JP2022014642A - Underground facility line shape extraction device, method and program - Google Patents

Underground facility line shape extraction device, method and program Download PDF

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Abstract

To provide an underground facility line shape extraction device, a method and a program capable of improving measurement efficiency of an underground facility, on the basis of three-dimensional data of the underground facility, since, when performing construction of an underground pipe, it is desirable to correctly grasp an underground position in advance, however, if the number of the underground facility is large or a shape of the underground facility is complicated, much time is required for analysis, therefore measurement efficiency is reduced.SOLUTION: An underground facility line shape extraction device comprises: a start point extraction part 60 for extracting a start point for tracking a line shape of an underground facility, on the basis of three-dimensional data obtained by making reflection wave intensity of an electromagnetic wave three-dimensional; and a tracking processing part 62 for tracking a line shape of the underground facility from the start point.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、埋設物線形抽出装置、方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a buried object linear extraction device, a method, and a program.

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 one. .. 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、電磁波による波動信号を地中へ放射し、地中に存在する埋設物からの反射信号を受信する送受信工程と、受信信号強度に対する地上の位置と反射時間を座標とする3次元ボクセルデータを生成する3次元ボクセルデータ生成工程とを順次実行し、地中に存在する埋設物の位置を探査する3次元探査方法が提案されている。 Regarding the measurement of buried objects such as buried pipes, the transmission / reception process of radiating wave signals from electromagnetic waves into the ground and receiving reflected signals from buried objects existing in the ground, and the position and reflection time on the ground with respect to the received signal strength. A three-dimensional exploration method has been proposed in which a three-dimensional boxel data generation step of generating three-dimensional boxel data as coordinates is sequentially executed to search for the position of a buried object existing in the ground.

特開2000-221267号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-22167

最終的な埋設物の有無や、線形形状の把握の解析には、3次元化されたデータを元に熟練の解析者による画像診断での判断と手作業による形状検出をする必要が生じ、特に、計測された埋設物の数が多い場合や、形状が複雑な場合、計測された範囲が広い場合は、解析に要する時間がかかり、計測効率の低下を招いている。 In order to analyze the presence or absence of the final buried object and grasp the linear shape, it is necessary for a skilled analyst to make a judgment by image diagnosis and manually detect the shape based on the three-dimensional data. When the number of measured buried objects is large, the shape is complicated, or the measured range is wide, it takes time for analysis, 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、埋設物の3次元化されたデータを元に、埋設物の計測効率を向上させることができる埋設物線形抽出装置、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 is a buried object linear extraction device, a method, and a program capable of improving the measurement efficiency of the buried object based on the three-dimensional data of the buried object. The purpose is to provide.

上記目的を達成するために、本発明に係る埋設物線形抽出装置は、電磁波の反射波強度を3次元化した3次元データを元に、埋設物の線形を追跡する始点を抽出する始点抽出部と、前記始点から前記埋設物の線形を追跡する追跡処理部と、を備える。 In order to achieve the above object, the buried object linear extraction device according to the present invention is a starting point extraction unit that extracts a starting point for tracking the linearity of an embedded object based on three-dimensional data obtained by making the reflected wave intensity of electromagnetic waves three-dimensional. And a tracking processing unit that tracks the alignment of the buried object from the starting point.

また、本発明に係る前記始点抽出部は、前記3次元データの近傍の計測点と比較し、反射波強度が強い点を前記始点の候補として抽出する。 Further, the start point extraction unit according to the present invention compares with a measurement point in the vicinity of the three-dimensional data, and extracts a point having a strong reflected wave intensity as a candidate for the start point.

また、本発明に係る始点抽出部は、前記始点の候補のうち、前記反射波強度が強い点が存在する水平方向の平均値を取り、当該平均値から所定の閾値を超える強度があるものを前記始点として抽出する。 Further, the start point extraction unit according to the present invention takes an average value in the horizontal direction in which a point having a strong reflected wave intensity exists among the candidates for the start point, and selects a candidate having an intensity exceeding a predetermined threshold value from the average value. Extract as the starting point.

また、本発明に係る前記追跡は、前記始点から予め定められた範囲の所定角度傾いた方向へ所定距離ずつずらした所定個数の地点の前記反射波強度の波形が揃っているかを元に、追跡角度を決定する。 Further, the tracking according to the present invention is based on whether or not the waveforms of the reflected wave intensities at a predetermined number of points shifted by a predetermined distance in a direction tilted by a predetermined angle in a predetermined range from the start point are aligned. Determine the angle.

また、本発明に係る前記波形が揃っているか否かは、前記地点毎の前記反射波強度の波形を元にコヒーレントエネルギーを計算して判断する。 Further, whether or not the waveforms according to the present invention are aligned is determined by calculating the coherent energy based on the waveform of the reflected wave intensity at each point.

また、本発明に係る前記追跡は、前記始点から前記地点に追跡した後、当該地点から前記追跡角度を決定する場合は、前記始点において前記追跡角度を決定する場合に比べ、前記所定角度を限定して行う。 Further, in the tracking according to the present invention, when the tracking angle is determined from the starting point after tracking from the starting point to the point, the predetermined angle is limited as compared with the case where the tracking angle is determined at the starting point. And do it.

また、本発明に係る埋設物線形抽出装置は、前記追跡処理部による追跡結果を、予め定められた基準を元に除く選別処理をする選別処理部を備える。 Further, the buried object linear extraction device according to the present invention includes a sorting processing unit that performs sorting processing for removing the tracking result by the tracking processing unit based on a predetermined standard.

また、本発明に係る前記予め定められた基準は、少なくとも、前記追跡処理部による追跡結果が予め定めた角度以上の曲がり方をしている場合又は長さが所定の長さを超えないものである場合、を含む。 Further, the predetermined standard according to the present invention is that at least the tracking result by the tracking processing unit is bent at a predetermined angle or more, or the length does not exceed the predetermined length. If so, include.

また、本発明に係る埋設物線形抽出装置は、前記選別処理部により選別された追跡結果のうち、互いに隣接する追跡結果を1つのグループとしてまとめる単純化処理部を備える。 Further, the buried object linear extraction device according to the present invention includes a simplified processing unit that collects tracking results adjacent to each other as one group among the tracking results selected by the sorting processing unit.

