JP7373714B2

JP7373714B2 - プロファイル作成方法、プロファイル作成システム、プロファイル及びプロファイル作成プログラム

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Publication number: JP7373714B2
Application number: JP2019112108A
Authority: JP
Inventors: 茂雄草木; 誉光森
Original assignee: Mr Support Inc
Current assignee: Mr Support Inc
Priority date: 2018-10-15
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2023-11-06
Anticipated expiration: 2039-06-17
Also published as: JP2020064044A; JP2023182722A

Description

特許法第３０条第２項適用

本発明は、例えば地面の断面についてのプロファイルを作成するプロファイル作成方法、プロファイル作成システム、プロファイル及びプロファイル作成プログラムに関する。

道路は、車両等が通行することにより凹凸が生じることから補修する必要があり、その補修を行うためには、道路の路面の凹凸状態についてのデータを取得する必要がある。したがって、道路の補修を実施する際には、３次元スキャナを道路の周辺に設置して、レーザ光を路面に対して照射することにより、道路の路面における各点についての点群データを取得する。

また、路面の凹凸状態について、自動車の乗り心地を評価するために路面の凹凸を指標で表わしたものとして、国際ラフネス指標（ＩＲＩ：International Roughness Index）が知られている。国際ラフネス指標の計算には、道路の路面の縦断プロファイルが必要であり、縦断プロファイルは、道路の縦断方向に沿った断面（路面の高さの変化）を示したものである。国際ラフネス指標の計算は、路面の縦断プロファイルを用いて、計算プログラムを利用してコンピュータで処理されるのが一般的である。このプログラムの代表的なものとしては、Provalと呼ばれるソフトウェアがある。

路面の縦断プロファイルは、路面の凹凸を示す高さの変化のデータを含んでおり、測定員がプロフィルメータを測定対象となる道路に沿って移動させて測定される（特許文献１参照）。また、路面の縦断プロファイルは、路面性状車を測定対象となる道路を走行させて測定することも可能である。

特開２００４－３２５４１１号公報

測定員による測定および路面性状車による測定のいずれにおいても、路面の縦断プロファイルを取得するためには、多くの手間と時間がかかる。特に、上述した路面性状車での測定は高価である。また、測定員による測定や路面性状車による測定に基づいた縦断プロファイルは、水準測量に基づいた縦断プロファイルと比べて、精度が低い。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、精度の高いプロファイルを容易に得られるプロファイル作成方法、プロファイル作成システム、プロファイル及びプロファイル作成プログラムを提供することを目的としている。

本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明に係るプロファイル作成方法は、既知点に設置された３次元走査装置から照射されるレーザ光により地面における各点について３次元座標化された点群データを取得する点群データ取得ステップと、上空からＵＡＶで地面を撮影して、その撮影データに基づいて地面のオルソ画像を作成するオルソ画像作成ステップと、前記オルソ画像作成ステップで作成されたオルソ画像に基づいて、前記点群データ取得ステップで取得された点群データに対して色情報を補強する色情報補強ステップと、前記色情報補強ステップにより色情報が補強された点群データに基づいて、地面の画像を表示部に表示する画像表示ステップと、前記表示部に表示された前記地面の画像において、前記地面における線状の調査箇所を指定する調査箇所指定ステップと、前記点群データ取得ステップで取得された点群データに基づいて、前記調査箇所指定ステップで指定された前記線状の調査箇所上にある複数の位置における高さに対応したデータを導出して、地面の断面についてのプロファイルを作成するプロファイル作成ステップとを備えることを特徴とする。

本発明に係るプロファイル作成システムは、既知点に設置され、レーザ光を照射することにより地面における各点について３次元座標化された点群データを取得する３次元走査装置と、上空からＵＡＶで撮影された地面の撮影データに基づいて、地面のオルソ画像を作成するオルソ画像作成手段と、前記オルソ画像作成手段で作成されたオルソ画像に基づいて、前記３次元走査装置で取得された点群データに対して色情報を補強する色情報補強手段と、前記色情報補強手段により色情報が補強された点群データに基づいて、地面の画像を表示する表示部と、前記表示部に表示された前記地面の画像において、前記地面における線状の調査箇所を指定する調査箇所指定手段と、前記３次元走査装置で取得された点群データに基づいて、前記調査箇所指定手段で指定された前記線状の調査箇所上にある複数の位置における高さに対応したデータを導出して、地面の断面についてのプロファイルを作成するプロファイル作成手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係るプロファイル作成プログラムは、コンピュータに読み込まれることにより、当該コンピュータを、既知点に設置された３次元走査装置から照射されるレーザ光により地面における各点について取得された３次元座標化された点群データを受け付ける点群データ受付手段、上空からＵＡＶで地面を撮影した撮影データに基づいて、地面のオルソ画像を作成するオルソ画像作成手段、前記オルソ画像作成手段で作成されたオルソ画像に基づいて、前記点群データ受付手段で受け付けられた点群データに対して色情報を補強する色情報補強手段、前記色情報補強手段で色情報が補強された点群データに基づいた地面の画像を表示部に表示する画像表示手段、前記表示部に表示された前記地面の画像において、前記地面における線状の調査箇所を指定する指定情報を受け付ける指定情報受付手段、前記点群データ受付手段で受け付けた点群データに基づいて、前記指定情報受付手段で受け付けた指定情報により指定される前記線状の調査箇所上にある複数の位置における高さに対応したデータを導出して、地面の断面についてのプロファイルを作成するプロファイル作成手段として機能させることを特徴とする。

