WO2025211016A1 - 管路推定システム、管路推定方法、および管路推定プログラム - Google Patents

Abstract

地中に埋設された管路に対して、実測データに基づき推定された推定部分管路を有する推定部分管路データと、管理データとして記録された複数の管路の位置を含む管路管理データとを入力し、管路管理データが有する少なくとも１つの管路を候補管路とし、推定部分管路データが有する推定部分管路について、候補管路の位置との距離をそれぞれ算出し対応付けた距離データを出力する距離データ算出部と、推定部分管路データと距離データとを入力し、候補管路ごとに所定の距離を満たす推定部分管路データを抽出する第一の処理と、抽出した推定部分管路データを基に管路の実在位置を推定する第二の処理と、第二の処理によって推定される管路の実在位置を推定管路データとして出力する管路推定部とを有する。

Description

管路推定システム、管路推定方法、および管路推定プログラム

　本発明は、地中に埋設される管路の実在位置を推定する技術に関する。

　従来、建柱や無電柱化の計画や工事に際して、該当箇所の埋設物や周辺の物体の情報を集約した設計図や施工図が用いられる。これらの図面は、コンピュータ支援設計（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｇｎ、ＣＡＤ）技術を用いて管理、編集、閲覧される。一方で、管理された各種のデータは、その整備時期が計画・施工時期と異なることによって、該当箇所の実態と乖離することがある。そこで、一般に、該当領域における埋設物の調査が行われる。埋設物の調査においては、種々の方法で測定した埋設物の位置を含む情報を実測に基づいて取得する。これにより、設計情報等の管理データと実態との乖離が解消され、計画や工事の手戻りが軽減される。

　特許文献１には、埋設物の調査において一つの実測手法として、地中レーダ装置で取得された地中探査画像に基づき、埋設物学習モデルを利用し、自動的に埋設物を推定する技術が開示されている。埋設物学習モデルは、検知対象の地中探査データを学習したニューラルネットワークによって構成される人工知能（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ、ＡＩ）モデルである。

　また、特許文献２には、実測データと設計情報を基に、設計情報を補正する支援システムが開示されている。当該支援システムでは、設計データと実測データとの間にずれが生じた場合に設計データを実測データに近づけるように自動で修正する手法が公開されている。

特開２０２２－１２０３３２７号公報 特開２０２０－１４９３８６号公報

　特許文献１に開示された発明では、実測データとして地中探査画像を用いる。地中探査手法に限らない各種の実測では該当箇所に埋設される管路の位置について、その部分的な情報を得ることしかできない。そのため、ある調査エリアについて、管理データと実測データや実測データのみから推定された推定データの間に差が生じる。

　特許文献２に開示された発明では、設計データと実測データとの間に生じるずれを算定することで、算定したずれに基づく補正処理をかける。しかしながら、当該発明で想定されない複数の対象物を含む設計、実測データにおいては適用ができない。また、実測データの取得方法によっては、例えば、遮蔽物の存在などにより測定原理に由来する実測不可領域が存在したり、管理データの作成時期によっては、その後新設された管路が当該エリアに存在する。そのため、管理データと実測データあるいは、実測データから推定されたデータ間の対応は、データ全体の差をとることでは判別できない。

　よって、実測データに基づく推定結果と、管理データの整合性を人手で取りながら、当該エリアの設計や施工に反映させるという作業が必要になるという効率性の問題があった。すなわち、管理データと実測データに基づく推定データとの整合性を保ちつつ、埋設管路の実在位置を推定するための高い信頼性を有した技術が求められている。

　本発明は、埋設管路の実在位置について、管理データと実測データに基づく推定データとを精度よく整合させ、高い信頼性で、管路の実在位置を推定することが可能な管路推定システム、管路推定方法、および管路推定プログラムを提供することを目的とする。

　本発明にかかる管路推定システムは、地中に埋設された管路に対して、実測データに基づき推定された推定部分管路を有する推定部分管路データと、管理データとして記録された複数の管路の位置を含む管路管理データとを入力し、前記管路管理データが有する少なくとも１つの管路を候補管路とし、前記推定部分管路データが有する前記推定部分管路について、前記候補管路の位置との距離をそれぞれ算出し対応付けた距離データを出力する距離データ算出部と、前記推定部分管路データと前記距離データとを入力し、前記候補管路ごとに所定の距離を満たす前記推定部分管路データを抽出する第一の処理と、抽出した前記推定部分管路データを基に管路の実在位置を推定する第二の処理と、前記第二の処理によって推定される管路の実在位置を推定管路データとして出力する管路推定部とを有することを特徴とする管路推定システムとして構成される。

　本発明によれば、埋設管路の実在位置について、管理データと実測データに基づく推定データとを精度よく整合させ、高い信頼性で、管路の実在位置を推定することができる。

実施例１における管路推定システムの機能ブロックの一例を示す図である。 実施例１における管路推定システムのハードウェア構成の一例を示す図である。 管路推定部における計算対象の模式図の一例を示す図である。 推定部分管路データの一例を示す図である。 管路管理データの一例を示す図である。 距離データの一例を示す図である。 推定管路データの一例を示す図である。 実施例１における管路推定手法のフローチャートの一例を示す図である。 フラグリストの一例を示す図である。 フラグリストを画面に表示した表示画面の一例を示す図である。 実施例１における管路推定部の処理のフローチャートの一例を示す図である。 実施例２における管路推定システムのブロック図の一例を示す図である。 実施例３における推定部分管路データのデータ例の一例を示す図である。 実施例２における実測データの一例を示す図である。 実施例５における管路推定システムの機能ブロックの一例を示す図である。 実施例６における管路推定部の処理のフローチャートの一例を示す図である。 実施例６における管路推定部における計算対象の模式図の一例を示す図である。 実施例６における管路推定部におけるフラグリストの例の一例を示す図である。 実施例６における管路推定システムの機能ブロックの一例を示す図である。 実施例７における管路推定システムの機能ブロックの一例を示す図である。 実施例７における物体管理データの一例を示す図である。 実施例７における補正部の処理のフローチャートの一例を示す図である。 実施例７における補正部の計算対象の模式図の一例を示す図である。 実施例８における管路推定システムの機能ブロックの一例を示す図である。 実施例８における管路推定システムの機能ブロックの一例を示す図である。 表示装置における埋設物管理画面の表示の一例を示す図である（管路情報画面）。 表示装置における埋設物管理画面の表示の一例を示す図である（推定部分管路情報画面）。 表示装置における埋設物管理画面の表示の一例を示す図である（推定管路情報画面）。 表示装置における埋設物管理画面の表示の一例を示す図である（管路管理画面）。 実施例３におけるフラグリストの一例を示す図である。

　以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。

　図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。

　以下の説明では、「データベース」、「テーブル」、「リスト」等の表現にて各種情報を説明することがあるが、各種情報は、これら以外のデータ構造で表現されていてもよい。データ構造に依存しないことを示すために「ＸＸテーブル」、「ＸＸリスト」等を「ＸＸ情報」と呼ぶことがある。識別情報について説明する際に、「識別情報」、「識別子」、「名」、「ＩＤ」、「番号」等の表現を用いた場合、これらについてはお互いに置換が可能である。

　同一あるいは同様な機能を有する構成要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。ただし、これらの複数の構成要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。

　また、以下の説明では、プログラムを実行して行う処理を説明する場合があるが、プログラムは、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ））によって実行されることで、定められた処理を、適宜に記憶資源（例えば、メモリ）および／またはインターフェースデバイス（例えば、通信ポート）等を用いながら行うため、処理の主体がプロセッサとされてもよい。同様に、プログラムを実行して行う処理の主体が、プロセッサを有するコントローラ、装置、システム、計算機、ノードであってもよい。プログラムを実行して行う処理の主体は、演算部であれば良く、特定の処理を行う専用回路（例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ））を含んでいてもよい。

　プログラムは、プログラムソースから計算機のような装置にインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布サーバまたは計算機が読み取り可能な記憶メディアであってもよい。プログラムソースがプログラム配布サーバの場合、プログラム配布サーバはプロセッサと配布対象のプログラムを記憶する記憶資源を含み、プログラム配布サーバのプロセッサが配布対象のプログラムを他の計算機に配布してもよい。また、以下の説明において、２以上のプログラムが１つのプログラムとして実現されてもよいし、１つのプログラムが２以上のプログラムとして実現されてもよい。

　また、以下の説明では、システムが、ある１つのコンピュータにより構成される場合について説明することがあるが、コンピュータが有する機能の全部または一部が、クラウドのような１または複数のコンピュータに分散して設けられ、ネットワークを介して互いに通信することにより同様の機能を実現してもよい。