また、本発明に係る単純化処理部は、前記1つのグループとしてまとめた追跡結果について平準化処理を行い1つの線形にする。 In addition, the simplification processing unit according to the present invention performs leveling processing on the tracking results collected as one group to make one linear.

また、本発明に係る埋設物線形抽出方法は、始点抽出部が、電磁波の反射波強度を3次元化した3次元データを元に、埋設物の線形を追跡する始点を抽出し、追跡処理部が、前記始点から前記埋設物の線形を追跡する方法である。 Further, in the buried object linear extraction method according to the present invention, the starting point extraction unit extracts the starting point for tracking the linearity of the buried object based on the three-dimensional data obtained by converting the reflected wave intensity of the electromagnetic wave into three dimensions, and the tracking processing unit. Is a method of tracing the alignment of the buried object from the starting point.

また、本発明に係る埋設物線形抽出プログラムは、コンピュータを、上述した埋設物線形抽出装置を構成する各部として機能させるためのプログラムである。 Further, the buried object linear extraction program according to the present invention is a program for making a computer function as each part constituting the above-mentioned buried object linear extraction device.

本発明に係る埋設物線形抽出装置、方法、及びプログラムによれば、埋設物の3次元化されたデータを元に、埋設物の計測効率を向上させることができる。
また、埋設物の3次元化されたデータのうちから、埋設物の候補の抽出の精度を高めることができる。
According to the buried object linear extraction device, method, and program according to the present invention, the measurement efficiency of the buried object can be improved based on the three-dimensional data of the buried object.
In addition, it is possible to improve the accuracy of extracting candidates for buried objects from the three-dimensional data of buried objects.

埋設物計測装置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 composition of the buried object measuring apparatus. 埋設物計測装置の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 the example of the functional structure of the processing part of the buried object measuring apparatus. 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. 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. 埋設物線形抽出装置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 composition of the buried object linear extraction apparatus. 埋設物線形抽出装置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 the example of the functional structure of the buried object linear extraction apparatus. 始点の候補を抽出するために比較する周囲の計測点を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the surrounding measurement points to be compared in order to extract the candidate of a start point. 抽出した始点を投影した一例を示す図である。It is a figure which shows an example which projected the extracted start point. コヒーレントエネルギーの計算式である。It is a formula for calculating coherent energy. コヒーレントエネルギーの計算の具体的なイメージを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the concrete image of the calculation of coherent energy. コヒーレントエネルギーの計算の具体的なイメージを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the concrete image of the calculation of coherent energy. コヒーレントエネルギーの計算をθ360度分、φ100度分(-50度~+50度)でそれぞれ計算したときの結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the result when the calculation of the coherent energy was calculated for θ360 degree and φ100 degree (-50 degree to +50 degree), respectively. 追跡された埋設物の線形である追跡処理の結果を水平方向に投影した例を示す図である。It is a figure which shows the example which projected the result of the tracking process which is the linear of the tracked buried object in the horizontal direction. 選別処理の条件を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the condition of a sorting process. 選別処理の結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the result of a sorting process. 単純化処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the simplification process. 移動メディアンフィルタを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a mobile median filter. 単純化処理の結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the result of the simplification process. 埋設物線形抽出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 the buried object linear extraction process.

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線形を抽出する場合について説明する。 In this embodiment, a case of extracting the alignment of the buried pipe buried in the road structure will be described.

まず、埋設物計測装置10の一例について説明する。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、処理部20とを含み、これらの各構成が手押し車に載置され、埋設物計測装置10全体が移動可能に構成されている。 First, an example of the buried object measuring device 10 will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the buried object measuring device 10 includes an electromagnetic wave device 12 and a processing unit 20, each of these configurations is mounted on a wheelbarrow, and the entire buried object measuring device 10 can be moved. It is configured in.

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。電磁波装置12は、道路表面の計測範囲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3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. The electromagnetic wave device 12 irradiates an electromagnetic wave from the road surface to the ground (depth direction) while scanning in the measurement range 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. The reflected wave intensity according to the depth is detected in the form of a reflection response waveform as shown in FIG. 3 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3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 reflected response waveform as shown in FIG. 3, the reflected wave intensity for each depth of the road structure can be obtained. That is, a 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 are obtained in the depth direction from the detected reflection response waveform, whereby the measurement range is measured. In, 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。 The electromagnetic wave device 12 outputs the information of the reflected response waveform (reflected wave intensity according to the depth) for each acquired grid to the processing unit 20 as measurement data.

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。図示しないが、処理部20は、ハードウェア構成として、CPU(Central Processing Unit)、メモリ、記憶装置、入力装置、出力装置、光ディスク駆動装置、及び通信I/F(Interface)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. Although not shown, the processing unit 20 has a CPU (Central Processing Unit), a memory, a storage device, an input device, an output device, an optical disk drive device, and a communication I / F (Interface) as a hardware configuration. Each configuration is communicably connected to each other via a bus.

記憶装置には、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。CPU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、CPUは、記憶装置からプログラムを読み出し、メモリを作業領域としてプログラムを実行する。CPUは、記憶装置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 stores a buried object measurement program for executing the buried object measurement process. The CPU is a central processing unit that executes various programs and controls each configuration. That is, the CPU reads the program from the storage device and executes the program using the memory as a work area. The CPU controls each of the above configurations and performs various arithmetic processes according to the program stored in the storage device.

メモリは、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 is composed of RAM (Random Access Memory) and temporarily stores programs and data as a work area. The storage device is composed of a ROM (Read Only Memory) and an HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive), and stores various programs including an operating system and various data.

入力装置は、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、入力装置として機能させても良い。光ディスク駆動装置は、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 is a device for performing various inputs such as a keyboard and a mouse. The output device is a device for outputting various information such as a display and a printer. By adopting a touch panel display as an output device, it may function as an input device. The optical disk drive device 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/F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 is an interface for communicating with other devices, and for example, a standard such as Ethernet (registered trademark), FDDI or Wi-Fi (registered trademark) is used.

