JP2023107292A - 精度向上方法、離隔距離取得方法、位置情報算出支援装置、位置情報算出支援プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】できるだけ多くの位置において高精度で位置情報を取得する。
【解決手段】本発明の位置情報取得方法は、配置ステップ、画像取得ステップ、位置情報計測ステップ、位置情報算出ステップを有する。配置ステップでは、所定の条件を満たす位置に配置したときに所定の精度で位置情報を計測する位置情報計測装置と、方位識別子が付された寸法が既知のマークとを、所定の条件を満たす位置に、方位識別子が正しい方位に向くように配置する。画像取得ステップでは、対象設備もしくは指定位置と、マークとが１つの画像内に含まれるように画像を撮影する。位置情報計測ステップでは、画像内での対象設備もしくは指定位置に基づいて対象設備の位置情報もしくは指定位置の位置情報を求める。
【選択図】図１

Description

本発明は設備の位置を正確に計測するための位置情報取得方法、精度向上方法、離隔距離取得方法、位置情報算出支援装置、位置情報算出支援プログラムに関する。

道路の地下の埋設物あるいは道路自体を管理する技術として特許文献１，２などが従来技術として知られている。特許文献１にはケーブル位置の測定及び測定情報の管理を効率的に行うことができるケーブル位置情報管理システムが記載されており、管理対象であるケーブルの位置は、官民境界又は歩車道境界からの距離で特定されている。特許文献２には、任意に選択される測定値を、分かり易い状態で出力することが可能な計測管理システムが記載されており、官民境界などを測定点としながら、道路の横断面を作成している。

特許文献３には画像内の設備の状態を計測する方法が示されており、要約には、『段差計測方法は、デジタル画像取得ステップＳ１１０、俯角計算ステップＳ１２０、単位長計算ステップＳ１３０、段差計算ステップＳ１４０を有する。俯角計算ステップはＳ１２０、マンホールの枠表面の外周、枠表面の内周、もしくは蓋の外周についてのデジタル画像中の長径のドット数に対応する値と短径のドット数に対応する値とを求め、マンホールを撮影した時の俯角に対応する値を計算する。単位長計算ステップＳ１３０は、長径のドット数に対応する値と実際のマンホールの寸法から、ドット数に対応する値と実際の長さとの関係を計算する。段差計算ステップＳ１４０は、マンホールの枠の内側面または外側面の前記デジタル画面中の短径方向のビット数に対応する値を求め、俯角に対応する値と、ドット数に対応する値と実際の長さとの関係を用いて、実際の長さを計算する。』のように示されている。

非特許文献１，２には、高精度に計測する技術としてＲＴＫ（Real Time Kinematic：リアルタイムキネマティック）測位が示されている。この技術を用いれば、数ｃｍ程度の精度で位置情報（緯度経度）を計測できる。

特開２００４－１０９０８４号公報 特開２０１８－１３３３３号公報 特開２０１４－１５７１１７号公報

国土交通省国土地理院、"ＧＮＳＳを使用した測量のいろいろ"，［令和３年１１月１４日検索］、インターネット<https://www.gsi.go.jp/denshi/denshi45009.html>. 国土交通省国土地理院、"資料２ ネットワーク型ＲＴＫ測量について"，［令和３年１１月１４日検索］、インターネット<https://www.gsi.go.jp/common/000080891.pdf>.

特許文献１，２などの従来技術は、通常は地図上に設備データを記入する方法で設備の位置を管理している。例えば、縮尺が１／５００の地図であれば地図上の１ｍｍが実際の５０ｃｍである。つまり、特許文献１，２などの従来技術に従っても、設備情報データベースに地図上に記入する形式で記録されている設備の位置情報（緯度経度）の精度は数十ｃｍ程度である。地図の縮尺で制限される精度以上の精度が必要な場合は、官民境界、歩車道境界などの基準となる位置からの距離を地図上に記入するなどの方法で精度を向上していた。しかし、すべての設備の精度を高くすることはできない。一方で、道路を掘削する際には地下に埋設されている設備を損傷しないように掘削しなければならないため、数ｃｍの精度が求められる。掘削する位置に近接する設備の位置を高い精度で記録しているとは限らないので、掘削のときに掘削位置と設備との離隔距離を正確に認識することが困難だった。現在であれば、非特許文献１，２に示された位置情報（緯度経度）を数ｃｍ程度の精度で計測できる技術がある。しかしながら、非特許文献１，２に示されたＲＴＫ測位には複数の衛星からの電波を受信することが必要であり、ビルが電波の受信を妨げるような都市などでは、ＲＴＫ測位を行えない位置がある。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、できるだけ多くの位置において高精度で位置情報を取得することを目的とする。

