JP2022156253A - マンホール蓋計測システム、マンホール蓋計測方法、マンホール蓋情報解析装置、マンホール蓋解析制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】マンホール蓋の模様高をより精度よく効率的に算出することのできるマンホール蓋計測システム、マンホール蓋計測方法、マンホール蓋情報解析装置、マンホール蓋解析制御方法及びプログラムを提供する。【解決手段】マンホール蓋計測システムは、車両に搭載されて車両が走行する道路面に対してレーザ光を照射し、光切断法による検出対象のマンホール蓋が有する模様の凹凸の高さの差である模様高の検出精度に応じた間隔で、道路面の高さを計測して、道路面の各地点の高さ及びレーザ光の反射強度を含む路面計測データを出力する路面計測手段と、レーザ光の反射強度を用いて、マンホール蓋領域を抽出する領域抽出手段と、抽出されたマンホール蓋領域内における高さの差によりマンホール蓋の模様高を算出する模様高算出手段と、を備える。【選択図】図５

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り ▲１▼ 公開日 令和２年１２月９日 ▲２▼ 掲載したＵＲＬ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｐａｓｃｏ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｅｓｓ／２０２０／ｄｏｗｎｌｏａｄ／ＰＰＲ２０２０１２０９Ｊ．ｐｄｆ

この発明は、路上のマンホールの蓋を計測するマンホール蓋計測システム、マンホール蓋計測方法、マンホール蓋情報解析装置、マンホール蓋解析制御方法及びプログラムに関する。

道路面には、下水溝などへの連絡口となるマンホールが位置している。通常、マンホールはマンホール蓋により塞がれている。道路と下水設備の整備の広がりに連れて、マンホールの数も膨大となっており、マンホール蓋の管理の手間が増している。特許文献１では、予め複数種類のマンホール蓋の表面画像情報を保持し、車両に搭載されたカメラによる道路面の撮影データからマンホール蓋の画像を検出し、検出されたマンホール蓋の画像を表面画像情報と比較して種別を特定して、検出された位置の情報と対応付けて保持、管理する技術が開示されている。

特開２０１５－１９１５７３号公報

マンホール蓋の表面には、凹凸による模様がある。この凹凸は、車両の通行などにより摩耗する。マンホール蓋の管理には、マンホール蓋の表面における凹部の高さに対する凸部の高さの差（模様高）の管理が含まれる。しかしながら従来技術では、模様高を確認するにはマンホール蓋の画像を目視確認せねばならず効率的ではなかった。また、マンホール蓋の画像から模様高を算出することも考えられるが、模様による画像上の陰影は、日照や路面の傾斜などの影響を受けるので、精度よく模様高を算出するのが難しいという課題があった。

この発明の目的は、マンホール蓋の模様高をより精度よく効率的に算出することのできるマンホール蓋計測システム、マンホール蓋計測方法、マンホール蓋情報解析装置、マンホール蓋解析制御方法及びプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本開示は、
車両に搭載されて当該車両が走行する道路面に対してレーザ光を照射し、光切断法による検出対象のマンホール蓋が有する模様の凹凸の高さの差である模様高の検出精度に応じた間隔で、前記道路面の高さを計測して、前記道路面の各地点の高さ及び前記レーザ光の反射強度を含む路面計測データを出力する路面計測手段と、
前記レーザ光の反射強度を用いてマンホール蓋領域を抽出する領域抽出手段と、
抽出された前記マンホール蓋領域内における前記高さの差により前記マンホール蓋の前記模様高を算出する模様高算出手段と、
を備えることを特徴とするマンホール蓋計測システムである。

本開示によれば、マンホール蓋の模様高をより精度よく効率的に算出することができるという効果がある。

本実施形態のマンホール蓋計測システムにおける路面計測について説明する図である。 本実施形態のマンホール蓋計測システムの全体構成図を示す。 各計測部の計測タイミングについて説明する図である。 路面高さの計測について説明する図である。 マンホールの断面を説明する図である。 マンホール蓋解析制御処理の制御手順を示すフローチャートである。 絶対位置特定処理の制御手順を示すフローチャートである。 マンホール蓋解析図の表示画面の例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態のマンホール蓋計測システム１における路面計測について説明する図である。

マンホール蓋計測システム１は、道路の路面（道路面）並びに車両Ｗの位置及び姿勢などを計測するための計測装置１００を含む。計測装置１００は、車両Ｗのルーフ上などに搭載されて計測動作し、走行する車両Ｗの後方側から鉛直下向きに道路面（マンホール蓋の表面を含む）を計測可能である。また、計測装置１００は、車両Ｗに対して固定されており、車両Ｗの走行、向きの変化、傾きや上下動などの運動により変化する位置及び姿勢を計測する。

車両Ｗは、計測装置１００を搭載して固定することが可能であれば、一般的な車種のものであってよく、計測のための専用車両である必要もない。計測装置１００は、車両Ｗのルーフへの取り付け固定部材などを備えていてもよい。

図２には、本実施形態のマンホール蓋計測システム１の全体構成図を示す。
マンホール蓋計測システム１は、上記の計測装置１００と、本実施形態のマンホール蓋情報解析装置として計測データを処理する処理装置２００とを含む。

計測装置１００は、路面計測部１１０（路面計測手段）と、車両計測部１２０（車両計測手段）と、周囲計測部１３０と、同期信号出力部１４０と、制御部１５０と、記憶部１６０と、通信部１７０などを備える。これらのうち、路面計測部１１０、車両計測部１２０及び周囲計測部１３０（まとめて各計測部とも記す）がマンホール蓋に係る計測を行う。上記図１で示した形態にかかわらず、計測装置１００のうち制御部１５０、記憶部１６０及び通信部１７０は、車両Ｗの内側に位置して各計測部と通信接続されていてもよい。

路面計測部１１０は、照射部１１１と、撮影部１１２と、計時部１１３などを備え、道路面の高さを計測し、その結果である路面計測データを出力する。
照射部１１１は、発光部１１１１と、走査部１１１２とを有する。発光部１１１１は、レーザ光（例えば、可視光～近赤外域）を生成して出射する。走査部１１１２は、発光部１１１１から出射されるレーザ光を走査させて、走査方向について広がる幕状の範囲に光を出力する。走査範囲は、車両Ｗが道路（車線）に沿って走行している場合に、計測対象である道路（車線）の幅方向（横断方向。すなわち、鉛直方向及び車両Ｗの走行方向のいずれにも垂直な方向）について全幅又はこれに準じる範囲とされてよい。検出間隔は、検出精度に応じた間隔に定められる。幅方向（走査方向）に沿っての計測の位置間隔は、検出対象のマンホール蓋の表面における凹部及び凸部の幅（模様幅）の下限値（例えば、５ｍｍ）以下である必要があり、例えば、１ｍｍである。また、車両Ｗの走行方向（道路の延在方向）についての計測の位置間隔は、撮影部１１２の撮影間隔と車両Ｗの走行速度との組合せにより定まる。この位置間隔もマンホール蓋の模様幅の下限値以下となるように定められてよい。

撮影部１１２は、照射部１１１により出射されたレーザ光の道路面からの反射光を検出する撮影動作を行う。撮影部１１２は、光切断法により反射位置、すなわち道路面の高さ（路面高さ）を特定するために、レーザ光の道路面への入射方向（鉛直下向き方向）に対して斜めに反射光を検出し、撮影可能な場所に位置している。すなわち、計測装置１００が搭載された車両Ｗ上で、照射部１１１と撮影部１１２とが固定されている。撮影部１１２の焦点位置、光軸方向、視野角及びレンズ歪などのカメラパラメータ、並びに照射部１１１の出射位置及び出射角などの撮影条件が不図示の記憶部に記憶され、不図示の制御部によって、撮影部１１２において反射光を検出した画素の位置と撮影条件とから、車両Ｗに固定された座標系における光の出射位置に対する相対的な反射位置（路面位置）が算出される。この反射位置の計測結果は、光の出射位置からの距離として得られてもよい。この光切断法により、撮影部１１２は、各走査線上で、反射位置の高さ、すなわち路面高さと反射強度の分布とを路面計測データとして取得する。路面高さの特定精度は、検出対象のマンホール蓋の検出下限値以下である必要があり、例えば、計測装置１００の解像度と設置条件は、０．５ｍｍ間隔で計測可能なものとされる。計測を行う各日時で、車両Ｗの走行に応じて照射部１１１と撮影部１１２の位置が変化することで、取得する路面計測データの絶対位置（地球表面に固定された座標系における地理的位置）が変化する。