図2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2に示すように、埋設物計測装置10は、機能構成として、生成部28を含む。また、埋設物計測装置10の記憶領域の一部は、計測データ記憶部26として機能する。各機能構成は、CPUが記憶装置に記憶された埋設物計測プログラムを読み出し、メモリに展開して実行することにより実現される。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the buried object measuring device 10. As shown in FIG. 2, the buried object measuring device 10 includes 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 measurement data storage unit 26. Each functional configuration is realized by the CPU reading the buried object measurement program stored in the storage device, expanding it into the memory, and executing the program.

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。 The 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.

生成部28は、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データを生成する。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 underground analysis data in which the measurement data stored in the measurement data storage unit 26 is three-dimensionalized based on the self-position information. Specifically, the generation unit 28 extracts the reflected wave intensity at a desired depth from the measurement data, that is, the reflection response waveform for each grid measured by the electromagnetic wave device 12, and uses the reflected wave intensity as a pixel value. A reflected wave intensity image is generated by converting and performing plane coupling processing on 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、水平方向(深度方向)(X-Y平面)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)(Y-Z平面)に複数の反射波強度画像、及び縦断方向(計測範囲の幅方向)(X-Z平面)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4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 in the horizontal direction (depth direction) ( Multiple reflected wave intensity images in the XY plane), multiple reflected wave intensity images in the transverse direction (moving direction of the buried object measuring device 10) (YY plane), and longitudinal direction (width direction of the measurement range) ( A plurality of reflected wave intensity images can be generated on the XX plane). The generation unit 28 specifies which position each reflected wave intensity image corresponds to in each direction based on the self-position information. FIG. 4 shows an example of the reflected wave intensity image in each direction.

生成部28は、生成した3次元の地中解析データを計測データ記憶部26に記憶する。
なお、埋設物計測装置10に、生成部28を備えることなく、埋設物線形抽出装置30やその他の装置に生成部28を備えるようにしても良い。
The generation unit 28 stores the generated three-dimensional underground analysis data in the measurement data storage unit 26.
The buried object measuring device 10 may not be provided with the generating unit 28, but the buried object linear extraction device 30 and other devices may be provided with the generating unit 28.

つぎに、埋設物線形抽出装置30の一例について説明する。埋設物線形抽出装置30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、埋設物線形抽出装置30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、埋設物線形抽出装置30は、CPU42、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/F54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。また、埋設物線形抽出装置30は、埋設物計測装置10の生成部28により生成された3次元の地中解析データを埋設物計測装置10から受け取り、記憶装置46に記憶する。 Next, an example of the buried object linear extraction device 30 will be described. The buried object linear extraction device 30 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 buried object linear extraction device 30. As shown in FIG. 5, the buried object linear extraction device 30 includes a CPU 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 54. Each configuration is communicably connected to each other via a bus. Further, the buried object linear extraction device 30 receives the three-dimensional underground analysis data generated by the generation unit 28 of the buried object measuring device 10 from the buried object measuring device 10 and stores it in the storage device 46.

記憶装置46には、後述する始点抽出処理、追跡処理、選別処理及び単純化処理を含む埋設物線形抽出を実行するための埋設物線形抽出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 linear extraction program for executing a buried object linear extraction including a start point extraction process, a tracking process, a sorting process, and a simplification process, which will be 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、及びHDD又はSSD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 RAM and temporarily stores programs and data as a work area. The storage device 46 is composed of a ROM and an HDD or SSD, 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良い。光ディスク駆動装置52は、CD-ROM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 or a Blu-ray disc, writes data to the recording medium, and the like.

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 for example, a standard such as Ethernet (registered trademark), FDDI or Wi-Fi (registered trademark) is used.

図6は、埋設物線形抽出装置30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、埋設物線形抽出装置30は、機能構成として、始点抽出部60と、追跡処理部62と、選別処理部64と、単純化処理部66とを含む。各機能構成は、CPU42が記憶装置46に記憶された埋設物線形抽出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 linear extraction device 30. As shown in FIG. 6, the buried object linear extraction device 30 includes a start point extraction unit 60, a tracking processing unit 62, a sorting processing unit 64, and a simplification processing unit 66 as functional configurations. Each functional configuration is realized by the CPU 42 reading the buried object linear extraction program stored in the storage device 46, expanding it in the memory 44, and executing the program.

始点抽出部60は、近傍の計測点と比較し、反射波強度が強い点を始点の候補として抽出する。
具体的には、図7に示すように、各グリッドの3次元データの前後、左右、上下の6点と斜めの12点と振幅比較することにより、ピーク振幅を検出する。そして、検出された始点の候補であるピーク振幅が存在する水平方向(X-Y平面)上全てのピーク振幅の平均値を取り、その平均値からN倍を閾値として、それ以上の強度である計測点を始点として抽出する。図8(A)は、Nを5.0、すなわち、平均値から5.0倍以上の強度がある始点をX-Y平面に投影した結果の例である。また、図8(B)は、Nを3.0、すなわち、平均値から3.0倍以上の強度がある始点をX-Y平面に投影した結果の例である。図8(A)、図8(B)から分かるように、閾値を平均値からN倍するかによって、始点の候補となる計測点(グリッド)が増減することとなる。
The start point extraction unit 60 compares with a measurement point in the vicinity and extracts a point having a strong reflected wave intensity as a candidate for the start point.
Specifically, as shown in FIG. 7, the peak amplitude is detected by comparing the amplitudes of the front-back, left-right, top-bottom 6 points and the diagonal 12 points of the three-dimensional data of each grid. Then, the average value of all the peak amplitudes in the horizontal direction (XY plane) where the peak amplitude that is the candidate of the detected start point exists is taken, and the intensity is higher than that with N times as the threshold value from the average value. Extract the measurement point as the starting point. FIG. 8A is an example of the result of projecting N at 5.0, that is, a starting point having an intensity of 5.0 times or more from the average value on the XY plane. Further, FIG. 8B is an example of the result of projecting N at 3.0, that is, a starting point having an intensity of 3.0 times or more from the average value on the XY plane. As can be seen from FIGS. 8A and 8B, the number of measurement points (grids) that are candidates for the starting point increases or decreases depending on whether the threshold value is multiplied by N from the average value.

