region measured by the measurement unit in the three-dimensional map based on the position of the measurement unit estimated by the estimation unit and the measurement width of the measurement unit, and measures the measurement. It is possible to display on the display device a screen in which the measured area is represented in a mode different from that of the unmeasured area. By explicitly displaying the measured area, it becomes easy to grasp the moving direction for measuring the unmeasured area.

また、前記指示部は、前記推定部で推定された前記計測部の位置から、前記計測部の計測幅の端部と前記計測済みの領域との重複幅が所定範囲内となるように前記計測部を移動させる場合の移動方向を前記3次元マップに描画した画面を表示装置に表示することができる。また、前記指示部は、前記計測部による計測中に、前記計測部の計測幅の端部と前記計測済みの領域との重複幅が所定値以下となった場合に、警告を行うことができる。また、前記指示部は、所定範囲内に前記未計測の領域が残っているかをチェックすることができる。これにより、漏れなく、かつ効率良く計測を行うことができる。 Further, the indicating unit measures the measurement unit so that the overlap width between the end of the measurement width of the measurement unit and the measured area is within a predetermined range from the position of the measurement unit estimated by the estimation unit. A screen in which the moving direction when moving the unit is drawn on the three-dimensional map can be displayed on the display device. In addition, the indicator unit can issue a warning when the overlap width between the end of the measurement width of the measurement unit and the measured area becomes a predetermined value or less during measurement by the measurement unit. .. In addition, the indicator can check whether the unmeasured region remains within a predetermined range. As a result, measurement can be performed efficiently without omission.

また、前記計測部は、計測面の各位置において、前記計測面から内部方向へ照射した電磁波の反射波の強度を計測することができる。これにより、埋設物の埋設位置などの情報が得られる。 In addition, the measuring unit can measure the intensity of the reflected wave of the electromagnetic wave radiated inward from the measuring surface at each position on the measuring surface. As a result, information such as the burial position of the buried object can be obtained.

また、本発明に係る埋設物計測装置は、前記計測部により前記各位置で計測された電磁波の反射波の強度を、前記推定部により推定された前記計測部の位置に基づいて3次元化した画像を生成する生成部を更に含むことができる。これにより、構造物の内部の情報を3次元で再現することができる。 Further, in the buried object measuring device according to the present invention, the intensity of the reflected wave of the electromagnetic wave measured at each position by the measuring unit is three-dimensionalized based on the position of the measuring unit estimated by the estimating unit. A generator that generates an image can be further included. As a result, the information inside the structure can be reproduced in three dimensions.

また、前記生成部は、生成した前記3次元化した画像と、前記推定部により推定された3次元マップとの位置合せを行い、計測面の内外を示す3次元画像を生成することができる。これにより、例えば、埋設位置が特定された埋設物に対する作業を行う場合などに、作業のし易さや障害物などを周辺の状況から把握することができる。 In addition, the generation unit can align the generated three-dimensional image with the three-dimensional map estimated by the estimation unit to generate a three-dimensional image showing the inside and outside of the measurement surface. As a result, for example, when performing work on a buried object whose burial position is specified, the ease of work, obstacles, and the like can be grasped from the surrounding conditions.

また、前記生成部は、前記3次元マップが示す計測面の高さ又は傾きに応じて、前記3次元化した画像を補正することができる。これにより、埋設物をより精度良く再現することができる。 In addition, the generation unit can correct the three-dimensional image according to the height or inclination of the measurement surface indicated by the three-dimensional map. As a result, the buried object can be reproduced with higher accuracy.

また、本発明に係る埋設物計測方法は、計測部が、計測範囲を移動しながら埋設物を計測し、推定部が、前記計測部周辺の3次元マップ、及び前記3次元マップにおける前記計測部の位置を推定し、指示部が、前記3次元マップにおいて前記計測部が計測済みの領域を特定すると共に、前記計測部が未計測の領域を計測するための移動方向を指示する方法である。 Further, in the buried object measuring method according to the present invention, the measuring unit measures the buried object while moving the measurement range, and the estimating unit measures the three-dimensional map around the measuring unit and the measuring unit in the three-dimensional map. This is a method in which the position of the above is estimated, the instructing unit identifies the area measured by the measuring unit in the three-dimensional map, and the measuring unit instructs the moving direction for measuring the unmeasured area.

また、本発明に係る埋設物計測プログラムは、コンピュータを、計測部が計測範囲を移動しながら埋設物を計測する場合において、前記計測部周辺の3次元マップ、及び前記3次元マップにおける前記計測部の位置を推定する推定部、及び、前記3次元マップにおいて前記計測部が計測済みの領域を特定すると共に、前記計測部が未計測の領域を計測するための移動方向を指示する指示部として機能させるためのプログラムである。 Further, in the buried object measurement program according to the present invention, when the measuring unit measures the buried object while moving the measurement range, the three-dimensional map around the measuring unit and the measuring unit in the three-dimensional map. The estimation unit functions as an estimation unit that estimates the position of the device, and the measurement unit specifies an area that has already been measured in the three-dimensional map, and the measurement unit functions as an instruction unit that indicates a moving direction for measuring an unmeasured area. It is a program to make you.

本発明に係る埋設物計測装置、方法、及びプログラムによれば、計測部周辺の3次元マップ、及び3次元マップにおける計測部の位置を推定し、3次元マップにおいて計測部が計測済みの領域を特定すると共に、計測部が未計測の領域を計測するための移動方向を指示することにより、計測範囲を移動しながら埋設物を計測する際の計測効率を向上させることができる。 According to the buried object measuring device, method, and program according to the present invention, the position of the measuring unit is estimated in the three-dimensional map around the measuring unit and the three-dimensional map, and the area measured by the measuring unit in the three-dimensional map is determined. By specifying and instructing the moving direction for measuring the unmeasured area by the measuring unit, it is possible to improve the measurement efficiency when measuring the buried object while moving the measuring range.

埋設物計測装置の外観斜視図である。It is external perspective view of the buried object measuring apparatus. 埋設物計測装置の正面図及び側面図である。It is a front view and the side view of the buried object measuring device. 反射応答波形の検出を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detection of a reflection response waveform. 1グリッドにつき検出される反射応答波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reflection response waveform detected per one grid. 処理部のハードウェア構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware configuration of a processing part. 処理部の機能構成の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the functional structure of a processing part. 3Dマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a 3D map. 計測済み領域、計測予測線、及び移動方向の特定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the identification of the measured area, the measurement prediction line, and the moving direction. ナビ画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a navigation screen. 水平方向、横断方向、及び縦断方向の反射波強度画像を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the reflected wave intensity image in a horizontal direction, a transverse direction, and a longitudinal direction. 水平方向、横断方向、及び縦断方向の反射波強度画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reflected wave intensity image in a horizontal direction, a transverse direction, and a longitudinal direction. 地中解析画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the underground analysis image. 地中・地上結合画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the underground / ground combined image. ナビゲーション処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of a navigation process. 解析処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of analysis processing.