　（１－１）本実施例による管路推定システムの構成
　図１において、Ｓ１は、全体として本実施の形態による管路推定システムを示す。この管路推定システムＳ１は、距離データ算出部Ｐ２及び、管路推定部Ｐ３を有して構成される。

　管路推定システムＳ１は、図２に示すハードウェア構成のサーバＨ１で実行されてもよい。サーバＨ１は、ＣＰＵなどのプロセッサＡ０１及び、メモリＡ０２、ストレージＡ０３、通信Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）Ａ０４などの情報処理資源を有した汎用のコンピュータから構成される。そして、ストレージＡ０３には、管路推定方法をコンピュータに実行させる管路推定プログラムＭ１を格納し、当該情報処理資源によって実行する。

　管路推定システムＳ１は、図示しない実測データに基づき推定された推定部分管路データＤ２と、設計情報等の管理データとして記録された複数の管路の位置を含む管路管理データＤ３を入力し、推定部分管路データＤ２と管路管理データＤ３に基づいて、管路の実在位置を推定し、推定管路データＤ５として出力する。

　実測データは、該当エリアに対して埋設管路の一部を暴露させるように掘削を行い、レーザ距離計などの測距装置によって取得された点群や、電磁誘導や種々の帯域における電波、弾性波を用いた掘削不要の非破壊計測によって取得されたデータである。当該データに記録された信号には、埋設管路の一部の位置についての情報が含まれる。

　推定部分管路データＤ２は、実測データをもとに、人手、あるいは図示しない所定の推定装置によって埋設管路の部分的な位置を推定したデータである。一例として、図４に推定部分管路データＤ２を示す。ここでは、埋設管路の部分的な各推定部分管路（ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ａ，ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ｂ、、、）ごとに、その位置を始点（Ｓｔａｒｔ）と終点（Ｅｎｄ）の３次元座標として、それぞれ、Ｓｔａｒｔ　Ｘ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｓｔａｒｔ　Ｙ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｓｔａｒｔ　Ｚ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｅｎｄ　Ｘ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｅｎｄ　Ｙ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｅｎｄ　Ｚ　ｐｏｓｉｔｉｏｎとして記録されたデータを入力する。水平位置、すなわちＸＹ座標については緯度経度や各種の座標系に基づく地理空間の座標で記録されてもよいし、基準点からのオフセットとして記録されてもよい。垂直位置、すなわちＺ座標については、地表面から見た深度として記録されてもよいし、標高として記録されてもよい。また、ここでは部分的な位置を線分の始点と終点の座標として記録されている例について述べたが、点群や曲線、曲面や３次元構造として記録されていてもよい。

　管路管理データＤ３は、設計情報等の管理データとして記録された複数の管路の位置を含むデータである。一例として、図５に管路管理データＤ３を示す。ここでは、推定部分管路データＤ２と同様に、各管路（ＰｉｐｅＡ，ＰｉｐｅＢ，，，）ごとに、その位置を始点（Ｓｔａｒｔ）と終点（Ｅｎｄ）の３次元座標として、それぞれ、Ｓｔａｒｔ　Ｘ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｓｔａｒｔ　Ｙ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｓｔａｒｔ　Ｚ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｅｎｄ　Ｘ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｅｎｄ　Ｙ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｅｎｄ　Ｚ　ｐｏｓｉｔｉｏｎとして記録されたデータを入力する。水平位置、すなわちＸＹ座標については緯度経度や各種の座標系に基づく地理空間の座標で記録されてもよいし、基準点からのオフセットとして記録されてもよい。垂直位置、すなわちＺ座標については、地表面から見た深度として記録されてもよいし、標高として記録されてもよい。また、ここでは管路の位置を線分の始点と終点の座標として記録されている例について述べたが、点群や曲線、曲面や３次元構造として記録されていてもよい。

　次に、管路推定システムＳ１における管路推定方法を説明する。図８に管路推定方法をフローチャートとして示す。まず、データ入力ステップＦ１０１では、管路推定システムＳ１は、推定部分管路データＤ２と管路管理データＤ３を入力する。次に、距離算出ステップＦ１０２において、距離データ算出部Ｐ２が、管路管理データＤ３内の候補管路の位置と推定部分管路の距離を算出し、距離データＤ４を管路推定部Ｐ３に出力する。管路推定部Ｐ３においては、次の管路位置推定ステップＦ１０３を実行する。管路位置推定ステップＦ１０３は、候補管路ごとに所定の距離を満たす推定部分管路を抽出する第一ステップＦ１０５と、管路の実在位置を推定する第二ステップＦ１０６からなる。管路位置推定ステップＦ１０３で推定された管路位置は、データ出力ステップＦ１０４において、管路推定システムＳ１から出力される。以上のステップによって管路推定が実施される。

　さらに、距離算出ステップＦ１０２を詳細に説明する。図３に、距離データ算出部Ｐ２に入力された管路管理データＤ３内の候補管路の位置と推定部分管路及び、その間の距離の関係を模式図として示す。ここでは、各始点位置と終点位置とを黒丸で示し、その間を実線でつないだ推定部分管路（ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ａ，ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ｂ）と、破線でつないだ管路管理データ内の候補管路（ＰｉｐｅＡ，ＰｉｐｅＢ）及び、それぞれの間の距離ｄを両矢印で示した。距離ｄは、推定部分管路ｐと候補管路ｑの間の距離であり、ｄ（ｐ，ｑ）のように記載した。

　距離ｄ（ｐ，ｑ）は、推定部分管路ｐと候補管路ｑがｎ次元の点で表現される場合は、式（１）によって計算される。推定部分管路ｐと候補管路ｑが線分であった場合においても、始点・終点同士の距離や中点や既定の比率による内分点同士の距離を式（１）によって計算してもよい。さらに、推定部分管路pと候補管路qが円柱や曲面などの3次元オブジェクトであった場合においては、各オブジェクトの中心点や重心点や端点などの代表点をあらかじめ算出し、代表点同士で式（１）を計算することで距離を算出する。その他、線分内に複数の内分点を設けたり、オブジェクト内に複数の代表点を設けたのちに、各点について式（１）によって計算した距離について、平均値や中央値、積分値といった所定の演算処理を実施し代表値を算出して距離としてもよい。

　ここで、式（１）はいわゆるユークリッド距離を表すが、マハラノビス距離やチェビシェフ距離、マンハッタン距離などの定義に基づいて距離を計算してもよい。

　距離データ算出部Ｐ２は、計算した各距離を、図６に示すような距離データＤ４として出力する。距離データＤ４は、ヘッダに候補管路、インデックスに推定部分管路を特定するラベルが記載されており、対応するセルに両者の間の距離が記録されている。

　続いて、管路位置推定ステップＦ１０３について詳細に説明する。図１０に、管路位置推定ステップの詳細なフローチャートを示す。まず、管路推定部Ｐ３には、管路推定システムＳ１に入力された推定部分管路データD2と、距離データ算出部Ｐ２から出力された距離データＤ４とを入力する（Ｆ３０１）。次に、管路推定部Ｐ３は、距離データＤ４に含まれる候補管路についてリストをＰｉｐｅ＿ｌｉｓｔとして抽出する（Ｆ３０２）。これは、図６に示した距離データＤ４のヘッダのリストを取得することと同義である。次に、管路推定部Ｐ３は、ｐｉｐｅ＿ｌｉｓｔから候補管路ｑを順に取得する（Ｆ３０３，Ｆ３０４）。次に、管路推定部Ｐ３は、推定部分管路のリストをＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ＿Ｌｉｓｔとして抽出する（Ｆ３０５）。これは、図６に示した距離データＤ４のインデックスのリストを取得することと同義である。

　次に、管路推定部Ｐ３は、ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ＿Ｌｉｓｔ内の推定部分管路ｐを順に取得する（Ｆ３０６、Ｆ３０７）。次に、管路推定部Ｐ３は、候補管路ｑと推定部分管路ｐ間の距離を距離データＤ４から参照し、所定の距離閾値未満であるかを判定する（Ｆ３０８）。管路推定部Ｐ３は、当該判定の結果について肯定結果を得た場合（Ｆ３０８；Ｙｅｓ、Ｆ３０９）には、フラグリストの［ｐ，ｑ］位置についてＴｒｕｅを格納し、当該判定の結果について否定結果を得た場合（Ｆ３０８；Ｎｏ、Ｆ３１０）には、フラグリストの［ｐ，ｑ］位置についてＦａｌｓｅを格納する（Ｆ３１１）。ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ＿Ｌｉｓｔに格納されるすべての推定部分管路について（Ｆ３１２，Ｆ３１３）当該処理を終了した時点で（Ｆ３１３；Ｎｏ）、フラグリストは、例えば、図９Ａに示すようなテーブルデータになる。Ｆ３１３がＹｅｓの場合は、Ｆ３０７に戻り、以降の処理を繰り返す。

