JP5943510B2 - 変動面の変位計測方法及びシステム - Google Patents
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Description
(ロ)計測点群が散在的であっても,二次元画像Io,Ij上で測定点Po及び相似点PjのXY座標値を特定することにより,散在する計測点のZ座標値から測定点Po及び相似点PjのZ座標値を定めることができる。
(ハ)また,周囲の凹凸パターンMを尺度として検索することにより,従来のパターン認識技術ないし画像解析技術等を利用して特定時刻Toの測定点Poと実質上同じ位置とみなせる所定時間後Tjの相似点Pjを精度よく検出することができる。
(ホ)変動面1がトンネル内空面のように湾曲している場合は,必要に応じて計測点群の三次元座標値(X,Y,Z)に対し変動面1の平面展開用の座標変換Rを施した変換座標値(x,y,z)から二次元画像Iを作成し,その変換座標系において相似点Qj及び測定点Qoの対応三次元座標値の差分(Δx,Δy,Δz)を求めることにより,従来のトータルステーションを用いた計測方法等では困難であった変動面の表面に沿った方向(例えばトンネル内空面に沿ったトンネル軸方向及び周方向)の変位を計測することができる。
更に図示例のコンピュータ10は,内蔵プログラムとして,入力手段12の入力した三次元座標値,作成手段20の作成した二次元画像I,抽出手段22の抽出したパターンM,検出手段23の検出した相似点Pj,計測手段25の求めた変位(ΔX,ΔY,ΔZ)等を出力装置15へ適宜出力する出力手段14を有している。
2…構造物(トンネル) 2a…切羽
2b…底盤 5…走査装置
5a…レーザヘッド 5b…ソナーヘッド
6…GPS測量装置 7…姿勢(方位)計測装置
8…測量基準点 9…ターゲット
10…コンピュータ 11…記憶手段
12…入力手段 13…入力装置
14…出力手段 15…出力装置
20…画像作成手段 21…座標変換手段
22…パターン抽出手段 23…相似点検出手段
24…逆変換手段 25…変位計測手段
Fo…測定線 Fj…相似線
I…走査図面 M…凹凸パターン(輝度パターン)
O…走査装置の位置 Po…測定点
Pj…相似点 Qo…(座標変換後の)測定点
Qj…(座標変換後の)相似点 R…座標変換式
T…時刻 V…逆変換式
Claims (12)
- 凹凸のある変動面上に散在する計測点群の三次元座標値(X,Y,Z)のZ座標値を凹凸値とみなしてXY平面に配列した二次元画像を作成し,特定時刻の前記画像から抽出した測定点の周囲の複数計測点の凹凸パターンを所定時間後の前記画像上で検索して凹凸パターンが最も類似する相似点を検出し,前記相似点及び測定点の凹凸値をZ座標値に戻した対応三次元座標値の差分を求めてなる変動面の変位計測方法。
- 請求項1の方法において,前記計測点群の三次元座標値(X,Y,Z)のZ座標値を輝度値に置換してXY平面に配列した二次元画像を作成し,前記凹凸パターンを輝度パターンとし,前記相似点及び測定点の輝度値をZ座標値に戻した対応三次元座標値の差分を求めてなる変動面の変位計測方法。
- 請求項1又は2の方法において,前記計測点群の三次元座標値に対し前記変動面の平面展開用の座標変換を施した変換座標値(x,y,z)のz座標値をxy平面に配列して二次元画像を作成し,前記変換座標系における相似点及び測定点の対応三次元座標値の差分を求めてなる変動面の変位計測方法。
- 請求項3の方法において,前記変換座標系における相似点及び測定点の対応三次元座標値に前記座標変換の逆変換を施し,前記逆変換後の対応三次元座標値の差分を求めてなる変動面の変位計測方法。
- 請求項1から4の何れかの方法において,前記測定点を変動面上の既知三次元座標値とし,前記相似点の対応三次元座標値と前記測定点の既知三次元座標値との差分を求めてなる変動面の変位計測方法。
- 請求項1から5の何れかの方法において,前記特定時刻の画像上の複数の測定点に対する所定時間後の画像上の相似点をそれぞれ検出し,前記複数の相似点及び複数の測定点の対応三次元座標値をそれぞれ結んだ相似線及び測定線の変化を求めてなる変動面の変位計測方法。
- 凹凸のある変動面上に散在する計測点群の三次元座標値(X,Y,Z)のZ座標値を凹凸値とみなしてXY平面に配列した二次元画像を作成する画像作成手段,特定時刻の前記画像から抽出した測定点の周囲の複数計測点の凹凸パターンを所定時間後の前記画像上で検索して凹凸パターンが最も類似する相似点を検出する相似点検出手段,及び前記相似点及び測定点の凹凸値をZ座標値に戻した対応三次元座標値の差分を求める変位計測手段を備えてなる変動面の変位計測システム。
- 請求項7のシステムにおいて,前記画像作成手段により計測点群の三次元座標値(X,Y,Z)のZ座標値を輝度値に置換してXY平面に配列した二次元画像を作成し,前記凹凸パターンを輝度パターンとし,前記変位計測手段により前記相似点及び測定点の輝度値をZ座標値に戻した対応三次元座標値の差分を求めてなる変動面の変位計測システム。
- 請求項7又は8のシステムにおいて,前記計測点群の三次元座標値に対し前記変動面の平面展開用の座標変換を施す座標変換手段を含め,前記画像作成手段により座標変換後の変換座標値(x,y,z)のz座標値をxy平面に配列して二次元画像を作成し,前記変位計測手段により変換座標系における相似点及び測定点の対応三次元座標値の差分を求めてなる変動面の変位計測システム。
- 請求項9のシステムにおいて,前記変換座標系における相似点及び測定点の対応三次元座標値に前記座標変換の逆変換を施す逆変換手段を含め,前記変位計測手段により逆変換後の対応三次元座標値の差分を求めてなる変動面の変位計測システム。
- 請求項7から10の何れかのシステムにおいて,前記測定点を変動面上の既知三次元座標値として記憶する記憶手段を設け,前記変位計測手段により相似点の対応三次元座標値と測定点の既知三次元座標値との差分を求めてなる変動面の変位計測システム。
- 請求項7から11の何れかのシステムにおいて,前記相似点検出手段により特定時刻の画像上の複数の測定点に対する所定時間後の画像上の相似点をそれぞれ検出し,前記変位計測手段により複数の相似点及び複数の測定点の対応三次元座標値をそれぞれ結んだ相似線及び測定線の変化を求めてなる変動面の変位計測システム。
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