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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023031418
(43)【公開日】2023-03-09
(54)【発明の名称】点検支援装置、点検支援方法及び点検支援プログラム
(51)【国際特許分類】
H02G 1/02 20060101AFI20230302BHJP
【ＦＩ】
H02G1/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021136882
(22)【出願日】2021-08-25
(71)【出願人】
【識別番号】000221616
【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】500233049
【氏名又は名称】株式会社富士テクニカルリサーチ
(74)【代理人】
【識別番号】100137338
【弁理士】
【氏名又は名称】辻田 朋子
(72)【発明者】
【氏名】大場 貴裕
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 博泰
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 公一朗
(72)【発明者】
【氏名】名取 孝
【テーマコード（参考）】
5G352
【Ｆターム（参考）】
5G352AM05
(57)【要約】
【課題】
点群データの計測量を削減し、電線の張力推定を可能とする技術を提供すること
【解決手段】
点群データから電線をモデル化して点検支援する為の点検支援装置であって、前記点検支援装置は、処理部及び、記憶部を備え、前記記憶部は、３次元の座標点を複数含む点群データを格納し、前記処理部は、前記座標点を３次元空間にプロットして表示処理し、前記表示処理された座標点の中から、電線の始点、終点及び、それらの中間に存在する中間点の指定を受け付けて、３点の基準座標点を決定し、３点の前記基準座標点を通る平面上に前記基準座標点を射影して２次曲線を算出し、電線の中心線を決定し、前記中心線に基づいて電線の３次元モデルを決定する。
【選択図】図３
点群データの計測量を削減し、電線の張力推定を可能とする技術を提供すること
【解決手段】
点群データから電線をモデル化して点検支援する為の点検支援装置であって、前記点検支援装置は、処理部及び、記憶部を備え、前記記憶部は、３次元の座標点を複数含む点群データを格納し、前記処理部は、前記座標点を３次元空間にプロットして表示処理し、前記表示処理された座標点の中から、電線の始点、終点及び、それらの中間に存在する中間点の指定を受け付けて、３点の基準座標点を決定し、３点の前記基準座標点を通る平面上に前記基準座標点を射影して２次曲線を算出し、電線の中心線を決定し、前記中心線に基づいて電線の３次元モデルを決定する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
点群データから電線をモデル化して点検支援する為の点検支援装置であって、
前記点検支援装置は、処理部及び、記憶部を備え、
前記記憶部は、３次元の座標点を複数含む点群データを格納し、
前記処理部は、前記座標点を３次元空間にプロットして表示処理し、
前記表示処理された座標点の中から、電線の始点、終点及び、それらの中間に存在する中間点の指定を受け付けて、３点の基準座標点を決定し、
３点の前記基準座標点を通る平面上に前記基準座標点を射影して２次曲線を算出し、電線の中心線を決定し、
前記中心線に基づいて電線の３次元モデルを決定する、
点検支援装置。
前記点検支援装置は、処理部及び、記憶部を備え、
前記記憶部は、３次元の座標点を複数含む点群データを格納し、
前記処理部は、前記座標点を３次元空間にプロットして表示処理し、
前記表示処理された座標点の中から、電線の始点、終点及び、それらの中間に存在する中間点の指定を受け付けて、３点の基準座標点を決定し、
３点の前記基準座標点を通る平面上に前記基準座標点を射影して２次曲線を算出し、電線の中心線を決定し、
前記中心線に基づいて電線の３次元モデルを決定する、
点検支援装置。
【請求項2】
前記記憶部は、前記点群データとして、前記座標点に加えて、点群データを計測した地点の３次元座標を示す計測点を格納し、