本発明の位置情報取得方法は、地上で視認できる設備の位置情報、もしくは地上で指定された位置である指定位置の位置情報を求める。位置情報取得方法は、配置ステップ、画像取得ステップ、位置情報計測ステップ、位置情報算出ステップを有する。配置ステップでは、所定の条件を満たす位置に配置したときに所定の精度で位置情報を計測する位置情報計測装置と、同一直線上には配置されていない３個以上の円または球を含むとともに方位を示す視認できる方位識別子が付された寸法が既知のマークとを、所定の条件を満たす位置に、方位識別子が正しい方位に向くように配置する。もしくは、所定の条件を満たす位置に配置したときに所定の精度で位置情報を計測する位置情報計測装置と、３個以上の寸法が既知の球状のマークと、方位を示す視認できる方位識別具とを、位置情報計測装置を所定の条件を満たす位置に、マークを同一線上に並ばないように、かつ方位識別具を正しい方位に向くように配置する。画像取得ステップでは、位置情報を求める対象設備もしくは指定位置と、マークとが１つの画像内に含まれるように画像を撮影する。もしくは、位置情報を求める対象設備と３個以上のマークと方位識別具が１つの画像内に含まれるように画像を撮影する。位置情報計測ステップでは、位置情報計測装置の位置情報を計測する。位置情報算出ステップでは、画像内のマークの円または球に基づいて画像での実物の寸法とピクセルとの関係を分析し、画像内のマークの方位識別子もしくは方位識別具に基づいて画像での方位を分析し、計測した位置情報と分析した実物の寸法とピクセルとの関係と方位と画像内での対象設備もしくは指定位置に基づいて対象設備の位置情報もしくは指定位置の位置情報を求める。

本発明の位置情報取得方法によれば、位置情報計測装置とマークを、所定の条件を満たす位置に、方位識別子が正しい方位に向くように配置する。その上で、位置情報を求める対象設備もしくは指定位置とマークとが１つの画像内に含まれるように画像を撮影する。また、位置情報計測装置の位置情報を計測する。そして、画像を分析し、対象設備もしくは指定位置の位置情報を取得する。よって、対象設備自体もしくは指定位置自体が、所定の条件を満たす位置でない場合であっても、高精度に対象設備もしくは指定位置の位置情報を取得できる。したがって、できるだけ多くの位置において高精度で位置情報を取得することができる。

本発明を構成する装置等を示す図。 ３個以上の円を含むマークの構成を示す図。 ３個以上の球を含むマークの構成を示す図。 位置情報算出支援装置の構成例を示す図。 マーク２００を用いた場合の、端末で取得した画像の例を示す図。 図５のＡ－Ａ線で示された位置での地上の断面図。 図５に示された地上を上からみた図。 マーク２７０を用いた場合の、端末で取得した画像の例を示す図。 地上で視認できる設備の位置情報を求める位置情報取得方法の処理フローを示す図。 設備情報データベースに記録された設備の位置情報の精度を向上させる精度向上方法の処理フローを示す図。 地上で指定された位置である指定位置の位置情報を求める位置情報取得方法の処理フローを示す図。 設備情報データベースに記録された地下の設備と、地上で指定された位置である指定位置との水平方向の離隔距離を求める離隔距離取得方法の処理フローを示す図。 指定位置が所定の条件を満たす場合の設備情報データベースに記録された地下の設備と、指定位置との水平方向の離隔距離を求める離隔距離取得方法の処理フローを示す図。 コンピュータの機能構成例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。

＜理論面の説明＞
図１に本発明を構成する装置等を示す。本発明では、設備，指定位置９００の位置情報を取得する。設備，指定位置９００とは、地上で視認できる設備または地上で指定された位置である指定位置である。本発明では、位置情報計測装置１００、マーク２００，２５０，２７０、端末３００、位置情報算出支援装置４００、設備情報データベース５００、ネットワーク６００を利用する。

位置情報計測装置１００は、所定の条件を満たす位置に配置したときに所定の精度で位置情報を計測する。例えば、非特許文献１，２に示されたＲＴＫ測位用の装置であれば、「所定の条件」とは、必要な数の衛星からの電波を受信できることである。ただし、ＲＴＫ測位に限定するものではなく、計測方法ごとに求められる高精度計測のための条件が「所定の条件」である。「所定の精度」は、例えば、道路を掘削する際に地下に埋設されている設備を損傷しないように掘削できるようにするためであれば、数ｃｍ程度とすればよい。ただし、用途に応じて「所定の精度」を定めればよい。

［定型のマークを利用する場合］
マーク２００，２５０は、同一直線上には配置されていない３個以上の円または球を含むとともに方位を示す視認できる方位識別子が付されている。円または球および、マーク２００，２５０全体も寸法が既知である。図２に、３個以上の円を含むマークの構成を示す。図２に示すマーク２００は、Ｔ字型の板２１０である。板の面には、円２２１，２２２，２２３，２２４が配置されている。また、方位識別子２３０が付されている。円２２１，２２２，２２３，２２４の直径を、例えば２ｃｍ、１０ｃｍ、２０ｃｍなどにすればよい。円２２１と円２２２の間隔、円２２１と円２２３の間隔、円２２１と円２２４の間隔も既知の寸法とすればよい。地上での位置を計測する場合は、マーク２００を用いればよい。なお、図２には円が４つ示されたＴ字型が示されているが、円２２１を削除してもよい。あるいは、十字型とし、円を５個配置してもよい。

図３に、３個以上の球を含むマークの構成を示す。図３に示すマーク２５０は、テトラポット形状である。球２７１，２７２，２７３，２７４は、棒２６０に固定され、正四面体の頂点に配置されている。また、方位識別子２８０が付されている。例えば、方位識別子２８０が北向きになるように配置すればよい。この場合、球２７２と球２７３を結ぶ線が東西を示す線になる。球の寸法は、１０ｃｍ、２０ｃｍなどにすればよい。球２７１と球２７２の間隔は、例えば３０ｃｍ、５０ｃｍなどにすればよい。地上での位置だけでなく地上高を計測する場合は、マーク２５０を用いればよい。なお、図３にはテトラポット形状の例が示されているが、立方体などの形状とし、各頂点に球を配置してもよい。