　フラグリストは、候補管路ｑと推定部分管路ｐとの間の距離が所定の距離閾値を満たしているか否かの判定結果を格納したテーブルである。フラグリストは、例えば、図９Ｂに示すように、図示しない情報表示装置に表示されてもよい。表示されるフラグリストに関する画面は、タブの切り替えなどにより、後述する図２５Ａ～２５Ｄに示す各画面とともに表示され、あるいはこれらとは別画面として表示されてよい。図９Ｂでは、上述した所定の距離閾値を満たす候補管路ｑと推定部分管路ｐについてはＴｒｕｅが設定され、上述した所定の距離閾値を満たさない候補管路ｑと推定部分管路ｐについてはＦａｌｓｅが設定され、両者が画面上で異なる態様で表示されている。ユーザは、このようなフラグリストを表示した画面を一見するだけで、所定の距離閾値未満であるという条件を満たす候補管路ｑと推定部分管路ｐとの組み合わせを容易に把握することができる。

　続いて、管路推定部Ｐ３は、フラグリストについて列方向、すなわち候補管路ｑについて、全ての推定部分管路の距離閾値判定結果がＦａｌｓｅであるかを判定する（Ｆ３１４）。管路推定部Ｐ３は、当該判定の結果について、肯定結果を得た場合（Ｆ３１４；Ｙｅｓ）には、候補管路ｑに距離の観点で近しい推定部分管路が存在しないと判断する。そのため、管路推定部Ｐ３は、候補管路リストＰｉｐｅ＿ｌｉｓｔに従って次の候補管路ｑを選択し（Ｆ３１５，Ｆ３１６）、再度、同様の手順（Ｆ３０４－Ｆ３１４）を行う。管路推定部Ｐ３は、当該判定の結果について、否定結果を得た場合（Ｆ３１４；Ｎｏ）には、候補管路ｑに距離の観点で近しい推定部分管路が存在すると判断する。そのため、管路推定部Ｐ３は、フラグリストがＴｒｕｅとなっている該当推定部分管路を抽出（Ｆ３１７）し、抽出した推定部分管路のデータ範囲を算出する（Ｆ３１８）。データ範囲とは、抽出された推定部分管路の群が位置空間で占める領域として定義される。図３の模式図において例えば、ｄ（Ｂ，Ａ）とｄ（Ａ，Ａ）が候補管路Ｐｉｐｅ　Ａに対して距離閾値未満を満たしたとする。この場合、推定部分管路はＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ａ及び、ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ｂが抽出される。そして、そのデータ範囲は黒丸で示される合計４点を内包できる最小の範囲とする。

　次に、管路推定部Ｐ３は、当該データ範囲内において、抽出された推定管路群を基に回帰分析し、回帰線分を求める（Ｆ３１９）。回帰線分を求める一つの方法は、最小二乗法（ｌｅａｓｔ　ｓｑｕａｒｅｓ　ｍｅｔｈｏｄ、ＬＳＭ）の利用である。管路推定部Ｐ３は、ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ａ及び、ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ｂを構成する４点の座標と、求める線分の距離の総和が最小となるように線分を求める。例として求める線分がxy平面における線分の場合、線分を通る直線を式（２）でモデル化する。

　ここで、ａ，ｂは回帰係数である。次に、管路推定部Ｐ３は、ｎ点の座標（ｘｉ，ｙｉ）について、式（２）でモデル化した直線との差の二乗の総和をＥｒｒｏｒとして求める。式（３）にこの操作を一般化して示す。

　管路推定部Ｐ３は、式（３）であらわされるＥｒｒｏｒが最小化される回帰係数ａ，ｂを求め、式（２）に代入することで妥当な直線が求められる。Ｅｒｒｏｒを最小化する回帰係数ａ，ｂの求め方の一例としては、偏微分や行列演算を求めることによる解析的な方法や、回帰係数ａ，ｂの値を初期値から変化させ都度Ｅｒｒｏｒを求めることによって探索する数値計算によって求める方法がある。また、式（２）と同様にzx平面、zy平面に対して直線式をモデル化し、ｎ点の3次元座標（ｘｉ，ｙｉ, ｚi）を基に各回帰係数を求めることで3次元空間における回帰直線を求めてもよい。直線のうち、線分の領域は前述のデータ範囲を適用する。ここでは線分についての演算方法を例示したが、求める対象を所定の方法でモデル化し、モデルと抽出した推定部分管路との間の所定の誤差（Ｅｒｒｏｒ）に基づいて最適化することで線分以外の曲線や円柱、曲面を含むオブジェクトについても推定できる。最適化の手法としては、Ｒａｎｄｏｍ　Ｓａｍｐｌｅ　Ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ（ＲＡＮＳＡＣ）などを用いてもよい。

　当該処理によって求められた線分を、一例として、図３の一点鎖線にＥｓｔＰｉｐｅ　Ａとして示した。推定された管路は、推定管路データＤ５に記録（Ｆ３２０）され、続いて次の候補管路について同様の処理（Ｆ３０４－Ｆ３１６）が実施される。候補管路のリストＰｉｐｅ＿ｌｉｓｔすべてについて当該処理が実施されたら（Ｆ３１６で否定結果を得たら、Ｆ３１６；Ｎｏ）、管路推定部Ｐ３は、推定管路データＤ５を出力し（Ｆ３２１）処理を終了する。一方、Ｆ３１６で肯定結果を得たら（Ｆ３１６；Ｙｅｓ）、Ｆ３０４に戻り、以降の処理は繰り返される。

　ここで、一例として推定管路データＤ５を図７に示す。ここでは、推定部分管路データＤ２と同様に、各推定管路（ＥｓｔＰｉｐｅ　Ａ，，，，）ごとに、その位置を始点（Ｓｔａｒｔ）と終点（Ｅｎｄ）の３次元座標として、それぞれ、Ｓｔａｒｔ　Ｘ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｓｔａｒｔ　Ｙ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｓｔａｒｔ　Ｚ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｅｎｄ　Ｘ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｅｎｄ　Ｙ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｅｎｄ　Ｚ　ｐｏｓｉｔｉｏｎとして記録される。

　管路推定システムＳ１から、出力された推定管路データは、図示しない情報表示装置によって表示することで、ユーザは推定管路データＤ５を確認する。情報表示装置は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどを有した表示装置から構成される。情報表示装置は、管路推定システムＳ１から与えられた推定管路データＤ５に基づいて、推定管路の位置が掲載された所定の画面を生成し、生成した画面を表示する。生成される画面の例として、図２５Ｃに推定管路情報画面２５ＣＭを示す。画面内には推定管路データ内の管路２５ＣＰが２次元空間に線分のオブジェクトとして表示される。

　本実施例の管路推定システムＳ１及び方法によれば、埋設管路の実在位置について、管路管理データＤ３と実測データに基づく推定部分管路データＤ２との整合性を最大限確保しながら、管路の実在位置推定を信頼性高く行いうる管路推定システム及び方法を実現できる。

　図１１は、実施例２による管路推定システムＳ２を示す。図１１では、図１との対応部分に同一符号を付して示している。この管路推定システムＳ２は、当該システムへの入力データが推定部分管路データＤ２に代えて実測データＤ１になっている点と、入力する実測データＤ１から推定部分管路データＤ２を出力する部分管路推定部Ｐ１を有する点を除いて、実施例１の管路推定システムＳ１と同様に構成されている。

　部分管路推定部Ｐ１に入力する実測データＤ１は、地中に埋設された管路に対して、地上から電波を照射し、その反射信号を取得することにより生成されたデータである。図１３に、実測データＤ１の例を示す。縦軸は、電波を照射してから地中において反射し、再び地上で受信されるまでの遅延時間（ｔ）を表し、横軸は、照射点の進行方向に対する距離（ｘ）を表す。また、明るさは信号強度を表す。信号強度は、正又は負の値、さらには虚数であってもよい。さらに、ｘ軸の鉛直方向（ｙ）の軸にずらして電波の照射を行うことで３次元の実測データを得てもよい。図１３には、地中に埋設された管路の位置を遅延時間軸上に模擬的に点線で示した。埋設管を構成する物質と地中媒質の界面において、電波が反射する場合には、図１３に示すように、地中に埋設された管路の上端周辺において強い信号強度を持つ実測データＤ１が取得される。

