JP6785933B1 - 空隙率推定装置、空隙率推定方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】沿線設備の空隙の度合いを適切に推定することを可能とする空隙率推定装置等を提供する。【解決手段】本発明に係る空隙率推定装置は、沿線設備を含む空間を分割して、所定方向に延伸する複数の対象空間を設定する設定部と、沿線設備の形状を示す点群データを取得する取得部と、点群データを構成する点のうち、各対象空間に含まれる点の数に基づいて対象空間の空隙率を推定する推定部と、推定された空隙率を出力する出力部と、を備えることを特徴とする。【選択図】図６

Description

本発明は、空隙率推定装置、空隙率推定方法及びプログラムに関する。

道路や線路等の沿線には、それらを走行する自動車や電車の安全のために、防風林や防風柵等の沿線設備が設けられている。防風林では、それらを構成する樹木の成長や枯死により樹林の密度が均一でなくなる結果、空隙が生じ、十分な防風効果が得られなくなるおそれがある。防風柵では、経年劣化による破損や設置漏れ等により、十分な防風効果が得られなくなるおそれがある。また、防風林や防風柵による防風効果は、それらが風を一切通さない場合よりも、一定程度の空隙を有する場合に高くなることが知られている。したがって、防風林や防風柵等の沿線設備の空隙の度合いを定期的に調査することが必要とされていた。

従来、このような沿線設備の空隙の度合いの調査のために、調査者が沿線設備を撮影し、撮影した画像上において数センチメートル程度の空隙にあたる箇所を目視により抽出することがなされていた。しかしながら、このような沿線設備が設けられる道路や鉄道は極めて長く、このような調査を沿線設備が設けられた道路や鉄道に沿って行うためには膨大な時間や工数を要するため、十分な頻度で調査を行うことが難しかった。

特許文献１には、森林域における航空レーザ計測において、樹木の密集度等によって変化する、地表面に到達するレーザパルスの森林内での密度分布を推定するレーザ密度分布推定装置が記載されている。

特開２０１２−１０３１５５号公報

しかしながら、航空レーザ計測においては上方からの形状が計測されるのみであるため、水平方向に吹く風に対する防風効果に影響する防風林の空隙や防風柵の破損等を抽出することは困難であった。したがって、沿線設備の空隙の度合いを適切に推定する手法が求められていた。

本発明は、上述の課題を解決すべくなされたものであり、沿線設備の空隙の度合いを適切に推定することを可能とする空隙率推定装置、空隙率推定方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る空隙率推定装置は、沿線設備を含む沿線空間を分割して、所定方向に延伸する複数の対象空間を設定する設定部と、沿線設備の形状を示す点群データを取得する取得部と、複数の対象空間ごとに、点群データを構成する点のうち、各対象空間に含まれる点の数に基づいて空隙率を推定する推定部と、推定された空隙率を出力する出力部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る空隙率推定装置において、点群データは、沿線設備に沿って走行して計測されたデータに基づいて生成される、ことが好ましい。

また、本発明に係る空隙率推定装置において、設定部は、沿線空間を分割して複数の分割空間を設定し、所定方向に延伸するように配置された分割空間のグループを対象空間として設定する、ことが好ましい。

また、本発明に係る空隙率推定装置において、設定部は、沿線設備に沿った道路又は線路の曲率に応じた略錐台形状の空間を分割空間として設定する、ことが好ましい。

本発明に係る空隙率推定方法は、沿線設備を含む沿線空間を分割して、所定方向に延伸する複数の対象空間を設定し、沿線設備の形状を示す点群データを取得し、複数の対象空間ごとに、点群データを構成する点のうち、各対象空間に含まれる点の数に基づいて空隙率を推定し、推定された空隙率を出力する、ことを含むことを特徴とする。