この光切断法による計測は、レーザ光を照射しての計測であるので、レーザ光の照射を行わない通常の撮影による計測と比較して陰影の影響が生じにくく、マンホール蓋の表面における凹部に対する凸部の高さ（模様高）や形状などの計測を従来よりも高精度で行いやすい。また、計測が時刻、季節や天気の制限を受けづらいため、計測時期の限定や計測予定の延期などが生じにくい。

計時部１１３は、計時して現在の日時を出力する。計時部１１３は、例えば、発振子の発振により生成される所定の周波数信号を計数して日時を特定する。発振子は、例えば、水晶発振子やＭＥＭＳ発振子である。この発振子を有する発振器は、発振周波数についての温度補償などがなされていてもよいし、恒温槽付きなどであってもよい。しかしながら、計時部１１３の出力する日時には、時間経過とともに正確な日時からずれが生じ得る。計時部１１３は、例えば、撮影部１１２から撮影タイミングで撮影信号が入力されると、このタイミングの日時を撮影日時として出力する。撮影日時は、当該撮影日時の撮影結果に基づく路面計測部１１０の計測結果に対応付けられて、路面計測データに含まれる。また、同期信号出力部１４０から同期信号が入力されると、計時部１１３は、当該同期信号が入力されたタイミングの日時を同期日時として出力する。同期日時は、計測結果と対応付けられずに路面計測データに含まれる。

車両計測部１２０は、衛星測位部１２１と、姿勢計測部１２２と、計時部１２３などを備え、車両（基準位置）に係る計測を行って車両計測データとして出力する。車両に係る計測は、少なくとも路面計測部１１０による道路面の高さの計測に対応する期間行われる。車両計測データには、衛星測位部１２１により得られる車両の絶対位置データと、姿勢計測部１２２により得られる車両の姿勢データとが含まれる。

衛星測位部１２１は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）に係る複数（少なくとも４機）の測位衛星からの電波を受信することで現在の車両Ｗの絶対位置（すなわち、計測装置１００が搭載されている車両Ｗの基準位置）を計測する測位動作を行って、絶対位置データを出力する。衛星測位部１２１は、電波の受信及び復号が可能な測位衛星に、例えば、米国の衛星測位システムであるＧＰＳ（Global Positioning System）に係る衛星を含んでいてもよく、また、これに限られなくてもよい。例えば、受信対象の測位衛星には、ロシアの衛星測位システムであるＧＬＯＮＡＳＳ（Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema / Global Navigation Satellite System）などに係る衛星が含まれていてもよく、これらが併用されてもよい。また、各衛星測位システムにおける複数の周波数帯の送信電波が併用されてもよい。絶対位置は、例えば、緯度、経度及び高度の３成分により表される。また、絶対位置とともに現在の日時が取得される。

姿勢計測部１２２は、加速度センサ１２２１及びジャイロセンサ１２２２を備え、計測装置１００が搭載されている車両Ｗの姿勢を計測して、姿勢データを出力する。加速度センサ１２２１及びジャイロセンサ１２２２の各々は、直交する３軸方向についての加速度と回転速度とをそれぞれ計測可能である（３軸と回転軸とを合わせて６軸）。これらのそれぞれを順次加算し、初期姿勢を加算することにより特定される車両の姿勢には、車両の向き（道路面に平行な面内での回転）、傾き（道路に垂直な方向を含む面内での回転）、上下動（振動）、及び加減速（平行移動速度の変化）が含まれ得る。

計時部１２３は、計時部１１３と同様に、計時して現在の日時を出力する。また、ここでは、計時部１２３は、衛星測位部１２１により特定された日時により計時する日時が随時補正される。すなわち、計時部１２３が出力する日時は本実施形態のマンホール蓋計測システム１で要求される水準において正確である。計時部１２３は、衛星測位部１２１及び姿勢計測部１２２から計測タイミングで各々計測信号が入力されると、それらのタイミングの日時をそれぞれ測位日時、計測日時として出力する。測位日時は、当該測位日時に計測された絶対位置と対応付けられて絶対位置データに含められ、計測日時は、当該計測日時に計測された姿勢と対応付けられて、姿勢データに含められる。また、計時部１２３は、同期信号出力部１４０から同期信号が入力されると、そのタイミングの日時を同期日時として出力する。同期日時は、絶対位置及び姿勢のいずれにも対応付けられずに車両計測データに含まれる。

周囲計測部１３０は、レーザスキャナ１３１を有する。レーザスキャナ１３１は、周囲全方向に順次レーザ光を出射し、その反射光を検出して、検出されるまでの経過時間と光速とからＴＯＦ（Time of Flight）により車両周囲の反射面までの距離を計測して、周囲計測データを出力する。車両周囲の反射面は、路面計測部１１０の計測範囲外の道路面を含み、好適にはさらに周囲の道路設備、建物、植物及び地表面などを含む。周囲計測部１３０による継続的な計測結果の統合により、路面計測部１１０による計測範囲の周囲の道路面の形状を含む三次元道路データが生成される。周囲計測データの解像度は、路面計測データの解像度よりも低くてよく、周囲計測データからマンホール蓋の凹凸を精度よく検出できなくてよい。

周囲計測部１３０の計測結果は、車両Ｗの計測装置１００の位置を基準とした相対的なものである。特に限定するものではないが、車両計測部１２０及び周囲計測部１３０は、まとめて同一筐体内に位置していてもよい。ここでは、周囲計測部１３０は、計時部１２３が計数する日時を車両計測部１２０と共用する。計時部１２３は、周囲計測部１３０からレーザスキャナ１３１による計測タイミングで計測信号が入力されると、その計測タイミングにおける日時を計測日時として出力する。計測日時は、当該計測日時における周囲計測の結果に対応付けられて周囲計測データに含まれる。

同期信号出力部１４０は、路面計測部１１０、車両計測部１２０及び周囲計測部１３０に対して上述の同期信号を出力する。同期信号出力部１４０は、例えば、ＭＣＵ（Micro Control Unit）で実現され、図示略の距離計から取得される自身の移動量に基づいて所定距離、例えば、３ｍの移動ごとに同期信号を出力する。例えば、車両Ｗが速度６０ｋｍ／ｈで等速走行している場合には、同期信号の時間間隔は１８０ｍｓｅｃとなる。あるいは、同期信号出力部１４０は、発振回路を有して所定時間の経過ごとに同期信号を出力してもよい。

制御部１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを有し、各計測部から計測データと同期日時データとを取得して記憶部１６０に記憶させる。また、制御部１５０は、記憶部１６０に記憶させたデータの通信部１７０による送信出力を制御する。

記憶部１６０は、各計測部による計測データを記憶する。記憶部１６０は、不揮発性メモリを有する。不揮発性メモリは、例えば、フラッシュメモリ及び／又はＨＤＤ（Hard Disk Drive）であってよい。

通信部１７０は、インターネット回線やＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークを経由して外部と通信を行う。外部には、処理装置２００が含まれる。計測装置１００の各計測部による計測データは、処理装置２００に対して送信されて処理される。通信部１７０は、計測装置１００による計測動作中に常に外部と通信が可能となっている必要はない。計測の終了後に通信部１７０がネットワークに接続されてもよい。

処理装置２００は、制御部２１０と、記憶部２２０（記憶手段）と、通信部２３０と、入出力部２４０などを備える。処理装置２００は、例えば、通常のＰＣなどであってもよく、計測装置１００とは別体であってよい。

制御部２１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを備え、演算処理を実行して、本実施形態の領域抽出手段、模様高算出手段、表示制御手段及び位置特定手段として、計測装置１００から受信した計測データの解析処理及び表示画像の生成処理を行う。解析処理には、後述のようにマンホール蓋の計測地点の抽出、マンホール蓋の形状へのフィッティング、マンホール蓋の模様高の算出及びマンホール蓋の地理的三次元位置の特定などが含まれる。

