JP6177483B1

JP6177483B1 - トロリ線表示装置、トロリ線表示システムおよびトロリ線表示データ作成方法

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Publication number: JP6177483B1
Application number: JP2017522997A
Authority: JP
Inventors: 恵入江; 克之亀井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-11-14
Filing date: 2016-11-14
Publication date: 2017-08-09
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Abstract

対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データのうち、電車が走行する軌道を構成するレールから得られた基準に基づいて高さおよび偏位が計測されたトロリ線上の各点に対して、各点を表示する際の位置の基準となる表示基準点を設定する表示基準点設定部（５１）と、軌道中心線上において、表示基準点に対応する第１の点およびトロリ線上の各点に対応する第２の点を求め、各第２の点について第１の点からの第１の距離を算出し、トロリ線上の各点を表示する際の位置の起点から第１の点までの第２の距離および第１の距離に基づいて、起点から各第２の点までの第３の距離を算出する距離計測部（５２）と、第３の距離に基づいて、第２の点に対応するトロリ線上の各点の高さおよび偏位を表示する表示データを作成する表示制御部（５３）と、を備える。

Description

本発明は、トロリ線の状態を表示するトロリ線表示装置、トロリ線表示システムおよびトロリ線表示データ作成方法に関するものである。

従来、電車に電力を供給するトロリ線について、トロリ線の状態と、キロ程などの表示基準とを対応付けて表示する装置がある。特許文献１には、ラインセンサ撮像画像からトロリ線の摩耗状態を算出し、トロリ線の計測時刻によって、トロリ線計測時の位置情報に対応するキロ程情報と、トロリ線の摩耗状態とを紐付けて、各キロ程におけるトロリ線の摩耗状態を表示する技術が開示されている。

特開２００８−２８１４６１号公報

一般的に、トロリ線については、電車が走行する軌道上の基準に対して、高さおよび偏位が規定されている。上記従来の技術によれば、トロリ線の摩耗状態は、電車が走行する軌道上の基準に対応する距離に対して計測されているものではない。そのため、軌道上の基準に対してトロリ線の位置を正確に表現できない、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電車が走行する軌道上の基準に対するトロリ線の位置を精度良く表示可能なトロリ線表示装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のトロリ線表示装置は、対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データのうち、電車が走行する軌道を構成するレールから得られた基準に基づいて高さおよび偏位が計測されたトロリ線上の各点に対して、各点を表示する際の位置の基準となる表示基準点を設定する表示基準点設定部を備える。また、トロリ線表示装置は、レールから得られた基準のうち２本のレールが電車と接触する面を含むレール面で２本のレールの間の中心に位置する軌道中心線上において、表示基準点に対応する第１の点およびトロリ線上の各点に対応する第２の点を求め、各第２の点について第１の点からの第１の距離を算出し、トロリ線上の各点を表示する際の位置の起点から第１の点までの第２の距離および第１の距離に基づいて、起点から各第２の点までの第３の距離を算出する距離計測部を備える。また、トロリ線表示装置は、第３の距離に基づいて、第２の点に対応するトロリ線上の各点の高さおよび偏位を表示する表示データを作成する表示制御部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、トロリ線表示装置は電車が走行する軌道上の基準に対するトロリ線の位置を精度良く表示できる、という効果を奏する。

実施の形態１にかかるトロリ線表示システムの構成例を示すブロック図実施の形態１にかかる記憶部が記憶する点群データで表される３次元計測された対象物の例を示す図実施の形態１にかかる記憶部が記憶する点群データの構成例を示す図実施の形態１にかかるレール検出部におけるレールを検出する処理のイメージを示す図実施の形態１にかかる基準設定部におけるレール面を求める処理のイメージを示す図実施の形態１にかかる基準設定部における軌道中心線を求める処理のイメージを示す図実施の形態１にかかるレール検出部が保持するレール点のデータの例を示す図実施の形態１にかかる基準設定部で求める軌道中心面について、レール面および軌道中心線との関係を示す図実施の形態１にかかるトロリ線検出部における記憶部から点群データを抽出する際の抽出領域の例を示す図実施の形態１にかかる高さ偏位計測部において計測されるトロリ線上の点の高さおよび偏位を示す図実施の形態１にかかる高さ偏位計測部で計測されたトロリ線上の点の高さおよび偏位と電車との位置関係を示す図実施の形態１にかかる高さ偏位計測部で計測されたトロリ線上の点の高さおよび偏位のデータを示す図実施の形態１にかかるトロリ線計測装置のトロリ線計測処理を示すフローチャート実施の形態１にかかる軌道計測部における処理を示すフローチャート実施の形態１にかかる高さ偏位計測部においてレールがカーブしている場合に計測されるトロリ線の高さおよび偏位を示す図実施の形態１にかかる基準設定部で求める並走軌道のレール面、軌道中心線および軌道中心面を示す図実施の形態１にかかる表示基準点設定部の構成例を示すブロック図実施の形態１にかかる基準形状検出部が点群データから基準形状であるキロポストを検出する処理を示すフローチャート実施の形態１にかかる基準形状検出部がトロリ線計測装置の記憶部から点群データを抽出する範囲のイメージを示す図実施の形態１にかかる基準形状検出部におけるクラスタリング結果と基準形状モデルとの類似度の判定処理を示すフローチャート実施の形態１にかかる代表点抽出部が表示基準点として設定する処理を示すフローチャート実施の形態１にかかる距離計測部が軌道中心線上において表示基準点に対応する点からトロリ線上の点に対応する点までの距離を計測する処理を示すフローチャート実施の形態１にかかる距離計測部において第１の点から第２の点までの距離を求めるときに対象となる第１の点および第２の点の位置関係の例を示す図実施の形態１にかかる距離計測部において第１の点から第２の点までの距離を求めるときの軌道中心線上の距離の例を示す図実施の形態１にかかるトロリ線表示装置がトロリ線上の点の高さおよび偏位を表示する際の表示画面の例を示す図実施の形態１にかかるトロリ線表示装置がトロリ線上の点の高さおよび偏位を表示する際の表示画面の他の例を示す図実施の形態１にかかるトロリ線表示装置がトロリ線上の点の高さおよび偏位を表示する処理を示すフローチャート実施の形態１にかかるトロリ線計測装置の処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図実施の形態１にかかるトロリ線計測装置の処理回路をＣＰＵおよびメモリで構成する場合の例を示す図実施の形態２にかかるトロリ線表示システムの構成例を示すブロック図実施の形態２にかかる表示基準点設定部の構成例を示すブロック図実施の形態２にかかる表示基準点設定部において表示基準点を設定する処理を示すフローチャート実施の形態３にかかるトロリ線表示システムの構成例を示すブロック図実施の形態３にかかる表示基準点設定部の構成例を示すブロック図実施の形態３にかかる表示基準点設定部において表示基準点を設定する処理を示すフローチャート実施の形態３にかかるトロリ線表示装置がトロリ線上の点の高さおよび偏位を表示する際の表示画面の例を示す図実施の形態３にかかるトロリ線表示装置がトロリ線上の点の高さおよび偏位を表示する際の表示画面の他の例を示す図実施の形態４にかかるトロリ線表示装置がトロリ線上の点の高さおよび偏位を表示する際の表示画面の例を示す図実施の形態４にかかる表示制御部の表示データを作成する処理を示すフローチャート実施の形態４にかかる表示制御部が作成する表形式の表示データの例を示す図実施の形態４にかかるトロリ線表示装置がトロリ線上の点の高さおよび偏位を表示する際の表示画面の他の例を示す図実施の形態５にかかるトロリ線表示装置が複数回分の表示データを重ねた状態の新たな表示データによりトロリ線上の点の高さおよび偏位を表示する際の表示画面の例を示す図実施の形態５にかかる表示制御部の表示データを作成する処理を示すフローチャート

以下に、本発明の実施の形態にかかるトロリ線表示装置、トロリ線表示システムおよびトロリ線表示データ作成方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるトロリ線表示システム６の構成例を示すブロック図である。トロリ線表示システム６は、トロリ線計測装置１と、トロリ線表示装置５と、を備える。トロリ線計測装置１は、電車が走行する軌道を構成するレールの位置に基づいて設定した基準に対するトロリ線の位置、具体的にはトロリ線の高さおよび偏位を計測する。トロリ線表示装置５は、トロリ線計測装置１で設定された基準に対するトロリ線の位置、具体的にはトロリ線の高さおよび偏位を表示する。

まず、トロリ線計測装置１の構成について説明する。トロリ線計測装置１は、記憶部１０と、軌道計測部２０と、トロリ線検出部３０と、高さ偏位計測部４０と、を備える。

記憶部１０は、トロリ線、吊架線、レールなどの対象物について３次元計測された結果であって、３次元の座標値を持つ点の集合である点群のデータである点群データ１１を記憶する。点群データ１１は、レーザスキャナー、カメラ、ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナなどを用いた測量装置において３次元計測された点を座標値で表したデータである。点群データ１１は、例えば、ＭＭＳ（Mobile Mapping System）などの測量装置によって３次元計測された点のデータであるが、これに限定されるものではない。図２は、実施の形態１にかかる記憶部１０が記憶する点群データ１１で表される３次元計測された対象物の例を示す図である。ここでは、点群データ１１で表される３次元計測された対象を、地上に敷設されたレール１０１、空中に設置されたトロリ線１０２、トロリ線１０２を吊るす吊架線１０３などを含む範囲とする。３次元計測された対象物の点群１０４を構成する１つの点Ｐ_iはｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向の３軸の座標値を用いてＰ_i（ｘ_i，ｙ_i，ｚ_i）と表すことができる。図３は、実施の形態１にかかる記憶部１０が記憶する点群データ１１の構成例を示す図である。記憶部１０では、点群データ１１として、前述の点Ｐ_iを含む各点Ｐ₁〜Ｐ_Kについて、ｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向の３軸の座標値のデータを記憶している。なお、ｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向については、例えば、平面直角座標系を用いて、ｘｙ軸を水平面上にとり、ｚ軸を高さ方向にとることができる。または、任意の原点として、例えば、東向き方向をｘ軸方向、北向き方向をｙ軸方向、鉛直上向き方向をｚ軸方向とする座標系でもよい。各点の座標値を示すデータの単位については、メートル（ｍ）などを使用することができるが、これに限定されるものではない。