前記処理部は、指定された前記始点、終点及び、中間点の１又は複数を、前記計測点から見て奥手方向に移動させ、前記基準座標点を決定する、
請求項１に記載の点検支援装置。
前記処理部は、指定された前記始点、終点及び、中間点の１又は複数を、前記計測点から見て奥手方向に移動させ、前記基準座標点を決定する、
請求項１に記載の点検支援装置。
【請求項3】
前記記憶部は、電線の径に係る情報を格納し、
前記処理部は、前記基準座標点を決定する際に、前記計測点並びに、前記始点、終点又は、中間点を結んだ直線上を、前記計測点から離れる方向に、電線の半径分移動させた点を、前記基準座標点とする、
請求項２に記載の点検支援装置。
前記処理部は、前記基準座標点を決定する際に、前記計測点並びに、前記始点、終点又は、中間点を結んだ直線上を、前記計測点から離れる方向に、電線の半径分移動させた点を、前記基準座標点とする、
請求項２に記載の点検支援装置。
【請求項4】
前記処理部は、前記中心線が通る、ある３次元座標点について、点群データ中からその近傍に位置する近傍座標点を取得し、
新たな中心線を決定するための２次元曲線を、取得した前記近傍座標点に基づいて決定する、
請求項１～３の何れかに記載の点検支援装置。
新たな中心線を決定するための２次元曲線を、取得した前記近傍座標点に基づいて決定する、
請求項１～３の何れかに記載の点検支援装置。
【請求項5】
前記処理部は、前記近傍座標点を取得する際に、前記中心線の伸長方向に所定の間隔を設定し、前記間隔内に含まれた前記点群データ中の座標点を、前記中心線を直交方向乃至は鉛直方向に切り取る平面上に投影して、前記座標点が前記中心線近傍に位置するか否かを決定する、
請求項４に記載の点検支援装置。
請求項４に記載の点検支援装置。
【請求項6】
点群データから電線をモデル化して点検支援する為の点検支援方法であって、
下に凸形状の円弧を描く電線が視認可能な方向に位置する１又は複数の計測点から、計測装置が、３次元の座標点を複数含む点群データを計測するステップと、
点検支援装置が、前記点群データを格納するステップと、
前記座標点を３次元空間にプロットして表示処理するステップと、
前記表示処理された座標点の中から、電線の始点、終点及び、それらの中間に存在する中間点の指定を受け付けて、３点の基準座標点を決定するステップと、
３点の前記基準座標点を通る平面上に前記基準座標点を射影して２次曲線を算出し、電線の中心線を決定するステップと、
前記中心線に基づいて電線の３次元モデルを決定するステップと、を有する、
点検支援方法。
下に凸形状の円弧を描く電線が視認可能な方向に位置する１又は複数の計測点から、計測装置が、３次元の座標点を複数含む点群データを計測するステップと、
点検支援装置が、前記点群データを格納するステップと、
前記座標点を３次元空間にプロットして表示処理するステップと、
前記表示処理された座標点の中から、電線の始点、終点及び、それらの中間に存在する中間点の指定を受け付けて、３点の基準座標点を決定するステップと、
３点の前記基準座標点を通る平面上に前記基準座標点を射影して２次曲線を算出し、電線の中心線を決定するステップと、
前記中心線に基づいて電線の３次元モデルを決定するステップと、を有する、
点検支援方法。
【請求項7】
前記計測点は、前記下に凸形状の円弧の水平方向略中央に相対する、
請求項６に記載の点検支援方法。
請求項６に記載の点検支援方法。
【請求項8】
点群データから電線をモデル化して点検支援する為の点検支援プログラムであって、
コンピュータを点検支援装置として機能させ、
前記点検支援装置は、処理部及び、記憶部を備え、
前記記憶部は、３次元の座標点を複数含む点群データを格納し、
前記処理部は、前記座標点を３次元空間にプロットして表示処理し、
前記表示処理された座標点の中から、電線の始点、終点及び、それらの中間に存在する中間点の指定を受け付けて、３点の基準座標点を決定し、
３点の前記基準座標点を通る平面上に前記基準座標点を射影して２次曲線を算出し、電線の中心線を決定し、
前記中心線に基づいて電線の３次元モデルを決定する、
点検支援プログラム。
コンピュータを点検支援装置として機能させ、
前記点検支援装置は、処理部及び、記憶部を備え、
前記記憶部は、３次元の座標点を複数含む点群データを格納し、
前記処理部は、前記座標点を３次元空間にプロットして表示処理し、
