JP5033520B2 - Distance measuring method and distance measuring device - Google Patents

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

本発明は、レーザを利用した構造物間の距離を測定するための方法および装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for measuring the distance between structures using a laser.

鉄道関係の建設工事を行う際やその後の構造物の管理においては、建築限界の要求を満たすために、たとえばホーム上屋から架線(架空電車線)までの水平距離、線路脇の構造物から架線までの最短距離、電柱から架線までの水平距離、線路の軌道中心からホーム縁端や線路脇の構造物までの最短距離など、構造物間の離隔距離を厳正に管理する必要がある(たとえば非特許文献1)。しかし、線路付近で距離測定を行う場合は、このような離隔距離の測定に苦労する場合が多い。たとえばホーム上屋と架線の離隔距離測定は、レール上を走行する高所作業車に乗ってスケールや直角定規を用いた大掛かりで危険を伴う作業となる。さらに、この測定は、列車の運転中には測定できないため、作業間合いを検討して線路閉鎖やき電(饋電)停止などの手続きや他系統との調整業務が必要となる。このような作業負荷や面倒な手続きや調整業務を避けるため、建築限界外の地上から離隔距離を測定できる装置の開発が必要とされている。
東日本旅客鉄道株式会社設備部建設工事部、「鉄道施設計画の手引」、東日本旅客鉄道株式会社、平成17年5月
In the construction work related to railways and the subsequent management of structures, in order to satisfy the requirements of building limits, for example, the horizontal distance from the platform to the overhead line (overhead train line), the structure from the side of the track to the overhead line It is necessary to strictly manage the separation distance between structures, such as the shortest distance to the power pole, the horizontal distance from the utility pole to the overhead line, and the shortest distance from the track center of the track to the home edge and the structure beside the track (for example, Patent Document 1). However, when performing distance measurement near the track, it is often difficult to measure such a separation distance. For example, the measurement of the separation distance between the platform roof and the overhead line is a large-scale and dangerous work using a scale or a right angle ruler on an aerial work vehicle traveling on a rail. Furthermore, since this measurement cannot be performed while the train is in operation, it is necessary to consider the work interval and to perform procedures such as closing the track and stopping the feed (snoring), and adjustment work with other systems. In order to avoid such workloads, troublesome procedures and adjustment work, it is necessary to develop a device capable of measuring a separation distance from the ground outside the building limits.
East Japan Railway Company, Construction Department, Equipment Department, “Railway Facility Planning Guide”, East Japan Railway Company, May 2005

建築限界外の地上から離隔距離を測定できる装置として、レーザを利用した距離測定装置が考えられる。従来のレーザ距離測定装置は、任意の二点間距離や測定装置と任意の一点と間の距離を測定することが可能である。しかしながら、従来のレーザ距離測定装置は、鉄道関係の工事や管理の要求にしたがって、たとえばホーム上屋と架線の斜距離のように1軸1点間の最短距離を測定する必要がある場合や、ホーム上屋と架線の水平方向距離のように照射対象物が存在しない場合には、距離を測定することが困難となる。   As a device that can measure a separation distance from the ground outside the building limit, a distance measuring device using a laser can be considered. The conventional laser distance measuring device can measure the distance between any two points and the distance between the measuring device and any one point. However, the conventional laser distance measuring device needs to measure the shortest distance between one axis and one point, for example, the oblique distance between the platform and the overhead line, according to the railway-related construction and management requirements. When there is no irradiation object such as the horizontal distance between the home roof and the overhead wire, it is difficult to measure the distance.

そこで本発明は、上記の問題点を解決し、危険を犯すことなく簡易に構造物間の距離を算出することができる距離測定方法及び距離測定装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a distance measuring method and a distance measuring apparatus that can solve the above-described problems and can easily calculate the distance between structures without taking a risk.

上記課題を解決するために、本発明の距離測定方法は、レーザを利用して直線状に延びる第1及び第2構造物間の距離を測定するための距離測定方法であって、前記第2構造物上の一点と、前記第1構造物上の二点とに向けてレーザを照射すると共に、該レーザの反射光を受光するレーザ計測ステップと、前記レーザの照射方向および該レーザを照射してからその反射光を受光するまでの往復時間に基づいて、前記一点および前記二点の三次元座標を算出する座標算出ステップと、前記三次元座標に基づいて、前記第1及び第2構造物間の距離を算出する距離算出ステップと、を含むことを特徴としている。   In order to solve the above problems, a distance measuring method of the present invention is a distance measuring method for measuring a distance between first and second structures extending linearly using a laser, wherein the second A laser measurement step of irradiating a laser beam toward one point on the structure and two points on the first structure, and receiving a reflected light of the laser, an irradiation direction of the laser, and irradiation of the laser A coordinate calculation step for calculating the three-dimensional coordinates of the one point and the two points based on a round-trip time from when the reflected light is received to the first and second structures based on the three-dimensional coordinates And a distance calculating step of calculating a distance between them.

また、上記課題を解決するために、本発明の距離測定装置は、レーザを利用して直線状に延びる第1及び第2構造物間の距離を測定するための距離測定装置であって、前記第2構造物上の一点と、前記第1構造物上の二点とに向けてレーザを照射すると共に、該レーザの反射光を受光するレーザ計測手段と、前記レーザの照射方向および該レーザを照射してからその反射光を受光するまでの往復時間に基づいて、前記一点および前記二点の三次元座標を算出する座標算出手段と、前記三次元座標に基づいて、前記第1及び第2構造物間の距離を算出する距離算出手段と、を備えることを特徴としている。   In order to solve the above problem, the distance measuring device of the present invention is a distance measuring device for measuring a distance between the first and second structures extending linearly using a laser, A laser measuring means for irradiating a laser beam to one point on the second structure and two points on the first structure, and receiving reflected light of the laser, an irradiation direction of the laser, and the laser Coordinate calculating means for calculating three-dimensional coordinates of the one point and the two points based on a round trip time from irradiation to reception of the reflected light, and the first and second based on the three-dimensional coordinates. Distance calculating means for calculating the distance between the structures.

これらの構成により、建築限界外の地上からレーザを利用して構造物上の点までの距離を算出し、これらの距離とレーザの照射方向に基づいて各点の三次元座標を算出し、これらの三次元座標に基づいて構造物間の距離を算出するので、建築限界外から精度良く構造物間の距離を算出することが可能となり、危険を犯すことなく簡易に構造物間の距離を算出することができる。   With these configurations, the distance from the ground outside the building limits to the points on the structure is calculated using a laser, and the three-dimensional coordinates of each point are calculated based on these distances and the laser irradiation direction. Since the distance between structures is calculated based on the three-dimensional coordinates, it is possible to accurately calculate the distance between structures from outside the building limits, and easily calculate the distance between structures without violating danger. can do.

また、本発明の距離測定方法は、前記座標算出ステップで算出された前記第2構造物上の一点および前記第1構造物上の二点の三次元座標を、前記第1構造物上の二点のうちの一方が三次元空間の原点に配置され、他方が該三次元空間の任意の座標軸上に配置されるように座標変換する座標変換ステップをさらに含み、前記距離算出ステップは、前記座標変換ステップで座標変換された前記第2構造物上の一点の三次元座標に基づいて、前記第1及び第2構造物間の距離を算出することが好適である。   In the distance measuring method of the present invention, the three-dimensional coordinates of one point on the second structure and two points on the first structure calculated in the coordinate calculation step are obtained as two points on the first structure. A coordinate conversion step of performing coordinate conversion so that one of the points is arranged at the origin of the three-dimensional space and the other is arranged on an arbitrary coordinate axis of the three-dimensional space, and the distance calculation step includes the coordinates It is preferable to calculate the distance between the first and second structures based on the three-dimensional coordinates of one point on the second structure that has been coordinate-converted in the conversion step.

この構成により、第1構造物および第2構造物間の距離が、第1構造物上の二点が配置される座標軸と第2構造物上の一点との距離を利用して求められるので、第1構造物および第2構造物間の距離を簡易に精度良く算出することができる。   With this configuration, since the distance between the first structure and the second structure is obtained using the distance between the coordinate axis where the two points on the first structure are arranged and one point on the second structure, The distance between the first structure and the second structure can be easily and accurately calculated.

また、本発明の距離測定方法において、前記第1構造物がホーム上屋の線路側の端縁部であり、前記第2構造物が架空電車線であり、前記距離算出ステップでは、前記端縁部と前記架空電車線との間の斜距離及び水平距離を算出することが好適である。   Further, in the distance measuring method of the present invention, the first structure is an end portion of the platform of the platform, and the second structure is an overhead train line. In the distance calculating step, the end edge It is preferable to calculate an oblique distance and a horizontal distance between a section and the overhead train line.

同様に、本発明の距離測定方法において、前記第1構造物が架空電車線であり、前記第2構造物が線路脇の電柱であり、前記距離算出ステップでは、前記架空電車線と前記電柱との間の水平距離を算出することが好適である。   Similarly, in the distance measurement method of the present invention, the first structure is an overhead train line, the second structure is a utility pole beside the track, and in the distance calculation step, the overhead train line, the utility pole, It is preferable to calculate the horizontal distance between the two.

これらの構成により、レール上を走行する高所作業車に乗ってスケールや直角定規を用いた大掛かりで危険を伴う作業が不要となり、さらに、作業間合いを検討して線路閉鎖やき電停止などの手続きや他系統との調整業務も不要となる。また、1点1軸間の最短距離を表すホーム上屋と架線との斜距離や、照射対象物がないホーム上屋または電柱と架線との水平距離を算出することができる。これにより、危険を犯すことなく簡易に構造物間の距離を算出することができる。   These configurations eliminate the need for large-scale and dangerous work using a scale or right-angle ruler on an aerial work vehicle that runs on rails. And adjustment work with other systems is also unnecessary. Further, it is possible to calculate the diagonal distance between the platform roof and the overhead line representing the shortest distance between one point and one axis, and the horizontal distance between the platform roof or the utility pole without the irradiation object and the overhead line. Thereby, the distance between structures can be calculated easily, without incurring danger.