これにより、本発明に係るプロファイル作成方法、プロファイル作成システム及びプロファイル作成プログラムでは、地面の断面についてのプロファイル（地面の高さの変化を示したもの）が、地面を補修する際に通常取得される３次元点群データに基づいて作成される。したがって、地面の断面についてのプロファイルを取得するために、測定員による測定および路面性状車による測定を行う必要がないことから、多くの手間と時間をかける必要がない。特に路面性状車での測定が必要ないことから、費用の低減が可能である。また、本発明で得られるプロファイルは、測定員による測定や路面性状車による測定に基づいたプロファイルと比べて精度が高く、水準測量に基づいたプロファイルと同程度の精度である。
また、線状の調査箇所を、表示部に表示された画像において容易に指定可能である。

本発明に係るプロファイル作成方法において、前記プロファイル作成ステップでは、前記点群データ取得ステップで取得された点群データに基づいて、前記調査箇所指定ステップで指定された前記線状の調査箇所上にある複数の位置における高さに対応したデータが導出されて、プロファイルが作成されることを特徴とする。

本発明に係るプロファイル作成システムにおいて、前記プロファイル作成手段は、前記３次元走査装置で取得された点群データに基づいて、前記調査箇所指定手段で指定された前記線状の調査箇所上にある複数の位置における緯度、経度及び高さに対応したデータを導出して、プロファイルを作成することを特徴とする。

本発明に係るプロファイルは、既知点に設置された３次元走査装置から照射されるレーザ光により取得された点群データであり、且つ、地面における各点について３次元座標化された点群データに基づいて導出された、所定の線状の調査箇所上にある複数の位置における緯度、経度及び高さに対応したデータを含むことを特徴とする。

これにより、本発明に係るプロファイル作成方法及びプロファイル作成システムでは、プロファイルが、線状の調査箇所上にある複数の位置における緯度、経度及び高さに対応したデータに基づいて作成される。したがって、プロファイルの位置を緯度及び経度に基づいて特定可能である。

本発明に係るプロファイル作成方法において、前記プロファイル作成ステップでは、前記点群データ取得ステップで取得された点群データを頂点として連結された３角形平面の集合体である三次元ＴＩＮモデルに変換して、前記線状の調査箇所上にある複数の位置におけるデータを導出して、プロファイルが作成されることを特徴とする。

本発明に係るプロファイル作成システムにおいて、前記プロファイル作成手段は、前記３次元走査装置で取得された点群データを頂点として連結された３角形平面の集合体である三次元ＴＩＮモデルに変換して、前記線状の調査箇所上にある複数の位置におけるデータを導出して、プロファイルを作成することを特徴とする。

これにより、本発明に係るプロファイル作成方法及びプロファイル作成システムでは、線状の調査箇所における点群データが、３次元走査装置で取得された点群データに含まれない場合でも、線状の調査箇所周辺の点群データに基づいて、線状の調査箇所におけるプロファイルを作成することが可能である。また、３次元走査装置により取得される点群データを低減することで、データ量を少なくすることが可能である。

本発明に係るプロファイル作成方法において、前記点群データ取得ステップでは、路面の縦断方向における各点を３次元座標化された点群データが取得され、前記プロファイル作成ステップでは、路面の縦断プロファイルが作成されることを特徴とする。

本発明に係るプロファイル作成方法において、前記３次元走査装置は、路面の縦断方向における各点を３次元座標化された点群データを取得し、前記プロファイル作成手段は、路面の縦断プロファイルを作成することを特徴とする。

これにより、本発明に係るプロファイル作成方法及びプロファイル作成システムでは、路面の縦断プロファイルが、道路を補修する際に通常取得される３次元点群データに基づいて作成される。したがって、路面の縦断プロファイルを取得するために、測定員による測定および路面性状車による測定を行う必要がないことから、多くの手間と時間をかける必要がない。特に路面性状車での測定が必要ないことから、費用の低減が可能である。また、本発明で得られる縦断プロファイルは、測定員による測定や路面性状車による測定に基づいた縦断プロファイルと比べて精度が高く、水準測量に基づいた縦断プロファイルと同程度の精度である。