　部分管路推定部Ｐ１は、入力する実測データＤ１に含まれる埋設管路由来の反射信号を検出し、埋設管路の位置について一部分を推定し、推定部分管路データとして距離データ算出部Ｐ２及び、管路推定部Ｐ３に出力する。埋設管路由来の反射信号から埋設管路の位置について一部分を推定する手法については、特許文献１に記載の方法や、当該方法のほか、超音波やレーザなどを照射し、物体位置を検出する各種技術を用いてもよい。

　実施例３において管路推定システムＳ１に入力される管路管理データＤ３”には、記録された複数管路の夫々に対して管種、管径、管材のうち少なくとも１つの情報が管情報として記録されている。そして、管路推定部Ｐ３において、管情報をも用いて管路の実在位置を推定する。これらの点を除いて実施例１と同様に実施される。

　管情報が含まれる管路管理データＤ３”の例を、図１２に示す。図１２に図示するように、管路管理データＤ３”に記録される各管路（Ｐｉｐｅ　Ａ，Ｐｉｐｅ　Ｂ、、、）に対して管種、管径、管材といった管情報が記録されている。

　管路推定部Ｐ３において、管情報をも用いて管路の実在位置を推定する方法を、詳細に説明する。図２６に、実施例３におけるフラグリストの例を示す。実施例１においては、管情報が必ずしも含まれるとは限らないため、距離の既知判定結果をフラグリストに格納し、管路管理データＤ３内の管路ごとに、推定部分管路を抽出していた。図２６に示したフラグリストでは、２つの推定部分管路、ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ａ，ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ｂについて、２つの管路、Ｐｉｐｅ　Ａ，Ｐｉｐｅ　ＢのフラグがＴｒｕｅになっている。ここで、距離に基づいてどちらの管路と対応付けるべきかの妥当性を評価することもできるが、推定部分管路データＤ２の元データである実測データＤ１は、その実測方法に由来する測定誤差をもつ。

　すなわち、図１０で示した距離閾値が実測方法に由来する測定誤差以下の場合、管路推定部Ｐ３は、他の情報を基に推定部分管路がどの管路に対応するかを判断する。ここでは、管情報として管材を例に説明を進める。管路ＰｉｐｅＡが管材としてダクタイル鋳鉄管（Ｄｕｃｔｉｌｅ　ｉｒｏｎ：　ＤＩ）、管路ＰｉｐｅＢが管材としてポリエチレン管（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ：　ＰＥ）という情報を有しており、また、実測データＤ１が管路に対して電気的な手法で得られたことが分かっているとする。この場合、金属で構成される管路ＰｉｐｅＡは非金属で構成される管路ＰｉｐｅＢに対して、検出率が高いことが明白である。

　そこで、一例として、管路推定部Ｐ３は、管情報のうち管材が金属か非金属かに基づいて、複数の管路について距離閾値内に分類された推定部分管路のフラグリストを更新する。ここでは、管路推定部Ｐ３は、金属で構成されるＰｉｐｅ　Ａの欄はＴｒｕｅのままに、非金属で構成されるＰｉｐｅ　Ｂの欄２６０１を、ＴｒｕｅからＦａｌｓｅに更新する。この例以外にも、実測データＤ１が取得される方法に、波状の信号が用いられる場合には、管路推定部Ｐ３は、管径と波長の関係性から実測の見込みが低い管路についてのフラグリストを更新したり、管種に基づいて、その曲率や傾斜に基づいてフラグリストを更新したりしてもよい。上記更新する処理は、例えば、図１０に示したステップ（Ｆ３１４）においてフラグリストの候補管路列がすべてＦａｌｓｅでないと判定された後（Ｆ３１４；Ｎｏ）、ステップ（Ｆ３１７）における推定部分管理の抽出が行われる前に行えばよい。当該タイミングで上述した更新処理を行うことで、正解である可能性が低い管路を事前に除くことができるため、ステップ（Ｆ３１７）における抽出を効率よく行うことができる。

　これらの管情報は、通常、施工計画時に決めるため管路管理データに付して記録されることが多い。実施例３において、管路推定システムＳ１は、管路管理データＤ３”に記録される管情報と対応した推定管路データＤ５を出力する。すなわち、各推定管路が管情報付きで記録される。よって、ユーザは図示しない表示装置により、推定管路Ｄ５を表示することで、図２５Ｃに示すように、推定管路の位置だけでなく、管路管理データＤ３”と対応する管情報（２５ＣＳＴ）を補足情報画面（２５ＣＳＴ）に表示することができる。

　実施例４は、管路推定部Ｐ３が、第二の処理（ステップ）Ｆ１０６において、距離データＤ４を基に重みを計算し、重みと推定部分管路データＤ２とを用いて重み付き回帰分析を行うことを除いて、実施例１に記載の管路推定システムＳ１を用いた管路推定と同様に実施される。

　重み付き回帰分析においては、管路推定部Ｐ３は、式（３）で説明したＥｒｒｏｒに代わって、式（４）で説明するような重み付きのＥｒｒｏｒを用いて回帰分析を行う。

　ここで、ｗｉは各点ｉにおける重みである。式（４）から、重みが各誤差に乗算され、その総和がＥｒｒｏｒとなることから、各点ｉの重要性を重みとして計算して用いることで、より妥当な回帰結果を得る。

　一つの重みの計算方法としては、対応する距離データＤ４に記録される距離ｄ（ｐ．ｑ）の逆数をとる。距離ｄ（ｐ，ｑ）は、推定部分管路ｐから管路管理データＤ３に記録される管路ｑからの距離であり、距離に基づく管理データからの乖離の度合いを表す。すなわち、距離の逆数は管理データとの一致度を表すため、より重要度を高く設定する。距離の逆数以外にも、所定の値からの差や、逆数のべき乗を演算することで重要度に線形的・又は非線形的な勾配を意図してつけてもよい。

　実測データＤ１は、その実測手段に起因する位置誤差を有する。そのため、管路管理データＤ３がその管路位置について確度の高い情報を有していたとしても、実測データＤ１から推定される推定部分管路データＤ２は位置がずれていることがある。この位置ズレについて、各データに含まれる膨大な量の管路同士をユーザが手動で対応付け、妥当性を評価することは作業量の観点で現実的ではない。実施例４の管路推定システムＳ１は、推定部分管路が、管路管理データに記録される複数の管路と、その間の距離について共に所定の距離を満たしている場合においては、それぞれの管路に対応する推定部分管路の確からしさを当該距離によって自動的に加味して推定管路を算定する。

　さらに、実測データに基づく推定部分管路は実測由来の位置誤差を含むため、たとえ当該エリアに実在する管路の位置が管路管理データに記録される位置と一致していたとしても、その位置がばらつくことがある。このような場合においては、実施例４の管路推定システムＳ１は、真値、すなわち管路管理データに記録される位置に距離の観点で近い推定部分管路の重みを相対的に増加させた推定を行う。つまり、本実施例の管路推定システムＳ１では、上述した観点で管路管理データに記録される位置に近い推定部分管路ほど妥当性が高く重要な推定部分管路であると判断する。そのため、妥当性の高いデータについての影響度を自動的に反映した推定を実現できる。以上のことから、実施例４の管路推定システムＳ１は、推定部分管路と管路管理データに記録される管路との距離に基づいて、推定する管路の位置について、その精度を最大限高める効果がある。

　図１４は、実施例５の管路推定システムＳ３を示す。図１４では、図１との対応部分に同一符号を付して示している。この管路推定システムＳ３は、位置合わせ部Ｐ４をさらに有し、位置合わせ部Ｐ４が、推定部分管路データＤ２又は、管路管理データＤ３又は、その両方の地理的空間の位置整合性を合わせる。位置合わせ部Ｐ４は、この位置合わせにより、推定部分管路データＤ２の地理的空間が変換される場合には、位置整合推定部分管路データＤ２’を、距離データ算出部Ｐ２及び、管路推定部Ｐ３に出力する。同様に、管路管理データＤ３の地理的空間が変換される場合には、位置合わせ部Ｐ４は、位置整合推定部分管路データＤ３’を距離データ算出部Ｐ２に出力する。また、両データを既定の基準となる地理的空間に変換する場合には、位置合わせ部Ｐ４は、位置整合推定部分管路データＤ２’を距離データ算出部Ｐ２及び、管路推定部Ｐ３に出力し、位置整合推定部分管路データＤ３’を距離データ算出部Ｐ２に出力する。