上記課題を解決するために、本発明の距離測定方法は、レーザを利用して平面状の第1構造物と第2構造物との距離を測定するための距離測定方法であって、前記第2構造物上の一点と、前記第1構造物上の三点とに向けてレーザを照射すると共に、該レーザの反射光を受光するレーザ計測ステップと、前記レーザの照射方向および該レーザを照射してからその反射光を受光するまでの往復時間に基づいて、前記一点および前記三点の三次元座標を算出する座標算出ステップと、前記三次元座標に基づいて、前記第1及び第2構造物間の距離を算出する距離算出ステップと、を含むことを特徴としている。   In order to solve the above problems, a distance measuring method of the present invention is a distance measuring method for measuring a distance between a planar first structure and a second structure using a laser, A laser measurement step for irradiating a laser beam to one point on the two structures and three points on the first structure, and receiving the reflected light of the laser, an irradiation direction of the laser, and irradiation of the laser A coordinate calculation step for calculating three-dimensional coordinates of the one point and the three points based on a round trip time from when the reflected light is received to the first and second structures based on the three-dimensional coordinates. And a distance calculating step for calculating a distance between the objects.

また、上記課題を解決するために、本発明の距離測定装置は、レーザを利用して平面状の第1構造物と第2構造物との距離を測定するための距離測定装置であって、前記第2構造物上の一点と、前記第1構造物上の三点とに向けてレーザを照射すると共に、該レーザの反射光を受光するレーザ計測手段と、前記レーザの照射方向および該レーザを照射してからその反射光を受光するまでの往復時間に基づいて、前記一点および前記三点の三次元座標を算出する座標算出手段と、前記三次元座標に基づいて、前記第1及び第2構造物間の距離を算出する距離算出手段と、を備えることと特徴としている。   In order to solve the above problems, the distance measuring device of the present invention is a distance measuring device for measuring the distance between the planar first structure and the second structure using a laser, Laser measurement means for irradiating a laser beam to one point on the second structure and three points on the first structure and receiving reflected light of the laser, an irradiation direction of the laser, and the laser On the basis of the round trip time from receiving the reflected light to receiving the reflected light, coordinate calculating means for calculating the three-dimensional coordinates of the one point and the three points, and the first and the first based on the three-dimensional coordinates And a distance calculating means for calculating a distance between the two structures.

これらの構成により、建築限界外の地上からレーザを利用して構造物上の点までの距離を算出し、これらの距離とレーザの照射方向に基づいて各点の三次元座標を算出し、これらの三次元座標に基づいて構造物間の距離を算出するので、建築限界外から精度良く構造物間の距離を算出することが可能となり、危険を犯すことなく簡易に構造物間の距離を算出することができる。   With these configurations, the distance from the ground outside the building limits to the points on the structure is calculated using a laser, and the three-dimensional coordinates of each point are calculated based on these distances and the laser irradiation direction. Since the distance between structures is calculated based on the three-dimensional coordinates, it is possible to accurately calculate the distance between structures from outside the building limits, and easily calculate the distance between structures without violating danger. can do.

また、本発明の距離測定方法は、前記座標算出ステップで算出された前記第2構造物上の一点および前記第1構造物上の三点の三次元座標を、前記第1構造物上の三点のうちの1つが三次元空間の原点に配置され、前記第1構造物上の三点のうちの別の1つが該三次元空間の第1の座標軸上に配置され、前記第1構造物上の三点で形成される平面が前記三次元空間の前記第1の座標軸および第2の座標軸で形成される平面と一致するよう配置されるように座標変換する座標変換ステップをさらに含み、前記距離算出ステップは、前記座標変換ステップで座標変換された前記第2構造物上の一点の三次元座標に基づいて、前記第1及び第2構造物間の距離を算出することが好適である。   In the distance measuring method of the present invention, the three-dimensional coordinates of the one point on the second structure and the three points on the first structure calculated in the coordinate calculating step are calculated as three points on the first structure. One of the points is arranged at the origin of the three-dimensional space, another one of the three points on the first structure is arranged on the first coordinate axis of the three-dimensional space, and the first structure A coordinate conversion step of performing coordinate conversion so that a plane formed by the above three points is arranged so as to coincide with the plane formed by the first coordinate axis and the second coordinate axis of the three-dimensional space; In the distance calculating step, it is preferable that the distance between the first and second structures is calculated based on the three-dimensional coordinates of one point on the second structure subjected to the coordinate conversion in the coordinate conversion step.

この構成により、第1構造物および第2構造物間の距離が、第1構造物上の三点が配置される座標軸平面と第2構造物上の一点との距離となるので、第1構造物および第2構造物間の距離を簡易に精度良く算出することができる。   With this configuration, the distance between the first structure and the second structure is the distance between the coordinate axis plane where the three points on the first structure are arranged and one point on the second structure. The distance between the object and the second structure can be calculated easily and accurately.

また、本発明の距離測定方法においては、前記第1構造物が線路脇の構造物の線路側面であり、前記第2構造物が架空電車線であり、前記距離算出ステップでは、前記線路側面と前記架空電車線との間の最短距離を算出することが好適である。   In the distance measuring method of the present invention, the first structure is a track side surface of a track-side structure, the second structure is an overhead train line, and the distance calculating step includes: It is preferable to calculate the shortest distance from the overhead train line.

この構成により、レール上を走行する高所作業車に乗ってスケールや直角定規を用いた大掛かりで危険を伴う作業が不要となり、さらに、作業間合いを検討して線路閉鎖やき電停止などの手続きや他系統との調整業務も不要となる。これにより、危険を犯すことなく簡易に構造物と架空電車線との間の最短距離を算出することができる。   This configuration eliminates the need for large-scale and dangerous work using a scale or right angle ruler on an aerial work vehicle that runs on rails. Coordination work with other systems is also unnecessary. Thereby, the shortest distance between the structure and the overhead train line can be easily calculated without incurring danger.

上記課題を解決するために、本発明の距離測定方法は、レーザを利用して線路の軌道中心と構造物との距離を測定するための距離測定方法であって、前記構造物上の一点と、前記線路の構造物側のレール上の一点と、前記線路の他方のレール上の二点とに向けてレーザを照射すると共に、該レーザの反射光を受光するレーザ計測ステップと、前記レーザの照射方向および該レーザを照射してからその反射光を受光するまでの往復時間に基づいて、前記構造物上の一点、前記線路の構造物側のレール上の一点、および前記線路の他方のレール上の二点の三次元座標を算出する座標算出ステップと、前記三次元座標に基づいて、前記軌道中心と前記構造物上の一点との最短距離を算出する距離算出ステップと、を含むことと特徴としている。   In order to solve the above problems, a distance measuring method of the present invention is a distance measuring method for measuring a distance between a track center of a line and a structure using a laser, and includes a point on the structure. Irradiating the laser toward one point on the rail on the structure side of the line and two points on the other rail of the line and receiving the reflected light of the laser; and One point on the structure, one point on the rail on the structure side of the line, and the other rail of the line based on the irradiation direction and the round-trip time from irradiation of the laser to reception of the reflected light A coordinate calculation step for calculating the three-dimensional coordinates of the upper two points, and a distance calculation step for calculating the shortest distance between the center of the trajectory and one point on the structure based on the three-dimensional coordinates; It is a feature.

また、上記課題を解決するために、本発明の距離測定装置は、レーザを利用して線路の軌道中心と構造物との距離を測定するための距離測定装置であって、前記構造物上の一点と、前記線路の構造物側のレール上の一点と、前記線路の他方のレール上の二点とに向けてレーザを照射すると共に、該レーザの反射光を受光するレーザ計測手段と、前記レーザの照射方向および該レーザを照射してからその反射光を受光するまでの往復時間に基づいて、前記構造物上の一点、前記線路の構造物側のレール上の一点、および前記線路の他方のレール上の二点の三次元座標を算出する座標算出手段と、前記三次元座標に基づいて、前記軌道中心と前記構造物上の一点との最短距離を算出する距離算出手段と、を備えることを特徴としている。   In order to solve the above problems, a distance measuring device of the present invention is a distance measuring device for measuring the distance between the track center of a line and a structure using a laser, A laser measuring means for irradiating a laser toward one point, one point on the rail on the structure side of the line, and two points on the other rail of the line, and receiving reflected light of the laser; and One point on the structure, one point on the rail on the structure side of the line, and the other of the line based on the irradiation direction of the laser and the round trip time from when the laser is irradiated until the reflected light is received Coordinate calculating means for calculating three-dimensional coordinates of two points on the rail, and distance calculating means for calculating the shortest distance between the center of the trajectory and one point on the structure based on the three-dimensional coordinates. It is characterized by that.

これらの構成により、建築限界外の地上からレーザを利用して軌道および構造物上の点までの距離を算出し、これらの距離とレーザの照射方向に基づいて各点の三次元座標を算出し、これらの三次元座標に基づいて軌道中心および構造物間の距離を算出するので、建築限界外から精度良く軌道中心および構造物間の距離を算出することが可能となり、危険を犯すことなく簡易に軌道中心および構造物間の距離を算出することができる。   With these configurations, the distance from the ground outside the building limits to the points on the tracks and structures is calculated using a laser, and the three-dimensional coordinates of each point are calculated based on these distances and the laser irradiation direction. Since the distance between the track center and the structure is calculated based on these three-dimensional coordinates, it is possible to calculate the distance between the track center and the structure with high accuracy from outside the building limit, and it is easy without risk. The distance between the track center and the structure can be calculated.

また、本発明の距離測定方法は、前記座標算出ステップで算出された前記構造物上の一点、前記線路の構造物側のレール上の一点、および前記線路の他方のレール上の二点の三次元座標を、前記軌道中心に沿って前記線路の面と直交する平面に三次元空間の第1の座標軸および第2の座標軸が配置されるように座標変換する座標変換ステップをさらに含み、前記距離算出ステップは、前記座標変換ステップで座標変換された前記構造物上の一点の三次元座標に基づいて、前記軌道中心と前記構造物上の一点との最短距離を算出することが好適である。   Further, the distance measuring method of the present invention is a tertiary of one point on the structure calculated in the coordinate calculation step, one point on the rail on the structure side of the line, and two points on the other rail of the line. A coordinate transformation step of transforming the original coordinates so that the first coordinate axis and the second coordinate axis of the three-dimensional space are arranged in a plane perpendicular to the plane of the track along the track center; In the calculating step, it is preferable to calculate the shortest distance between the center of the trajectory and the one point on the structure based on the three-dimensional coordinates of the one point on the structure subjected to the coordinate conversion in the coordinate converting step.

