JP6301872B2 - レーザ点群を用いた線路軌跡作成システム及びレーザ点群を用いた線路軌跡作成方法並びにレーザ点群を用いた線路軌跡作成プログラム - Google Patents

Description

本発明はレーザ点群を用いた線路軌跡作成システムに関し、特に線路のレールコーナの頂点位置を精度良く求めて軌間中心線位置（軌道）を正確に求めることができるレーザ点群を用いた線路軌跡作成システムに関する。

近年は、自動車又は鉄道の軌陸車等の移動体に、高周期のレーザパルスを発射するレーザ取得装置を搭載して、移動体の前方又は後方の地物の３次元座標を習得できるようになってきている。

例えば、特許文献１の線路周辺設備空間情報取得システムには、車両の架台の中央に分解能が０．５°又は０．２５°の第１のレーザスキャナ（下方スキャン用レーザ）と、第２のレーザスキャナ（上方スキャン用レーザ）とからなるレーザスキャナを設け、これらのレーザスキャナのレーザヘッドを回転させながら線路（左レールと右レールを含む）にレーザ光を照射して高密度のレーザ点群を取得することが開示されている（段落００５１〜００６７参照）。

そして、特許文献１の線路周辺設備空間情報取得システムの段落０１７９には、上記のレーザスキャナによって取得したレーザデータの反射強度に基づく地物のレーザ画像を表示することが開示されている。

一方、特許文献２のレーザオルソ画像生成装置には、車両に搭載した高密度レーザ器（高密度レーザスキャナ）から道路にレーザを発射して、このレーザ点群を画面に表示することが開示されている（図１４参照）。

特開２０１２−２２５８４６号公報 特許第４９４８６８９号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２は、レーザスキャナを用いて線路の高密度のレーザ点群を取得しているが、左レールと右レールとの軌間の中心軌跡である軌間中心位置線（軌道ともいう）を自動的に抽出することについては開示がない。

つまり、特許文献１の線路周辺設備空間情報取得システムは、線路の軌道については、画面に表示されたレーザ点群の内で左レールのレールゲージコーナ、右レールのレールゲージコーナを目視で決定し、この決定した左レールのレールゲージコーナ、右レールのレールゲージコーナをなぞってレールゲージコーナの軌跡を描き、これらのレールゲージコーナから線路の軌道を目視で決めて手作業で画面上に軌間中心位置線を描くことになる。

ところが、線路というのは数十キロ、数百キロにもなり、総延長で数千キロにもなる。

従って、レーザ点群の画像を表示した画面に、手作業で線路の軌道を描いていくのは時間が非常にかかり現実的ではない。

また、高密度レーザのレーザ点群というのは非常に細かい。このため、目視で左右のレールゲージコーナを決めるのは正確性に欠ける。すなわち、非常に時間と手間をかけて線路の軌間中心位置線を描いたとしても精度に問題が出る。

本発明は上記の課題を鑑みてなされたもので、高密度のレーザ点群を用いて線路のレールゲージコーナ軌跡及び軌道である軌間中心位置線を正確かつ容易に得ることができるレーザ点群を用いた線路軌跡作成システムを得ることを目的とする。

本発明に係るレーザ点群を用いた線路軌跡作成システムは、線路を走行する車両にＧＮＳＳ受信機を配置し、前記線路を含む測定対象範囲をスキャニング可能に高密度レーザスキャナを配置し、前記車両に慣性航法装置を設けて、前記高密度レーザスキャナからスキャニングしながら得られた高密度のレーザ点群（ＬＲｉ）、前記ＧＮＳＳ受信機の位置及び前記慣性航法装置が取得した前記車両の姿勢（θｉ）を用いて前記線路の線路軌跡を求めるレーザ点群を用いた線路軌跡作成システムであって、
前記線路の直線と見なせる一定区間毎に、左レールを含むように定義された左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）及び右レールを含むように定義された右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）が記憶され、これらに記憶されたレーザ点群（ＬＲｉ）を左レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲａＢｉ）、右レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲｂＢｉ）として収納した三次元メモリと、
前記線路の左レール基準断面形状、右レール基準断面形状を座標データで記憶した基準レール断面形状用データベースと、レール用レーザ点群二次元メモリを備え、さらに、レールゲージコーナ抽出部を備え、
前記レールゲージコーナ抽出部は、
前記三次元メモリに前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）、右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）が記憶される毎に、各々のボックスの二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）、を前記レール用レーザ点群二次元メモリに定義する手段と、
前記二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）の定義に伴って、前記三次元メモリの前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）の左レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲａＢｉ）及び右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）の右レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲｂＢｉ）を前記レール用レーザ点群二次元メモリの該当の二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）に投影変換して左レール断面形状（ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´））と右レール断面形状（ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´））とを得る手段と、
前記レール用レーザ点群二次元メモリの該当の二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）に、前記基準レール断面形状用データベースの前記左レール基準断面形状及び右レール基準断面形状を読み込む手段と、
前記左レール基準断面形状と前記左レール断面形状（ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´））とマッチングを行って左レール断面形状（ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´））における左レールゲージコーナ二次元位置（Ｒａｋｃｉ（ｘ´´，ｚ´´））を得る手段と、
前記右レール基準断面形状と前記右レール断面形状（ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´））とマッチングを行って右レール断面形状（ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´））における右レールゲージコーナ二次元位置（Ｒｂｋｃｉ（ｘ´´，ｚ´´））を得る手段とを備え、さらに、
三次元座標変換部と、線路軌跡用蓄積メモリと、軌間中心位置算出部とを備え、
前記三次元座標変換部は、
前記左レールゲージコーナ二次元位置（Ｒａｋｃｉ（ｘ´，ｚ´））と右レールゲージコーナ二次元位置（Ｒｂｋｃｉ（ｘ´´，ｚ´´））とを前記三次元メモリの三次元座標系に変換する手段と、
この変換座標に前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）又は右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）内の任意のｙ値を付加して、左レールゲージコーナ三次元位置（Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，y，ｚ））及び右レールゲージコーナ三次元位置（Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ，y，ｚ））を求める手段とを備え、
前記軌間中心位置算出部は、
前記左レールゲージコーナ三次元位置（Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，y，ｚ））と前記右レールゲージコーナ三次元位置（Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ，y，ｚ））との間を軌間（Ａｆｉ）として求める手段と、
前記軌間（Ａｆｉ）を二等分する位置を軌間中心線位置（Ｖｂｉ）として求め、この軌間中心線位置（Ｖｂｉ）が得られる毎に、これを前記線路軌跡用蓄積メモリに記憶して軌間中心位置線（Ｑｉ）を得る手段とを備えたことを要旨とする。

以上のように本発明によれば、直線と見なせる左レール及び右レールの一定区間毎に、左レールの縦横高さが含まれる左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）と右レールの縦横高さが含まれる右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）とを三次元メモリに定義して、これらに左レール、右レールに高密度のレーザをスキャニングしながら照射して得た高密度のレーザ点群（ＬＲｉ）を該当のレール点群収集用ボックス（ＲＱＢｉ（左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）、右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ））に格納して、これらをレール用レーザ点群二次元メモリ（Ｘ´−Ｚ´）に投影変換して高精度の左レール断面形状及び右レール断面形状を得る。

そして、左レール断面形状と予め設定されている左レール断面基準形状（ＩＣＰソース点群）とをマッチング処理して左レールゲージコーナ二次元位置（Ｒａｋｃｉ：ｘ´，ｚ´）を得ると共に、右レール断面形状と予め設定されている右レール基準断面形状（ＩＣＰソース点群）とをマッチング処理して右レールゲージコーナ二次元位置（Ｒｂｋｃｉ：ｘ´´，ｚ´´）を得る。すなわち、容易に精度が高いレールゲージコーナの軌跡を二次元上で得ることができる。

また、左レールゲージコーナ二次元位置（Ｒａｋｃｉ：ｘ´，ｚ´）と右レールゲージコーナ二次元位置（Ｒｂｋｃｉ：ｘ´，ｚ´）とが得られる毎に、これらを三次元メモリの三次元座標系に変換すると共に、この変換座標に左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）又は右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）内の任意のｙ値を付加して、左レールゲージコーナ三次元位置（Ｒａｓｋｃｉ：ｘ，y，ｚ）及び右レールゲージコーナ三次元位置（Ｒｂｓｋｃｉ：ｘ，y，ｚ）を求め、そして左レールゲージコーナ三次元位置（Ｒａｓｋｃｉ：ｘ，y，ｚ）と右レールゲージコーナ三次元位置（Ｒｂｓｋｃｉ：ｘ，y，ｚ）との中心線を軌間中心位置線（軌間Ａｆｉ）として求めている。このため、この軌間中心線位置（Ｖｂｉ）は三次元上においても非常に精度が高い。つまり、線路の勾配、傾斜に応じて精度が高い軌間中心線位置（Ｖｂｉ）を得ている。

実施の形態のレーザ点群を用いた線路軌跡作成システムの概略構成図である。 実施の形態の代表画面の説明図である。 天板の上面図である。 陸車と台車との関係の説明図である。 レールの名称の説明図である。 線路の軌間Ａｆｉ、レール抽出幅Ａｊｉ、レール抽出高Ａｋｉ等の説明図である。 軌道の説明図である。 レーザ点群用データベース１０１のレーザ点群ＬＲｉの説明図である。 車両上走行中心軌跡データＰｉの説明図である。 パラメータＡｉの説明図である。 レール上のレーザ点群ＬＲｉとレール断面との関係を説明する説明図である。 レール抽出範囲設定部１２０の処理を説明図する説明図である。 レール抽出範囲設定部１２０の処理を説明図する説明図である。 レール抽出範囲設定部１２０の処理を説明図する説明図である。 レール用点群取得部１３０の処理を説明する説明図である。 ローカル座標系（Ｘ´−Ｙ´−Ｚ´）の説明図である。 二次元（Ｘ´−Ｚ´）に定義される点群を説明する説明図である。 初回時の初期位置算出処理を説明する説明図である。 一定区間毎車両上走行中心軌跡作成部１１０の詳細処理を説明するフローチャートである。 一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉの定義を説明する説明図である。 一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリ１０７のデータ構成を説明する説明図である。 レール抽出範囲設定部１２０、レール用点群取得部１３０及びレールゲージコーナ抽出部１４０の処理を説明するフローチャートである。 レール抽出範囲設定部１２０、レール用点群取得部１３０及びレールゲージコーナ抽出部１４０の処理を説明するフローチャートである。 レール抽出範囲設定部１２０、レール用点群取得部１３０及びレールゲージコーナ抽出部１４０の処理を説明するフローチャートである。 レール抽出範囲設定部１２０、レール用点群取得部１３０及びレールゲージコーナ抽出部１４０の処理を説明するフローチャートである。 レール抽出範囲の補足図である。 本実施の形態のレールゲージコーナ頂点位置を得るための流れを説明する説明図である。 １３５のデータ構造を説明する説明図である。 ＩＣＰソース初期位置の引き継ぎ更新を説明する説明図である。 １６０のデータ構造を説明する説明図である。 線路軌跡用蓄積メモリ１８５のデータ構造を説明する説明図である。 軌跡表示部１９５の処理を説明するフローチャートである。 軌跡表示部１９５の処理の補足図である。 実施の形態で得られた画面（軌間中心位置線Ｑｉ、左レーゲージコーナ軌跡Ｒａｒ、右レーゲージコーナ軌跡Ｒｂｒ）の説明図である。 実施の形態で得られた画面（左レーゲージコーナ軌跡Ｒａｒ、右レーゲージコーナ軌跡Ｒｂｒ）の説明図である。 曲率Ｒが３６０ｍの急曲線のレールの場合の画面の説明図である。 踏切（直線）の場合の画面の説明図である。 雑草がある線路の画面の説明図である。 片開き分岐器がある線路の画面の説明図である。 乗り越し分岐器がある線路の画面の説明図である。

