JP7253982B2 - Tunnel displacement measuring device and tunnel displacement measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、トンネルの内壁に生じる変位を計測することができるトンネル変位計測装置、トンネル変位計測プログラム、およびトンネル変位計測方法に関する。 The present invention relates to a tunnel displacement measuring device, a tunnel displacement measuring program, and a tunnel displacement measuring method capable of measuring displacement occurring on the inner wall of a tunnel.
従来、トンネルの変位を計測する技術が知られている。例えば、特許文献1には、トンネルを計測する機器を搭載した車両であるMMS(Mobile Mapping System)車両を走行させながら得られるトンネルの内壁の3次元点群データからトンネルの変位を計測する技術が開示されている。
Techniques for measuring the displacement of a tunnel are conventionally known. For example,
上記特許文献1に記載の技術では、MMS車両で計測して得られる3次元点群データを用いる。そのため、災害などが生じた場合において、MMS車両がトンネルにたどり着くことが難しい場合、またはMMS車両の手配に時間を要する場合などにおいて、トンネルを速やかに計測することが難しい。また、上記特許文献1に記載の技術では、トンネル全体を計測するため、処理に時間がかかる可能性がある。
The technique described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、トンネルの変位を迅速に計測することができるトンネル変位計測装置を得ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a tunnel displacement measuring device capable of rapidly measuring the displacement of a tunnel.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のトンネル変位計測装置は、取得部と、比較処理部と、変位判定部とを備える。取得部は、トンネルの内壁をトンネルの延伸方向に沿って間隔を空けて複数の位置を各々計測して得られる複数の形状データを取得する。比較処理部は、取得部で取得された複数の形状データと、複数の位置に対応する複数の各々と基準データと、複数の位置毎に比較する。変位判定部は、比較処理部による比較結果に基づいて、トンネルの変位を判定する。比較処理部は、複数の形状データに基づき第1トンネル中心軸を算出し、算出された第1トンネル中心軸を複数の基準データから得られる第2トンネル中心軸に重ね合わせた状態で、複数の位置における形状データと基準データとの距離を夫々算出し、変位判定部は、各位置における距離が最も近い第1の2次元投影データを抽出し、抽出された各位置の第1の2次元投影データのうち距離が第1閾値より大きい形状データの割合が予め設定された第1割合より大きい場合、トンネルに変位があると判定する。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the tunnel displacement measuring device of the present invention includes an acquisition section, a comparison processing section, and a displacement determination section. The acquisition unit acquires a plurality of shape data obtained by measuring a plurality of positions on the inner wall of the tunnel along the extending direction of the tunnel at intervals. The comparison processing unit compares the plurality of shape data acquired by the acquisition unit with the plurality of each corresponding to the plurality of positions and the reference data for each of the plurality of positions. The displacement determination unit determines the displacement of the tunnel based on the comparison result by the comparison processing unit. The comparison processing unit calculates a first tunnel central axis based on a plurality of shape data, superimposes the calculated first tunnel central axis on a second tunnel central axis obtained from a plurality of reference data, and calculates a plurality of The distance between the shape data and the reference data at each position is calculated, and the displacement determination unit extracts the first two-dimensional projection data having the closest distance at each position, and calculates the first two-dimensional projection data at each extracted position. If the rate of shape data whose distance is greater than the first threshold among the data is greater than a preset first rate, it is determined that there is displacement in the tunnel.
本発明によれば、トンネルの変位を迅速に計測することができる、という効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an effect that the displacement of a tunnel can be measured rapidly.
以下に、本発明の実施の形態にかかるトンネル変位計測装置、トンネル変位計測プログラム、およびトンネル変位計測方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A tunnel displacement measuring device, a tunnel displacement measuring program, and a tunnel displacement measuring method according to embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかるトンネル変位計測装置の構成例を示す図であり、図2は、実施の形態1にかかるトンネル変位計測装置による処理を説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a tunnel displacement measuring device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining processing by the tunnel displacement measuring device according to the first embodiment. .
図1に示すように、実施の形態1にかかるトンネル変位計測装置1は、通信部10と、記憶部20と、処理部30とを備える。通信部10は、ネットワーク3を介して形状計測装置2と通信可能に接続される。
As shown in FIG. 1, the tunnel displacement measuring
形状計測装置2は、レーザスキャナ装置を有しており、レーザスキャナ装置によって得られる計測データからトンネル5の3次元点群データを生成する。形状計測装置2は、トンネル5を点検する点検員4によって持ち運ばれる携帯型の形状計測装置である。かかる形状計測装置2は、例えば、機械的または光学的にレーザ光を走査し、トンネル5によるレーザ光の反射光を受光することで、各走査位置でのトンネル5までの距離を計測する。
The shape measuring
点検員4は、図2に示すように、トンネル5の延伸方向であるトンネル軸方向に沿って間隔を空けた複数の位置の各々に形状計測装置2を順次配置する。そして、点検員4は、各位置に配置された形状計測装置2にトンネル5の内壁における周方向の形状を計測させ、トンネル5の周方向の形状を3次元点群データで示す形状データを生成させる。これにより、トンネル軸方向に沿って間隔を空けて計測された複数の形状データが取得される。以下、形状計測装置2によって生成される形状データを周回形状データと記載する場合がある。
As shown in FIG. 2 , the
形状計測装置2は、上述のように計測して得られる複数の周回形状データをトンネル変位計測装置1へネットワーク3を介して送信する。トンネル変位計測装置1の通信部10は、形状計測装置2から送信される複数の周回形状データを受信する。
The shape measuring
トンネル変位計測装置1の記憶部20は、トンネル5全体の3次元群データを基準形状データとして記憶している。基準形状データは、トンネル5全体の形状を3次元点群で表すデータであり、複数の3次元点のデータが含まれている。各3次元点のデータには、3次元点の3次元における位置を示すデータが含まれる。基準形状データは、トンネル5の基準形状のデータであり、基準データの一例である。
The
処理部30は、取得部31と、比較処理部32と、変位判定部33と、出力処理部34とを含む。取得部31は、形状計測装置2から送信される複数の周回形状データを通信部10から取得する。周回形状データは、トンネル5の周方向の形状を複数の3次元点で示す3次元点群データであり、複数の3次元点のデータを含む。各3次元点のデータには、3次元点の3次元における位置を示すデータが含まれる。
The
比較処理部32は、図2に示すように、取得部31で取得された複数の周回形状データの各々と記憶部20に記憶された基準形状データとを比較する。変位判定部33は、比較処理部32の比較結果に基づいて、トンネル5の変位を判定する。出力処理部34は、変位判定部33によって判定されたトンネル5の変位の情報を出力する。
The
このように、実施の形態1にかかるトンネル変位計測装置1は、トンネル5の内壁をトンネル5の延伸方向に沿って間隔を空けて各々計測して得られる複数の形状データの各々と基準形状データとを比較し、かかる比較結果に基づいて、トンネル5の変位を計測する。これにより、例えば、災害の発生後、MMS車両がトンネル5にたどり着くことが難しい場合、またはMMS車両の手配に時間を要する場合などにおいて、トンネル5の変位を迅速に計測することができる。そのため、かかる計測に基づいて、例えば、道路の通行止め解除または鉄道の運行開始などを短時間に判断することができる。
As described above, the tunnel
以下、トンネル変位計測装置1の構成についてさらに具体的に説明する。図3は、実施の形態1にかかるトンネル変位計測装置の具体的構成の一例を示す図である。図3に示すように、トンネル変位計測装置1は、通信部10と、記憶部20と、処理部30とを備える。記憶部20は、基準形状データテーブル21を記憶する。
The configuration of the tunnel
図4は、実施の形態1にかかる基準形状データテーブルの一例を示す図である。図5は、実施の形態1にかかる基準形状データで示されるトンネル全体の3次元点群の一例を示す図である。 4 is a diagram of an example of a reference shape data table according to the first embodiment; FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of a three-dimensional point cloud of the entire tunnel indicated by reference shape data according to the first embodiment.