前記表示処理された座標点の中から、電線の始点、終点及び、それらの中間に存在する中間点の指定を受け付けて、３点の基準座標点を決定し、
３点の前記基準座標点を通る平面上に前記基準座標点を射影して２次曲線を算出し、電線の中心線を決定し、
前記中心線に基づいて電線の３次元モデルを決定する、
点検支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、点検支援装置、点検支援方法及び点検支援プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、点群データを用いて、電線（ケーブル・ワイヤ）の計測や検査、シミュレーションの為の技術が提供されている。点群データから電線を３次元モデル化し、張力を推定する技術が、例えば、特許文献１～３において提案されている。点群データを用いてワイヤモデルを生成する技術が、例えば、特許文献４において提案されている。点群データを用いてトロリ線の高さを計測する技術が、例えば、特許文献５において提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－０９８１２６号公報
【特許文献2】特開２０１７－１５６１７９号公報
【特許文献3】特開２０１５－０７８８４９号公報
【特許文献4】特開２０１９－１０９８３９号公報
【特許文献5】国際公開第２０１７／１０３９９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
電線の張力検査や電線同士の干渉を検査・シミュレーション等するために、点群データから電線の３次元モデルを生成することが行われるが、このようなモデル化のためには、十分な点群数の点群データを用意する必要がある。一方で、上記特許文献１～５は、点群データから電線をモデル化する際の点群数削減に寄与する技術を開示していない。
【0005】
また、別の観点では、上記特許文献１～５に開示の技術は、電線の点群データ以外に、電柱や線路等についてもモデル化することで電線を判別する技術を開示していることから、電線のモデル化に向けた十分な点群数に加えて、更に、周辺設備についても十分な点群数の点群データを用意する必要があった。
【0006】
上記事情を鑑みて、本発明は、点群データから電線をモデル化する際の点群数削減に寄与する点検支援技術を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記発明を解決するために、本発明は、点群データから電線をモデル化して点検支援する為の点検支援装置であって、
前記点検支援装置は、処理部及び、記憶部を備え、
前記記憶部は、３次元の座標点を複数含む点群データを格納し、
前記処理部は、前記座標点を３次元空間にプロットして表示処理し、
前記表示処理された座標点の中から、電線の始点、終点及び、それらの中間に存在する中間点の指定を受け付けて、３点の基準座標点を決定し、
３点の前記基準座標点を通る平面上に前記基準座標点を射影して２次曲線を算出し、電線の中心線を決定し、
前記中心線に基づいて電線の３次元モデルを決定する。
前記点検支援装置は、処理部及び、記憶部を備え、
前記記憶部は、３次元の座標点を複数含む点群データを格納し、
前記処理部は、前記座標点を３次元空間にプロットして表示処理し、
前記表示処理された座標点の中から、電線の始点、終点及び、それらの中間に存在する中間点の指定を受け付けて、３点の基準座標点を決定し、
３点の前記基準座標点を通る平面上に前記基準座標点を射影して２次曲線を算出し、電線の中心線を決定し、
前記中心線に基づいて電線の３次元モデルを決定する。
【0008】
また、本発明は、点群データから電線をモデル化して点検支援する為の点検支援方法であって、
下に凸形状の円弧を描く電線が視認可能な方向に位置する１又は複数の計測点から、計測装置が、３次元の座標点を複数含む点群データを計測するステップと、
点検支援装置が、前記点群データを格納するステップと、
前記座標点を３次元空間にプロットして表示処理するステップと、
前記表示処理された座標点の中から、電線の始点、終点及び、それらの中間に存在する中間点の指定を受け付けて、３点の基準座標点を決定するステップと、
３点の前記基準座標点を通る平面上に前記基準座標点を射影して２次曲線を算出し、電線の中心線を決定するステップと、
前記中心線に基づいて電線の３次元モデルを決定するステップと、を有する。