端末３００は、カメラの機能、画面に表示する機能、通信機能を備えている。端末３００と位置情報算出支援装置４００と設備情報データベース５００は、ネットワーク６００を介して通信可能である。なお、端末３００と位置情報算出支援装置４００は一体となってもよい。言い換えると、端末３００に、コンピュータを位置情報算出支援装置４００として動作させるためのプログラムをインストールしてもよい。

図４に位置情報算出支援装置の構成例を示す。図５にマーク２００を用いた場合の、端末で取得した画像の例を示す。図６は図５のＡ－Ａ線で示された位置での地上の断面図、図７は図５に示された地上を上からみた図である。図５の例では、方位識別子２３０が北に向くように配置され、位置情報計測装置１００はマーク２００の近傍に配置されている。

位置情報算出支援装置４００は、画像内位置特定部４１０、関係計算部４２０、方位特定部４３０、位置情報計算部４４０、表示部４７０、操作部４８０、通信部４９０を備える。表示部４７０、操作部４８０、通信部４９０は、コンピュータもしくは端末３００が備える機能で実現すればよい。

画像内位置特定部４１０は、画像３１０内の円または球の位置、方位識別子の位置、位置情報計測装置の位置、対象設備の位置をユーザに特定させる。例えば、表示部４７０に画像を表示し、マウス、タッチペン、指などを用いてユーザにそれぞれの位置を指定させることで、特定させればよい。なお、画像処理技術を利用して画像内位置特定部４１０自体がそれぞれの位置を特定した上で、ユーザに確認させることで、特定させてもよい。図５の例では、円２２１，２２２，２２３，２２４の位置、方位識別子２３０の位置、位置情報計測装置１００の位置、対象設備９００の位置を特定する。円、方位識別子、位置情報計測装置などの位置は、中心を特定すればよい。例えば、点９１０は対象設備９００でマンホールの中心点である。

方位特定部４３０は、画像３１０内のマークの方位識別子に基づいて画像での方位を特定する。マーク２００の場合、方位識別子２３０は円２２４の近傍に配置されている。方位識別子２３０を北に向ける場合、円２２２と円２２４を結ぶ線が南北の方向を示し、円２２１と円２２３を結ぶ線が東西の方向を示すようにすればよい。図５においては、点９２０は点９１０と同じ緯度であり位置情報計測装置１００と同じ経度の点である。方位特定部４３０は、画像内位置特定部４１０の処理において特定された方位識別子２３０の位置、位置情報計測装置１００の位置、円２２１，２２２，２２３，２２４の位置、点９１０の位置に基づいて、画面内で、点９２０を求めればよい。

関係計算部４２０は、画像３１０内のマークの円または球に基づいて画像での実物の寸法とピクセルとの関係を求める。例えば、円２２４は傾いた状態で撮影されているので、画像内では長径と短径が存在する。長径は円２２４の寸法を正確に示しているので、長径方向のピクセル数（斜めの場合は、換算したピクセル数）を求めれば、円２２４の位置での実物の寸法と画像のピクセル（ドット数）との関係が分かる。また、長径と短径の比から撮影した位置から円２２４を見たときの俯角が分かる。同様に、円２２１，２２２，２２３の位置においても、実物の寸法とピクセルとの関係が分かる。

マーク２００の寸法は既知なので、図６の円２２４の中心と円２２２の中心との距離Ｌ_１は既知である。関係計算部４２０の処理が終了すると、円２２４の中心の位置での俯角θ_１、円２２２の中心の位置での俯角θ_２が分かるので、端末３００と円２２４の中心と円２２２の中心で作る三角形が一意に決まる。したがって、端末３００の高さＨ、端末３００と円２２４の中心との距離Ｘ_１、端末３００と円２２１の中心との距離Ｘ_２が分かる。また、実物の寸法とピクセルの関係も分かるので、端末３００と位置情報計測装置１００との距離Ｘ_２も分かる。さらには、画像から角度θ_３と角度θ_４との比も予測できるので、端末３００と点９２０との距離Ｘ_３も分かる。よって、位置情報計測装置１００と点９２０との距離Ｄ_１も分かる。

距離Ｄ_１を求めることができる手順であれば、上述の距離Ｄ_１を求める手順に限定する必要はない。例えば、高さＨ、距離Ｘ_１、距離Ｘ_２、距離Ｘ_４の一部もしくは全部を、巻尺などの計測ツールを用いてユーザが計測してもよい。その上で、円２２４の中心の位置での俯角θ_１、円２２２の中心の位置での俯角θ_２を求め、角度θ_３と角度θ_４との比を予測し、端末３００と点９２０との距離Ｘ_３、位置情報計測装置１００と点９２０との距離Ｄ_１を求めてもよい。

マーク２００の寸法は既知なので、図７の円２２１の中心と円２２３の中心との距離Ｌ_２は既知である。画像から角度θ_５と角度θ_６を求めることができる。距離Ｘ_４と角度θ_５と距離Ｌ_２の関係の関係に基づき、距離Ｘ_３と角度θ_６の関係から距離Ｄ_２を求めればよい。なお、距離Ｄ_１を求める手順と同様に、異なる手順で距離Ｄ_２を求めてもよい。例えば、角度θ_７が直角である。距離Ｘ_３と角度θ_６が分かれば、点９１０，点９２０，端末３００で作る三角形が決まる。したがって、距離Ｄ_２を求めることができる。このように他の手順で距離Ｄ_２を求めてもよい。