図4に示すように、基準形状データテーブル21には、図5に示す3次元点群40を構成する複数の3次元点のデータを含む基準形状データが含まれる。3次元点群40は、トンネル5全体の3次元点群である。基準形状データにおける各3次元点のデータは、「3次元点ID(Identifier)」、「X座標」、「Y座標」、および「Z座標」を含む。「X座標」、「Y座標」、および「Z座標」は、XYZ座標系における3次元点の座標である。すなわち、「X座標」は、XYZ座標系における3次元点のX座標であり、「Y座標」は、XYZ座標系における3次元点のY座標であり、「Z座標」は、3次元点のZ座標である。
As shown in FIG. 4, the reference shape data table 21 includes reference shape data including data of a plurality of three-dimensional points forming the three-
図4に示す基準形状データテーブル21には、3次元点IDが「P10001」、「P10002」、または「P10003」などである3次元点のデータが複数含まれる。例えば、3次元点IDが「P10001」である3次元点は、3次元点の座標が「x1,y1,z1」である。3次元点IDが「P10002」である3次元点は、3次元点の座標が「x2,y2,z2」である。3次元点IDが「P10003」である3次元点は、3次元点の座標が「x3,y3,z3」である。 The reference shape data table 21 shown in FIG. 4 includes a plurality of three-dimensional point data having three-dimensional point IDs such as "P10001", "P10002", and "P10003". For example, a 3D point having a 3D point ID of "P10001" has coordinates of 3D point of "x1, y1, z1". A three-dimensional point having a three-dimensional point ID of "P10002" has three-dimensional point coordinates of "x2, y2, z2". A three-dimensional point having a three-dimensional point ID of "P10003" has three-dimensional point coordinates of "x3, y3, z3".
図3に戻って、処理部30の説明を続ける。図3に示すように、処理部30は、取得部31と、比較処理部32と、変位判定部33と、出力処理部34とを備える。取得部31は、複数の周回形状データを形状計測装置2からネットワーク3を介して取得する。複数の周回形状データは、上述したように、トンネル5内をトンネル5の延伸方向に沿って間隔を空けて各々形状計測装置2で計測して得られる形状データである。
Returning to FIG. 3, the description of the
図3に示すように、形状計測装置2は、通信部50と、形状計測部51と、制御部52と、入力部53と、表示部54とを備える。通信部50は、ネットワーク3を介してトンネル変位計測装置1と無線によって通信することができる。ネットワーク3は、例えば、携帯通信電話網を含み、通信部50は携帯通信電話網の基地局と無線通信を行うことができる。形状計測部51は、機械的または光学的にレーザ光を走査し、トンネル5によるレーザ光の反射光を受光することで、各走査位置でのトンネル5までの距離を計測する機能を有する。
As shown in FIG. 3 , the
制御部52は、形状計測装置2全体を制御する。例えば、制御部52は、点検員4による入力部53への特定操作があった場合に、形状計測部51にトンネル5の形状計測を要求する。形状計測部51は、制御部52からの要求に基づいて、トンネル周方向の走査をトンネル軸方向にずらしながら複数回行うことで、複数の周回形状データを生成する。また、制御部52は、例えば、点検員4による入力部53への操作に基づいて、複数の周回形状データの各々に位置データを関連付ける。
The
制御部52は、周回形状データと位置データとを各々含む複数の計測データを通信部50からトンネル変位計測装置1へ送信することができる。また、制御部52は、トンネル変位計測装置1から形状計測装置2へ送信される情報を通信部50から取得し、取得した情報を表示部54に表示したり、取得した情報に基づいて形状計測部51を制御したりすることができる。
The
ここで、点検員4が形状計測装置2を持ち運びながら、形状計測装置2でトンネル5の内壁における周方向の形状を計測する方法の一例について説明する。図6は、実施の形態1にかかるトンネルの構成例を示す図である。図7は、実施の形態1にかかる形状計測装置を配置する位置の一例を示す図である。図8は、実施の形態1にかかる形状計測装置で計測されるトンネルの内壁における周方向の形状を示す3次元点群の一例を示す図である。
Here, an example of a method for measuring the circumferential shape of the inner wall of the
図6に示すトンネル5は、各々弧状に湾曲した複数のセグメント61,62,63,64,65,66を有しており、これら複数のセグメント61,62,63,64,65,66は、コンクリートなどで形成されており、トンネル軸方向に沿って配列される。以下、セグメント61,62,63,64,65,66の各々を区別せずに示す場合、セグメント6と記載する場合がある。
The
隣接するセグメント61,62,63,64,65,66は、接合部71,72,73,74,75によって接合される。具体的には、接合部71は、セグメント61,62同士を接合し、接合部72は、セグメント62,63同士を接合し、接合部73は、セグメント63,64同士を接合する。また、接合部74は、セグメント64,65同士を接合し、接合部75は、セグメント65,66同士を接合する。以下、接合部71,72,73,74,75の各々を区別せずに示す場合、接合部7と記載する場合がある。
Adjacent segments 6 1 , 6 2 , 6 3 , 6 4 , 6 5 , 6 6 are joined by
点検員4は、トンネル軸と直交する方向において複数の接合部7と各々対向する図7に示す複数の位置P1,P2,P3,P4,P5に形状計測装置2を順次配置する。点検員4は、形状計測装置2を配置した各位置P1,P2,P3,P4,P5において形状計測装置2の入力部53を操作して形状計測部51に計測を実行させる。
The
これにより、図8に示すように、接合部71,72,73,74,75を計測して得られる3次元点群81,82,83,84,85のデータのうち対応するデータを各々含む複数の周回形状データが形状計測部51によって生成される。具体的には、形状計測部51は、接合部71を計測して得られる3次元点群81のデータを含む周回形状データ、および接合部72を計測して得られる3次元点群82のデータを含む周回形状データを生成する。
As a result, as shown in FIG. 8, three-
また、形状計測部51は、接合部73を計測して得られる3次元点群83のデータを含む周回形状データ、接合部74を計測して得られる3次元点群84のデータを含む周回形状データ、および接合部75を計測して得られる3次元点群85のデータを含む周回形状データを生成する。形状計測部51は、接合部71,72,73,74,75の計測を、例えば、トンネル周方向の走査をトンネル軸方向にずらしながら複数回行うことによって行われる。以下、3次元点群81,82,83,84,85の各々を区別せずに示す場合、3次元点群8と記載する場合がある。
In addition, the
3次元点群81,82,83,84,85は、トンネル軸方向に予め設定された幅W1を持った3次元点群であるが、トンネル周方向の走査を1回のみ行って得られる3次元点群であってもよい。なお、幅W1は、3次元点群81,82,83,84,85のうち隣接する3次元点群間の距離D1,D2,D3,D4よりも短い。図8に示す例では、幅W1の長さは、距離D1,D2,D3,D4の長さの10分の1以下である。
The three-