この構成により、軌道中心と構造物上の一点との間の最短距離が、軌道中心を含む座標軸平面と構造物上の一点との距離となるので、軌道中心と構造物との距離を簡易に精度良く算出することができる。   With this configuration, the shortest distance between the orbit center and one point on the structure is the distance between the coordinate axis plane including the orbit center and one point on the structure, so the distance between the orbit center and the structure can be simplified. It is possible to calculate with high accuracy.

本発明の距離測定方法および距離測定装置は、建築限界外の地上からレーザを利用して構造物上の点までの距離を算出し、これらの距離とレーザの照射方向に基づいて各点の三次元座標を算出し、これらの三次元座標に基づいて構造物間の距離を算出するので、建築限界外から精度良く構造物間の距離を算出することが可能となり、危険を犯すことなく簡易に構造物間の距離を算出することができる。   The distance measuring method and the distance measuring device of the present invention calculate the distance to the point on the structure using the laser from the ground outside the building limit, and based on these distances and the irradiation direction of the laser, the tertiary of each point Since the original coordinates are calculated and the distances between the structures are calculated based on these three-dimensional coordinates, it is possible to calculate the distances between the structures with high accuracy from outside the building limits, and easily without risk The distance between structures can be calculated.

以下、図面を参照して本発明に係る距離測定方法および距離測定装置の好適な実施形態について説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of a distance measuring method and a distance measuring device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

まず、図1〜図10を参照して、第1の実施形態について説明する。   First, a first embodiment will be described with reference to FIGS.

図1は、本実施形態に係る距離測定装置10による電車架空線(架線)11とホーム上屋12との間の斜距離および水平距離を計測する手法の概略図である。   FIG. 1 is a schematic diagram of a method for measuring an oblique distance and a horizontal distance between a train overhead line (overhead line) 11 and a platform shed 12 by a distance measuring device 10 according to the present embodiment.

本実施形態では、距離測定装置10は、架線11上の任意の一点Oと、ホーム上屋12の縁部の任意の二点A,Bについて、レーザを利用して各点O,A、Bの座標を算出し、これらの座標に基づいて、架線11上の点Oからホーム上屋12までの最短距離を示す「斜距離」と、架線11上の点Oとホーム上屋12との水平方向の最短距離を示す「水平距離」とを算出する。   In the present embodiment, the distance measuring device 10 uses a laser at any one point O on the overhead line 11 and any two points A and B on the edge of the home shed 12 using the laser. Are calculated, and based on these coordinates, the “slanting distance” indicating the shortest distance from the point O on the overhead line 11 to the home roof 12 and the horizontal of the point O on the overhead line 11 and the home roof 12 are calculated. The “horizontal distance” indicating the shortest distance in the direction is calculated.

図2は、距離測定装置10の機能ブロック図である。距離測定装置10は、レーザ送受信部(レーザ計測手段)101と、距離測定部102と、入出力部103とを備えている。レーザ送受信部101、距離測定部102、および入出力部103は、一体的に構成しても良いし、レーザ送受信部101のみを独立した装置として測定場所で使用して、有線または無線で遠隔にある距離測定部102および入出力部103と通信を行うよう構成しても良い。距離測定部102は、さらに、極座標算出部104と、三次元座標算出部(座標算出手段)105と、座標変換部(座標変換手段)106と、距離算出部(距離算出手段)107とを備える。   FIG. 2 is a functional block diagram of the distance measuring device 10. The distance measuring device 10 includes a laser transmitting / receiving unit (laser measuring unit) 101, a distance measuring unit 102, and an input / output unit 103. The laser transmission / reception unit 101, the distance measurement unit 102, and the input / output unit 103 may be configured integrally, or only the laser transmission / reception unit 101 is used as an independent device at a measurement place, and can be remotely wired or wirelessly. You may comprise so that it may communicate with a certain distance measurement part 102 and the input-output part 103. FIG. The distance measurement unit 102 further includes a polar coordinate calculation unit 104, a three-dimensional coordinate calculation unit (coordinate calculation unit) 105, a coordinate conversion unit (coordinate conversion unit) 106, and a distance calculation unit (distance calculation unit) 107. .

距離測定部102および入出力部103は、CPUおよびメモリを含むコンピュータによって実現される。距離測定部102に含まれる各機能ブロック(極座標算出部104、三次元座標算出部105、座標変換部106、距離算出部107)は、メモリに格納されるソフトウェアプログラムをCPUが実行することにより実現される。入出力部103は、キーボードや専用のコントローラによる入力手段と、表示装置や印刷装置などによる出力手段により実現される。   The distance measuring unit 102 and the input / output unit 103 are realized by a computer including a CPU and a memory. Each functional block (polar coordinate calculation unit 104, three-dimensional coordinate calculation unit 105, coordinate conversion unit 106, distance calculation unit 107) included in the distance measurement unit 102 is realized by the CPU executing a software program stored in the memory. Is done. The input / output unit 103 is realized by input means such as a keyboard or a dedicated controller, and output means such as a display device or a printing device.

レーザ送受信部101は、ユーザにより設定された照射方向に向けてレーザを照射し、この照射したレーザの反射光を受光する。そして、レーザ送受信部101は、照射レーザとこのレーザの反射光の時間差を測定する。   The laser transmission / reception unit 101 irradiates the laser in the irradiation direction set by the user, and receives the reflected light of the irradiated laser. The laser transmitting / receiving unit 101 measures the time difference between the irradiation laser and the reflected light of the laser.

距離測定部102は、レーザ送受信部101による測定結果に基づいて、構造物間の距離を算出して、入出力部103に送信する。以下、距離測定部102の各機能について説明する。   The distance measuring unit 102 calculates the distance between the structures based on the measurement result by the laser transmitting / receiving unit 101 and transmits the calculated distance to the input / output unit 103. Hereinafter, each function of the distance measuring unit 102 will be described.

極座標算出部104は、レーザ送受信部101の計測結果に基づき、距離測定装置10のレーザ照射位置を基準とする対象点O,A、Bの極座標を算出する。具体的には、極座標算出部104は、レーザ送受信部101で測定されたレーザの照射から受光までの時間差に基づいて、対象点までの距離Lを算出し、レーザの照射方向に基づいて、水平角度θおよび垂直角度φを算出する。そして、算出した距離L、水平角度θ、垂直角度φを用いて極座標(L、θ、φ)を算出する。   The polar coordinate calculation unit 104 calculates polar coordinates of the target points O, A, and B based on the laser irradiation position of the distance measuring device 10 based on the measurement result of the laser transmitting / receiving unit 101. Specifically, the polar coordinate calculation unit 104 calculates the distance L to the target point based on the time difference from the laser irradiation to the light reception measured by the laser transmitting / receiving unit 101, and the horizontal coordinate based on the laser irradiation direction. The angle θ and the vertical angle φ are calculated. Then, polar coordinates (L, θ, φ) are calculated using the calculated distance L, horizontal angle θ, and vertical angle φ.

三次元座標算出部105は、極座標算出部104で算出された対象点O、A、Bの極座標に基づいて、距離測定装置10のレーザ照射位置を原点とする任意の三次元空間における各対象点の三次元座標を算出する。   Based on the polar coordinates of the target points O, A, and B calculated by the polar coordinate calculation unit 104, the three-dimensional coordinate calculation unit 105 sets each target point in an arbitrary three-dimensional space with the laser irradiation position of the distance measuring device 10 as the origin. The three-dimensional coordinates of are calculated.

なお、極座標(L、θ、φ)から三次元座標(x、y、z)への変換手法は、x=Lcosθcosφ、y=Lcosθsinφ、z=Lsinθから容易に求められる。   The conversion method from polar coordinates (L, θ, φ) to three-dimensional coordinates (x, y, z) can be easily obtained from x = L cos θ cos φ, y = L cos θ sin φ, and z = L sin θ.

座標変換部106は、三次元座標算出部105で対象点O、A、Bの三次元座標を算出するのに用いられた、距離測定装置10のレーザ照射位置を原点とする三次元座標軸を、架線11とホーム上屋12との斜距離および水平距離の算出が簡単になるように、座標変換する。具体的には、座標変換部106は、ホーム上屋12上の点Aが原点に配置され、点Bが任意の座標軸上に配置されるように、三次元空間を座標変換する。   The coordinate conversion unit 106 uses the three-dimensional coordinate axis used by the three-dimensional coordinate calculation unit 105 to calculate the three-dimensional coordinates of the target points O, A, and B, with the laser irradiation position of the distance measuring device 10 as the origin. Coordinate conversion is performed so that the oblique distance and the horizontal distance between the overhead line 11 and the platform 12 can be easily calculated. Specifically, the coordinate conversion unit 106 performs coordinate conversion of the three-dimensional space so that the point A on the home roof 12 is arranged at the origin and the point B is arranged on an arbitrary coordinate axis.

距離算出部107は、座標変換部106で算出された座標変換後の架線上の点Oの三次元座標に基づいて、架線11とホーム上屋12との間の斜距離および水平距離を算出する。   The distance calculation unit 107 calculates an oblique distance and a horizontal distance between the overhead line 11 and the home roof 12 based on the three-dimensional coordinates of the point O on the overhead line after the coordinate conversion calculated by the coordinate conversion unit 106. .

続いて、図3〜図9を参照して、本実施形態による距離測定方法について説明する。図3は、本実施形態による距離測定方法のフローチャートである。   Next, the distance measurement method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart of the distance measuring method according to the present embodiment.

まず、入出力部103を介してユーザから計測点O、A、Bの位置を取得する指令が与えられると、レーザ送受信部101により、レーザが計測点に照射され、レーザの反射光を受信するまでの時間差を計測するレーザ計測が行われる(レーザ計測ステップ:S101)。   First, when a command for obtaining the positions of measurement points O, A, and B is given from the user via the input / output unit 103, the laser transmitting / receiving unit 101 irradiates the laser with the measurement point and receives the reflected light of the laser. Laser measurement for measuring the time difference until is performed (laser measurement step: S101).

次に、極座標算出部104により、レーザ送受信部101で計測された各計測点O、A、Bについてレーザ送受信の時間差および照射方向に基づいて、各計測点O、A、Bの極座標が算出される(S102)。   Next, polar coordinates of each measurement point O, A, B are calculated by the polar coordinate calculation unit 104 based on the time difference of laser transmission / reception and the irradiation direction for each measurement point O, A, B measured by the laser transmission / reception unit 101. (S102).