また、本発明の好ましい形態では、前記計測点は、前記下に凸形状の円弧の水平方向略中央に相対する。
下に凸形状の円弧を描く電線が視認可能な方向に位置する１又は複数の計測点から、計測装置が、３次元の座標点を複数含む点群データを計測するステップと、
点検支援装置が、前記点群データを格納するステップと、
前記座標点を３次元空間にプロットして表示処理するステップと、
前記表示処理された座標点の中から、電線の始点、終点及び、それらの中間に存在する中間点の指定を受け付けて、３点の基準座標点を決定するステップと、
３点の前記基準座標点を通る平面上に前記基準座標点を射影して２次曲線を算出し、電線の中心線を決定するステップと、
前記中心線に基づいて電線の３次元モデルを決定するステップと、を有する。
また、本発明の好ましい形態では、前記計測点は、前記下に凸形状の円弧の水平方向略中央に相対する。
【0009】
また、本発明は、点群データから電線をモデル化して点検支援する為の点検支援プログラムであって、
コンピュータを点検支援装置として機能させ、
前記点検支援装置は、処理部及び、記憶部を備え、
前記記憶部は、３次元の座標点を複数含む点群データを格納し、
前記処理部は、前記座標点を３次元空間にプロットして表示処理し、
前記表示処理された座標点の中から、電線の始点、終点及び、それらの中間に存在する中間点の指定を受け付けて、３点の基準座標点を決定し、
３点の前記基準座標点を通る平面上に前記基準座標点を射影して２次曲線を算出し、電線の中心線を決定し、
前記中心線に基づいて電線の３次元モデルを決定する。
コンピュータを点検支援装置として機能させ、
前記点検支援装置は、処理部及び、記憶部を備え、
前記記憶部は、３次元の座標点を複数含む点群データを格納し、
前記処理部は、前記座標点を３次元空間にプロットして表示処理し、
前記表示処理された座標点の中から、電線の始点、終点及び、それらの中間に存在する中間点の指定を受け付けて、３点の基準座標点を決定し、
３点の前記基準座標点を通る平面上に前記基準座標点を射影して２次曲線を算出し、電線の中心線を決定し、
前記中心線に基づいて電線の３次元モデルを決定する。
【0010】
このような構成とすることで、表示処理された点群データから任意の座標点を指定して、それに基づいて電線のモデル化を実行することができる。
【0011】
本発明の好ましい形態では、前記記憶部は、前記点群データとして、前記座標点に加えて、点群データを計測した地点の３次元座標を示す計測点を格納し、
前記処理部は、指定された前記始点、終点及び、中間点の１又は複数を、前記計測点から見て奥手方向に移動させ、前記基準座標点を決定する。
前記処理部は、指定された前記始点、終点及び、中間点の１又は複数を、前記計測点から見て奥手方向に移動させ、前記基準座標点を決定する。
【0012】
本発明の好ましい形態では、前記記憶部は、電線の径に係る情報を格納し、
前記処理部は、前記基準座標点を決定する際に、前記計測点並びに、前記始点、終点又は、中間点を結んだ直線上を、前記計測点から離れる方向に、電線の半径分移動させた点を、前記基準座標点とする。
前記処理部は、前記基準座標点を決定する際に、前記計測点並びに、前記始点、終点又は、中間点を結んだ直線上を、前記計測点から離れる方向に、電線の半径分移動させた点を、前記基準座標点とする。
【0013】
このような構成とすることで、点群データをオフセット処理して、電線の特に中心線の座標を補正することができる。
【0014】
本発明の好ましい形態では、前記処理部は、前記中心線が通る、ある３次元座標点について、点群データ中からその近傍に位置する近傍座標点を取得し、
新たな中心線を決定するための２次元曲線を、取得した前記近傍座標点に基づいて決定する。
新たな中心線を決定するための２次元曲線を、取得した前記近傍座標点に基づいて決定する。
【0015】
本発明の好ましい形態では、前記処理部は、前記近傍座標点を取得する際に、前記中心線の伸長方向に所定の間隔を設定し、前記間隔内に含まれた前記点群データ中の座標点を、前記中心線を直交方向乃至は鉛直方向に切り取る平面上に投影して、前記座標点が前記中心線近傍に位置するか否かを決定する。
【0016】