以下に示す本実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想（構造、配置）は、下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。図面は模式的なものであり、装置やシステムの構成等は現実のものとは異なることに留意すべきである。

図１は実施の形態のレーザ点群を用いた線路軌跡作成システムの概略構成図である。

実施の形態においては、レーザデータをレーザ点群ＬＲｉ（１個含む）と称し、このレーザ点群ＬＲｉ及び車両上走行中心軌跡データＰｉは直角座標に変換されているとして説明する。このレーザ点群ＬＲｉ及び車両上走行中心軌跡データＰｉについて図を用いて後述する。

また、線路は左レール、右レール、枕木、地盤等を含むとして説明する。さらに、線路軌跡は、左右のレールのレールゲージコーナの軌跡（レール軌跡ともいう）、軌道の軌跡（以下軌間中心位置線Ｑｉという）を含むとして説明する。

図１に示すように、レーザ点群を用いた線路軌跡作成システム３００は、線路（左レールＲａ、右レールＲｂを含む）を走行する軌陸車１の後に台車１０を接続し、この台車１０上にレーザ点群取得装置３０を搭載した自動車２０を搭載して取得したレーザ点群ＬＲｉを用いている。

レーザ点群を用いた線路軌跡作成システム３００は、図１に示すように、コンピュータ本体部１００と、表示部２００等からなり、コンピュータ本体部１００が後述するプログラムに基づいてレーザ点群ＬＲｉ及び車両上走行中心軌跡データＰｉを用いて図２に示すように、左レールＲａの軌跡（以下左レールゲージコーナ軌跡Ｒａｒという）、右レールＲｂの軌跡（以下右レールゲージコーナ軌跡Ｒｂｒという）及び軌間中心位置線Ｑｉを求めて表示部２００の画面のレーザ点群ＬＲｉの画像上に表示する。

前述の左レーゲージコーナ軌跡Ｒａｒ、右レーゲージコーナ軌跡Ｒｂｒ及び軌間中心位置線Ｑｉの具体的生成手順の前にレーザ点群取得装置３０を説明する。
（レーザ点群取得装置３０の説明）
レーザ点群取得装置３０におけるレーザスキャナは一台でも複数台でも構わないが、実施の形態で左レール用のレーザスキャナ、右レール用のレーザスキャナを有しているものとして説明する。

レーザ点群取得装置３０は図３に示すように、平板状の天板３１に、高密度の左レール用レーザスキャナ３０Ａ（ラインレーザ）と、高密度の右レール用レーザスキャナ３０Ｂ（ラインレーザ）と、ＧＮＳＳ受信機３０Ｃと、コントローラ３０Ｄ等を備えている。

ＧＮＳＳ受信機３０Ｃは、天板３１の中央に設けられている。このＧＮＳＳ受信機３０Ｃは、一定時間毎にＧＮＳＳデータを出力する。このＧＮＳＳ受信機３０Ｃは中央でなくとも構わない。

左レール用レーザスキャナ３０Ａは、後側の左角に中心軸に対してスキャン角度が４５度になるように配置され、右レール用レーザスキャナ３０Ｂは後側の右角に中心軸に対してスキャン角度が４５度になるように配置されている。

前述の左レール用レーザスキャナ３０Ａと右レール用レーザスキャナ３０Ｂと総称して高密度のレーザスキャナと称する。また、カメラを複数備えてもよい。

この高密度のレーザスキャナは、到達距離が８０ｍ〜１００ｍの範囲であり、斜度４５度で周囲１８０度、２７０度又は３６０度の範囲を例えば２００Ｈｚ周期でラインレーザを発射して１度あたり４個以上のレーザデータを取得し、１周期あたり３６万パルスを取得している。つまり、精度は５０ｍｍ以下（２．５ｍｍ、５．０ｍｍ、１０ｍｍ・・・・）の高密度のレーザデータを取得する。

前述の三次元座標系及びＧＮＳＳデータは、横メルカトル図法に基づく、所定の位置を原点とした座標系で定義している。

コントローラ３０Ｄは、高密度のレーザスキャナ（３０Ａ、３０Ｂ）及びＧＮＳＳ受信機３０Ｃを制御してレーザデータ及びＧＮＳＳデータをメモリ（図示せず）に記憶する。

さらに、コントローラ３０Ｄには、慣性航法装置ＩＭＵ等（図示せず）を備えており、自動車２０の姿勢θｉ（κ，ω，φ）を取得することができる。これらの慣性航法装置ＩＭＵで取得した姿勢θｉ（κ，ω，φ）はＧＮＳＳデータに対応させてメモリ（図示せずに記憶している。

そして、この慣性航法装置ＩＭＵの姿勢θｉ（κ，ω，φ）と、ＧＮＳＳデータ等を用いて前述の対象物のスポット点の三次元座標を求めている。

そして、ＧＮＳＳデータと慣性航法装置ＩＭＵの姿勢θｉ（κ，ω，φ）とから車両走行位置情報Ｐを２５６ｓｅｃ毎に出力する。

（用語の説明）
実施の形態で用いる主要な用語を説明する。上記の車両上走行中心軌跡データＰｉというのは、車両走行位置情報Ｐを例えば直角座標（三次元座標系）に変換したデータであり、図４に示すように、台車１０上の自動車２０の上のレーザ点群取得装置３０のＧＮＳＳ受信機３０ＣのＧＮＳＳデータを直角座標に変換したものである。

次に、図５を用いてレールの名称を説明する。図５に示すようにレールは、頭部Ａ、腹部Ｂ、底部Ｃ等からなる。そして、レールの頭部Ａのレールゲージコーナを実施の形態ではレールゲージコーナｋｃｉと称する。

次に、図６を用いて軌間Ａｆｉ、レール抽出幅Ａｊｉ、レール抽出高Ａｋｉ等を説明する。

図６に示すように、軌間Ａｆｉは左レールＲａのレールゲージコーナｋｃｉと右レールＲｂのレールゲージコーナｋｃｉとの間の中心である。

この軌間Ａｆｉには、図６に示すように、軌間中心線位置Ｖｂｉが存在する。軌間中心線位置Ｖｂｉは、軌間Ａｆｉを二等分した位置であり、この軌間中心位置Ｖｂｉを繋げた軌跡を軌間中心位置線Ｑｉと称する（図７参照）。

そして、図６に示すように、左レールＲａの左レール頭部頂点位置Ｒａｉと軌間中心線位置Ｖｂｉとの間を左幅Ａｐａｉと称し、右レールＲｂの右レール頭部頂点位置Ｒｂｉと軌間中心線位置Ｖｂｉとの間を右幅Ａｐｂｉと称する。

さらに、本実施の形態は、図６に示すように、後述するレール点群収集用ボックス（４００ｍｍ×４００ｍｍ×１０００ｍｍ）を生成するためのパラメータとなるレールの抽出高をレール抽出高Ａｋｉと称し、レールの抽出幅をレール抽出幅Ａｊｉと称する。

また、軌間中心線位置Ｖｂｉ直下となる地面の位置を車両上ＧＮＳＳ直下地面位置Ｖａｉと称し、軌間中心線位置Ｖｂｉと車両上ＧＮＳＳ直下地面位置Ｖａｉとの間を抽出オフセット高Ａｅｉと称する。この抽出オフセット高Ａｅｉはレール高Ｈに相当する。

（各部の説明）
図１に示すように、コンピュータ本体部１００は、レーザ点群用データベース１０１と、車両上走行軌跡用データベース１０２と、パラメータ用データベース１０３と、左レール基準断面形状用データベース１０４ａと、右レール基準断面形状用データベース１０４ｂとからなる基準レール断面形状用データベース１０４とを備えている。

また、一定区間毎車両上走行中心軌跡作成部１１０と、一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリ１０７と、レール抽出範囲設定部１２０と、レール抽出範囲設定用メモリ１２５と、仮軌間中心位置情報用メモリ１２７と、レール用点群取得部１３０と、左レール用レーザ点群二次元メモリ１４５ａと右レール用レーザ点群二次元メモリ１４５ｂとからなるレール用レーザ点群二次元メモリ１４５と、左レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ａと右レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ｂとかなるレール点群取得用メモリ１３５とを備えている。

また、三次元座標変換部１４８と、レールゲージコーナ抽出部１４０と、次間隔コーナ初期位置設定部１５０と、左レールゲージコーナ頂点用メモリ１６０ａと、右レールゲージコーナ頂点用メモリ１６０ｂと、レールゲージコーナ頂点蓄積部１８０と、左線路軌跡用蓄積メモリ１８５ａと、右線路軌跡用蓄積メモリ１８５ｂと、軌間中心位置算出部１９０と、軌跡表示部１９５等を備えている。

レーザ点群用データベース１０１は、レーザ点群取得装置３０が取得したレーザデータを例えば直角座標で記憶している。

この直角座標に変換されたレーザデータを実施の形態ではレーザ点群ＬＲｉと称する。レーザ点群ＬＲｉは、図８に示すようにレーザ点群ＬＲｉの番号（ＬＲ１、ＬＲ２、・・・）とレーザ点群ＬＲｉの三次元座標（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）と色値（ＲＧＢ又はグレースケール値）と反射強度Ｉｎｉと時刻ｔｉ（発射時刻、受信時刻）等からなる。なお、座標ｚｉと色値（ＲＧＢ又はグレースケール値）と反射強度Ｉｎｉと時刻ｔｉとは、二次元座標（ｘｉ、ｙｉ）に属性情報として付加されている。

そして、このレーザ点群ＬＲｉは、高速に表示を実現するために、１ｍ間隔のメッシュｍｉに分割し、メッシュ番号を付加して一定領域単位でファイルＦＤｉ化（ＦＤ１、ＦＤ２・・・）されている。

このレーザ点群ＬＲｉは、レーザスキャナ（ラインスキャナ）を天板の角に配置しているので低速での計測時においては、１つのレール上において左レール用レーザスキャナ３０Ａのレーザ点群ＬＲｉと右レール用レーザスキャナ３０Ｂのレーザ点群ＬＲｉとが集中する。

これでは、後述するＩＣＰマッチング処理ができなくなるので、いずれのレーザスキャナのものを使用するかが選択されてファイリングされているとする。

車両上走行軌跡用データベース１０２には、レーザ点群取得装置３０で取得した車両走行位置情報Ｐを直角座標で車両上走行中心軌跡データＰｉとして記憶している。

車両上走行中心軌跡データＰｉは、図９に示すように、車両上走行中心軌跡データＰｉの番号（Ｐ１、Ｐ２・・・）と、位置（ｘ、ｙ、ｚ）と姿勢θｉ（κ，ω，φ）と出力時刻ｔｐｉ等からなる。