続いて、三次元座標算出部105により、極座標算出部104で算出された各計測点の極座標に基づいて、各計測点O、A、Bの三次元座標が算出される(座標算出ステップ:S103)。図4は、三次元座標算出部105で算出された測定点O、A、Bの三次元座標の一例を示す図である。図4に示すように、三次元座標算出部105は、まず、点AがXZ平面上に配置されるように、X0Y0Z0座標系を設定する。図4の例では、点Aの座標を(x、0、z)としている。 Subsequently, the three-dimensional coordinate calculation unit 105 calculates the three-dimensional coordinates of the measurement points O, A, and B based on the polar coordinates of the measurement points calculated by the polar coordinate calculation unit 104 (coordinate calculation step: S103). ). FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the three-dimensional coordinates of the measurement points O, A, and B calculated by the three-dimensional coordinate calculation unit 105. As shown in FIG. 4, the three-dimensional coordinate calculation unit 105 first sets the X0Y0Z0 coordinate system so that the point A is arranged on the XZ plane. In the example of FIG. 4, the coordinates of the point A are (x A , 0, z A ).

次に、座標変換部106により、三次元座標算出部105で算出された各測定点O、A、Bの座標が座標変換される(座標変換ステップ:S104)。以下に図5〜図8を参照して、この座標変換の処理の詳細を説明する。   Next, the coordinate conversion unit 106 performs coordinate conversion of the coordinates of the measurement points O, A, and B calculated by the three-dimensional coordinate calculation unit 105 (coordinate conversion step: S104). Details of this coordinate conversion processing will be described below with reference to FIGS.

まず、図5に示すように、点A(x、0、z)が原点に配置されるように、x0軸およびZ0軸を平行移動して、X0Y0Z0座標系が新たなX1Y1Z1座標系に変換される。この変換の式を以下に示す。

Figure 0005033520
このとき、点Bと原点を結ぶ線分ABのX1Y1平面への投影線分AB’と、X1軸とのなす角度をθ1とする。 First, as shown in FIG. 5, the X0 and Z0 axes are translated so that the point A (x A , 0, z A ) is located at the origin, and the X0Y0Z0 coordinate system becomes a new X1Y1Z1 coordinate system. Converted. The equation for this conversion is shown below.
Figure 0005033520
At this time, the angle formed by the projection line segment AB ′ of the line segment AB connecting the point B and the origin onto the X1Y1 plane and the X1 axis is defined as θ1.

次に、図6に示すように、点Bのy座標が0となるように、Z1軸を中心としてθ1分回転して、新たなX2Y2Z2座標系に変換する。この変換式を以下に示す。

Figure 0005033520
このとき、点Bと原点を結ぶ線分ABとX2軸とのなす角度をφ1とする。 Next, as shown in FIG. 6, the point B is rotated by θ1 about the Z1 axis so that the y coordinate of the point B becomes 0, and converted to a new X2Y2Z2 coordinate system. This conversion formula is shown below.
Figure 0005033520
At this time, an angle formed by a line segment AB connecting the point B and the origin and the X2 axis is defined as φ1.

次に、図7に示すように、点Bがx軸上に配置されるように、Y2軸を中心としてφ1分回転して、新たなX3Y3Z3座標系に変換する。この変換によって、点A,BがX3軸上に配置されるようになる。この変換式を以下に示す。

Figure 0005033520
このとき、点Oと原点を結ぶ線分OAのY3Z3平面への投影線分O’Aと、Y3軸とのなす角度をφ2とする。 Next, as shown in FIG. 7, the point B is rotated by φ1 around the Y2 axis so as to be arranged on the x axis, and converted to a new X3Y3Z3 coordinate system. By this conversion, the points A and B are arranged on the X3 axis. This conversion formula is shown below.
Figure 0005033520
At this time, the angle formed by the projected line segment O′A on the Y3Z3 plane of the line segment OA connecting the point O and the origin and the Y3 axis is φ2.

さらに、図8に示すように、点Oがxy平面上に配置されるように、X3軸を中心としてφ2分回転して、新たなX4Y4Z4座標系に変換する。この変換によって、点A,B、Oが全てX4Y4平面上に配置されるようになる。この変換式を以下に示す。

Figure 0005033520
Further, as shown in FIG. 8, the point O is rotated by φ2 around the X3 axis so as to be arranged on the xy plane, and converted to a new X4Y4Z4 coordinate system. By this conversion, the points A, B, and O are all arranged on the X4Y4 plane. This conversion formula is shown below.
Figure 0005033520

以上に、座標変換部106による座標変換処理を説明した。   The coordinate conversion process by the coordinate conversion unit 106 has been described above.

続いて、距離算出部107により、架線11上の点Oとホーム上屋12との間の斜距離および水平距離が算出される(距離算出ステップ:S105)。引き続き図8を参照して、X4Y4Z4座標系における点Oの座標を(xo、yo、0)とする。このとき、点A、Bを通るX4軸、すなわち図1のホーム上屋の端部12と、点O、すなわち図1の架線11上の点Oとの最短距離はyoとなる。この最短距離yoが、図1の斜距離である。また、図9に示すように、ホーム上屋の端部12と架線11上の点Oとの水平距離は、次式のように算出することができる。
水平距離=yo・cosφ2
ここで、yoは、点Oにおける架線11とホーム上屋12との斜距離であり、φ2は斜距離の垂直方向の角度である。
Subsequently, the distance calculation unit 107 calculates an oblique distance and a horizontal distance between the point O on the overhead line 11 and the home roof 12 (distance calculation step: S105). Still referring to FIG. 8, the coordinates of the point O in X4Y4Z4 coordinate system (x o, y o, 0 ). In this case, X4 axis passing through the points A, B, that is, the end portion 12 of the home shed of Figure 1, the point O, i.e. the shortest distance between the point O on the overhead line 11 of Figure 1 is the y o. This shortest distance yo is the oblique distance in FIG. Further, as shown in FIG. 9, the horizontal distance between the end 12 of the home roof and the point O on the overhead line 11 can be calculated as follows.
Horizontal distance = yo · cosφ2
Here, yo is the oblique distance between the overhead line 11 and the platform 12 at the point O, and φ2 is the angle of the oblique distance in the vertical direction.

以上、本実施形態による距離測定方法について説明した。   The distance measuring method according to this embodiment has been described above.

図10は、第1の実施形態の変形例を示す図である。図10において、距離測定装置10は、架線11と電柱13との間の水平距離を測定する。この場合、架線11上に任意の2点A、Bを設定し、電柱13の架線側表面に任意1点Oを設定する。そして、図3〜図9を参照して説明した上述の処理を行うことにより、架線11と電柱13上の点Oとの間の斜距離(最短距離)が算出され、この斜距離と、斜距離の垂直方向の角度に基づいて、架線11と電柱13上の点Oとの水平距離が算出される。   FIG. 10 is a diagram illustrating a modification of the first embodiment. In FIG. 10, the distance measuring device 10 measures the horizontal distance between the overhead wire 11 and the utility pole 13. In this case, two arbitrary points A and B are set on the overhead wire 11, and one arbitrary point O is set on the overhead wire side surface of the utility pole 13. Then, an oblique distance (shortest distance) between the overhead wire 11 and the point O on the utility pole 13 is calculated by performing the above-described processing described with reference to FIGS. 3 to 9. Based on the vertical angle of the distance, the horizontal distance between the overhead wire 11 and the point O on the utility pole 13 is calculated.

なお、第1の実施形態は、上述の適用例の他にも、レール頭面と架線との間の距離や、レール頭面と跨線橋との距離、軌道間の距離などの計測に適用可能である。   The first embodiment can be applied to the measurement of the distance between the rail head surface and the overhead wire, the distance between the rail head surface and the overpass, the distance between the tracks, and the like in addition to the application example described above. is there.

本発明の第1の実施形態に係る距離測定装置10およびこの距離測定装置を用いた距離測定方法においては、レーザ送受信部101およびレーザ計測ステップS101が、建築限界外の地上から、架線11上の一点Oと、ホーム上屋12上の二点A,Bとに向けてレーザを照射すると共に、照射したレーザの反射光を受光する。三次元座標算出部105および三次元座標算出ステップS103が、レーザの照射方向およびレーザを照射してからその反射光を受光するまでの往復時間に基づいて、各測定点O、A、Bの三次元座標を算出する。距離算出部107および距離算出ステップS105が、算出された各点O、A、Bの三次元座標に基づいて架線11上の点Oとホーム上屋12との間の斜距離および水平距離を算出する。このような構成により、建築限界外から精度良く架線11上の点Oとホーム上屋12との間の距離を算出することが可能となり、危険を犯すことなく簡易に構造物間の距離を算出することができる。   In the distance measuring device 10 and the distance measuring method using the distance measuring device according to the first embodiment of the present invention, the laser transmitting / receiving unit 101 and the laser measuring step S101 are on the overhead line 11 from the ground outside the building limit. While irradiating the laser toward one point O and two points A and B on the home roof 12, the reflected light of the irradiated laser is received. The three-dimensional coordinate calculation unit 105 and the three-dimensional coordinate calculation step S103 perform the tertiary of each measurement point O, A, B based on the laser irradiation direction and the round-trip time from the irradiation of the laser to the reception of the reflected light. Calculate original coordinates. The distance calculation unit 107 and the distance calculation step S105 calculate an oblique distance and a horizontal distance between the point O on the overhead line 11 and the home shed 12 based on the calculated three-dimensional coordinates of the points O, A, and B. To do. With such a configuration, it becomes possible to accurately calculate the distance between the point O on the overhead line 11 and the platform shed 12 from outside the building limits, and easily calculate the distance between the structures without causing a danger. can do.