本発明に係るプログラムは、沿線設備を含む沿線空間を分割して、所定方向に延伸する複数の対象空間を設定し、沿線設備の形状を示す点群データを取得し、複数の対象空間ごとに、点群データを構成する点のうち、各対象空間に含まれる点の数に基づいて空隙率を推定し、推定された空隙率を出力する、ことをコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明に係る空隙率推定装置、空隙率推定方法及びプログラムは、沿線設備の空隙の度合いを適切に推定することを可能とする。

空隙率推定システム１の概略構成の一例を示す図である。 空隙率算出装置２の概略構成の一例を示す図である。 点群データＴ１のデータ構造の一例を示す図である。 空間データＴ２のデータ構造の一例を示す図である。 地図データＴ３のデータ構造の一例を示す図である。 空隙率算出処理の流れの一例を示すフロー図である。 分割空間の設定方法について説明するための模式図である。 空隙率表示画面４００の一例を示す図である。 分割空間の選択方法について説明するための模式図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の様々な実施形態について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

（本発明の概要）
空隙率推定装置は、沿線設備を含む沿線空間を分割して、所定方向に延伸する複数の対象空間を設定する。所定方向は、例えば、沿線設備に沿った道路又は線路の延伸方向に直交し且つ地面に平行な方向である。

空隙率推定装置は、沿線設備の形状を示す点群データを取得する。点群データは、例えば、沿線空間に向けて照射された複数のパルスレーザ光のそれぞれが反射された反射点の沿線空間における位置を示すデータである。空隙率推定装置は、複数の対象空間ごとに、点群データを構成する点のうち、各対象空間に含まれる点の数に基づいて空隙率を推定する。空隙率は、沿線設備の空隙の度合いを示す値であり、所定方向から沿線設備に入射するパルスレーザ光が、沿線設備の空隙を通過して反対側から出射する比率である。対象空間の空隙率は、沿線設備に入射するパルスレーザ光のうち、対象空間に入射するパルスレーザ光についての空隙率である。

沿線設備の空隙率が大きい場合、沿線空間に向けて照射されたパルスレーザ光が沿線設備の空隙を通過して反対側に到達する割合が大きくなるため、対象空間に含まれる点の数が少なくなる。一方、沿線設備の空隙率が小さい場合、沿線空間に向けて照射されたパルスレーザ光が沿線設備に反射され、反射点として検出される割合が大きくなるため、対象空間に含まれる点の数が多くなる。したがって、空隙率推定装置により、沿線設備の空隙の度合いを適切に推定することが可能となる。

（システムの概要）
図１は、空隙率推定システム１の概略構成の一例を示す図である。空隙率推定システム１は、ＭＭＳ（Mobile Mapping System）１２０と空隙率推定装置２とを備える。ＭＭＳ１２０は、沿線設備である防風林１１１の形状を示す点群データを取得するための計測システムである。ＭＭＳ１２０は、道路Ｒに沿って設けられた防風林１１１を含む沿線空間１１０に向けて複数のパルスレーザ光を照射して、それらが反射された反射点を示す点群データを取得する。空隙率推定装置２は、点群データに基づいて空隙率を推定する装置であり、例えば、ＰＣ（Personal Computer）又はサーバ等の情報処理装置である。

ＭＭＳ１２０は、レーザ計測機１２１、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機１２２、慣性計測装置１２３、端末１２４及びそれらを搭載し道路Ｒに沿って走行する自動車１２５を有する。

レーザ計測機１２１は、パルスレーザ、受光センサ及びデータ生成部を備える。パルスレーザは、自動車１２５の進行方向と直交する円の円周方向において照射方向を変化させながら、その照射密度が略一様となるようにパルスレーザ光を順次照射する。受光センサは、対象物に対して照射されたパルスレーザ光の反射光を検出する。データ生成部は、パルスレーザ光が照射されてから反射光が検出されるまでの時間に基づいて、反射点までの距離を算出する。データ生成部は、パルスレーザ光の照射方向と算出された反射点までの距離とに基づいて、レーザ計測機１２１に対する反射点の相対位置を示すデータを生成する。