このような構成とすることで、計測した点群データに基づいて、推定した電線モデルの中心線の座標を補正することができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明は、点群データから電線をモデル化する際の点群数削減に寄与する点検支援技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】一実施の形態の点検支援装置の構成を示すブロック図。
【図2】一実施の形態の点群データの計測例。
【図3】一実施の形態の点検支援の処理フローチャート。
【図4】一実施の形態の点検支援画面の画面表示例。
【図5】一実施の形態の点検支援画面の画面表示例。
【図6】一実施の形態の座標点を奥手方向に移動する際の概念図。
【図7】一実施の形態の近傍座標点を取得する際の概念図。
【図8】一実施の形態の点検支援画面の画面表示例。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。図面には好ましい実施形態が示されている。しかし、多くの異なる形態で実施されることが可能であり、本明細書に記載される実施形態に限定されない。
【0020】
例えば、本実施形態では点検支援プログラムを実行する点検支援装置の構成、動作等について説明するが、実行される方法、システム、コンピュータプログラム（点検支援プログラム）等によっても、同様の作用効果を奏することができる。本実施形態における点検支援プログラムは、コンピュータが読み取り可能な非一過性の記録媒体に格納され、提供されてもよく、ネットワークを通じてダウンロード可能に提供されてもよい。
【0021】
また、本実施形態において「部」とは、例えば、広義の回路によって実施されるハードウェア資源と、これらハードウェア資源によって具体的に実現され得るソフトウェアの情報処理とを合わせたものも含み得る。本実施形態において「情報」とは、例えば電圧・電流を表す信号値の物理的な値、０又は１で構成される２進数のビット集合体としての信号値の高低、又は量子的な重ね合わせ（いわゆる量子ビット）によって表され、広義の回路上で通信・演算が実行され得る。広義の回路とは、回路（Circuit）、回路類（Circuitry）、プロセッサ（Processor）及びメモリ（Memory）等を適宜組み合わせることによって実現される回路である。即ち、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等を含むものである。
【0022】
＜点検支援装置１＞
図１は、一実施の形態の点検支援装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、点検支援装置１は、ハードウェア構成として、処理部１１、記憶部１２、通信部１３、入力部１４及び、出力部１５を備える。
図１は、一実施の形態の点検支援装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、点検支援装置１は、ハードウェア構成として、処理部１１、記憶部１２、通信部１３、入力部１４及び、出力部１５を備える。
【0023】
処理部１１は、ＣＰＵ等の１又は２以上のプロセッサを含み、本発明に係る点検支援プログラム、ＯＳやブラウザソフト、その他のアプリケーションを実行することで、点検支援装置１の動作処理全体を制御する。
【0024】
記憶部１２は、ＨＤＤ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等であって、本発明に係る点検支援プログラム及び、処理部１１がプログラムに基づき処理を実行する際に利用するデータ等を記憶する。処理部１１が、記憶部１２に記憶されている点検支援プログラムに基づき、処理を実行することによって、後述する機能構成が実現される。
【0025】
通信部１３は、通信ネットワークとの通信制御を実行して、点検支援装置１を動作させるために必要な入力や、動作結果に係る出力を行う。
【0026】
入力部１４は、タッチパネル、マウス及びキーボード等であって、利用者による操作要求を処理部１１に入力する。出力部１５は、ディスプレイ等であって、処理部１１の処理の結果等を表示する。
【0027】
点検支援装置１は、機能構成要素として、表示処理手段１０１、指定手段１０２、形状決定手段１０３、評価手段１０４及び、データベースＤＢを備える。これら機能構成要素は、点検支援装置１のハードウェア（処理部１１等）がソフトウェア（点検支援プログラム）を実行することで実現される。
【0028】
