JP7449506B2

JP7449506B2 - 計測システム

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Publication number: JP7449506B2
Application number: JP2020133574A
Authority: JP
Inventors: 文敬山崎; 高志狩野
Original assignee: IXS Co Ltd
Current assignee: IXS Co Ltd
Priority date: 2020-08-06
Filing date: 2020-08-06
Publication date: 2024-03-14
Anticipated expiration: 2040-08-06
Also published as: JP2022029957A

Description

本発明は、法面に施工された構造物を計測する計測システムに関する。

法面の崩壊を防ぐ目的で法面保護工事が行われることがある。法面保護工事には、法面に法枠を設ける法枠工、又は法面に対してロックボルトを打設するロックボルト工などの工法が適用される。
上記の工事に関連する技術として、以下の特許文献１と特許文献２とを例示する。特許文献１には、法面をレーザスキャナにより計測することにより地盤形状を計測する手法が開示されている。特許文献２には、法面に打設されたロックボルトの一端に弾性波を印加し、弾性波の伝搬速度に基づいてロックボルトの長さを計る手法が開示されている。

特開２００８－１０７１７５号公報登録実用新案第３２２３５４８号公報

法枠工の出来形計測において、法枠が施工計画に記載した寸法で施工されているか否かを確認する必要があり、その際には作業者が斜面に形成された法枠に対しメジャーを用いて計測することが一般的であるが、その計測作業は危険性を伴う作業である為、慎重を期す為に多大な時間を要していた。
一方、ロックボルト工における出来形計測も、法枠工と同様に、多大な時間や危険性を伴う作業である。

特許文献１の場合、法面をレーザスキャナで測定するため、作業者の安全性は確保されるが、法面に施工された構造物（法枠やロックボルト）について言及されていないため、この技術をそのまま法枠工やロックボルト工の計測作業に転用することは困難である。
特許文献２の場合、作業者が斜面に形成された法枠に登坂しなければならず、作業者の安全性を確保するという観点において十分な技術ではない。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、法面に施工された構造物の計測作業において、作業の安全性を確保すると共にその効率化を図りうる計測システムを提供する。

本発明によれば、レーザスキャナを用いて法面に設けられた計測対象を計測する計測システムであって、前記レーザスキャナによる前記法面の測定結果である三次元点群データを取得するデータ取得手段と、前記三次元点群データを解析して、前記法面における代表的な傾斜面に並行な面を推定する面解析手段と、前記面解析手段によって推定された面に対する法線の方向に探索し、前記計測対象の形状を推定する探索手段と、前記探索手段によって推定された前記計測対象の形状に基づき、前記計測対象に係る所望の寸法を計測する計測手段と、を備えることを特徴とする計測システムが提供される。

本発明によれば、法面に施工された構造物の計測作業において、作業の安全性を確保すると共にその効率化を図りうる計測システムを提供する。

計測対象である法枠ＮＢの斜視図である。計測システム１００のブロック図である。法枠ＮＢの測定手順を示すフローチャートである。仮想面Ａから視た法面ＮＭと法枠ＮＢを示す模式図である。法面ＮＭと法枠ＮＢの断面を示す模式図である。１つ目の計測対象である格子枠Ｋ１を示す模式図である。２つ目の計測対象である格子枠Ｋ２を示す模式図である。計測対象であるロックボルトＲの斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。

＜計測システム１００の概要＞
まず、図１、２を用いて、計測システム１００の概要について説明する。
図１は、計測対象である法枠ＮＢの斜視図である。
図２は、計測システム１００のブロック図である。