レーザ計測機１２１は、沿線空間１１０に対して側方からパルスレーザ光を照射可能であるように自動車１２５に搭載される。パルスレーザ光が防風林１１１において反射された場合、レーザ計測機１２１は、その反射光を検出して反射点の相対位置を示すデータを生成する。パルスレーザ光が防風林１１１の空隙を通過した場合、レーザ計測機１２１が反射光を検出しないため、反射点のデータは生成されない。すなわち、防風林１１１の空隙の度合いが小さい程、より多くの反射点のデータが生成される。

好ましくは、レーザ計測機１２１は、自動車１２５の屋根に搭載される。さらに好ましくは、レーザ計測機１２１は、自動車１２５の屋根に治具等を設けることにより、地面に対する高さが所定の高さ（例えば、約３．６メートル）となるように搭載される。これにより、レーザ計測機１２１は、一般に防風林１１１が存在する高さの範囲において十分な点数の反射点のデータを生成することができる。

自動車１２５は、レーザ計測機１２１による計測が行われる間に、道路Ｒに沿って走行する。ＧＰＳ受信機１２２は、各時刻における位置情報を生成する。慣性計測装置１２３は、例えば、ジャイロスコープ及び加速度計であり、各時刻における３軸の角速度及び加速度の情報を生成する。端末１２４は、例えばＰＣである。端末１２４は、ＧＰＳ受信機１２２が生成した位置情報及び慣性計測装置１２３が生成した角速度及び加速度の情報に基づいて、各時刻における自動車１２５の地理的位置及び方向を示す情報を生成する。端末１２４は、レーザ計測機１２１によって生成された反射点の相対位置を示すデータと、各反射点のデータが生成された時刻における自動車１２５の地理的位置及び方向を示すデータとを関連付けて記憶する。

自動車１２５の走行速度は、時速１５キロメートル程度であることが好ましい。これにより、ＭＭＳ１２０と沿線空間１１０との距離が約３．５メートルである場合において、１平方メートルあたり５０００点から６０００点程度のパルスレーザ光が照射される。

端末１２４は、計測の終了後、又は計測が行われる間に、反射点の相対位置と自動車１２５の地理的位置及び方向とに基づいて、沿線空間１１０における反射点の位置を示す点群データを生成し、空隙率推定装置２に送信する。

（空隙率推定装置２の概略構成）
図２は、空隙率推定装置２の概略構成の一例を示す図である。空隙率推定装置２は、記憶部２１、操作部２２、通信部２３、表示部２４及び処理部２５を備える。

記憶部２１は、プログラム又はデータを記憶するためのデバイスであり、例えば、半導体メモリ装置を備える。記憶部２１は、処理部２５による処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。プログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な可搬型記憶媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶部２１にインストールされる。

操作部２２は、ユーザによる空隙率推定装置２の操作を受付けるためのデバイスであり、例えば、キーボード及びマウスである。操作部２２は、ユーザによる文字、数字、記号等の入力操作を受付ける。操作部２２は、ユーザによる操作を受付けた場合、その操作に対応する信号を生成し、処理部２５に供給する。

通信部２３は、通信ネットワークを介して空隙率推定装置２を他の装置と通信可能にする通信インタフェース回路を備える。通信部２３が備える通信インタフェース回路は、有線又は無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信インタフェース回路等である。通信部２３は、処理部２５から供給されたデータを他の装置に送信するとともに、他の装置から送信されたデータを受信し、処理部２５に供給する。

表示部２４は、空隙率推定装置２のユーザに対して画像等を表示するデバイスであり、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等である。表示部２４は、処理部２５から供給されるデータに応じた画像等を表示する。