　位置合わせは、縮尺変換、位置オフセットの加減算、回転、座標参照系変換のうち少なくとも１つの方法から既定の方法を用いて諸データを処理することで実現される。

　（１）縮尺変換
　管路管理データＤ２は、管理に適した縮尺が定められていることがある。そのため、位置合わせ部Ｐ４は、縮尺を参照し、推定部分管路データの横軸・縦軸のレンジをそろえる処理を実施する。具体的には、位置合わせ部Ｐ４は、管路管理データＤ２の縮尺ＳｃａｌｅＡと、推定部分管路データＤ３の縮尺ＳｃａｌｅＢについて、変換比率ＳｃａｌｅＢ／ＳｃａｌｅＡを演算する。さらに、位置合わせ部Ｐ４は、管路管理データＤ２の位置（座標）について、変換比率を乗算する。前述の変換比率の逆数を推定部分管路データＤ３に乗算してもよい。

　（２）位置オフセットの加減算
　管路管理データＤ２及び、推定部分管路データＤ３において、位置を合わせる基準点（Ｇｒｏｕｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｏｉｎｔ，ＧＣＰ）が記録されている場合、位置合わせ部Ｐ４は、これを読み込み、それぞれの基準点の差を算出し、どちらかのデータから減算を行うことによってデータの座標をそろえる。ＧＣＰが複数点記録される場合には、複数点について算出される差の平均値などの統計値によって処理をしてもよい。

　（３）回転
　例えば、管路管理データＤ２は、管理上の都合により、北を上向きにしたデータに加工されている。一方で、推定部分管路データＤ３は、実測データの都合上、例えば、実測機の進行方向を上向きにしたデータとなっている。位置合わせ部Ｐ４は、それぞれのデータの方位の差を逆向きに回転演算することで、両データ間の向きを一致させる。

　（４）座標参照系変換
　実測時の測位装置の設定によって、座標参照系（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍ，　ＣＲＳ）が異なることがある。座標参照系の一致のためには、基準となる既定の座標参照系に両者をそろえるか、片方に記録される座標参照系にもう一方の座標参照系を合わせる方法がある。各座標参照系の変換では、アフィン変換などを用いる。位置合わせ部Ｐ４は、図示しない地理情報システム（ＧＩＳ）などで定義される演算モジュールをＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）で利用することで変換してもよい。

　本構成により、実施例５の管路推定システムＳ３に入力される推定部分管路データＤ２及び、管路管理データＤ３は、互いに位置の整合性が保たれていなくてもよい。すなわち、実測データＤ１の取得方法、並びに、管路管理データＤ３の取得元について、位置の記録方法における制約がなくなるため、利用可能なデータの範囲が広がる効果がある。ひいては、当該システムの利用者が管理していない、他者が管理するデータにおいても当該システムへ入力できるようになり、事業者間で各事業者が取得・管理するデータを最大限利用し、管路の実在位置についての情報精度を高めることができる効果がある。

　図１８は、実施例６の管路推定システムＳ７の構成を示す。図１８では、図１の管路推定システムＳ１と同一符号を付して示している。管路推定システムＳ７において、管路推定部Ｐ３’の出力について不明部分管路データＤ８が追加されている点を除いて、実施例１の管路推定システムＳ１と同様の構成である。また、図１０との対応部分に同一符号を付して示す図１５は、管路推定システムＳ８における管路推定部Ｐ３’のフローチャートである。図１５に示すＦ４０１－４０４の処理が追加されていることを除いて、実施例１における管路推定部Ｐ３の処理と同様の処理が実施される。

　管路推定部Ｐ３’は、推定部分管路について、各候補管路との距離が所定以上かを判定するために、距離データＤ４を基に生成された図９のフラグリストを参照する。そして、管路推定部Ｐ３’は、既定の範囲のフラグリストから、Ｔｒｕｅを含むすべての推定部分管路の集合Ｂを抽出する（Ｆ４０１）。例えば、管路推定部Ｐ３’は、図９のフラグリストに含まれる候補管路ｑについてユーザから指定された範囲の候補管路（例えば、Ｐｉｐｅ　Ａ～Ｐｉｐｅ　Ｄ）に対応する推定部分管路ｐのうち、Ｔｒｕｅを含むすべての推定部分管路（例えば、ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ａ～ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ｄ）の集合Ｂを抽出する。

　次に、管路推定部Ｐ３’は、既定の範囲の推定部分管路の集合Ａからの差集合Ｃ＝Ａ－Ｂを抽出する（Ｆ４０２）。例えば、管路推定部Ｐ３’は、（Ｆ４０１）において抽出された推定部分管路のうち、ユーザから出力対象として指定された範囲の推定部分管路（例えば、ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ａ、ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ｂ）の集合Ａを抽出する。ユーザから出力対象として指定された範囲は、例えば、フラグがすべてＴｒｕｅである推定部分管路の範囲である。フラグリストにおいて既定の範囲のフラグがすべてＴｒｕｅになった推定部分管路の集合Ａは、すなわち管路管理データＤ３に記録される管路に距離の観点で紐づきが認められた管路を意味する。そのため、集合Ｃは、管路管理データＤ３に記録される管路に距離の観点で紐づきが認められなかった管路を意味する。管路推定部Ｐ３’は、これらの管路が存在する、すなわち集合Ｃが空集合か否かを判定（Ｆ４０３）し、否定結果を得た場合には（Ｆ４０３；Ｎｏ）、含まれる推定部分管路を不明管路データＤ８として出力する（Ｆ４０４）。

　図１６、図１７に、実施例６において不明管路データＤ８が出力される場合の計算対象の模式図と中間データとなるフラグリストの例をそれぞれ示す。図１６において、推定部分管路ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ｃ，ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ｄは、候補管路Ｐｉｐｅ　Ａ、Ｐｉｐｅ　Ｂとの距離、ｄ（Ｃ，Ａ）、ｄ（Ｃ，Ｂ）、ｄ（Ｄ，Ａ）、ｄ（Ｄ，Ｂ）が、フラグリストの該当行についてすべてＦａｌｓｅになっていることから、各候補管路との距離が所定以上であることを示している。よって、推定部分管路ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ｃ、ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇ　Ｄが不明管として分類され、不明管路データＤ８に記録され、管路推定システムＳ７から出力されることとなる。

　不明管路データＤ８は、図示しない表示装置を利用することで、例えば、図２５Ｃの２５ＣＰ’のように表示する。図２５Ａに示すような管路の管理データに対して、不明管の部分が直感的に把握できる。

　管路管理データＤ２は、管理のために記録されたデータであって、当該エリアについて新たな計画や施工を設計する時点において、必ずしも埋設管の情報をすべて含むわけではない。そして、推定部分管路データＤ２は、実施例１に記載のように、実測データに基づいて推定された部分的な管路データであるから、管路管理データＤ２に管理されていない実在管路についてのデータを含みうる。実施例６の管路推定システムＳ７の利用により、管理データに記載のない埋設管路について、不明な管であることを対応付けて推定管路を把握でき、施工ミスの軽減につながる効果をユーザは得ることができる。

　図１９は、実施例７の管路推定システムＳ４の構成を示す。図１９では、図１の管路推定システムＳ１と同一符号を付して示している。管路推定システムＳ４は、周囲の物体の位置情報を含む物体管理データＤ６をさらに入力する点、管路推定部Ｐ３が出力する推定管路データＤ５と、物体管理データＤ６とを入力し、物体の位置と推定管路の距離に基づいて、推定管路データＤ５を補正し、補正推定管路データＤ５’を出力する機能を有する補正部Ｐ５が追加されている点を除いて、実施例１の管路推定システムＳ１と同様の構成である。

　管路推定システムＳ７に入力される物体管理データＤ６の例を、図２０に示す。図２０に示すように、物体（ここでは植木）の管理位置を三次元の座標として記録されている。補正部Ｐ５では、推定管路データＤ５に記録される推定管路と物体管理データＤ６に記録される物体の距離を求める。この距離が一定値を下回る場合、補正部Ｐ５は、物体と推定管路が接触するとみなす。しかし、ここで例示する植木が存在する領域と推定管路が配置される領域は、本来接触しないはずである。そこで、補正部Ｐ５は、物体と推定管路の距離が一定以上になるように、推定管路の位置をシフトさせる演算を実施し、推定管路の位置を補正する。補正部Ｐ５は、補正した推定管路を、補正推定管路データＤ５’として出力する。補正部Ｐ５は、推定管路の位置補正をする際に、物体を避けて通る推定管路について複数のパターンを算定し出力してもよい。補正の方法として、管路の始点終点のどちらかをシフトさせてもよいし、管路全体を平行移動してもよい。また、干渉する部分についてのみ推定管路を切り出した部分データとして記録してもよい。