軌道計測部２０は、レール検出部２１と、基準設定部２２と、を備える。

レール検出部２１は、記憶部１０に記憶されている点群データ１１からレール１０１を検出する。レール検出部２１は、例えば、点群データ１１から複数の点からなる点群１０４を抽出し、抽出した点群１０４によって表される形状と、レール１０１の形状を表した点の並びであるテンプレート１０５とのマッチングを行うことによってレール１０１を検出する。図４は、実施の形態１にかかるレール検出部２１におけるレール１０１を検出する処理のイメージを示す図である。レール検出部２１は、図４に示すように、テンプレート１０５の形状に合った点群１０４の位置にレール１０１があることを検出する。

基準設定部２２は、レール検出部２１で検出されたレール１０１に基づいて、トロリ線１０２上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定する。具体的に、基準設定部２２は、レール検出部２１で検出されたレール１０１に基づいて、検出された左右の２本のレール１０１の上面を結ぶ面、すなわち電車が接触する面を含む面をレール面として求める。図５は、実施の形態１にかかる基準設定部２２におけるレール面１０６を求める処理のイメージを示す図である。基準設定部２２は、図５に示すように、左右の２本のレール１０１の上面を結ぶ面をレール面１０６とする。なお、基準設定部２２では、実際には図５に示すようなレール１０１は描画せず、図３に示す点群データ１１の状態で演算によりレール面１０６を求めてもよい。

また、基準設定部２２は、レール面１０６上から、左右の２本のレール１０１の間の中心に位置する軌道中心線を求める。図６は、実施の形態１にかかる基準設定部２２における軌道中心線１０９を求める処理のイメージを示す図である。基準設定部２２は、例えば、レール検出部２１において検出されたレール１０１のうち、左右の２本のレール１０１のレール頭部の内側の位置をレール点１０７とする。基準設定部２２は、左右の各レール１０１について、例えば、レール点１０７の最小二乗近似によりレール点１０７を結ぶレール線１０８を求める。そして、基準設定部２２は、左右の各レール１０１について求めたレール線１０８の間の中心に位置する線を軌道中心線１０９として求める。軌道中心線１０９は、各レール１０１からの距離が等しい線である。なお、レール点１０７は、左右の２本のレール１０１のレール頭部の内側の位置に限定するものではなく、左右の２本のレール１０１のレール頭部の外側などにしてもよい。

図６において、レール点１０７とは、レール検出部２１で検出されたレール１０１についての特定の位置、ここでは、左右の２本のレール１０１のレール頭部の内側の位置を示すものである。レール点１０７の座標値は、レール検出部２１の検出処理により、点群データ１１に記憶されている計測された生の点群データに対して、レール１０１が本来あるべき位置に修正された座標値である。図７は、実施の形態１にかかるレール検出部２１が保持するレール点１０７のデータの例を示す図である。レール検出部２１が図７に示すレール点１０７のデータを保持し、基準設定部２２が、図７に示すレール点１０７のデータを利用する。なお、図６および図７に示すように、レール検出部２１では、１つの軌道について２つのレール１０１を検出し、２つのレール１０１、ここでは左右のレール１０１について、左側のレール１０１のレール点１０７Ｌ_i、右側のレール１０１のレール点１０７Ｒ_iのデータを保持する。

基準設定部２２は、さらに、軌道中心線１０９上において、レール面１０６と直交する軌道中心面を求める。図８は、実施の形態１にかかる基準設定部２２で求める軌道中心面１１０について、レール面１０６および軌道中心線１０９との関係を示す図である。図２に対して、レール面１０６、軌道中心線１０９、および軌道中心面１１０を追加したものである。基準設定部２２は、求めたレール面１０６、軌道中心面１１０について、レール面１０６を第１の基準、軌道中心面１１０を第２の基準として高さ偏位計測部４０へ出力する。

トロリ線検出部３０は、記憶部１０に記憶されている点群データ１１からトロリ線１０２上の点を検出する。トロリ線検出部３０は、記憶部１０に記憶されている全ての点群データ１１を対象にしてトロリ線１０２上の点を検出する処理を行うことも可能であるが、トロリ線１０２上の点を検出する処理量が大きくなる。そのため、トロリ線検出部３０は、点群データ１１から抽出する点群１０４の領域を限定することが望ましい。トロリ線検出部３０は、例えば、ある高さ以上で規定の範囲を点群１０４の抽出領域にしてもよいし、過去にトロリ線１０２の計測を行っている場合には、その際に測量装置が搭載されていた車両の軌跡、レール位置の情報を用いて左右方向の抽出領域を限定してもよい。

トロリ線１０２の位置は、一般的に、レール面１０６からの高さが規定された範囲内の高さにあり、軌道中心面１１０からの距離である偏位が規定された範囲内にあるように規定されている。そのため、図１では図示していないが、トロリ線検出部３０は、基準設定部２２からレール面１０６および軌道中心面１１０の情報を取得して、点群データ１１から抽出する点群１０４の領域を、トロリ線１０２の位置として規定されている高さおよび偏位の範囲よりも少し大きくした範囲に限定してもよい。図９は、実施の形態１にかかるトロリ線検出部３０における記憶部１０から点群データ１１を抽出する際の抽出領域の例を示す図である。レール１０１、トロリ線１０２、レール面１０６、軌道中心面１１０、電車１１１、トロリ線１０２上の点１１３などと、抽出領域１１２との位置関係を示すものである。トロリ線検出部３０は、記憶部１０から抽出する点群データ１１すなわち点群１０４の抽出領域１１２を限定することにより、トロリ線１０２上の点１１３を検出する際の処理量を小さくすることができる。

トロリ線検出部３０は、抽出した点群１０４の領域で複数の対象物が抽出された場合、対象物が上下にあるときは、架線の構造から上側にあるものがトロリ線１０２を吊るす吊架線１０３、下側にあるものがトロリ線１０２と考えられるため、下側のものをトロリ線１０２上の点１１３として検出する。トロリ線検出部３０は、検出したトロリ線１０２上の点１１３の位置、すなわちトロリ線１０２上の点１１３の座標値の情報を高さ偏位計測部４０へ出力する。また、渡り線またはエアセクションなどの区間では、抽出領域１１２内において、水平方向にも複数のトロリ線１０２が存在することが予想される。トロリ線検出部３０は、抽出した点群１０４の領域において上下方向で複数の対象物が抽出され、さらに上下方向の複数の対象物の組み合わせが水平方向において複数抽出された場合、各上下方向の複数の対象物の組み合わせから１つのトロリ線１０２を検出し、水平方向において各々を異なるトロリ線１０２として検出する。すなわち、トロリ線検出部３０は、抽出領域１１２内において複数のトロリ線１０２を検出することも可能である。

高さ偏位計測部４０は、基準設定部２２から取得した第１の基準であるレール面１０６および第２の基準である軌道中心面１１０と、トロリ線検出部３０から取得したトロリ線１０２上の点１１３の位置とを用いて、トロリ線１０２上の点１１３についてレール面１０６からの高さ、および軌道中心面１１０からの偏位を計測する。図１０は、実施の形態１にかかる高さ偏位計測部４０において計測されるトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を示す図である。高さ偏位計測部４０は、トロリ線１０２上の点１１３からレール面１０６に下ろした垂線の足１１４までの長さ、すなわち、トロリ線１０２上の点１１３とレール面１０６との距離をトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５とする。また、高さ偏位計測部４０は、トロリ線１０２上の点１１３から軌道中心面１１０に下ろした垂線の足１１６までの長さ、すなわち、トロリ線１０２上の点１１３と軌道中心面１１０との距離をトロリ線１０２上の点１１３の偏位１１７とする。

図１１は、実施の形態１にかかる高さ偏位計測部４０で計測されたトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７と電車１１１との位置関係を示す図である。高さ偏位計測部４０で計測されたトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７により、鉄道設備の保守担当者は、トロリ線１０２上の点１１３の位置が鉄道会社などで規定されている範囲、すなわち規定されている高さおよび偏位にあるかどうかを判断することができる。図１２は、実施の形態１にかかる高さ偏位計測部４０で計測されたトロリ線１０２上の点１１３Ｔ_iの高さ１１５および偏位１１７のデータを示す図である。高さ偏位計測部４０は、トロリ線検出部３０から取得したトロリ線１０２上の点１１３Ｔ_iの位置情報、すなわちトロリ線１０２上の点１１３Ｔ_iの座標値に関連付けて、計測したトロリ線１０２上の点１１３Ｔ_iの高さ１１５および偏位１１７の情報を追加して記憶する。なお、前述のように、抽出領域１１２内において複数のトロリ線１０２が検出されていた場合、高さ偏位計測部４０は、複数のトロリ線１０２の各々について、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測する。

つづいて、トロリ線計測装置１におけるトロリ線１０２上の点１１３を計測する処理を、フローチャートを用いて説明する。図１３は、実施の形態１にかかるトロリ線計測装置１のトロリ線計測処理を示すフローチャートである。まず、トロリ線計測装置１では、軌道計測部２０およびトロリ線検出部３０が、記憶部１０から複数回のスキャン分の点群データ１１を読み出す（ステップＳ１）。３次元計測により点群データ１１を生成した測量装置は、一般的に、車両に搭載されて軌道上を走行しながら対象物をスキャンしている。複数回のスキャン分の点群データ１１は、例えば、図２において車両の進行方向である奥行方向に幅を持った点群データである。