前述のレーザ点群ＬＲｉ及び車両上走行中心軌跡データＰｉは、直角座標に変換するための図示しないコンピュータで予め生成してレーザ点群用データベース１０１、車両上走行軌跡用データベース１０２に記憶している。また、この直角座標の変化処理をコンピュータ本体部１００にプログラムとして設けても構わない。

パラメータ用データベース１０３は、図１０に示すパラメータＡｉを記憶している。

このパラメータＡｉは、走行軌跡読込間隔Ａａｉ（例えば１０００ｍｍ：１ｍ）と、車両の進行方向Ａｂｉ（前進又は後退）と、ＧＮＳＳ高Ａｄｉ（例えば２７３０ｍｍ）と、抽出オフセット高Ａｅｉ（例えば１６０ｍｍ）と、軌間Ａｆｉ（例えば１０６７ｍｍ）と、レール頭頂幅Ａｇｉ（例えば６５ｍｍ）と、レール抽出幅Ａｊｉ（例えば４００ｍｍ）と、レール抽出高Ａｋｉ（例えば４００ｍｍ）と、レール抽出奥行Ａｍｉ（例えば１０００ｍｍ）とを記憶している。これらをオペレータが画面に入力画面（図示せず）を開いて入力している。

これらのパラメータの内で特異なものについて説明する。走行軌跡読込間隔Ａａｉを１０００ｍｍとしているのは、レールというのは１０００ｍｍまでは直線と見なすことができるからである。

基準レール断面形状用データベース１０４は、基準レール断面形状（以下ＩＣＰソース点群ＳＲｉという）を記憶している。この基準レール断面形状用データベース１０４は、左レール用と右レール用とがある。左レール用は左レール基準断面形状用データベース１０４ａと称し、右レール用は右レール基準断面形状用データベース１０４ｂと称している。そして、左レール用は左レール用ＩＣＰソース点群ＳＲａｉ（左レール断面基準形状ともいう）と称し、右レール用は右レール用ＩＣＰソース点群ＳＲｂｉ（右レール基準断面形状ともいう）と称する。

レールの断面形状は、線路（レール、枕木等）、地域、線区間、鉄道会社によって異なる。

また、直線路、カーブ区間、速度等によっても、レール上のレーザ点群ＬＲｉにはばらつきがある。このため、図１１に示すように、Ｔｙｐｅ１、Ｔｙｐｅ２、・・・Ｔｙｐｅ５等に分類される。これらのタイプは、イメージ線とドット等で定義する。

図１１においては、実際のレーザ点群ＬＲｉとＴｙｐｅとを対応させて説明する。

Ｔｙｐｅ１は、頭頂面と側面とにレーザ点群ＬＲｉが集中している。

Ｔｙｐｅ２は、頭頂面のみにレーザ点群ＬＲｉが集中している。

Ｔｙｐｅ３は、頭頂面の中央以外のコーナに集中している。

Ｔｙｐｅ４は、頭頂面の一部と側面の一部に集中している（カーブ区間に多い）。

Ｔｙｐｅ５は、頭頂面の一部に集中している。

これらのいずれかのタイプを基準レール断面形状（ＩＣＰソース点群ＳＲｉ）として記憶している。すなわち、タイプに応じたレールの断面形状を示すイメージ線と、ドットの位置（ｘ，ｚ又はｘ，ｙ）とドットの大きさ、ドット数、ドットの間隔、角位置等（以下総称してイメージデータ（座標データともいう）と称する）をＩＣＰソース点群ＳＲｉ（基準レール断面形状）として基準レール断面形状用データベース１０４に記憶している。

一定区間毎車両上走行中心軌跡作成部１１０は、車両上走行軌跡用データベース１０２から２５６ｓｅｃ毎の車両上走行中心軌跡データＰｉ（Ｐ１、Ｐ２・・）を一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリ１０７に読み込み、この車両上走行中心軌跡データＰｉに走行軌跡読込間隔Ａａｉ（１０００ｍｍ）に相当する位置（ｘ，ｙ，ｚ）を定義する。

そして、この位置（ｘ，ｙ，ｚ）に車両上走行中心軌跡データＰｉが存在するかどうかを判断し、存在する場合は、その車両上走行中心軌跡データＰｉを一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉ（一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉ、姿勢θｉを含む）として一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリ１０７に記憶する。

また、存在しない場合は、車両上走行中心軌跡データＰｉの走行軌跡読込間隔Ａａｉ（１０００ｍｍ）に相当する一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉ（ｘ，ｙ，ｚ）の前後数個の一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉに含まれている姿勢θｉ（κ，ω，φ）に基づいて、この一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉにおける姿勢θｉ（κ，ω，φ）を求める。そして、この一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉ（ｘ，ｙ，ｚ）と求めた姿勢θｉ（κ，ω，φ）とを一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉとして一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリ１０７に記憶する。

レール抽出範囲設定部１２０の処理は図１２〜図１４を用いて説明する。レール抽出範囲設定部１２０は、仮軌間中心位置情報用メモリ１２７及びレール抽出範囲設定用メモリ１２５に座標系（Ｘ−Ｙ−Ｚ）を定義する。

そして、一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリ１０７の一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉ（ＱＱＰ１、ＱＱＰ２・・）を順に指定し、この指定した一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉの一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉのｚ値からパラメータＡｉに含まれているＧＮＳＳ高Ａｄｉを減算した位置を車両上ＧＮＳＳ直下地面位置Ｖａｉ（ｘ，ｙ，ｚ）として求めて、この車両上ＧＮＳＳ直下地面位置Ｖａｉのｚ値にパラメータＡｉに含まれている抽出オフセット高Ａｅｉを加算した位置を仮軌間中心線位置ＶＶｂｉ（ｘ，ｙ，ｚ）として求める。

そして、一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉと車両上ＧＮＳＳ直下地面位置Ｖａｉと仮軌間中心線位置ＶＶｂｉとを仮軌間中心線位置情報ＱＶＶｂｉとして仮軌間中心位置情報用メモリ１２７に記憶する。

そして、レール抽出範囲設定部１２０は、一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉが指定される毎に、この一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉの一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉ（ｘ，ｙ，ｚ）を図１２に示すように、レール抽出範囲設定用メモリ１２５に定義すると共に、一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉを指定する毎に、この一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉに関連付けられている仮軌間中心線位置情報ＱＶＶｂｉを仮軌間中心位置情報用メモリ１２７から読み込んで、この仮軌間中心線位置情報ＱＶＶｂｉに含まれている仮軌間中心線位置ＶＶｂｉを図１２に示すように、レール抽出範囲設定用メモリ１２５に定義する。

仮とするのは左レールＲａ、右レールＲｂのレールゲージコーナｋｃｉの角の頂点位置（Ｒａｋｃｉ、Ｒｂｋｃｉ）がレーザ点群ＬＲｉからまだ求められていないためである。

そして、図１２に示すように、これらの位置（Ｖｂｂｉ、ＱＰｉ）を通る垂線Ｌａに対して、直角に交わる水平線を地面高線ＨＬｇｉとしてレール抽出範囲設定用メモリ１２５に定義する。

そして、この仮軌間中心線位置ＶＶｂｉからパラメータ用データベース１０３の軌間Ａｆｉ（例えば１０６７ｍｍ）とレール頭頂幅Ａｇｉ（例えば６５ｍｍ）との合計を二等分した値を左幅Ａｐａｉ、右幅Ａｐｂｉとして定義する。

そして、図１２に示すように、この定義された左幅Ａｐａｉの端を左レール頭部頂点位置Ｒａｉ、右幅Ａｐｂｉの端を右レール頭部頂点位置Ｒｂｉとし、この左レール頭部頂点位置Ｒａｉ、右レール頭部頂点位置Ｒｂｉを中心にしてパラメータ用データベース１０３のレール抽出幅Ａｊｉ、レール抽出高Ａｋｉとを定義して後述するレールゲージコーナｋｃｉを抽出するためのレーザ点群収集用ボックスの基準となるレール抽出範囲基準ＲＨｉを生成する。

左用は左側レール抽出範囲基準ＲＨａ、右用は右側レール抽出範囲基準ＲＨｂと称する。

また、レール抽出範囲設定部１２０は、左側レール抽出範囲基準ＲＨａ、右側レール抽出範囲基準ＲＨｂが定義される毎に、パラメータ用データベース１０３のレール抽出奥行Ａｍｉの図１３に示すレール点群収集用ボックスＲＱＢｉ（４００ｍｍ×４００ｍｍ×１０００ｍｍ）を生成する。左レール用は、左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉ、右レール用は、右レール点群収集用ボックスＲｂＱＢｉと称する。

そして、一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉに付加されている姿勢θｉ（κ、ω、φ）の回転角ωに基づいて図１４に示すようにこれらのボックスを傾ける。

左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉの各頂点（８点）の三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）は、Ｒａ１ｂ、Ｒａ１ｕ、Ｒａ２ｂ、Ｒａ２ｕ、Ｒａ３ｂ、Ｒａ３ｕ、Ｒａ４ｕ、Ｒａ４ｂとする。

また、右レール点群収集用ボックスＲｂＱＢｉの各頂点（８点）の三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）は、Ｒｂ１ｂ、Ｒｂ１ｕ、Ｒｂ２ｂ、Ｒｂ２ｕ、Ｒｂ３ｂ、Ｒｂ３ｕ、Ｒｂ４ｕ、Ｒｂ４ｂとする。

レール用点群取得部１３０は、左レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ａと右レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ｂとを備え、これらに三次元座標系（Ｘ−Ｙ−Ｚ）を定義する。

そして、左レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ａに左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉ（傾斜済）をコピーし、右レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ｂに右レール点群収集用ボックスＲｂＱＢｉ（傾斜済）をコピーする（図１５参照）。

そして、レール用点群取得部１３０は、図１５に示すように、レーザ点群用データベース１０１から左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉ内の左レールレーザ点群ＬＲａｉ（ｘ，ｙ，ｚ）を全て読み込んで、かつレーザ点群用データベース１０１から右レール点群収集用ボックスＲｂＱＢｉ内の右レールレーザ点群ＬＲｂｉ（ｘ，ｙ，ｚ）を全て読み込む。

左レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ａの左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉに取得されたレーザ点群を左レール用ボックス内レーザ点群ＬＲａＢｉと称し、右レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ｂの右レール点群収集用ボックスＲｂＱＢｉに取得されたレーザ点群を右レール用ボックス内レーザ点群ＬＲｂＢｉと称する。

そして、図１５に示すように、左側レール抽出範囲基準ＲＨａにおける左レール用ボックス内レーザ点群ＬＲａＢｉから内側レールゲージコーナ点に相当する左レール用ボックス内レーザ点群ＬＲａＢｉを決定し、これを基準にしてＸ´―Ｙ´―Ｚ´の三次元座標系を定義する。つまり、左レールの傾きに対応する座標系（左レール用ローカル座標系ともいう）が定義されたことになる。

右レールは、右側レール抽出範囲基準ＲＨｂにおける右レール用ボックス内レーザ点群ＬＲｂＢｉから内側レールゲージコーナ点に相当する右レール用ボックス内レーザ点群ＬＲｂＢｉを決定し、これを基準にしてＸ´´―Ｙ´´―Ｚ´´の三次元座標系を定義する。つまり、右レールの傾きに対応する座標系（右レール用ローカル座標系ともいう）が定義されたことになる。