本発明に係るプロファイル作成方法において、前記調査箇所指定ステップでは、線状の調査箇所として、道路の車線における外側車輪通過位置または車線中央から路肩側に所定距離だけ離れた位置が指定されることを特徴とする。

本発明に係るプロファイル作成システムにおいて、前記調査箇所指定手段は、線状の調査箇所として、道路の車線における外側車輪通過位置または車線中央から路肩側に所定距離だけ離れた位置を指定することを特徴とする。

これにより、本発明に係るプロファイル作成方法及びプロファイル作成システムでは、通常、国際ラフネス指標の計算に使用される縦断プロファイルを作成可能である。

以上、本発明によれば、地面の断面についてのプロファイルを取得するために、測定員による測定および路面性状車による測定を行う必要がないことから、多くの手間と時間をかける必要がない。特に路面性状車での測定が必要ないことから、費用の低減が可能である。また、本発明で得られるプロファイルは、測定員による測定や路面性状車による測定に基づいたプロファイルと比べて精度が高く、水準測量に基づいたプロファイルと同程度の精度である。

本発明の実施形態に係る縦断プロファイル作成システムの概略構成を示した図である。図２（ａ）は、色情報が補強された点群データに基づいて作成された３Ｄ画像であり、図２（ｂ）は、色情報が補強されてない点群データに基づいて作成された通常の３Ｄ画像である。道路の路面における線状の調査箇所の例を示す図である。図４（ａ）は、表示部に表示された道路の路面の３Ｄ画像を示し、図４（ｂ）は、表示部に表示された道路の路面の３Ｄ画像において線状の調査箇所が指定された状態を示す図である。点群データを三次元ＴＩＮモデルに変換して調査箇所における各点のデータを導出する方法を説明する図である。縦断プロファイルデータを示す図である。図１の縦断プロファイル作成システムの縦断プロファイル作成方法を示す図である。点群データに基づいて調査箇所における各点のデータを導出する方法の変形例を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

本発明の実施形態に係る縦断プロファイル作成システム１は、既知点に設置された３Ｄスキャナ２（３次元走査装置）と、撮影装置としての無人航空機であるＵＡＶ３（Unmanned Aerial Vehicle）と、３Ｄスキャナ２及びＵＡＶ３が無線接続された縦断プロファイル作成装置１０とを有している。

３Ｄスキャナ２は、レーザ光を照射することにより道路の路面及びその周辺の各点を３次元座標化された点群データ（平面位置座標を有する標高の集合）として取得し、点群データを縦断プロファイル作成装置１０に供給する。３Ｄスキャナ２は、測定対象物（道路の路面）に対して、例えば垂直方向及び水平方向にラインレーザ光を出射し、測定対象物の測定点とセンサの間をレーザパルスが往復する時間を計測することで、測定点までの距離を求めることができる。上述したように国際ラフネス指標に基づいて評価するために、道路の路面の縦断プロファイル（路面の高さの変化を示したもの）が必要であるが、線状の経路において２５ｃｍ以下の間隔でのデータが必要である。そのため、３Ｄスキャナ２により取得される点群データは、例えば２５ｃｍ以下の間隔おきの位置におけるデータであり、本実施形態において、３Ｄスキャナ２は、例えば５ミリメートルの間隔おきの位置における点群データを取得する。そのため、路面表面の小さい間隔おきの標高が検知可能であり、道路の路面表面の凹凸を適正に検知可能となる。ＵＡＶ３は、上空から道路の路面を撮影し、撮影データを取得し、撮影データを縦断プロファイル作成装置１０に供給する。

縦断プロファイル作成装置１０は、図１に示すように、制御部１０ａを有しており、制御部１０ａは、例えば、マイクロコンピュータなどで構成されており、ＣＰＵと、縦断プロファイル作成装置１０の動作を制御するプログラムが格納されたＲＯＭと、上記プログラムを実行する際に用いられるデータ等が一時的に記憶されるＲＡＭとを備えている。即ち、制御部１０ａは、ＣＰＵ、メモリ及びインターフェースを含む通常のマイクロコンピュータを主体として構成されるもので、メモリに記憶されている縦断プロファイル作成プログラムに従い所定の演算、処理を行って、周辺ハードウェアとの協働の下に、３Ｄスキャナ２及びＵＡＶ３から取り込んだデータに基づいて、縦断プロファイルを作成する。

縦断プロファイル作成装置１０の制御部１０ａは、撮影データ記憶部１１ａを含む撮影データ受付部１１と、点群データ記憶部１２ａを含む点群データ受付部１２と、オルソ画像作成部１３と、色情報補強部１４ａを含む３Ｄ画像作成部１４と、表示制御部１５と、調査箇所記憶部１６ａを含む指定情報受付部１６と、縦断プロファイル作成部１７とを有している。また、縦断プロファイル作成装置１０の制御部１０ａには、表示画面などの表示部５ａと、操作部５ｂとが接続されている。