位置情報計算部４４０は、対象設備９００の位置情報を求める。より具体的には、対象設備の中心である点９１０の位置情報を求めればよい。点９１０は位置情報計測装置１００よりも距離Ｄ_１だけ南、距離Ｄ_２だけ西に位置している。位置情報計測装置１００の位置情報（緯度経度）から、単位距離当たりの緯度経度の変化は求めることができるので、距離Ｄ_１と距離Ｄ_２を用いて、点９１０の位置情報（緯度経度）を求めればよい。なお、位置情報算出支援装置４００は、対象設備９００の代わりに、指定された位置（指定位置）の位置情報を求めるために使用することもできる。

設備情報データベース５００は、設備を特定する識別子（例えば、設備名と番号）、位置情報（緯度経度）、他の設備との相対的な位置関係などを記録する。「他の設備との相対的な位置関係」とは、マンホールと管路の相対的な位置関係、管路と官民境界もしくは歩車道境界との距離などである。マンホールと管路の場合、管路が繋いでいる２つのマンホールの位置が高精度に特定できれば、管路の位置は特定できる。なお、「他の設備との相対的な位置関係」は電子データとして記録されているものだけでなく、紙に記録された情報の場合もあり得る。例えば、２つのマンホール間の管路の形状を示す設計図が古いときは原本が紙の場合もある。このような場合は、原本のまま保管していることもあり得るし、設計図を電子データ化して設備情報データベース５００に記録していることもあり得る。

同一の管理者が管理している設備が他の設備の場合、「他の設備との相対的な位置関係」は正確であり、相対的な位置関係は数ｃｍ程度よりも高い精度である。例えば、マンホールと管路の相対的な位置関係は、設備を構築した日が数十年前であっても正確である。一方、異なる管理者が管理している設備が他の設備の場合、「他の設備との相対的な位置関係」は、必ずしも正確ではない。例えば、管路と官民境界もしくは歩車道境界との距離の場合、設備を構築したときには正確であっても、その後道路の拡張工事、補修工事などがあると距離が変わることがある。しかし、道路の管理者が管路の管理者に工事したことを連絡することはないので、設備情報データベース５００に記録されている情報は更新されない。よって、異なる管理者が管理している設備が他の設備の場合、「他の設備との相対的な位置関係」は、必ずしも正確ではない。

［寸法が既知の複数の球をマークとして利用する場合］
マーク２７０は、寸法が既知の球である。図８にマーク２７０を用いた場合の、端末で取得した画像の例を示す。マーク２７０を使用する場合は、位置情報計測装置１００と、３個以上の寸法が既知の球状のマーク２７０－１～３と、方位を示す視認できる方位識別具２３１とを、位置情報計測装置１００を所定の条件を満たす位置に、マーク２７０－１～３を同一線上に並ばないように、かつ方位識別具２３１を正しい方位に向くように配置する。方位識別具２３１は、棒状のものであればよい。

マーク２７０－１～３は寸法が既知の球状（例えば、直径１０ｃｍ）なので、画像３１１内の直径のピクセル数を求めれば、それぞれのマークの位置での実物の寸法と画像のピクセル（ドット数）との関係が分かる。図８では、マーク２７０－１の直径ｄ_１、マーク２７０－２の直径ｄ_２、マーク２７０－３の直径ｄ_３は実物では同じであるが、画像内では異なる。画像３１１内の実物の寸法とピクセルとの関係を利用して、マーク２７０－１とマーク２７０－２との南北方向の距離Ｙ_２、東西方向の距離Ｚ_２を求めることができる。同様に、マーク２７０－１とマーク２７０－３との南北方向の距離Ｙ_３、東西方向の距離Ｚ_３を求めることができる。同様に、位置情報計測装置１００と点９２０との距離Ｄ_１、点９２０と点９１０との距離Ｄ_２も求めることができる。距離Ｄ_１と距離Ｄ_２は別の方法で求めてもよい。

画像内位置特定部４１０は、画像３１１内のマーク２７０の位置、方位識別具２３１の位置、位置情報計測装置１００の位置、対象設備の位置をユーザに特定させる。図８の例では、マーク２７０－１～３の位置、方位識別具２３１の位置、位置情報計測装置１００の位置、対象設備９００の位置を特定する。

方位特定部４３０は、画像３１１内の方位識別具に基づいて画像での方位を特定する。方位識別具２３１は棒状であり、一方の先端に印を付しておけばよい。例えば、ボールペンなどを方位識別具２３１として用いてもよい。図８の例では、先端を北に向けている。棒状の方位識別具２３１が南北の方向を示している。図８においては、点９２０は点９１０と同じ緯度であり位置情報計測装置１００と同じ経度の点である。方位特定部４３０は、画像内位置特定部４１０の処理において特定された方位識別具２３１の位置、位置情報計測装置１００の位置、点９１０の位置に基づいて、画面内で、点９２０を求めればよい。

関係計算部４２０は、画像３１１内のマーク２７０に基づいて画像での実物の寸法とピクセルとの関係を求める。図８の例では、マーク２７０－１～３は寸法が既知の球状なので、画像３１１内の直径のピクセル数を求めれば、それぞれのマークの位置での実物の寸法と画像のピクセル（ドット数）との関係が分かる。位置情報計算部４４０、設備情報データベース５００の処理は、上述と同じである。距離Ｄ_１と距離Ｄ_２を用いて、点９１０の位置情報（緯度経度）を求めることができる。