　管路推定システムＳ４を利用しないユーザは、管路管理データＤ３と推定部分管路データＤ２を手動で対応付けながら、物体管理データＤ６を重ね合わせ、管路の干渉や接続についてつじつまが合うように解釈する必要があり、手間を要する。実施例７の管路推定システムＳ４における補正処理は、この解釈を自動化するものであり、ユーザの手間を削減する。また、周辺の物体と干渉する部分について部分的に切り出したデータを保持することで、ユーザは補正推定管路データＤ５’から管理データと実測データＤ１の不整合箇所について一次スクリーニングができる。この結果、不整合箇所に基づいて再実測や試掘、他の管理データの参照などの２次調査に際する判断ができるようになる効果がある。

　さらに、補正部Ｐ５の補正方法について、図２１のフローチャートと、図２２を用いて説明する。まず、補正部Ｐ５は、入力される推定管路ＥｓｔＰｉｐｅと、外挿範囲ｒａｎｇｅを読み込む（Ｆ２０１）。外挿範囲は、推定管路を外挿する周辺の領域を定めたパラメータである。次に、補正部Ｐ５は、推定管路ＥｓｔＰｉｐｅ　（ｙ＝ａｘ＋ｂ，　ｘｓ　＜　ｘ　＜　ｘｅ）を端部からｒａｎｇｅの範囲で外挿した外挿推定管路ｅｘｔ＿ｓｅｇを算定する（ｙ＝ａｘ＋ｂ，ｘｓ－ｒａｎｇｅ　＜　ｘ　＜　ｘｅ＋ｒａｎｇｅ）（Ｆ２０２）。ここでは、ｙ－ｘ面に配される２次元線分で表現される推定管路について記載したが、次元数や配される面にはよらない。周辺領域における再計算手法について、本実施例では線分の外挿について説明したが、これに限らず、周辺領域に基づく、位置のシフト、回転、補間、推定、内挿による再計算を行ってもよい。また、上述した２次元線分（ｙ＝ａｘ＋ｂ）に限らず、３次元線分、点群、曲線、曲面や他の３次元構造であってもよい。

　次に、補正部Ｐ５は、物体管理データＤ６から物体ｉの位置を読み込む（Ｆ２０３）。ここで、補正部Ｐ５は、推定管路を、内接する領域に対して外挿範囲ｒａｎｇｅ分を拡張した領域に存在する物体のみを読み込んでもよい。次に、補正部Ｐ５は、物体ｉと外挿推定管路の距離をｄ（ｉ，ｅｘｔ＿ｓｅｇ）として算出する（Ｆ２０４）。

　次に、補正部Ｐ５は、算出した距離が既定の距離閾値未満か否かを判定する（Ｆ２０５）。当該判定が否定結果を得る場合は（Ｆ２０５；Ｎｏ）、補正部Ｐ５は、次の物体を読み込み同様の処理を実施する（Ｆ２０９－Ｆ２０４）。当該判定が肯定結果を得る場合は（Ｆ２０５；Ｙｅｓ）、補正部Ｐ５は、推定管路を構成する推定部分管路ＥｓｔＰｉｐｅＳｅｇを読み込む（Ｆ２０６）。ここで、推定管路データＤ５には、予め管路推定部Ｐ３において、使用された推定部分管路データＤ２を対応付けて記録しておく。

　次に、補正部Ｐ５は、管路推定部Ｐ３に対して、推定部分管路と物体ｉの位置を基に推定管路ＥｓｔＰｉｐｅを再推定する指示を行い、管路推定部Ｐ３が、当該指示に従って上述した推定管路ＥｓｔＰｉｐｅを再推定する（Ｆ２０７）。推定には、前述の回帰分析手法が利用できる。この時、物体ｉの位置について、領域が記録されている場合は、その中の重心点や中心点といった代表点を用いてもよい。また、領域をいくつかのセグメントに分解し、それぞれの構成点を複数点、用いてもよい。さらには、確実に、物体ｉを通るように制約を持たせて再推定を実施してもよい。次に、補正部Ｐ５は、再推定により得られた推定管路を補正推定管路データＤ５’に追加する。そして、補正部Ｐ５は、次の物体を読み込み同様の処理を実施する（Ｆ２０９－Ｆ２０４）。物体管理データに記録される物体すべてについて演算が終了したと判定された際（Ｆ２０９において否定結果を得た場合、Ｆ２０９；Ｎｏ）には、当該処理を終了する。

　埋設管路は、上水、下水、電気、ガスなどを輸送するのに利用される。その過程において、一般には、あらゆる処理・分岐・管理を行うための接続点を有する。これらの接続点には、別に管理される物体が配されることがある。そして、それらの物体は時に埋設管路よりも確度高く、その位置を管理できる。例えば、電柱は電気配線を地下から地上へ配するための経路になることがあるが、地上に露出しているためその位置が確定できる。よって、埋設管路よりも確度が高く、その位置を管理することができる。これらの情報に基づき、埋設管路の推定結果を補正することにより、より実態に即した推定結果を得ることができ、ひいてはユーザがその情報を用いた、施工の計画を立てる際に手戻りが軽減され、効率化の効果を得ることができる。

　図２３は、実施例８の管路推定システムＳ６の構成を示す。図２３では、図１の管路推定システムＳ１と同一符号を付して示している。管路推定システムＳ６は、管路推定部Ｐ３から出力される推定管路データＤ５と管路管理データＤ３を入力として受け付け、記録される管路データを図面データＤ７として生成し、出力する図面生成部Ｐ６を有する点を除いて、実施例１の管路推定システムＳ１と同様の構成である。

　図面生成部Ｐ６は、システム内のメモリに記憶された図７に示すような推定管路データＤ５と、図５に示すような管路管理データＤ３を参照し、既定のフォーマットの図面データＤ７を生成する。一例として、異なるＣＡＤソフトウェア間でのデータ交換で一般に用いられるＤＸＦ（Ｄｒａｗｉｎｇ　Ｅｘｃｈａｎｇｅ　Ｆｏｒｍａｔ）について説明する。図面生成部Ｐ６は、図７に示すような推定管路データＤ５の管路、すなわち線分をＤＸＦに記録する場合には、ＬＩＮＥエンティティとして情報を記録する。この時、各エンティティの情報は、グループコードと呼ばれる整数値を付与し記録される。また、図面生成部Ｐ６は、単一のＤＸＦファイルに推定管路データＤ５と管路管理データＤ３を分類して記録するために、グループコードを用いてレイヤ名を指定する。

　ここでは一例として、ＤＸＦ形式における図面データ生成について記載したが、データのフォーマットはこれに限らない。また、図面生成部Ｐ６は、推定管路データＤ５や管路管理データＤ３に記録される管路の形状に応じて、ＬＩＮＥ以外のエンティティ、例えば、ポリラインや矩形、円柱などのエンティティで記録してもよい。

　これにより、管路推定システムＳ６から出力される図面データＤ７を利用して、ユーザは、図示しないＣＡＤソフトウェア及びそれを実行するコンピュータを用いて、管路推定システムＤ６が推定した推定管路データＤ３と、ユーザ自身が管理する管路管理データを直接的に、すなわち重畳して取り扱うことが容易にできるという効果がある。

　さらに、実施例３のように、管路推定システムＳ６に入力される管路管理データＤ３に、記録された複数管路の夫々に対して管種、管径、管材のうち少なくとも１つの情報を管情報として記録されている場合は、そして、管路推定部Ｐ３において、管情報をも用いて管路の実在位置を推定する。この時、図面生成部Ｐ６に入力される推定管路データＤ５には、各推定管路に対応する管情報が記録されている。そこで、図面生成部Ｐ６は、推定管路をエンティティとして記録する際に、対応する管情報を取得し、所定のグループコードを使用してコメントや説明として追加する。その他にも、レイヤ情報として所定のグループコードを利用し、レイヤ名に管情報を記録してもよいし、所定のグループコードを利用し、線分の厚み情報に管情報のうち管径を基に演算した厚みを記録してもよい。ここでは、ＤＸＦファイルとして図面データＤ７を生成する方法について例示したが、データのフォーマットはこれに限らないし、各フォーマットにおける補足情報の付与方法に従って管情報を記録し出力してもよい。