記憶部２２０は、計測装置１００から受信した計測データ（路面計測データ、車両計測データ、及び周囲計測データ）、制御部２１０によるこれらの計測データの解析データ（後述のマンホール蓋データ、三次元道路データ２２１を含む）、及び解析処理に係る処理用のプログラム２２２などを記憶する。記憶部２２０は、例えば、揮発性メモリ（ＲＡＭ：Random Access Memory）と、不揮発性メモリなどを有する。不揮発性メモリには、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）が含まれていてもよい。揮発性メモリは、制御部２１０のＣＰＵに作業用のメモリ空間を提供する。
なお、マンホール蓋計測システム１は、記憶部２２０とはさらに異なるデータベース装置などを処理装置２００の外に含んでいてもよい。あるいは、ＨＤＤなどが計測装置１００に直接外付けで取り付けられて計測データがリアルタイムでこのＨＤＤに書き込まれてもよい。計測終了後にＨＤＤが計測装置１００から取り外され、持ち運ばれて処理装置２００に取り付けられて、記憶部２２０として動作してもよい。

通信部２３０は、インターネット回線やＬＡＮなどのネットワークを経由して外部と通信を行う。外部には、計測装置１００が含まれ、計測装置１００における計測データが随時又は計測終了後などにまとめて取得され得る。なお、計測装置１００と処理装置２００とがネットワークにおいて直接接続されるのではなく、間にデータサーバなどを挟んで間接的にデータのやり取りがなされるのであってもよい。

入出力部２４０は、解析結果をそのユーザに示す出力部、例えば、表示画面を有する表示部２４１や画像を形成するプリンターなどと、出力させる内容の要求などを受け付ける操作受付部２４２などの入力部とを含む。制御部２１０の処理により取得された解析データのうち入力部により指定された内容及び表示形態で出力部により出力される。

次に、本実施形態のマンホール蓋計測システム１の計測装置１００による計測動作について説明する。

図３は、各計測部の計測タイミングについて説明する図である。
図３（ａ）には、各計測部の動作の一覧を示している。

路面計測部１１０は、同期信号に基づいて初回の計測タイミングが規定され、以降、３ｍの移動の間に均等な時間間隔ａ、例えば、０．１２ｍｓｅｃ間隔で道路面の計測を行う、という動作を繰り返す（路面計測ステップ）。車両Ｗが速度６０ｋｍ／ｈで等速走行している場合には、３ｍ間隔の２回の同期信号の間、すなわち、１８０ｍｓｅｃの間に２ｍｍの距離間隔で１５００回の計測が行われる。上記のように、各計測タイミングにおいて路面計測部１１０が出力する計測結果には、計時部１１３の日時ｔ１が付される。また、路面計測部１１０は、同期信号Ｔｋ（ｋ＝０、１、２…）が入力されたタイミングを示す同期日時ｔ１（Ｔｋ）も出力する。

衛星測位部１２１は、同期信号とは独立して一定の時間間隔ｂ、例えば、５０ｍｓｅｃ間隔で測位動作を行い、車両Ｗの絶対位置データとして出力する。すなわち、上記１８０ｍｓｅｃの間に測位動作が約３．６回実行される。絶対位置データには、各々計時部１２３の日時ｔ２、すなわち、測位動作で特定、調整されている日時が付される。上記のように、この日時ｔ２は正確である。また、衛星測位部１２１から出力されるデータには、同期信号Ｔｋが入力されたタイミングにおける同期日時ｔ２（Ｔｋ）も含まれる。

姿勢計測部１２２は、同期信号とは独立して一定の時間間隔ｃ、例えば、５ｍｓｅｃ間隔で加速度センサ１２２１及びジャイロセンサ１２２２の計測結果を取得して車両Ｗの姿勢データとして出力する。姿勢データには、各々計時部１２３の計数する日時ｔ３（ここではｔ２と等しい）が付される。上記の１８０ｍｓｅｃの間に姿勢データは３６回取得される。
衛星測位部１２１による測位動作と姿勢計測部１２２による計測動作とが本発明のマンホール蓋計測方法における車両計測ステップを構成する。

周囲計測部１３０のレーザスキャナ１３１は、同期信号Ｔｋとは独立して一定の時間間隔ｄ、例えば、５ｍｓｅｃの間隔で、路面計測部１１０による計測範囲外の道路面（周囲道路面）を含む周囲の物体の位置を計測して、それぞれ周囲計測データとして出力する。周囲計測データには、周囲の計測タイミングにおける計時部１２３の日時ｔ４（ここではｔ２と等しい）が付される。

図３（ｂ）は、各計測部による計測データの同期について説明する図である。
上述のように、同期信号出力部１４０からは、同期信号Ｔｋが３ｍの移動ごとに出力されて、路面計測部１１０、車両計測部１２０及び周囲計測部１３０へ入力される。路面計測部１１０及び車両計測部１２０は、それぞれ同期信号Ｔｋが入力されたタイミングで各々計数している同期日時ｔ１（Ｔｋ）、ｔ２（Ｔｋ）を取得する。

これらの同期日時の関係を多項式近似することにより日時ｔ１から日時ｔ２への変換関数が算出される。日時ｔ１は、時間経過とともに日時ｔ２とのずれの大きさが変化し得る。そのため、変換関数は日時の関数とするのが好適である。例えば、日時ｔ１の日時ｔ２に対するずれ量ｇ（ｔ１）を二次の多項式ｇ（ｔ１）＝ｔ１－ｔ２＝Ａ・ｔ１^２＋Ｂ・ｔ１＋Ｃで定義するとともに日時ｔ１からずれ量ｇ（ｔ１）を減算する変換関数ｆ（ｔ１）＝ｔ１－ｇ（ｔ１）を定義して、｛ｔ１（Ｔｋ），ｔ１（Ｔｋ）－ｔ２（Ｔｋ）｝＝［｛ｔ１（Ｔ０），ｔ１（Ｔ０）－ｔ２（Ｔ０）｝，｛ｔ１（Ｔ１），ｔ１（Ｔ１）－ｔ２（Ｔ１）｝，…］を近似的に成立させる定数Ａ，Ｂ，Ｃを回帰分析により算出することができる。ｇ（ｔ１）＝ｔ２－ｔ１と定義する場合はｆ（ｔ１）＝ｔ１＋ｇ（ｔ１）となる。また例えば、日時ｔ１を日時ｔ２に直接変換する変換関数ｆ（ｔ２）を二次の多項式ｔ２＝Ｄ・ｔ１^２＋Ｅ・ｔ１＋Ｆで定義し、（ｔ１，ｔ２）＝［｛ｔ１（Ｔ０），ｔ２（Ｔ０）｝，｛ｔ１（Ｔ１），ｔ２（Ｔ１）｝，…］を近似的に成立させる定数Ｄ，Ｅ，Ｆを回帰分析により算出することもできる。なお二次の多項式は一例であり、変換関数は一次関数であってもよいし三次以上の関数であってもよい。
また変換関数は、計測データを所定時間（例えば１時間）ごとに分割した区間ごとに算出され、区間ごとに用いられてもよい。計測時の温度変化が大きな場合に有用である。
算出された変換関数に路面計測部１１０の路面計測データに付されている計測日時を代入することで、衛星測位に基づく正確な日時ｔ２を基準とした全ての路面計測のタイミングが特定される。日時ｔ３、ｔ４が日時ｔ２と異なる場合には、これらについても同じ手順で日時ｔ３から日時ｔ２への変換関数及び日時ｔ４から日時ｔ２への変換関数が算出されて、いずれも日時ｔ２を基準とした計測タイミングが特定される。

マンホール蓋計測システム１では、路面計測の日時ｔ１と同時に他の計測がなされているわけではないので、路面計測の日時ｔ１での絶対位置や車両の姿勢などは、日時ｔ１の前後のデータで補間的に（例えば線形補間で）求められる。例えば、日時ｔ１（３）の絶対位置は、日時ｔ２（０）、ｔ２（１）の絶対位置の内分点として求められ、日時ｔ１（３）の車両の姿勢は、日時ｔ３（０）、ｔ３（１）の姿勢の内分点として求められる。あるいは、前後３回以上の日時での計測データを用いた補間により絶対位置及び姿勢が求められてもよい。