図１に示すように、法面ＮＭに対して法枠ＮＢが設けられている。法面ＮＭは切土や盛土により作られる人工的な斜面であるため、法面ＮＭには一般的にうねりを有する場所が含まれるが、図１はうねりの少ない場所に設けられた法枠ＮＢを示している。
法枠ＮＢは、法枠工法を行う際に法面ＮＭに形成される構造物であり、モルタルやコンクリートによって形成される。
図１に示したように、法枠ＮＢは格子状に形成されている。図１には同じ大きさの格子状に形成された法枠ＮＢを示しているが、法面ＮＭの傾斜などに応じて、枠の大きさおよび形状が異なるものが含まれる場合もある。
ここで、法面ＮＭに設けられた法枠ＮＢ（計測対象）を計測するレーザスキャナＲＳについて説明する。図１に示すようにレーザスキャナＲＳを地面に設置し、法面ＮＭを見上げるような状態で法面ＮＭに設けられた法枠ＮＢを計測する。レーザスキャナＲＳの配置は、法枠ＮＢを計測するために適した位置を適宜選択すればよい。

図２は、計測システム１００のブロック図である。
計測システム１００は、後述する各種の処理を実行可能な情報処理端末である。なお、図示してはいないが、計測システム１００は、キーボード、ポインティングデバイスなどの入力装置、演算処理装置、記憶部等を備えている。

計測システム１００は、データ取得手段１１０、面解析手段１２０、探索手段１３０、計測手段１４０、表示制御手段１５０、および、表示手段１６０を備えている。
データ取得手段１１０は、法枠ＮＢをレーザスキャナＲＳで測定して得られる三次元点群データを取得する。
面解析手段１２０は、三次元点群データを解析して、法面ＮＭにおける代表的な傾斜面に並行な面（以下、仮想面Ａと称する場合がある）を推定する。
探索手段１３０は、面解析手段１２０によって推定された仮想面Ａに対する法線の方向に探索し、計測対象（法枠ＮＢ）の形状を推定する。また、探索手段１３０は、三次元点群データに含まれる点群を解析して、点群の縁部分を直線として検出する機能（以下、エッジ検出機能と称する場合がある）を有している。ここで、エッジ検出機能は、ハフ変換を応用して実現される機能であり、計測対象の或る面と当該面に交差する面の交差部分を縁部分として検出する。
計測手段１４０は、探索手段１３０によって推定された計測対象の形状に基づき、計測対象（法枠ＮＢ）に係る所望の寸法を計測する。
表示制御手段１５０は、計測手段１４０および探索手段１３０によって計測された寸法などを表示手段１６０に表示させる。
表示手段１６０は、表示制御手段１５０によって制御されるディスプレイ装置である。なお、図２では、計測システム１００が表示手段１６０を備えるように構成しているが、表示手段１６０は表示制御手段１５０からの制御信号などに基づき表示制御されればよく、計測システム１００とは別に設けてもよい。

ここで、「三次元点群データ」とは、レーザスキャナＲＳの測定結果を示すデータであり、計測対象となる法枠ＮＢおよび当該法枠ＮＢが設けられる法面ＮＭに含まれる各構成要素の空間位置情報（三次元空間上に表現された位置情報）を表す点データの集合体である。

計測システム１００は、データ取得手段１１０によって取得された三次元点群データに含まれる法枠ＮＢの全てを計測するようにしてもよいし、その法枠ＮＢのうち一部を計測するようにしてもよい。
本実施形態では、面解析手段１２０の一機能である範囲指定手段１２５によって指定された範囲に含まれる法枠ＮＢを計測対象とすることを前提に以下説明する。ここで範囲指定手段１２５は、取得した三次元点群データから法枠ＮＢの形状が格子状である範囲やレーザスキャナＲＳからのレーザビームが十分に照射されている範囲など予め決められた測定条件に伴い自動的に指定されるものでもよいし、キーボード、ポインティングシステム（図示しない）などの入力手段によって、作業者が測定対象とする範囲を指定するものでもよい。