　これらの管情報は、通常、施工計画時に決めるため管路管理データに付して記録されることが多い。管路推定システムＳ６が出力する図面データＤ７を用いて、ユーザは、図示しないＣＡＤソフトウェア及びそれを実行するコンピュータを用いて、管路推定システムＤ６が推定した推定管路データＤ３を管情報付きで取り扱うことができる。管情報は、図示しない表示装置により、図２５Ｃに示すように推定管路の位置に加えて、対応する管情報（２５ＣＳＴ）を補足情報画面（２５ＣＳＴ）に表示することができる。

　さらに、図２４は、管路推定システムＳ６の他の例を示す図である。図２４では、図１１の管路推定システムＳ２と同一符号を付して示している。当該他の例では、管路推定システムＳ６は、実施例２に記載のように実施され、図１１に図示されない図面生成部Ｐ６によって図面データＤ７を生成し出力する。

　ユーザは、図示しない周辺物体（例えば、建物や道路など）の管理データを図示しないＣＡＤソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータにて取り込み、表示することができる。図２５Ｄに示すように、図面生成部Ｐ６は、各情報をレイヤとして保持しながら、適宜表示を切り替え（２５ＤＳＬ）重畳し表示する（２５ＤＭ）ことで、該当エリアにおける管路管理データ、実測に基づく推定管路データ、周辺の物体データを効率よく把握することができる効果がある。また、図２５Ａ～２５Ｄをタブで切り替えられるような表示方法を用いれば、埋設物管理画面２５において、管路管理データを表示する管路情報画面２５ＡＭ、推定部分管路管路データを表示する推定部分管路情報画面２５ＢＭ、推定管路データ内の管路を表示する推定管路情報画面２５ＣＭ、周辺物体の管理データを重畳表示する管路管理画面２５ＤＭを切り替えながら埋設物管理を実施できる。

　図２５Ａでは、管路情報画面２５ＡＭに管路管理データ内の管路２５ＡＰが表示され、補足情報画面２５ＡＳに管情報２５ＡＳＴが表示されていることがわかる。また、図２５Ｂでは、推定部分管路情報画面２５ＢＭに推定部分管路データ内の部分管路ＢＰが表示され、補足情報画面２５ＢＳに、例えば、図８に示した管路推定方法を実現するための処理を実行する推定実行ボタン２５ＢＳＢが表示されていることがわかる。また、図２５Ｃでは、推定管路情報画面２５ＣＭに推定管路データ内の管路２５ＣＰおよび不明管路２５ＣＰ’が表示され、補足情報画面２５ＣＳに推定された管情報２５ＣＳＴが表示されていることがわかる。また、図２５Ｄでは、管路管理画面２５ＤＭに、上述した管路２５ＡＰや管路２５ＣＰに加え、さらに周辺物体２５ＤＢが重畳表示され、補足情報画面２５ＤＳに管情報２５ＤＳＴやレイヤ表示切替パネル２５ＤＳＬが表示されていることがわかる。レイヤ表示切替パネル２５ＤＳＬは、図２５Ａ～２５Ｃに示した各情報（例えば、上述した管路２５ＡＰや管路２５ＣＰ、あるいは部分管路ＢＰ）を表示または非表示にするための領域である。ユーザは、このような情報を切り替えて表示させることで、より一層、埋設物管理を容易に行うことができるようになる。

　以上、図面を用いて各実施例について説明したが、本システムによれば、実施例１において説明したように、地中に埋設された管路に対して、実測データに基づき推定された推定部分管路を有する推定部分管路データ（例えば、図４に示した推定部分管路データＤ２）と、管理データとして記録された複数の管路の位置を含む管路管理データ（例えば、図５に示した管路管理データＤ３）とを入力し、前記管路管理データが有する少なくとも１つの管路を候補管路（例えば、図５のＰｉｐｅ　Ａ）とし、前記推定部分管路データが有する前記推定部分管路について、前記候補管路の位置との距離をそれぞれ算出し対応付けた距離データ（例えば、図６に示した距離データＤ４）を出力する距離データ算出部Ｐ２と、前記推定部分管路データと前記距離データとを入力し、前記候補管路ごとに所定の距離を満たす前記推定部分管路データを抽出する第一の処理（例えば、図８の第一ステップ、Ｆ１０５）と、抽出した前記推定部分管路データを基に管路の実在位置を推定する第二の処理（例えば、図８の第二ステップ、Ｆ１０６）と、前記第二の処理によって推定される管路の実在位置を推定管路データ（例えば、図７に示した推定管路データＤ５）として出力する管路推定部Ｐ３とを有する。このような構成により、埋設管路の実在位置について、管理データと実測データに基づく推定データとを精度よく整合させ、高い信頼性で、管路の実在位置を推定することができる。

　また、実施例２、図１３等において説明したように、前記実測データは、前記地中に埋設された管路に対して地上から電波を照射し、その反射信号を取得することにより生成され、前記実測データを入力し、前記実測データから前記反射信号を検出することによって前地中に埋設された管路の位置について一部分を推定した前記推定部分管路データを出力する部分管路推定部Ｐ１を有する。このような構成により、埋設管路由来の反射信号に基づいて、埋設管路の位置を推定できるようになる。

　また、実施例３、図１２等において説明したように、前記管路管理データは、記録された複数管路の夫々に対して管種、管径、管材のうち少なくとも１つの管情報（例えば、図１２に示した管路管理データＤ３”）を対応付けて有し、前記管路推定部において、前記管情報をも用いて管路の実在位置を推定する。このような構成により、より一層高い精度で埋設管路の位置を推定できる。

　また、実施例４、式（４）等を用いて説明したように、前記管路推定部の第二の処理において、前記距離データを基に重みを計算し、前記重みと推定部分管路データとから重み付きの回帰分析により、管路の実在位置を推定する。このような構成により、推定部分管路と管路管理データに記録される管路との距離に基づいて、埋設管路の位置について、より一層精度よく推定することができる。

　また、実施例５、図１４等において説明したように、前記管路管理データ又は前記推定部分管路データ又はその両方の地理的空間の位置整合性を、縮尺変換、位置オフセットの加減算、回転、座標参照系変換のうち少なくとも１つの方法を用いて合わせる位置合わせ部Ｐ４を有する。このような構成により、位置の記録方法における制約がなく、互いに位置の整合性が保たれていないようなデータを受け入れることができるため、本システムで利用可能なデータの範囲を広げることができる。

　また、実施例６、図１５～１８等を用いて説明したように、前記管路推定部は、前記推定部分管路について、各候補管路との距離が所定の距離以上であるか否かを判定し、前記判定において肯定結果を得た前記推定部分管路の集合を不明部分管路データ（例えば、不明部分管路データＤ８）として分類し、前記不明部分管路データをさらに出力する。このような構成により、ユーザは、管理データに記載のない埋設管路は不明管として容易に把握でき、施工ミスを軽減させることができる。

　また、実施例７、図１９、２０等を用いて説明したように、周囲の物体の位置情報を含む物体管理データ（例えば、図２０に示した物体管理データＤ６）をさらに入力し、前記物体管理データに記録される物体の位置と前記推定管路の距離に基づいて、前記推定管路データを補正する補正部Ｐ５を有する。このような構成により、より実態に即した高精度な推定結果を得ることができ、ユーザは効率よく施工の計画を立てることができるようになる。

　また、実施例７、図２１、２２等を用いて説明したように、前記補正部は、前記推定管路を、予め既定した周辺領域に対して再計算し、再計算推定管路と前記物体管理データに記録される物体との距離（例えば、図２２に示した距離ｄ（ｉ，ｅｘｔ＿ｓｅｇ））を算定し、前記物体と前記再計算推定管路の距離が所定未満である前記物体が存在する場合、前記物体の位置と前記推定管路を構成する前記部分推定管路とから前記推定管路を再推定する。このような構成により、予め既定した周辺領域や当該周辺領域にある物体の位置を考慮して、より高精度な推定結果を得ることができる。

　また、実施例８、図２３、２４等を用いて説明したように、前記推定管路データと前記管路管理データとを入力し、諸データに記録される管路のデータを図面データとして生成し出力する図面生成部Ｐ６を有する。このような構成により、諸データに記録される様々な管路のデータを図面として表すことができるようになる。

　また、実施例８、図２５Ａ～２５Ｄ等を用いて説明したように、前記推定管路データと前記管路管理データとを入力し、諸データに記録される管路情報を図面データとして生成し出力する図面生成部Ｐ６を有し、前記図面生成部は、前記推定管路データに記録される夫々の推定管路について、前記管情報（例えば、図２５Ｃの管情報２５ＣＳＴ）を対応させ前記図面データに記録する。このような構成により、管情報を含め、推定した推定管路データＤ３を容易に把握することができる。