点検員4は、形状計測装置2を配置した各位置P1,P2,P3,P4,P5において入力部53を操作し、トンネル5の入口からの距離の情報またはトンネル5の入口からの番号の情報を入力部53から入力する。これにより、制御部52は、入力部53へ入力されたトンネル5の入口からの距離または番号のデータを位置データとして周回形状データに関連付ける。トンネル5の入口からの距離または番号は、例えば、接合部7に関連付けてトンネル5の内壁に描画されている。なお、位置データは、計測順番を示すデータであってもよい。この場合、制御部52は、例えば、形状計測部51によって計測順番データを位置データとして周回形状データに関連付けることができる。計測順番データは、例えば、形状計測部51によって計測が行われる毎にインクリメントされる番号のデータである。
The
なお、上述した例では、形状計測装置2による計測が、トンネル軸と直交する方向において接合部71,72,73,74,75と対向する位置P1,P2,P3,P4,P5で行われるが、位置はかかる例に限定されない。
In the above example, the measurement by the
例えば、形状計測装置2による計測は、接合部7と対向する位置P1,P2,P3,P4,P5に代えてまたは加えて、予めトンネル5の内壁に描画されたマーカの位置と対向する位置で行われてもよい。この場合、トンネル5の内壁においてトンネル5からの距離または番号がマーカの位置に対応づけて描画されている。点検員4は、トンネル5の内壁に描画されている距離または番号を入力部53へ入力することで、位置データと周回形状データとを含む計測データが生成される。なお、位置データは計測順番データであってもよい。以下、形状計測装置2を配置する位置であって位置P1,P2,P3,P4,P5を含む複数の位置の各々を区別せずに示す場合、位置Pと記載する場合がある。
For example, the measurement by the
このように、形状計測装置2は、トンネル5内のうちトンネル軸方向における予め設定された位置でトンネル5を定点計測するが、トンネル5内のうちトンネル軸方向における任意の位置でトンネル5を計測することもできる。
In this way, the
形状計測装置2による計測が任意の位置で行われる場合、点検員4は、例えば、トンネル5内で位置を把握するためにトンネル5の内壁に描画されたマーカからの距離を不図示のレーザ距離計などによって計測する。マーカは、例えば、トンネル5の入口からの距離を示す文字を含む。点検員4は、レーザ距離計などで計測したマーカからの距離に基づいて得られるトンネル5の入口からの距離を入力部53への操作によって入力することで、制御部52に位置データと周回形状データとを含む計測データを生成させることができる。
When the measurement by the
また、形状計測装置2の制御部52は、例えば、無線基地局から形状計測装置2の位置データを取得できる場合、形状計測装置2による計測が任意の位置で行われる場合であっても、無線基地局から取得した位置データを周回形状データに関連付けることもできる。無線基地局から取得される位置データは、例えば、複数の無線基地局と形状計測装置2との間の無線電波の送受信強度に基づいて生成される。
Further, for example, when the position data of the
図3に戻って、処理部30について具体的に説明する。処理部30の比較処理部32は、抽出部36と、比較部37とを備える。抽出部36は、取得部31によって取得された計測データに含まれる位置データに基づいて、基準形状データに含まれる複数の3次元点のデータのうち、トンネル軸方向において周回形状データが取得された位置を含む予め設定された範囲にある複数の3次元点のデータを抽出する。
Returning to FIG. 3, the
図9は、実施の形態1にかかる抽出部による複数の3次元点のデータの抽出処理を説明するための図である。図9に示す例では、トンネル5のトンネル軸がY軸と一致しており、トンネル5および3次元点群40をX軸方向から見た状態を示している。また、図9に示す例では、複数の周回形状データが位置P1,P2,P3,P4,P5での計測結果に基づいて得られた場合の例を示している。
9 is a diagram for explaining extraction processing of data of a plurality of three-dimensional points by the extraction unit according to the first embodiment; FIG. In the example shown in FIG. 9, the tunnel axis of the
抽出部36は、計測データに含まれる位置データに基づいて、周回形状データがどの位置で取得されたデータであるかを判定する。例えば、位置データにトンネル5の入口からの距離の情報が含まれている場合、抽出部36は、トンネル5の入口からの距離に基づいて、各位置P1,P2,P3,P4,P5を判定する。また、位置データに番号が含まれている場合、抽出部36は、位置データに含まれる番号に基づいて、各位置P1,P2,P3,P4,P5を判定する。
Based on the position data included in the measurement data, the
図9に示すように、抽出部36は、3次元点群40に含まれる複数の3次元点のデータのうち、Y軸方向において位置PのY座標を含む予め設定された範囲にある複数の3次元点のデータを抽出する。具体的には、抽出部36は、Y軸方向において位置P1のY座標を含む予め設定された幅W2の3次元点群91を3次元点群40から抽出する。同様に、抽出部36は、Y軸方向において位置P2のY座標を含む予め設定された幅W2の3次元点群92を3次元点群40から抽出する。抽出部36は、Y軸方向において位置P3のY座標を含む予め設定された幅W2の3次元点群93を3次元点群40から抽出する。
As shown in FIG. 9 , the extracting
抽出部36は、Y軸方向において位置P4のY座標を含む予め設定された幅W2の3次元点群94を3次元点群40から抽出する。抽出部36は、Y軸方向において位置P5のY座標を含む予め設定された幅W2の3次元点群95を3次元点群40から抽出する。以下、3次元点群91,92,93,94,95の各々を区別せずに示す場合、3次元点群9と記載する場合がある。図9に示す例では、Y軸方向において3次元点群9は位置PのY座標が幅W2の中央になるように抽出される。
The
比較部37は、取得部31によって取得された計測データに含まれる周回形状データで特定される3次元点群8と抽出部36によって抽出される3次元点群9とを比較し、3次元点群8と3次元点群9との差を算出する。
The
例えば、比較部37は、3次元点群81と3次元点群91とを比較し、3次元点群81と3次元点群91との差を算出する。比較部37は、3次元点群82と3次元点群92とを比較し、3次元点群82と3次元点群92との差を算出する。比較部37は、3次元点群83と3次元点群93とを比較し、3次元点群83と3次元点群93との差を算出する。比較部37は、3次元点群84と3次元点群94とを比較し、3次元点群84と3次元点群94との差を算出する。比較部37は、3次元点群85と3次元点群95とを比較し、3次元点群85と3次元点群95との差を算出する。
For example, the
比較部37は、3次元点群8と3次元点群9との比較を、トンネル軸を用いて行うことができる。具体的には、比較部37は、3次元点群9に基づいて、トンネル軸を算出する。例えば、比較部37は、3次元点群9を柱体で近似し、近似した柱体の中心軸をトンネル軸とすることができる。トンネル5の3次元点群を柱体に近似する技術として、例えば、特開2011-203090号公報に開示された技術を用いることができる。なお、3次元点群9を近似する柱体は、例えば、円柱であるが、円柱以外の形状であってもよい。
The
また、比較部37は、3次元点群8を柱体または円で近似し、近似した柱体の中心軸または近似した円の中心点を算出する。例えば、比較部37は、3次元点群8がトンネル周方向の走査が複数回行われて得られる3次元点群であり且つトンネル5の延伸方向に幅W1を有する場合、3次元点群8を柱体で近似し、近似した柱体の中心軸を算出する。また、比較部37は、3次元点群8がトンネル周方向の走査が1回のみ行われて得られる3次元点群である場合、3次元点群8を円で近似し、近似した円の中心点を算出する。
The
比較部37は、3次元点群8に基づいて中心軸を算出した場合、算出した中心軸がトンネル軸に一致するように3次元点群8を3次元点群9に重ね合せる。また、比較部37は、3次元点群8に基づいて中心点を算出した場合、算出した中心点がトンネル軸上になるように3次元点群8を3次元点群9に重ね合せる。
When the central axis is calculated based on the three-