軌道計測部２０は、読み出した点群データ１１から、レール面１０６、軌道中心線１０９、および軌道中心面１１０を求める（ステップＳ２）。

図１４は、実施の形態１にかかる軌道計測部２０における処理を示すフローチャートである。軌道計測部２０では、まず、レール検出部２１が、読み出した点群データ１１からレール１０１を検出する（ステップＳ１１）。つぎに、基準設定部２２が、レール検出部２１で検出されたレール１０１に基づいてレール面１０６を求める（ステップＳ１２）。つぎに、基準設定部２２が、レール面１０６上に軌道中心線１０９を求める（ステップＳ１３）。そして、基準設定部２２は、軌道中心線１０９上にあって、レール面１０６と直交する軌道中心面１１０を求める（ステップＳ１４）。レール検出部２１においてレール１０１を検出する処理、また、基準設定部２２においてレール面１０６、軌道中心線１０９、および軌道中心面１１０を求める処理は前述の通りである。

図１３のフローチャートに戻って、トロリ線検出部３０は、読み出した点群データ１１から、トロリ線１０２上の点１１３を検出する（ステップＳ３）。トロリ線検出部３０において、トロリ線１０２上の点１１３を検出する処理は前述の通りである。

高さ偏位計測部４０は、軌道計測部２０からレール面１０６および軌道中心面１１０を取得し、トロリ線検出部３０からトロリ線１０２上の点１１３の位置を取得する。高さ偏位計測部４０は、未処理のトロリ線１０２上の点１１３を１つ取り出す（ステップＳ４）。

高さ偏位計測部４０は、トロリ線１０２上の点１１３とレール面１０６との距離をトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５として計測する（ステップＳ５）。

また、高さ偏位計測部４０は、トロリ線１０２上の点１１３と軌道中心面１１０との距離をトロリ線１０２上の点１１３の偏位１１７として計測する（ステップＳ６）。

高さ偏位計測部４０は、高さ１１５および偏位１１７を求めていないトロリ線１０２上の未処理の点１１３がある場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、ステップＳ４に戻って、ステップＳ６までの処理を繰り返し実行する。

高さ偏位計測部４０は、高さ１１５および偏位１１７を求めていないトロリ線１０２上の未処理の点１１３がない場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、計測処理を終了する。

なお、本実施の形態では、図１０などに示すようにレール１０１が直線の場合を例にして説明したが、レール１０１がカーブしている場合にも適用可能である。図１５は、実施の形態１にかかる高さ偏位計測部４０においてレール１０１がカーブしている場合に計測されるトロリ線１０２の高さ１１５および偏位１１７を示す図である。高さ偏位計測部４０では、レール１０１がカーブしている場合においても、トロリ線１０２上の点１１３からレール面１０６までの距離をトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５とし、トロリ線１０２上の点１１３から軌道中心面１１０までの距離をトロリ線１０２上の点１１３の偏位１１７として計測することができる。以降の実施の形態についても同様とする。

また、トロリ線計測装置１では、１つの軌道についてトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測していたが、並走軌道についても、並走軌道のレールを基準にしてトロリ線上の点の高さおよび偏位を計測することも可能である。図８に示すように記憶部１０に記憶されている点群データ１１に複数の軌道についての点群データが含まれる場合、トロリ線計測装置１は、図８に示す並走する右側の軌道について、左側に示す軌道のように、レール、レール面、軌道中心線、および軌道中心面を求めて、並走軌道のトロリ線上の点の高さおよび偏位を計測することも可能である。図１６は、実施の形態１にかかる基準設定部２２で求める並走軌道のレール面１２２、軌道中心線１２３および軌道中心面１２４を示す図である。並走軌道についての、レール１２１、レール面１２２、軌道中心線１２３、軌道中心面１２４、トロリ線１２５、および吊架線１２６の位置関係を示すものである。例えば、図８および図１６において、左側の軌道が、３次元計測して点群データ１１を生成した測量装置を搭載した車両が走行した軌道であった場合、トロリ線計測装置１は、並走する右側の軌道についても、右側の並走軌道のレール１２１を基準にして、並走軌道のレール面１２２、並走軌道の軌道中心線１２３、および並走軌道の軌道中心面１２４を求め、トロリ線１２５上の点の高さおよび偏位を計測することが可能である。

また、トロリ線計測装置１は、複数の軌道が分岐または合流する渡り線部分においても、本線および側線の各軌道について、レール、レール面、軌道中心線、および軌道中心面を求めることで、本線および側線の各軌道のレールを基準にしてトロリ線上の点の高さおよび偏位を計測することも可能である。

点群データ１１に複数の軌道についての点が含まれる場合、レール検出部２１は、軌道ごとにレールを検出する。また、基準設定部２２は、軌道ごとにレール面、軌道中心線および軌道中心面を求め、軌道ごとの第１の基準および第２の基準を高さ偏位計測部４０へ出力する。また、トロリ線検出部３０は、軌道ごとにトロリ線上の点を検出する。また、高さ偏位計測部４０は、軌道ごとにトロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する。

これまでの説明では、トロリ線計測装置１は、トロリ線１０２の全体像を求め、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測していたが、これに限定されるものではない。トロリ線計測装置１は、例えば、点群１０４から、直線の組み合わせによる折れ線近似によりトロリ線１０２を求め、折れ線近似されたトロリ線１０２の頂点の部分の点１１３について高さ１１５および偏位１１７を計測してもよい。これにより、トロリ線計測装置１では、トロリ線１０２の全体像を求めてトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測する場合と同様の、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測できる。また、トロリ線計測装置１では、使用する点群データ１１のデータ量を減らせるため、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測する際の処理量を削減でき、点群データ１１を記憶する記憶部１０の容量を小さくすることができる。

つぎに、トロリ線表示装置５の構成について説明する。トロリ線表示装置５は、表示基準点設定部５１と、距離計測部５２と、表示制御部５３と、表示部５４と、を備える。

表示基準点設定部５１は、点群データ１１のうち、電車１１１が走行する軌道を構成するレール１０１から得られた基準に基づいて高さ１１５および偏位１１７が計測されたトロリ線１０２上の点１１３について、各点を表示する際の位置の基準となる表示基準点を設定する。具体的に、表示基準点設定部５１は、トロリ線計測装置１においてトロリ線１０２の高さ１１５および偏位１１７が計測されたときに使用された点群データ１１を用いて、トロリ線１０２の高さ１１５および偏位１１７を表示する際に運用上の距離の基準となる表示基準点を設定する。図１７は、実施の形態１にかかる表示基準点設定部５１の構成例を示すブロック図である。表示基準点設定部５１は、基準形状記憶部５１１と、基準形状検出部５１２と、代表点抽出部５１３と、を備える。

基準形状記憶部５１１は、表示基準点の設定において使用される鉄道構造物の３次元形状の情報である基準形状モデルの情報が記憶された記憶部である。鉄道構造物とは、電車１１１の運行において使用される設備であって、ユーザーである鉄道事業者が地上に設置した構造物である。鉄道構造物には、例えば、キロポスト、駅、踏切、橋梁、トンネルなどがある。以降では、鉄道構造物の一例として、レール１０１の横に設置され、路線の起点からの距離であるキロ程を示すキロポストを例にして説明する。この場合、基準形状モデルは、キロポストの形状を３次元形状で表したものとなる。

基準形状検出部５１２は、トロリ線計測装置１の記憶部１０から点群データ１１を抽出し、抽出した点群データ１１から、基準形状記憶部５１１に記憶されているキロポストの形状である基準形状モデルを検出する。図１８は、実施の形態１にかかる基準形状検出部５１２が点群データ１１から基準形状であるキロポストを検出する処理を示すフローチャートである。

基準形状検出部５１２は、トロリ線計測装置１の基準設定部２２から軌道中心線１０９の位置情報を取得し、軌道中心線１０９を中心として、トロリ線計測装置１の記憶部１０から点群データ１１を抽出する（ステップＳ５１）。図１９は、実施の形態１にかかる基準形状検出部５１２がトロリ線計測装置１の記憶部１０から点群データ１１を抽出する範囲のイメージを示す図である。図１９では図示していないが、図１９で示される個々の白丸が点群１０４を示すことをイメージしたものである。なお、実際の点群１０４は、図２および図４などに示すように、もっと小さいものである。

基準形状検出部５１２は、図１９で示される範囲を一定のサイズのメッシュ２００に区切り、各メッシュ２００に入る点群１０４のデータ数をカウントする（ステップＳ５２）。一定のサイズのメッシュ２００は、基準形状モデルで示されるキロポストの基準形状よりも小さいサイズとする。図１８のフローチャートのＳ５２の横に、一定のサイズのメッシュ２００のイメージを示す。

基準形状検出部５１２は、メッシュ２００内のデータ数が規定された数以上のメッシュ２００を抽出してクラスタリング、すなわち纏まりのあるメッシュ２００同士をグルーピングする（ステップＳ５３）。データ数が規定された数以上のメッシュ２００の位置には、実際の構造物がある可能性が高いことが予想される。図１８のフローチャートのＳ５３の横に、データ数が規定された数以上のメッシュ２００をクラスタリングした状態のクラスタリング結果２０１のイメージを示す。

基準形状検出部５１２は、クラスタリング結果２０１と、基準形状モデル２０２とを比較して、クラスタリング結果２０１と基準形状モデル２０２との類似度を算出する（ステップＳ５４）。図１８のフローチャートのＳ５４の横に、クラスタリング結果２０１と基準形状モデル２０２とを比較している状態のイメージを示す。

ここで、基準形状検出部５１２が、クラスタリング結果２０１と基準形状モデル２０２との類似度を算出および判定する処理について詳細に説明する。図２０は、実施の形態１にかかる基準形状検出部５１２におけるクラスタリング結果２０１と基準形状モデル２０２との類似度の判定処理を示すフローチャートである。

基準形状検出部５１２は、判定対象のクラスタリング結果２０１に対して、基準形状モデル２０２が最も重なり合うように、基準形状モデル２０２を配置する（ステップＳ６１）。