処理部２５は、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を備える。処理部２５は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、空隙率推定装置２の動作を統括的に制御する。処理部２５は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＬＳＩ（Large-Scaled IC）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等でもよい。処理部２５は、記憶部２１に記憶されているプログラムや操作部２２の操作に基づいて空隙率推定装置２の各種処理が適切な手順で実行されるように、表示部２４や通信部２３の動作を制御する。処理部２５は、記憶部２１に記憶されているプログラムに基づいて処理を実行する。また、処理部２５は、複数のプログラムを並列に実行することができる。

処理部２５は、設定部２５１、取得部２５２、推定部２５３及び出力部２５４をその機能ブロックとして備える。これらの各部は、処理部２５によって実行されるプログラムによって実現される機能モジュールである。これらの各部は、ファームウェアとして空隙率推定装置２に実装されてもよい。

（各種データ）
図３は、記憶部２１に記憶される点群データＴ１のデータ構造の一例を示す図である。点群データＴ１は、沿線空間１１０に向けて照射されたパルスレーザ光の反射点の沿線空間１１０における位置を示すデータである。点群データＴ１には、反射点ＩＤと、座標とが関連付けて記憶される。反射点ＩＤは、点群データＴ１を構成するそれぞれの反射点を一意に識別する識別情報である。座標は、計測対象である防風林１１１を含む沿線空間１１０におけるそれぞれの反射点の位置の３次元座標を示す。点群データＴ１は、例えば、レーザ計測機１２１、ＧＰＳ受信機１２２及び慣性計測装置１２３によって生成されたデータに基づいて、端末１２４が所定のプログラムを実行することによって生成される。なお、点群データＴ１は、沿線設備の形状を示すデータの一例である。

図４は、記憶部２１に記憶される空間データＴ２のデータ構造の一例を示す図である。空間データＴ２は、沿線空間１１０を分割した複数の分割空間における点の分布を示すデータである。空間データＴ２には、空間ＩＤ、頂点座標及び点数が関連付けて記憶される。

空間ＩＤは、あらかじめ設定された、複数の分割空間のそれぞれを識別するための識別情報である。頂点座標は、分割空間の位置を特定するための、分割空間の頂点の座標である。分割空間が立方体である場合、対角線の両端点の座標が特定されることで分割空間の位置が特定されるため、図４に示されるように、頂点座標として２つの点の座標が記憶されている。点数は、分割空間に含まれる点の数である。空間データＴ２は、後述するように、点群データＴ１に基づいて、処理部２５により生成される。

図５は、記憶部２１に記憶される地図データＴ３のデータ構造の一例を示す図である。地図データＴ３は、複数の地図オブジェクトに関するデータである。地図データＴ３には、領域ＩＤ、種別、頂点座標及び属性が関連付けて記憶される。各地図オブジェクトは、計測対象である防風林１１１を含む２次元の地図上の所定位置に配置される、樹林、道路等を示すオブジェクトである。各地図オブジェクトは、例えば、多角形若しくは線分又はそれらの組合せにより示される。

オブジェクトＩＤは、複数の地図オブジェクトのそれぞれを一意に識別する識別情報である。種別は、それぞれの地図オブジェクトの形状に関する種別を示す情報であり、例えば、「多角形」又は「線」等である。頂点座標は、地図オブジェクトの地理的位置及び形状を特定するための情報であり、多角形の頂点又は線分の端点の地図上における位置を示す情報である。属性は、地図オブジェクトの属性を示すデータであり、例えば、「樹林」又は「道路」等である。

図５に示す例では、オブジェクトＩＤが「０００１」である地図オブジェクトには、種別として「多角形」が、属性として「樹林」がそれぞれ関連付けられている。これにより、オブジェクトＩＤが「０００１」である地図オブジェクトは、その多角形で囲まれる地理的領域が樹林の植生地域であることを示す。また、オブジェクトＩＤが「０００２」である地図オブジェクトには、種別として「線」が、属性として「道路」が関連付けられている。これにより、オブジェクトＩＤが「０００２」である地図オブジェクトは、その線が道路の地理的位置を示す。