比較部37は、3次元点群8に含まれる各3次元点に対して、3次元点群9に含まれる複数の3次元点の各々との距離である3次元点間距離を算出する。比較部37は、3次元点群9に含まれる複数の3次元点のうち3次元点群8の3次元点と3次元点間距離が最も近い3次元点を対応3次元点として判定する。比較部37は、3次元点間距離が最も近い3次元点の判定を、3次元点群8に含まれる全ての3次元点に対して行う。以下、3次元点群8に含まれる各3次元点と対応3次元点との差分を3次元点の差分または単に差分と記載する。
The
なお、比較処理部32による処理は、上述した例に限定されない。例えば、比較部37は、トンネル軸に直交する面である直交面に3次元点群9を構成する複数の3次元点を投影して得られる直交面上の複数の2次元点を算出することができる。また、比較部37は、3次元点群8に基づいて中心軸を算出した場合、かかる中心軸に直交する面に3次元点群8を構成する複数の3次元点を投影して得られる直交面上の複数の2次元点を算出する。以下、3次元点群9を構成する複数の3次元点を投影して得られる2次元点を基準2次元点と記載し、3次元点群8を構成する複数の3次元点を投影して得られる2次元点を計測2次元点と記載する。
Note that the processing by the
比較部37は、各計測2次元点と複数の基準2次元点との距離である2次元点間距離を算出する。比較部37は、複数の基準2次元点のうち計測2次元点と2次元点間距離が最も近い基準2次元点を対応基準2次元点として判定する。比較部37は、2次元点間距離が最も近い対応基準2次元点の判定を全ての計測2次元点に対して行う。以下、計測2次元点と対応基準2次元点との差分を2次元点の差分または単に差分と記載する。
The
また、上述では、比較部37がトンネル軸を算出する例を説明したが、トンネル軸の情報は、基準形状データに含まれていてもよい。この場合、比較部37は、各3次元点群9のトンネル軸の情報を記憶部20から取得することができる。
Further, in the above description, an example in which the
また、上述した例では、基準形状データは、3次元点群のデータであるが、かかる例に限定されない。例えば、基準形状データは、トンネル5の断面形状を含む設計図のデータであってもよい。この場合、比較部37は、設計図に含まれるトンネル5の内壁を示す線と計測2次元点との最短距離を各計測2次元点に対して算出することができる。以下、設計図に含まれるトンネル5の内壁を示す線への計測2次元点からの最短距離も2次元点の差分または単に差分と記載する。
In addition, in the example described above, the reference shape data is three-dimensional point cloud data, but is not limited to such an example. For example, the reference shape data may be design drawing data including the cross-sectional shape of the
変位判定部33は、比較処理部32による比較結果に基づいて、トンネル5の変位を判定する。例えば、変位判定部33は、比較部37で算出される複数の3次元点の差分の分布状態に基づいて、トンネル5の変位を判定することができる。
The
例えば、変位判定部33は、複数の3次元点のうち3次元点の差分が第1閾値以上である3次元点の割合が予め設定された第1割合以上である場合、トンネル5に変位があると判定することができる。第1閾値は、例えば、2cmであり、第1割合は、10%である。
For example, the
また、変位判定部33は、複数の3次元点のうち3次元点の差分が第2閾値以上である3次元点の割合が予め設定された第2割合以上である場合に、トンネル5に生じている変位が安全ではない状態であると判定することができる。第2閾値は、例えば、15cmであり、第2割合は、20%である。
Further, the
また、変位判定部33は、3次元点群8を構成する複数の3次元点を複数の領域に区分し、区分した領域毎に3次元点の差分の分布に基づいて、トンネル5の変位を判定することができる。この場合、変位判定部33は、区分した領域毎に異なる基準で変位を判定することができる。例えば、変位判定部33は、区分した複数の領域のうちトンネル5の上部に位置する領域ほど、安全ではない状態であると判定するための第2閾値および第2割合を小さい値とすることができる。
Further, the
また、変位判定部33は、区分した領域毎に3次元点の差分の平均値を算出することもでき、さらに算出した平均値を段階的な変位レベルのうち一つの変位レベルに変換することができる。変位判定部33は、算出した平均値が高いほど高い変位レベルに変換する。
Further, the
また、変位判定部33は、判定した変位に基づいて、トンネル5の変位を示す変位情報を生成する。例えば、変位判定部33は、トンネル5に変位があるか否かを示す情報を含む変位情報を生成したり、トンネル5に生じている変位が安全ではない状態であることを示す情報を含む変位情報を生成したりすることができる。
Further, the
また、変位判定部33は、区分けした領域毎の変位を示す情報を含む変位情報を生成することができる。例えば、変位判定部33は、区分けした領域毎に変位量を示す数値の情報を含む変位情報を生成することができる。また、変位判定部33は、区分けした領域を変位量に応じた色または線の太さで示す情報を含む変位情報を生成することができる。
Further, the
また、変位判定部33は、3次元点の差分の分布状態に代えて、2次元点の差分の分布状態に基づいて、トンネル5の変位を判定し、判定した結果に基づいて、変位情報を生成することができる。2次元点の差分の分布状態に基づくトンネル5の変位の判定方向および変位情報の生成方法は、3次元点の差分の分布状態に基づくトンネル5の変位の判定方向および変位情報の生成方法と同じである。
Further, the
出力処理部34は、図3に示すように、変位情報出力部38と、計測支援情報出力部39とを備える。変位情報出力部38は、変位判定部33によって生成された変位情報を含む表示情報を通信部10からネットワーク3を介して端末装置100へ送信する。端末装置100は、変位情報出力部38から取得した表示情報に基づいて、変位情報表示画面を表示する。端末装置100は、点検員4が携帯する端末装置であり、例えば、スマートフォン、タブレット、またはパーソナルコンピュータである。
The
図10は、実施の形態1にかかる端末装置に表示される変位情報表示画面の一例を示す図である。図10に示す変位情報表示画面60は、トンネル5のうち3次元点群8の計測領域を選択するための計測領域選択領域61と、選択された計測領域におけるトンネル5の基準形状に対する変位を表示する変位状態表示領域62とを含む。
10 is a diagram illustrating an example of a displacement information display screen displayed on the terminal device according to the first embodiment; FIG. A displacement
図10に示す計測領域選択領域61では、5つの位置Pで3次元点群8が計測された5つの計測領域のうち1つの計測領域が選択され、選択された計測領域の3次元点群8の変位状態が変位状態表示領域62で表示される。図10に示す例では、変位量を示す数値の情報として、「変位量15cm以上」の文字が表示されており、これにより、点検員4は、計測領域のうち変位が大きな箇所を容易に把握することができる。
In the measurement
点検員4は、確認したい計測領域にカーソル63を近づけることで、計測領域の選択を行うことができる。カーソル63は、端末装置100における不図示の入力部への操作によって行われる。トンネル変位計測装置1から送信される表示情報には、5つの計測領域の変位情報が含まれている。端末装置100における不図示の制御部は、表示情報から選択された計測領域の変位情報を抽出し、抽出した変位情報を変位状態表示領域62に表示することができる。
The
図10に示す変位状態表示領域62には、安全ではない状態の領域の変位量を示す情報のみが含まれるが、変位情報には区分された複数の領域の各々の変位量を示す情報を表示することができる。図11および図12は、実施の形態1にかかる端末装置に表示される変位状態表示領域の他の例を示す図である。
The displacement
図11に示す変位状態表示領域62では、区分された複数の領域の各々の変位量を示す数値の情報が対応する領域に対応付けて表示される。これにより、点検員4は、区分された複数の領域の各々の変位量を把握することができる。
In the displacement