ここで、平均値からN倍を閾値とする場合の、「N」の数値は、小さすぎると始点の候補となる計測点(グリッド)が多すぎて後述する追跡処理などの時間がかかりすぎ、逆に、大きすぎると埋設物の漏れが生じることとなる。このため、埋設物線形抽出の目的に応じて要求される精度によってNの値を設定する。また、始点の候補となる計測点(グリッド)の上限数を設定し、当該上限数以内に収まるように「N」の数値を設定するようにしても良い。 Here, when the threshold value is N times the average value, if the value of "N" is too small, there are too many measurement points (grids) that are candidates for the starting point, and it takes too much time for the tracking process described later. On the contrary, if it is too large, the buried object will leak. Therefore, the value of N is set according to the accuracy required according to the purpose of linear extraction of the buried object. Further, the upper limit number of measurement points (grids) that are candidates for the starting point may be set, and the numerical value of "N" may be set so as to be within the upper limit number.

なお、X-Y平面上全ての平均値を取ることなく、検出されたピーク振幅全てを始点として扱い、後述する追跡処理などをすることを排除するものではない。すなわち、かかる平均値を取る処理と、平均値をN倍して閾値を設定する処理とは、始点の候補となる観測点が多すぎる場合に行われる処理である。このため、追跡処理にかけられる時間がある場合や、検出されたピーク振幅が少ない場合などは、かかる処理をする必要はない。 It should be noted that it is not excluded that all the detected peak amplitudes are treated as starting points and the tracking process described later is performed without taking all the average values on the XY plane. That is, the process of taking the average value and the process of multiplying the average value by N to set the threshold value are the processes performed when there are too many observation points that are candidates for the starting point. Therefore, it is not necessary to perform the tracking process when there is time to be spent on the tracking process or when the detected peak amplitude is small.

また、振幅比較する近傍は、各グリッドの3次元データの前後、左右、上下の6点と斜めの12点に限定されず、これよりも少なくても良いし、多くても良い。 Further, the neighborhood for amplitude comparison is not limited to 6 points before and after, left and right, and above and below and 12 diagonal points of the three-dimensional data of each grid, and may be less or more than this.

追跡処理部62は、始点抽出部60により抽出された始点から埋設物の線形を追跡する。
具体的には、追跡は、始点から所定角度傾いた方向へ所定距離ずつずらした所定個数、例えば6個の地点(以下、「追跡点」とも言う。)の反射波強度の波形が揃っているか否かを元に追跡角度を決定する。そして、反射波強度の波形が揃っているか否かは、地点毎の反射波強度の波形を元にコヒーレントエネルギーを計算して判断する。追跡角度が決定された場合は、始点から上述した所定個数、例えば6個の地点のうち、追跡角度が決定された最も離れた地点を始点として、再度、所定角度傾いた方向へ所定距離ずつずらした所定個数、例えば6個の地点の反射波強度の波形が揃っているか否かをコヒーレントエネルギーの計算により判断し、追跡角度を決定する。かかる処理を繰り返すことで、埋設物の線形を追跡していく。
The tracking processing unit 62 tracks the alignment of the buried object from the starting point extracted by the starting point extraction unit 60.
Specifically, in the tracking, is the waveform of the reflected wave intensity at a predetermined number, for example, 6 points (hereinafter, also referred to as “tracking point”) shifted by a predetermined distance in a direction inclined by a predetermined angle from the start point? The tracking angle is determined based on whether or not. Then, whether or not the waveforms of the reflected wave intensity are aligned is determined by calculating the coherent energy based on the waveform of the reflected wave intensity at each point. When the tracking angle is determined, the predetermined number of points, for example, 6 points described above, are shifted again by a predetermined distance in the direction tilted by the predetermined angle, starting from the farthest point where the tracking angle is determined. Whether or not the waveforms of the reflected wave intensities at a predetermined number, for example, 6 points are aligned is determined by calculating the coherent energy, and the tracking angle is determined. By repeating this process, the alignment of the buried object is tracked.

図9は、コヒーレントエネルギーの計算式である。ここで、Mは追跡長さの中の波形の数、Zは窓幅、stは始点のz座標、winterpは、内挿した多配列波形アレイ、drは波形のサンプリング処理、φは始点からの深さ方向の角度、である。 FIG. 9 is a formula for calculating coherent energy. Here, M is the number of waveforms in the tracking length, Z w is the window width, st is the z coordinate of the start point, wininterp is the interpolated multi-array waveform array, dr is the waveform sampling process, and φ is the start point. The angle in the depth direction from.

図10及び図11は、コヒーレントエネルギーの計算の具体的なイメージを示すものである。 10 and 11 show a concrete image of the calculation of coherent energy.

図10(A)に示すように、y軸方向に水平に延びる管の途中に始点(「0」の点)があるとする。まずは、図10(B)に示すように、始点(「0」の点)を基準として、平面上のy軸からθだけ傾いた方向へサンプリング距離drずつずらしたM個の点(「1」の点から「6」の点)の波形を内挿計算する。その後、内挿された波形を元に図9に示す式に従いコヒーレントエネルギーを計算する。 As shown in FIG. 10A, it is assumed that there is a starting point (point "0") in the middle of a pipe extending horizontally in the y-axis direction. First, as shown in FIG. 10B, M points (“1”) shifted by the sampling distance dr in the direction inclined by θ from the y-axis on the plane with respect to the start point (point “0”). The waveform of (point "6") is interpolated from the point of. Then, the coherent energy is calculated according to the formula shown in FIG. 9 based on the interpolated waveform.

図11は、4つのケースの波形を表示している。図11(A)は、(θ=0deg,φ=0deg)、図11(B)は、(θ=0deg,φ=40deg)、図11(C)は、(θ=90deg,φ=0deg)、図11(D)は、(θ=90deg,φ=40deg)、のケースである。この場合、図11(A)に示す(θ=0deg,φ=0deg)の時に、窓幅の中で波形の位相が揃っているため、コヒーレントエネルギーは、他の3つのケースの場合より相対的に高くなることが分かる。 FIG. 11 shows the waveforms of the four cases. 11 (A) is (θ = 0 deg, φ = 0 deg), FIG. 11 (B) is (θ = 0 deg, φ = 40 deg), and FIG. 11 (C) is (θ = 90 deg, φ = 0 deg). , FIG. 11 (D) is a case of (θ = 90 deg, φ = 40 deg). In this case, when (θ = 0deg, φ = 0deg) shown in FIG. 11A, the phases of the waveforms are aligned within the window width, so that the coherent energy is relative to that of the other three cases. It turns out that it becomes high.