以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an example of the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態では、道路構造物内に埋設された埋設管の埋設位置を計測する場合について説明する。 In this embodiment, a case of measuring the burial position of the burial pipe buried in the road structure will be described.

図1は、本実施形態に係る埋設物計測装置10の外観斜視図、図2は、正面図及び側面図である。図1及び図2に示すように、埋設物計測装置10は、電磁波装置12と、レーザスキャナ16と、カラーカメラ18と、処理部20とを含み、これらの各構成が手押し車30に載置され、埋設物計測装置10全体が移動可能に構成されている。 FIG. 1 is an external perspective view of the buried object measuring device 10 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a front view and a side view. As shown in FIGS. 1 and 2, the buried object measuring device 10 includes an electromagnetic wave device 12, a laser scanner 16, a color camera 18, and a processing unit 20, and each of these configurations is mounted on a wheelbarrow 30. The entire buried object measuring device 10 is movable.

電磁波装置12は、埋設物計測装置10の移動方向に直交するライン上に複数設けられた電磁波照射部及び受信部を備える。図3に示すように、電磁波装置12は、道路表面の計測範囲95移動方向に走査しながら、道路表面から地中方向(深さ方向)へ電磁波を照射し、その反射波を受信する。これにより、計測範囲95の各グリッドについて、深度に応じた反射波強度を検出する。深度に応じた反射波強度は、1グリッドにつき、図4に示すような反射応答波形の形で検出される。1グリッドは、例えば、1cm×1cmであり、1ライン幅は1.0mとすることができる。この場合、1ラインにつき100グリッド分の反射応答波形が検出される。 The electromagnetic wave device 12 includes a plurality of electromagnetic wave irradiation units and reception units provided on a line orthogonal to the moving direction of the buried object measuring device 10. As shown in FIG. 3, the electromagnetic wave device 12 irradiates an electromagnetic wave from the road surface in the underground direction (depth direction) while scanning in the measurement range 95 moving direction of the road surface, and receives the reflected wave. As a result, the reflected wave intensity according to the depth is detected for each grid in the measurement range 95. The reflected wave intensity according to the depth is detected in the form of a reflection response waveform as shown in FIG. 4 per grid. One grid is, for example, 1 cm × 1 cm, and one line width can be 1.0 m. In this case, 100 grids of reflection response waveforms are detected per line.

深度は、電磁波の照射から反射波の受信までの時間に対応する。図4に示すような反射応答波形から、所望の各深度に対応した反射波強度を抽出することにより、道路構造物の深さ毎の反射波強度が得られる。すなわち、道路表面に対して2次元に設定される各グリッドについて反射応答波形が検出され、検出された反射応答波形から、深さ方向に複数の反射波強度の値が得られることにより、計測範囲95において、3次元の反射波強度が得られることになる。 The depth corresponds to the time from the irradiation of the electromagnetic wave to the reception of the reflected wave. By extracting the reflected wave intensity corresponding to each desired depth from the reflection response waveform as shown in FIG. 4, the reflected wave intensity for each depth of the road structure can be obtained. That is, the reflection response waveform is detected for each grid set two-dimensionally with respect to the road surface, and a plurality of reflected wave intensity values in the depth direction are obtained from the detected reflection response waveform, whereby the measurement range is measured. At 95, a three-dimensional reflected wave intensity can be obtained.

電磁波装置12は、取得した各グリッドについての反射応答波形(深度に応じた反射波強度)の情報を計測データとして処理部20へ出力する。なお、電磁波装置12は、本発明の計測部の一例である。 The electromagnetic wave device 12 outputs the information of the reflection response waveform (reflected wave intensity according to the depth) for each acquired grid to the processing unit 20 as measurement data. The electromagnetic wave device 12 is an example of the measuring unit of the present invention.

レーザスキャナ16は、水平方向及び垂直方向に走査しながらレーザを照射し、レーザが埋設物計測装置10の周辺物体の各点で反射し返ってくるまでの時間を測定し、TOF(Time of Flight)方式により、レーザの照射から帰ってくるまでの時間を距離に換算する。レーザスキャナ16は、レーザの照射角度と各点までの距離とに基づいて、各点の3次元座標値(X,Y,Z)を算出し、3次元(3D)点群データを処理部20へ出力する。 The laser scanner 16 irradiates the laser while scanning in the horizontal and vertical directions, measures the time until the laser reflects back at each point of the peripheral object of the buried object measuring device 10, and measures the TOF (Time of Flight). ) Method, the time from laser irradiation to return is converted into distance. The laser scanner 16 calculates the three-dimensional coordinate values (X, Y, Z) of each point based on the irradiation angle of the laser and the distance to each point, and processes the three-dimensional (3D) point cloud data in the processing unit 20. Output to.

カラーカメラ18は、カラー画像を撮影可能なカメラで、好ましくは、360°カメラなど、埋設物計測装置10の周辺を広画角で撮影可能なカメラである。カラーカメラ18は、撮影したカラー画像を処理部20へ出力する。 The color camera 18 is a camera capable of taking a color image, preferably a camera capable of taking a wide angle of view around the buried object measuring device 10 such as a 360 ° camera. The color camera 18 outputs the captured color image to the processing unit 20.

処理部20は、パーソナルコンピュータやタブレット端末等の情報処理装置である。図5は、処理部20のハードウェア構成を示すブロック図である。図5に示すように、処理部20は、CPU(Central Processing Unit)42、メモリ44、記憶装置46、入力装置48、出力装置50、光ディスク駆動装置52、及び通信I/F(Interface)54を有する。各構成は、バスを介して相互に通信可能に接続されている。 The processing unit 20 is an information processing device such as a personal computer or a tablet terminal. FIG. 5 is a block diagram showing a hardware configuration of the processing unit 20. As shown in FIG. 5, the processing unit 20 includes a CPU (Central Processing Unit) 42, a memory 44, a storage device 46, an input device 48, an output device 50, an optical disk drive device 52, and a communication I / F (Interface) 54. Have. Each configuration is communicably connected to each other via a bus.