＜計測システム１００の計測作業の流れについて＞
続いて、図３のフローチャートに沿って、図４～図７を用いて計測作業の流れについて説明する。
図３は、法枠の計測手順を示すフローチャートである。
図４は、仮想面Ａから視た法面ＮＭと法枠ＮＢを示す模式図である。
図５は、法面ＮＭと法枠ＮＢの断面を示す模式図である。
図６は、１つ目の計測対象である格子枠Ｋ１を示す模式図である。
図７は、２つ目の計測対象である格子枠Ｋ２を示す模式図である。

ステップＳ１００では、作業者は、レーザスキャナＲＳを用いて法枠ＮＢをスキャニングし、各部位の形状や位置を計測する。その計測結果は、三次元点群データとして生成される。
レーザスキャナＲＳによって生成された三次元点群データは、レーザスキャナＲＳから直接的に又は他の装置を介して間接的に、データ取得手段１１０によって取得される。

ステップＳ１１０では、面解析手段１２０が、ステップＳ１００で取得した三次元点群データを解析して、仮想面Ａを推定する。
具体的には、面解析手段１２０は、法面ＮＭ及び法枠ＮＢの上面部分を形成する点データを三次元点群データから抽出し、概ね平面とみなせる箇所（表面から所定の厚さ範囲内に点データが存在している箇所）を推定し、その平面とみなした箇所に対する平行面を仮想面Ａとして設定する。
なお、上記の所定の厚さ範囲は、実際は凹凸に形成されている法面ＮＭ及び法枠ＮＢの上面部分を平面とみなすために、法枠ＮＢの枠高さを超える範囲であることが好ましい。

図４は、仮想面Ａから視た視点の法面ＮＭと法枠ＮＢを示している。
仮想面Ａは法面ＮＭに対して概ね並行な面であるため、図４は法面ＮＭを正面視する視点になる。また、法枠ＮＢの上面部分は、法面ＮＭに対して略平行な面であるため、図４は法枠ＮＢの上面を正面視する視点になる。従って、図４には、法面ＮＭに対する法枠ＮＢの高さ部分（法面ＮＭに対して略垂直な面）が図示されない。
以下の説明において、法枠ＮＢの上面部分を計測面と称する場合がある。

図４は、法枠ＮＢを構成する格子状の枠（以下、格子枠と称する場合がある）の１つに対して、法枠ＮＢの出来形計測において計測すべき寸法の代表的なもの（寸法Ｍ１～Ｍ４）を例示している。
寸法Ｍ１は、当該格子枠の上部分の枠幅の中心位置から下部分の枠幅の中心位置までの距離であり、当該格子枠の上下方向の通芯間距離に相当する。
寸法Ｍ２は、当該格子枠の左部分の枠幅の中心位置から右部分の枠幅の中心位置までの距離であり、当該格子枠の左右方向の通芯間距離に相当する。
寸法Ｍ３は、当該格子枠の上部分の枠幅である。
寸法Ｍ４は、当該格子枠の左部分の枠幅である。
また、図４には図示しないが、計測システム１００によって計測される寸法には、法枠ＮＢ（計測対象の格子枠）の枠深さに相当する寸法Ｍ５がある。
なお、ここで述べた上下左右は、図４における方向であり、三次元点群データが表現されている空間における方向とは必ずしも一致しない。

ステップＳ１２０では、範囲指定手段１２５が、計測対象とする法枠ＮＢの範囲を指定する。
具体的には、範囲指定手段１２５は、ステップＳ１１０で設定した仮想面Ａに対して、複数の格子枠が収まる平面を指定し、その平面を基準として仮想面Ａの法線方向に収まる複数の格子枠を計測対象とする。

ステップＳ１３０では、探索手段１３０が、仮想面Ａの法線方向に探索し、法枠ＮＢの上面部分（計測面）に対応する所定の点データを特定する。具体的には、探索手段１３０は、仮想面Ａから探索して最初に見つかった点データを法枠ＮＢの上面部分に対応するものとする。
ステップＳ１４０では、範囲指定手段１２５が、ステップＳ１３０で特定した所定の点データを基準点として所定範囲を指定する。
以下の説明において、ステップＳ１３０で特定される所定の点データをＢ点と称する場合があり、ステップＳ１４０で指定される所定範囲をＣ面と称する場合がある。