このように、コヒーレントエネルギーの計算をθ360度分、φ100度分(-50度~+50度)でそれぞれ計算したときの結果を図12に示す。図12は、コヒーレントエネルギーが高い箇所を白色に、低い箇所を黒色になるように表示している。始点が管の途中にある場合、管の伸びている方向(この場合はθ=0deg,φ=0degとθ=180deg,φ=0deg)に2点のコヒーレントエネルギーのピークが表れることが分かる(図12中の「×」印)。このピークが表れる角度がこの始点からの追跡角度となる。2つの追跡角度が決定された場合は、当該追跡角度の方向の内挿波形の終端の点、図10及び図11における「6」の点まで移動し、それぞれ、当該終端の「6」の点から同様の追跡を開始する。 In this way, FIG. 12 shows the results when the coherent energy was calculated for θ360 degrees and φ100 degrees (-50 degrees to +50 degrees), respectively. In FIG. 12, the portion where the coherent energy is high is displayed in white, and the portion where the coherent energy is low is displayed in black. When the starting point is in the middle of the tube, it can be seen that two coherent energy peaks appear in the direction in which the tube extends (in this case, θ = 0 deg, φ = 0 deg and θ = 180 deg, φ = 0 deg). "X" mark in 12). The angle at which this peak appears is the tracking angle from this starting point. When two tracking angles are determined, they move to the end point of the interpolated waveform in the direction of the tracking angle, the point "6" in FIGS. 10 and 11, respectively, and the point "6" at the end. Start similar tracking from.

ここで、コヒーレントエネルギーの計算をθは360度分行うのに対し、φは100度分(-50度~+50度)のみ行うのは、φは深さ方向の角度であり、±50度の範囲を超える角度で管が埋設されている可能性は低く、コヒーレントエネルギーの計算の効率化を図るためである。このため、コヒーレントエネルギーの計算において、φを100度分(-50度~+50度)のみ行う場合に限定されず、より狭い角度や、より広い角度まで計算するなど、適宜計算する範囲を設定することが可能である。 Here, while θ calculates coherent energy for 360 degrees, φ performs only 100 degrees (-50 degrees to +50 degrees) because φ is an angle in the depth direction, which is ± 50 degrees. It is unlikely that the pipe is buried at an angle that exceeds the range, and this is to improve the efficiency of coherent energy calculation. Therefore, in the calculation of coherent energy, the calculation range is set as appropriate, such as calculating a narrower angle or a wider angle, not limited to the case where φ is calculated only for 100 degrees (-50 degrees to +50 degrees). It is possible.

また、追跡角度が決定されたことにより、当該追跡角度の方向の内挿波形の終端の点、図10及び図11における「6」の点まで移動し、当該終端の「6」の点から同様の2回目以降の追跡を開始する際には、θのコヒーレントエネルギーの計算をする角度を狭め、追跡角度を1つに制限する。これは、θの角度を1回目と同様360度分行うと、1回目の追跡角度を決定した始点に戻ってしまう角度も含まれ、逆戻りを防ぐためである。 Further, since the tracking angle is determined, the movement is moved to the end point of the interpolated waveform in the direction of the tracking angle, the point "6" in FIGS. 10 and 11, and the same is true from the point "6" at the end. When starting the second and subsequent tracking of, the angle at which the coherent energy of θ is calculated is narrowed, and the tracking angle is limited to one. This is because if the angle of θ is set to 360 degrees as in the first time, the angle of returning to the starting point where the first tracking angle is determined is included, and the backtracking is prevented.

追跡処理部62による追跡は、所定の条件を満たした場合に終了する。追跡を終了する終了条件としては、次のようなものがある。
(1)追跡する点が3次元データの外に到達した場合、(2)追跡を繰り返す追跡ループの設定最大値を設け、当該設定最大値に到達した場合、(3)コヒーレントエネルギーが始点からのものと比較して著しく弱くなった場合、(4)急に逆方向に向いた場合などの、追跡角度が急激に変化した場合、(5)追跡を繰り返す追跡ループにおいて追跡角度を決定する毎の角度が異なっており、線が曲がりすぎていると判断される場合などの、追跡角度の分散値が所定の閾値以上になった場合、などである。
The tracking by the tracking processing unit 62 ends when a predetermined condition is satisfied. The termination conditions for terminating tracking include:
(1) When the point to be tracked reaches outside the 3D data, (2) the set maximum value of the tracking loop that repeats the tracking is set, and when the set maximum value is reached, (3) the coherent energy is from the starting point. When the tracking angle changes suddenly, such as when it becomes significantly weaker than the one, (4) when it suddenly turns in the opposite direction, etc., (5) Every time the tracking angle is determined in the tracking loop that repeats tracking. For example, when the angles are different and it is determined that the line is bent too much, or when the dispersion value of the tracking angle exceeds a predetermined threshold value.

なお、追跡の終了条件としては、上述したものに限定されず、又、上述したもののいずれか1つを満たした場合であっても、追跡を終了せず、継続しても良い。これは、上述した(1)(3)の終了条件以外は、主に、追跡処理の負担を軽減するためのものであり、追跡が不可能なものではないためである。 The conditions for ending the tracking are not limited to those described above, and even if any one of the above is satisfied, the tracking may not be terminated and may be continued. This is because, except for the end conditions of (1) and (3) described above, the purpose is mainly to reduce the burden of the tracking process, and the tracking is not impossible.

また、始点すべてにおいて追跡を行うことで、追跡処理が完了する。ここで、追跡された埋設物の線形である追跡処理の結果を水平方向(X-Y平面)に投影した例を、図13に示す。色の濃淡は、各線形の代表的な深さ(Z方向)を示す。 In addition, the tracking process is completed by tracking at all the starting points. Here, FIG. 13 shows an example in which the result of the tracking process, which is linear of the tracked buried object, is projected in the horizontal direction (XY plane). The shade of color indicates the typical depth (Z direction) of each linear.