　また、前記管路推定部は、前記第一の処理において、前記候補管路と前記推定部分管路との間の距離が所定の距離閾値を満たしているか否かの判定結果を格納したデータ（例えば、図９Ａ、９Ｂに示したフラグリスト）を出力し、前記データを表示装置に表示してもよい。このような構成により、ユーザは、所定の距離閾値未満であるという条件を満たす候補管路と推定部分管路との組み合わせを容易に把握することができ、効率よく直感的に埋設管路の位置を推定できるようになる。

　なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。

Ｄ１……実測データ、Ｄ２……推定部分管路データ、Ｄ３、Ｄ３”……管路管理データ、Ｄ２’……位置整合推定部分管路データ、Ｄ３’……位置整合管路管理データ、Ｄ４……距離データ、Ｄ５……推定管路データ、Ｄ５’……補正推定管路データ、Ｄ６……物体管理データ、Ｄ７……図面データ、Ｄ８……不明部分管路データ、Ｐ１……部分管路推定部、Ｐ２……距離データ算出部、Ｐ３、Ｐ３’……管路推定部、Ｐ４……位置合わせ部、Ｐ５……補正部、Ｐ６……図面生成部、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７……管路推定システム、Ｈ１……サーバ、Ａ０１……プロセッサ、Ａ０３……ストレージ、Ａ０２……メモリ、Ａ０４……通信Ｉ／Ｆ、Ｍ１……管路推定プログラム、Ｆ１０１……データ入力ステップ、Ｆ１０２……距離算出ステップ、Ｆ１０３……管路位置推定ステップ、Ｆ１０４……データ出力ステップ、Ｆ１０５……第一ステップ、Ｆ１０６……第二ステップ、２５……埋設物管理画面、２５ＡＭ……管路情報画面、２５ＡＰ……管路管理データ内の管路、２５ＡＳ……補足情報画面、２５ＡＳＴ……管情報、２５ＢＭ……推定部分管路情報画面、２５ＢＰ……推定部分管路データ内の部分管路、２５ＢＳ……補足情報画面、２５ＢＳＢ……推定実行ボタン、２５ＣＭ……推定管路情報画面、２５ＣＰ……推定管路データ内の管路、２５ＣＳ……補足情報画面、２５ＣＳＴ……推定された管情報、２５ＤＭ……管路管理画面、２５ＤＢ……周辺物体、２５ＤＳ……補足情報画面、２５ＤＳＴ……管情報、２５ＤＳＬ……レイヤ表示切替パネル

Claims (14)

1. 　地中に埋設された管路に対して、
   　実測データに基づき推定された推定部分管路を有する推定部分管路データと、
   　管理データとして記録された複数の管路の位置を含む管路管理データとを入力し、
   　前記管路管理データが有する少なくとも１つの管路を候補管路とし、
   　前記推定部分管路データが有する前記推定部分管路について、
   　前記候補管路の位置との距離をそれぞれ算出し対応付けた距離データを出力する距離データ算出部と、
   　前記推定部分管路データと前記距離データとを入力し、
   　前記候補管路ごとに所定の距離を満たす前記推定部分管路データを抽出する第一の処理と、
   　抽出した前記推定部分管路データを基に管路の実在位置を推定する第二の処理と、
   　前記第二の処理によって推定される管路の実在位置を推定管路データとして出力する管路推定部とを有する
   　ことを特徴とする管路推定システム。
2. 　前記実測データは、前記地中に埋設された管路に対して地上から電波を照射し、その反射信号を取得することにより生成され、
   　前記実測データを入力し、前記実測データから前記反射信号を検出することによって前地中に埋設された管路の位置について一部分を推定した前記推定部分管路データを出力する部分管路推定部を有すること
   　を特徴とする請求項１に記載の管路推定システム。
3. 　前記管路管理データは、記録された複数管路の夫々に対して管種、管径、管材のうち少なくとも１つの管情報を対応付けて有し、
   　前記管路推定部において、前記管情報をも用いて管路の実在位置を推定すること
   　を特徴とする請求項１に記載の管路推定システム。
4. 　前記管路推定部の第二の処理において、
   　前記距離データを基に重みを計算し、
   　前記重みと推定部分管路データとから重み付きの回帰分析により、
   　管路の実在位置を推定すること
   　を特徴とする請求項１に記載の管路推定システム。
5. 　前記管路管理データ又は前記推定部分管路データ又はその両方の地理的空間の位置整合性を、
   　縮尺変換、位置オフセットの加減算、回転、座標参照系変換のうち少なくとも１つの方法を用いて合わせる位置合わせ部を有すること
   　を特徴とする請求項１に記載の管路推定システム。
6. 　前記管路推定部は、
   　前記推定部分管路について、各候補管路との距離が所定の距離以上であるか否かを判定し、
   　前記判定において肯定結果を得た前記推定部分管路の集合を不明部分管路データとして分類し、
   　前記不明部分管路データをさらに出力すること
   　を特徴とする請求項１に記載の管路推定システム。
7. 　周囲の物体の位置情報を含む物体管理データをさらに入力し、
   　前記物体管理データに記録される物体の位置と前記推定管路の距離に基づいて、前記推定管路データを補正する補正部を有すること
   　を特徴とする請求項１に記載の管路推定システム。
8. 　前記補正部は、
   　前記推定管路を、予め既定した周辺領域に対して再計算し、
   　再計算推定管路と前記物体管理データに記録される物体との距離を算定し、
   　前記物体と前記再計算推定管路の距離が所定未満である前記物体が存在する場合、
   　前記物体の位置と前記推定管路を構成する前記部分推定管路とから前記推定管路を再推定すること
   　を特徴とする請求項７に記載の管路推定システム。
9. 　前記推定管路データと前記管路管理データとを入力し、
   　諸データに記録される管路のデータを図面データとして生成し出力する図面生成部を有すること
   　を特徴とする請求項１に記載の管路推定システム。
10. 　前記推定管路データと前記管路管理データとを入力し、
    　諸データに記録される管路情報を図面データとして生成し出力する図面生成部を有すること
    　を特徴とする請求項２に記載の管路推定システム。
11. 　前記推定管路データと前記管路管理データとを入力し、
    　諸データに記録される管路情報を図面データとして生成し出力する図面生成部を有し、
    前記図面生成部は、
    　前記推定管路データに記録される夫々の推定管路について、前記管情報を対応させ前記図面データに記録すること
    　を特徴とする請求項３に記載の管路推定システム。
12. 　前記管路推定部は、
    　前記第一の処理において、前記候補管路と前記推定部分管路との間の距離が所定の距離閾値を満たしているか否かの判定結果を格納したデータを出力し、前記データを表示装置に表示すること
    　を特徴とする請求項１に記載の管路推定システム。
13. 　地中に埋設された管路に対して、
    　実測データに基づき推定された推定部分管路を有する推定部分管路データと、
    　管理データとして記録された複数の管路の位置を含む管路管理データとを入力するデータ入力ステップと、
    　前記管路管理データが有する少なくとも１つの管路を候補管路とし、
    　前記推定部分管路データが有する前記推定部分管路について、
    　前記候補管路の位置との距離をそれぞれ算出し対応付けた距離データを出力する距離算出ステップと、
    　前記推定部分管路データと前記距離データとを入力し、
    　前記候補管路ごとに所定の距離を満たす前記推定部分管路データを抽出する第一のステップと、
    　抽出した前記推定部分管路データを基に管路の実在位置を推定する第二のステップとからなる管路位置推定ステップと、
    　前記管路位置推定ステップによって推定される管路の実在位置を推定管路データとして出力するデータ出力ステップ
    　を含む管路推定方法。
14. 　地中に埋設された管路に対して、
    　実測データに基づき推定された推定部分管路を有する推定部分管路データと、
    　管理データとして記録された複数の管路の位置を含む管路管理データとを入力するデータ入力ステップと、
    　前記管路管理データが有する少なくとも１つの管路を候補管路とし、
    　前記推定部分管路データが有する前記推定部分管路について、
    　前記候補管路の位置との距離をそれぞれ算出し対応付けた距離データを出力する距離算出ステップと、
    　前記推定部分管路データと前記距離データとを入力し、
    　前記候補管路ごとに所定の距離を満たす前記推定部分管路データを抽出する第一のステップと、
    　抽出した前記推定部分管路データを基に管路の実在位置を推定する第二のステップとからなる管路位置推定ステップと、
    　前記管路位置推定ステップによって推定される管路の実在位置を推定管路データとして出力するデータ出力ステップ
    　をコンピュータに実行させる管路推定プログラム。