基準形状検出部５１２は、判定対象のクラスタリング結果２０１に含まれる各点群１０４のデータについて、基準形状モデル２０２の内側にあるのか外側にあるのか、各点群１０４のデータの位置を判定する（ステップＳ６２）。

基準形状検出部５１２は、判定対象のクラスタリング結果２０１に含まれる各点群１０４のデータのうち基準形状モデル２０２の外側にある各点群１０４のデータについて、基準形状モデル２０２との最短距離を求め、最短距離が規定された値以上となる点群１０４のデータ数をカウントする。基準形状検出部５１２は、規定された値以上となる点群１０４のデータ数が閾値以上となる場合、各点群１０４のデータの基準形状モデル２０２までの距離を加算してはみ出しの大きさ、すなわち第１の不一致度を算出する（ステップＳ６３）。

基準形状検出部５１２は、判定対象のクラスタリング結果２０１に対して最も重なり合うように基準形状モデル２０２を配置したときに、判定対象のクラスタリング結果２０１に含まれない基準形状モデル２０２の空間堆積の割合から不足の大きさ、すなわち第２の不一致度を算出する（ステップＳ６４）。図２０のＳ６４の横に、クラスタリング結果２０１と基準形状モデル２０２とを重ねた状態を示す。点線２０３で示される部分が、判定対象のクラスタリング結果２０１の体積が満たしていない基準形状モデル２０２の空間体積である。

基準形状検出部５１２は、算出した第１の不一致度および第２の不一致度がいずれも、類似度を判定するための閾値以内の場合（ステップＳ６５：Ｙｅｓ）、類似度は規定された値である規定値以上と判定する（ステップＳ６６）。基準形状検出部５１２は、算出した第１の不一致度および第２の不一致度のいずれかまたは両方が閾値より大きい場合（ステップＳ６５：Ｎｏ）、類似度は規定値より小さいと判定する（ステップＳ６７）。

図１８のフローチャートに戻って、基準形状検出部５１２は、類似度が規定値以上の場合（ステップＳ５５：Ｙｅｓ）、比較した対象のクラスタリング結果２０１を基準形状とする、すなわちクラスタリング結果２０１の位置にキロポストがあると判定する（ステップＳ５６）。基準形状検出部５１２は、類似度が規定値未満の場合（ステップＳ５５：Ｎｏ）、比較した対象のクラスタリング結果２０１の場所にキロポストはないと判定する（ステップＳ５７）。基準形状検出部５１２は、複数のクラスタリング結果２０１があって、類似度を算出していないクラスタリング結果２０１がある場合（ステップＳ５８：Ｎｏ）、ステップＳ５４に戻って同様の処理を繰り返し行う。基準形状検出部５１２は、全てのクラスタリング結果２０１について類似度を算出した場合（ステップＳ５８：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

図２１は、実施の形態１にかかる代表点抽出部５１３が表示基準点として設定する処理を示すフローチャートである。代表点抽出部５１３は、基準形状検出部５１２において検出された基準形状モデル２０２すなわちキロポストから任意の１つの点群１０４を抽出する（ステップＳ７１）。代表点抽出部５１３は、抽出した点群１０４の位置を表示基準点２０４として設定する（ステップＳ７２）。図２１のＳ７１の横に、基準形状モデル２０２と表示基準点２０４との関係のイメージを示す。

なお、各表示基準点２０４がどのキロポストに対応するものか、すなわちどのキロ程を示すものかについて、トロリ線１０２上の点１１３を表示する範囲が決まっている場合、ユーザーが、予め表示基準点設定部５１に対して、表示する範囲内のキロポストの数および各キロポストが示す距離の情報を登録しておく。これにより、表示基準点設定部５１は、表示基準点２０４とキロポストが示すキロ程との関係を対応付けることができる。なお、ユーザーが、設定された表示基準点２０４に対して、後付でキロ程の情報を設定してもよいし、これらの方法に限定されるものではない。

距離計測部５２は、軌道中心線１０９上において、表示基準点２０４に対応する点と、トロリ線計測装置１の高さ偏位計測部４０で高さ１１５および偏位１１７が計測されたトロリ線１０２上の点１１３に対応する点との距離を計測する。図２２は、実施の形態１にかかる距離計測部５２が軌道中心線１０９上において表示基準点２０４に対応する点からトロリ線１０２上の点１１３に対応する点までの距離を計測する処理を示すフローチャートである。また、図２３は、実施の形態１にかかる距離計測部５２において第１の点２０５から第２の点２０６までの距離を求めるときに対象となる第１の点２０５および第２の点２０６の位置関係の例を示す図である。

距離計測部５２は、トロリ線計測装置１の基準設定部２２から軌道中心線１０９の位置情報を取得し、軌道中心線１０９を求める（ステップＳ８１）。距離計測部５２は、基準設定部２２から取得した全ての点を使用して各点を結んだ線を軌道中心線１０９としてもよいし、一定間隔で各点をグルーピングしてグループ単位で最小二乗法などにより直線近似したものを軌道中心線１０９としてもよい。

距離計測部５２は、表示基準点設定部５１で設定された表示基準点２０４を１つ抽出し、軌道中心線１０９上において、表示基準点２０４からの距離が最短距離となる第１の点２０５の位置を求める（ステップＳ８２）。距離計測部５２は、全ての表示基準点２０４について第１の点２０５の位置を求める処理が終了していない場合（ステップＳ８３：Ｎｏ）、ステップＳ８２に戻って未処理の表示基準点２０４を１つ抽出し、同様の処理を繰り返し行う。

距離計測部５２は、全ての表示基準点２０４について第１の点２０５を求める処理が終了した場合（ステップＳ８３：Ｙｅｓ）、トロリ線計測装置１の高さ偏位計測部４０で高さ１１５および偏位１１７が計測されたトロリ線１０２上の点１１３を１つ抽出し、軌道中心線１０９上において、トロリ線１０２上の点１１３からの距離が最短距離となる第２の点２０６の位置を求める（ステップＳ８４）。距離計測部５２は、全てのトロリ線１０２上の点１１３について第２の点２０６の位置を求める処理が終了していない場合（ステップＳ８５：Ｎｏ）、ステップＳ８４に戻って未処理のトロリ線１０２上の点１１３を１つ抽出し、同様の処理を繰り返し行う。

距離計測部５２は、全てのトロリ線１０２上の点１１３について第２の点２０６を求める処理が終了した場合（ステップＳ８５：Ｙｅｓ）、各第２の点２０６について、第１の点２０５からの距離すなわち第１の距離を算出する（ステップＳ８６）。距離計測部５２は、表示基準点２０４が複数あってその結果として軌道中心線１０９上に第１の点２０５が複数ある場合、距離を算出する対象の第２の点２０６について、例えば、最も距離の近い第１の点２０５からの距離を算出してもよいし、距離を表示する際の起点に近い方の第１の点２０５からの距離を算出してもよい。

例えば、図２３の例では、軌道中心線１０９上に第１の点２０５が２つあるが、トロリ線１０２上の点１１３に対応する第２の点２０６からは下側にある第１の点２０５の方が近いため、距離計測部５２は、第２の点２０６について下側の第１の点２０５からの距離を算出する。

なお、距離計測部５２は、第２の点２０６について最も距離の近い第１の点２０５からの距離を算出する場合、算出する距離は、第１の点２０５から第２の点２０６までの最短距離ではなく、第１の点２０５から第２の点２０６までの軌道中心線１０９上の距離とする。図２４は、実施の形態１にかかる距離計測部５２において第１の点２０５から第２の点２０６までの距離を求めるときの軌道中心線１０９上の距離の例を示す図である。軌道中心線１０９が実際には複数の線分によって構成されている場合、距離計測部５２は、第１の点２０５から第２の点２０６までの軌道中心線１０９のうち、図２４に示す線分１０９−１〜１０９−５の部分を加算した距離を、第１の点２０５から第２の点２０６までの距離すなわち第１の距離とする。

距離計測部５２は、算出した第１の点２０５から第２の点２０６までの距離を、トロリ線１０２上の点１１３を表示する際の位置の起点から第１の点２０５までの距離である第２の距離に加算したものを、起点から第２の点２０６までの距離すなわち第３の距離として算出する（ステップＳ８７）。第２の距離は、トロリ線１０２上の点１１３を表示する際の位置の起点から第１の点２０５までの距離である。

距離計測部５２は、全ての第２の点２０６について起点からの距離を算出していない場合（ステップＳ８８：Ｎｏ）、ステップＳ８６に戻って、同様の処理を繰り返し行う。距離計測部５２は、全ての第２の点２０６について起点からの距離を算出した場合（ステップＳ８８：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

表示制御部５３は、軌道中心線１０９を基準にして、距離計測部５２で求められた軌道中心線１０９上におけるトロリ線１０２上の点１１３の位置関係すなわち起点からの第２の点２０６の距離である第３の距離を横軸とし、第２の点２０６に対応するトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７の各々を縦軸として表示部５４に表示するための表示データを作成する。図２５は、実施の形態１にかかるトロリ線表示装置５がトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示する際の表示画面の例を示す図である。表示制御部５３は、表示部５４に表示する図２５に示す表示画面の表示データを作成し、作成した表示データを表示部５４に表示する制御を行う。図２５において、偏位１１７の図は軌道中心線１０９の水平方向の位置を基準すなわち「０」としている。また、図２５において、高さ１１５の図は軌道中心線１０９の垂直方向の位置を基準すなわち図示していない「０」としている。なお、横軸および縦軸の単位はいずれもメートル（ｍ）とし、以降の表示画面の例を示す図においても同様とする。表示制御部５３は、図２５に示すように高さ１１５および偏位１１７の状態を並べて表示するように、表示データを作成して表示部５４に表示する。これにより、表示部５４の表示を確認したユーザーは、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７の状態を容易に把握することができる。また、図２５に示すようにエアセクションなど複数のトロリ線１０２がある区間において、ユーザーは、各トロリ線１０２の位置関係を容易に把握することができる。