選別処理部64は、追跡処理部62により追跡された埋設物の線形を、予め定められた基準を元に除く選別処理を行う。追跡処理は、抽出されたすべての始点からの線形を追跡する処理であり、追跡処理の結果には、埋設管の候補として可能性の低いものも含まれている。このため、追跡処理の結果から、埋設管として相応しくない線形を除くことで、埋設物線形抽出の精度を高めるものである。 The sorting processing unit 64 performs sorting processing for removing the alignment of the buried object tracked by the tracking processing unit 62 based on a predetermined standard. The tracking process is a process of tracking the alignment from all the extracted starting points, and the results of the tracking process include those that are unlikely to be candidates for buried pipes. Therefore, the accuracy of the buried object linear extraction is improved by removing the linearity that is not suitable for the buried pipe from the result of the tracking process.

図14は、選別処理の予め定められた基準を示すものである。図14(A)は、追跡処理部62による追跡結果が予め定めた角度以上の曲がり方をしており、追跡角度の分散値が所定の閾値を超えるものであるか、である。図14(B)は、追跡処理部62による追跡結果の長さが所定の長さを超えないものであるか、である。図14(C)は、追跡方向と直交するエネルギーの分散具合を所定の閾値を超えるものであるか、である。図14(D)は、始点からの最初の追跡角度の違いが所定の閾値を超えるものであるか、である。図14(E)は、追跡角度の中央値の幅が所定の閾値を超えるものであるか、である。なお、選別条件は、上述したものに限定されず、又、上述した選別条件を全て満たす必要はない。 FIG. 14 shows a predetermined standard for the sorting process. FIG. 14A shows whether the tracking result by the tracking processing unit 62 bends at a predetermined angle or more, and the dispersion value of the tracking angle exceeds a predetermined threshold value. FIG. 14B shows whether the length of the tracking result by the tracking processing unit 62 does not exceed a predetermined length. FIG. 14C shows whether the degree of dispersion of energy orthogonal to the tracking direction exceeds a predetermined threshold value. FIG. 14 (D) shows whether the difference in the initial tracking angle from the starting point exceeds a predetermined threshold value. FIG. 14 (E) shows whether the width of the median tracking angle exceeds a predetermined threshold value. The sorting conditions are not limited to those described above, and it is not necessary to satisfy all the sorting conditions described above.

ここで、図14(A)、図14(C)及び図14(E)との条件について追加して説明する。 Here, the conditions of FIGS. 14 (A), 14 (C), and 14 (E) will be additionally described.

図14(A)は、上述した追跡を終了する終了条件の(5)と同様であるが、終了条件の(5)よりも閾値が厳しく設定されていることが望ましい。これは、追跡処理は、ある程度緩い閾値でできるだけ追跡処理を行っておいて、後の選別処理で選別した方が漏れがないようにすることができるためである。 FIG. 14 (A) is the same as the end condition (5) for ending the tracking described above, but it is desirable that the threshold value is set to be stricter than that of the end condition (5). This is because the tracking process can be performed as much as possible with a threshold value that is loose to some extent so that there is no omission when the items are sorted by the subsequent sorting process.

図14(C)は、追跡方向と直交する方向の反射波強度が閾値よりも高く、反射波強度が分散している場合は、土壌などの影響を受けていることが多く、埋設管である可能性が低い。このため、選別処理において選別することとしているものである。 FIG. 14C shows a buried pipe because when the reflected wave intensity in the direction orthogonal to the tracking direction is higher than the threshold value and the reflected wave intensity is dispersed, it is often affected by soil or the like. It's unlikely. Therefore, it is decided to sort in the sorting process.

図14(E)は、例えば、追跡ループを8回行った場合の中央値の追跡角度を取り、当該中央値の追跡角度から所定の閾値を超えて外れる線形を選別するものである。 FIG. 14 (E) takes, for example, the median tracking angle when the tracking loop is performed eight times, and selects a linear line that deviates from the median tracking angle by exceeding a predetermined threshold value.

図15(A)は、図13と同様の選別処理をする前の追跡結果を示し、図15(B)は、図15(A)から選別処理を実行した結果を示すものである。 FIG. 15 (A) shows the tracking result before the same sorting process as in FIG. 13, and FIG. 15 (B) shows the result of executing the sorting process from FIG. 15 (A).

単純化処理部66は、選別処理部64により選別された追跡結果を示す埋設物の線形のうち、互いに隣接する線形を1つのグループとしてまとめる。始点抽出部60により抽出された全ての始点から追跡処理を実行するため、同じ埋設物であっても異なる線形として追跡結果が出力される。このため、同じ埋設物であると判断される追跡結果をまとめることとしたものである。
なお、選別処理部64により選別される前の追跡結果を1つのグループとしてまとめるようにしても良い。
The simplification processing unit 66 puts together the alignments of the buried objects showing the tracking results selected by the sorting processing unit 64, which are adjacent to each other, as one group. Since the tracking process is executed from all the starting points extracted by the starting point extraction unit 60, the tracking results are output as different linearities even for the same buried object. Therefore, it is decided to summarize the tracking results that are judged to be the same buried object.
It should be noted that the tracking results before being sorted by the sorting processing unit 64 may be combined into one group.

図16は、単純化処理を説明するための説明図である。図16に示すように、X-Y平面,X-Z平面において、4本の線形が近くにあることが分かる。かかる4本の線形を1つのグループとしてまとめる単純化処理が行われる。 FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining the simplification process. As shown in FIG. 16, it can be seen that the four alignments are close to each other in the XY plane and the XY plane. A simplification process is performed to combine these four linear lines into one group.