図５及び図６は、上述したＡ面とＢ点とＣ面の位置関係を示している。
Ｃ面は、Ａ面に対して平行な面であり、Ｂ点を通過する面である。図６に示すように、本実施形態では範囲指定手段１２５がＢ点を中心としてＣ面を指定する態様を例示するが、本発明の実施はこの態様に制限されない。例えば、範囲指定手段１２５は、Ｃ面の四隅の１つをＢ点とするように指定してもよいし、Ｂ点から離間した位置にＣ面を指定する（Ｃ面の外側にＢ点が位置する）ようにしてもよい。
Ｃ面の大きさは、少なくとも１つの法枠ＮＢが収まる大きさであればよい（図６では、Ｃ面に格子枠Ｋ１が収まることが図示されている）。ただし、Ｃ面の大きさは、図５に示すとおりＡ面より小さいことが好ましく、図示しないがステップＳ１２０で指定された範囲より小さいことが好ましい。

ステップＳ１５０では、探索手段１３０が、ステップＳ１４０で指定されたＣ面（所定範囲）内に収まる格子枠Ｋ１（１つの法枠ＮＢ）の形状を推定する。
ステップＳ１６０では、ステップＳ１２０で指定した法枠ＮＢの全てについて、探索手段１３０が形状を推定したか否かが判定され、当該判定が肯定された場合にはステップＳ１８０に進み、当該判定が否定された場合にはステップＳ１７０に進む。
ステップＳ１７０では、範囲指定手段１２５は、ステップＳ１５０で形状を推定された格子枠Ｋ１に隣接する少なくとも１つの格子枠が収まる他の所定範囲を指定し、再びステップＳ１５０に進む。その後、再び行われるステップＳ１５０では、探索手段１３０は、当該他の所定範囲内に収まる格子枠の形状を推定する。

図７は、格子枠Ｋ１の形状が推定された後に、範囲指定手段１２５が、格子枠Ｋ１に隣接する格子枠Ｋ２を指定した様子が図示されている。格子枠Ｋ２は、必ずしもＣ面内に収まる必要はなく、その一部又は全部がＣ面から外れてもよい。
図７では、格子枠Ｋ１の左隣の格子枠Ｋ２が範囲指定手段１２５によって指定された様子が図示されているが、ステップＳ１８０で指定される法枠ＮＢは格子枠Ｋ１の上下左右いずれに隣接している格子枠であってもよい。
また、図７では、格子枠Ｋ１に隣接する１つの格子枠Ｋ２が範囲指定手段１２５によって指定された様子が図示されているが、ステップＳ１８０で指定される格子枠は複数であってもよい。

ステップＳ１２０で指定した法枠ＮＢの全てについてステップＳ１５０の処理が済むまで、上記のステップＳ１５０、ステップＳ１６０及びステップＳ１７０が繰り返される。

ステップＳ１２０で指定した法枠ＮＢの全てについて、その推定された形状に基づいて、ステップＳ１７０では、計測手段１４０が、法枠ＮＢに係る所望の寸法（上述の寸法Ｍ１～Ｍ５）を計測する。

＜計測手段１４０による計測手法について＞
次に、計測手段１４０による計測手法について具体的に説明する。
計測手段１４０は、探索手段１３０による以下のような形状推定に基づいて、寸法Ｍ１～Ｍ５を計測する。

上述したように、探索手段１３０は、Ｃ面内の計測面（法枠ＮＢの上面部分）を推定した後、当該計測面から探索してＣ面内の法面ＮＭを推定する。
計測手段１４０は、探索手段１３０による計測面から法面ＮＭまでの探索距離を、法枠ＮＢの深さ寸法（寸法Ｍ５）として計測する。