なお、図２５の例では、軌道中心線１０９を基準にしたトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示しているが、実際の３次元データに基づいて表示することも可能である。図２６は、実施の形態１にかかるトロリ線表示装置５がトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示する際の表示画面の他の例を示す図である。図２６では、表示制御部５３は、３次元計測して得られたトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７の他、さらに軌道中心線１０９も併せて、３次元座標で表示部５４に表示する表示データを作成し、表示部５４に表示する制御を行う。これにより、表示部５４の表示を確認したユーザーは、軌道中心線１０９とトロリ線１０２との実際の位置関係を容易に把握することができる。

表示部５４は、表示制御部５３によって作成された図２５または図２６などに示す表示画面の表示データに基づいて表示を行う。なお、トロリ線表示装置５は、表示部５４についてはトロリ線表示装置５の内部に設けず、トロリ線表示装置５の外部に設けてもよい。また、トロリ線表示装置５は、表示制御部５３によって作成された表示画面の表示データを、表示部５４に表示するとともに、図示しない出力部から紙の状態でプリントアウトして出力してもよいし、記憶媒体に出力してもよい。また、トロリ線表示装置５は、図示しない通信装置を用いて、表示データを他の装置に送信してもよい。

上記で説明したトロリ線表示装置５の動作を、フローチャートにして説明する。図２７は、実施の形態１にかかるトロリ線表示装置５がトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示する処理を示すフローチャートである。トロリ線表示装置５において、表示基準点設定部５１は、点群データ１１のうち、電車１１１が走行する軌道を構成するレール１０１から得られた基準に基づいて高さ１１５および偏位１１７が計測されたトロリ線１０２上の点１１３について、トロリ線１０２上の点１１３を表示する際の位置の基準となる表示基準点２０４を設定する（ステップＳ９１）。

距離計測部５２は、軌道中心線１０９上において、表示基準点２０４に対応する第１の点２０５およびトロリ線１０２上の点１１３に対応する第２の点２０６を求める（ステップＳ９２）。

距離計測部５２は、第１の点２０５から第２の点２０６までの第１の距離を算出し、表示する際の位置の起点から第１の点２０５までの第２の距離に第１の距離を加算したものを、軌道中心線１０９上における起点から第２の点２０６までの距離として第３の距離を算出する（ステップＳ９３）。

表示制御部５３は、距離計測部５２で算出された起点から第２の点２０６までの第３の距離に基づいて、第２の点２０６に対応するトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示する表示データを作成する（ステップＳ９４）。

表示部５４は、表示制御部５３において作成された表示画面のデータに基づいて、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７の表示を行う（ステップＳ９５）。なお、ステップＳ９１からＳ９５が、第１のステップから第５のステップに相当する。

つづいて、トロリ線表示システム６のハードウェア構成について説明する。トロリ線表示システム６のトロリ線計測装置１において、記憶部１０はメモリにより実現される。レール検出部２１および基準設定部２２からなる軌道計測部２０、トロリ線検出部３０、および高さ偏位計測部４０の各機能は、処理回路により実現される。すなわち、トロリ線計測装置１は、点群データ１１からレール１０１を検出し、レール面１０６、軌道中心線１０９、軌道中心面１１０を求め、点群データ１１からトロリ線１０２上の点１１３を検出し、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリであってもよい。

図２８は、実施の形態１にかかるトロリ線計測装置１の処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアである場合、図２８に示す処理回路９１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。軌道計測部２０、トロリ線検出部３０、および高さ偏位計測部４０の各部の機能各々を処理回路９１で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路９１で実現してもよい。

図２９は、実施の形態１にかかるトロリ線計測装置１の処理回路をＣＰＵおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がＣＰＵ９２およびメモリ９３で構成される場合、軌道計測部２０、トロリ線検出部３０、および高さ偏位計測部４０の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９３に格納される。処理回路では、メモリ９３に記憶されたプログラムをＣＰＵ９２が読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、トロリ線計測装置１は、処理回路により実行されるときに、点群データ１１からレール１０１を検出するステップ、レール面１０６を求めるステップ、軌道中心線１０９を求めるステップ、軌道中心面１１０を求めるステップ、点群データ１１からトロリ線１０２上の点１１３を検出するステップ、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９３を備える。また、これらのプログラムは、軌道計測部２０、トロリ線検出部３０、および高さ偏位計測部４０の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、ＣＰＵ９２は、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などであってもよい。また、メモリ９３とは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。なお、記憶部１０を実現するメモリを、メモリ９３としてもよい。

なお、軌道計測部２０、トロリ線検出部３０、および高さ偏位計測部４０の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。例えば、軌道計測部２０およびトロリ線検出部３０については専用のハードウェアとしての処理回路９１でその機能を実現し、高さ偏位計測部４０についてはＣＰＵ９２がメモリ９３に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。

このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

つぎに、トロリ線表示システム６のトロリ線表示装置５において、表示部５４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などのモニタにより実現される。表示基準点設定部５１、距離計測部５２、および表示制御部５３は、処理回路により実現される。トロリ線表示装置５における処理回路は、トロリ線計測装置１と同様、図２８または図２９に示す構成により実現される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、トロリ線計測装置１では、対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データ１１からレール１０１を検出し、検出したレール１０１に基づいてレール面１０６、軌道中心線１０９、および軌道中心面１１０を求め、また、点群データ１１からトロリ線１０２上の点１１３を検出し、トロリ線１０２上の点１１３とレール面１０６との距離をトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５とし、トロリ線１０２上の点１１３と軌道中心面１１０との距離をトロリ線１０２上の点１１３の偏位１１７として計測することとした。これにより、トロリ線計測装置１は、同一の点群データ１１からレール１０１およびトロリ線１０２上の点１１３を検出し、軌道上に設定された基準、すなわち検出したレール１０１を基準にしてトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を計測できる。この結果、トロリ線計測装置１は、レール１０１およびトロリ線１０２上の点１１３の相互の位置は正確であることから、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を正確に計測することができる。

また、トロリ線計測装置１は、同一の点群データ１１からレール１０１およびトロリ線１０２上の点１１３を検出して使用するため、点群データ１１を生成した測量装置において、３次元計測時に測量装置を搭載した車両において揺れ、振動があった場合、または軌道にカーブがあった場合でも、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を正確に計測することができる。

また、トロリ線計測装置１は、点群データ１１に複数の軌道についての点群データが含まれている場合、各軌道について同じようにトロリ線上の点の高さおよび偏位を計測できるため、並走軌道、または渡り線において本線および側線の各軌道を対象に、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測することができる。トロリ線計測装置１は、効率良く複数の軌道についてトロリ線上の点の高さおよび偏位を計測できる。

また、本実施の形態によれば、トロリ線表示装置５では、トロリ線計測装置１で計測されたトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を、軌道上に設定された基準上の距離、本実施の形態ではキロポストからトロリ線１０２上の点１１３に対応する第２の点２０６までの距離と対応させて表示する。これにより、鉄道事業者で保守を担当する者は、保守作業の現場において、キロ程ベースでトロリ線１０２の状態を把握することができる。

また、トロリ線表示装置５は、トロリ線計測装置１においてトロリ線１０２上の点１１３が検出されたときに使用された同一の点群データ１１から、基準形状であるキロポストを検出して使用する。これにより、トロリ線表示装置５は、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を、キロポストを基準にしてキロポストからの距離に対して精度良く表示することができる。

また、トロリ線表示装置５は、複数のトロリ線１０２の位置関係を精度良く表示することができる。これにより、ユーザーは、複数のトロリ線１０２の位置関係を容易に把握することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、トロリ線表示装置５において、表示基準点設定部５１が表示基準点２０４を自動設定していた。実施の形態２では、ユーザーが表示基準点２０４を手動で設定する場合について説明する。

図３０は、実施の形態２にかかるトロリ線表示システム６ａの構成例を示すブロック図である。トロリ線表示システム６ａは、図１に示すトロリ線表示システム６に対して、トロリ線表示装置５に替えてトロリ線表示装置５ａを備える。トロリ線表示装置５ａでは、ユーザーが表示基準点２０４を設定する。トロリ線表示装置５ａは、表示基準点設定部５１ａと、距離計測部５２と、表示制御部５３と、表示部５４ａと、を備える。

表示基準点設定部５１ａは、点群データ１１のうち、電車１１１が走行する軌道を構成するレール１０１から得られた基準に基づいて高さ１１５および偏位１１７が計測されたトロリ線１０２上の点１１３を表示する際の位置の基準となる表示基準点２０４を設定する。具体的に、表示基準点設定部５１ａは、点群データ１１に含まれる点群１０４のうちユーザーによって指定された点を表示基準点２０４として設定する。

図３１は、実施の形態２にかかる表示基準点設定部５１ａの構成例を示すブロック図である。表示基準点設定部５１ａは、点群データ取得部５１４と、点群データ表示制御部５１５と、表示基準点受付部５１６と、を備える。また、図３２は、実施の形態２にかかる表示基準点設定部５１ａにおいて表示基準点２０４を設定する処理を示すフローチャートである。

点群データ取得部５１４は、トロリ線計測装置１の記憶部１０から点群データ１１を取得する（ステップＳ１０１）。点群データ表示制御部５１５は、点群データ取得部５１４で取得された点群データ１１を表示部５４ａに表示する（ステップＳ１０２）。なお、点群データ表示制御部５１５は、表示部５４ａ以外の図示しない他の表示部に点群データ１１を表示してもよい。表示基準点受付部５１６は、表示部５４ａに表示された点群データ１１に含まれる各点群１０４に対して、任意の１つの点を表示基準点として設定するユーザーからの指定を受け付ける（ステップＳ１０３）。表示基準点受付部５１６は、ユーザーによって指定された点群１０４の点を表示基準点２０４として距離計測部５２へ出力する。

トロリ線表示装置５ａにおいて、距離計測部５２および表示制御部５３の動作は、実施の形態１と同様である。表示部５４ａは、実施の形態１の表示部５４の機能に加えて、表示基準点設定部５１ａの点群データ表示制御部５１５の制御によって、点群データ１１を表示する。