また、本発明の第1の実施形態に係る距離測定装置10およびこの距離測定方法においては、さらに、座標変換部106および座標変換ステップS104が、三次元座標算出部105および三次元座標算出ステップS103で算出された各測定点O、A、Bの三次元座標を、ホーム上屋12上の点Aが三次元空間の原点に配置され、点Bが三次元空間の任意の座標軸上に配置されるように座標変換する。この場合、上述の距離算出部107および距離算出ステップS105は、座標変換された架線11上の点Oの三次元座標に基づいて、架線11上の点Oとホーム上屋12との間の斜距離および水平距離を算出する。この構成により、架線11上の点Oとホーム上屋12との間の斜距離が、ホーム上屋上の二点A,Bが配置される座標軸と架線11上の一点Oとの最短距離となるので、架線11上の点Oとホーム上屋12との間の斜距離および水平距離を簡易に精度良く算出することができる。   In the distance measuring device 10 and the distance measuring method according to the first embodiment of the present invention, the coordinate conversion unit 106 and the coordinate conversion step S104 are further replaced with the three-dimensional coordinate calculation unit 105 and the three-dimensional coordinate calculation step S103. The three-dimensional coordinates of each of the measurement points O, A, and B calculated in step 3 are arranged such that the point A on the home roof 12 is arranged at the origin of the three-dimensional space and the point B is arranged on an arbitrary coordinate axis in the three-dimensional space. The coordinates are converted as follows. In this case, the distance calculation unit 107 and the distance calculation step S105 described above are based on the three-dimensional coordinates of the point O on the overhead line 11 that has been subjected to coordinate conversion, and the oblique distance between the point O on the overhead line 11 and the home roof 12 is determined. Calculate distance and horizontal distance. With this configuration, the oblique distance between the point O on the overhead line 11 and the home roof 12 is the shortest distance between the coordinate axis where the two points A and B on the home roof are arranged and the single point O on the overhead line 11. Therefore, the oblique distance and the horizontal distance between the point O on the overhead line 11 and the platform shed 12 can be easily and accurately calculated.

次に、図11〜図17を参照して、第2の実施形態について説明する。   Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS.

図11は、本実施形態に係る距離測定装置10による電車架空線(架線)11と線路脇の構造物14との間の最短距離を計測する手法の概略図である。   FIG. 11 is a schematic diagram of a method for measuring the shortest distance between the train overhead wire (overhead wire) 11 and the trackside structure 14 by the distance measuring device 10 according to the present embodiment.

本実施形態では、距離測定装置10は、架線11上の任意の一点Oと、構造物14の架線側面上の任意の三点A,B、Cについて、各点O,A、B、Cの座標を算出し、これらの座標に基づいて、架線11上の点Oから構造物14までの最短距離を算出する。この最短距離は、点Oが架線11上に設定され、架線11および構造物14の位置関係が変わらなければ、常に一定の値となる。   In the present embodiment, the distance measuring device 10 has an arbitrary point O on the overhead line 11 and an arbitrary three points A, B, and C on the side of the overhead line of the structure 14 at each of the points O, A, B, and C. The coordinates are calculated, and the shortest distance from the point O on the overhead line 11 to the structure 14 is calculated based on these coordinates. This shortest distance is always a constant value when the point O is set on the overhead line 11 and the positional relationship between the overhead line 11 and the structure 14 does not change.

距離測定装置10の機能的な構成は、図2に示した第1の実施形態のものと同様である。   The functional configuration of the distance measuring device 10 is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

続いて、図12〜図18を参照して、本実施形態による距離測定方法について説明する。図12は、本実施形態による距離測定方法のフローチャートである。本実施形態の距離測定方法は、基本的な処理の構成は図3に示した第1の実施形態のものと同様であるが、測定点の数と、座標変換処理の後の点Oの配置が異なる。   Next, the distance measurement method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a flowchart of the distance measuring method according to the present embodiment. The distance measurement method of the present embodiment has the same basic process configuration as that of the first embodiment shown in FIG. 3, but the number of measurement points and the arrangement of the points O after the coordinate conversion process. Is different.

まず、入出力部103を介してユーザから計測点O、A、B、Cの位置を取得する指令が与えられると、レーザ送受信部101により、レーザが計測点に照射され、レーザの反射光を受信するまでの時間差を計測するレーザ計測が行われる(S201)。   First, when a command for obtaining the positions of the measurement points O, A, B, and C is given from the user via the input / output unit 103, the laser transmitting / receiving unit 101 irradiates the measurement point with a laser beam, and reflects the reflected light of the laser. Laser measurement for measuring the time difference until reception is performed (S201).

次に、極座標算出部104により、レーザ送受信部101で計測された各計測点O、A、B、Cについてレーザ送受信の時間差および照射方向に基づいて、各計測点O、A、B、Cの極座標が算出される(S202)。   Next, based on the time difference of laser transmission / reception and the irradiation direction for each measurement point O, A, B, C measured by the laser transmission / reception unit 101 by the polar coordinate calculation unit 104, each measurement point O, A, B, C is measured. Polar coordinates are calculated (S202).

続いて、三次元座標算出部105により、極座標算出部104で算出された各計測点の極座標に基づいて、各計測点O、A、B、Cの三次元座標が算出される(S203)。図13は、三次元座標算出部105で算出された測定点O、A、B、Cの三次元座標の一例を示す図である。図13に示すように、三次元座標算出部105は、点AがXZ平面上に配置されるように、X0Y0Z0座標系を設定する。図13の例では、点Aの座標を(x、0、z)としている。 Subsequently, the three-dimensional coordinate calculation unit 105 calculates the three-dimensional coordinates of the measurement points O, A, B, and C based on the polar coordinates of the measurement points calculated by the polar coordinate calculation unit 104 (S203). FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the three-dimensional coordinates of the measurement points O, A, B, and C calculated by the three-dimensional coordinate calculation unit 105. As shown in FIG. 13, the three-dimensional coordinate calculation unit 105 sets the X0Y0Z0 coordinate system so that the point A is arranged on the XZ plane. In the example of FIG. 13, the coordinates of the point A are (x A , 0, z A ).

次に、座標変換部106により、三次元座標算出部105で算出された各測定点O、A、B、Cの座標を座標変換する(S204)。以下に図14〜図17を参照して、この座標変換の処理の詳細を説明する。   Next, the coordinates of the measurement points O, A, B, and C calculated by the three-dimensional coordinate calculation unit 105 are converted by the coordinate conversion unit 106 (S204). Details of this coordinate conversion processing will be described below with reference to FIGS.

まず、図14に示すように、点A(x、0、z)が原点に配置されるように、X0軸およびZ0軸を平行移動して、新たなX1Y1Z1座標系に変換する。この変換の式を以下に示す。

Figure 0005033520


このとき、点Bと原点を結ぶ線分ABのxy平面への投影線分AB’と、X1軸とのなす角度をθ1とする。 First, as shown in FIG. 14, the X0 axis and the Z0 axis are translated so that the point A (x A , 0, z A ) is located at the origin, and converted into a new X1Y1Z1 coordinate system. The equation for this conversion is shown below.
Figure 0005033520


At this time, an angle formed between the line segment AB ′ connecting the point B and the origin to the xy plane and the X1 axis is θ1.

次に、図15に示すように、点Bのy座標が0となるように、Z1軸を中心としてθ1分回転して、新たなX2Y2Z2座標系に変換する。この変換式を以下に示す。

Figure 0005033520
このとき、点Bと原点を結ぶ線分ABとX2軸とのなす角度をφ1とする。 Next, as shown in FIG. 15, the point B is rotated by θ1 around the Z1 axis so that the y coordinate of the point B becomes 0, and converted to a new X2Y2Z2 coordinate system. This conversion formula is shown below.
Figure 0005033520
At this time, an angle formed by a line segment AB connecting the point B and the origin and the X2 axis is defined as φ1.

次に、図16に示すように、点Bがx軸上に配置されるように、Y2軸を中心としてφ1分回転して、新たなX3Y3Z3座標系に変換する。この変換によって、点A,BがX3軸上に配置されるようになる。この変換式を以下に示す。

Figure 0005033520
このとき、点Cと原点を結ぶ線分CAのY3Z3平面への投影線分C’Aと、Y3軸とのなす角度をφ2とする。 Next, as shown in FIG. 16, the point B is rotated by φ1 around the Y2 axis so as to be arranged on the x-axis, and converted to a new X3Y3Z3 coordinate system. By this conversion, the points A and B are arranged on the X3 axis. This conversion formula is shown below.
Figure 0005033520
At this time, the angle formed by the projected line segment C′A of the line segment CA connecting the point C and the origin onto the Y3Z3 plane and the Y3 axis is φ2.

さらに、図17に示すように、点Cがxy平面上に配置されるように、X3軸を中心としてφ2分回転して、新たなX4Y4Z4座標系に変換する。この変換によって、点A,B、CがX4Y4平面上に配置されるようになる。この変換式を以下に示す。

Figure 0005033520
Further, as shown in FIG. 17, the point C is rotated by φ2 around the X3 axis so as to be arranged on the xy plane, and converted to a new X4Y4Z4 coordinate system. By this conversion, the points A, B, and C are arranged on the X4Y4 plane. This conversion formula is shown below.
Figure 0005033520

以上に、座標変換部106による座標変換処理を説明した。   The coordinate conversion process by the coordinate conversion unit 106 has been described above.

続いて、距離算出部107により、架線11上の点Oと構造物14との間の最短距離が算出される(S205)。引き続き図17を参照して、X4Y4Z4座標系における点Oの座標を(xo、yo、zo)とする。このとき、点A、B、Cが配置されるX4Y4平面、すなわち図11の構造物14の架線側平面と、点O、すなわち図11の架線11との最短距離はzoとなる。この最短距離zoは、架線11および構造物14の位置関係が変わらなければ、点Oが架線11上のどの位置に設定されても、常に一定となる。   Subsequently, the distance calculation unit 107 calculates the shortest distance between the point O on the overhead line 11 and the structure 14 (S205). Still referring to FIG. 17, the coordinates of the point O in the X4Y4Z4 coordinate system are (x0, yo, zo). At this time, the shortest distance between the X4Y4 plane on which the points A, B, and C are arranged, that is, the overhead line side plane of the structure 14 in FIG. 11, and the point O, that is, the overhead line 11 in FIG. The shortest distance zo is always constant regardless of the position of the point O on the overhead line 11 as long as the positional relationship between the overhead line 11 and the structure 14 does not change.

以上、第2の実施形態による距離測定方法について説明した。   The distance measurement method according to the second embodiment has been described above.

なお、第2の実施形態は、上述の適用例のほかにも、柵やネットなどの面状の構造物と、電柱に配置されたブラケットとの距離などの測定に適用可能である。   In addition to the above-described application examples, the second embodiment can be applied to measurement of a distance between a planar structure such as a fence or a net and a bracket disposed on a utility pole.