地図データＴ３は、少なくとも計測対象である防風林１１１の地図オブジェクト、及び、防風林１１１を含む沿線空間１１０に沿う道路Ｒの地図オブジェクト又は計測時に自動車１２５が走行した経路の地図オブジェクトのデータを含む。防風林１１１の地図オブジェクト及び道路Ｒの地図オブジェクトのデータは、外部の地図サーバ等から取得され、記憶部２１に記憶される。計測時に自動車１２５が走行した経路の地図オブジェクトは、ＧＰＳ受信機１２２が生成したデータに基づいて、端末１２４等により生成され、記憶部２１に記憶される。

（処理の流れ）
図６は、空隙率推定装置２によって実行される空隙率推定処理の流れの一例を示すフロー図である。この処理は、あらかじめ記憶部２１に記憶されているプログラムに基づいて、処理部２５が空隙率推定装置２の各構成要素と協働することにより実現される。

まず、設定部２５１は、防風林を含む沿線空間を分割して、所定方向に延伸する複数の対象空間を設定する（Ｓ１０１）。設定部２５１は、防風林を含む沿線空間を分割して複数の分割空間を設定し、所定方向に延伸するように配置された分割空間のグループを一つの対象空間として設定する。

図７は、分割空間の設定方法について説明するための模式図であり、図７（ａ）は、道路Ｒが直線である場合の図である。設定部２５１は、地図データＴ３を参照し、防風林を含む沿線空間として、複数の沿線空間３１０及び３２０を設定する。沿線空間３１０は、計測対象の防風林を示す地図オブジェクト３１１に対応する空間であり、あらかじめ設定された高さ３１２を有する。同様に、沿線空間３２０は、計測対象の他の防風林を示す地図オブジェクト３２１に対応し、高さ３２２を有する空間である。

設定部２５１は、地図データＴ３から道路Ｒを示す地図オブジェクトを取得する。設定部２５１は、道路Ｒに直交し且つ地面に平行な方向Ｐ１、道路Ｒに平行な方向Ｐ２及び地面に垂直な方向Ｐ３を設定する。設定部２５１は、沿線空間３１０を、方向Ｐ１及び方向Ｐ２に平行な平面、方向Ｐ１及び方向Ｐ３に平行な平面、並びに、方向Ｐ１に直交する平面で分割し、複数の分割空間を設定する。

これにより、それぞれが直方体である複数の分割空間が設定される。複数の分割空間は、互いに同一の体積を有することが好ましく、各辺が１０センチメートルの立方体であることがさらに好ましい。設定部２５１は、沿線空間３２０を含む他の空間についても、同様に複数の分割空間を設定する。

なお、設定部２５１は、道路Ｒが曲線である場合、その曲率に応じた錐台形状の分割空間を設定してもよい。

図７（ｂ）は、道路Ｒが曲線である場合の分割空間の設定方法についての図である。この場合も、設定部２５１は、道路Ｒが直線である場合と同様に沿線空間３３０を分割し、複数の分割空間を設定する。ただし、道路Ｒが曲線である場合、方向Ｐ１及びＰ２が沿線空間３３０内の位置に応じて異なるため、分割空間は、道路Ｒに面する底面の形状とその反対側の底面の形状とが異なる略錐台形状を有する。道路Ｒの曲率が大きい程、道路Ｒに面する底面とその反対側の底面との面積の差は大きくなる。この場合、道路Ｒに面した分割空間の道路Ｒに面した端面３３１は、各辺が１０センチメートルの正方形となることが好ましい。なお、道路Ｒから最も離隔した分割空間の道路Ｒの反対側の端面が、各辺が１０センチメートルの正方形とされてもよい。また、設定部２５１は、道路Ｒに代えて、計測時に自動車１２５が走行した経路に基づいて方向Ｐ１、Ｐ２及びＰ３を設定してもよい。