具体的には、単純化処理部66は、1つの線形を選択し、その線上の全ての追跡点(図10(b)参照)の近くにある他の線形上の追跡点を検出する。候補の追跡点が見つかった場合、当該候補の追跡点が含まれる線形について、(1)追跡角度の中央値がお互いに十分に近いか、すなわち、同じような方向を向いているか、(2)線上の追跡点の全てに対して距離が離れすぎていないか、などを評価する。かかる評価がグループ化する基準を満たしていれば、候補の追跡点が含まれる線形をグループに追加する。新しい線形がグループに追加された場合は、その線形上の追跡点について、同じように候補となる他の線形上の追跡点を探してグループに入れるかを評価する。1つのグループで候補となる追跡点がなくなるまで処理を繰り返し、候補の追跡点がなくなった場合は、そのグループを確定して、まだグループ化されていない線形を選択し、同様の処理をして新しいグループ化を実行する。全ての線形がいずれか1つのグループに分類されるまで処理を継続する。 Specifically, the simplification processing unit 66 selects one alignment and detects other tracking points on that alignment near all tracking points on that line (see FIG. 10B). If a candidate tracking point is found, (1) is the median tracking angle sufficiently close to each other, that is, oriented in the same direction, for the line containing the candidate tracking point? (2) Evaluate whether the distance is too far from all the tracking points on the line. If such an evaluation meets the criteria for grouping, then an alignment containing candidate tracking points is added to the group. When a new alignment is added to a group, it evaluates whether the tracking points on that alignment are similarly searched for other candidate alignment points and put into the group. Repeat the process until there are no candidate tracking points in one group, and if there are no candidate tracking points, determine the group, select a linear that has not been grouped yet, and perform the same processing. Perform a new grouping. Processing continues until all alignments are classified into one of the groups.

また、単純化処理部66は、選別処理部64により1つのグループとしてまとめた追跡結果について平準化処理を行い1つの線形にする。 Further, the simplification processing unit 66 performs leveling processing on the tracking results collected as one group by the sorting processing unit 64 to make one linear.

具体的には、図17に示すように、図17(A)に示すグループ化した線形から、図17(B)に示すようにグループ内の追跡点を元に長手方向を決定し、グループ化した線形上の追跡点をすべて列挙する。そして、長手方向ベースに設定されたサンプリング距離に応じて、図17(C)に示すように例えば、移動メディアンフィルタなどを適用して、1つのグループに対して1つの線になるように近似する。 Specifically, as shown in FIG. 17, the longitudinal direction is determined from the grouped linearity shown in FIG. 17 (A) based on the tracking points in the group as shown in FIG. 17 (B), and grouped. List all the tracking points on the linear line. Then, according to the sampling distance set in the longitudinal direction base, for example, a mobile median filter or the like is applied as shown in FIG. 17 (C) to approximate one group to one line. ..

図18(A)は、図15(B)と同様の単純処理をする前の追跡結果を示し、図18(B)は、単純化処理を実行した結果を示すものである。 FIG. 18A shows the tracking result before the simple processing similar to that of FIG. 15B, and FIG. 18B shows the result of executing the simplification processing.

次に、図19を用いて本実施形態に係る埋設物線形抽出装置30の作用について説明する。 Next, the operation of the buried object linear extraction device 30 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

ステップS12で、始点抽出部60が埋設物計測装置10から3次元データを取得する。そして、次のステップS14に進む。 In step S12, the start point extraction unit 60 acquires three-dimensional data from the buried object measuring device 10. Then, the process proceeds to the next step S14.

ステップS14で、始点抽出部60がステップS12において取得した3次元データを元に埋設物の線形を追跡する始点を抽出する始点抽出処理を実行する。そして、次のステップS16に進む。 In step S14, the start point extraction unit 60 executes a start point extraction process for extracting a start point for tracking the alignment of the buried object based on the three-dimensional data acquired in step S12. Then, the process proceeds to the next step S16.

ステップS16において、追跡処理部62が、ステップS14において抽出された全ての始点から埋設物の線形を追跡する追跡処理を実行する。そして、次のステップS18に進む。 In step S16, the tracking process unit 62 executes a tracking process for tracking the alignment of the buried object from all the starting points extracted in step S14. Then, the process proceeds to the next step S18.

ステップS18において、選別処理部64が、ステップS16において追跡された追跡結果を、予め定められた基準を元に選別する選別処理を実行する。そして、次のステップS20に進む。 In step S18, the sorting process unit 64 executes a sorting process of sorting the tracking results tracked in step S16 based on a predetermined criterion. Then, the process proceeds to the next step S20.

ステップS20において、単純化処理部66が、ステップS18において選別された追跡結果を1つのグループとしてまとめる単純化処理を実行する。そして、次のステップS22に進む。 In step S20, the simplification processing unit 66 executes a simplification process of collecting the tracking results selected in step S18 as one group. Then, the process proceeds to the next step S22.

ステップS22において、埋設物線形抽出装置30により、埋設物線形抽出結果が出力され、埋設物線形抽出結果は様々な他のソフトウェアなどで使用されたり、工事などで使用されたりする。そして、処理を終了する。 In step S22, the buried object linear extraction device 30 outputs the buried object linear extraction result, and the buried object linear extraction result is used by various other software or the like, or is used in construction or the like. Then, the process is terminated.

なお、ステップS22において出力される埋設物線形抽出結果のみではなく、ステップS16において行われる追跡処理の結果を出力し、様々な他のソフトウェアなどで使用可能としたり、工事などで使用可能としたりしても良い。また、ステップS18において行われる選別処理の結果を出力し、様々な他のソフトウェアなどで使用可能としたり、工事などで使用可能としたりしても良い。 It should be noted that not only the buried object linear extraction result output in step S22 but also the result of the tracking process performed in step S16 is output so that it can be used by various other software or used in construction work. May be. Further, the result of the sorting process performed in step S18 may be output and made usable by various other software or the like, or may be made usable in construction or the like.

以上説明したように、本実施形態に係る埋設物線形抽出装置30、埋設物線形抽出方法、及び埋設物線形抽出プログラムによれば、埋設物の3次元化されたデータを元に、埋設物の計測効率を向上させることができる。
また、埋設物の3次元化されたデータのうちから、埋設物の候補の抽出の精度を高めることができる。
As described above, according to the buried object linear extraction device 30, the buried object linear extraction method, and the buried object linear extraction program according to the present embodiment, the buried object is based on the three-dimensional data of the buried object. The measurement efficiency can be improved.
In addition, it is possible to improve the accuracy of extracting candidates for buried objects from the three-dimensional data of buried objects.

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 deck and the archaeological site survey. Further, the present invention can be applied not only to the buried objects buried in the ground but also to the buried objects buried in the wall surface.