本発明の第2の実施形態に係る距離測定装置10およびこの距離測定装置を用いた距離測定方法においては、レーザ送受信部101およびレーザ計測ステップS201が、建築限界外の地上から、架線11上の一点Oと、構造物14上の三点A,B、Cとに向けてレーザを照射すると共に、照射したレーザの反射光を受光する。三次元座標算出部105および三次元座標算出ステップS203が、レーザの照射方向およびレーザを照射してからその反射光を受光するまでの往復時間に基づいて、各測定点O、A、B、Cの三次元座標を算出する。距離算出部107および距離算出ステップS205が、算出された各点O、A、B、Cの三次元座標に基づいて架線11および構造物14間の距離を算出する。このような構成により、建築限界外から精度良く架線11と構造物14との間の最短距離を算出することが可能となり、危険を犯すことなく簡易に構造物間の距離を算出することができる。   In the distance measuring device 10 and the distance measuring method using the distance measuring device according to the second embodiment of the present invention, the laser transmitting / receiving unit 101 and the laser measuring step S201 are on the overhead line 11 from the ground outside the building limit. The laser beam is irradiated toward one point O and three points A, B, and C on the structure 14, and the reflected light of the irradiated laser beam is received. The three-dimensional coordinate calculation unit 105 and the three-dimensional coordinate calculation step S203 determine each measurement point O, A, B, C based on the laser irradiation direction and the round-trip time from when the laser is irradiated until the reflected light is received. The three-dimensional coordinates of are calculated. The distance calculation unit 107 and the distance calculation step S205 calculate the distance between the overhead line 11 and the structure 14 based on the calculated three-dimensional coordinates of the points O, A, B, and C. With such a configuration, it becomes possible to calculate the shortest distance between the overhead wire 11 and the structure 14 with high accuracy from outside the building limits, and it is possible to easily calculate the distance between the structures without violating danger. .

また、本発明の第2の実施形態に係る距離測定装置10およびこの距離測定方法においては、さらに、座標変換部106および座標変換ステップS204が、三次元座標算出部105および三次元座標算出ステップS203で算出された各測定点O、A、B、Cの三次元座標を、構造物14上の点Aが三次元空間の原点に配置され、点Bが三次元空間の任意の第1の座標軸(たとえばx軸)上に配置され、点Cが前記第1の座標軸と第2の座標軸(例えばy軸)でなす平面(たとえばxy平面)上に配置されるように座標変換する。この場合、上述の距離算出部107および距離算出ステップS205は、座標変換された架線11上の点Oの三次元座標に基づいて、架線11および構造物14間の距離を算出する。この構成により、架線11および構造物14間の距離が、構造物14上の三点A,B、Cのなす平面と架線11上の一点Oとの最短距離となるので、架線11および構造物14間の距離を簡易に精度良く算出することができる。   Further, in the distance measuring apparatus 10 and the distance measuring method according to the second embodiment of the present invention, the coordinate conversion unit 106 and the coordinate conversion step S204 are further replaced with the three-dimensional coordinate calculation unit 105 and the three-dimensional coordinate calculation step S203. The three-dimensional coordinates of each of the measurement points O, A, B, and C calculated in (1) are arranged such that the point A on the structure 14 is arranged at the origin of the three-dimensional space, and the point B is an arbitrary first coordinate axis in the three-dimensional space. The coordinates are converted so that the point C is arranged on a plane (for example, xy plane) formed by the first coordinate axis and the second coordinate axis (for example, y axis). In this case, the distance calculation unit 107 and the distance calculation step S205 described above calculate the distance between the overhead line 11 and the structure 14 based on the three-dimensional coordinates of the point O on the overhead line 11 subjected to the coordinate conversion. With this configuration, the distance between the overhead line 11 and the structure 14 is the shortest distance between the plane formed by the three points A, B, and C on the structure 14 and the one point O on the overhead line 11. The distance between 14 can be calculated easily and accurately.

次に、図18〜図23を参照して、第3の実施形態について説明する。   Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS.

図18は、本実施形態に係る距離測定装置10による軌道中心15cと構造物16との間の最短距離を計測する手法の概略図である。   FIG. 18 is a schematic diagram of a method for measuring the shortest distance between the track center 15c and the structure 16 by the distance measuring device 10 according to the present embodiment.

本実施形態では、距離測定装置10は、軌道15のうち、構造物16から遠い(外軌側)レール15a上に任意の二点A、Bを設定し、構造物16から近い(内軌側)レール15b上に任意の一点Cを設定し、構造物16の軌道15側面に任意の一点Oを設定する。そして、距離測定装置10は、これらの測定点O、A、B、Cの座標を算出し、これらの座標に基づいて、軌道中心線15cから構造物16上の点Oまでの最短距離を算出する。この最短距離は、点Oの設定される位置に依存して変化するものである。特に、図18では、点Oが構造物16の上端部に設定されているので、軌道中心15cと構造物16との間の真の最短距離となる。   In the present embodiment, the distance measuring device 10 sets arbitrary two points A and B on the rail 15a far from the structure 16 (outer track side) of the track 15 and is closer to the structure 16 (inner track side). ) An arbitrary point C is set on the rail 15b, and an arbitrary point O is set on the side surface of the track 15 of the structure 16. Then, the distance measuring device 10 calculates the coordinates of these measurement points O, A, B, and C, and calculates the shortest distance from the track center line 15c to the point O on the structure 16 based on these coordinates. To do. This shortest distance changes depending on the position where the point O is set. In particular, in FIG. 18, since the point O is set at the upper end portion of the structure 16, the true shortest distance between the track center 15 c and the structure 16 is obtained.

距離測定装置10の機能的な構成は、図2に示す第1の実施形態のものと同様である。   The functional configuration of the distance measuring device 10 is the same as that of the first embodiment shown in FIG.

続いて、図19〜図23を参照して、本実施形態による距離測定方法について説明する。図19は、本実施形態による距離測定方法のフローチャートである。なお、ステップS201〜ステップS203は、図12を参照して説明した第2の実施形態の処理ステップと同一なので説明を省略する。   Subsequently, the distance measuring method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 19 is a flowchart of the distance measuring method according to the present embodiment. Steps S201 to S203 are the same as the processing steps of the second embodiment described with reference to FIG.

ステップS204aにおいて、座標変換部106により、三次元座標算出部105で算出された各測定点O、A、B、Cの座標が座標変換される。以下に図20〜図22を参照して、この座標変換の処理の詳細を説明する。   In step S204a, the coordinate conversion unit 106 performs coordinate conversion of the coordinates of the respective measurement points O, A, B, and C calculated by the three-dimensional coordinate calculation unit 105. Details of the coordinate transformation process will be described below with reference to FIGS.

まず、図14〜図16を参照して説明した第2の実施形態の座標変換と同様の処理を行って、点Aが原点に配置され、点Bがx軸上に配置されるようなX0Y0Z0座標系が設定される。このとき、点CからX0軸に下ろした垂線と、X0Y0平面とのなす角をφ3とする。   First, the same processing as the coordinate transformation of the second embodiment described with reference to FIGS. 14 to 16 is performed, and X0Y0Z0 is arranged such that the point A is arranged at the origin and the point B is arranged on the x-axis. A coordinate system is set. At this time, an angle formed by a perpendicular line extending from the point C to the X0 axis and the X0Y0 plane is φ3.

次に、図21に示すように、点Cがxy平面上に配置されるように、X1軸を中心としてφ3分回転して、新たなX1Y1Z1座標系に変換する。この変換によって、点A,B、CがX1Y1平面上に配置されるようになる。この変換式を以下に示す。

Figure 0005033520
Next, as shown in FIG. 21, the point C is rotated by φ3 around the X1 axis so as to be arranged on the xy plane, and converted to a new X1Y1Z1 coordinate system. By this conversion, the points A, B, and C are arranged on the X1Y1 plane. This conversion formula is shown below.
Figure 0005033520

続いて、図22に示すように、点A、Bを通る直線21と、点Cを通り直線21と平行な直線22がx軸から等距離に配置されるように、X1軸を平行移動して、新たなX2Y2Z2座標系に変換する。この変換の式を以下に示す。

Figure 0005033520
ここで、lは直線21と直線22との間隔を表す。間隔lは、図18に示すレール15aとレール15bとの間の距離(軌間)である。 Next, as shown in FIG. 22, the X1 axis is translated so that the straight line 21 passing through the points A and B and the straight line 22 passing through the point C and parallel to the straight line 21 are arranged at an equal distance from the x axis. To a new X2Y2Z2 coordinate system. The equation for this conversion is shown below.
Figure 0005033520
Here, l represents an interval between the straight line 21 and the straight line 22. The space | interval l is the distance (gauge) between the rail 15a and the rail 15b shown in FIG.

図22の座標系を図18の概略図と比較すると、点A、Bを通る直線21はレール15aを表し、点Cを通る直線22はレール15bを表し、X2Z2平面は、軌道中心15cを表す。   Comparing the coordinate system of FIG. 22 with the schematic diagram of FIG. 18, the straight line 21 passing through the points A and B represents the rail 15a, the straight line 22 passing through the point C represents the rail 15b, and the X2Z2 plane represents the orbit center 15c. .

続いて、ステップS205aにおいて、距離算出部107により、軌道中心15cと構造物16上の点Oとの間の最短距離が算出される。図22および図23を参照して、X2Y2Z2座標系における点Oの座標を(xo、yo、zo)とする。X2Z2平面、すなわち図18の軌道中心15cと、点Oすなわち図18の構造物16上の点Oとの最短距離は、yoとなる。図18に示すように、本実施形態では、点Oが構造物16の上端部に設定されているので、yoは、起動中心15cと構造物16との真の最短距離となる。   Subsequently, in step S205a, the distance calculation unit 107 calculates the shortest distance between the track center 15c and the point O on the structure 16. Referring to FIGS. 22 and 23, the coordinates of the point O in the X2Y2Z2 coordinate system are (x0, yo, zo). The shortest distance between the X2Z2 plane, that is, the trajectory center 15c in FIG. 18 and the point O, that is, the point O on the structure 16 in FIG. 18, is yo. As shown in FIG. 18, in the present embodiment, since the point O is set at the upper end portion of the structure 16, yo is the true shortest distance between the activation center 15 c and the structure 16.

以上、第3の実施形態による距離測定方法について説明した。   The distance measurement method according to the third embodiment has been described above.