撮影データ受付部１１は、ＵＡＶ３から供給された撮影データを受け付ける。撮影データ受付部１１ａは、ＵＡＶ３から供給された撮影データを記憶する。

点群データ受付部１２は、３Ｄスキャナ２から供給された道路の路面における各点についての点群データを受け付ける。点群データ記憶部１２ａは、３Ｄスキャナ２から供給された道路の路面における各点についての点群データを記憶する。点群データとして、道路の路面における各点についての緯度、経度及び高さに対応したデータを含んでいる。

オルソ画像作成部１３は、ＵＡＶ３により撮影された撮影データに基づいて、オルソ画像を作成する。具体的には、オルソ画像作成部１３は、撮影データに対してＳｆＭ(Structure from Motion)解析などを行うことにより、オルソ画像を作成する。

３Ｄ画像作成部１４は、点群データ記憶部１２ａに記憶された点群データに基づいて、道路の路面の３Ｄ画像を作成する。３Ｄ画像作成部１４は、色情報補強部１４ａを含んでいる。色情報補強部１４ａは、オルソ画像作成部１３により作成されたオルソ画像に基づいて、点群データ記憶部１２ａに記憶された点群データに対して色情報を補強する。

３Ｄ画像作成部１４は、色情報補強部１４ａにより色情報が補強された点群データに基づいて、図２に示すように、道路の路面の３Ｄ画像を作成する。図２（ａ）は、色情報が補強された点群データに基づいて作成された３Ｄ画像であり、図２（ｂ）は、色情報が補強されてない点群データに基づいて作成された通常の３Ｄ画像である。このように、本実施形態では、３Ｄ画像が、色情報が補強された点群データに基づいて作成されることにより、色情報が補強されてない点群データに基づいて作成された通常の３Ｄ画像と比べて、色が鮮明であり、道路の区画線などが詳細に分かる。

表示制御部１５は、表示部５ａに表示される内容を制御する。例えば、表示制御部１５は、３Ｄ画像作成部１４により作成された３Ｄ画像を表示部５ａに表示する。また、表示制御部１５は、縦断プロファイル作成部１７により作成された縦断プロファイルを表示部５ａに表示する。

指定情報受付部１６は、操作部５ｂが操作されることにより指定された道路の路面における線状の調査箇所についての指定情報を受け付ける。調査箇所記憶部１６ａは、操作部５ｂが操作されることにより指定された道路の路面における線状の調査箇所を記憶する。具体的には、調査箇所記憶部１６ａは、表示部５ａに表示された３Ｄ画像において、操作部５ｂが操作されることにより、始点（起点）と、終点と、始点と終点との間の経路とが指定された際に、その線状の調査箇所についての指定情報を記憶する。本実施形態では、道路の路面の平坦性を調査するために、図３に示すように、車線中央から路肩側に１００ｃｍの位置ａ１、または、道路の車線における外側車輪通過位置ａ２において、直線状の調査箇所が指定される。図４（ａ）は、表示部５ａに表示された道路の路面の３Ｄ画像を示し、図４（ｂ）は、操作部５ｂが操作されることにより、表示部５ａに表示された道路の路面の３Ｄ画像がおいて線状の調査箇所ａ１が指定された状態を示している。例えば、国際ラフネス指標は、１つの線状の調査箇所における各点の緯度、経度及び高さに対応したデータに基づいて作成された縦断プロファイルがあれば計算可能である。

縦断プロファイル作成部１７は、点群データ記憶部１２ａに記憶された点群データに基づいて、調査箇所記憶部１６ａに記憶された線状の調査箇所における各点の緯度、経度及び高さに対応したデータを導出して、道路の路面の縦断プロファイル（路面の高さの変化を示したもの）を作成する。本実施形態において、道路の路面の縦断プロファイルには、始点の緯度、経度及び高さに対応したデータと、終点の緯度、経度及び高さに対応したデータと、始点と終点との間の経路における等間隔おきの緯度、経度及び高さに対応したデータとを含んでいる。本実施形態において、縦断プロファイル作成部１７は、始点と終点との間の経路において、２５ｃｍ以下の間隔（本実施形態では、２０ｃｍおきの等間隔）でデータを取り出して、道路の路面の縦断プロファイルを作成する。始点と終点との間の経路においてデータを取り出す間隔は、任意に設定可能である。