記憶装置46には、後述するナビゲーション処理及び解析処理を含む埋設物計測処理を実行するための埋設物計測プログラムが格納されている。CPU42は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各構成を制御したりする。すなわち、CPU42は、記憶装置46からプログラムを読み出し、メモリ44を作業領域としてプログラムを実行する。CPU42は、記憶装置46に記憶されているプログラムに従って、上記各構成の制御及び各種の演算処理を行う。 The storage device 46 stores a buried object measurement program for executing a buried object measurement process including a navigation process and an analysis process described later. The CPU 42 is a central arithmetic processing unit that executes various programs and controls each configuration. That is, the CPU 42 reads the program from the storage device 46 and executes the program using the memory 44 as a work area. The CPU 42 controls each of the above configurations and performs various arithmetic processes according to the program stored in the storage device 46.

メモリ44は、RAM(Random Access Memory)により構成され、作業領域として一時的にプログラム及びデータを記憶する。記憶装置46は、ROM(Read Only Memory)、及びHDD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する。 The memory 44 is composed of a RAM (Random Access Memory), and temporarily stores programs and data as a work area. The storage device 46 is composed of a ROM (Read Only Memory) and an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive), and stores various programs including an operating system and various data.

入力装置48は、例えば、キーボードやマウス等の、各種の入力を行うための装置である。出力装置50は、例えば、ディスプレイやプリンタ等の、各種の情報を出力するための装置である。出力装置50として、タッチパネルディスプレイを採用することにより、入力装置48として機能させてもよい。光ディスク駆動装置52は、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)又はブルーレイディスクなどの各種の記録媒体に記憶されたデータの読み込みや、記録媒体に対するデータの書き込み等を行う。 The input device 48 is a device for performing various inputs such as a keyboard and a mouse. The output device 50 is a device for outputting various information such as a display and a printer. By adopting a touch panel display as the output device 50, it may function as an input device 48. The optical disc drive device 52 reads data stored in various recording media such as a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) or a Blu-ray disc, and writes data to the recording medium.

通信I/F54は、他の機器と通信するためのインタフェースであり、例えば、イーサネット(登録商標)、FDDI又はWi−Fi(登録商標)等の規格が用いられる。 The communication I / F 54 is an interface for communicating with other devices, and standards such as Ethernet (registered trademark), FDDI, and Wi-Fi (registered trademark) are used.

図6は、埋設物計測装置10の機能構成の例を示すブロック図である。図6に示すように、埋設物計測装置10は、機能構成として、推定部22と、指示部24と、生成部28とを含む。また、埋設物計測装置10の記憶領域の一部は、3Dマップ・計測データ記憶部26として機能する。各機能構成は、CPU42が記憶装置46に記憶された埋設物計測プログラムを読み出し、メモリ44に展開して実行することにより実現される。 FIG. 6 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the buried object measuring device 10. As shown in FIG. 6, the buried object measuring device 10 includes an estimation unit 22, an instruction unit 24, and a generation unit 28 as a functional configuration. Further, a part of the storage area of the buried object measuring device 10 functions as a 3D map / measurement data storage unit 26. Each functional configuration is realized by the CPU 42 reading the buried object measurement program stored in the storage device 46, expanding the program into the memory 44, and executing the program.

推定部22は、道路構造物の外部(地上)かつ埋設物計測装置10周辺の3Dマップ、及び3Dマップにおける埋設物計測装置10の位置を推定する。具体的には、推定部22は、レーザスキャナ16から出力された3D点群データを取得し、所定の形状データとマッチングして、例えば図7に示すような、埋設物計測装置10周辺の3次元形状を示す3Dマップを推定する。また、推定部22は、取得した3D点群データに基づいて、3Dマップで表される3次元空間における自己位置(図7中の楕円部)を推定する。推定部22は、3Dマップ及び自己位置の推定に、例えばSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)の技術を用いることができる。 The estimation unit 22 estimates the position of the buried object measuring device 10 on the outside (ground) of the road structure and the 3D map around the buried object measuring device 10 and the 3D map. Specifically, the estimation unit 22 acquires the 3D point cloud data output from the laser scanner 16 and matches it with the predetermined shape data to match the 3D point cloud data around the buried object measuring device 10 as shown in FIG. 7, for example. Estimate a 3D map showing the dimensional shape. Further, the estimation unit 22 estimates the self-position (elliptical portion in FIG. 7) in the three-dimensional space represented by the 3D map based on the acquired 3D point cloud data. The estimation unit 22 can use, for example, SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) technology for estimating the 3D map and the self-position.

推定部22は、推定した3Dマップ及び自己位置の情報を、3Dマップ・計測データ記憶部26に記憶すると共に、指示部24へ受け渡す。 The estimation unit 22 stores the estimated 3D map and self-position information in the 3D map / measurement data storage unit 26, and passes it to the instruction unit 24.

指示部24は、推定部22から受け渡された3Dマップにおいて、埋設物計測装置10が計測済みの領域を特定すると共に、埋設物計測装置10が未計測の領域を計測するための移動方向を指示する。 In the 3D map delivered from the estimation unit 22, the instruction unit 24 identifies the area measured by the buried object measuring device 10 and determines the moving direction for the buried object measuring device 10 to measure the unmeasured area. Instruct.

具体的には、指示部24は、推定部22により推定された埋設物計測装置10の自己位置の移動軌跡、及び埋設物計測装置10の計測幅に基づいて、図8に示すように、3Dマップにおいて埋設物計測装置10が計測済みの領域、すなわち計測済み領域を特定する。なお、図8では、説明を簡単にするため、3Dマップが示す埋設物計測装置10周辺を2次元平面で表している。 Specifically, the instruction unit 24 is 3D as shown in FIG. 8 based on the movement locus of the self-position of the buried object measuring device 10 estimated by the estimating unit 22 and the measurement width of the buried object measuring device 10. In the map, the buried object measuring device 10 identifies the measured area, that is, the measured area. In FIG. 8, for the sake of simplicity, the periphery of the buried object measuring device 10 shown by the 3D map is represented by a two-dimensional plane.

指示部24は、例えば、図8に示すように、推定部22で推定された埋設物計測装置10の自己位置から、計測幅の端部と計測済み領域との重複幅が所定範囲内となるように埋設物計測装置10を移動させる場合の計測予測線及び移動方向を特定する。 As shown in FIG. 8, for example, in the instruction unit 24, the overlap width between the end portion of the measurement width and the measured area is within a predetermined range from the self-position of the buried object measuring device 10 estimated by the estimation unit 22. When the buried object measuring device 10 is moved as described above, the measurement prediction line and the moving direction are specified.