トロリ線表示装置５ａのハードウェア構成について、表示部５４ａは、ＬＣＤなどのモニタにより実現される。表示基準点設定部５１ａのうち、実際にユーザーの操作を受け付けるインターフェース部分は、マウス、キーボードなどにより実現される。表示基準点設定部５１ａのうちインターフェース部分以外の部分、距離計測部５２、および表示制御部５３は、処理回路により実現される。トロリ線表示装置５ａにおける処理回路は、トロリ線表示装置５と同様、図２８または図２９に示す構成により実現される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、トロリ線表示装置５ａでは、表示基準点２０４の設定をユーザーが行うこととした。これにより、トロリ線表示装置５ａは、基準形状モデルとして設定できない鉄道構造物などの位置を基準にして、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示することができる。

実施の形態３．
実施の形態３では、外部から取得した鉄道構造物の位置情報に基づいて表示基準点２０４を設定する。

図３３は、実施の形態３にかかるトロリ線表示システム６ｂの構成例を示すブロック図である。トロリ線表示システム６ｂは、トロリ線表示システム６に対して、トロリ線表示装置５に替えてトロリ線表示装置５ｂを備え、さらに位置情報データベース７を追加したものである。

位置情報データベース７は、地上子位置情報７１と、キロ程位置情報７２と、走行軌跡位置情報７３と、を保持する。地上子位置情報７１は、地上子が設置されている位置を示す情報である。地上子の位置を示す方法は、路線の起点からの距離であってもよいし、３次元座標の形式であってもよい。キロ程位置情報７２は、キロポストが設置されている位置を示す情報である。キロポストの位置を示す方法は、路線の起点からの距離であってもよいし、３次元座標の形式であってもよい。走行軌跡位置情報７３は、実際に電車１１１が走行したときの走行経路を示す情報である。走行経路を示す方法は、例えば、３次元座標の形式である。なお、位置情報データベース７に含まれる地上子位置情報７１およびキロ程位置情報７２は一例であって、駅、踏切、橋梁、トンネルなどの鉄道構造物の位置情報を保持してもよい。

トロリ線表示装置５ｂでは、位置情報データベース７が保持する鉄道構造物の位置情報などを用いて表示基準点２０４を設定する。トロリ線表示装置５ｂは、表示基準点設定部５１ｂと、距離計測部５２と、表示制御部５３ｂと、表示部５４ｂと、を備える。

表示基準点設定部５１ｂは、位置情報データベース７から１つ以上の位置情報を取得し、取得した位置情報を用いて表示基準点２０４を設定する。

図３４は、実施の形態３にかかる表示基準点設定部５１ｂの構成例を示すブロック図である。表示基準点設定部５１ｂは、位置情報取得部５１７と、位置情報表示制御部５１８と、表示基準点受付部５１６と、を備える。また、図３５は、実施の形態３にかかる表示基準点設定部５１ｂにおいて表示基準点２０４を設定する処理を示すフローチャートである。

位置情報取得部５１７は、位置情報データベース７から位置情報を取得する（ステップＳ１１１）。位置情報表示制御部５１８は、位置情報取得部５１７で取得された位置情報を表示部５４ｂに表示する（ステップＳ１１２）。なお、位置情報表示制御部５１８は、表示部５４ｂ以外の図示しない他の表示部に位置情報を表示してもよい。表示基準点受付部５１６は、表示部５４ｂに表示された位置情報に含まれる各点群１０４に対して、任意の１つの点を表示基準点として設定するユーザーからの指定を受け付ける（ステップＳ１１３）。表示基準点受付部５１６は、ユーザーによって指定された点群１０４の点を表示基準点２０４として距離計測部５２へ出力する。

表示基準点設定部５１ｂは、位置情報データベース７から取得した位置情報を表示制御部５３ｂへ出力する。なお、表示基準点設定部５１ｂでは、位置情報表示制御部５１８および表示基準点受付部５１６に替えて、代表点抽出部５１３を備える構成にしてもよい。表示基準点設定部５１ｂについては、実施の形態１のように表示基準点２０４を自動設定してもよいし、実施の形態２のようのユーザーが手動で表示基準点２０４を設定してもよい。

トロリ線表示装置５ｂにおいて、距離計測部５２の動作は実施の形態１と同様である。

表示制御部５３ｂは、実施の形態１の表示制御部５３の機能に加えて、表示基準点設定部５１ｂから取得した位置情報を含む表示データを作成する。

表示部５４ｂは、実施の形態１の表示部５４の機能に加えて、表示基準点設定部５１ｂの位置情報表示制御部５１８の制御によって、位置情報を表示する。

図３６は、実施の形態３にかかるトロリ線表示装置５ｂがトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示する際の表示画面の例を示す図である。図３６では、実施の形態１のトロリ線表示装置５が表示する図２５の表示画面に対して、地上子位置情報７１に基づいて地上子の設置位置の位置情報が追加されている。このように、トロリ線表示装置５ｂは、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示する際に、地上子などの鉄道構造物の位置情報を併せて表示することができる。

図３７は、実施の形態３にかかるトロリ線表示装置５ｂがトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示する際の表示画面の他の例を示す図である。図３７では、グラフの横軸を走行軌跡位置情報７３に基づく電車１１１の計測走行距離標とし、さらに、キロ程位置情報７２に基づいてキロ程の設置位置の位置情報が追加されている。このように、トロリ線表示装置５ｂは、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示する際に、複数の位置情報を併せて表示することができる。

トロリ線表示装置５ｂのハードウェア構成について、表示部５４ｂは、ＬＣＤなどのモニタにより実現される。表示基準点設定部５１ｂのうち表示基準点受付部５１６において、実際にユーザーの操作を受け付けるインターフェース部分は、マウス、キーボードなどにより実現される。表示基準点設定部５１ａのうち表示基準点受付部５１６のインターフェース部分以外の部分、距離計測部５２、および表示制御部５３ｂは、処理回路により実現される。トロリ線表示装置５ｂにおける処理回路は、トロリ線表示装置５と同様、図２８または図２９に示す構成により実現される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、トロリ線表示装置５ｂでは、トロリ線計測装置１で計測されたトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を、地上子またはキロ程などの位置情報に対応させて表示する。これにより、トロリ線表示装置５ｂは、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示する際、鉄道構造物などと併せて表示することで、多様な表示が可能となる。また、保守担当者は、保守作業の現場において、様々な鉄道構造物を目印にしてトロリ線１０２の状態を把握することができる。

実施の形態４．
一般的に、トロリ線は、正常な高さおよび偏位の範囲が規定されている。実施の形態４では、トロリ線の高さおよび偏位を表示する際、併せて正常な範囲を表示する場合について説明する。実施の形態１から３のいずれにも適用可能であるので、一例として、実施の形態１のトロリ線表示システム６を用いて説明する。

トロリ線表示システム６では、ユーザーが、予めトロリ線表示装置５の表示制御部５３に、トロリ線１０２上の点１１３について、高さ１１５に対する正常範囲すなわち第１の閾値、および偏位１１７に対する正常範囲すなわち第２の閾値を設定しておく。正常範囲は、鉄道事業者、または路線の規格によって、範囲が異なることがあるためである。

表示制御部５３は、実施の形態１で説明した表示データを作成する際、トロリ線１０２上の点１１３に対する高さ１１５の正常範囲および偏位１１７の正常範囲の情報を追加して、正常範囲の情報を含む表示データを作成する。そして、表示制御部５３は、トロリ線１０２上の点１１３に対する高さ１１５の正常範囲および偏位１１７の正常範囲の情報を追加した表示データに基づいて、表示部５４に表示する制御を行う。これにより、表示部５４の表示画面を確認したユーザーは、トロリ線１０２上の点１１３について、高さ１１５および偏位１１７が正常な状態にあるのか否かを容易に把握することができる。

また、表示制御部５３は、トロリ線１０２上の点１１３について、高さ１１５または偏位１１７の一方または両方が正常範囲から外れた場合、外れた点を他の点とは異なる表示方法、例えば強調表示してもよい。

図３８は、実施の形態４にかかるトロリ線表示装置５がトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示する際の表示画面の例を示す図である。図３８では、トロリ線１０２上の点１１３について高さ１１５および偏位１１７とともに、高さ１１５および偏位１１７に対する正常範囲が表示されている。図３８において、偏位１１７のグラフでは、正常範囲として±０．２５の位置に点線を追加している例を示している。また、図３８において、高さ１１５のグラフでは、正常範囲として下限４．５５、上限５．４の位置に点線を追加している例を示している。

さらに、図３８では、偏位１１７について、正常範囲から外れた点を強調表示した状態を示している。表示制御部５３は、表示データを作成する際、正常範囲から外れた第３の点である点１１３を強調表示する表示データを作成する。表示制御部５３は、具体的に第１の閾値または第２の閾値のうち少なくとも１つの閾値を超えたトロリ線１０２上の点１１３があった場合、この点１１３を強調表示する表示データを作成する。図３８では、偏位の図において０．２５よりも大きい箇所、および高さの図において４．５５よりも小さい箇所を強調表示している例を示している。これにより、表示部５４の表示画面を確認したユーザーは、トロリ線１０２上の点１１３について、高さ１１５または偏位１１７が異常な状態にある場合、容易に把握することができる。

図３９は、実施の形態４にかかる表示制御部５３の表示データを作成する処理を示すフローチャートである。表示制御部５３は、実施の形態１と同様、距離計測部５２で計測された起点からの距離の位置に、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示する表示データを作成する。