また、図12に示す変位状態表示領域62では、区分された複数の領域の各々の変位量が大きいほど太い線で示されている。これにより、変位量が大きい領域ほど強調されるため、点検員4は、区分された複数の領域の各々の変位量を容易に把握することができる。なお、図12に示す変位状態表示領域62では、変位量が大きいほど太い線が用いられるが、さらに変位量が大きいほど色が濃くなるように変位量を表示することができる。
In addition, in the displacement
上述では、トンネル5の基準形状に対する変位量を数値、線の太さ、または色の濃さで示す例を説明したが、変位情報は、上述した例に限定されない。例えば、変位判定部33は、トンネル5の基準形状に対する変位量を数値で示す情報に加え、さらに3次元点群8を構成する3次元点の情報を含む変位情報を生成することができる。
In the above, an example was described in which the amount of displacement with respect to the reference shape of the
図13は、実施の形態1にかかる端末装置に表示される変位状態表示領域のさらに他の例を示す図である。図13に示す変位状態表示領域62は、図10に示す計測領域選択領域61で選択された計測領域の3次元点群8が表示される。変位状態表示領域62は、回転ボタン64が設けられており、かかる回転ボタン64を操作することで、3次元点群8を任意の方向に回転させることができる。
13 is a diagram illustrating still another example of the displacement state display area displayed on the terminal device according to the first embodiment; FIG. A displacement
また、変位判定部33は、3次元点群8のうち区分けされた領域毎の複数の3次元点に変位レベルに応じた色を付加した情報を含む変位情報を生成することができる。この場合、変位判定部33は、3次元点群8を構成する3次元点の色を、3次元点の差分が大きいほど濃くすることができる。また、変位判定部33は、3次元点の差分が大きいほど赤くし、3次元点の差分が小さいほど青くした色を変位レベルに応じた色にすることができる。これにより、変位状態表示領域62では、区分けされた領域毎の複数の3次元点が対応する領域の変位量に応じた色で表示されるため、点検員4は、区分された複数の領域の各々の変位量を容易に把握することができる。
Further, the
また、変位判定部33は、3次元点群8を構成する複数の3次元点の各々の色を、3次元点の差分に応じた色にすることもできる。これにより、点検員4は、トンネル5の変位を容易に把握することができる。なお、変位判定部33は、上述したように、3次元点に代えて上述した2次元点に色を付加した情報を含む変位情報を生成することもできる。
The
形状計測装置2の制御部52は、トンネル5内において通信部50による通信環境が良好である場合、各位置Pで周回形状データを生成する毎に、生成した周回形状データを通信部50からネットワーク3を介してトンネル変位計測装置1へ出力することができる。
When the communication environment by the
この場合、トンネル変位計測装置1の取得部31は、形状計測装置2から生成される毎に送信される形状データを取得する。比較処理部32は、取得部31によって周回形状データが取得される毎に、取得された周回形状データと基準形状データとを比較する。変位判定部33は、比較処理部32によって周回形状データと基準形状データとが比較される毎に、トンネル5の変位を判定し、判定した結果に基づいて、変位情報を生成する。変位情報出力部38は、変位判定部33によって変位情報が生成される毎に、生成された変位情報を通信部10からネットワーク3を介して端末装置100へ送信することができる。
In this case, the
これにより、点検員4は、位置Pで計測を行う毎に位置Pに対応する計測領域の変位を把握することができる。そのため、点検員4は、例えば、トンネル5の一部の変位量が安全ではない状態であることが把握できた時点で、トンネル5の安全性が確保されていないと判断し、トンネル5の計測を終了することができる。したがって、例えば、トンネル5の入口付近においてトンネル5の変位量が安全ではない状態である場合において、トンネル5の点検を迅速に終了することができる。
As a result, the
形状計測装置2の制御部52は、トンネル5内において通信部50による通信環境が良好ではない場合、全位置Pの周回形状データを生成した後に、複数の周回形状データをまとめてトンネル変位計測装置1へ出力することができる。この場合、変位判定部33は、複数の形状データの各々と基準形状データとの比較結果に基づいて、トンネル5における複数の計測領域の変位を判定し、複数の計測領域の変位を示す変位情報を生成することができる。また、変位判定部33は、複数の形状データの各々と基準形状データとの比較結果に基づいて、トンネル5に安全ではない領域が存在しているか否かを示す情報を変位情報として生成することもできる。
When the communication environment by the
また、計測支援情報出力部39は、比較処理部32による比較結果に基づいて、形状計測装置2によるトンネル5の計測間隔の情報または周回形状データの再計測を指示する情報を出力することができる。
In addition, the measurement support
例えば、計測支援情報出力部39は、比較処理部32による比較結果が予め設定された第1計測条件を満たす場合に、トンネル5のうち計測する間隔の情報を含む計測支援情報を通信部10からネットワーク3を介して端末装置100へ送信する。間隔の情報は、例えば、位置P1,P2,P3,P4,P5に加え、例えば、位置P1,P2間の位置、位置P2,P3間の位置、位置P3,P4間の位置、および位置P4,P5間の位置の少なくとも一つの位置を形状計測装置2が配置される位置とする旨を示す情報である。これにより、トンネル5の変位を精度よく把握することができる。
For example, the measurement support
第1計測条件は、例えば、複数の3次元点のうち3次元点の差分が第1閾値以上である3次元点の割合が予め設定された第1割合以上であるという条件である。また、第1計測条件は、区分けされた領域に含まれる複数の3次元点のうち3次元点の差分が第1閾値以上である3次元点の割合が予め設定された第1割合以上であるという条件であってもよい。これにより、トンネル5に変位が生じていると想定される場合において、トンネル5の変位を精度よく計測することができる。
The first measurement condition is, for example, a condition that the ratio of three-dimensional points having a difference of three-dimensional points equal to or larger than a first threshold among a plurality of three-dimensional points is equal to or larger than a preset first ratio. Further, the first measurement condition is that, among the plurality of 3D points included in the divided area, the ratio of the 3D points whose difference is equal to or higher than the first threshold is equal to or higher than a preset first ratio. It may be a condition that Thereby, when it is assumed that the
また、計測支援情報出力部39は、比較処理部32による比較結果が予め設定された第2計測条件を満たす場合に、周回形状データの再計測を指示する情報を含む計測支援情報を通信部10からネットワーク3を介して端末装置100へ送信する。端末装置100は、計測支援情報出力部39から取得した計測支援情報を表示する。計測支援情報は、例えば、周回形状データの再計測が必要である旨の情報を含む。これにより、点検員4は再計測が必要であることを把握することができる。
Further, the measurement support