＜設備情報データベースの構築、更新＞
次に、高精度の位置情報を有する設備情報データベース５００を構築する方法について説明する。図９は、地上で視認できる設備の位置情報を求める位置情報取得方法の処理フローである。位置情報取得方法は、配置ステップ（Ｓ１００）、画像取得ステップ（Ｓ２００）、位置情報計測ステップ（Ｓ３００）、位置情報算出ステップ（Ｓ４００）を有する。

マーク２００，２５０を用いる場合は、配置ステップ（Ｓ１００）では、ユーザが、所定の条件を満たす位置に配置したときに所定の精度で位置情報を計測する位置情報計測装置１００と、同一直線上には配置されていない３個以上の円または球を含むとともに方位を示す視認できる方位識別子が付された寸法が既知のマーク２００，２５０とを、所定の条件を満たす位置に、方位識別子２３０，２８０が正しい方位に向くように配置する。マーク２７０を用いる場合は、配置ステップ（Ｓ１００）では、ユーザが、所定の条件を満たす位置に配置したときに所定の精度で位置情報を計測する位置情報計測装置１００と、３個以上の寸法が既知の球状のマーク２７０と、方位を示す視認できる方位識別具２３１とを、位置情報計測装置１００を所定の条件を満たす位置に、マーク２７０を同一線上に並ばないように、かつ方位識別具２３１を正しい方位に向くように配置する。

マーク２００，２５０を用いる場合は、画像取得ステップ（Ｓ２００）では、ユーザが端末３００を用いて、位置情報を求める対象設備９００とマーク２００，２５０とが１つの画像内に含まれるように画像３１０を撮影する。マーク２７０を用いる場合は、画像取得ステップ（Ｓ２００）では、ユーザが端末３００を用いて、位置情報を求める対象設備９００と３個以上のマーク２７０と方位識別具２３１が１つの画像内に含まれるように画像を撮影する。位置情報計測ステップ（Ｓ３００）では、位置情報計測装置１００の位置情報（緯度経度）を計測する。

位置情報算出ステップ（Ｓ４００）では、ユーザが位置情報算出支援装置４００を用いて以下の処理を行えばよい。マーク２００，２５０を用いる場合は、画像３１０内のマーク２００，２５０の円または球に基づいて画像３１０での実物の寸法とピクセルとの関係を分析する。画像３１０内のマーク２００，２５０の方位識別子２３０，２８０に基づいて画像での方位を分析する。マーク２７０を用いる場合は、画像３１１内のマーク２７０に基づいて画像３１１での実物の寸法とピクセルとの関係を分析する。画像３１１内の方位識別具２３１に基づいて画像での方位を分析する。そして、いずれの場合も、計測した位置情報と、分析した実物の寸法とピクセルとの関係と方位と画像３１０，３１１内での対象設備に基づいて、対象設備の位置情報を求める。詳細は、図５～８を用いて説明したように行えばよい。

図１０に設備情報データベースに記録された設備の位置情報の精度を向上させる精度向上方法の処理フローを示す。精度向上方法は、配置ステップ（Ｓ１００）、画像取得ステップ（Ｓ２００）、位置情報計測ステップ（Ｓ３００）、位置情報算出ステップ（Ｓ４００）、第１位置情報更新ステップ（Ｓ５００）、第２位置情報更新ステップ（Ｓ６００）を有する。配置ステップ（Ｓ１００）、画像取得ステップ（Ｓ２００）、位置情報計測ステップ（Ｓ３００）、位置情報算出ステップ（Ｓ４００）は、図９と同じである。

第１位置情報更新ステップ（Ｓ５００）では、設備情報データベース５００に記録された対象設備の位置情報を、位置情報算出ステップ（Ｓ４００）で求めた位置情報に更新する。第２位置情報更新ステップ（Ｓ６００）では、対象設備との相対的な位置情報に基づいて、地上では視認できない地下設備の位置情報を更新する。つまり、更新された地上で視認できる設備の位置情報と、設備情報データベース５００に記録された相対的な位置関係に基づいて、地上では視認できない設備（地下設備）の位置情報も更新する。例えば、マンホールの位置情報を更新した後に、マンホールと管路との相対的な位置関係を利用して管路の位置も更新すればよい。なお、第２位置情報更新ステップ（Ｓ６００）は、設備情報データベース５００に記録された相対的な位置情報を利用して設備情報データベース５００が自動で行ってもよいし、紙などに記録された情報を利用してユーザが人手で行ってもよい。

なお、第１位置情報更新ステップ（Ｓ５００）では、対象設備の位置情報に近い設備情報データベース５００に記録された複数の設備の設備特定情報と位置情報をユーザに示し、ユーザに位置情報を更新する設備を指定させてもよい。設備情報データベース５００に記録されている位置情報の精度が低い場合、どの設備の位置情報を更新するのか、位置情報算出ステップ（Ｓ４００）で求めた位置情報だけでは特定できない場合もある。ユーザが実際の設備の位置にいる場合や画像から設備を特定できる場合は、ユーザに位置情報を更新する設備を指定させれば、正しい設備を特定できる。