指示部24は、カラーカメラ18からカラー画像を取得し、3Dマップとの間で画像の特徴点をマッチングさせて、個々の点群に実画像のカラー情報を付与し、3Dマップをカラー化する。これにより、3Dマップの再現性が向上する。そして、指示部24は、カラー化した3Dマップにおいて、計測済み領域を未計測領域とは異なる態様で表すと共に、特定した計測予測線及び移動方向を描画したナビゲーション画面(以下、略して「ナビ画面」ともいう)を生成し、出力装置50である表示装置に表示する。図9に、ナビ画面の一例を示す。図9の例では、計測済み領域を塗り潰すことにより、未計測領域と識別可能な態様で表示している。また、図9の例では、埋設物計測装置10を移動させる作業員を模したイラストも描画されている例を示している。 The instruction unit 24 acquires a color image from the color camera 18, matches the feature points of the image with the 3D map, adds color information of the actual image to each point group, and colors the 3D map. .. This improves the reproducibility of the 3D map. Then, the instruction unit 24 represents the measured area in a different manner from the unmeasured area in the colorized 3D map, and draws the specified measurement prediction line and the moving direction on the navigation screen (hereinafter, abbreviated as "navigation screen"). ”) Is generated and displayed on the display device which is the output device 50. FIG. 9 shows an example of the navigation screen. In the example of FIG. 9, the measured area is filled and displayed in a manner that can be distinguished from the unmeasured area. Further, in the example of FIG. 9, an illustration simulating a worker who moves the buried object measuring device 10 is also drawn.

作業員が、このナビ画面で指示された移動方向に計測予測線に沿うように埋設物計測装置10を移動させることで、測線設定作業を必要とすることなく、計測範囲95に対して、漏れなく、かつ効率的な計測を行うことができる。 By moving the buried object measuring device 10 along the measurement prediction line in the moving direction instructed on this navigation screen, the worker leaks from the measurement range 95 without requiring the measurement line setting work. It is possible to perform efficient measurement without any problems.

また、指示部24は、上記のナビ画面の表示に代えて、又は、ナビ画面の表示と共に、埋設物計測装置10による計測中に、計測幅の端部と計測済み領域との重複幅が所定値以下となった場合に、音声メッセージやビープ音等で警告を出力するようにしてもよい。また、指示部24は、未計測領域の確認の指示、又は計測終了の指示を受け付けた場合に、計測範囲95内に未計測領域が残っているか否かのチェックを行い、残っている場合には、その旨の警告を行うようにしてもよい。 Further, the instruction unit 24 determines the overlapping width between the end of the measurement width and the measured area during measurement by the buried object measuring device 10 instead of the display of the navigation screen or together with the display of the navigation screen. When it becomes less than the value, a warning may be output by a voice message, a beep sound, or the like. Further, when the instruction unit 24 receives the instruction for confirming the unmeasured area or the instruction for ending the measurement, the instruction unit 24 checks whether or not the unmeasured area remains in the measurement range 95, and if it remains. May issue a warning to that effect.

3Dマップ・計測データ記憶部26には、上述したように、推定部22で推定された3Dマップ及び自己位置の情報が記憶される。なお、推定部22で推定された3Dマップに代えて、指示部24でカラー化された3Dマップを3Dマップ・計測データ記憶部26に記憶するようにしてもよい。3Dマップ及び自己位置の情報には、その3Dマップを推定する際に用いられた3D点群データの計測時刻が対応付けて記憶される。 As described above, the 3D map / measurement data storage unit 26 stores the 3D map estimated by the estimation unit 22 and the self-position information. Instead of the 3D map estimated by the estimation unit 22, the colorized 3D map by the instruction unit 24 may be stored in the 3D map / measurement data storage unit 26. The 3D map and the self-position information are stored in association with the measurement time of the 3D point cloud data used when estimating the 3D map.

さらに、3Dマップ・計測データ記憶部26には、電磁波装置12で計測された計測データ(各グリッドについての反射応答波形)が計測時刻と対応付けて記憶される。3Dマップ、自己位置の情報(軌跡)、及び計測データに対応付けられる計測時刻は、電磁波装置12及びレーザスキャナ16でGPS(Global Positioning System)時計の時刻を用いるなどして、相互に同期が取れるようにする。 Further, the 3D map / measurement data storage unit 26 stores the measurement data (reflection response waveform for each grid) measured by the electromagnetic wave device 12 in association with the measurement time. The measurement time associated with the 3D map, self-position information (trajectory), and measurement data can be synchronized with each other by using the time of the GPS (Global Positioning System) clock with the electromagnetic wave device 12 and the laser scanner 16. To do so.

生成部28は、3Dマップ・計測データ記憶部26に記憶された計測データを自己位置の情報を基にして3次元化した地中解析画像を生成する。具体的には、生成部28は、計測データ、すなわち、電磁波装置12で計測された各グリッドについての反射応答波形から、所望の深度毎に反射波強度を抽出し、反射波強度を画素値に変換し、各グリッドに対応する画素を平面結合処理することにより、反射波強度画像を生成する。 The generation unit 28 generates an underground analysis image in which the measurement data stored in the 3D map / measurement data storage unit 26 is three-dimensionalized based on the self-position information. Specifically, the generation unit 28 extracts the reflected wave intensity for each desired depth from the measurement data, that is, the reflection response waveform for each grid measured by the electromagnetic wave device 12, and converts the reflected wave intensity into a pixel value. A reflected wave intensity image is generated by converting and plane-coupling the pixels corresponding to each grid.

上述したように、電磁波装置12から出力される各グリッドの反射応答波形の情報は、3次元の反射波強度を表すため、この情報を用いて、生成部28は、図10に示すように、水平方向(深度方向)に複数の反射波強度画像、横断方向(埋設物計測装置10の移動方向)に複数の反射波強度画像、及び縦断方向(計測範囲95の幅方向)に複数の反射波強度画像を生成することができる。生成部28は、各反射波強度画像が各方向に沿ったどの位置に相当するかを自己位置の情報に基づいて特定する。各方向の反射波強度画像の一例を図11に示す。 As described above, since the information of the reflection response waveform of each grid output from the electromagnetic wave device 12 represents the three-dimensional reflected wave intensity, the generation unit 28 uses this information as shown in FIG. Multiple reflected wave intensity images in the horizontal direction (depth direction), multiple reflected wave intensity images in the transverse direction (moving direction of the buried object measuring device 10), and multiple reflected waves in the longitudinal direction (width direction of the measurement range 95). Intensity images can be generated. The generation unit 28 specifies which position each reflected wave intensity image corresponds to in each direction based on the self-position information. FIG. 11 shows an example of the reflected wave intensity image in each direction.