本発明の第3の実施形態に係る距離測定装置10およびこの距離測定装置を用いた距離測定方法においては、レーザ送受信部101およびレーザ計測ステップS201が、建築限界外の地上から、構造物16上の一点Oと、軌道15の外軌側レール15a上の二点A,Bと、内軌側レール15bの一点Cとに向けてレーザを照射すると共に、照射したレーザの反射光を受光する。三次元座標算出部105および三次元座標算出ステップS203が、レーザの照射方向およびレーザを照射してからその反射光を受光するまでの往復時間に基づいて、各測定点O、A、B、Cの三次元座標を算出する。距離算出部107および距離算出ステップS205aが、算出された各点O、A、B、Cの三次元座標に基づいて、軌道15の軌道中心15cと構造物16上の点Oとの間の最短距離を算出する。このような構成により、建築限界外から精度良く構造物間の距離を算出することが可能となり、危険を犯すことなく簡易に構造物間の距離を算出することができる。   In the distance measuring device 10 and the distance measuring method using the distance measuring device according to the third embodiment of the present invention, the laser transmitting / receiving unit 101 and the laser measuring step S201 are on the structure 16 from the ground outside the building limit. Is irradiated to one point O, two points A and B on the outer rail 15a of the track 15, and one point C of the inner rail 15b, and the reflected light of the irradiated laser is received. The three-dimensional coordinate calculation unit 105 and the three-dimensional coordinate calculation step S203 determine each measurement point O, A, B, C based on the laser irradiation direction and the round-trip time from when the laser is irradiated until the reflected light is received. The three-dimensional coordinates of are calculated. The distance calculation unit 107 and the distance calculation step S205a are the shortest between the track center 15c of the track 15 and the point O on the structure 16 based on the calculated three-dimensional coordinates of the points O, A, B, and C. Calculate the distance. With such a configuration, it is possible to calculate the distance between the structures with high accuracy from outside the building limit, and it is possible to easily calculate the distance between the structures without causing danger.

また、本発明の第3の実施形態に係る距離測定装置10およびこの距離測定方法においては、さらに、座標変換部106および座標変換ステップS204aが、三次元座標算出部105および三次元座標算出ステップS203で算出された各測定点O、A、B、Cの三次元座標を、軌道中心15cに沿って軌道15と直交する平面が三次元空間の任意の2つの座標軸でなす平面(たとえばxz平面)となるように座標変換する。この場合、上述の距離算出部107および距離算出ステップS205aは、座標変換された構造物16上の点Oの三次元座標に基づいて、軌道中心15cと構造物16上の点Oとの間の最短距離を算出する。この構成により、軌道中心15cと構造物16上の点Oとの間の最短距離が、軌道中心15cを含むxz平面と点Oとの距離となるので、軌道中心15cと構造物16との間の距離を簡易に精度良く算出することができる。   In the distance measurement device 10 and the distance measurement method according to the third embodiment of the present invention, the coordinate conversion unit 106 and the coordinate conversion step S204a are further replaced with the three-dimensional coordinate calculation unit 105 and the three-dimensional coordinate calculation step S203. A plane (for example, an xz plane) formed by any two coordinate axes in a three-dimensional space with the plane orthogonal to the trajectory 15 along the trajectory center 15c, for the three-dimensional coordinates of the respective measurement points O, A, B, C calculated in The coordinates are transformed so that In this case, the distance calculation unit 107 and the distance calculation step S205a described above are performed between the trajectory center 15c and the point O on the structure 16 based on the three-dimensional coordinates of the point O on the structure 16 after the coordinate conversion. Calculate the shortest distance. With this configuration, the shortest distance between the orbit center 15c and the point O on the structure 16 is the distance between the xz plane including the orbit center 15c and the point O. Can be easily and accurately calculated.

なお、上述の実施形態では、測定点の三次元座標を算出した後に、座標変換を行って構造物間の距離を算出したが、距離の算出手法は、座標変換を行うものに限定せずに、たとえば第1の実施形態の場合には、ホーム上屋の縁部を直線の方程式で近似し、架線上の点Oとの距離を、点と直線の距離の定理を用いて導出しても良い。   In the above-described embodiment, after calculating the three-dimensional coordinates of the measurement point, the coordinate conversion is performed to calculate the distance between the structures. However, the distance calculation method is not limited to the one that performs the coordinate conversion. For example, in the case of the first embodiment, the edge of the platform can be approximated by a straight line equation, and the distance from the point O on the overhead line can be derived using the distance theorem of the point and the straight line. good.

第1の実施形態に係る距離測定装置による電車架空線とホーム上屋との間の斜距離および水平距離を計測する手法の概略図である。It is the schematic of the method of measuring the diagonal distance and horizontal distance between a train overhead wire and a platform roof by the distance measuring device which concerns on 1st Embodiment. 距離測定装置のブロック図である。It is a block diagram of a distance measuring device. 第1の実施形態による距離測定方法のフローチャートである。It is a flowchart of the distance measurement method by 1st Embodiment. 三次元座標算出部で算出された測定点O、A、Bの三次元座標の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the three-dimensional coordinate of the measurement points O, A, and B calculated by the three-dimensional coordinate calculation part. 座標変換部による座標変換処理の過程を示す図である。It is a figure which shows the process of the coordinate transformation process by a coordinate transformation part. 座標変換部による座標変換処理の過程を示す図である。It is a figure which shows the process of the coordinate transformation process by a coordinate transformation part. 座標変換部による座標変換処理の過程を示す図である。It is a figure which shows the process of the coordinate transformation process by a coordinate transformation part. 座標変換部による座標変換処理の過程を示す図である。It is a figure which shows the process of the coordinate transformation process by a coordinate transformation part. 斜距離と水平距離との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a diagonal distance and a horizontal distance. 第1の実施形態の変形例を示す概略図である。It is the schematic which shows the modification of 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る距離測定装置による電車架空線と線路脇の構造物との間の最短距離を計測する手法の概略図である。It is the schematic of the method of measuring the shortest distance between the train overhead wire and the trackside structure by the distance measuring device which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態による距離測定方法のフローチャートである。It is a flowchart of the distance measurement method by 2nd Embodiment. 三次元座標算出部で算出された測定点O、A、B、Cの三次元座標の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the three-dimensional coordinate of the measurement points O, A, B, and C calculated by the three-dimensional coordinate calculation part. 座標変換部による座標変換処理の過程を示す図である。It is a figure which shows the process of the coordinate transformation process by a coordinate transformation part. 座標変換部による座標変換処理の過程を示す図である。It is a figure which shows the process of the coordinate transformation process by a coordinate transformation part. 座標変換部による座標変換処理の過程を示す図である。It is a figure which shows the process of the coordinate transformation process by a coordinate transformation part. 座標変換部による座標変換処理の過程を示す図である。It is a figure which shows the process of the coordinate transformation process by a coordinate transformation part. 第3の実施形態に係る距離測定装置による軌道中心と構造物上の一点との間の最短距離を計測する手法の概略図である。It is the schematic of the method of measuring the shortest distance between the track | orbit center and one point on a structure by the distance measuring device which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態による距離測定方法のフローチャートである。It is a flowchart of the distance measuring method by 3rd Embodiment. 座標変換部による座標変換処理の過程を示す図である。It is a figure which shows the process of the coordinate transformation process by a coordinate transformation part. 座標変換部による座標変換処理の過程を示す図である。It is a figure which shows the process of the coordinate transformation process by a coordinate transformation part. 座標変換部による座標変換処理の過程を示す図である。It is a figure which shows the process of the coordinate transformation process by a coordinate transformation part. 座標変換後の点Oの座標と、軌道中心と構造物上の一点との間の最短距離との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the coordinate of the point O after coordinate transformation, and the shortest distance between a track center and one point on a structure.

符号の説明Explanation of symbols

10…距離測定装置、11…架線、12…ホーム上屋、13…電柱、14…構造物、15…軌道、15a…外軌側レール、15b…内軌側レール、15c…軌道中心、16…構造物、101…レーザ送受信部、102…距離測定部、103…入出力部、104…極座標算出部、105…三次元座標算出部、106…座標変換部、107…距離算出部、S101、S201…レーザ計測ステップ、S102、S202…極座標算出ステップ、S103、S203…三次元座標算出ステップ、S104、S205、S205a…座標変換ステップ、S105、S205、S205a…距離算出ステップ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Distance measuring device, 11 ... Overhead wire, 12 ... Home roof, 13 ... Electric pole, 14 ... Structure, 15 ... Track, 15a ... Outer rail side rail, 15b ... Inner rail side rail, 15c ... Track center, 16 ... Structure 101 101 Laser transmitting / receiving unit 102 Distance measuring unit 103 Input / output unit 104 Polar coordinate calculation unit 105 Three-dimensional coordinate calculation unit 106 Coordinate conversion unit 107 Distance calculation unit S101, S201 ... laser measurement step, S102, S202 ... polar coordinate calculation step, S103, S203 ... three-dimensional coordinate calculation step, S104, S205, S205a ... coordinate conversion step, S105, S205, S205a ... distance calculation step.