表示制御部５３は、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５が正常範囲内の場合（ステップＳ１２１：Ｙｅｓ）、高さ１１５を示すグラフにおいてこの点１１３を通常表示とし（ステップＳ１２２）、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５が正常範囲から外れた場合（ステップＳ１２１：Ｎｏ）、高さ１１５を示すグラフにおいてこの点を強調表示として（ステップＳ１２３）、表示データを作成する。また、表示制御部５３は、トロリ線１０２上の点１１３の偏位１１７が正常範囲内の場合（ステップＳ１２４：Ｙｅｓ）、偏位１１７を示すグラフにおいてこの点１１３を通常表示とし（ステップＳ１２５）、トロリ線１０２上の点１１３の偏位１１７が正常範囲から外れた場合（ステップＳ１２４：Ｎｏ）、偏位１１７を示すグラフにおいてこの点を強調表示として（ステップＳ１２６）、表示データを作成する。

なお、表示制御部５３は、強調表示する点があった場合、すなわちトロリ線１０２上の点１１３において高さ１１５または偏位１１７の一方または両方が正常範囲から外れた点１１３があった場合、該当する点１１３を示す情報を表形式で表示するための表示データを作成してもよい。図４０は、実施の形態４にかかる表示制御部５３が作成する表形式の表示データの例を示す図である。図４０において、「距離」は図３８に示す横軸の距離値を示し、「高さ」は図３８の下図における値を示し、「偏位」は図３８の上図における値を示す。なお、図４０において「−」は正常範囲内であったことを示すが、「ＯＫ」などの表示を用いてもよい。

表示制御部５３は、図３８および図４０に示す表示画面の表示データを作成し、交互に、またはユーザーによって選択された方の表示データを用いて、表示部５４に表示する制御を行う。

また、表示制御部５３は、図３８に示す正常範囲の表示の他、さらに別の範囲を表示してもよい。一般的に、トロリ線１０２は、軌道中心線１０９に対して直線ではなくジグザグした形状、すなわち偏位１１７を持った形状で設置されている。これは、トロリ線１０２が軌道中心線１０９と同様の直線的な形状で設置されていると、電車１１１のパンタグラフでは、特定の位置だけでトロリ線１０２と接触することになり、接触する部分のみ摩耗してしまうことになる。そのため、電車１１１のパンタグラフが特定の位置のみで摩耗しないように、トロリ線１０２は、偏位１１７を持った形状で設置されている。

トロリ線１０２については、図３８に示す正常範囲内にあれば正常な状態とユーザーは判断できるが、偏位の幅が小さくても電車１１１の方で問題が生じることになる。そのため、表示制御部５３において、トロリ線１０２の偏位１１７が一定以上確保されているか否かを判断するための表示を追加してもよい。図４１は、実施の形態４にかかるトロリ線表示装置５がトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示する際の表示画面の他の例を示す図である。図３８に対して、偏位１１７のグラフでは、±０．１の位置に点線を追加している例を示している。ユーザーは、トロリ線１０２の偏位１１７をグラフで表示した際、折り返しの頂点部分の位置が＋０．１〜＋０．２５の間、または−０．２５〜−１．０の間にあった場合、トロリ線１０２の偏位１１７は正常と判断し、折り返しの頂点部分の位置が±０．１の間の場合、トロリ線１０２の偏位１１７は異常と判断する。なお、トロリ線１０２の偏位１１７を判定するための±０．１の位置の情報については、正常範囲と同様、ユーザーが、予めトロリ線表示装置５の表示制御部５３に設定しておくこととする。図４１において、高さ１１５のグラフは、図３８のときと同一である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、トロリ線表示装置５は、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示する際、正常範囲を併せて表示する。また、トロリ線表示装置５は、正常範囲から外れた点を強調表示することとした。これにより、表示部５４の表示画面を確認したユーザーは、実施の形態１と比較して、トロリ線１０２上の点１１３について、高さ１１５または偏位１１７が異常な状態にある場合、容易に把握することができる。

実施の形態５．
実施の形態５では、表示制御部５３が、複数回分の表示データを重ねた状態のものを新たな表示データとして作成する場合について説明する。実施の形態１から４のいずれにも適用可能であるので、一例として、実施の形態１のトロリ線表示システム６を用いて説明する。

トロリ線表示システム６において、実施の形態５では、トロリ線表示装置５の表示制御部５３は、過去に作成した表示データを保持することが可能な記憶部を備えているものとする。なお、図１において、トロリ線表示装置５内に別途記憶部を設けてもよい。表示制御部５３は、複数回分の表示データを用いて、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７について、過去からの傾向的な変化の推移、または突発的な要因による信頼性の低いデータなどを検出可能な新たな表示データを作成する。

図４２は、実施の形態５にかかるトロリ線表示装置５が複数回分の表示データを重ねた状態の新たな表示データによりトロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示する際の表示画面の例を示す図である。図４２では、トロリ線１０２上の点１１３について偏位１１７のグラフにおいて、１点だけ他の点とは離れた位置に表示されている例を示している。ここでは、実施の形態４で示した図３８と同様、離れた位置に表示されている点を強調表示した状態を示している。

表示制御部５３は、過去に作成した表示データを保持し、複数回分の表示データを重ねた状態において同じ距離の位置で他の表示データの点の表示位置から規定された第３の閾値より離れた点があった場合、この点を第４の点として強調表示する表示データを作成する。

図４３は、実施の形態５にかかる表示制御部５３の表示データを作成する処理を示すフローチャートである。表示制御部５３は、実施の形態１と同様、距離計測部５２で計測された起点からの距離の位置に、トロリ線１０２上の点１１３の高さ１１５および偏位１１７を表示する表示データを作成する。

表示制御部５３は、過去に作成したものを含めて、複数回分の表示データを重ねた状態の新たな表示データを作成する（ステップＳ１３１）。表示制御部５３は、同じ距離の位置において、他の表示データの点１１３の表示位置から規定された閾値、ここでは第３の閾値以上離れた点１１３があるか否かを確認する（ステップＳ１３２）。表示制御部５３は、第３の閾値以上離れた点１１３があった場合（ステップＳ１３２：Ｙｅｓ）、離れた点である第４の点を強調表示とし（ステップＳ１３３）、第３の閾値以上離れた点１１３がない場合（ステップＳ１３２：Ｎｏ）、全ての点１１３を通常表示とする（ステップＳ１３４）。

なお、表示制御部５３は、強調表示する点１１３があった場合、すなわちトロリ線１０２上の点１１３において高さ１１５または偏位１１７の一方または両方において他の表示データの点１１３から第３の閾値以上離れた点１１３があった場合、実施の形態４と同様、該当する点１１３を示す情報を表形式で表示するための表示データを作成してもよい。この場合、表形式のフォーマットは実施の形態４で説明した図４０と同様でよく、表示する内容は第４の点の情報のみでよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、トロリ線表示装置５は、過去に作成した表示データを含めて複数回分の表示データを重ねた状態のものを新たな表示データとして作成し、表示することとした。これにより、トロリ線表示装置５は、同じ距離の位置において、ある表示データの点が他の表示データの点とは異なる位置にあった場合、その点について信頼性の低いデータであるとして強調表示を行うことができる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１トロリ線計測装置、５，５ａ，５ｂトロリ線表示装置、６，６ａ，６ｂトロリ線表示システム、１０記憶部、１１点群データ、２０軌道計測部、２１レール検出部、２２基準設定部、３０トロリ線検出部、４０高さ偏位計測部、５１，５１ａ，５１ｂ表示基準点設定部、５２距離計測部、５３，５３ｂ表示制御部、５４，５４ａ，５４ｂ表示部、７１地上子位置情報、７２キロ程位置情報、７３走行軌跡位置情報。