生成部28は、各方向の複数の反射波強度画像に基づいて、埋設管の3次元位置(x,y,z)を特定し、特定した位置を管径中心とする。また、生成部28は、埋設管の設計情報又は台帳情報から得られる埋設管の種類及び管径の情報と、特定した管径中心とに基づいて、図12に示すように、各埋設管の3次元形状を再現すると共に、埋設管の種類に応じて色分けした3次元の地中解析画像を生成する。 The generation unit 28 specifies a three-dimensional position (x, y, z) of the buried pipe based on a plurality of reflected wave intensity images in each direction, and sets the specified position as the center of the pipe diameter. Further, as shown in FIG. 12, the generation unit 28 of each buried pipe is based on the information on the type and diameter of the buried pipe obtained from the design information or ledger information of the buried pipe and the specified pipe diameter center. Along with reproducing the three-dimensional shape, a three-dimensional underground analysis image color-coded according to the type of the buried pipe is generated.

また、生成部28は、地中解析画像と3Dマップとの位置合せを行って結合し、道路構造物内外を示す3次元の地中・地上結合画像を生成する。具体的には、計測現地と、計測データ及び3Dマップとから共通に得られる、例えばマンホールなどの固定された構造物を基準点として、少なくとも3点定めておく。生成部28は、この基準点を、3Dマップと地中解析画像とで一致させることで、3Dマップと地中解析画像との位置合せを行う。 In addition, the generation unit 28 aligns the underground analysis image and the 3D map and combines them to generate a three-dimensional underground / ground combined image showing the inside and outside of the road structure. Specifically, at least three points are set with a fixed structure such as a manhole, which is commonly obtained from the measurement site and the measurement data and the 3D map, as a reference point. The generation unit 28 aligns the 3D map with the underground analysis image by matching the reference point with the 3D map and the underground analysis image.

また、生成部28は、3Dマップが示す道路表面の高さ又は傾きに応じて、地中解析画像を補正する。3Dマップは地形等の高さ情報を持つため、地表面の傾き及び高さが表現される。一方、電磁波装置12の計測データから生成された地中解析画像が地表面の傾き及び高さの情報を持たない場合、地表面の地形の再現ができないため、3Dマップと地中解析画像とを結合する際に、地表面の傾き及び高さを一致させる処理が必要となる。例えば、生成部28は、3Dマップと地中解析画像とで水平位置を合わせた後、3次元の地中解析画像から得られる埋設管の変化点における直上の3Dマップの地表面高さを基準として、埋設管の深度を地表面の形状に合わせて修正する。 In addition, the generation unit 28 corrects the underground analysis image according to the height or inclination of the road surface indicated by the 3D map. Since the 3D map has height information such as topography, the inclination and height of the ground surface are expressed. On the other hand, if the underground analysis image generated from the measurement data of the electromagnetic wave device 12 does not have information on the inclination and height of the ground surface, the topography of the ground surface cannot be reproduced, so the 3D map and the underground analysis image are displayed. When joining, it is necessary to have a process to match the inclination and height of the ground surface. For example, the generation unit 28 adjusts the horizontal position between the 3D map and the underground analysis image, and then uses the ground surface height of the 3D map directly above at the change point of the buried pipe obtained from the 3D underground analysis image as a reference. As a result, the depth of the buried pipe is corrected according to the shape of the ground surface.

生成部28は、生成した3次元の地中解析画像、及び地中・地上結合画像を表示装置に表示する。 The generation unit 28 displays the generated three-dimensional underground analysis image and the underground / ground combined image on the display device.

次に、本実施形態に係る埋設物計測装置10の作用について説明する。 Next, the operation of the buried object measuring device 10 according to the present embodiment will be described.

計測現地において、埋設物計測装置10を移動させながら、電磁波装置12で計測される計測データを取得し、3Dマップ・計測データ記憶部26に順次記憶する。そして、計測データの計測と連動して、処理部20において、図14に示すナビゲーション処理が実行される。なお、電磁波装置12と処理部20とをイーサネット(登録商標)で接続し、電磁波装置12と処理部20間で、計測開始及び終了等のコマンドのやり取りを行い、ナビゲーション処理を、電磁波装置12の計測開始及び終了と連動させる。また、計測終了後、計測データの解析が指示されると、処理部20において、図15に示す解析処理が実行される。以下、ナビゲーション処理及び解析処理の各々について詳述する。なお、ナビゲーション処理及び解析処理は、本発明の埋設物計測方法の一例である。 At the measurement site, while moving the buried object measuring device 10, the measurement data measured by the electromagnetic wave device 12 is acquired and sequentially stored in the 3D map / measurement data storage unit 26. Then, in conjunction with the measurement of the measurement data, the processing unit 20 executes the navigation process shown in FIG. The electromagnetic wave device 12 and the processing unit 20 are connected by Ethernet (registered trademark), commands such as measurement start and end are exchanged between the electromagnetic wave device 12 and the processing unit 20, and navigation processing is performed by the electromagnetic wave device 12. Linked with the start and end of measurement. When the analysis of the measurement data is instructed after the measurement is completed, the processing unit 20 executes the analysis process shown in FIG. Hereinafter, each of the navigation process and the analysis process will be described in detail. The navigation process and the analysis process are examples of the buried object measurement method of the present invention.

まず、ナビゲーション処理について説明する。電磁波装置12から計測開始のコマンドを受け取ると、図14に示すナビゲーション処理が開始する。 First, the navigation process will be described. When the measurement start command is received from the electromagnetic wave device 12, the navigation process shown in FIG. 14 starts.

ステップS12で、推定部22が、レーザスキャナ16から出力された3D点群データを取得し、道路構造物の外部(地上)かつ埋設物計測装置10周辺の3Dマップ、及び3Dマップにおける埋設物計測装置10の位置を推定する。推定部22は、推定した3Dマップ及び自己位置の情報を、3Dマップ・計測データ記憶部26に記憶すると共に、指示部24へ受け渡す。 In step S12, the estimation unit 22 acquires the 3D point cloud data output from the laser scanner 16 and measures the buried object on the outside (ground) of the road structure and around the buried object measuring device 10 and the 3D map. The position of the device 10 is estimated. The estimation unit 22 stores the estimated 3D map and self-position information in the 3D map / measurement data storage unit 26, and passes it to the instruction unit 24.

次に、ステップS14で、指示部24が、推定部22により推定された埋設物計測装置10の自己位置の移動軌跡、及び埋設物計測装置10の計測幅に基づいて、3Dマップにおいて埋設物計測装置10が計測済み領域を特定する。 Next, in step S14, the indicating unit 24 measures the buried object in the 3D map based on the movement locus of the self-position of the buried object measuring device 10 estimated by the estimating unit 22 and the measurement width of the buried object measuring device 10. The device 10 identifies the measured area.