なお、点検支援装置１として、汎用のサーバ向けのコンピュータやパーソナルコンピュータ等を利用することが可能である。また、複数のコンピュータを用いて点検支援装置１が備えた機能構成要素を提供することも可能である。クライアント端末でその機能を実現する為に、点検支援プログラムを実行するサーバを点検支援装置としてもよい（いわゆるサーバクライアントシステム）。
【0029】
表示処理手段１０１は、点検支援画面を表示処理し、表示処理結果を出力部１５に送信する。点検支援画面は、入力部１４を介した入力を受け付け可能に構成され、指定手段１０２は、点検支援画面を介して、電線のモデル化の為のパラメータの指定や、座標点の指定、電線モデルを用いたシミュレーション用のパラメータの指定等の操作入力を受け付ける。
【0030】
形状決定手段１０３は、利用者が指定した座標点及び、固定値としての第１パラメータに基づいて、電線のモデル形状を決定する。
【0031】
評価手段１０４は、形状決定手段１０３が決定したモデル形状に基づき、電線の張力を推定する。また、評価手段１０４は、形状決定手段１０３が決定したモデル形状、変数値としての第２パラメータに基づいて、電線モデル１３００の可動領域を決定する。「電線モデル１３００の可動領域を決定する」とは、電線モデル１３００が示す電線等の細線状構造物が弛む等してその形状・分布が変化する際に当該細線状構造物がとりうる（存在し得る）空間上の領域をシミュレーションすることを指す。
【0032】
＜点群データ１０００＞
点群データは、図２に示すような方法で３次元計測器（計測装置）を用いて計測した３次元座標群であり、計測を行った場所の座標である計測点（計測原点）が対応付けされている。３次元計測器ＳＣは、点群データを計測可能な３次元レーザスキャナ等である。
点群データは、図２に示すような方法で３次元計測器（計測装置）を用いて計測した３次元座標群であり、計測を行った場所の座標である計測点（計測原点）が対応付けされている。３次元計測器ＳＣは、点群データを計測可能な３次元レーザスキャナ等である。
【0033】
図２（ａ）は、計測対象である電線ＣＡ及び、３次元計測器ＳＣの位置関係を示す図である。符号ＳＴは、電線ＣＡを支持する支持体（例えば架線柱や電柱、鉄塔等）である。
【0034】
点群データ１０００は、例えば、図２（ｂ）のように、電線ＣＡを俯瞰した時に、電線ＣＡが支持体ＳＴに支持される始点ＳＰ及び終点ＥＰ並びに、計測点ＭＰが鈍角三角形を形成する位置を少なくとも含む、１つ又は、二つ以上の位置で計測された点群であって良い。また、別の方法では、点群データ１０００は、例えば、図２（ｃ）のように、電線ＣＡを俯瞰して、電線ＣＡに平行に向いた時、電線ＣＡの始点におよそ相対する第１の計測点ＭＰ１、始点及び終点の中間にある中間点におよそ相対する第２の計測点ＭＰ２及び、終点におよそ相対する第３の計測点ＭＰ３の３つ以上の位置で計測された点群であって良い。それぞれの位置で計測された点群データには、それぞれの計測点（計測原点）が対応付けされる。
【0035】
＜第１パラメータ１１００＞
第１パラメータ１１００は、検査等対象である電線固有の既知の物理量（固定値）を示す。固定値は、例として、電線の設計の段階で一意に決まる設計パラメータであり、例として、電線モデル１３００を作成する電線の単位重量、断面積、弾性係数、線膨張係数等の１又は複数であり、電線の特徴を示すような設計パラメータであればその種別に制限はない。電線の径（半径）について、第１パラメータとして登録されていてもよい。
第１パラメータ１１００は、検査等対象である電線固有の既知の物理量（固定値）を示す。固定値は、例として、電線の設計の段階で一意に決まる設計パラメータであり、例として、電線モデル１３００を作成する電線の単位重量、断面積、弾性係数、線膨張係数等の１又は複数であり、電線の特徴を示すような設計パラメータであればその種別に制限はない。電線の径（半径）について、第１パラメータとして登録されていてもよい。
【0036】
＜第２パラメータ１２００＞
第２パラメータ１２００は、例として、電線モデル１３００における外的要因と対応する物理量の範囲を示す。本明細書中の説明における「外的要因」とは、例として、環境要因を指し、例として、電線（電線モデル１３００）に対して外力として付与される温度（気温）や、風力、張力、電線モデル１３００の積雪の度合いを示すような被氷度である。これら第２パラメータの範囲に基づいて、評価手段１０４は、電線モデル１３００の可動領域をシミュレーションする。