設定部２５１は、所定方向に延伸するように配置された複数の分割空間のグループを一つの対象空間として設定する。所定方向は、道路Ｒに直交し且つ地面に平行な方向である。これにより、各分割空間は何れかの対象空間に対応するため、複数の対象空間は、沿線空間を分割した空間となる。分割空間が各辺が１０センチメートルの立方体である場合、対象空間は、各辺が１０センチメートルの正方形の底面を有する四角柱形状となる。

続いて、取得部２５２は、防風林の形状を示す点群データＴ１を取得する（Ｓ１０２）。取得部２５２は、あらかじめ端末１２４によって生成され、記憶部２１に記憶された点群データＴ１を取得する。取得部２５２は、点群データＴ１を参照し、設定された各分割空間に含まれる点の数を計数することにより、空間データＴ２を生成する。

続いて、推定部２５３は、複数の対象空間ごとに、点群データＴ１を構成する点のうち、各対象空間に含まれる点の数に基づいて、空隙率を推定する（Ｓ１０３）。例えば、推定部２５３は、各対象空間に含まれる点の数と対象空間に向けて照射されたパルスレーザ光の照射数とに基づいて、空隙率を推定する。この場合、推定部２５３は、空間データＴ２を参照し、対象空間に対応する分割空間に含まれる点の数を合計することにより、対象空間に含まれる点の数を算出する。

推定部２５３は、対象空間に向けて照射されたパルスレーザ光の照射数を算出する。推定部２５３は、パルスレーザ光の照射密度と対象空間の底面の面積とに基づいて、各対象空間に向けて照射されたパルスレーザ光の照射数を算出する。例えば、パルスレーザ光の照射密度が１平方メートルあたり６０００であり、対象空間の道路Ｒに面する底面が各辺が１０センチメートルの正方形である場合、推定部２５３は、対象空間に向けて照射されたパルスレーザ光の照射数を６０と算出する。なお、パルスレーザ光の照射密度と対象空間の底面の面積が、全ての対象空間において一定の場合は、各対象空間に向けて照射されたパルスレーザ光の照射数を算出しなくてもよい。例えば、対象空間に含まれる点の数が最大である対象空間の点の数を、各対象空間についてのパルスレーザ光の照射数としてもよい。

推定部２５３は、対象空間に含まれる点の数の、算出された対象空間に向けて照射されたパルスレーザ光の照射数に対する比率を１から減じた値を対象空間について算出することにより、対象空間の空隙率を推定する。例えば、ある対象空間に含まれる点の数が１５であり、その対象空間に向けたパルスレーザ光の照射数が６０である場合、推定部２５３は、空隙率を０．７５と推定してもよい。

続いて、出力部２５４は、推定された空隙率を出力し（Ｓ１０４）、一連の処理を終了する。出力部２５４は、空隙率表示画面４００を表示するための表示データを表示部２４に供給することにより、空隙率を出力する。なお、出力部２５４は、通信部２３を介して、空隙率表示画面４００を表示させるための表示データを他の端末に送信することにより、空隙率を出力してもよい。

図８は、表示部２４に表示される空隙率表示画面４００の一例を示す図である。空隙率表示画面４００は、対象空間について推定された空隙率をユーザに対して表示するための画面である。

空隙率表示画面４００は、地図画像４１０、空隙率マップ４２０及び凡例４３０を含む。地図画像４１０は、所定地域の地図画像又は航空写真等の写真画像である。空隙率マップ４２０は、地図画像４１０に重畳して表示される、対象空間の道路Ｒに面した底面を空隙率に応じた色又は形状等の表示態様で表示するオブジェクトである。凡例４３０は、空隙率マップ４２０における表示態様と空隙率との関係を示すオブジェクトである。なお、空隙率表示画面４００において、空隙率が数字としてそのまま表示されてもよい。

以上説明したように、空隙率推定装置２は、沿線空間に向けてパルスレーザ光を照射することにより生成された、パルスレーザ光の反射点の位置を示す点群データに基づいて、空隙率を算出する。このようにすることで、空隙率推定装置２は、沿線設備の空隙の度合いを適切に推定することを可能とする。