次に、ステップS16で、指示部24は、例えば、図8に示すように、推定部22で推定された埋設物計測装置10の自己位置から、計測幅の端部と計測済み領域との重複幅が所定範囲内となるように埋設物計測装置10を移動させる場合の計測予測線及び移動方向を特定する。 Next, in step S16, for example, as shown in FIG. 8, the indicator unit 24 overlaps the end of the measurement width with the measured area from the self-position of the buried object measuring device 10 estimated by the estimation unit 22. The measurement prediction line and the moving direction when the buried object measuring device 10 is moved so that the width is within a predetermined range are specified.

次に、ステップS18で、指示部24が、カラーカメラ18からカラー画像を取得し、3Dマップとの間で画像の特徴点をマッチングさせて、個々の点群に実画像のカラー情報を付与し、3Dマップをカラー化する。 Next, in step S18, the instruction unit 24 acquires a color image from the color camera 18, matches the feature points of the image with the 3D map, and imparts color information of the actual image to each point group. Colorize the 3D map.

次に、ステップS20で、指示部24が、カラー化した3Dマップにおいて、計測済み領域を未計測領域とは異なる態様で表すと共に、特定した計測予測線及び移動方向を描画したナビ画面を生成し、表示装置に表示する。 Next, in step S20, the instruction unit 24 generates a navigation screen in which the measured area is represented in a different mode from the unmeasured area in the colorized 3D map, and the specified measurement prediction line and movement direction are drawn. , Display on the display device.

次に、ステップS22で、推定部22が、電磁波装置12から計測終了のコマンドを受け取ったか否かを判定することにより、計測が終了したか否かを判定する。計測が終了していない場合には、ステップS12に戻り、計測が終了した場合には、ナビゲーション処理を終了する。 Next, in step S22, the estimation unit 22 determines whether or not the measurement has been completed by determining whether or not the measurement end command has been received from the electromagnetic wave device 12. If the measurement is not completed, the process returns to step S12, and if the measurement is completed, the navigation process is terminated.

次に、解析処理について説明する。処理部20において、計測データの解析開始のコマンドが入力されると、図15に示す解析処理が開始する。 Next, the analysis process will be described. When the command to start the analysis of the measurement data is input in the processing unit 20, the analysis process shown in FIG. 15 starts.

ステップS32で、生成部28が、3Dマップ・計測データ記憶部26に記憶された計測データを読み込む。 In step S32, the generation unit 28 reads the measurement data stored in the 3D map / measurement data storage unit 26.

次に、ステップS34で、生成部28が、計測データ、すなわち、電磁波装置12で計測された各グリッドについての反射応答波形から、水平方向、横断方向、及び縦断方向の各方向の反射波強度画像を生成する。生成部28は、各反射波強度画像が各方向に沿ったどの位置に相当するかを自己位置の情報に基づいて特定し、反射波強度画像を3次元化する。そして、生成部28が、各方向の複数の反射波強度画像に基づいて特定した管径中心と、埋設管の設計情報又は台帳情報から得られる埋設管の種類及び管径の情報とに基づいて、各埋設管の3次元形状を再現すると共に、埋設管の種類に応じて色分けした3次元の地中解析画像を生成する。 Next, in step S34, the generation unit 28 uses the measurement data, that is, the reflected wave intensity image in each of the horizontal direction, the transverse direction, and the longitudinal direction from the reflection response waveform for each grid measured by the electromagnetic wave device 12. To generate. The generation unit 28 specifies which position each reflected wave intensity image corresponds to in each direction based on the self-position information, and makes the reflected wave intensity image three-dimensional. Then, the generation unit 28 is based on the pipe diameter center specified based on the plurality of reflected wave intensity images in each direction, and the type and pipe diameter information of the buried pipe obtained from the design information of the buried pipe or the ledger information. , The three-dimensional shape of each buried pipe is reproduced, and a three-dimensional underground analysis image color-coded according to the type of the buried pipe is generated.

次に、ステップS36で、生成部28が、3Dマップ・計測データ記憶部26に記憶された3Dマップを読み込む。 Next, in step S36, the generation unit 28 reads the 3D map stored in the 3D map / measurement data storage unit 26.

次に、ステップS38で、生成部28が、予め定めた3つ以上の基準点を、3Dマップと地中解析画像とで一致させることで、3Dマップと地中解析画像との位置合せを行う。そして、生成部28が、地中解析画像から得られる埋設管の変化点における直上の3Dマップの地表面高さを基準として、埋設管の深度を地表面の形状に合わせて修正し、地中解析画像と3Dマップとを結合した地中・地上結合画面を生成する。 Next, in step S38, the generation unit 28 aligns the 3D map with the underground analysis image by matching the three or more predetermined reference points with the 3D map and the underground analysis image. .. Then, the generation unit 28 corrects the depth of the buried pipe according to the shape of the ground surface based on the ground surface height of the 3D map directly above the change point of the buried pipe obtained from the underground analysis image, and underground. Generate an underground / ground connection screen that combines the analysis image and the 3D map.

次に、ステップS40で、生成部28が、生成した3次元の地中解析画像、及び地中・地上結合画像を表示装置に表示し、解析処理は終了する。 Next, in step S40, the generation unit 28 displays the generated three-dimensional underground analysis image and the underground / ground combination image on the display device, and the analysis process ends.

以上説明したように、本実施形態に係る埋設物計測装置は、自装置周辺の3Dマップ及び自己位置を推定し、推定結果に基づいて計測済み領域を特定すると共に、未計測領域を計測するための移動方向を指示する。これにより、計測範囲を移動しながら埋設物を計測する際の計測効率を向上させることができる。 As described above, the buried object measuring device according to the present embodiment estimates the 3D map and the self-position around the own device, identifies the measured area based on the estimation result, and measures the unmeasured area. Instruct the moving direction of. As a result, it is possible to improve the measurement efficiency when measuring the buried object while moving the measurement range.

なお、東京都では、無電柱化推進条例が平成29年9月1日から施行され、都内の無電柱化事業の動向が加速しており、また、国や他の政令指定都市などにおいても無電柱化事業の促進が図られている。本実施形態に係る埋設物計測装置によれば、埋設物を立体的に把握することができ、例えば、道路構造物内部に埋設された実際の埋設管の位置が特定でき、無電柱化事業の促進の一助となる。 In Tokyo, the utility pole elimination promotion ordinance came into effect on September 1, 2017, and the trend of utility pole elimination projects in Tokyo is accelerating, and there is no utility pole in the national government or other ordinance-designated cities. The utility pole business is being promoted. According to the buried object measuring device according to the present embodiment, the buried object can be grasped three-dimensionally, for example, the position of the actual buried pipe buried inside the road structure can be specified, and the utility pole-free project can be used. Helps promote.