具体的には、縦断プロファイル作成部１７では、図５に示すように、点群データ記憶部１２ａに記憶された点群データに基づいて、３Ｄスキャナ２により取得された点群データを頂点として連結された３角形平面の集合体である三次元ＴＩＮモデル（不定形三角網）に変換して、調査箇所記憶部１６ａに記憶された線状の調査箇所における各点の緯度、経度及び高さに対応したデータを導出する。そのため、縦断プロファイル作成部１７は、調査箇所記憶部１６ａに記憶された線状の調査箇所における各点の点群データが、点群データ記憶部１２ａに記憶されてない場合でも、線状の調査箇所における各点の緯度、経度及び高さに対応したデータを導出することが可能である。図５において、Ａ_１点、Ａ_２点及びＡ_３点の点群データが点群データ記憶部１２ａに記憶されている場合、Ａ_１点、Ａ_２点及びＡ_３点を頂点として連結された３角形平面の集合体である三次元ＴＩＮモデルに変換される。線状の調査箇所上にあるａ_１点及びａ_２点は、その３角形平面の内部にあり、Ａ_１点、Ａ_２点及びＡ_３点を通過する平面上にあるとして、ａ_１点及びａ_２点における高さに対応したデータを導出する。

縦断プロファイル作成部１７により作成された縦断プロファイルは、図６に示すように、線状の調査箇所における等間隔おきの緯度、経度及び高さに対応したデータを含む。図６において、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ、緯度、経度及び高さを示す数値である。図６では、データＮＯ．１が始点における緯度、経度及び高さに対応したデータであり、データＮＯ．ｎが終点における緯度、経度及び高さに対応したデータであり、データＮＯ．２～ＮＯ．ｎ－１が始点と終点との間の経路における等間隔おきの緯度、経度及び高さに対応したデータである。

本実施形態の縦断プロファイル作成システム１の縦断プロファイル作成方法について、図７に基づいて説明する。

ステップＳ１（点群データ取得ステップ）において、道路の周辺に設置された３Ｄスキャナ２で道路の路面のスキャニングが行われることにより、点群データが取得され、その点群データが縦断プロファイル作成装置１０に供給される。

ステップＳ２において、縦断プロファイル作成装置１０において、点群データ受付部１２は、３Ｄスキャナ２から供給された点群データを受け付けて、３Ｄスキャナ２から縦断プロファイル作成装置１０に供給された点群データが点群データ記憶部１２ａに記憶される。

ステップＳ３では、上空からＵＡＶ３で道路の路面が撮影されることにより、撮影データが取得され、その撮影データが縦断プロファイル作成装置１０に供給される。

ステップＳ４において、縦断プロファイル作成装置１０において、撮影データ受付部１１は、ＵＡＶ３から供給された撮影データを受け付けて、ＵＡＶ３から縦断プロファイル作成装置１０に供給された撮影データが撮影データ記憶部１１ａに記憶される。その後、ＵＡＶ３から縦断プロファイル作成装置１０に供給された撮影データに基づいて、道路の路面のオルソ画像が作成され、その後、作成されたオルソ画像が記憶される。

ステップＳ５において、オルソ画像作成部１１で作成されたオルソ画像に基づいて、点群データ記憶部１２ａに記憶された点群データに対して色情報が補強される。

ステップＳ６（画像表示ステップ）において、色情報が補強された点群データに基づいて、道路の路面の３Ｄ画像が作成され、その３Ｄ画像が表示部５ａに表示される。

ステップＳ７（調査箇所指定ステップ）において、道路の路面の３Ｄ画像が表示部５ａに表示された状態において、操作部５ｂが操作されることにより、道路の路面の３Ｄ画像上に線状の調査箇所が指定される。指定情報受付部１６は、操作部５ｂの操作に基づいて指定された調査箇所についての指定情報を受け付けて、その指定情報が調査箇所記憶部１６ａに記憶される。

ステップＳ８（プロファイル作成ステップ）において、点群データ記憶部１２ａに記憶された点群データに基づいて、指定された線状の調査箇所における等間隔おきの緯度、経度及び高さに対応したデータが導出されて、縦断プロファイルが作成される。作成された縦断プロファイルは、例えば、表示部５ａに表示されて出力される。

本実施形態では、上述のようにして、縦断プロファイルが作成された後、その縦断プロファイルを用いて、例えばProvalなどの計算プログラムを利用してコンピュータで処理され、国際ラフネス指標が計算される。

本実施形態の縦断プロファイル作成方法は、既知点に設置された３Ｄスキャナ２から照射されるレーザ光により路面の縦断方向における各点について３次元座標化された点群データを取得する点群データ取得ステップと、路面の縦断方向における線状の調査箇所を指定する調査箇所指定ステップと、点群データ取得ステップで取得された点群データに基づいて、調査箇所指定ステップで指定された線状の調査箇所上にある複数の位置における高さに対応したデータを導出して、路面の縦断プロファイルを作成する縦断プロファイル作成ステップとを備える。

本実施形態の縦断プロファイル作成システムは、既知点に設置され、レーザ光を照射することにより路面の縦断方向における各点について３次元座標化された点群データを取得する３Ｄスキャナ２と、路面の縦断方向における線状の調査箇所を指定する操作部５ｂと、３Ｄスキャナ２で取得された点群データに基づいて、操作部５ｂで指定された線状の調査箇所上にある複数の位置における高さに対応したデータを導出して、路面の縦断プロファイルを作成する縦断プロファイル作成部１７とを備える。