なお、一定時間間隔で計測されるものについては、必ずしも全ての計測データに対して計測日時のデータが付されなくてもよい。同期タイミングの日時、同期タイミングからその後最初の計測までのタイムラグ（図３（ｂ）のａＬ、ｂＬ、ｃＬ、ｄＬ）、及び計測の時間間隔ａ、ｂ、ｃ、ｄにより、全ての計測日時が特定され得る。
これらのように計測タイミングの正確な日時を特定する処理は、特に限定するものではないが、計測データを計測装置１００から取得した処理装置２００により行われればよい。すなわち、制御部２１０は、計測装置１００の通信部１７０と処理装置２００の通信部２３０との間での通信を利用して、路面計測データを取得する路面計測データ取得手段としても動作する。

次に、処理装置２００の制御部２１０がマンホール蓋抽出手段として行うマンホール蓋抽出動作及び模様高算出手段として行うマンホール蓋の模様高の算出動作について説明する。
図４は、路面高さの計測について説明する図である。
図４（ａ）に示すように、各測位日時における車両Ｗの基準位置Ｐ（ｔ２（ｉ））が取得されている。ここでは、ｉ＝０～２についての各基準位置が示されている。基準位置Ｐは、衛星測位部１２１の位置であってよく、すなわち、衛星測位の結果がそのまま用いられてよい。

次いで、道路面を計測した日時ｔ１（ｊ）を日時ｔ２に換算した日時ｔ２（ｔ１（ｊ））（ｊ＝０、１、２…）を特定し、この日時における車両Ｗの基準位置Ｐ（ｔ２（ｔ１（ｊ））を当該日時の前後の基準位置の線形補間により特定する。また、この日時ｔ２（ｔ１（ｊ））における車両Ｗの姿勢を、車両計測データにおける当該日時の前後の車両Ｗの姿勢を線形補間することなどにより求める。

車両Ｗの基準位置Ｐと道路面の計測位置との相対関係と、車両Ｗの姿勢とを考慮することで、図４（ｂ）に示すように、各計測タイミングにおける路面計測の基準範囲を示す計測測線Ｌ（ｊ）が定まる。車両Ｗが平坦な道を等速でまっすぐ走っていれば、各計測測線Ｌは等間隔かつ互いに平行となるが、車両Ｗの進行方向が変化したり、加減速したりすることで、計測測線Ｌの一部が非平行となったり、不均一な間隔となったりする。

路面計測部１１０による各計測測線Ｌのタイミングでの計測結果は、計測測線Ｌに対する相対的な高さ方向のずれを示している。すなわち、図４（ｃ）に示すように、各計測測線Ｌを基準として当該計測測線Ｌ上の道路面の高さＨ（ｊ）が特定される。これにより、計測対象の道路上の水平方向絶対位置（緯度、経度）に対して道路面の高さのデータが各々得られる。計測測線Ｌは、車高が予め特定されていれば、平坦な道路において本来の、窪み、ひび割れやマンホール蓋などのない路面高と同一面内となる。したがって、求められた道路面の高さＨ（ｊ）と計測測線Ｌの高さ（路面高）との差が本来の道路面からの凹凸量となる。

マンホール蓋計測システム１では、このようにして得られた路面計測データからマンホール蓋を抽出し、抽出されたマンホール蓋の凹凸量（模様高）を算出して摩耗の度合を特定する。

図５は、マンホールＵの断面を説明する図である。ここでは、説明のためにマンホール蓋Ｃに２個の凹部を示しているが、実際には、マンホール蓋Ｃのサイズに比して小さい凹部が多数存在してよい。この多数の凹部はマンホール蓋Ｃにおける局所領域ごとの凹部であり、水平断面上ではつながったもの同士であってよい。
図５（ａ）に示すように、マンホールＵは、道路Ｒに舗装面Ｒａから下方（Ｚ方向下向き）に伸びており、舗装面Ｒａとの境界にマンホール蓋Ｃが位置している。

マンホール蓋Ｃは、例えば、鋳鉄などであって、凹部にカラー樹脂のコーティングが施されているなど表面の一部にカラー部分を含む場合があってもよい。これらは、舗装された道路Ｒ（アスファルト又はコンクリート）とは材質が異なり、可視光や近赤外光領域のレーザ光の反射強度の特性が舗装面Ｒａとは異なる。また、マンホール蓋Ｃは、凹凸による模様を有している。ここでいう模様には、文字、標識、図形、絵や図柄などの凹凸で表現されるパターンを全て含む。模様の頂面ＣＴと底面ＣＢとの高さの差である模様高ｄは、車両の通行などにより頂面ＣＴが摩耗することで徐々に小さくなっていく。模様高ｄの小さくなり方は、マンホール蓋Ｃの舗装面Ｒａに対する位置や、マンホール蓋Ｃにおける模様の形状やサイズなどに応じて異なり得る。また、摩耗して小さくなった模様高ｄは、マンホール蓋Ｃ内でも一様ではなく場所によって異なり得る。また、マンホール蓋Ｃは、当該マンホール蓋Ｃと同一の材質の枠に収められて設置されている。

路面計測データからのマンホール蓋領域の抽出処理では、上記のように、反射強度がマンホール蓋Ｃの反射特性を有する計測地点をマンホール蓋Ｃの計測地点として抽出する。例えば、アスファルトの反射強度の下限値を予め定めて、反射強度が当該下限値よりも低い計測地点を抽出する。また、例えば、更に別の材質のマンホール蓋Ｃをも検出するために、白線の反射強度の下限値とコンクリートの反射強度の上限値を予め定め、反射強度がこの下限値よりも低くかつ上限値よりも高い計測地点を抽出する。

次いで、これらの計測地点がまとまって分布する部分をグループ化する。グループ化には、例えば、モルフォロジー変換が用いられる。道路面を道路面と平行に上方から見た又は鉛直上方から見た平行投影画像において、マンホールの計測地点である画素の範囲を予め定めた度合で膨張させたのち、膨張させた領域を上記度合で収縮することにより、この度合で規定されるマンホール蓋Ｃの計測地点の隙間が接続される。画素のサイズが道路の延在方向（走行方向）とこれに垂直な交差方向（道路の幅方向）とで異なる場合には、それぞれ所定の度合が異なっていてもよい。グループ化された領域がマンホール蓋Ｃの候補領域とされる。

また、反射強度に基づくマンホール蓋領域の抽出では、カラー部分の計測地点が抽出されない場合がある。その場合でも、マンホール蓋Ｃの候補領域においては縁の凸部により閉領域が形成されていることが期待できる。そこで、検出した閉領域内のマンホール蓋領域とされていない計測地点をマンホール蓋の候補領域に含める補正を行う。これによりカラー部分を含んだマンホール蓋Ｃの領域も模様を含めて抽出することが可能となる。

マンホール蓋の候補領域は、そのサイズが推定される。例えば、候補領域内の計測地点を上方から見た二次元位置（Ｘ、Ｙ座標）の平均値を中心位置として定めて、当該中心位置に対して候補領域の外縁に最もフィットする円又は楕円を決定する。円（楕円）の領域の半径がマンホール蓋としてもっともらしい大きさ、例えば、３００～１２００ｍｍの範囲内である場合に、候補領域をマンホール蓋領域として確定する。マンホール蓋の大きさは、複数種類に規格化されているので、確定されたマンホール蓋領域は、得られた円（楕円）の半径に最も適合する大きさの規格のマンホール蓋であるものとして特定する。また、候補領域の外縁の決定された円状の領域からの逸脱率が、予め定められた基準の範囲内であるか否かをマンホール蓋領域として確定するための条件に加えてもよい。外縁は、例えば、計測地点にそれぞれ対応する隣り合う画素に候補領域外の画素が含まれるか否かなどにより特定され得る。楕円でフィッティングした場合には、楕円率の１からのずれ量が基準範囲内にあることもマンホール蓋領域として確定する条件に加えられてよい。
なお、フィッティングに代えてパターンマッチング、ハフ変換など種々の公知の画像認識手法を用いることもできる。