探索手段１３０は、Ｃ面内の法線方向に収まる点群から、上述したエッジ検出機能によって検出された直線のそれぞれを、Ｃ面内の計測対象の法枠ＮＢを構成する辺として推定する。
次に、計測手段１４０は、辺の位置を推定した１つの法枠（例えば格子枠Ｋ１）を基準とし、格子枠Ｋ１の辺のうち第一辺（例えば格子枠Ｋ１の左辺）の位置と、格子枠Ｋ１の中心から視て左方向に隣接している格子枠Ｋ２の辺のうち第一辺と略平行でありかつ第一辺に最も近い第二辺（例えば、格子枠Ｋ２の右辺）の位置と、の間の中心である第一中心位置を特定する。そして、探索手段１３０は、格子枠Ｋ１の法枠の辺のうち第一辺に対向している第三辺（例えば、格子枠Ｋ１の右辺）の位置と、格子枠Ｋ１の中心から視て右方向に隣接している他の法枠（不図示）の辺のうち第三辺と略平行でありかつ第三辺に最も近い第四辺の位置と、の間の中心である第二中心位置を特定する。
計測手段１４０は、上記の第一中心位置と第二中心位置との差を、左右方向の通芯間の寸法（寸法Ｍ２）として計測する。
計測手段１４０は、上記の第一辺と第二辺との差を、格子枠Ｋ１の左部分の枠幅の寸法（寸法Ｍ４）として計測する。
なお、計測手段１４０は、上下方向の通芯間の寸法（寸法Ｍ１）について寸法Ｍ２と同様の手法で計測可能であり、格子枠Ｋ１の左部分の枠幅の寸法（寸法Ｍ３）について寸法Ｍ４と同様の手法で計測可能であるため、詳細な説明は省略する。

本実施形態の計測手段１４０は、上記のような計測手法によって、寸法Ｍ１～Ｍ５を計測することができる。

＜表示制御手段１５０による表示制御について＞
次に、表示制御手段１５０によって表示手段１６０に表示される内容について説明する。
表示制御手段１５０は、探索手段１３０によって推定された法面ＮＭおよび計測対象である法枠ＮＢ（例えば、格子枠Ｋ１や格子枠Ｋ２）の形状に基づき当該法面ＮＭおよび法枠ＮＢを示す画像を表示手段１６０に表示制御する。
また、表示制御手段１５０は、表示手段１６０に表示された法面ＮＭおよび法枠ＮＢを示す画像に対し、作業者が入力操作を行える入力手段（不図示のキーボードやポインティングデバイスなど）を用いて所定の縁部から縁部を指定することにより、指定した範囲の寸法を計測手段１４０の計測結果に基づき表示させる。例えば、作業者が寸法Ｍ１～Ｍ４を指定した場合、表示制御手段１５０は、図４に相当する画像と、それぞれの寸法Ｍ１～Ｍ４の計測結果を、表示手段１６０に表示させる。
このようにすることで、作業者が必要とする計測結果を容易に確認することができる。

＜変形例＞
本発明の実施は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形、改良等が可能である。
例えば、図２に図示した計測システム１００の構成は、本発明の目的を達成する範囲において変更可能であり、不図示の新たな構成を追加してもよく、図示した構成の一部を省いてもよい。

上述の実施形態では、計測システム１００は法枠ＮＢの出来形計測に用いることを前提とし、計測対象が法枠ＮＢであるものとして説明したが、本発明の実施はこれに限られず、法面に設けられる他の構成（例えば、ロックボルト）に代えてもよい。
図８は、計測対象であるロックボルトＲの斜視図である。
ロックボルトＲは、ロックボルト工法に用いられる棒状の補強材であり、法面ＮＭに垂直に挿入することによって、法面ＮＭの地盤を固定する。図８に図示するロックボルトＲは、法面ＮＭから突出している頭部ＲＨと、頭部ＲＨの周囲を補強する基部ＲＢと、が含まれる。なお、図８では、十字形状の基部ＲＢを例示するが、その形状は特に制限されるものではない。
本変形例において、計測システム１００の計測対象には少なくともロックボルトの頭部ＲＨが含まれる。また、本変形例の計測システム１００は、上述した範囲指定手段１２５と計測手段１４０を備えている。
範囲指定手段１２５が指定する所定範囲は、少なくとも隣接する２つのロックボルトの頭部ＲＨが収まり、計測手段１４０は、隣接する２つのロックボルトの頭部ＲＨの間の寸法を計測することが好ましい。
このような変形例により、本発明は、ロックボルト工法に用いられるロックボルトＲに係る所望の寸法を計測することができる。