レールゲージコーナ抽出部１４０は、左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉ（レーザ点群有り）、右レール点群収集用ボックスＲｂＱＢｉ（レーザ点群有り）が記憶される毎に、レール用レーザ点群二次元メモリ１４５に各々のローカル座標系を定義する。

これは、図１５に示すように、左側レール抽出範囲基準ＲＨａにおける左レール用ボックス内レーザ点群ＬＲａＢｉから内側レールゲージコーナ点に相当する左レール用ボックス内レーザ点群ＬＲａＢｉを決定し、これを基準（原点）にしてＸ´―Ｙ´―Ｚ´の三次元座標系を定義する。つまり、左レールの傾きに対応する座標系（ローカル座標系ともいう）を定義することになる。

右レールは、右側レール抽出範囲基準ＲＨｂにおける右レール用ボックス内レーザ点群ＬＲｂＢｉから内側レールゲージコーナ点に相当する右レール用ボックス内レーザ点群ＬＲｂＢｉを決定し、これを基準（原点）にしてＸ´´―Ｙ´´―Ｚ´´の三次元座標系を定義する。つまり、右レールの傾きに対応する座標系（ローカル座標系ともいう）を定義することになる。

そして、図１６（ａ）に示すように、左レール用レーザ点群二次元メモリ１４５ａに左レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ａにおけるローカル座標系（Ｘ´−Ｙ´−Ｚ´）の二次元（Ｘ´−Ｚ´）を定義し、右レール用レーザ点群二次元メモリ１４５ｂに右レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ｂにおけるローカル座標系（Ｘ´−Ｙ´−Ｚ´）の二次元（Ｘ´´−Ｚ´´）を定義する。

また、レールゲージコーナ抽出部１４０は、左レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ａに定義されている左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉ内の左レール用ボックス内レーザ点群ＬＲａＢｉを、図１６（ａ）に示すように、左レール用レーザ点群二次元メモリ１４５ａの二次元（Ｘ´−Ｚ´）に全て投影変換（以下左レール変換二次元上点群ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´）という）すると共に、右レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ｂに定義されている左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉ内の右レール用ボックス内レーザ点群ＬＲｂＢｉを、図１６（ｂ）に示すように、右レール用レーザ点群二次元メモリ１４５ｂの二次元（Ｘ´´−Ｚ´´）に全て投影変換（以下右レール変換二次元上点群ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´）という）する。

左レール変換二次元上点群ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´）と右レール変換二次元上点群ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´）とを総称してレール変換二次元上点群ＬＲＨＢｉと称している。

また、レールゲージコーナ抽出部１４０はレール用レーザ点群二次元メモリ１４５（１４５ａ、１４５ｂ）の二次元に定義されたレール変換二次元上点群ＬＲＨＢｉ（ＬＲａＨＢｉ、ＬＲｂＨＢｉ）と後述するレール用変換ＩＣＰソース点群ＳＨＲｉ（ＳＨＲａｉ、ＳＨＲｂｉ）とをマッチング処理してレール変換二次元上点群ＬＲＨＢｉ（ＬＲａＨＢｉ、ＬＲｂＨＢｉ）におけるレールゲージコーナ二次元位置Ｒｋｃｉ（Ｒａｋｃｉ、Ｒｂｋｃｉ）を得る。

この処理の概略を、図１７を用いて説明する。

レールゲージコーナ抽出部１４０はレール抽出範囲設定部１２０がレール抽出範囲設定用メモリ１２５に定義した一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉの番号が初めの番号（ＱＰ１）である場合は、パラメータＡｉに含まれているレール形状Ａｎｉのレール種別（左レール、右レール）に該当する左レール基準断面形状用データベース１０４ａ又は右レール基準断面形状用データベース１０４ｂを引き当てる。

そして、左レール断面基準形状である左レール用ＩＣＰソース点群ＳＲａｉ又は右レール基準断面形状である右レール用ＩＣＰソース点群ＳＲｂｉを左レール用レーザ点群二次元メモリ１４５ａの二次元（Ｘ´−Ｚ´）又は右レール用レーザ点群二次元メモリ１４５ｂの二次元（Ｘ´´−Ｚ´´）読み込む（図１７参照）。

この二次元に読み込まれた左レール用ＩＣＰソース点群ＳＲａｉ（左レール断面基準形状）を左レール用変換ＩＣＰソース点群ＳＨＲａｉ（変換左レール基準断面形状）と称し、右レール用ＩＣＰソース点群ＳＲｂｉ（右レール基準断面形状）を右レール用変換ＩＣＰソース点群ＳＨＲｂｉ（変換右レール基準断面形状）と称し、総称してレール用変換ＩＣＰソース点群ＳＨＲｉ（変換レール基準断面形状ともいう）と称している。

また、左レール基準断面形状（左レール用ＩＣＰソース点群ＳＲａｉ）と、変換左レール基準断面形状（左レール用変換ＩＣＰソース点群ＳＨＲａｉ）とを総称して左レール断面基準形状と称している。

また、右レール基準断面形状（右レール用ＩＣＰソース点群ＳＲｂｉ）と、変換右レール基準断面形状（右レール用変換ＩＣＰソース点群ＳＨＲｂｉ）とを総称して右レール断面基準形状と称している。

さらに、左レール断面基準形状と右レール断面基準形状とを総称してレール断面基準形状と称している。

また、レール用変換ＩＣＰソース点群ＳＨＲｉ（変換レール基準断面形状）のコーナ頂点位置を変換ＩＣＰソース点群コーナ角位置ＳＨＲｋｃｉ（レール断面基準形状コーナ角位置ともいう）と称している。左レール用は左レール用変換ＩＣＰソース点群コーナ角位置ＳＨＲａｋｃｉ（左レール基準断面形状コーナ角位置ともいう）、右レール用は右レール用変換ＩＣＰソース点群コーナ角位置ＳＨＲｂｋｃｉ（右レール基準断面形状コーナ角位置ともいう）と称している。

そして、レールゲージコーナ抽出部１４０は次間隔コーナ初期位置設定部１５０によって設定されている前回のレールゲージコーナ二次元位置ＲｋｃｉであるＩＣＰソース点群初期位置ＳＰｏｉ（ＳＰａｏｉ、ＳＰｂｏｉ）になるようにレール用レーザ点群二次元メモリ１４５（１４５ａ、１４５ｂ）の二次元に定義してＩＣＰマッチングを実行して今回のレールゲージコーナ二次元位置Ｒｋｃｉ（Ｒａｋｃｉ、Ｒｂｋｃｉ）を得る（図１７参照）。

そして、レールゲージコーナ抽出部１４０は、マッチング処理によって得られた今回のレールゲージコーナ二次元位置Ｒｋｃｉ（Ｒａｋｃｉ、Ｒｂｋｃｉ）を次間隔コーナ初期位置設定部１５０に出力する。

三次元座標変換部１４８は、レールゲージコーナ抽出部１４０によって得られた今回のレールゲージコーナ二次元位置Ｒｋｃｉ（Ｒａｋｃｉ、Ｒｂｋｃｉ）を三次元座標系に基づいて変換し、かつ予め設定されているｙ値（５００ｍｍ）をこれらに付加した三次元座標（ｘ、ｙ、ｚ）を求めてレール点群取得用メモリ１３５（１３５ａ、１３５ｂ）に記憶する。

左レール用は、左レールゲージコーナ三次元位置Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，ｙ，ｚ）と称し、右レール用は、右レールゲージコーナ三次元位置Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ，ｙ，ｚ）と称する。

前述のｙ値は、例えば左レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ａの例えばＲａ２ｕ（ｘ´，ｙ´，ｚ´）とＲａ４ｕ（ｘ´，ｙ´，ｚ´）とのｙ´値とを合計値を二等分したｙ´値を三次元座標系（Ｘ−Ｙ−Ｚ）で定義した値とするのが好ましい。つまり、ｙ値は奥行５００ｍｍに相当する位置である。

次間隔コーナ初期位置設定部１５０は、一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉの番号が初めの番号（ＱＰ１）の場合は、初回時の初期位置算出処理を行わせる。

初回時の初期位置算出処理は、図１８に示すように、レール用レーザ点群二次元メモリ１４５（１４５ａ、１４５ｂ）の二次元（Ｘ´―Ｚ´又はＸ´´―Ｚ´´）の座標系に一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉの一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉを変換し（以下変換一定区間毎車両上走行中心位置ＱＨＰｉ（ＱＨ１という））、この変換一定区間毎車両上走行中心位置ＱＨＰｉ（ＱＨ１）からレール変換二次元上点群ＬＲＨＢｉ（ＬＲａＨＢｉ、ＬＲｂＨＢｉ）のコーナ部に直線（Ｌｇａ、Ｌｇｂ）を引き、この直線（Ｌｇａ、Ｌｇｂ）と交わるレール変換二次元上点群ＬＲＨＢｉ（ＬＲａＨＢｉ、ＬＲｂＨＢｉ）の二次元位置であるレールゲージコーナ二次元位置Ｒｋｃｉ（Ｒａｋｃｉ、Ｒｂｋｃｉ）を初回のレールＩＣＰソース点群初期位置ＳＰｏｉ（ＳＰａｏｉ、ＳＰｂｏｉ）としてレールゲージコーナ抽出部１４０に設定してマッチング処理を行わせる。

また、次間隔コーナ初期位置設定部１５０は、一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉの番号が初めの番号（ＱＰ１）ではない場合は、レールゲージコーナ抽出部１４０によって求められている前回のレールゲージコーナ二次元位置Ｒｋｃｉ（Ｒａｋｃｉ、Ｒｂｋｃｉ）を次のレールＩＣＰソース点群初期位置ＳＰｏｉ（ＳＰａｏｉ、ＳＰｂｏｉ）のレールゲージコーナ二次元位置Ｒｋｃｉ（Ｒａｋｃｉ、Ｒｂｋｃｉとしてレールゲージコーナ抽出部１４０に保存（設定）する。

レールゲージコーナ位置蓄積部１８０は、レールゲージコーナ頂点用メモリ１６０（１６０ａ、１６０ｂ）の左レールゲージコーナ三次元位置Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，ｙ，ｚ）と、右レールゲージコーナ三次元位置Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ，ｙ，ｚ）とをレールゲージコーナ三次元位置Ｒｓｋｃｉ（ｘ，ｙ，ｚ）として線路軌跡用蓄積メモリ１８５に記憶する。

軌間中心位置算出部１９０は、左レールゲージコーナ三次元位置Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，ｙ，ｚ）と右レールゲージコーナ三次元位置Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ，ｙ，ｚ）とが記憶される毎に、これらの間の中心位置を真の軌間中心線位置Ｖｂｉとし、これを左レールゲージコーナ三次元位置Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，ｙ，ｚ）に関連付けて線路軌跡用蓄積メモリ１８５に記憶する。レールゲージコーナ三次元位置Ｒｓｋｃｉ（ｘ，ｙ，ｚ）は、軌間中心線位置Ｖｂｉに関連付けて記憶しても構わない。