次に、抽出したマンホール蓋領域における傾斜の影響を除去する。図５（ｂ）に示すように、舗装面Ｒａ及びマンホール蓋Ｃが傾斜している場合に、凹凸を考慮しない全体的な道路面の各地点の高さ方向（Ｚ方向）についての位置ｈは、当該地点を中心にした所定サイズの範囲（ここでは、道路の延在方向（Ｘａ方向）について幅ｗで示している）における高さｈの平均値（移動平均値）として求められ得る。例えば、移動平均を求める範囲は、一辺がｗの矩形、直径がｗの円、又は幅がｗの線分とすることができる。所定サイズが模様幅程度以下であると、模様高自体を平均化してしまうので、模様幅よりも大きなサイズの範囲が定められる。

また、マンホール蓋領域での傾斜方向Ｘａ（主に道路の延在方向に沿っている）を特定し、当該傾斜方向の長さに対して垂直な方向（Ｙ方向）の長さが相対的に長い所定の範囲を定めてもよい。車両Ｗは主に傾斜方向Ｘａに走行するので、Ｙ方向は計測測線Ｌとほぼ平行になりやすい。したがって、所定本数の計測測線Ｌごとに移動平均が求められてもよい。移動平均を求める範囲は、マンホール蓋領域の内部で定められる。

マンホール蓋領域の各点で計測された高さから、当該各点についてそれぞれ求められた高さｈを差し引くことで、マンホール蓋領域の傾斜の影響が除去される。その際、マンホール蓋領域内の高さから高さｈを算出することで、舗装面Ｒａのわだちやひび割れなどの影響を受けずにマンホール蓋Ｃの傾斜の影響を適切に除去できる。
なお、移動平均の代わりに低域通過フィルタ（ＬＰＦ）などを適用して全体の変化傾向を反映した値を本来の路面高として取得して、各点の高さから差し引いてもよい。また、ウェーブレット解析を利用して模様による凹凸以外の空間周波数に応じた変化を除去することとしてもよい。

続いて、マンホール蓋領域に含まれ得る枠の領域を除外する補正を行う。具体的には抽出対象とするマンホール蓋Ｃの大きさの規格に合致する領域に補正する。この場合、例えば、直径６５０ｍｍ規格のマンホール蓋として抽出されたマンホール蓋領域を上記中心位置を有する直径６５０ｍｍの円領域に補正する。あるいは抽出された領域の大きさに一定割合を乗じた大きさの領域に補正する。この場合、例えば、円形のマンホール蓋として抽出されたマンホール蓋領域において直径の１割が枠であると定め、抽出されたマンホール蓋領域の上記中心位置を固定したまま当該マンホール蓋領域の最大幅の９割の直径を有する円領域に補正する。
枠を除去することで枠とマンホール蓋Ｃの間の溝の深さを模様高として算出する誤りを防止できる。

その後、マンホール蓋領域内の模様高を算出する。
図５（ａ）で示したように、マンホール蓋Ｃの上面は、模様により概ね頂面ＣＴと底面ＣＢとのいずれかに分かれている。路面計測部１１０による計測測線Ｌに沿って、計測測線Ｌ上に位置するマンホール蓋領域内の計測地点の一端から他端へ順番に追っていくと、頂面ＣＴの高さから底面ＣＢの高さに急落し、その後再び頂面ＣＴの高さへ戻るという高さの変動を繰り返す。この変動の１周期分、例えば、高さの低下が始まる位置（低下開始点）から次の低下開始点までの区間のそれぞれを一次元の局所領域ｂとして各々区分していき（マンホール蓋Ｃの端も局所領域の境界とされる）、各局所領域ｂで高さの最大値と最小値との差分、すなわち高さの差を模様高ｄとして求める。なお、低下開始点に代えて高さの上昇が終わる位置（上昇終了点）、高さの上昇が始まる位置（上昇開始点）、または高さの低下が終わる位置（低下終了点）に着目し、それぞれの場合に、上昇終了点から次の上昇終了点までの区間、上昇開始点から次の上昇開始点までの区間、低下終了点から次の低下終了点までの区間を局所領域ｂとして区分してもよい。また、走査線は、計測測線Ｌ、すなわち図のＹ軸に平行な線に限らず、Ｘ軸に平行な線又はＸ軸及びＹ軸と４５度をなす線など、水平面に平行な一方向の線とされてもよい。

各局所領域ｂについて模様高ｄを求めると、マンホール蓋領域ごとに全ての局所領域ｂでの模様高ｄのうち最小値ｄｍｉｎを検出する。上記のように、摩耗によりマンホール蓋領域内でも模様高ｄは一定ではなくなるので、この最小値ｄｍｉｎが計測対象のマンホール蓋Ｃを代表する模様高ｄａとして特定される。最小値ｄｍｉｎを選択することでマンホール蓋Ｃに形成された空気抜きのための穴を模様高ｄａとして特定する誤りを排除できる。特定された模様高ｄａは、計測日時とともに、識別符号や位置情報などによりマンホール蓋Ｃと対応付けられて記憶される。

計測日時は、特には限られないが、例えば、マンホール蓋Ｃ内の計測地点のうち最も早く計測された地点の計測日時であってもよい。あるいは、複数のマンホール蓋Ｃを含む路面計測の開始日時などが当該複数のマンホール蓋Ｃに対して一括して付されてもよい。計測日時には、時刻（時分秒）を含めず、年月日のみとされてもよい。また、操作受付部２４２がユーザなどの入力操作を受け付けて計測日時が設定されてもよい。

これまでに記憶されていないマンホール蓋Ｃが新たに計測された場合には、当該マンホール蓋Ｃに対して新たに識別符号と位置情報が定められる。位置情報は、絶対位置を特定することのできる三次元地理的位置であって、例えば、緯度、経度及び高さ（標高）などである。三次元地理的位置は、例えば、マンホール蓋Ｃを代表する位置であってもよく、上述のようにマンホール蓋領域を円フィッティングした際の中心位置であってよい。また、三次元地理的位置には、上記フィッティングで得られた円の半径が含まれてもよい。あるいは、代表位置だけではなく、抽出されたマンホール蓋Ｃの最高緯度及び最低緯度、最高経度及び最低経度、並びに最高高度及び最低高度がそれぞれ特定されて位置情報として定められてもよい。

既に記憶されているマンホール蓋Ｃについて新たな模様高ｄａが得られた場合には、当該マンホール蓋Ｃに対応付けられる追加データとして記憶される。

既に記憶されているマンホール蓋と模様高ｄａが特定されたマンホール蓋Ｃとが同一であるか否かは、上記位置情報に基づいて判断される。例えば、最高緯度、最低緯度、最高経度、最低経度の４つが記憶されている場合には、記憶されているマンホール蓋の上記４座標と模様高ｄａが特定されたマンホール蓋Ｃにおける上記４座標との間でのそれぞれの差分の絶対値を算出して加算し、加算値が所定の基準値以上であるか否かによって異同を判別してもよい。

模様高ｄａの特定及びマンホール蓋Ｃと対応付けたデータの記憶が終了すると、計測結果及び算出結果は、まとめて表示部２４１により表示される。表示部２４１には、例えば、路面計測部１１０により計測された対象のマンホール蓋Ｃ及び周囲の三次元地理的位置が点群表示される。対象のマンホール蓋Ｃの各計測地点の高さを示す点は、マンホール蓋Ｃの外の点とは異なる色やサイズなどでハイライト表示されてもよい。この表示に含まれるマンホール蓋Ｃに対して、吹き出しなどにより、又は別ウィンドウによりマンホール蓋Ｃの識別情報、特定された模様高ｄａ及び計測日時が表示される。

また、この表示では、特定された模様高ｄａを予め定められた基準高さと比較した結果に応じてマンホール蓋Ｃの交換要否を示してもよい。すなわち、模様高ｄａが基準高さ未満となっている場合には、マンホール蓋Ｃの交換が必要である旨の表示を行う。