上述の実施形態では、探索手段１３０によって推定された所定範囲内の計測対象の法枠（格子枠Ｋ１や格子枠Ｋ２）の辺の位置に基づき、計測手段１４０が寸法Ｍ１～寸法Ｍ４を計測することを説明したが、本発明の実施によって計測する寸法はこれに限られない。
例えば、探索手段１３０によって推定された所定範囲内の計測対象の法枠（格子枠Ｋ１や格子枠Ｋ２）の辺の位置に基づき、計測手段１４０は、当該法枠の鉛直方向長及び当該法枠の左右方向長の寸法を計測してもよい。

上述の実施形態では、探索手段１３０は、計測面、法面の順に探索することとしたが、逆の順序で探索してもよい。
言い換えれば、探索手段１３０は、Ｃ面内の法面ＮＭを推定した後、当該法面ＮＭから探索してＣ面内の計測面を推定してもよい。このとき、計測手段１４０は、探索手段１３０による法面ＮＭから計測面までの探索距離を、法枠ＮＢの深さ寸法（寸法Ｍ５）として計測してもよい。

＜付記＞
本実施形態は、次のような技術思想を包含する。
（１）レーザスキャナを用いて法面に設けられた計測対象を計測する計測システムであって、前記レーザスキャナによる前記法面の測定結果である三次元点群データを取得するデータ取得手段と、前記三次元点群データを解析して、前記法面における代表的な傾斜面に並行な面を推定する面解析手段と、前記面解析手段によって推定された面に対する法線の方向に探索し、前記計測対象の形状を推定する探索手段と、前記探索手段によって推定された前記計測対象の形状に基づき、前記計測対象に係る所望の寸法を計測する計測手段と、を備えることを特徴とする計測システム。
（２）前記計測対象は、前記法面に対して略平行な計測面を備えており、前記探索手段は、前記面解析手段によって推定された面の法線方向に探索し、前記計測面に対応する所定の点データを特定し、前記所定の点データを基準点として所定範囲を指定する範囲指定手段を、更に備えることを特徴とする（１）に記載の計測システム。
（３）前記計測対象には、前記計測面が格子状に形成された法枠が含まれ、前記範囲指定手段が指定する前記所定範囲は、少なくとも１つの法枠が収まり、前記探索手段は、前記範囲指定手段によって指定された前記所定範囲内に収まる１つの法枠の形状を推定し、さらに、前記範囲指定手段は、当該法枠の形状が推定された後に、当該法枠に隣接する少なくとも１つの法枠が収まる他の前記所定範囲を指定し、前記探索手段は、当該他の所定範囲内に収まる１つの法枠の形状を推定することを特徴とする（２）に記載の計測システム
（４）前記探索手段は、前記所定範囲内の前記計測面を推定した後、当該計測面から探索して前記所定範囲内の前記法面を推定する、または、前記所定範囲内の法面を推定した後、当該法面から探索して前記所定範囲内の前記計測面を推定し、前記計測手段は、前記探索手段による前記計測面から前記法面までの探索距離、または、前記探索手段による前記法面から前記計測面までの探索距離を、法枠の深さ寸法として計測する（２）または（３）に記載の計測システム。