本実施形態の縦断プロファイル作成プログラムは、コンピュータに読み込まれることにより、当該コンピュータを、既知点に設置された３Ｄスキャナ２から照射されるレーザ光により路面における各点について取得された３次元座標化された点群データを受け付ける点群データ受付部１２、路面における線状の調査箇所を指定する指定情報を受け付ける指定情報受付部１７、点群データ受付部１２で受け付けた点群データに基づいて、指定情報受付部１７で受け付けた指定情報により指定される線状の調査箇所上にある複数の位置における高さに対応したデータを導出して、路面の断面についてのプロファイルを作成するプロファイル作成部１８として機能させる。

これにより、本実施形態の縦断プロファイル作成方法、縦断プロファイル作成システム及び縦断プロファイル作成プログラムでは、路面の縦断プロファイルが、道路を補修する際に通常取得される３次元点群データに基づいて作成される。したがって、路面の縦断プロファイルを取得するために、測定員による測定および路面性状車による測定を行う必要がないことから、多くの手間と時間をかける必要がない。特に路面性状車での測定が必要ないことから、費用の低減が可能である。また、本発明で得られる縦断プロファイルは、測定員による測定や路面性状車による測定に基づいた縦断プロファイルと比べて精度が高く、水準測量に基づいた縦断プロファイルと同程度の精度である。

本実施形態の縦断プロファイル作成方法において、縦断プロファイル作成ステップでは、点群データ取得ステップで取得された点群データに基づいて、調査箇所指定ステップで指定された線状の調査箇所上にある複数の位置における緯度、経度及び高さに対応したデータが導出されて、縦断プロファイルが作成される。

本実施形態の縦断プロファイル作成システムにおいて、縦断プロファイル作成部１７は、３Ｄスキャナ２で取得された点群データに基づいて、操作部５ｂで指定された線状の調査箇所上にある複数の位置における緯度、経度及び高さに対応したデータを導出して、縦断プロファイルを作成する。

本実施形態の縦断プロファイルは、既知点に設置された３Ｄスキャナ２から照射されるレーザ光により取得された点群データであり、且つ、路面における各点について３次元座標化された点群データに基づいて導出された、所定の線状の調査箇所上にある複数の位置における緯度、経度及び高さに対応したデータを含む。

これにより、本実施形態の縦断プロファイル作成方法及び縦断プロファイル作成システムでは、縦断プロファイルが、線状の調査箇所上にある複数の位置における緯度、経度及び高さに対応したデータに基づいて作成される。したがって、縦断プロファイルの位置を緯度及び経度に基づいて特定可能である。緯度及び経度に対応したデータを含むことにより、例えばProvalと呼ばれるソフトウェアにおいて、地理情報機能が使用可能である。

本実施形態の縦断プロファイル作成方法において、調査箇所指定ステップでは、線状の調査箇所として、道路の車線における外側車輪通過位置または車線中央から路肩側に所定距離だけ離れた位置が指定される。

本実施形態の縦断プロファイル作成システムにおいて、操作部５ｂは、線状の調査箇所として、道路の車線における外側車輪通過位置または車線中央から路肩側に所定距離だけ離れた位置を指定する。

これにより、本実施形態の縦断プロファイル作成方法及び縦断プロファイル作成システムでは、通常、国際ラフネス指標の計算に使用される縦断プロファイルを作成可能である。

本実施形態の縦断プロファイル作成方法において、点群データ取得ステップで取得された点群データに基づいた３次元画像を表示部５ａに表示する画像表示ステップを備え、調査箇所指定ステップでは、表示部５ａに表示された３次元画像において線状の調査箇所が指定される。

本実施形態の縦断プロファイル作成システムにおいて、３Ｄスキャナ２で取得された点群データに基づいた３次元画像を表示する表示部５ａを備え、操作部５ｂは、表示部５ａに表示された３次元画像において線状の調査箇所を指定する。

これにより、本実施形態の縦断プロファイル作成方法及び縦断プロファイル作成システムでは、線状の調査箇所を、表示部５ａに表示された３次元画像において容易に指定可能である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、各部の具体的な構成は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