また、路面計測部１１０による計測結果だけではなく、周囲計測部１３０により計測された周囲の道路面を含む三次元道路データ２２１に含まれる各計測地点も併せて表示されてもよい。あるいは、路面計測部１１０による計測地点の表示は、マンホール蓋Ｃのみに限られ、当該マンホール蓋Ｃと、三次元道路データ２２１とが重畳されて表示されることで、描画処理が軽減されてもよい。これらにより、周囲の状況から解析されたマンホール蓋Ｃの位置関係がより把握しやすくなる。この場合も、三次元道路データ２２１の計測地点とマンホール蓋Ｃの計測地点とでは異なる色で表示がなされてよい。

また、上記の交換要否の判別で交換が必要とされたマンホール蓋Ｃの表示色（例えば、赤色）は、交換不要のマンホール蓋Ｃの表示色（例えば、青色）と異なるものとされてもよい。

図６は、本実施形態の処理装置２００で実行されるマンホール蓋解析制御処理の制御手順を示すフローチャートである。このマンホール蓋解析制御処理は、例えば、車両Ｗを走らせて路面計測部１１０、車両計測部１２０及び周囲計測部１３０による計測が行われた後などに、計測装置１００の計測データに処理装置２００からアクセスが可能になった状況でユーザによる所定の入力操作などにより実行される。

路面計測データ取得手段（制御部２１０）は、通信部２３０を介して計測装置１００から路面計測データを取得し、制御部２１０は、通信部２３０を介して計測装置１００から車両計測データを取得する（ステップＳ１０１；路面計測データ取得ステップ）。制御部２１０は、通信部２３０を介して周囲計測データを取得する（ステップＳ１０２）。これらステップＳ１０１、Ｓ１０２で取得される３種類のデータの取得順番は任意に入れ替え可能であり、また、並行して取得されてもよい。

制御部２１０は、後述する絶対位置特定処理を実行する（ステップＳ１０３）。これにより、路面計測データ及び周囲計測データの各絶対位置が特定される。

領域抽出手段（制御部２１０）は、路面計測データにおける反射強度の分布に基づいてマンホール蓋領域を抽出する（ステップＳ１０４；領域抽出ステップ、領域抽出手段）。領域抽出手段は、反射強度が基準を満たす計測地点を検出した後、これをグループ化してマンホール蓋の候補領域を定め、候補領域内の閉領域を補正し、補正後の候補領域を円（楕円）でフィッティングして、マンホール蓋のサイズ及び形状を満たすものをマンホール蓋領域として抽出する。

模様高算出手段（制御部２１０）は、抽出されたマンホール蓋領域内の各計測地点に対する移動平均などにより、道路面の傾斜成分を除去する（ステップＳ１０５）。

模様高算出手段は、マンホール蓋領域から枠が含まれ得る外縁を除外する補正を行い、補正後のマンホール蓋領域内を通る所定間隔の走査線（計測測線Ｌであってもよい）を定め、走査線に沿って凹凸の出現周期ごとに区切ることで、局所領域ｂに区分する。模様高算出手段は、それぞれ頂面ＣＴと底面ＣＢとの間での高さの差分の最大値から模様高ｄを算出する（ステップＳ１０６）。区切られた全ての局所領域ｂで模様高ｄが得られると、模様高算出手段は、マンホール蓋領域ごとに、得られた模様高ｄのうちの最小値ｄｍｉｎを当該領域を代表する模様高ｄａとする（ステップＳ１０７）。

模様高算出手段は、特定された模様高ｄａを計測日時とともに記憶部２２０のデータベースに記憶させる（ステップＳ１０８）。制御部２１０は、計測位置の情報に基づいて、既に同一位置にマンホール蓋Ｃが特定されているか否かを判別し、既にマンホール蓋Ｃが特定されている場合には、これら模様高ｄａ及び計測日時を当該マンホール蓋Ｃのデータに関連付けして記憶し、同一位置にマンホール蓋Ｃが特定されていない場合には、更に位置情報と新たな識別符号とを付して記憶部２２０のデータベースに記憶させる。
ステップＳ１０５～Ｓ１０８の処理は、本発明のマンホール蓋計測方法及びマンホール蓋解析制御方法における模様高算出ステップ（プログラムにおける模様高算出手段）を構成する。

表示制御手段（制御部２１０）は、マンホール蓋Ｃの解析情報を表示部２４１により表示させる（ステップＳ１０９）。表示制御手段は、表示対象のマンホール蓋Ｃに対して、その位置情報、計測日時及び模様高ｄａなどを吹き出し表示させてもよい。そして、制御部２１０は、マンホール蓋解析制御処理を終了する。

なお、ステップＳ１０９の表示制御動作は、ステップＳ１０８までの解析処理とは切り離して実行されてもよい。すなわち、表示制御処理が別個に実行されて、操作受付部２４２を介して解析済のデータに係る日付及び／又は地点が呼び出され、表示部２４１の表示画面内に解析済みデータに基づく画像が表示されてもよい。

図７は、図６のステップＳ１０３で実行される絶対位置特定処理の制御手順を示すフローチャートである。
基準状態での路面計測部１１０及び周囲計測部１３０の相対位置（計測基準位置からの相対位置及び道路からの高さ）、並びに初期姿勢（計測開始時点の車両Ｗの姿勢）は、予め記憶部２２０に記憶されている。
絶対位置特定処理が開始されると、位置特定手段（制御部２１０）は、路面計測データ、車両計測データ及び周囲計測データを参照してステップＳ２０１～Ｓ２０９の処理を行う。
位置特定手段は、同期日時ｔ２（Ｔｋ）と同期日時ｔ１（Ｔｋ）とを用いて、日時ｔ１から日時ｔ２への変換関数を算出する（ステップＳ２０１）。位置特定手段は、この変換関数を路面の計測日時ｔ１（ｊ）にそれぞれ適用して絶対日時に変換する（ステップＳ２０２）。

位置特定手段は、測位日時ｔ２（ｉ）が変換後の各計測日時ｔ１（ｊ）の前後のである絶対位置に対する線形補間により当該計測日時ｔ１（ｊ）における計測基準位置（車両位置）を算出する（ステップＳ２０３）。

位置特定手段は、姿勢計測の結果を順次加算して計測日時ｔ３（ｉ）における姿勢を算出し、姿勢の計測日時ｔ３（ｉ）が変換後の各計測日時ｔ１（ｊ）の前後である姿勢に対する線形補間により当該計測日時ｔ１（ｊ）における車両の姿勢を算出する（ステップＳ２０４）。

位置特定手段は、計測基準位置、初期姿勢、車両の姿勢、及び基準状態での路面計測部１１０の相対位置に基づいて、各計測日時ｔ１（ｊ）での計測測線を算出する（ステップＳ２０５）。位置特定手段は、各計測日時ｔ１（ｊ）に各計測地点で計測された相対高さを当該日時の計測線上の対応する位置に加算することで、路面高さの絶対位置を算出する（ステップＳ２０６）。

なお、計測データの全体に対してステップＳ２０１～Ｓ２０６の各処理を実行する代わりに、計測データを所定時間ごとに分割した区間に対するステップＳ２０１～Ｓ２０６の各処理を区間数だけ繰り返し行うのであってもよい。

次いで、位置特定手段は、周囲の計測日時ｔ４（ｊ）のそれぞれにおける計測基準位置（車両位置）を、測位日時ｔ２（ｉ）が当該計測日時ｔ４（ｊ）の前後である絶対位置に対する線形補間により算出する（ステップＳ２０７）。ここでは、日時ｔ４は、日時ｔ２とずれがないので、そのまま利用されてよい。

位置特定手段は、各計測日時ｔ４（ｊ）における車両の姿勢を、計測日時ｔ３（ｉ）が当該計測日時ｔ４（ｊ）の前後である姿勢に対する線形補間により算出する（ステップＳ２０８）。

位置特定手段は、各計測日時ｔ４（ｊ）において得られた計測基準位置、初期姿勢、車両の姿勢、基準状態での周囲計測部１３０の相対位置及び周囲計測データ（レーザスキャナ１３１に対する周囲の物体の相対位置）に基づいて、当該計測日時ｔ４（ｊ）においてレーザが反射された各地点（周囲道路面）の絶対位置を算出する（ステップＳ２０９）。
なお、周囲計測データの全体に対してステップＳ２０７～Ｓ２０９の各処理を実行する代わりに、計測データを所定時間ごとに分割した区間に対するステップＳ２０７～Ｓ２０９の処理を区間数だけ繰り返し行ってもよい。