軌跡表示部１９５は、レーザ点群用データベース１０１のレーザ点群ＬＲｉを読み込んで、これを画面座標に変換して画面に表示する。

また、軌跡表示部１９５は、線路軌跡用蓄積メモリ１８５の左レールゲージコーナ三次元位置Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，ｙ，ｚ）、右レールゲージコーナ三次元位置Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ，ｙ，ｚ）又は軌間中心線位置Ｖｂｉ（ｘ，y，ｚ）若しくは全てを読み込み、これらを表示部２００の画面の画面座標に変換して、左レーゲージコーナ軌跡Ｒａｒ、右レーゲージコーナ軌跡Ｒｂｒ又は軌間中心位置線Ｑｉとして、若しくはこれらを線路軌跡として図２に示すように表示させる。

（詳細動作説明）
上記のように構成されたレーザ点群を用いた線路軌跡作成システム３００についてフローチャートを用いて説明する。但し、パラメータＡｉは既にパラメータ用データベース１０３に記憶されているとして説明する。

初めに、一定区間毎車両上走行中心軌跡作成部１１０の詳細処理を図１９のフローチャートを用いて説明する。

図１９に示すように、一定区間毎車両上走行中心軌跡作成部１１０は、一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリ１０７の車両上走行中心軌跡データＰｉ（２５６ｓｅｃ毎）を一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリ１０７に順次読み込む（Ｓ１）。つまり、図２０に示すように、一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリ１０７には、２５６ｓｅｃ毎の車両上走行中心軌跡データＰｉが順次定義されることになる。

次に、一定区間毎車両上走行中心軌跡作成部１１０は、パラメータ用データベース１０３から走行軌跡読込間隔Ａａｉ（１０００ｍｍ）を読み込み、図２０に示すように、一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリ１０７の車両上走行中心軌跡データＰｉ（Ｐ１、Ｐ２・・）上に走行軌跡読込間隔Ａａｉ（１０００ｍｍ）を一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉとして順次定義する（Ｓ３）。走行軌跡読込間隔Ａａｉは１０００ｍｍであるから一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉの三次元位置はｙ座標を１０００ｍｍに相当する位置として求める。

次に、車両上走行中心軌跡データＰｉ（Ｐ１、Ｐ２・・）上に一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉの定義が終了かどうかを判断し、終了でない場合は処理をステップＳ３に戻す（Ｓ５）。

ステップＳ５で終了と判定した場合は、番号が若い方から一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉ（ＱＱＰｉ）を読み込む（Ｓ７）。

そして、この一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉに車両上走行中心軌跡データＰｉが存在するかどうかを判断する（Ｓ９）。

車両上走行中心軌跡データＰｉが存在する場合は、一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉにその車両上走行中心軌跡データＰｉ（三次元位置及び姿勢θｉ等）を割り付ける（Ｓ１１）。つまり、一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉ（ＱＰｉ、θｉ、時刻を含む）を得る。

次に、一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリ１０７に定義された一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉの番号が最後かどうかを判断する（Ｓ１３）。

ステップＳ１３において、一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉの番号が最後ではないと判定した場合は、一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉの番号を更新して処理をステップＳ７に戻す（Ｓ１５）。

また、ステップＳ９において、一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉの位置に車両上走行中心軌跡データＰｉが存在しないと判定した場合は、前回の一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉ−１と今回の一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉとの間で、今回の一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉに対して近傍となる車両上走行中心軌跡データＰｉ（例えば３個程度前からのもの）の姿勢θｉと位置とを読み込んで、今回の一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉにおける姿勢θｉと位置とを求めて、処理をステップＳ１１に移す（Ｓ１７）。

すなわち、一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリ１０７には図２１（ｂ）に示すように一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉが定義されることになる。

図２１（ａ）には、２５６ｓｅｃ毎の車両上走行中心軌跡データＰｉのデータ構造を示し、図２１（ｂ）には、一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉ（ＱＰｉ、θｉ）のデータ構造を示している。

図２１（ｂ）のＱＱＰ１（ＱＰ１）は図２１（ａ）に示す車両上走行中心軌跡データＰ１が一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰ１に存在した場合であり、車両上走行中心軌跡データＰ１の位置（ｘ，ｙ，ｚ）と姿勢θｉ（ω１、φ１、κ１）が一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰ１（ｘ，ｙ，ｚ）と姿勢θｉ（ω１、φ１、κ１）Ｐ２・・）とになっている。

また、図２１（ｂ）のＱＰ２は、ＱＰ２に車両上走行中心軌跡データＰｉが存在しない場合に、前回の一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰ１（ＱＰ１、θ１）と今回の一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰ２（ＱＰ２、θ２）との間のＱＱＰ２に対して近傍となる車両上走行中心軌跡データＰｉ（例えば３個程度前からのもの）の姿勢θｉを読み込んで、今回の一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰ２（一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰ２はｘ２０，Ｙ２０、ｚ２０であり、時刻はｔｑ２）における姿勢θｉ（（ω２０、φ２０、κ２０）を求めて割り付けた場合を示している。

図２２〜図２５はレール抽出範囲設定部１２０、レール用点群取得部１３０、レールゲージコーナ抽出部１４０、三次元座標変換部１４８、次間隔コーナ初期位置設定部１５０の処理を説明するフローチャートである。但し、レール抽出範囲設定部１２０の処理は、右レールは左レールの処理と同様であるから左レールの処理を代表にして説明する。

レール抽出範囲設定部１２０の処理は図１２等を用いて説明する。図２２に示すように、レール抽出範囲設定部１２０は、一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリ１０７の一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉ（ＱＰ１、ＱＰ２・・）の番号を順に指定する（Ｓ２１）。

次に、この指定された一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉの一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰ２（ｘ，ｙ，ｚ）のｚ値からパラメータＡｉに含まれているＧＮＳＳ高Ａｄｉを減算し、この位置を車両上ＧＮＳＳ直下地面位置Ｖａｉ（ｘ，ｙ，ｚ）として求める（Ｓ２３）。

そして、この車両上ＧＮＳＳ直下地面位置Ｖａｉのｚ値にパラメータＡｉに含まれている抽出オフセット高Ａｅｉを加算した位置を仮軌間中心線位置ＶＶｂｉとして求める（Ｓ２５）。

そして、一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉ（ＱＰｉ、θｉ）と車両上ＧＮＳＳ直下地面位置Ｖａｉと仮軌間中心線位置ＶＶｂｉとを仮軌間中心線位置情報ＱＶＶｂｉとして仮軌間中心位置情報用メモリ１２７に記憶する（Ｓ２７）。

そして、レール抽出範囲設定部１２０は、一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉ（ＱＰｉ、θｉ）が指定される毎に、この一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉの一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉ（ｘ，ｙ，ｚ）を図１２に示すように、レール抽出範囲設定用メモリ１２５に定義する（Ｓ２９）。

そして、一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉが指定される毎に、この一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉに関連付けられている仮軌間中心線位置情報ＱＶＶｂｉを仮軌間中心位置情報用メモリ１２７から読み込んで、この仮軌間中心線位置情報ＱＶＶｂｉに含まれている仮軌間中心線位置ＶＶｂｉを図１２に示すように、レール抽出範囲設定用メモリ１２５に定義する（Ｓ３０）。

そして、パラメータ用データベース１０３のパラメータＡｉに含まれている軌間Ａｆｉとレール頭頂幅Ａｇｉとを読み込み、仮軌間中心線位置ＶＶｂｉを基準にして、軌間Ａｆｉ（例えば１０６７ｍｍ）とレール頭頂幅Ａｇｉ（例えば６５ｍｍ）との合計を二等分した値を左幅Ａｐａｉとし、これを抽出オフセット高Ａｅｉの高さでレール抽出範囲設定用メモリ１２５に定義する（Ｓ３１）。

そして、この定義された位置を左レール頭部頂点位置Ｒａｉ（右レール頭部頂点位置Ｒｂｉ）とし、この左レール頭部頂点位置Ｒａｉ（右レール頭部頂点位置Ｒｂｉ）を中心にしてパラメータ用データベース１０３のレール抽出幅Ａｊｉ、レール抽出高Ａｋｉとを定義して図１５に示すように、レールゲージコーナを抽出するためのレール点群収集用ボックスＲＱＢｉの基準となる左側レール抽出範囲基準ＲＨａをレール抽出範囲設定用メモリ１２５に定義（生成）する（Ｓ３３）。

この左側レール抽出範囲基準ＲＨａの四隅の頂点の三次元座標は、図１３（ａ）に示すように、Ｒａ１ｂ、Ｒａ１ｕ、Ｒａ２ｂ、Ｒａ２ｕとする。

そして、図２３に示すように、レール抽出範囲設定部１２０は、レール抽出範囲設定用メモリ１２５に定義されている左側レール抽出範囲基準ＲＨａを引き当てる（Ｓ４１）。

次に、レール抽出範囲設定部１２０は、パラメータＡｉに含まれっている走行軌跡読込間隔Ａａｉ（１０００ｍｍ）を読み込む（Ｓ４３）。

そして、左側レール抽出範囲基準ＲＨａの四隅（Ｒａ１ｂ、Ｒａ１ｕ、Ｒａ２ｂ、Ｒａ２ｕ）から走行軌跡読込間隔Ａａｉ（１０００ｍｍ）の長さの線を引いて左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉをレール抽出範囲設定用メモリ１２５に定義（作成）する（Ｓ４５）。

図１３に示すように、左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉの各頂点（８点）の三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）は、Ｒａ１ｂ、Ｒａ１ｕ、Ｒａ２ｂ、Ｒａ２ｕ、Ｒａ３ｂ、Ｒａ３ｕ、Ｒａ４ｕ、Ｒａ４ｂとする。

すなわち、図２６に示すように、仮軌間中心線位置ＶＶｂｉと次ぎの仮軌間中心線位置ＶＶｂｉとの間（１０００ｍｍ毎）に、４００ｍｍ×４００ｍｍ×１０００ｍｍのレール点群収集用ボックスＲＱＢｉ（左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉ、右レール点群収集用ボックスＲｂＱＢｉ）を定義していることになる。但し、図２６においては、で示している。

次に、レール用点群取得部１３０は、一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉの一定区間毎車両上走行中心位置ＱＰｉ付加されている姿勢θｉ（κ、ω、φ）に基づいて図１４に示すように左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉ（ＲｂＱＢｉ）を傾ける（Ｓ４９）。

次に、レール用点群取得部１３０は、左レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ａと右レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ｂを三次元座標系（Ｘ−Ｙ−Ｚ）で定義し、左レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ａ（左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉ）をコピーする（Ｓ５０）。

次に、レール用点群取得部１３０は、左レール用レーザ点群用データベース１０１から左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉの範囲に該当するレーザ点群ＬＲｉ（ｘ，ｙ，ｚ）を全て読み込んで、左レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ａの左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉに取得（左レール用ボックス内レーザ点群ＬＲａＢｉ）する（Ｓ５１）。

すなわち、図１５及び図２７（ａ）に示すように、レールのレーザ点群ＬＲｉが左レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ａの左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉに左レール用ボックス内レーザ点群ＬＲａＢｉとして収集されることになる。

つまり、左レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ａには、図２８に示すように左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉの番号と、左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉの８個の頂点（Ｒａ１ｂ、Ｒａ１ｕ、Ｒａ２ｂ、Ｒａ２ｕ、Ｒａ３ｂ、Ｒａ３ｕ、Ｒａ４ｕ、Ｒａ４ｂ）と、姿勢θｉ（κ、ω、φ）と、左レール用ボックス内レーザ点群ＬＲａＢｉ、時刻等が関連づけられて記憶されている。