上記実施形態では、点群データに基づいて線状の調査箇所における緯度、経度及び高さに対応したデータを導出して縦断プロファイルを作成しているが、点群データに基づいて線状の調査箇所における少なくとも高さに対応したデータを導出して縦断プロファイルを作成してよい。上記実施形態では、点群データに基づいて線状の調査箇所における等間隔おきの緯度、経度及び高さに対応したデータを導出して縦断プロファイルを作成しているが、点群データに基づいて線状の調査箇所における複数の位置における緯度、経度及び高さに対応したデータは、等間隔おきのデータに限られない。また、車線中央から路肩側に所定距離の位置または道路の車線における外側車輪通過位置での路面の縦断プロファイルに基づいて、国際ラフネス指標を計算しているが、車線中央から路肩側に所定距離の位置、道路の車線における外側車輪通過位置及び道路の車線における内側車輪通過位置での路面の縦断プロファイルに基づいて、ハーフカーラフネス指標（ＨＲＩ）や、左右車輪走行位置のＩＲＩ平均値（ＭＲＩ）を計算可能である。したがって、本発明において、例えば、点群データのなかから線状の調査箇所における各点の緯度、経度、車線中央から路肩側に所定距離の位置、道路の車線における外側車輪通過位置及び道路の車線における内側車輪通過位置での高さに対応したデータを取り出して、道路の路面の縦断プロファイルを作成可能である。また、上記実施形態では、プロファイル（縦断プロファイル）を例えばProvalと呼ばれるソフトウェアを使用したが、プロファイル（縦断プロファイル）を解析する解析ソフトウェアとしては、Provalと呼ばれるソフトウェア以外を使用可能である。

上記実施形態では、３Ｄスキャナでのスキャニングを行った後で、ＵＡＶでの撮影が行われているが、ＵＡＶでの撮影を行った後で、３Ｄスキャナでのスキャニングが行われてよい。

上記実施形態では、オルソ画像に基づいて点群データに対して色情報が補強された後で、色情報が補強された点群データに基づいて３Ｄ画像が表示されているが、点群データに対して色情報が補強されないで、色情報が補強されてない点群データに基づいて３Ｄ画像が表示されてよい。

上記実施形態では、縦断プロファイル作成部１７において、点群データ記憶部１２ａに記憶された点群データに基づいて、３角形平面の集合体である三次元ＴＩＮモデル（不定形三角網）に変換して、線状の調査箇所における各点の緯度、経度及び高さに対応したデータを導出しているが、図８に示すように、線状の調査箇所の両側にそれぞれ近接領域を形成し、その近接領域内にある点群データに基づいて、線状の調査箇所における各点の緯度、経度及び高さに対応したデータを導出してよい。図８において、Ａ_１点、Ａ_２点及びＡ_３点の点群データが点群データ記憶部１２ａに記憶されている場合、線状の調査箇所上にあるａ_１点及びａ_２点は、近接領域内にある点群データのなかから、線状の調査箇所上にある点近傍にある点群データ（１または複数の点群データ）を選択し、その点群データに基づいて、線状の調査箇所における各点の緯度、経度及び高さに対応したデータを導出してよい。例えば、線状の調査箇所上にあるａ_１点の高さに対応したデータは、Ａ_１点及びＡ_２点の高さの平均値に基づいて導出し、ａ_２点の高さに対応したデータは、Ａ_１点及びＡ_３点の高さの平均値に基づいて導出してよい。近接領域内にある点群データのなかから選択された線状の調査箇所上にある点近傍にある点群データに基づいて、線状の調査箇所における点の高さに対応したデータを導出する方法は、それに限られない。線状の調査箇所の両側の近接領域の幅は、任意に設定可能である。また、線状の調査箇所における各点の点群データが点群データ記憶部１２に記憶された点群データに含まれる場合、点群データ記憶部１２に記憶された点群データのなかから、線状の調査箇所における各点の緯度、経度及び高さに対応したデータを取り出してよい。

上記実施形態では、路面の縦断プロファイルが作成されているが、地面の断面についてのプロファイルは、道路の路面以外の地面のプロファイル（地面の高さの変化を示したもの）であってよい。また、道路の路面のプロファイルである場合に、路面の縦断プロファイルに限らず、例えば路面の横断プロファイルであってよい。

１縦断プロファイル作成システム（プロファイル作成システム）
２３Ｄスキャナ（３次元走査装置）
３ＵＡＶ
５ａ表示部
５ｂ操作部（調査箇所指定手段）
１０縦断プロファイル作成装置（プロファイル作成装置）
１１撮影データ受付部
１１ａ撮影データ記憶部
１２点群データ受付部（点群データ受付手段）
１２ａ点群データ記憶部
１３オルソ画像作成部
１４３Ｄ画像作成部
１４ａ色情報補強部
１５表示制御部
１６指定情報受付部（指定情報受付手段）
１６ａ調査箇所記憶部
１７縦断プロファイル作成部（プロファイル作成手段）