位置特定手段は、複数の計測日時ｔ４（ｊ）の周囲計測データを絶対位置に基づいて統合する（ステップＳ２１０）。例えば、位置特定手段は異なる計測日時の間で水平位置が所定距離以下だが高さの差が所定値以上である地点については移動物を計測したデータであるとみなしていずれも除外する、などの統合を行う。一部の計測日時で陰などにより得られなかった地点については、他の計測日時に得られたデータで補われる。この統合の判断に係る条件や基準は、周知の技術なども援用して適宜定められてよい。これにより、周囲計測データに基づく三次元道路データ２２１が得られる。そして、制御部２１０は、絶対位置特定処理を終了して、処理をマンホール蓋解析制御処理に戻す。

図８は、表示画像としてのマンホール蓋解析図の表示画面の例を示す図である。
ここでは、表示ウインドウ内の表示画像Ｄ１には、路面計測データに含まれる各計測地点（マンホール蓋Ｃを含む）をある指定された視点位置（地理的三次元位置）から見た空間分布（中心投影画像）が白点で表示される。この表示画像は３Ｄビューと呼ばれる。視点位置、視線方向や視野角は、例えば、ポインティングデバイスなどによる入力操作を介して（ＧＵＩ（Graphical User Interface）を介して）インタラクティブに指定、調整可能であってもよい。視線方向や視野角（ズーム率）は、仮想的なカメラを設定してその撮影面の向きや焦点距離（投影面サイズ、例えば、フルサイズやＡＰＳ－Ｃなど、が変更可能であってもよい）などにより指定可能とされてもよい。すなわち、表示画像Ｄ１は、この仮想的なカメラの撮影面に投影された投影画像である。

表示画像Ｄ１内で検出されたマンホール蓋Ｃを頂面ＣＴのやや下側で切断した水平断面図が表示画像Ｄ２に示されている。また、この表示画像Ｄ２の中央を通る線ＬＣに沿った高さが、道路面の幅方向の垂直断面図に相当する横断図として表示画像Ｄ３に示されている。表示画像Ｄ２、Ｄ３の断面の位置、表示画像Ｄ２の表示幅、表示画像Ｄ３で示されている高さの縮尺や表示幅は、ユーザ操作などにより変更可能であってもよい。

右側の表示画像Ｄ４は、表示画像Ｄ１の表示位置を特定しやすいように表示した画像であり、路面計測データを鉛直方向上方から見た平行投影画像である。この表示は２Ｄビューと呼ばれる。この表示画像Ｄ４でもマンホール蓋Ｃをハイライト表示してもよい。

［変形例］
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、上記実施の形態では、一次元の局所領域ｂを設定することとしたが、各局所領域に凹凸が含まれた二次元の局所領域ｂとすることもできる。例えば、予め模様の最大幅を見積もっておき、傾斜除去後のマンホール蓋領域を一辺がこの最大幅よりも大きな所定サイズの格子状の領域に区分して、区分された各領域を局所領域ｂとしてもよい。また、例えば、傾斜除去後のマンホール蓋領域を所定角度、例えば、４５度単位に８区分して、区分された各領域を局所領域ｂとしてもよい。これらの場合、各局所領域ｂで高さの最大値及び最小値を求めてその差を模様高とする。

あるいは、単純にマンホール蓋領域内の傾斜除去後の高さの最大値と最小値との差を求めることでも模様高が得られる。また、マンホール蓋領域内の傾斜除去後の高さを高い側と低い側とに２グループ化して、高い側のグループの高さの最小値と低い側のグループの高さの最大値との差を模様高としてもよい。また、マンホール蓋領域内の傾斜除去後の高さのヒストグラムを生成し、２つの領域に区分して、それぞれの平均値又は中央値同士の差を模様高としてもよい。

また、上記実施の形態では、マンホール蓋Ｃの全ての領域をいずれかの局所領域ｂに含むように分割したが、１又は複数の局所領域ｂがマンホール蓋Ｃの一部のみを標本として含むものであってもよい。

また、上記実施の形態では、マンホール蓋Ｃの局所領域ｂの各模様高ｄのうち最小値ｄｍｉｎが、マンホール蓋Ｃを代表する模様高ｄａとして特定されたが、これに限られない。誤認定などの影響を低減するために２番目に小さい模様高ｄが模様高ｄａとされたり、小さい順に所定数個の平均値が模様高ｄａとされたりしてもよい。また、模様高ｄは、凹凸の位置周期内での高さの最大値及び最小値に定められるのではなく、急激な変化範囲を基準に所定幅の範囲で定められてもよい。

また、マンホール蓋領域内にごみ、落ち葉や土砂などが流入している場合には、その部分の反射強度がマンホール蓋の反射強度と異なるので、このような部分を模様高の算出から除外してもよい。

また、下水道に係るマンホール蓋Ｃについて説明したが、ここでいうマンホール蓋Ｃには、他の用途で道路上に位置している蓋であって、道路Ｒと材質が異なるもの（金属蓋など）が含まれていてもよい。このような蓋は、例えば、消火栓やガス管経路などに係るものを含み得る。このように他の種別の蓋を検出してその摩耗状況を特定する場合には、当該蓋に応じてフィッティングの形状や判別されるサイズなどが各々定められてよい。

また、上記実施の形態では、計測装置１００による計測の終了後に計測データが処理装置２００へ送られて処理が行われるものとして説明したが、これに限られない。計測装置１００による計測を実行しながらリアルタイム又は多少の遅延時間を伴って（まとめて略リアルタイムで）計測データの処理が行われてもよい。この場合、通信部１７０と通信部２３０との間は、無線通信などで接続されていてもよいし、処理装置２００が車両Ｗの内部に位置していてもよい。

また、以上の説明では、本発明のマンホール蓋解析制御に係るプログラム２２２を記憶するコンピュータ読み取り可能な媒体としてＨＤＤなどの不揮発性メモリなどからなる記憶部２２０を例に挙げて説明したが、これらに限定されない。その他のコンピュータ読み取り可能な媒体として、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭなどの他の不揮発性メモリや、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤディスクなどの可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウェーブ（搬送波）も本発明に適用される。

以上のように、本実施形態のマンホール蓋計測システム１は、車両Ｗに搭載されて当該車両Ｗが走行する道路面に対してレーザ光を照射し、光切断法による検出対象のマンホール蓋Ｃの模様高の検出精度に応じた間隔で、道路面の高さを計測して、道路面の各地点の高さ及びレーザ光の反射強度を含む路面計測データを出力する路面計測部１１０を有する計測装置１００と、制御部２１０を有する処理装置２００とを備える。処理装置２００の制御部２１０は、領域抽出手段として、照射したレーザ光の反射強度を用いてマンホール蓋領域を抽出し、模様高算出手段として、抽出されたマンホール蓋領域内における高さの差によりマンホール蓋Ｃ及びマンホール蓋Ｃを代表する模様高ｄａを算出する。
このように、マンホール蓋計測システム１では、光切断法によりマンホール蓋Ｃの表面の模様による凹凸を計測するので、精度よく模様高ｄ及び模様高ｄａを得ることができる。また、特に走行する車両Ｗからレーザ光を照射してその反射光を検出するので、太陽光による陰影の影響を受けず、かつ他の走行車両の有無にかかわらず計測を行うことができる。よって、このマンホール蓋計測システム１は、マンホール蓋の摩耗度合をより精度よく効率的に判別することができる。

また、制御部２１０は、模様高算出手段として、マンホール蓋領域内の少なくとも一部の領域における高さの最大値と最小値の差を模様高ｄ及び模様高ｄａとして算出する。マンホール蓋Ｃの模様の頂面ＣＴと底面ＣＢとに対応する高さを用いて精度よく模様高を算出することができる。