上述の位置情報取得方法によれば、位置情報計測装置とマークを、所定の条件を満たす位置に、方位識別子が正しい方位に向くように配置する。その上で、位置情報を求める対象設備とマークとが１つの画像内に含まれるように画像を撮影する。また、位置情報計測装置の位置情報を計測する。そして、画像を分析し、対象設備の位置情報を取得する。よって、対象設備自体が、所定の条件を満たす位置でない場合であっても、高精度に対象設備の位置情報を取得できる。したがって、できるだけ多くの位置において高精度で位置情報を取得することができる。また、他の設備との相対的な位置関係も利用するので、地上からは視認できない地下設備の位置情報も更新することができる。

＜掘削位置と地下設備との離隔距離＞
次に、高精度の位置情報を有する設備情報データベース５００を用いて、掘削位置（指定された位置）と地下設備との離隔距離を高い精度で求める方法について説明する。図１１に、地上で指定された位置である指定位置の位置情報を求める位置情報取得方法の処理フローを示す。指定位置として、掘削する位置を指定すればよい。位置情報取得方法は、配置ステップ（Ｓ１１０）、画像取得ステップ（Ｓ２１０）、位置情報計測ステップ（Ｓ３１０）、位置情報算出ステップ（Ｓ４１０）を有する。

マーク２００，２５０を用いる場合は、配置ステップ（Ｓ１１０）では、ユーザが、所定の条件を満たす位置に配置したときに所定の精度で位置情報を計測する位置情報計測装置１００と、同一直線上には配置されていない３個以上の円または球を含むとともに方位を示す視認できる方位識別子が付された寸法が既知のマーク２００，２５０とを、所定の条件を満たす位置に、方位識別子２３０，２８０が正しい方位に向くように配置する。マーク２７０を用いる場合は、所定の条件を満たす位置に配置したときに所定の精度で位置情報を計測する位置情報計測装置１００と、３個以上の寸法が既知の球状のマーク２７０と、方位を示す視認できる方位識別具２３１とを、位置情報計測装置１００を所定の条件を満たす位置に、マーク２７０を同一線上に並ばないように、かつ方位識別具２３１を正しい方位に向くように配置する。

マーク２００，２５０を用いる場合は、画像取得ステップ（Ｓ２１０）では、ユーザが端末３００を用いて、指定位置とマーク２００，２５０とが１つの画像内に含まれるように画像３１０を撮影する。マーク２７０を用いる場合は、画像取得ステップ（Ｓ２１０）では、ユーザが端末３００を用いて、指定位置と３個以上のマーク２７０と方位識別具２３１が１つの画像内に含まれるように画像を撮影する。位置情報計測ステップ（Ｓ３１０）では、位置情報計測装置１００の位置情報（緯度経度）を計測する。

位置情報算出ステップ（Ｓ４１０）では、ユーザが位置情報算出支援装置４００を用いて以下の処理を行えばよい。マーク２００，２５０を用いる場合は、画像３１０内のマーク２００，２５０の円または球に基づいて画像３１０での実物の寸法とピクセルとの関係を分析する。画像３１０内のマーク２００，２５０の方位識別子２３０，２８０に基づいて前記画像での方位を分析する。マーク２７０を用いる場合は、画像３１１内のマーク２７０に基づいて画像３１１での実物の寸法とピクセルとの関係を分析する。画像３１１内の方位識別具２３１に基づいて画像での方位を分析する。そして、いずれの場合も、計測した位置情報と、分析した実物の寸法とピクセルとの関係と方位と画像３１０，３１１内での指定位置に基づいて、指定位置の位置情報を求める。詳細は、図５～８を用いて説明したように行えばよい。

図１２に、設備情報データベースに記録された地下の設備と、地上で指定された位置である指定位置との水平方向の離隔距離を求める離隔距離取得方法の処理フローを示す。離隔距離取得方法は、配置ステップ（Ｓ１１０）、画像取得ステップ（Ｓ２１０）、位置情報計測ステップ（Ｓ３１０）、位置情報算出ステップ（Ｓ４１０）、離隔距離計算ステップ
（Ｓ５１０）を有する。配置ステップ（Ｓ１１０）、画像取得ステップ（Ｓ２１０）、位置情報計測ステップ（Ｓ３１０）、位置情報算出ステップ（Ｓ４１０）は、図１１と同じである。

離隔距離計算ステップ（Ｓ５１０）では、設備情報データベース５００に記録された地下の設備の位置情報と、位置情報算出ステップ（Ｓ４１０）で求めた位置情報とに基づいて、地下の設備と指定位置との離隔距離を求める。離隔距離計算ステップ（Ｓ５１０）は、設備情報データベース５００に基づいた図面上に指定位置を入力して離隔距離をユーザが求めてもよいし、離隔距離を求めるプログラムによって、設備情報データベース５００と指定位置から自動的に求めてもよい。

本発明の位置情報取得方法によれば、位置情報計測装置とマークを、所定の条件を満たす位置に、方位識別子が正しい方位に向くように配置する。その上で、位置情報を求める指定位置とマークとが１つの画像内に含まれるように画像を撮影する。また、位置情報計測装置の位置情報を計測する。そして、画像を分析し、指定位置の位置情報を取得する。よって、指定位置自体が、所定の条件を満たす位置でない場合であっても、高精度に指定位置の位置情報を取得できる。したがって、できるだけ多くの位置において高精度で位置情報を取得することができる。そして、高精度の位置情報を有する設備情報データベース５００の位置情報と、高精度の指定位置の位置情報を用いるので、指定位置（掘削する位置）と地下設備との離隔距離を高精度に求めることができる。