また、空隙率推定装置２は、沿線設備に沿って走行するＭＭＳを用いて計測されたデータに基づいて生成される点群データＴ１を用いる。ＭＭＳを用いることで、短時間で広範囲の沿線空間における点群データＴ１を生成することが可能となるため、空隙率推定装置２は、十分な頻度で沿線設備の空隙の度合いを推定することができる。また、ＭＭＳを用いることで、航空レーザ計測を用いる場合よりも細かなデータが生成されるため、空隙率推定装置２は、より高精度に空隙の度合いを推定することができる。

なお、上述した説明では、設定部２５１は、分割空間を設定し、複数の分割空間のグループを対象空間として設定するものとしたが、これに限られない。設定部２５１は、分割空間を設定することなく、沿線空間を分割して、所定方向に延伸する複数の対象空間を設定してもよい。

また、上述した説明では、点群データＴ１は、沿線空間に向けて照射された複数のパルスレーザ光のそれぞれが反射された反射点の、沿線空間における位置を示すデータであるものとしたが、これに限られない。例えば、無人飛翔体（ドローン）等を使用して比較的低高度の上空から、沿線空間に向けて照射させたパルスレーザ光の反射点でもよい。あるいは、点群データＴ１は、沿線設備の形状を示す、複数の点から構成される任意のデータであってよい。例えば、点群データＴ１は、沿線空間に向けて照射された電波又は音波の反射波を検出することにより生成されてもよい。また、点群データＴ１は、沿線設備を撮影した画像を解析することにより生成されてもよい。この場合において、対象空間に含まれ得る最大の点の数は、点群データＴ１における点の密度と対象空間の体積とに基づいて算出されてもよい。

（変形例１）
上述した説明では、設定部２５１は、道路Ｒに直交し且つ地面に平行な方向を所定方向としたが、これに限られない。設定部２５１は、操作部２２を介して、ユーザによる所定方向の指定を受付けてもよい。この場合、設定部２５１は、指定された所定方向に配置された複数の分割空間のグループを対象空間として設定する。

図９は、対象空間の設定方法について説明するための模式図である。図９は、道路Ｒ及び沿線空間を上方から見た図である。

Ｓ１０１において、設定部２５１は、ユーザにより、所定方向として方向Ｐの指定を受付ける。この場合、設定部２５１は、沿線空間において、方向Ｐに延伸する直線５００を設定する。

設定部２５１は、複数の分割空間のうちから道路Ｒからの距離が略同一であり且つ地面からの高さが略同一である分割空間からなる列５１０を抽出する。設定部２５１は、抽出された列５１０に含まれる分割空間のうちから、直線５００が通過する区間の長さが最も大きい分割空間５１１を選択する。設定部２５１は、同様にして、列５２０、５３０及び５４０を抽出し、列５２０、５３０及び５４０に含まれる分割空間のうちから分割空間５２１、５３１及び５４１をそれぞれ選択する。

設定部２５１は、選択された分割空間５１１、５２１、５３１及び５４１のグループを、対象空間として設定する。設定部２５１は、各分割空間が何れかの対象空間に含まれるように、方向Ｐに延伸する複数の直線を同様に設定し、複数の直線のそれぞれについて対象空間を設定する。

防風林が設けられた地域によっては、防風林の特定の方向についての空隙が防風効果に影響することがある。例えば、北風が強い地域においては、道路に直交する方向の空隙よりも南北方向の空隙の度合いが防風効果の評価において重要となる。したがって、空隙率推定装置２がユーザによる所定方向の指定を受付けることで、より防風効果の評価に有用な空隙率が推定される。

なお、推定部２５３は、各列から複数の分割空間を選択してもよい。例えば、推定部２５３は、各列に含まれる分割空間のうち、直線５００が通過する区間の長さが所定値以上である分割空間をすべて選択してもよい。この場合、推定部２５３は、選択された分割空間に含まれる点の数の平均値、又は、直線５００が通過する区間の長さに応じた重み付け和を各列について算出し、算出された値を合計し、対象空間に含まれる点の数として算出する。