第2計測条件は、3次元点群8を構成する複数の3次元点のうち特異な3次元点の数が予め設定された割合以上であるという条件を含む。特異な3次元点は、例えば、トンネル変位計測装置1における計測処理の異常、点検員4によるトンネル変位計測装置1の操作ミス、または点検員4によるトンネル変位計測装置1を用いた計測ミスなどによって生じる。また、特異な3次元点は、トンネル変位計測装置1およびトンネル5が地震などによって振動している状態で生じたりする場合もある。
The second measurement condition includes a condition that the number of unique three-dimensional points among the plurality of three-dimensional points forming the three-
また、第2計測条件は、3次元点群8を構成する複数の3次元点の分布が予め設定された範囲内にないという条件を含む。予め設定された範囲内は、トンネル変位計測装置1の位置Pでの向きが許容範囲にある場合に3次元点群8を構成する複数の3次元点の分布の範囲である。トンネル変位計測装置1の位置Pでの向きが許容範囲を超えてずれている場合、3次元点群8を構成する複数の3次元点の分布は、予め設定された範囲外になる。
The second measurement condition also includes a condition that the distribution of the plurality of three-dimensional points forming the three-
なお、上述した例では、トンネル変位計測装置1から端末装置100へ変位情報および計測支援情報が送信されるが、変位情報および計測支援情報は、形状計測装置2に送信されてもよい。この場合、形状計測装置2は、端末装置100と同様に、変位情報および計測支援情報を表示することができる。
In the example described above, the displacement information and the measurement support information are transmitted from the tunnel
図14は、実施の形態1にかかる処理部による処理の一例を示すフローチャートである。図14に示すように、処理部30の取得部31は、形状計測装置2から通信部10を介して計測データを取得する(ステップS11)。処理部30の比較処理部32は、計測データに含まれる位置データに基づいて、基準形状データに含まれる3次元点のデータから予め設定された範囲にある複数の3次元点のデータを抽出する(ステップS12)。
14 is a flowchart illustrating an example of processing by a processing unit according to the first embodiment; FIG. As shown in FIG. 14, the acquiring
比較処理部32は、計測データの周回形状データに含まれる1つの3次元点のデータを選択する(ステップS13)。比較処理部32は、ステップS12で抽出した複数の3次元点のうちステップS13で選択した1つの3次元点との距離が最も短い3次元点を判定する(ステップS14)。
The
比較処理部32は、ステップS14で最も距離が短いと判定した3次元点とステップS13で選択した1つの3次元点との差分を算出する(ステップS15)。比較処理部32は、周回形状データに含まれる全ての3次元点を選択したか否かを判定する(ステップS16)。比較処理部32は、全ての3次元点を選択していないと判定した場合(ステップS16:No)、処理をステップS13へ移行する。
The
処理部30の変位判定部33は、全ての3次元点が選択されたと判定された場合(ステップS16:Yes)、比較処理部32が算出した差分に基づいて、トンネル5の変位を判定し、判定した結果に基づいて変位情報を生成する(ステップS17)。処理部30の出力処理部34は、ステップS17で生成された変位情報を出力する(ステップS18)。また、出力処理部34は、ステップS15で算出された差分が計測条件を満たすか否かを判定する(ステップS19)。計測条件は、例えば、上述した第1計測条件または第2計測条件である。
When it is determined that all three-dimensional points have been selected (step S16: Yes), the
出力処理部34は、ステップS15で算出された差分が計測条件を満たすと判定した場合(ステップS19:Yes)、計測支援情報を出力する(ステップS20)。処理部30は、ステップS20の処理が終了した場合、ステップS15で算出された差分が計測条件を満たさないと判定した場合(ステップS19:No)、図14に示す処理を終了する。
When the
図15は、実施の形態1にかかるトンネル変位計測装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図15に示すように、トンネル変位計測装置1は、プロセッサ101と、メモリ102と、通信装置103と、入出力回路104とを備えるコンピュータを含む。
15 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the tunnel displacement measuring device according to the first embodiment; FIG. As shown in FIG. 15 , tunnel
プロセッサ101、メモリ102、通信装置103、および入出力回路104は、バス105によって互いにデータの送受信が可能である。通信部10は、通信装置103によって実現される。記憶部20は、メモリ102によって実現される。プロセッサ101は、メモリ102に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、取得部31、比較処理部32、変位判定部33、および出力処理部34の機能を実行する。プロセッサ101は、処理回路の一例であり、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processer)、およびシステムLSI(Large Scale Integration)のうち一つ以上を含む。
メモリ102は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、およびEEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)のうち一つ以上を含む。また、メモリ102は、コンピュータが読み取り可能なプログラムが記録された記録媒体を含む。かかる記録媒体は、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルメモリ、光ディスク、コンパクトディスク、およびDVD(Digital Versatile Disc)のうち一つ以上を含む。なお、トンネル変位計測装置1は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)およびFPGA(Field Programmable Gate Array)などの集積回路を含んでいてもよい。
The
以上のように、実施の形態1にかかるトンネル変位計測装置1は、取得部31と、比較処理部32と、変位判定部33とを備える。取得部31は、トンネル5の内壁をトンネル5の延伸方向に沿って間隔を空けて各々計測して得られる複数の周回形状データを取得する。比較処理部32は、取得部31で取得された複数の周回形状データの各々と基準形状データとを比較する。変位判定部33は、比較処理部32による比較結果に基づいて、トンネル5の変位を判定する。これにより、例えば、災害の発生後、MMS車両がトンネル5にたどり着くことが難しい場合、またはMMS車両の手配に時間を要する場合などにおいて、トンネル5の変位を迅速に計測することができる。そのため、かかる計測に基づいて、例えば、道路の通行止め解除または鉄道等の運行開始などを短時間に判断することができる。
As described above, the tunnel
また、トンネル5は、弧状に湾曲しトンネル5の延伸方向に沿って配列された複数のセグメント6を有する。複数の周回形状データの各々は、セグメント6間に形成された接合部7を計測して得られる形状データである。接合部7は、変位が生じ易い部分であり、かかる接合部7を計測して得られる周回形状データを用いることで、トンネル5の変位を精度よく判定することができる。
Further, the
また、取得部31は、複数の周回形状データを順次取得する。比較処理部32は、取得部31によって周回形状データが取得される毎に、取得された周回形状データと基準形状データとを比較する。変位判定部33は、比較処理部32によって周回形状データと基準形状データとが比較される毎に、トンネル5の変位を判定する。これにより、位置Pで計測を行う毎に位置Pに対応する計測領域の変位を把握することができる。