また、本実施形態では、未計測領域を計測するための移動方向を指示するナビ画面を表示することで、測線設定作業が不要となり、計測者の現地計測にかかる知識や経験が不要となることも期待される。これにより、計測作業の更なる効率化が図れる。特に、本実施形態のように、計測データを3次元化する場合、計測データの位置情報を正確に把握する必要性があること、及び計測データの3次元化を前提とした測線設定作業にはノウハウが必要となることから、現地計測者がこの知識と経験を有していなければならない。しかし、本実施形態に係る埋設物計測装置によれば、測線設定作業を省略することで、計測効率が向上し、計測対象範囲の拡大化が図れ、より多くの現場へ計測サービスの提供が可能となる。 Further, in the present embodiment, by displaying the navigation screen instructing the moving direction for measuring the unmeasured area, the measurement line setting work becomes unnecessary, and the knowledge and experience related to the on-site measurement of the measurer becomes unnecessary. Is also expected. As a result, the efficiency of the measurement work can be further improved. In particular, when the measurement data is made three-dimensional as in the present embodiment, it is necessary to accurately grasp the position information of the measurement data, and the measurement line setting work on the premise of making the measurement data three-dimensional. Since know-how is required, the local measurer must have this knowledge and experience. However, according to the buried object measuring device according to the present embodiment, by omitting the measurement line setting work, the measurement efficiency can be improved, the measurement target range can be expanded, and the measurement service can be provided to more sites. It becomes.

なお、上記実施形態では、自装置周辺の3Dマップ及び自己位置の推定に、レーザスキャンで計測された3D点群データを用いる場合について説明したが、距離画像カメラやステレオカメラを用いて3D点群データを取得してもよい。 In the above embodiment, the case where the 3D point cloud data measured by the laser scan is used for estimating the 3D map and the self position around the own device has been described, but the 3D point cloud group is used by using a distance image camera or a stereo camera. Data may be acquired.

また、上記実施形態では、3Dマップに計測済み領域、移動方向、計測予測線等を描画したナビ画面を表示する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、カメラで撮影している映像内に、AR(Augmented Reality)やMR(Mixed Reality)表示で、これらの描画を重畳してもよい。 Further, in the above embodiment, the case of displaying the navigation screen on which the measured area, the moving direction, the measurement prediction line, etc. are drawn on the 3D map has been described, but the present invention is not limited to this. For example, these drawings may be superimposed on an AR (Augmented Reality) or MR (Mixed Reality) display in the image captured by the camera.

また、上記実施形態では、3Dマップ及び自己位置の推定にSLAMの技術を用いる場合について説明したが、これは、街中などでGPSの位置精度が不安定な場合や、障害物などが多くトータルステーションの自動追尾機能での位置情報取得が安定して行えない場合に有効である。逆に、周辺に構造物、建造物等がない見通しの良い計測場所の場合は、SLAMの効果が発揮できなくなるため、GPSなどのGNSS(Global Navigation Satellite System)装置や、トータルステーションの自動追尾機能を活用してもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the SLAM technology is used for the estimation of the 3D map and the self-position has been described, but this is the case where the GPS position accuracy is unstable in the city or the like, or there are many obstacles and the total station. This is effective when the position information cannot be acquired stably by the automatic tracking function. On the contrary, in the case of a measurement location with good visibility where there are no structures or structures in the vicinity, the effect of SLAM cannot be exhibited, so GNSS (Global Navigation Satellite System) devices such as GPS and the automatic tracking function of the total station are used. You may utilize it.

また、上記実施形態では、道路構造物内部に埋設された埋設管を計測する場合について説明したが、これに限定されず、橋梁床版内の計測や遺跡調査などにも適用可能である。また、地中に埋設された埋設物に限らず、壁面に埋設された埋設物に対しても、本発明を適用することができる。 Further, in the above embodiment, the case of measuring the buried pipe buried inside the road structure has been described, but the present invention is not limited to this, and can be applied to the measurement in the bridge slab and the archaeological site survey. Further, the present invention can be applied not only to buried objects buried in the ground but also to buried objects buried in wall surfaces.

また、上記実施形態では、手押し車に電磁波装置、レーザスキャナ、処理部等が載置された埋設物計測装置について説明したが、これらの各構成を車両に搭載した構成としてもよいし、作業員が手持ちで計測可能な構成としてもよい。 Further, in the above embodiment, the buried object measuring device in which the electromagnetic wave device, the laser scanner, the processing unit, etc. are mounted on the wheelbarrow has been described, but each of these configurations may be mounted on the vehicle, or a worker. May be a handheld and measurable configuration.

また、上記実施形態では、ナビゲーション処理を実行するための推定部及び指示部と、解析処理を実行するための生成部とが、1つのコンピュータで構成されている場合について説明したが、推定部及び指示部と、生成部とを別々のコンピュータで構成してもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the estimation unit and the instruction unit for executing the navigation process and the generation unit for executing the analysis process are configured by one computer has been described. The indicator unit and the generator unit may be configured by separate computers.

また、上記実施形態でCPUがソフトウェア(プログラム)を読み込んで実行したパラメータ同定処理を、CPU以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なPLD(Programmable Logic Device)、及びASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、埋設物計測処理を、これらの各種のプロセッサのうちの1つで実行してもよいし、同種又は異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGA、及びCPUとFPGAとの組み合わせ等)で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。 Further, various processors other than the CPU may execute the parameter identification process executed by the CPU reading the software (program) in the above embodiment. In this case, the processor is a PLD (Programmable Logic Device) whose circuit configuration can be changed after manufacturing an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or the like, and an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or the like in order to execute a specific process. An example is a dedicated electric circuit or the like, which is a processor having a circuit configuration designed exclusively for the purpose. In addition, the buried object measurement process may be executed by one of these various processors, or a combination of two or more processors of the same type or different types (for example, a plurality of FPGAs, and a CPU and an FPGA). It may be executed by combination etc.). Further, the hardware structure of these various processors is, more specifically, an electric circuit in which circuit elements such as semiconductor elements are combined.

また、上記実施形態では、埋設物計測プログラムが記憶装置に予め記憶(インストール)されている態様を説明したが、これに限定されない。プログラムは、CD−ROM、DVD−ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)、及びUSB(Universal Serial Bus)メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。 Further, in the above embodiment, the mode in which the buried object measurement program is stored (installed) in the storage device in advance has been described, but the present invention is not limited to this. The program may be provided in a form recorded on a recording medium such as a CD-ROM, a DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory), and a USB (Universal Serial Bus) memory. Further, the program may be downloaded from an external device via a network.