Claims

既知点に設置された３次元走査装置から照射されるレーザ光により地面における各点について３次元座標化された点群データを取得する点群データ取得ステップと、
上空からＵＡＶで地面を撮影して、その撮影データに基づいて地面のオルソ画像を作成するオルソ画像作成ステップと、
前記オルソ画像作成ステップで作成されたオルソ画像に基づいて、前記点群データ取得ステップで取得された点群データに対して色情報を補強する色情報補強ステップと、
前記色情報補強ステップにより色情報が補強された点群データに基づいて、地面の画像を表示部に表示する画像表示ステップと、
前記表示部に表示された前記地面の画像において、前記地面における線状の調査箇所を指定する調査箇所指定ステップと、
前記点群データ取得ステップで取得された点群データに基づいて、前記調査箇所指定ステップで指定された前記線状の調査箇所上にある複数の位置における高さに対応したデータを導出して、地面の断面についてのプロファイルを作成するプロファイル作成ステップとを備えることを特徴とするプロファイル作成方法。
前記プロファイル作成ステップでは、前記点群データ取得ステップで取得された点群データに基づいて、前記調査箇所指定ステップで指定された前記線状の調査箇所上にある複数の位置における緯度、経度及び高さに対応したデータが導出されて、プロファイルが作成されることを特徴とする請求項１に記載のプロファイル作成方法。
前記プロファイル作成ステップでは、前記点群データ取得ステップで取得された点群データを頂点として連結された３角形平面の集合体である三次元ＴＩＮモデルに変換して、
前記線状の調査箇所上にある複数の位置におけるデータを導出して、プロファイルが作成されることを特徴とする請求項１または２に記載のプロファイル作成方法。
前記点群データ取得ステップでは、路面の縦断方向における各点を３次元座標化された点群データが取得され、
前記プロファイル作成ステップでは、路面の縦断プロファイルが作成されることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載のプロファイル作成方法。
前記調査箇所指定ステップでは、線状の調査箇所として、道路の車線における外側車輪通過位置または車線中央から路肩側に所定距離だけ離れた位置が指定されることを特徴とする請求項４に記載のプロファイル作成方法。
既知点に設置され、レーザ光を照射することにより地面における各点について３次元座標化された点群データを取得する３次元走査装置と、
上空からＵＡＶで撮影された地面の撮影データに基づいて、地面のオルソ画像を作成するオルソ画像作成手段と、
前記オルソ画像作成手段で作成されたオルソ画像に基づいて、前記３次元走査装置で取得された点群データに対して色情報を補強する色情報補強手段と、
前記色情報補強手段により色情報が補強された点群データに基づいて、地面の画像を表示する表示部と、
前記表示部に表示された前記地面の画像において、前記地面における線状の調査箇所を指定する調査箇所指定手段と、
前記３次元走査装置で取得された前記点群データに基づいて、前記調査箇所指定手段で指定された前記線状の調査箇所上にある複数の位置における高さに対応したデータを導出して、地面の断面についてのプロファイルを作成するプロファイル作成手段とを備えることを特徴とするプロファイル作成システム。
前記プロファイル作成手段は、前記３次元走査装置で取得された点群データに基づいて、前記調査箇所指定手段で指定された前記線状の調査箇所上にある複数の位置における緯度、経度及び高さに対応したデータを導出して、プロファイルを作成することを特徴とする請求項６に記載のプロファイル作成システム。
前記プロファイル作成手段は、前記３次元走査装置で取得された点群データを頂点として連結された３角形平面の集合体である三次元ＴＩＮモデルに変換して、前記線状の調査箇所上にある複数の位置におけるデータを導出して、プロファイルを作成することを特徴とする請求項６または７に記載のプロファイル作成システム。
前記３次元走査装置は、路面の縦断方向における各点を３次元座標化された点群データ取得し、
前記プロファイル作成手段は、路面の縦断プロファイルを作成することを特徴とする請求項６～８の何れかに記載のプロファイル作成システム。
前記調査箇所指定手段は、線状の調査箇所として、道路の車線における外側車輪通過位置または車線中央から路肩側に所定距離だけ離れた位置を指定することを特徴とする請求項９に記載のプロファイル作成システム。
コンピュータに読み込まれることにより、当該コンピュータを、
既知点に設置された３次元走査装置から照射されるレーザ光により地面における各点について取得された３次元座標化された点群データを受け付ける点群データ受付手段、
上空からＵＡＶで地面を撮影した撮影データに基づいて、地面のオルソ画像を作成するオルソ画像作成手段、
前記オルソ画像作成手段で作成されたオルソ画像に基づいて、前記点群データ受付手段で受け付けられた点群データに対して色情報を補強する色情報補強手段、
前記色情報補強手段で色情報が補強された点群データに基づいた地面の画像を表示部に表示する画像表示手段、
前記表示部に表示された前記地面の画像において、前記地面における線状の調査箇所を指定する指定情報を受け付ける指定情報受付手段、
前記点群データ受付手段で受け付けた点群データに基づいて、前記指定情報受付手段で受け付けた指定情報により指定される前記線状の調査箇所上にある複数の位置における高さに対応したデータを導出して、地面の断面についてのプロファイルを作成するプロファイル作成手段として機能させることを特徴とするプロファイル作成プログラム。