Claims

対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データのうち、電車が走行する軌道を構成するレールから得られた基準に基づいて高さおよび偏位が計測されたトロリ線上の各点に対して、各点を表示する際の位置の基準となる表示基準点を設定する表示基準点設定部と、
前記レールから得られた基準のうち２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面で２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線上において、前記表示基準点に対応する第１の点および前記トロリ線上の各点に対応する第２の点を求め、各第２の点について前記第１の点からの第１の距離を算出し、前記トロリ線上の各点を表示する際の位置の起点から前記第１の点までの第２の距離および前記第１の距離に基づいて、前記起点から各第２の点までの第３の距離を算出する距離計測部と、
前記第３の距離に基づいて、前記第２の点に対応する前記トロリ線上の各点の高さおよび偏位を表示する表示データを作成する表示制御部と、
を備えることを特徴とするトロリ線表示装置。
対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データのうち、電車が走行する軌道を構成するレールから得られた基準に基づいて高さおよび偏位が計測されたトロリ線上の各点に対して、各点を表示する際の位置の基準となる表示基準点を設定する表示基準点設定部と、
前記レールから得られた基準のうち２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面で２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線上において、前記表示基準点に対応する第１の点および前記トロリ線上の各点に対応する第２の点を求め、各第２の点について前記第１の点からの第１の距離を算出し、前記第１の点の３次元座標および前記第１の距離に基づいて、前記トロリ線上の各点を表示する際の位置の起点から各第２の点までの第３の距離を算出する距離計測部と、
前記第３の距離に基づいて、前記第２の点に対応する前記トロリ線上の各点の高さおよび偏位を表示する表示データを作成する表示制御部と、
を備えることを特徴とするトロリ線表示装置。
前記表示基準点設定部は、前記点群データから規定された鉄道構造物を検出し、検出した前記鉄道構造物に含まれる点から１つの点を抽出して前記表示基準点とする、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のトロリ線表示装置。
前記表示基準点設定部は、前記点群データに含まれる点のうちユーザーによって指定された点を前記表示基準点とする、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のトロリ線表示装置。
前記表示基準点設定部は、鉄道構造物の位置情報を用いて前記表示基準点を設定する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のトロリ線表示装置。
前記表示制御部は、前記鉄道構造物の位置情報を含む前記表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項５に記載のトロリ線表示装置。
前記表示制御部は、前記軌道中心線を基準にして、前記第２の点に対応する前記トロリ線上の各点の高さおよび偏位を表示する表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のトロリ線表示装置。
前記表示制御部は、３次元計測して得られた前記トロリ線上の各点の高さおよび偏位、さらに前記軌道中心線を、３次元座標で表示する表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のトロリ線表示装置。
前記表示制御部は、前記高さに対して規定された範囲である第１の閾値、および前記偏位に対して規定された範囲である第２の閾値を含む表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載のトロリ線表示装置。
前記表示制御部は、前記第１の閾値または前記第２の閾値のうち少なくとも１つの閾値を超えたトロリ線上の点である第３の点があった場合、前記第３の点を強調表示する表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項９に記載のトロリ線表示装置。
前記表示制御部は、過去に作成した表示データを保持し、複数回分の表示データを重ねた状態において同じ距離の位置で他の表示データの点の表示位置から規定された第３の閾値より離れた点である第４の点があった場合、前記第４の点を強調表示する表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載のトロリ線表示装置。
前記表示制御部は、強調表示した点の情報を表形式で出力する、
ことを特徴とする請求項９または１１に記載のトロリ線表示装置。
前記表示データを表示する表示部、
を備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１つに記載のトロリ線表示装置。
対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データから、電車が走行する軌道を構成するレールを検出するレール検出部と、
検出された前記レールに基づいて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定する基準設定部と、
前記点群データから前記トロリ線上の点を検出するトロリ線検出部と、
前記基準を用いて、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する高さ偏位計測部と、
前記点群データのうち、前記高さ偏位計測部で高さおよび偏位が計測されたトロリ線上の各点に対して、各点を表示する際の位置の基準となる表示基準点を設定する表示基準点設定部と、
前記基準設定部で設定された基準のうち２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面で２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線上において、前記表示基準点に対応する第１の点および前記トロリ線上の各点に対応する第２の点を求め、各第２の点について前記第１の点からの第１の距離を算出し、前記トロリ線上の各点を表示する際の位置の起点から前記第１の点までの第２の距離および前記第１の距離に基づいて、前記起点から各第２の点までの第３の距離を算出する距離計測部と、
前記第３の距離に基づいて、前記第２の点に対応する前記トロリ線上の各点の高さおよび偏位を表示する表示データを作成する表示制御部と、
を備えることを特徴とするトロリ線表示システム。
対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データから、電車が走行する軌道を構成するレールを検出するレール検出部と、
検出された前記レールに基づいて、トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する際の基準を設定する基準設定部と、
前記点群データから前記トロリ線上の点を検出するトロリ線検出部と、
前記基準を用いて、前記トロリ線上の点の高さおよび偏位を計測する高さ偏位計測部と、
前記点群データのうち、前記高さ偏位計測部で高さおよび偏位が計測されたトロリ線上の各点に対して、各点を表示する際の位置の基準となる表示基準点を設定する表示基準点設定部と、
前記基準設定部で設定された基準のうち２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面で２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線上において、前記表示基準点に対応する第１の点および前記トロリ線上の各点に対応する第２の点を求め、各第２の点について前記第１の点からの第１の距離を算出し、前記第１の点の３次元座標および前記第１の距離に基づいて、前記トロリ線上の各点を表示する際の位置の起点から各第２の点までの第３の距離を算出する距離計測部と、
前記第３の距離に基づいて、前記第２の点に対応する前記トロリ線上の各点の高さおよび偏位を表示する表示データを作成する表示制御部と、
を備えることを特徴とするトロリ線表示システム。
前記表示基準点設定部は、前記点群データから規定された鉄道構造物を検出し、検出した前記鉄道構造物に含まれる点から１つの点を抽出して前記表示基準点とする、
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載のトロリ線表示システム。
前記表示基準点設定部は、前記点群データに含まれる点のうちユーザーによって指定された点を前記表示基準点とする、
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載のトロリ線表示システム。
前記表示基準点設定部は、鉄道構造物の位置情報を用いて前記表示基準点を設定する、
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載のトロリ線表示システム。
前記表示制御部は、前記鉄道構造物の位置情報を含む前記表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項１８に記載のトロリ線表示システム。
前記表示制御部は、前記軌道中心線を基準にして、前記第２の点に対応する前記トロリ線上の各点の高さおよび偏位を表示する表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項１４から１９のいずれか１つに記載のトロリ線表示システム。
前記表示制御部は、３次元計測して得られた前記トロリ線上の各点の高さおよび偏位、さらに前記軌道中心線を、３次元座標で表示する表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項１４から１９のいずれか１つに記載のトロリ線表示システム。
前記表示制御部は、前記高さに対して規定された範囲である第１の閾値、および前記偏位に対して規定された範囲である第２の閾値を含む表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項１４から２１のいずれか１つに記載のトロリ線表示システム。
前記表示制御部は、前記第１の閾値または前記第２の閾値のうち少なくとも１つの閾値を超えたトロリ線上の点である第３の点があった場合、前記第３の点を強調表示する表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項２２に記載のトロリ線表示システム。
前記表示制御部は、過去に作成した表示データを保持し、複数回分の表示データを重ねた状態において同じ距離の位置で他の表示データの点の表示位置から規定された第３の閾値より離れた点である第４の点があった場合、前記第４の点を強調表示する表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項１４から２３のいずれか１つに記載のトロリ線表示システム。
前記表示制御部は、強調表示した点の情報を表形式で出力する、
ことを特徴とする請求項２３または２４に記載のトロリ線表示システム。
前記表示データを表示する表示部、
を備えることを特徴とする請求項１４から２５のいずれか１つに記載のトロリ線表示システム。
表示基準点設定部が、対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データのうち、電車が走行する軌道を構成するレールから得られた基準に基づいて高さおよび偏位が計測されたトロリ線上の各点に対して、各点を表示する際の位置の基準となる表示基準点を設定する第１のステップと、
距離計測部が、前記レールから得られた基準のうち２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面で２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線上において、前記表示基準点に対応する第１の点および前記トロリ線上の各点に対応する第２の点を求める第２のステップと、
前記距離計測部が、各第２の点について前記第１の点からの第１の距離を算出し、前記トロリ線上の各点を表示する際の位置の起点から前記第１の点までの第２の距離および前記第１の距離に基づいて、前記起点から各第２の点までの第３の距離を算出する第３のステップと、
表示制御部が、前記第３の距離に基づいて、前記第２の点に対応する前記トロリ線上の各点の高さおよび偏位を表示する表示データを作成する第４のステップと、
を含むことを特徴とするトロリ線表示データ作成方法。
表示基準点設定部が、対象物を３次元計測して得られた点の集合である点群データのうち、電車が走行する軌道を構成するレールから得られた基準に基づいて高さおよび偏位が計測されたトロリ線上の各点に対して、各点を表示する際の位置の基準となる表示基準点を設定する第１のステップと、
距離計測部が、前記レールから得られた基準のうち２本の前記レールが前記電車と接触する面を含むレール面で２本の前記レールの間の中心に位置する軌道中心線上において、前記表示基準点に対応する第１の点および前記トロリ線上の各点に対応する第２の点を求める第２のステップと、
前記距離計測部が、各第２の点について前記第１の点からの第１の距離を算出し、前記第１の点の３次元座標および前記第１の距離に基づいて、前記トロリ線上の各点を表示する際の位置の起点から各第２の点までの第３の距離を算出する第３のステップと、
表示制御部が、前記第３の距離に基づいて、前記第２の点に対応する前記トロリ線上の各点の高さおよび偏位を表示する表示データを作成する第４のステップと、
を含むことを特徴とするトロリ線表示データ作成方法。
前記第１のステップにおいて、前記表示基準点設定部は、前記点群データから規定された鉄道構造物を検出し、検出した前記鉄道構造物に含まれる点から１つの点を抽出して前記表示基準点とする、
ことを特徴とする請求項２７または２８に記載のトロリ線表示データ作成方法。
前記第１のステップにおいて、前記表示基準点設定部は、前記点群データに含まれる点のうちユーザーによって指定された点を前記表示基準点とする、
ことを特徴とする請求項２７または２８に記載のトロリ線表示データ作成方法。
前記第１のステップにおいて、前記表示基準点設定部は、鉄道構造物の位置情報を用いて前記表示基準点を設定する、
ことを特徴とする請求項２７または２８に記載のトロリ線表示データ作成方法。
前記第４のステップにおいて、前記表示制御部は、前記鉄道構造物の位置情報を含む前記表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項３１に記載のトロリ線表示データ作成方法。
前記第４のステップにおいて、前記表示制御部は、前記軌道中心線を基準にして、前記第２の点に対応する前記トロリ線上の各点の高さおよび偏位を表示する表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項２７から３２のいずれか１つに記載のトロリ線表示データ作成方法。
前記第４のステップにおいて、前記表示制御部は、３次元計測して得られた前記トロリ線上の各点の高さおよび偏位、さらに前記軌道中心線を、３次元座標で表示する表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項２７から３２のいずれか１つに記載のトロリ線表示データ作成方法。
前記第４のステップにおいて、前記表示制御部は、前記高さに対して規定された範囲である第１の閾値、および前記偏位に対して規定された範囲である第２の閾値を含む表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項２７から３４のいずれか１つに記載のトロリ線表示データ作成方法。
前記第４のステップにおいて、前記表示制御部は、前記第１の閾値または前記第２の閾値のうち少なくとも１つの閾値を超えたトロリ線上の点である第３の点があった場合、前記第３の点を強調表示する表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項３５に記載のトロリ線表示データ作成方法。
前記第４のステップにおいて、前記表示制御部は、過去に作成した表示データを保持し、複数回分の表示データを重ねた状態において同じ距離の位置で他の表示データの点の表示位置から規定された第３の閾値より離れた点である第４の点があった場合、前記第４の点を強調表示する表示データを作成する、
ことを特徴とする請求項２７から３６のいずれか１つに記載のトロリ線表示データ作成方法。
前記第４のステップにおいて、前記表示制御部は、強調表示した点の情報を表形式で出力する、
ことを特徴とする請求項３６または３７に記載のトロリ線表示データ作成方法。
表示部が、前記表示データを表示する第５のステップ、
を含むことを特徴とする請求項２７から３８のいずれか１つに記載のトロリ線表示データ作成方法。