次に、レール用点群取得部１３０は、左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉに左レール用ボックス内レーザ点群ＬＲａＢｉの個数をカウンタ（図示せず）で計数し、この計数値が例えば５個以上かどうかを判定する（Ｓ５３）。

そして、レール用点群取得部１３０は、右レールに対して上記のステップＳ４１〜ステップＳ５３の右レールレーザ点群取得処理を行う（Ｓ５４）。

そして、レール用点群取得部１３０はレールゲージコーナ抽出部１４０を起動させる（Ｓ５５）。

レールゲージコーナ抽出部１４０は、図２７（ｂ）に示すように、左レール用レーザ点群二次元メモリ１４５ａに左レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ａにおけるローカル座標系（Ｘ´−Ｙ´−Ｚ´）の二次元（Ｘ´−Ｚ´）を定義する（Ｓ５７）。

例えば、図１５に示すように、左側レール抽出範囲基準ＲＨａにおける左レール用ボックス内レーザ点群ＬＲａＢｉから内側レールゲージコーナ点に相当する左レール用ボックス内レーザ点群ＬＲａＢｉを決定し、これを基準にしてＸ´―Ｙ´―Ｚ´の三次元座標系を定義する。つまり、左レールの傾きに対応するローカル座標系を定義する。

そして、左レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ａに定義されている左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉ内の左レール用ボックス内レーザ点群ＬＲａＢｉ（図２７（ａ）参照）を、図２７（ｂ）に示すように、この左レール用レーザ点群二次元メモリ１４５ａの二次元（Ｘ´−Ｚ´）に全て投影変換（左レール変換二次元上点群ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´））する（Ｓ５９）。

次に、図２４に示すように、レールゲージコーナ抽出部１４０は、レール抽出範囲設定部１２０がレール抽出範囲設定用メモリ１２５に定義した一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉの番号が初めの番号（ＱＰ１）かどうかを判断する（Ｓ６１）。

ステップＳ６１において、一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉの番号が初めの番号（ＱＰ１）と判断した場合は、次間隔コーナ初期位置設定部１５０を起動させて上記の初回時の初期位置算出処理を行わせて、処理をステップＳ６７に移す（Ｓ６３）。

本実施の形態では一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉの番号が初めの番号（ＱＱＰ１）ではないとして説明する。

ステップＳ６１において、次間隔コーナ初期位置設定部１５０が一定区間毎車両上走行中心位置情報ＱＱＰｉの番号が初めの番号（ＱＱＰ１）ではないと判断した場合は、次間隔コーナ初期位置設定部１５０が図２７（ｃ）及び図２９（ａ）に示すようにレールゲージコーナ抽出部１４０のマッチング処理によって求められている前回の左レール変換二次元上点群ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｙ´：左レール断面形状）における左レールゲージコーナ二次元位置Ｒａｋｃｉ（前回の左レールＩＣＰソース点群初期位置ＳＰａｏｉ）を今回の左レールＩＣＰソース点群初期位置ＳＰａｏｉとしてレールゲージコーナ抽出部１４０に保存（設定）して処理をステップＳ６７に移す（Ｓ６５）。

そして、レールゲージコーナ抽出部１４０は、設定されている今回の左レールＩＣＰソース点群初期位置ＳＰａｏｉ（前回のＲａｋｃｉ）を読み込む（Ｓ６７）。

次に、レールゲージコーナ抽出部１４０は、図２７（ｃ）及び図２９（ｂ）に示すように、この左レール用変換ＩＣＰソース点群ＳＨＲａｉ（変換左レール基準断面形状）の左レール基準断面形状コーナ角位置である左レール用変換ソース点群コーナ角位置ＳＨＲａｋｃｉ（ｘ´、ｙ´）が今回の左レールＩＣＰソース点群初期位置ＳＰａｏｉ（前回の左レールゲージコーナ二次元位置Ｒａｋｃｉ）になるように二次元（Ｘ´―Ｙ´）に定義する（Ｓ７１）。

このとき、姿勢θｉを用いて左レール用変換ＩＣＰソース点群ＳＨＲａｉを回転させるのが好ましい。

そして、図２７（ｃ）及び図２９（ａ）に示すように、レールゲージコーナ抽出部１４０は、二次元（Ｘ´−Ｚ´）における左レール用変換ＩＣＰソース点群ＳＨＲａｉ（ｘ´，ｚ´：変換左レール基準断面形状）と今回の左レール変換二次元上点群ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´；左レール断面形状）とをＩＣＰマッチング処理する（Ｓ７３）。

そして、レールゲージコーナ抽出部１４０は、マッチング処理によって得られた今回の左レール変換二次元上点群ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´）の左レールゲージコーナ二次元位置Ｒａｋｃｉ（図２７（ｄ）参照）を次間隔コーナ初期位置設定部１５０に出力する（Ｓ７５）。

次に、三次元座標変換部１４８は、左レールゲージコーナ二次元位置Ｒａｋｃｉが得られる毎に、変換左レール基準断面形状である左レール変換二次元上点群ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´）を左レール用レーザ点群取得用メモリ１３５ａの三次元座標系（Ｘ−Ｙ−Ｚ）に変換して、これに予め設定されているｙ値（５００ｍｍ）を付加する（Ｓ７９）。

そして、左レールゲージコーナ頂点用メモリ１６０ａにファイリング（左レールゲージコーナ三次元位置Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，ｙ，ｚ））する（Ｓ８１）。

すなわち、左レールゲージコーナ頂点用メモリ１６０ａには、図３０に示すように、左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉの番号と、左レールゲージコーナ三次元位置Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，ｙ，ｚ）とがファイリングされる。

次に、軌間中心位置算出部１９０は、右レールゲージコーナ頂点用メモリ１６０ｂに、右レールゲージコーナ三次元位置Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ，ｚ）が記憶されたかどうかを判定する（Ｓ８３）。

ステップＳ８３で右レールゲージコーナ三次元位置Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ，ｚ）が記憶されたと判定した場合は、左レールゲージコーナ三次元位置Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，ｚ）と右レールゲージコーナ三次元位置Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ，ｚ）とを二等分する位置を真の軌間中心線位置Ｖｂｉとして求める（Ｓ８５）。

そして、左レールゲージコーナ三次元位置Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，ｚ）と右レールゲージコーナ三次元位置Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ，ｚ）と軌間中心線位置Ｖｂｉとを関連付けて線路軌跡用蓄積メモリ１８５（図３１参照）に記憶する（Ｓ８８）。

そして、図２５に示すように、ステップＳ６７〜ステップＳ８８の右レール処理を行う（Ｓ８９）。次にＱＱＰｉを読み込み（Ｓ９１）、このＱＱＰｉが最後かどうかを判定する（Ｓ９３）。

最後ではない場合は、ＱＱｐｉを次に更新して処理をステップＳ４１に戻す（Ｓ９５）。

従って、Ｑｉの全ての区間に渡って、レールゲージコーナ三次元位置Ｒｓｋｃｉ（ｘ，ｙ，ｚ）と軌間中心線位置Ｖｂｉとが精度よく得られることになる。

次にレールゲージコーナ位置蓄積部１８０の処理を説明する。

レールゲージコーナ位置蓄積部１８０は、レールゲージコーナ頂点用メモリ１６０（１６０ａ、１６０ｂ）の左レールゲージコーナ三次元位置Ｒａｓｋｃｉと、右レールゲージコーナ三次元位置Ｒｂｓｋｃｉが記憶される毎に、これを線路軌跡用蓄積メモリ１８５に記憶する。

すなわち、図３１に示すように、線路軌跡用蓄積メモリ１８５には左レール点群収集用ボックスＲａＱＢｉの番号と、左レールゲージコーナ三次元位置Ｒａｓｋｃｉ（ｘ、ｙ、ｚ）と、右レール点群収集用ボックスＲｂＱＢｉの番号と、右レールゲージコーナ三次元位置Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ、ｙ、ｚ）と軌間中心線位置Ｖｂｉとが記憶されることになる。

次に、軌跡表示部１９５の処理を図３２を用いて説明する。図３２に示すように、軌跡表示部１９５は、レール用レーザ点群用データベース１０１のレーザ点群ＬＲｉを読み込んで、これを画面座標に変換（図３３参照）して画面に表示する（Ｓ１０１）。

次に、入力され開始点Ｓｔａｒｔと終了点Ｅｎｄとを読み込む（Ｓ１０３）。そして、この開始点Ｓｔａｒｔに相当する１８５の左レールゲージコーナ三次元位置Ｒａｓｋｃｉ（ｘ、ｙ、ｚ）と右レールゲージコーナ三次元位置Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ、ｙ、ｚ）と軌間中心線位置Ｖｂｉとを読み込み、これを画面座標に変換する（Ｓ１０５）。

次に、これらを軌跡表示用レイヤに定義する（Ｓ１０９）。

そして、これらを青色で表示させる（Ｓ１１１）。次に終了点Ｅｎｄかどうかを判断する（Ｓ１１３）。

終了点Ｅｎｄでないと判定した場合は、次の左レールゲージコーナ三次元位置Ｒａｓｋｃｉ（ｘ、ｙ、ｚ）、右レールゲージコーナ三次元位置Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ、ｙ、ｚ）及び仮軌間中心線位置ＶＶｂｉに更新して処理をステップＳ１０９に戻す（Ｓ１１５）。

すなわち、画面には図３４に示すように、軌間中心位置線Ｑｉと左レーゲージコーナ軌跡Ｒａｒ、右レーゲージコーナ軌跡Ｒｂｒが表示される。また、レール軌跡のみの表示指示の場合は図３５に表示される。

（各種一例）
以下に上記の各処理によって得られた画面例を図３６〜図４０を用いて説明する。これらの図には、レール上のレーザ点群を示して説明する。

図３６はＲが３６０ｍの急曲線のレールの画面例であり、抽出精度は良好である。

図３７は踏切（直線）を示し、踏切のレールの隣の板と誤ることなく、レール上の軌跡が得られている。

図３８は雑草がある線路を示している。図３８に示すように、雑草があってもレールと雑草とを区別してレールが精度良く検出されて表示軌跡として表示されている。

図３９は片開き分岐器がある線路の画面の一例であり、本線のレールと他の線路のレールとを区別して表示できている。

図４０は乗り越し分岐器がある線路の画面であり、この場合も本線のレールと他の線路のレールとを区別して表示できている。

なお、上記実施の形態では、レール抽出範囲設定用メモリ１２５、レール点群取得用メモリ１３５を別々にして説明したが、これらは１個のメモリで構成しても構わない。

また、上記の実施の形態においては、ＩＣＰマッチング処理を用いて説明したがマッチングはテンプレートマッチング等の他の処理を利用しても構わない。

さらに、上記実施の形態では、レールゲージコーナ頂点三次元位置ＲＳｋｃｉ（ｘ，ｙ，ｚ）のｙ´値又はｙ´´を奥行５００ｍｍに相当する位置としたが、ボックス内の任意の位置であっても構わない（１０００ｍｍ以内）。