また、上記実施形態では、埋設物線形抽出処理を実行するための始点抽出部60、追跡処理部62、選別処理部64及び単純化処理部66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、各部を別々のコンピュータで構成しても良い。 Further, in the above embodiment, a case where the start point extraction unit 60, the tracking processing unit 62, the sorting processing unit 64, and the simplification processing unit 66 for executing the buried object linear extraction processing are configured by one computer will be described. However, each part may be configured by a separate computer.

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良い。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つで実行しても良いし、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)で実行しても良い。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. As a processor in this case, in order to execute specific processing such as PLD (Programmable Logic Device) whose circuit configuration can be changed after manufacturing FPGA (Field-Programmable Gate Array) and ASIC (Application Specific Integrated Circuit). 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-like 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、埋設物線形抽出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良い。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良い。 Further, in the above embodiment, the embodiment in which the buried object linear extraction 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
20 処理部
26 計測データ記憶部
28 生成部
30 埋設物線形抽出装置
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
60 始点抽出部
62 追跡処理部
64 選別処理部
66 単純化処理部
10 Buried object measuring device 12 Electromagnetic wave device 16 Laser scanner 20 Processing unit 26 Measurement data storage unit 28 Generation unit 30 Buried object linear extraction device 42 CPU
44 Memory 46 Storage device 48 Input device 50 Output device 52 Optical disk drive device 54 Communication I / F
60 Start point extraction unit 62 Tracking processing unit 64 Sorting processing unit 66 Simplification processing unit

Claims (12)

電磁波の反射波強度を3次元化した3次元データを元に、埋設物の線形を追跡する始点を抽出する始点抽出部と、
前記始点から前記埋設物の線形を追跡する追跡処理部と、
を備える埋設物線形抽出装置。
A start point extraction unit that extracts the start point that traces the alignment of the buried object based on the three-dimensional data obtained by converting the reflected wave intensity of the electromagnetic wave into three dimensions.
A tracking processing unit that tracks the alignment of the buried object from the starting point,
A buried object linear extractor equipped with.
前記始点抽出部は、前記3次元データの近傍の計測点と比較し、反射波強度が強い点を前記始点の候補として抽出する請求項1に記載の埋設物線形抽出装置。 The buried object linear extraction device according to claim 1, wherein the start point extraction unit extracts a point having a strong reflected wave intensity as a candidate for the start point by comparing with a measurement point in the vicinity of the three-dimensional data. 前記始点抽出部は、前記始点の候補のうち、前記反射波強度が強い点が存在する水平方向の平均値を取り、当該平均値から所定の閾値を超える強度があるものを前記始点として抽出する請求項2に記載の埋設物線形抽出装置。 The start point extraction unit takes an average value in the horizontal direction in which a point having a strong reflected wave intensity exists among the candidates for the start point, and extracts an intensity exceeding a predetermined threshold value from the average value as the start point. The buried object linear extraction device according to claim 2. 前記追跡は、前記始点から予め定められた範囲の所定角度傾いた方向へ所定距離ずつずらした所定個数の地点の前記反射波強度の波形が揃っているかを元に、追跡角度を決定する請求項1~3のいずれか1項に記載の埋設物線形抽出装置。 Claimed to determine the tracking angle based on whether or not the waveforms of the reflected wave intensities at a predetermined number of points shifted by a predetermined distance in a predetermined angle tilting direction from the starting point are aligned. The buried object linear extraction device according to any one of 1 to 3. 前記波形が揃っているか否かは、前記地点毎の前記反射波強度の波形を元にコヒーレントエネルギーを計算して判断する請求項4に記載の埋設物線形抽出装置。 The buried object linear extraction device according to claim 4, wherein whether or not the waveforms are aligned is determined by calculating coherent energy based on the waveform of the reflected wave intensity at each point. 前記追跡は、前記始点から前記地点に追跡した後、当該地点から前記追跡角度を決定する場合は、前記始点において前記追跡角度を決定する場合に比べ、前記所定角度を限定して行う請求項4又は5に記載の埋設物線形抽出装置。 4. The tracking is performed by limiting the predetermined angle when the tracking angle is determined from the starting point after tracking from the starting point to the point, as compared with the case where the tracking angle is determined at the starting point. Or the buried object linear extraction device according to 5. 前記追跡処理部による追跡結果を、予め定められた基準を元に除く選別処理をする選別処理部を備える請求項1~6のいずれか1項に記載の埋設物線形抽出装置。 The buried object linear extraction device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a sorting processing unit that performs sorting processing for removing tracking results by the tracking processing unit based on a predetermined standard. 前記予め定められた基準は、少なくとも、前記追跡処理部による追跡結果が予め定めた角度以上の曲がり方をしている場合又は長さが所定の長さを超えないものである場合、を含む請求項7に記載の埋設物線形抽出装置。 The predetermined standard includes at least a case where the tracking result by the tracking processing unit is bent by a predetermined angle or more, or a case where the length does not exceed a predetermined length. Item 7. The buried object linear extraction device according to Item 7. 前記選別処理部により選別された追跡結果のうち、互いに隣接する追跡結果を1つのグループとしてまとめる単純化処理部を備える請求項7又は8に記載の埋設物線形抽出装置。 The buried object linear extraction device according to claim 7 or 8, further comprising a simplified processing unit for collecting tracking results adjacent to each other as one group among the tracking results selected by the sorting processing unit. 単純化処理部は、前記1つのグループとしてまとめた追跡結果について平準化処理を行い1つの線形にする請求項9に記載の埋設物線形抽出装置。 The buried object linear extraction device according to claim 9, wherein the simplification processing unit performs leveling processing on the tracking results collected as one group to make one linear. 始点抽出部が、電磁波の反射波強度を3次元化した3次元データを元に、埋設物の線形を追跡する始点を抽出し、
追跡処理部が、前記始点から前記埋設物の線形を追跡する、
埋設物線形抽出方法。
The start point extraction unit extracts the start point that traces the alignment of the buried object based on the three-dimensional data obtained by making the reflected wave intensity of the electromagnetic wave three-dimensional.
The tracking processing unit tracks the alignment of the buried object from the starting point.
Buried material linear extraction method.
コンピュータを、請求項1~10のいずれか1項に記載の埋設物線形抽出装置を構成する各部として機能させるための埋設物線形抽出プログラム。 A buried object linear extraction program for making a computer function as each part constituting the buried object linear extraction apparatus according to any one of claims 1 to 10.
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