Claims (12)

レーザを利用して直線状に延びる第1及び第2構造物間の距離を測定するための距離測定方法であって、
前記第2構造物上の一点と、前記第1構造物上の二点とに向けてレーザを照射すると共に、該レーザの反射光を受光するレーザ計測ステップと、
前記レーザの照射方向および該レーザを照射してからその反射光を受光するまでの往復時間に基づいて、前記一点および前記二点の三次元座標を算出する座標算出ステップと、
前記三次元座標に基づいて、前記第1及び第2構造物間の距離を算出する距離算出ステップと、
を含む距離測定方法。
A distance measuring method for measuring a distance between first and second structures extending linearly using a laser,
A laser measurement step of irradiating a laser toward one point on the second structure and two points on the first structure and receiving reflected light of the laser;
A coordinate calculation step for calculating the three-dimensional coordinates of the one point and the two points based on the irradiation direction of the laser and the round-trip time from irradiation of the laser to reception of the reflected light;
A distance calculating step of calculating a distance between the first and second structures based on the three-dimensional coordinates;
A distance measuring method including:
前記座標算出ステップで算出された前記第2構造物上の一点および前記第1構造物上の二点の三次元座標を、前記第1構造物上の二点のうちの一方が三次元空間の原点に配置され、他方が該三次元空間の任意の座標軸上に配置されるように座標変換する座標変換ステップをさらに含み、
前記距離算出ステップは、前記座標変換ステップで座標変換された前記第2構造物上の一点の三次元座標に基づいて、前記第1及び第2構造物間の距離を算出する、
請求項1に記載の距離測定方法。
The three-dimensional coordinates of the one point on the second structure and the two points on the first structure calculated in the coordinate calculation step are set such that one of the two points on the first structure is a three-dimensional space. A coordinate conversion step of converting the coordinates so that the other is arranged on an arbitrary coordinate axis of the three-dimensional space,
The distance calculating step calculates a distance between the first and second structures based on the three-dimensional coordinates of one point on the second structure subjected to coordinate conversion in the coordinate conversion step.
The distance measuring method according to claim 1.
前記第1構造物がホーム上屋の線路側の端縁部であり、前記第2構造物が架空電車線であり、前記距離算出ステップでは、前記端縁部と前記架空電車線との間の斜距離及び水平距離を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の距離測定方法。   The first structure is an end edge on the track side of the platform, and the second structure is an overhead train line. In the distance calculation step, the distance between the end edge and the overhead train line is The distance measuring method according to claim 1, wherein an oblique distance and a horizontal distance are calculated. 前記第1構造物が架空電車線であり、前記第2構造物が線路脇の電柱であり、前記距離算出ステップでは、前記架空電車線と前記電柱との間の水平距離を算出することを特徴とする請求項1または2に記載の距離測定方法。   The first structure is an overhead train line, the second structure is a power pole beside a track, and the distance calculating step calculates a horizontal distance between the overhead train line and the power pole. The distance measuring method according to claim 1 or 2. レーザを利用して平面状の第1構造物と第2構造物との距離を測定するための距離測定方法であって、
前記第2構造物上の一点と、前記第1構造物上の三点とに向けてレーザを照射すると共に、該レーザの反射光を受光するレーザ計測ステップと、
前記レーザの照射方向および該レーザを照射してからその反射光を受光するまでの往復時間に基づいて、前記一点および前記三点の三次元座標を算出する座標算出ステップと、
前記三次元座標に基づいて、前記第1及び第2構造物間の距離を算出する距離算出ステップと、
を含む距離測定方法。
A distance measuring method for measuring a distance between a planar first structure and a second structure using a laser,
A laser measurement step of irradiating a laser toward one point on the second structure and three points on the first structure and receiving reflected light of the laser;
A coordinate calculating step for calculating the three-dimensional coordinates of the one point and the three points based on the irradiation direction of the laser and the round-trip time from the irradiation of the laser to the reception of the reflected light;
A distance calculating step of calculating a distance between the first and second structures based on the three-dimensional coordinates;
A distance measuring method including:
前記座標算出ステップで算出された前記第2構造物上の一点および前記第1構造物上の三点の三次元座標を、前記第1構造物上の三点のうちの1つが三次元空間の原点に配置され、前記第1構造物上の三点のうちの別の1つが該三次元空間の第1の座標軸上に配置され、前記第1構造物上の三点で形成される平面が前記三次元空間の前記第1の座標軸および第2の座標軸で形成される平面と一致するよう配置されるように座標変換する座標変換ステップをさらに含み、
前記距離算出ステップは、前記座標変換ステップで座標変換された前記第2構造物上の一点の三次元座標に基づいて、前記第1及び第2構造物間の距離を算出する、
請求項5に記載の距離測定方法。
The three-dimensional coordinates of the one point on the second structure and the three points on the first structure calculated in the coordinate calculation step are as follows. One of the three points on the first structure is a three-dimensional space. A plane formed by the three points on the first structure is arranged at the origin, and another one of the three points on the first structure is arranged on the first coordinate axis of the three-dimensional space. A coordinate conversion step of performing coordinate conversion so as to be arranged so as to coincide with a plane formed by the first coordinate axis and the second coordinate axis of the three-dimensional space;
The distance calculating step calculates a distance between the first and second structures based on the three-dimensional coordinates of one point on the second structure subjected to coordinate conversion in the coordinate conversion step.
The distance measuring method according to claim 5.
前記第1構造物が線路脇の構造物の線路側面であり、前記第2構造物が架空電車線であり、前記距離算出ステップでは、前記線路側面と前記架空電車線との間の最短距離を算出することを特徴とする請求項5または6に記載の距離測定方法。   The first structure is a track side surface of a track-side structure, the second structure is an overhead train line, and in the distance calculating step, the shortest distance between the track side surface and the overhead train line is determined. The distance measuring method according to claim 5 or 6, wherein the distance is calculated. レーザを利用して線路の軌道中心と構造物との距離を測定するための距離測定方法であって、
前記構造物上の一点と、前記線路の構造物側のレール上の一点と、前記線路の他方のレール上の二点とに向けてレーザを照射すると共に、該レーザの反射光を受光するレーザ計測ステップと、
前記レーザの照射方向および該レーザを照射してからその反射光を受光するまでの往復時間に基づいて、前記構造物上の一点、前記線路の構造物側のレール上の一点、および前記線路の他方のレール上の二点の三次元座標を算出する座標算出ステップと、
前記三次元座標に基づいて、前記軌道中心と前記構造物上の一点との最短距離を算出する距離算出ステップと、
を含む距離測定方法。
A distance measurement method for measuring the distance between the track center of a track and a structure using a laser,
Laser that irradiates a laser toward one point on the structure, one point on the rail on the structure side of the line, and two points on the other rail of the line and receives reflected light of the laser A measurement step;
One point on the structure, one point on the rail on the structure side of the line, and one point on the rail, based on the irradiation direction of the laser and the round-trip time from irradiation of the laser to reception of the reflected light A coordinate calculation step for calculating three-dimensional coordinates of two points on the other rail;
A distance calculating step for calculating the shortest distance between the center of the trajectory and one point on the structure based on the three-dimensional coordinates;
A distance measuring method including:
前記座標算出ステップで算出された前記構造物上の一点、前記線路の構造物側のレール上の一点、および前記線路の他方のレール上の二点の三次元座標を、前記軌道中心に沿って前記線路の面と直交する平面に三次元空間の第1の座標軸および第2の座標軸が配置されるように座標変換する座標変換ステップをさらに含み、
前記距離算出ステップは、前記座標変換ステップで座標変換された前記構造物上の一点の三次元座標に基づいて、前記軌道中心と前記構造物上の一点との最短距離を算出する、
請求項8に記載の距離測定方法。
A three-dimensional coordinate of one point on the structure calculated in the coordinate calculation step, one point on the rail on the structure side of the track, and two points on the other rail of the track along the center of the track. A coordinate conversion step of performing coordinate conversion so that the first coordinate axis and the second coordinate axis of the three-dimensional space are arranged in a plane orthogonal to the plane of the line;
The distance calculating step calculates the shortest distance between the center of the trajectory and the point on the structure based on the three-dimensional coordinates of the point on the structure subjected to the coordinate conversion in the coordinate conversion step.
The distance measuring method according to claim 8.
レーザを利用して直線状に延びる第1及び第2構造物間の距離を測定するための距離測定装置であって、
前記第2構造物上の一点と、前記第1構造物上の二点とに向けてレーザを照射すると共に、該レーザの反射光を受光するレーザ計測手段と、
前記レーザの照射方向および該レーザを照射してからその反射光を受光するまでの往復時間に基づいて、前記一点および前記二点の三次元座標を算出する座標算出手段と、
前記三次元座標に基づいて、前記第1及び第2構造物間の距離を算出する距離算出手段と、
を備える距離測定装置。
A distance measuring device for measuring a distance between first and second structures extending linearly using a laser,
A laser measuring means for irradiating a laser toward one point on the second structure and two points on the first structure and receiving reflected light of the laser;
Coordinate calculation means for calculating the three-dimensional coordinates of the one point and the two points based on the irradiation direction of the laser and the round-trip time from irradiation of the laser to reception of the reflected light;
Distance calculating means for calculating a distance between the first and second structures based on the three-dimensional coordinates;
A distance measuring device comprising:
レーザを利用して平面状の第1構造物と第2構造物との距離を測定するための距離測定装置であって、
前記第2構造物上の一点と、前記第1構造物上の三点とに向けてレーザを照射すると共に、該レーザの反射光を受光するレーザ計測手段と、
前記レーザの照射方向および該レーザを照射してからその反射光を受光するまでの往復時間に基づいて、前記一点および前記三点の三次元座標を算出する座標算出手段と、
前記三次元座標に基づいて、前記第1及び第2構造物間の距離を算出する距離算出手段と、
を備える距離測定装置。
A distance measuring device for measuring a distance between a planar first structure and a second structure using a laser,
A laser measuring means for irradiating a laser toward one point on the second structure and three points on the first structure and receiving reflected light of the laser;
Coordinate calculation means for calculating the three-dimensional coordinates of the one point and the three points based on the irradiation direction of the laser and the round-trip time from irradiating the laser to receiving the reflected light;
Distance calculating means for calculating a distance between the first and second structures based on the three-dimensional coordinates;
A distance measuring device comprising:
レーザを利用して線路の軌道中心と構造物との距離を測定するための距離測定装置であって、
前記構造物上の一点と、前記線路の構造物側のレール上の一点と、前記線路の他方のレール上の二点とに向けてレーザを照射すると共に、該レーザの反射光を受光するレーザ計測手段と、
前記レーザの照射方向および該レーザを照射してからその反射光を受光するまでの往復時間に基づいて、前記構造物上の一点、前記線路の構造物側のレール上の一点、および前記線路の他方のレール上の二点の三次元座標を算出する座標算出手段と、
前記三次元座標に基づいて、前記軌道中心と前記構造物上の一点との最短距離を算出する距離算出手段と、
を備える距離測定装置。
A distance measuring device for measuring the distance between the track center of a track and a structure using a laser,
Laser that irradiates a laser toward one point on the structure, one point on the rail on the structure side of the line, and two points on the other rail of the line and receives reflected light of the laser Measuring means;
One point on the structure, one point on the rail on the structure side of the line, and one point on the rail, based on the irradiation direction of the laser and the round-trip time from irradiation of the laser to reception of the reflected light Coordinate calculating means for calculating three-dimensional coordinates of two points on the other rail;
Distance calculating means for calculating the shortest distance between the center of the trajectory and one point on the structure based on the three-dimensional coordinates;
A distance measuring device comprising:
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