なお、図１３に、指定位置が所定の条件を満たす場合の設備情報データベースに記録された地下の設備と、指定位置との水平方向の離隔距離を求める離隔距離取得方法の処理フローを示す。この場合の離隔距離取得方法は、配置ステップ（Ｓ１２０）、位置情報計測ステップ（Ｓ３２０）、離隔処理計算ステップ（Ｓ５２０）を有する。

配置ステップ（Ｓ１２０）では、ユーザが、所定の条件を満たす位置に配置したときに所定の精度で位置情報を計測する位置情報計測装置を、所定の条件を満たす指定位置に配置する。位置情報計測ステップ（Ｓ３２０）では、位置情報計測装置１００で指定位置の位置情報を計測する。離隔距離計算ステップ（Ｓ５２０）では、設備情報データベースに記録された地下の設備の位置情報と、位置情報計測ステップ（Ｓ３２０）で計測した位置情報とに基づいて、地下の設備と指定位置との離隔距離を求める。高精度の位置情報を有する設備情報データベース５００の位置情報と、高精度の指定位置の位置情報を用いるので、指定位置（掘削する位置）と地下設備との離隔距離を高精度に求めることができる。

［プログラム、記録媒体］
上述の各種の処理は、図１４に示すコンピュータ２０００の記録部２０２０に、上記方法の各ステップを実行させるプログラムを読み込ませ、制御部２０１０、入力部２０３０、出力部２０４０、表示部２０５０などに動作させることで実施できる。

この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。

また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。

このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記録媒体に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるＡＳＰ（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの（コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等）を含むものとする。

また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、本装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。

１００ 位置情報計測装置 ２００，２５０，２７０ マーク
２１０ 板 ２２１，２２２，２２３，２２４ 円
２３０，２８０ 方位識別子 ２３１ 方位識別具
２６０ 棒 ２７１，２７２，２７３，２７４ 球
３００ 端末 ３１０，３１１ 画像
４００ 位置情報算出支援装置 ４１０ 画像内位置特定部
４２０ 関係計算部 ４３０ 方位特定部
４４０ 位置情報計算部 ４７０ 表示部
４８０ 操作部 ４９０ 通信部
５００ 設備情報データベース ６００ ネットワーク

Claims (13)