Further, the
また、トンネル変位計測装置1は、比較処理部32による比較結果に基づいて、位置Pの間隔の情報または周回形状データの再計測を指示する情報を出力する計測支援情報出力部39を備える。これにより、例えば、トンネル5の変位を精度よく検出することができる。
The tunnel
また、周回形状データおよび基準形状データは、3次元点群データである。これにより、例えば、過去にMMS車両で計測したトンネル5全体の3次元点群データを利用することができる。
Also, the circular shape data and the reference shape data are three-dimensional point cloud data. As a result, for example, it is possible to use three-dimensional point cloud data of the
また、トンネル変位計測装置1は、変位判定部33による判定結果に基づいて、周回形状データの基準形状データからの変位を数値または強調表示で示す情報を含む変位情報を出力する。これにより、トンネル5の変位を容易に把握することができる。
Further, the tunnel
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above embodiment shows an example of the content of the present invention, and it is possible to combine it with another known technology, and one configuration can be used without departing from the scope of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1 トンネル変位計測装置、2 形状計測装置、3 ネットワーク、4 点検員、5 トンネル、6,61,62,63,64,65,66 セグメント、7,71,72,73,74,75 接合部、8,81,82,83,84,85,9,91,92,93,94,95,40 3次元点群、10,50 通信部、20 記憶部、21 基準形状データテーブル、30 処理部、31 取得部、32 比較処理部、33 変位判定部、34 出力処理部、36 抽出部、37 比較部、38 変位情報出力部、39 計測支援情報出力部、51 形状計測部、52 制御部、53 入力部、54 表示部、60 変位情報表示画面、61 計測領域選択領域、62 変位状態表示領域、63 カーソル、64 回転ボタン、100 端末装置、P,P1,P2,P3,P4,P5 位置。
1 tunnel displacement measuring device, 2 shape measuring device, 3 network, 4 inspector, 5 tunnel, 6, 6 1 , 6 2 , 6 3 , 6 4 , 6 5 , 6 6 segment, 7, 7 1 , 7 2 , 7 3 , 7 4 , 7 5 joints, 8, 8 1 , 8 2 , 8 3 , 8 4 , 8 5 , 9, 9 1 , 9 2 , 9 3 , 9 4 , 9 5 , 40 3D point cloud , 10, 50 communication unit, 20 storage unit, 21 reference shape data table, 30 processing unit, 31 acquisition unit, 32 comparison processing unit, 33 displacement determination unit, 34 output processing unit, 36 extraction unit, 37 comparison unit, 38 displacement
Claims (8)
前記取得部で取得された前記複数の形状データと、前記複数の位置に対応する複数の基準データとを、前記複数の位置毎に比較する比較処理部と、
前記比較処理部による比較結果に基づいて、前記トンネルの変位を判定する変位判定部と、を備え、
前記比較処理部は、前記複数の形状データに基づき第1トンネル中心軸を算出し、算出された前記第1トンネル中心軸を前記複数の基準データから得られる第2トンネル中心軸に重ね合わせた状態で、前記複数の位置における前記形状データと前記基準データとの距離を夫々算出し、
前記変位判定部は、各位置における前記距離が最も近い形状データを抽出し、抽出された各位置の形状データのうち前記距離が第1閾値より大きい形状データの割合が予め設定された第1割合より大きい場合、前記トンネルに変位があると判定する
ことを特徴とするトンネル変位計測装置。 an acquisition unit that acquires a plurality of shape data obtained by measuring a plurality of positions on the inner wall of the tunnel at intervals along the extension direction of the tunnel;
a comparison processing unit that compares the plurality of shape data acquired by the acquisition unit and the plurality of reference data corresponding to the plurality of positions for each of the plurality of positions;
a displacement determination unit that determines displacement of the tunnel based on the comparison result of the comparison processing unit;
The comparison processing unit calculates a first tunnel center axis based on the plurality of shape data, and superimposes the calculated first tunnel center axis on a second tunnel center axis obtained from the plurality of reference data. calculating distances between the shape data and the reference data at the plurality of positions;
The displacement determination unit extracts the shape data having the closest distance at each position, and a first ratio of shape data having the distance greater than a first threshold among the extracted shape data at each position is set in advance. A tunnel displacement measuring device that determines that there is a displacement in the tunnel when the displacement is greater than the above .
ことを特徴とする請求項1に記載のトンネル変位計測装置。 The displacement determination unit determines that the displacement occurring in the tunnel is in an unsafe state when a ratio of the shape data in which the distance is larger than a second threshold larger than the first threshold is larger than a second ratio. The tunnel displacement measuring device according to claim 1 , characterized by determining.