また、制御部２１０は、模様高算出手段として、複数の局所領域ｂを定め、それぞれで得られた模様高ｄのうち最小値をマンホール蓋領域を代表する模様高ｄａとして特定する。マンホール蓋Ｃの模様の摩耗は、通行車両の走行位置などに応じて不均一となりやすい。マンホール蓋Ｃの範囲を複数の局所領域ｂに分割して各々で模様高ｄを得ることで、マンホール蓋計測システム１では、局所的に摩耗が進んだ場合にも、適正に摩耗の度合を特定することができる。また、このような摩耗のむらの状況も特定することができる。

また、本実施形態のマンホール蓋計測方法は、車両Ｗに搭載されて当該車両Ｗが走行する道路面に対してレーザ光を照射し、光切断法による検出対象のマンホール蓋Ｃの模様高の検出精度に応じた間隔で道路面の高さを計測して、道路面の各地点の高さ及びレーザ光の反射強度を含む路面計測データを出力する路面計測ステップ、照射したレーザ光の反射強度を用いてマンホール蓋領域を抽出する領域抽出ステップ、抽出されたマンホール蓋領域内における高さの差によりマンホール蓋Ｃの模様高ｄ及びマンホール蓋Ｃを代表する模様高ｄａを算出する模様高算出ステップ、を含む。このような光切断法による計測結果を用いたマンホール蓋Ｃの摩耗度合の特定では、車両Ｗを走行させながら容易に精度よく路面の高さの分布を計測することができ、また、マンホール蓋領域と道路面とを識別することができる。したがって、このマンホール蓋計測方法によれば、マンホール蓋の摩耗度合を精度よくかつ効率よく判別することができる。

また、マンホール蓋情報解析装置の実施形態である処理装置２００は、計測装置１００の路面計測部１１０から路面計測データを取得する路面計測データ取得手段（制御部２１０）と、照射したレーザ光の反射強度を用いてマンホール蓋領域を抽出する領域抽出手段（制御部２１０）と、抽出されたマンホール蓋領域内における高さの差によりマンホール蓋Ｃの模様高ｄ及びマンホール蓋Ｃを代表する模様高ｄａを算出する模様高算出手段（制御部２１０）と、を備える。このようにマンホール蓋Ｃの模様（凹凸）の高さを光切断法による計測結果を用いて特定して摩耗度合の解析を行うことで、処理装置２００は、マンホール蓋の摩耗度合を精度よくかつ効率よく取得することができる。

また、本実施形態のマンホール蓋解析制御方法では、路面計測部１１０から路面計測データを取得する路面計測データ取得ステップ、照射したレーザ光の反射強度を用いてマンホール蓋領域を抽出する領域抽出ステップ、抽出されたマンホール蓋領域内における高さの差によりマンホール蓋Ｃの模様高ｄ及びマンホール蓋Ｃを代表する模様高ｄａを算出する模様高算出ステップ、を含む。このような解析処理に係る方法についても、マンホール蓋の摩耗度合を精度よくかつ効率よく判別することができる。

また、本実施形態のプログラム２２２は、コンピュータを、上記マンホール蓋解析制御方法の手順で路面計測手段、領域抽出手段及び模様高算出手段として機能させることができる。よって、このプログラム２２２を実行することで、コンピュータのソフトウェア処理によりマンホール蓋の摩耗度合を精度よくかつ効率よく判別することができる。

その他、上記実施の形態で示した具体的な構成、処理動作の内容及び手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載した発明の範囲とその均等の範囲を含む。

１ マンホール蓋計測システム
１００ 計測装置
１１０ 路面計測部
１１１ 照射部
１１１１ 発光部
１１１２ 走査部
１１２ 撮影部
１１３ 計時部
１２２１ 加速度センサ
１２２２ ジャイロセンサ
１２０ 車両計測部
１２１ 衛星測位部
１２２ 姿勢計測部
１２３ 計時部
１３０ 周囲計測部
１３１ レーザスキャナ
１４０ 同期信号出力部
１５０ 制御部
１６０ 記憶部
１７０ 通信部
２００ 処理装置
２１０ 制御部
２２０ 記憶部
２２１ 三次元道路データ
２２２ プログラム
２３０ 通信部
２４０ 入出力部
２４１ 表示部
２４２ 操作受付部
Ｃ マンホール蓋
ＣＢ 底面
ＣＴ 頂面
Ｄ１～Ｄ４ 表示画像
Ｌ 計測測線
Ｒ 道路
Ｒａ 舗装面
Ｕ マンホール
Ｗ 車両

Claims (7)

1. 車両に搭載されて当該車両が走行する道路面に対してレーザ光を照射し、光切断法による検出対象のマンホール蓋が有する模様の凹凸の高さの差である模様高の検出精度に応じた間隔で、前記道路面の高さを計測して、前記道路面の各地点の高さ及び前記レーザ光の反射強度を含む路面計測データを出力する路面計測手段と、
   前記反射強度を用いてマンホール蓋領域を抽出する領域抽出手段と、
   抽出された前記マンホール蓋領域内における前記高さの差により前記マンホール蓋の前記模様高を算出する模様高算出手段と、
   を備えることを特徴とするマンホール蓋計測システム。
2. 前記模様高算出手段は、前記マンホール蓋領域内の少なくとも一部の領域における前記高さの最大値と最小値の差を前記模様高として算出することを特徴とする請求項１記載のマンホール蓋計測システム。
3. 前記模様高算出手段は、複数の局所領域を定め、前記局所領域のそれぞれで得られた前記高さの差のうち最小値を前記マンホール蓋領域を代表する前記模様高として特定することを特徴とする請求項１又は２記載のマンホール蓋計測システム。
4. 車両に搭載されて当該車両が走行する道路面に対してレーザ光を照射し、光切断法による検出対象のマンホール蓋が有する模様の凹凸の高さの差である模様高の検出精度に応じた間隔で、前記道路面の高さを計測して、前記道路面の各地点の高さ及び前記レーザ光の反射強度を含む路面計測データを出力する路面計測ステップ、
   前記反射強度を用いてマンホール蓋領域を抽出する領域抽出ステップ、
   抽出された前記マンホール蓋領域内における前記高さの差により前記マンホール蓋の前記模様高を算出する模様高算出ステップ、
   を含むことを特徴とするマンホール蓋計測方法。
5. 車両に搭載されて当該車両が走行する道路面に対してレーザ光を照射し、光切断法による検出対象のマンホール蓋が有する模様の凹凸の高さの差である模様高の検出精度に応じた間隔で、前記道路面の高さを計測して、前記道路面の各地点の高さ及び前記レーザ光の反射強度を含む路面計測データを出力する路面計測手段から前記路面計測データを取得する路面計測データ取得手段と、
   前記反射強度用いてマンホール蓋領域を抽出する領域抽出手段と、
   抽出された前記マンホール蓋領域内における前記高さの差により前記マンホール蓋の前記模様高を算出する模様高算出手段と、
   を備えることを特徴とするマンホール蓋情報解析装置。
6. 車両に搭載されて当該車両が走行する道路面に対してレーザ光を照射し、光切断法による検出対象のマンホール蓋が有する模様の凹凸の高さの差である模様高の検出精度に応じた間隔で、前記道路面の高さを計測して、前記道路面の各地点の高さ及び前記レーザ光の反射強度を含む路面計測データを出力する路面計測手段から前記路面計測データを取得する路面計測データ取得ステップ、
   前記反射強度を用いてマンホール蓋領域を抽出する領域抽出ステップ、
   抽出された前記マンホール蓋領域内における前記高さの差により前記マンホール蓋の前記模様高を算出する模様高算出ステップ、
   を含むことを特徴とするマンホール蓋解析制御方法。
7. コンピュータを、
   車両に搭載されて当該車両が走行する道路面に対してレーザ光を照射し、光切断法による検出対象のマンホール蓋が有する模様の凹凸の高さの差である模様高の検出精度に応じた間隔で、前記道路面の高さを計測して、前記道路面の各地点の高さ及び前記レーザ光の反射強度を含む路面計測データを出力する路面計測手段から前記路面計測データを取得する路面計測手段、
   前記反射強度を用いてマンホール蓋領域を抽出する領域抽出手段、
   抽出された前記マンホール蓋領域内における前記高さの差により前記マンホール蓋の前記模様高を算出する模様高算出手段、
   として機能させることを特徴とするプログラム。

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