１０１ レール用レーザ点群用データベース
１０２ 車両上走行軌跡用データベース
１０３ パラメータ用データベース
１０４ａ 左レール用基準レール断面形状用データベース
１０４ｂ 右レール用基準レール断面形状用データベース
１１０ 一定区間毎車両上走行中心軌跡作成部
１０７ 一定区間毎車両上走行中心軌跡定義用
１２０ レール抽出範囲設定部
１２５ レール抽出範囲設定用メモリ
１２７ 仮軌間中心位置情報用メモリ
１３０ レール用点群取得部
１４５ａ 左レール用レーザ点群二次元メモリ
１４５ｂ 右レール用レーザ点群二次元メモリ
１４０ レールゲージコーナ抽出部
１５０ 次間隔コーナ初期情報設定部
１６０ａ 左レールゲージコーナ頂点用メモリ
１６０ｂ 右レールゲージコーナ頂点用メモリ
１８０ レールゲージコーナ位置蓄積部
１９０ 軌間中心位置算出部
１９５ 軌跡表示部

Claims (12)

1. 線路を走行する車両にＧＮＳＳ受信機を配置し、前記線路を含む測定対象範囲をスキャニング可能に高密度レーザスキャナを配置し、前記車両に慣性航法装置を設けて、前記高密度レーザスキャナからスキャニングしながら得られた高密度のレーザ点群（ＬＲｉ）、前記ＧＮＳＳ受信機の位置及び前記慣性航法装置が取得した前記車両の姿勢（θｉ）を用いて前記線路の線路軌跡を求めるレーザ点群を用いた線路軌跡作成システムであって、
   前記線路の直線と見なせる一定区間毎に、左レールを含むように定義された左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）及び右レールを含むように定義された右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）が記憶され、これらに記憶されたレーザ点群（ＬＲｉ）を左レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲａＢｉ）、右レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲｂＢｉ）として収納した三次元メモリと、
   前記線路の左レール基準断面形状、右レール基準断面形状を座標データで記憶した基準レール断面形状用データベースと、レール用レーザ点群二次元メモリを備え、さらに、レールゲージコーナ抽出部を備え、
   前記レールゲージコーナ抽出部は、
   前記三次元メモリに前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）、右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）が記憶される毎に、各々のボックスの二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）、を前記レール用レーザ点群二次元メモリに定義する手段と、
   前記二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）の定義に伴って、前記三次元メモリの前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）の左レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲａＢｉ）及び右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）の右レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲｂＢｉ）を前記レール用レーザ点群二次元メモリの該当の二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）に投影変換して左レール断面形状（ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´））と右レール断面形状（ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´））とを得る手段と、
   前記レール用レーザ点群二次元メモリの該当の二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）に、前記基準レール断面形状用データベースの前記左レール基準断面形状及び右レール基準断面形状を読み込む手段と、
   前記左レール基準断面形状と前記左レール断面形状（ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´））とマッチングを行って左レール断面形状（ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´））における左レールゲージコーナ二次元位置（Ｒａｋｃｉ（ｘ´´，ｚ´´））を得る手段と、
   前記右レール基準断面形状と前記右レール断面形状（ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´））とマッチングを行って右レール断面形状（ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´））における右レールゲージコーナ二次元位置（Ｒｂｋｃｉ（ｘ´´，ｚ´´））を得る手段とを備え、さらに、
   三次元座標変換部と、線路軌跡用蓄積メモリと、軌間中心位置算出部とを備え、
   前記三次元座標変換部は、
   前記左レールゲージコーナ二次元位置（Ｒａｋｃｉ（ｘ´，ｚ´））と右レールゲージコーナ二次元位置（Ｒｂｋｃｉ（ｘ´´，ｚ´´））とを前記三次元メモリの三次元座標系に変換する手段と、
   この変換座標に前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）又は右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）内の任意のｙ値を付加して、左レールゲージコーナ三次元位置（Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，y，ｚ））及び右レールゲージコーナ三次元位置（Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ，y，ｚ））を求める手段とを備え、
   前記軌間中心位置算出部は、
   前記左レールゲージコーナ三次元位置（Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，y，ｚ））と前記右レールゲージコーナ三次元位置（Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ，y，ｚ））との間を軌間（Ａｆｉ）として求める手段と、
   前記軌間（Ａｆｉ）を二等分する位置を軌間中心線位置（Ｖｂｉ）として求め、この軌間中心線位置（Ｖｂｉ）が得られる毎に、これを前記線路軌跡用蓄積メモリに記憶して軌間中心位置線（Ｑｉ）を得る手段とを有することを特徴とするレーザ点群を用いた線路軌跡作成システム。
2. さらに、レールゲージコーナ位置蓄積部を備え、
   前記レールゲージコーナ位置蓄積部は、
   前記左レールゲージコーナ三次元位置（Ｒａｓｋｃｉ）及び右レールゲージコーナ三次元位置（Ｒｂｓｋｃｉ）が求められる毎に、これを前記軌間中心線位置（Ｖｂｉ）に関連付けて前記線路軌跡用蓄積メモリに記憶する手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載のレーザ点群を用いた線路軌跡作成システム。
3. さらに、レールゲージコーナ抽出部は、
   前記三次元メモリに定義されている前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）の左側レール抽出範囲基準（ＲＨａ）における左レールのゲージコーナに相当する位置を原点とした左レール用ローカル座標系を前記三次元メモリの三次元座標系上に定義する手段と、
   前記三次元メモリに定義されている前記右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）の右側レール抽出範囲基準（ＲＨｂ）における右レールのレールゲージコーナに相当する位置を原点とした右レール用ローカル座標系を前記三次元メモリの三次元座標系上に定義する手段と、
   前記左レール用ローカル座標系の二次元（Ｘ´―Ｚ´）、前記右レール用ローカル座標系の二次元（Ｘ´´―Ｚ´´）を前記レール用レーザ点群二次元メモリに定義する手段とで前記各々のボックスの二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）を得る手段と、
   該当のローカル座標系に該当の前記左レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲａＢｉ）又は前記右レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲｂＢｉ）を全て読み込む手段と、
   該当のローカル座標系でこれを定義して前記左レール断面形状（ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´））、前記右レール断面形状（ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´））を得る手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載のレーザ点群を用いた線路軌跡作成システム。
4. さらに、軌跡表示部を備え、
   前記軌跡表示部は、前記線路軌跡用蓄積メモリの左レールゲージコーナ三次元位置（Ｒａｓｋｃｉ）、右レールゲージコーナ三次元位置（Ｒｂｓｋｃｉ）又は前記軌間中心線位置（Ｖｂｉ）若しくは全てを読み込む手段と、
   これらを表示部の画面の画面座標に変換して、左レーゲージコーナ軌跡（Ｒａｒ）、右レーゲージコーナ軌跡（Ｒｂｒ）又は前記軌間中心位置線（Ｑｉ）として、若しくはこれらを線路軌跡として表示させる手段と
   を有することを特徴とする請求項２記載のレーザ点群を用いた線路軌跡作成システム。
5. さらに、前記レールゲージコーナ抽出部は、
   前記左レール基準断面形状の左レール基準断面形状コーナ角位置（ＳＨＲｂｋｃｉ）が設定されている左レール点群初期位置（ＳＰａｏｉ）になるように前記レール用レーザ点群二次元メモリの二次元（Ｘ´―Ｚ´）に定義して前記マッチングを実行させる手段と、
   前記右レール基準断面形状の右レール基準断面形状コーナ角位置（ＳＨＲｂｋｃｉ）が設定されている右レール点群初期位置（ＳＰｂｏｉ）になるように前記レール用レーザ点群二次元メモリの二次元（Ｘ´´―Ｚ´´）に定義して前記マッチングを実行させる手段と
   を有することを特徴とする請求項１記載のレーザ点群を用いた線路軌跡作成システム。
6. 前記ＧＮＳＳ受信機が取得したＧＮＳＳ位置を車両上走行中心位置とし、この車両上走行中心位置と前記慣性航法装置が取得した前記姿勢（θｉ）との組を車両上走行中心軌跡データ（Ｐｉ）として記憶した車両上走行軌跡用データベースと、
   前記レーザ点群（ＬＲｉ）を記憶したレーザ点群用データベースと、
   前記線路を直線と見なせる一定区間を走行軌跡読込間隔（Ａａｉ）とし、この走行軌跡読込間隔（Ａａｉ）と前記ＧＮＳＳ受信機のＧＮＳＳ高（Ａｄｉ）と軌間（Ａｆｉ）とレール頭頂幅（Ａｇｉ）とレール高（Ｈ）である抽出オフセット高（Ａｅｉ）を含むパラメータ（Ａｉ）を記憶したパラメータ用データベースと、一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリと、仮軌間中心位置情報用メモリとを備え、
   さらに、一定区間毎車両上走行中心軌跡作成部と、レール抽出範囲設定部と、レーザ点群取得部とを備え、
   前記一定区間毎車両上走行中心軌跡作成部は、
   前記車両上走行中心軌跡データ（Ｐｉ）から前記走行軌跡読込間隔（Ａａｉ）に相当する位置に前記車両上走行中心軌跡データ（Ｐｉ）が存在するかどうかを判断する手段と、
   存在する場合は、その車両上走行中心軌跡データ（Ｐｉ）を一定区間毎車両上走行中心位置情報（ＱＱＰｉ）として前記一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリに記憶する手段と、
   存在しない場合は、前記車両上走行中心軌跡データ（Ｐｉ）の前記走行軌跡読込間隔（Ａａｉ）に相当する位置の前後数個の一定区間毎車両上走行中心位置情報（ＱＱＰｉ）の姿勢（θｉ）に基づいて、この位置における姿勢（θｉ）を求め、この位置と求めた姿勢（θｉ）とを前記一定区間毎車両上走行中心位置情報（ＱＱＰｉ）として前記一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリに記憶する手段とを備え、
   前記レール抽出範囲設定部は、
   前記一定区間毎車両上走行中心軌跡用メモリの前記一定区間毎車両上走行中心位置情報（ＱＱＰｉ）に含まれている位置のｚ値から前記ＧＮＳＳ高（Ａｄｉ）を減算した位置を車両上ＧＮＳＳ直下地面位置（Ｖａｉ）として求める手段と、
   前記車両上ＧＮＳＳ直下地面位置（Ｖａｉ）のｚ値に前記抽出オフセット高（Ａｅｉ）を加算した位置を仮軌間中心線位置（ＶＶｂｉ）として求める手段と、
   前記一定区間毎車両上走行中心位置情報（ＱＱＰｉ）と前記車両上ＧＮＳＳ直下地面位置（Ｖａｉ）と仮軌間中心線位置（ＶＶｂｉ）とを仮軌間中心線位置情報（ＱＶＶｂｉ）として前記仮軌間中心位置情報用メモリに記憶する手段と、
   前記仮軌間中心位置情報用メモリの仮軌間中心線位置情報（ＱＶＶｂｉ）毎に、この仮軌間中心線位置情報（ＱＶＶｂｉ）の仮軌間中心線位置（ＶＶｂｉ）と前記パラメータ（Ａｉ）に含まれている軌間（Ａｆｉ）と抽出オフセット高（Ａｅｉ）とレール頭頂幅（Ａｇｉ）とに基づいて左レール頭部頂点位置（Ｒａｉ）と右レール頭部頂点位置（Ｒｂｉ）とからなるレール頭部頂点位置（Ｒｉ）を求めて前記三次元メモリに定義する手段と、
   前記レール頭部頂点位置（Ｒｉ）が定義される毎に、このレール頭部頂点位置（Ｒｉ）を基準にして前記パラメータ（Ａｉ）に含まれているレール抽出幅（Ａｊｉ）、レール抽出高（Ａｋｉ）、レール抽出奥行（Ａｍｉ）の前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）及び前記右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）をレールにおけるレーザ点群（ＬＲｉ）の抽出範囲として前記三次元メモリに生成する手段と、
   前記定義された前記仮軌間中心線位置情報（ＱＶＶｂｉ）に含まれている前記姿勢（θｉ）で前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）及び前記右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）を傾斜させる手段とを備え、
   前記レーザ点群取得部は、
   前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）が定義される毎に、前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）内の範囲に該当する前記レーザ点群（ＬＲｉ）を前記左レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲａＢｉ）として読み込む手段と、
   前記右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）が定義される毎に、前記右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）内の範囲に該当する前記レーザ点群（ＬＲｉ）を前記右レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲｂＢｉ）として読み込む手段と