1. 地上で視認できる設備の位置情報を求める位置情報取得方法であって、
   所定の条件を満たす位置に配置したときに所定の精度で位置情報を計測する位置情報計測装置と、同一直線上には配置されていない３個以上の円または球を含むとともに方位を示す視認できる方位識別子が付された寸法が既知のマークとを、前記所定の条件を満たす位置に、前記方位識別子が正しい方位に向くように配置する配置ステップと、
   位置情報を求める対象設備と前記マークとが１つの画像内に含まれるように画像を撮影する画像取得ステップと、
   前記位置情報計測装置の位置情報を計測する位置情報計測ステップと、
   前記画像内の前記マークの円または球に基づいて前記画像での実物の寸法とピクセルとの関係を分析し、前記画像内の前記マークの方位識別子に基づいて前記画像での方位を分析し、計測した前記位置情報と分析した実物の寸法とピクセルとの関係と方位と前記画像内での前記対象設備に基づいて前記対象設備の位置情報を求める位置情報算出ステップと、
   を有する位置情報取得方法。
2. 地上で視認できる設備の位置情報を求める位置情報取得方法であって、
   所定の条件を満たす位置に配置したときに所定の精度で位置情報を計測する位置情報計測装置と、３個以上の寸法が既知の球状のマークと、方位を示す視認できる方位識別具とを、前記位置情報計測装置を前記所定の条件を満たす位置に、前記マークを同一線上に並ばないように、かつ前記方位識別具を正しい方位に向くように配置する配置ステップと、
   位置情報を求める対象設備と３個以上の前記マークと前記方位識別具が１つの画像内に含まれるように画像を撮影する画像取得ステップと、
   前記位置情報計測装置の位置情報を計測する位置情報計測ステップと、
   前記画像内の前記マークに基づいて前記画像での実物の寸法とピクセルとの関係を分析し、前記画像内の前記方位識別具に基づいて前記画像での方位を分析し、計測した前記位置情報と分析した実物の寸法とピクセルとの関係と方位と前記画像内での前記対象設備に基づいて前記対象設備の位置情報を求める位置情報算出ステップと、
   を有する位置情報取得方法。
3. 設備情報データベースに記録された設備の位置情報の精度を向上させる精度向上方法であって、
   請求項１または２記載の位置情報取得方法に含まれる各ステップと、
   前記設備情報データベースに記録された対象設備の位置情報を、前記位置情報算出ステップで求めた位置情報に更新する第１位置情報更新ステップと、
   前記対象設備との相対的な位置情報に基づいて、地上では視認できない地下設備の位置情報を更新する第２位置情報更新ステップ
   を有する精度向上方法。
4. 請求項３記載の精度向上方法であって、
   前記第１位置情報更新ステップでは、前記対象設備の位置情報に近い前記設備情報データベースに記録された複数の設備の設備特定情報と位置情報をユーザに示し、ユーザに位置情報を更新する設備を指定させる
   ことを特徴とする精度向上方法。
5. 地上で指定された位置である指定位置の位置情報を求める位置情報取得方法であって、
   所定の条件を満たす位置に配置したときに所定の精度で位置情報を計測する位置情報計測装置と、同一直線上には配置されていない３個以上の円または球を含むとともに方位を示す視認できる方位識別子が付された寸法が既知のマークとを、前記所定の条件を満たす位置に、前記方位識別子が正しい方位に向くように配置する配置ステップと、
   前記指定位置と前記マークとが１つの画像内に含まれるように画像を撮影する画像取得ステップと、
   前記位置情報計測装置の位置情報を計測する位置情報計測ステップと、
   前記画像内の前記マークの円または球に基づいて前記画像での実物の寸法とピクセルとの関係を分析し、前記画像内の前記マークの方位識別子に基づいて前記画像での方位を分析し、計測した前記位置情報と分析した実物の寸法とピクセルとの関係と方位と前記画像内での前記指定位置に基づいて前記指定位置の位置情報を求める位置情報算出ステップと、
   を有する位置情報取得方法。
6. 地上で指定された位置である指定位置の位置情報を求める位置情報取得方法であって、
   所定の条件を満たす位置に配置したときに所定の精度で位置情報を計測する位置情報計測装置と、３個以上の寸法が既知の球状のマークと、方位を示す視認できる方位識別具とを、前記位置情報計測装置を前記所定の条件を満たす位置に、前記マークを同一線上に並ばないように、かつ前記方位識別具を正しい方位に向くように配置する配置ステップと、
   前記指定位置と３個以上の前記マークと前記方位識別具が１つの画像内に含まれるように画像を撮影する画像取得ステップと、
   前記位置情報計測装置の位置情報を計測する位置情報計測ステップと、
   前記画像内の前記マークに基づいて前記画像での実物の寸法とピクセルとの関係を分析し、前記画像内の前記方位識別具に基づいて前記画像での方位を分析し、計測した前記位置情報と分析した実物の寸法とピクセルとの関係と方位と前記画像内での前記指定位置に基づいて前記指定位置の位置情報を求める位置情報算出ステップと、
   を有する位置情報取得方法。
7. 設備情報データベースに記録された地下の設備と、地上で指定された位置である指定位置との水平方向の離隔距離を求める離隔距離取得方法であって、
   請求項５または６記載の位置情報取得方法に含まれる各ステップと、
   前記設備情報データベースに記録された地下の設備の位置情報と、前記位置情報算出ステップで求めた位置情報とに基づいて、地下の設備と前記指定位置との離隔距離を求める離隔距離計算ステップ
   を有する離隔距離取得方法。
8. 設備情報データベースに記録された地下の設備と、地上で指定された位置である指定位置との水平方向の離隔距離を求める離隔距離取得方法であって、
   所定の条件を満たす位置に配置したときに所定の精度で位置情報を計測する位置情報計測装置を、前記所定の条件を満たす前記指定位置に配置する配置ステップと、
   前記位置情報計測装置で前記指定位置の位置情報を計測する位置情報計測ステップと、
   前記設備情報データベースに記録された地下の設備の位置情報と、前記位置情報計測ステップで計測した位置情報とに基づいて、地下の設備と前記指定位置との離隔距離を求める離隔距離計算ステップ
   を有する離隔距離取得方法。
9. 請求項１記載の位置情報取得方法の位置情報算出ステップを実行するための位置情報算出支援装置であって、
   前記画像内の円または球の位置、前記方位識別子の位置、前記位置情報計測装置の位置、対象設備の位置をユーザに特定させる画像内位置特定部と、
   前記画像内の前記マークの円または球に基づいて前記画像での実物の寸法とピクセルとの関係を求める関係計算部と、
   前記画像内の前記マークの方位識別子に基づいて前記画像での方位を特定する方位特定部と、
   前記対象設備の位置情報を求める位置情報計算部と
   を備える位置情報算出支援装置。
10. 請求項２記載の位置情報取得方法の位置情報算出ステップを実行するための位置情報算出支援装置であって、
    前記画像内のマークの位置、前記方位識別具の位置、前記位置情報計測装置の位置、対象設備の位置をユーザに特定させる画像内位置特定部と、
    前記画像内の前記マークに基づいて前記画像での実物の寸法とピクセルとの関係を求める関係計算部と、
    前記画像内の前記方位識別具に基づいて前記画像での方位を特定する方位特定部と、
    前記対象設備の位置情報を求める位置情報計算部と
    を備える位置情報算出支援装置。
11. 請求項５記載の位置情報取得方法の位置情報算出ステップを実行するための位置情報算出支援装置であって、
    前記画像内の円または球の位置、前記方位識別子の位置、前記位置情報計測装置の位置、指定位置をユーザに特定させる画像内位置特定部と、
    前記画像内の前記マークの円または球に基づいて前記画像での実物の寸法とピクセルとの関係を求める関係計算部と、
    前記画像内の前記マークの方位識別子に基づいて前記画像での方位を特定する方位特定部と、
    前記指定位置の位置情報を求める位置情報計算部と
    を備える位置情報算出支援装置。
12. 請求項６記載の位置情報取得方法の位置情報算出ステップを実行するための位置情報算出支援装置であって、
    前記画像内のマークの位置、前記方位識別具の位置、前記位置情報計測装置の位置、指定位置をユーザに特定させる画像内位置特定部と、
    前記画像内の前記マークに基づいて前記画像での実物の寸法とピクセルとの関係を求める関係計算部と、
    前記画像内の前記方位識別具に基づいて前記画像での方位を特定する方位特定部と、
    前記指定位置の位置情報を求める位置情報計算部と
    を備える位置情報算出支援装置。
13. 請求項９から１２のいずれかに記載の位置情報算出支援装置としてコンピュータを機能させるための位置情報算出支援プログラム。
    
    

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