（変形例２）
上述した説明では、推定部２５３は、対象空間に含まれる点の数に基づいて、対象空間の空隙率を推定するものとしたが、これに限られない。推定部２５３は、対象空間に対応する分割空間のうち最も多くの点が含まれる分割空間に含まれる点の数に基づいて、空隙率を推定してもよい。

この場合、推定部２５３は、Ｓ１０３において、空間データＴ２を参照して、各対象空間に対応する複数の分割空間のうちから最も多くの点を含む分割空間を特定する。推定部２５３は、特定された分割空間に含まれる点の数の、対応する対象空間に向けて照射されたパルスレーザ光の照射数に対する比率を１から減じた値を算出することにより、対象空間の空隙率を推定する。

対象空間に含まれる点の数が同一である場合でも、対応する分割空間における点の分布に応じて防風効果に対する影響は異なり、一般には、点が一の分割空間に集中して分布するほど高い防風効果が期待される。空隙率推定装置２が最も点が集中する分割空間の点の数に基づいて対象空間の空隙率を推定することにより、より防風効果への影響が考慮された空隙の度合いが出力される。

また、この場合において、出力部２５４は、対象空間の空隙率に加え、空隙率が推定された対象空間に対応する分割空間に含まれる点の数を出力してもよい。このようにすることで、空隙率推定装置２は、所定方向における空隙の状況をより詳細にユーザに対して示すことを可能とする。

当業者は、本発明の精神および範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。例えば、上述した各部の処理は、本発明の範囲において、適宜に異なる順序で実行されてもよい。また、上述した実施形態及び変形例は、本発明の範囲において、適宜に組み合わせて実施されてもよい。

２ 空隙率推定装置
２１ 記憶部
２２ 操作部
２３ 通信部
２４ 表示部
２５１ 設定部
２５２ 取得部
２５３ 推定部
２５４ 出力部

Claims (6)

1. 沿線設備を含む沿線空間を分割して、所定方向に延伸する複数の対象空間を設定する設定部と、
   前記沿線設備の形状を示す点群データを取得する取得部と、
   前記複数の対象空間ごとに、前記点群データを構成する点のうち、各対象空間に含まれる点の数に基づいて空隙率を推定する推定部と、
   前記推定された空隙率を出力する出力部と、
   を備えることを特徴とする、空隙率推定装置。
2. 前記点群データは、前記沿線設備に沿って走行して計測されたデータに基づいて生成される、
   請求項１に記載の空隙率推定装置。
3. 前記設定部は、前記沿線空間を分割して複数の分割空間を設定し、前記所定方向に延伸するように配置された分割空間のグループを前記対象空間として設定する、
   請求項１又は２に記載の空隙率推定装置。
4. 前記設定部は、前記沿線設備に沿った道路又は線路の曲率に応じた略錐台形状の空間を前記分割空間として設定する、
   請求項３に記載の空隙率推定装置。
5. 沿線設備を含む沿線空間を分割して、所定方向に延伸する複数の対象空間を設定し、
   前記沿線設備の形状を示す点群データを取得し、
   前記複数の対象空間ごとに、前記点群データを構成する点のうち、各対象空間に含まれる点の数に基づいて空隙率を推定し、
   前記推定された空隙率を出力する、
   ことを含むことを特徴とする、空隙率推定方法。
6. 沿線設備を含む沿線空間を分割して、所定方向に延伸する複数の対象空間を設定し、
   前記沿線設備の形状を示す点群データを取得し、
   前記複数の対象空間ごとに、前記点群データを構成する点のうち、各対象空間に含まれる点の数に基づいて空隙率を推定し、
   前記推定された空隙率を出力する、
   ことをコンピュータに実行させることを特徴とする、プログラム。

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