   を備えていることを特徴とする請求項１記載のレーザ点群を用いた線路軌跡作成システム。
7. 線路を走行する車両にＧＮＳＳ受信機を配置し、前記線路を含む測定対象範囲をスキャニング可能に高密度レーザスキャナを配置し、前記車両に慣性航法装置を設けて、前記高密度レーザスキャナからスキャニングしながら得られた高密度のレーザ点群（ＬＲｉ）、前記ＧＮＳＳ受信機の位置及び前記慣性航法装置が取得した前記車両の姿勢（θｉ）を用いて前記線路の線路軌跡を求めるレーザ点群を用いた線路軌跡作成方法であって、
   前記線路を直線と見なせる一定区間毎に、左レールを含むように定義された左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）及び右レールを含むように定義された右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）が記憶され、これらに記憶されたレーザ点群（ＬＲｉ）を左レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲａＢｉ）、右レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲｂＢｉ）として収納した三次元メモリと、
   前記線路の左レール断面基準形状、右レール基準断面形状を座標データで記憶した基準レール断面形状用データベースと、レール用レーザ点群二次元メモリとを用意し、
   コンピュータが、
   前記三次元メモリに前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）、右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）が記憶される毎に、各々のボックスの二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）、を前記レール用レーザ点群二次元メモリに定義するステップと、
   前記二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）の定義に伴って、前記三次元メモリの前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）の左レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲａＢｉ）及び右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）の右レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲｂＢｉ）を前記レール用レーザ点群二次元メモリの該当の二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）に投影変換して左レール断面形状（ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´））と右レール断面形状（ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´））とを得るステップと、
   前記レール用レーザ点群二次元メモリの該当の二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）に、前記基準レール断面形状用データベースの前記左レール断面基準形状及び右レール基準断面形状を読み込むステップと、
   前記左レール断面基準形状と前記左レール断面形状（ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´））とマッチングを行って左レール断面形状（ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´））における左レールゲージコーナ二次元位置（Ｒａｋｃｉ）を得るステップと、
   前記右レール基準断面形状と前記右レール断面形状（ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´））とマッチングを行って右レール断面形状（ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´））における右レールゲージコーナ二次元位置（Ｒｂｋｃｉ）を得るステップと、
   前記左レールゲージコーナ二次元位置（Ｒａｋｃｉ（ｘ´，ｚ´））と右レールゲージコーナ二次元位置（Ｒｂｋｃｉ（ｘ´´，ｚ´´））とを前記三次元メモリの三次元座標系に変換するステップと、
   この変換座標に前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）又は右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）内の任意のｙ値を付加して、左レールゲージコーナ三次元位置（Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，y，ｚ））及び右レールゲージコーナ三次元位置（Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ，y，ｚ））を求めるステップとを行い、さらに、
   前記左レールゲージコーナ三次元位置（Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，y，ｚ））と前記右レールゲージコーナ三次元位置（Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ，y，ｚ））との間を軌間（Ａｆｉ）として求めるステップと、
   前記軌間（Ａｆｉ）を二等分する位置を軌間中心線位置（Ｖｂｉ）として求め、この軌間中心線位置（Ｖｂｉ）が求める毎に、これを線路軌跡用蓄積メモリに記憶して軌間中心位置線（Ｑｉ）を得るステップとを行うことを特徴とするレーザ点群を用いた線路軌跡作成方法。
8. さらに、
   前記左レールゲージコーナ三次元位置（Ｒａｓｋｃｉ）及び右レールゲージコーナ三次元位置（Ｒｂｓｋｃｉ）が求められる毎に、これを前記軌間中心線位置（Ｖｂｉ）に関連付けて前記線路軌跡用蓄積メモリに記憶するステップと
   を行うことを特徴とする請求項７記載のレーザ点群を用いた線路軌跡作成方法。
9. さらに、
   前記三次元メモリに定義されている前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）の左側レール抽出範囲基準（ＲＨａ）における左レールのゲージコーナに相当する位置を原点とした左レール用ローカル座標系を前記三次元メモリの三次元座標系上に定義するステップと、
   前記三次元メモリに定義されている前記右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）の右側レール抽出範囲基準（ＲＨｂ）における右レールのレールゲージコーナに相当する位置を原点とした右レール用ローカル座標系を前記三次元メモリの三次元座標系上に定義するステップと、
   前記左レール用ローカル座標系の二次元（Ｘ´―Ｚ´）、前記右レール用ローカル座標系の二次元（Ｘ´´―Ｚ´´）を前記レール用レーザ点群二次元メモリに定義するステップとで前記各々のボックスの二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）を得るステップと、
   該当のローカル座標系に該当の前記左レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲａＢｉ）又は前記右レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲｂＢｉ）を全て読み込むステップと、
   該当のローカル座標系でこれを定義して前記左レール断面形状（ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´））、前記右レール断面形状（ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´））を得るステップとを行うことを特徴とする請求項７記載のレーザ点群を用いた線路軌跡作成方法。
10. 線路を走行する車両にＧＮＳＳ受信機を配置し、前記線路を含む測定対象範囲をスキャニング可能に高密度レーザスキャナを配置し、前記車両に慣性航法装置を設けて、前記高密度レーザスキャナからスキャニングしながら得られた高密度のレーザ点群（ＬＲｉ）、前記ＧＮＳＳ受信機の位置及び前記慣性航法装置が取得した前記車両の姿勢（θｉ）を用いて前記線路の線路軌跡を求めるレーザ点群を用いた線路軌跡作成プログラムであって、
    前記線路の直線と見なせる一定区間毎に、左レールを含むように定義された左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）及び右レールを含むように定義された右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）が記憶され、これらに記憶されたレーザ点群（ＬＲｉ）を左レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲａＢｉ）、右レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲｂＢｉ）として収納した三次元メモリと、
    前記線路の左レール断面基準形状、右レール基準断面形状を座標データで記憶した基準レール断面形状用データベースと、レール用レーザ点群二次元メモリとを用いて、
    コンピュータに、
    前記三次元メモリに前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）、右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）が記憶される毎に、各々のボックスの二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）、を前記レール用レーザ点群二次元メモリに定義する手段、
    前記二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）の定義に伴って、前記三次元メモリの前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）の左レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲａＢｉ）及び右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）の右レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲｂＢｉ）を前記レール用レーザ点群二次元メモリの該当の二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）に投影変換して左レール断面形状（ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´））と右レール断面形状（ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´））とを得る手段、
    前記レール用レーザ点群二次元メモリの該当の二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）に、前記基準レール断面形状用データベースの前記左レール断面基準形状及び右レール基準断面形状を読み込む手段、
    前記左レール断面基準形状と前記左レール断面形状（ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´））とマッチングを行って左レール断面形状（ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´））における左レールゲージコーナ二次元位置（Ｒａｋｃｉ）を得る手段、
    前記右レール基準断面形状と前記右レール断面形状（ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´））とマッチングを行って右レール断面形状（ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´））における右レールゲージコーナ二次元位置（Ｒｂｋｃｉ）を得る手段、
    前記左レールゲージコーナ二次元位置（Ｒａｋｃｉ（ｘ´，ｚ´））と右レールゲージコーナ二次元位置（Ｒｂｋｃｉ（ｘ´´，ｚ´´））とを前記三次元メモリの三次元座標系に変換する手段、
    この変換座標に前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）又は右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）内の任意のｙ値を付加して、左レールゲージコーナ三次元位置（Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，y，ｚ））及び右レールゲージコーナ三次元位置（Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ，y，ｚ））を求める手段、
    前記左レールゲージコーナ三次元位置（Ｒａｓｋｃｉ（ｘ，y，ｚ））と前記右レールゲージコーナ三次元位置（Ｒｂｓｋｃｉ（ｘ，y，ｚ））との間を軌間（Ａｆｉ）として求める手段、
    前記軌間（Ａｆｉ）を二等分する位置を軌間中心線位置（Ｖｂｉ）として求め、この軌間中心線位置（Ｖｂｉ）が求める毎に、これを線路軌跡用蓄積メモリに記憶して軌間中心位置線（Ｑｉ）を得る手段
    としての機能を実行させるためのレーザ点群を用いた線路軌跡作成プログラム。
11. 前記コンピュータに、
    前記左レールゲージコーナ三次元位置（Ｒａｓｋｃｉ）及び右レールゲージコーナ三次元位置（Ｒｂｓｋｃｉ）が求められる毎に、これを前記軌間中心線位置（Ｖｂｉ）に関連付けて前記線路軌跡用蓄積メモリに記憶する手段
    を実行させるための請求項１０記載のレーザ点群を用いた線路軌跡作成プログラム。
12. コンピュータに、さらに、
    前記三次元メモリに定義されている前記左レール点群収集用ボックス（ＲａＱＢｉ）の左側レール抽出範囲基準（ＲＨａ）における左レールのゲージコーナに相当する位置を原点とした左レール用ローカル座標系を前記三次元メモリの三次元座標系上に定義する手段、
    前記三次元メモリに定義されている前記右レール点群収集用ボックス（ＲｂＱＢｉ）の右側レール抽出範囲基準（ＲＨｂ）における右レールのレールゲージコーナに相当する位置を原点とした右レール用ローカル座標系を前記三次元メモリの三次元座標系上に定義する手段、
    前記左レール用ローカル座標系の二次元（Ｘ´―Ｚ´）、前記右レール用ローカル座標系の二次元（Ｘ´´―Ｚ´´）を前記レール用レーザ点群二次元メモリに定義して前記各々のボックスの二次元（Ｘ´−Ｚ´、Ｘ´´−Ｚ´´）を得る手段、
    該当のローカル座標系に該当の前記左レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲａＢｉ）又は前記右レール用ボックス内レーザ点群（ＬＲｂＢｉ）を全て読み込む手段、
    該当のローカル座標系でこれを定義して前記左レール断面形状（ＬＲａＨＢｉ（ｘ´，ｚ´））、前記右レール断面形状（ＬＲｂＨＢｉ（ｘ´´，ｚ´´））を得る手段、
    としての機能を実行させるための請求項１０記載のレーザ点群を用いた線路軌跡作成プログラム。