（５）前記探索手段は、前記三次元点群データに含まれる点群を解析して、点群の縁部分を直線として検出する機能を有し、前記所定範囲内の前記法線方向に収まる点群から当該機能によって検出された直線のそれぞれを、当該所定範囲内の前記計測対象の法枠を構成する辺として推定し、前記計測手段は、辺の位置を推定した１つの法枠を基準とし、当該基準の法枠の辺のうち第一辺の位置と、当該基準の法枠の中心から視て前記第一辺の方向に隣接している他の法枠の辺のうち前記第一辺と略平行でありかつ前記第一辺に最も近い第二辺の位置と、の差を法枠の枠幅の寸法として計測することを特徴とする（２）から（４）のいずれか一つに記載の計測システム。
（６）前記探索手段は、前記三次元点群データに含まれる点群を解析して、点群の縁部分を直線として検出する機能を有し、前記所定範囲内の前記法線方向に収まる点群から当該機能によって検出された直線のそれぞれを、当該所定範囲内の前記計測対象の法枠を構成する辺として推定し、前記計測手段は、辺の位置を推定した１つの法枠を基準とし、当該基準の法枠の辺のうち第一辺の位置と、当該基準の法枠の中心から視て前記第一辺の方向に隣接している他の法枠の辺のうち前記第一辺と略平行でありかつ前記第一辺に最も近い第二辺の位置と、の間の中心である第一中心位置を特定し、当該基準の法枠の辺のうち前記第一辺に対向している第三辺の位置と、当該基準の法枠の中心から視て前記第三辺の方向に隣接している他の法枠の辺のうち前記第三辺と略平行でありかつ前記第三辺に最も近い第四辺の位置と、の間の中心である第二中心位置を特定し、前記第一中心位置と前記第二中心位置との差を通芯間の寸法として計測することを特徴とする（２）から（５）のいずれか一つに記載の計測システム。
（７）前記計測対象には、ロックボルトの頭部が含まれ、所定範囲を指定する範囲指定手段をさらに備え、前記範囲指定手段が指定する前記所定範囲は、少なくとも隣接する２つのロックボルトの頭部が収まり、前記計測手段は、隣接する２つのロックボルトの頭部の間の寸法を計測することを特徴とする（１）に記載の計測システム。
（８）表示手段と、前記表示手段を表示制御する表示制御手段と、を備え、前記表示制御手段は、前記探索手段によって推定された前記法面および前記計測対象の形状に基づき当該法面および当該計測対象を示す画像を前記表示手段に表示制御し、前記表示手段に表示された前記法面および前記計測対象を示す画像に対し、作業者が入力操作を行える入力手段をさらに備え、前記入力手段によって、所定の縁部から縁部を指定することにより、指定した範囲の寸法を前記計測手段の計測結果に基づき表示することを特徴とする（１）から（７）のいずれか一つに記載の計測システム。

１００計測システム
１１０データ取得手段
１２０面解析手段
１２５範囲指定手段
１３０探索手段
１４０計測手段
１５０表示制御手段
１６０表示手段
ＮＢ法枠
ＮＭ法面
Ｋ１、Ｋ２格子枠
ＲＳレーザスキャナ