前記トンネルの上部に位置する領域の形状データに関する前記第2閾値および前記第2割合を、前記トンネルの下部に位置する領域の形状データに関する前記第2閾値および前記第2割合より小さい値とする
ことを特徴とする請求項2に記載のトンネル変位計測装置。 The displacement determination unit is
setting the second threshold value and the second percentage regarding the shape data of the region located above the tunnel to values smaller than the second threshold value and the second percentage regarding the shape data of the region located below the tunnel; The tunnel displacement measuring device according to claim 2 , characterized by:
前記取得部で取得された前記複数の形状データと、前記複数の位置に対応する複数の基準データとを、前記複数の位置毎に比較する比較処理部と、
前記比較処理部による比較結果に基づいて、前記トンネルの変位を判定する変位判定部と、を備え、
前記比較処理部は、前記複数の形状データに基づき第1トンネル中心軸を算出し、算出された前記第1トンネル中心軸に直交する第1面に前記複数の形状データを投影して得られる複数の第1の2次元投影データと、前記複数の基準データから得られる第2トンネル中心軸に直交する第2面に前記複数の基準データを投影して得られる複数の第2の2次元投影データとの距離を、前記複数の位置毎に算出し、
前記変位判定部は、各位置における前記距離が最も近い前記第1の2次元投影データを抽出し、抽出された各位置の第1の2次元投影データのうち前記距離が第1閾値より大きい形状データの割合が予め設定された第1割合より大きい場合、前記トンネルに変位があると判定する
ことを特徴とするトンネル変位計測装置。 an acquisition unit that acquires a plurality of shape data obtained by measuring a plurality of positions on the inner wall of the tunnel at intervals along the extension direction of the tunnel;
a comparison processing unit that compares the plurality of shape data acquired by the acquisition unit and the plurality of reference data corresponding to the plurality of positions for each of the plurality of positions;
a displacement determination unit that determines displacement of the tunnel based on the comparison result of the comparison processing unit;
The comparison processing unit calculates a first tunnel center axis based on the plurality of shape data, and projects the plurality of shape data onto a first plane orthogonal to the calculated first tunnel center axis. and a plurality of second two-dimensional projection data obtained by projecting the plurality of reference data onto a second plane orthogonal to the second tunnel central axis obtained from the plurality of reference data Calculate the distance from each of the plurality of positions,
The displacement determination unit extracts the first two-dimensional projection data with the closest distance at each position, and extracts the first two-dimensional projection data at each position for which the distance is greater than a first threshold. A tunnel displacement measuring device that determines that there is displacement in the tunnel when a data ratio is greater than a preset first ratio .
ことを特徴とする請求項4に記載のトンネル変位計測装置。 The displacement determination unit determines that the displacement occurring in the tunnel is not safe when a ratio of the first two-dimensional projection data in which the distance is larger than a second threshold larger than the first threshold is larger than a second ratio. The tunnel displacement measuring device according to claim 4 , wherein it is determined that there is no state.
前記トンネルの上部に位置する領域の前記第1の2次元投影データに関する前記第2閾値および前記第2割合を、前記トンネルの下部に位置する領域の前記第1の2次元投影データに関する前記第2閾値および前記第2割合より小さい値とする
ことを特徴とする請求項5に記載のトンネル変位計測装置。 The displacement determination unit is
The second threshold value and the second percentage for the first two-dimensional projection data of the area located above the tunnel are set to the second threshold for the first two-dimensional projection data for the area located below the tunnel. The tunnel displacement measuring device according to claim 5 , wherein the value is smaller than the threshold value and the second ratio.
比較処理部が、取得された前記複数の形状データと、前記複数の位置に対応する複数の基準データとを、前記複数の位置毎に比較するステップと、
変位判定部が、前記比較結果に基づいて、前記トンネルの変位を判定するステップと、を備え、
前記比較処理部が、前記複数の形状データに基づき第1トンネル中心軸を算出し、算出された前記第1トンネル中心軸を前記複数の基準データから得られる第2トンネル中心軸に重ね合わせた状態で、前記複数の位置における前記形状データと前記基準データとの距離を夫々算出するステップと、
前記変位判定部が、各位置における前記距離が最も近い形状データを抽出し、抽出された各位置の形状データのうち前記距離が第1閾値より大きい形状データの割合が予め設定された第1割合より大きい場合、前記トンネルに変位があると判定するステップと、
を備えることを特徴とするトンネル変位計測方法。 an acquisition unit acquiring a plurality of shape data obtained by measuring a plurality of positions on the inner wall of the tunnel at intervals along the extending direction of the tunnel;
a step in which a comparison processing unit compares the obtained plurality of shape data with a plurality of reference data corresponding to the plurality of positions for each of the plurality of positions;
a displacement determination unit determining the displacement of the tunnel based on the comparison result;
A state in which the comparison processing unit calculates a first tunnel central axis based on the plurality of shape data, and superimposes the calculated first tunnel central axis on the second tunnel central axis obtained from the plurality of reference data. calculating distances between the shape data and the reference data at the plurality of positions;
The displacement determination unit extracts the shape data having the closest distance at each position, and a first ratio of shape data having the distance greater than a first threshold among the extracted shape data at each position is set in advance. if it is greater than, determining that there is a displacement in the tunnel ;
A tunnel displacement measurement method comprising:
比較処理部が、取得された前記複数の形状データと、前記複数の位置に対応する複数の基準データとを、前記複数の位置毎に比較するステップと、
変位判定部が、前記比較結果に基づいて、前記トンネルの変位を判定するステップと、を備え、
前記比較処理部が、前記複数の形状データに基づき第1トンネル中心軸を算出し、算出された前記第1トンネル中心軸に直交する第1面に前記複数の形状データを投影して得られる複数の第1の2次元投影データと、前記複数の基準データから得られる第2トンネル中心軸に直交する第2面に前記複数の基準データを投影して得られる複数の第2の2次元投影データとの距離を、前記複数の位置毎に算出するステップと、
前記変位判定部が、各位置における前記距離が最も近い前記第1の2次元投影データを抽出し、抽出された各位置の第1の2次元投影データのうち前記距離が第1閾値より大きい形状データの割合が予め設定された第1割合より大きい場合、前記トンネルに変位があると判定するステップと、
を備えることを特徴とするトンネル変位計測方法。 an acquisition unit acquiring a plurality of shape data obtained by measuring a plurality of positions on the inner wall of the tunnel at intervals along the extending direction of the tunnel;
a step in which a comparison processing unit compares the obtained plurality of shape data with a plurality of reference data corresponding to the plurality of positions for each of the plurality of positions;
a displacement determination unit determining the displacement of the tunnel based on the comparison result;
The comparison processing unit calculates a first tunnel center axis based on the plurality of shape data, and projects the plurality of shape data onto a first plane orthogonal to the calculated first tunnel center axis. and a plurality of second two-dimensional projection data obtained by projecting the plurality of reference data onto a second plane orthogonal to the second tunnel central axis obtained from the plurality of reference data a step of calculating, for each of the plurality of positions, a distance from
The displacement determination unit extracts the first two-dimensional projection data having the closest distance at each position, and a shape in which the distance is greater than a first threshold among the extracted first two-dimensional projection data at each position. determining that there is a displacement in the tunnel if the data percentage is greater than a first preset percentage ;
A tunnel displacement measurement method comprising:
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