10 埋設物計測装置
12 電磁波装置
16 レーザスキャナ
18 カラーカメラ
20 処理部
22 推定部
24 指示部
26 3Dマップ・計測データ記憶部
28 生成部
30 手押し車
42 CPU
44 メモリ
46 記憶装置
48 入力装置
50 出力装置
52 光ディスク駆動装置
54 通信I/F
95 計測範囲
10 Buried object measuring device 12 Electromagnetic wave device 16 Laser scanner 18 Color camera 20 Processing unit 22 Estimating unit 24 Indicator unit 26 3D map / measurement data storage unit 28 Generation unit 30 Wheelbarrow 42 CPU
44 Memory 46 Storage device 48 Input device 50 Output device 52 Optical disk drive device 54 Communication I / F
95 measurement range

Claims (11)

計測範囲を移動しながら埋設物を計測する計測部と、
前記計測部周辺の3次元マップ、及び前記3次元マップにおける前記計測部の位置を推定する推定部と、
前記3次元マップにおいて前記計測部が計測済みの領域を特定すると共に、前記計測部が未計測の領域を計測するための移動方向を指示する指示部と、
を含む埋設物計測装置。
A measurement unit that measures buried objects while moving the measurement range,
A three-dimensional map around the measurement unit, an estimation unit that estimates the position of the measurement unit on the three-dimensional map, and an estimation unit.
In the three-dimensional map, the measuring unit identifies a measured area, and the measuring unit indicates a moving direction for measuring an unmeasured area.
Buried object measuring device including.
前記指示部は、前記推定部により推定された前記計測部の位置、及び前記計測部の計測幅に基づいて、前記3次元マップにおいて前記計測部が計測済みの領域を特定し、前記計測部が計測済みの領域を前記未計測の領域とは異なる態様で表した画面を表示装置に表示する請求項1に記載の埋設物計測装置。 Based on the position of the measurement unit estimated by the estimation unit and the measurement width of the measurement unit, the instruction unit identifies a region measured by the measurement unit in the three-dimensional map, and the measurement unit causes the measurement unit. The buried object measuring device according to claim 1, wherein a screen showing the measured area in a mode different from that of the unmeasured area is displayed on the display device. 前記指示部は、前記推定部で推定された前記計測部の位置から、前記計測部の計測幅の端部と前記計測済みの領域との重複幅が所定範囲内となるように前記計測部を移動させる場合の移動方向を前記3次元マップに描画した画面を表示装置に表示する請求項1又は請求項2に記載の埋設物計測装置。 The indicating unit sets the measuring unit so that the overlap width between the end of the measurement width of the measuring unit and the measured area is within a predetermined range from the position of the measuring unit estimated by the estimating unit. The buried object measuring device according to claim 1 or 2, wherein a screen in which the moving direction when moving is drawn on the three-dimensional map is displayed on the display device. 前記指示部は、前記計測部による計測中に、前記計測部の計測幅の端部と前記計測済みの領域との重複幅が所定値以下となった場合に、警告を行う請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の埋設物計測装置。 Claims 1 to claim that the indicator gives a warning when the overlap width between the end of the measurement width of the measurement unit and the measured area becomes a predetermined value or less during the measurement by the measurement unit. Item 3. The buried object measuring device according to any one of items 3. 前記指示部は、所定範囲内に前記未計測の領域が残っているかをチェックする機能を持つ請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の埋設物計測装置。 The buried object measuring device according to any one of claims 1 to 4, wherein the indicating unit has a function of checking whether or not the unmeasured area remains within a predetermined range. 前記計測部は、計測面の各位置において、前記計測面から内部方向へ照射した電磁波の反射波の強度を計測する請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の埋設物計測装置。 The buried object measuring device according to any one of claims 1 to 5, wherein the measuring unit measures the intensity of the reflected wave of the electromagnetic wave irradiated inward from the measuring surface at each position of the measuring surface. 前記計測部により前記各位置で計測された電磁波の反射波の強度を、前記推定部により推定された前記計測部の位置に基づいて3次元化した画像を生成する生成部を更に含む請求項6に記載の埋設物計測装置。 6. The claim 6 further includes a generation unit that generates a three-dimensional image based on the position of the measurement unit estimated by the estimation unit for the intensity of the reflected wave of the electromagnetic wave measured at each position by the measurement unit. Buried object measuring device described in. 前記生成部は、生成した前記3次元化した画像と、前記推定部により推定された3次元マップとの位置合せを行い、計測面の内外を示す3次元画像を生成する請求項7に記載の埋設物計測装置。 The seventh aspect of claim 7, wherein the generation unit aligns the generated three-dimensional image with the three-dimensional map estimated by the estimation unit to generate a three-dimensional image showing the inside and outside of the measurement surface. Buried object measuring device. 前記生成部は、前記3次元マップが示す構造物表面の高さ又は傾きに応じて、前記3次元化した画像を補正する請求項8に記載の埋設物計測装置。 The buried object measuring device according to claim 8, wherein the generating unit corrects the three-dimensional image according to the height or inclination of the structure surface indicated by the three-dimensional map. 計測部が、計測範囲を移動しながら埋設物を計測し、
推定部が、前記計測部周辺の3次元マップ、及び前記3次元マップにおける前記計測部の位置を推定し、
指示部が、前記3次元マップにおいて前記計測部が計測済みの領域を特定すると共に、前記計測部が未計測の領域を計測するための移動方向を指示する
埋設物計測方法。
The measuring unit measures the buried object while moving the measurement range,
The estimation unit estimates the position of the three-dimensional map around the measurement unit and the measurement unit on the three-dimensional map.
A buried object measurement method in which an instruction unit identifies an area that has been measured by the measurement unit in the three-dimensional map, and the measurement unit instructs a moving direction for measuring an unmeasured area.
コンピュータを、
計測部が計測範囲を移動しながら埋設物を計測する場合において、前記計測部周辺の3次元マップ、及び前記3次元マップにおける前記計測部の位置を推定する推定部、及び、
前記3次元マップにおいて前記計測部が計測済みの領域を特定すると共に、前記計測部が未計測の領域を計測するための移動方向を指示する指示部
として機能させるための埋設物計測プログラム。
Computer,
When the measuring unit measures a buried object while moving the measurement range, a three-dimensional map around the measuring unit, an estimating unit that estimates the position of the measuring unit on the three-dimensional map, and an estimation unit.
A buried object measurement program for the measuring unit to specify a measured area in the three-dimensional map and to make the measuring unit function as an indicating unit for instructing a moving direction for measuring an unmeasured area.
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