Claims

レーザスキャナを用いて法面に設けられた計測対象を計測する計測システムであって、
前記レーザスキャナによる前記法面の測定結果である三次元点群データを取得するデータ取得手段と、
前記三次元点群データを解析して、前記法面における代表的な傾斜面に並行な面を推定する面解析手段と、
前記面解析手段によって推定された面に対する法線の方向に探索し、前記計測対象の形状を推定する探索手段と、
前記探索手段によって推定された前記計測対象の形状に基づき、前記計測対象に係る所望の寸法を計測する計測手段と、
を備えることを特徴とする計測システム。
前記計測対象は、前記法面に対して略平行な計測面を備えており、
前記探索手段は、前記面解析手段によって推定された面の法線方向に探索し、前記計測面に対応する所定の点データを特定し、
前記所定の点データを基準点として所定範囲を指定する範囲指定手段を、更に備えることを特徴とする請求項１に記載の計測システム。
前記計測対象には、前記計測面が格子状に形成された法枠が含まれ、
前記範囲指定手段が指定する前記所定範囲は、少なくとも１つの法枠が収まり、
前記探索手段は、前記範囲指定手段によって指定された前記所定範囲内に収まる１つの法枠の形状を推定し、
さらに、前記範囲指定手段は、当該法枠の形状が推定された後に、当該法枠に隣接する少なくとも１つの法枠が収まる他の前記所定範囲を指定し、前記探索手段は、当該他の所定範囲内に収まる１つの法枠の形状を推定することを特徴とする請求項２に記載の計測システム。
前記探索手段は、前記所定範囲内の前記計測面を推定した後、当該計測面から探索して前記所定範囲内の前記法面を推定する、または、前記所定範囲内の法面を推定した後、当該法面から探索して前記所定範囲内の前記計測面を推定し、
前記計測手段は、前記探索手段による前記計測面から前記法面までの探索距離、または、前記探索手段による前記法面から前記計測面までの探索距離を、法枠の深さ寸法として計測する請求項２または請求項３に記載の計測システム。
前記探索手段は、前記三次元点群データに含まれる点群を解析して、点群の縁部分を直線として検出する機能を有し、前記所定範囲内の前記法線方向に収まる点群から当該機能によって検出された直線のそれぞれを、当該所定範囲内の前記計測対象の法枠を構成する辺として推定し、
前記計測手段は、
辺の位置を推定した１つの法枠を基準とし、当該基準の法枠の辺のうち第一辺の位置と、当該基準の法枠の中心から視て前記第一辺の方向に隣接している他の法枠の辺のうち前記第一辺と略平行でありかつ前記第一辺に最も近い第二辺の位置と、の差を法枠の枠幅の寸法として計測することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の計測システム。
前記探索手段は、前記三次元点群データに含まれる点群を解析して、点群の縁部分を直線として検出する機能を有し、前記所定範囲内の前記法線方向に収まる点群から当該機能によって検出された直線のそれぞれを、当該所定範囲内の前記計測対象の法枠を構成する辺として推定し、
前記計測手段は、
辺の位置を推定した１つの法枠を基準とし、当該基準の法枠の辺のうち第一辺の位置と、当該基準の法枠の中心から視て前記第一辺の方向に隣接している他の法枠の辺のうち前記第一辺と略平行でありかつ前記第一辺に最も近い第二辺の位置と、の間の中心である第一中心位置を特定し、
当該基準の法枠の辺のうち前記第一辺に対向している第三辺の位置と、当該基準の法枠の中心から視て前記第三辺の方向に隣接している他の法枠の辺のうち前記第三辺と略平行でありかつ前記第三辺に最も近い第四辺の位置と、の間の中心である第二中心位置を特定し、
前記第一中心位置と前記第二中心位置との差を通芯間の寸法として計測することを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の計測システム。
前記計測対象には、ロックボルトの頭部が含まれ、
所定範囲を指定する範囲指定手段をさらに備え、
前記範囲指定手段が指定する前記所定範囲は、少なくとも隣接する２つのロックボルトの頭部が収まり、
前記計測手段は、隣接する２つのロックボルトの頭部の間の寸法を計測することを特徴とする請求項１に記載の計測システム。
表示手段と、
前記表示手段を表示制御する表示制御手段と、を備え、
前記表示制御手段は、前記探索手段によって推定された前記法面および前記計測対象の形状に基づき当該法面および当該計測対象を示す画像を前記表示手段に表示制御し、
前記表示手段に表示された前記法面および前記計測対象を示す画像に対し、作業者が入力操作を行える入力手段をさらに備え、
前記入力手段によって、所定の縁部から縁部を指定することにより、指定した範囲の寸法を前記計測手段の計測結果に基づき表示することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の計測システム。