第２パラメータ１２００は、例として、電線モデル１３００における外的要因と対応する物理量の範囲を示す。本明細書中の説明における「外的要因」とは、例として、環境要因を指し、例として、電線（電線モデル１３００）に対して外力として付与される温度（気温）や、風力、張力、電線モデル１３００の積雪の度合いを示すような被氷度である。これら第２パラメータの範囲に基づいて、評価手段１０４は、電線モデル１３００の可動領域をシミュレーションする。
【0037】
また、本発明の一実施形態に係る第２パラメータ１２００を構成するパラメータは、例として、電線モデル１３００が示す電線等の細線状構造物に対して、鳥獣等の移動体がその重量を重力方向に印加する等して発生する外力であってよい。また、例として、電線モデル１３００が示す電線等の細線状構造物に対して、地震等の振動に起因して付与される外力であってよい。
【0038】
＜電線モデル１３００＞
データベースＤＢは、形状決定手段１０３が決定した電線モデル１３００を格納する。電線モデル１３００は、例えば、電線モデルの中心線が通る３次元座標のセットや、電線の径（半径）等である。径（半径）は、第１パラメータ１１００としてデータベースＤＢに登録された値を参照してもよい。
データベースＤＢは、形状決定手段１０３が決定した電線モデル１３００を格納する。電線モデル１３００は、例えば、電線モデルの中心線が通る３次元座標のセットや、電線の径（半径）等である。径（半径）は、第１パラメータ１１００としてデータベースＤＢに登録された値を参照してもよい。
【0039】
＜点検支援方法＞
次いで、図３～８を用いて、本発明の一実施形態に係る点検支援方法について説明する。図３は、点検支援の処理フローチャートである。まず、表示処理手段１０１は、座標点を３次元空間にプロットして点検支援画面を表示処理し、表示処理結果を出力部１５に送信する。これにより、利用者は、点検支援画面を表示させる。
次いで、図３～８を用いて、本発明の一実施形態に係る点検支援方法について説明する。図３は、点検支援の処理フローチャートである。まず、表示処理手段１０１は、座標点を３次元空間にプロットして点検支援画面を表示処理し、表示処理結果を出力部１５に送信する。これにより、利用者は、点検支援画面を表示させる。
【0040】
図４は、点検支援画面の画面表示例である。表示処理手段１０１は、点群データ１０００を３次元座標系にプロットすることで図示例の如く点検支援画面を表示処理し、表示処理結果を出力部１５に送信する。なお、点群データの座標又は、点検支援装置１に取り込まれた座標の座標系は、重力方向をＺ軸として、その軸にＸ－Ｙ平面が直交した３次元直交座標系とする。
【0041】
ステップＳ３０１（以降、単にＳ３０１と呼称する）では、指定手段１０２は、電線のモデル化の為の座標点の入力を受け付ける。本実施形態では、指定手段１０２は、表示処理された座標点の中から、電線の（仮の）始点、終点及び、それらの中間に存在する中間点の指定を受け付ける。図５は、点検支援画面の画面表示例である。利用者は、図５の如く、入力部１４を介して、点検支援画面上にプロットされた点群から、始点、終点及び、中間点と考える所望の座標点を３点指定する。なお、これらの座標点は、利用者が任意に指定する座標点であり、厳密に電線の始点や終点を意味する座標点が指定される必要はない。同様に、中間点は、始点と終点の間にある座標点であればよく、必ずしもこれらのちょうど中間に位置する必要はない。
【0042】
Ｓ３０２では、指定手段１０２は、電線の規格の指定を受け付ける。受け付けた規格は、第１パラメータ１１００としてデータベースＤＢに格納される。本実施形態では、指定手段１０２を介して、電線の径又は半径が、第１パラメータ１１００として格納される。
【0043】
Ｓ３０３では、形状決定手段１０３は、指定された始点、終点及び、中間点の１又は複数を、計測点から見て奥手方向に移動させ、基準座標点を決定する。Ｓ３０３では、基準座標点を決定する際に、計測点並びに、Ｓ３０１で指定した始点、終点又は、中間点を結んだ直線上を、計測点から離れる方向に、電線の半径分移動させた点を、基準座標点とする。
【0044】
図６は、座標点を奥手方向に移動する際の概念図である。選択した座標点Ｐと、座標点Ｐを含む点群データの計測点ＭＰを結んだ直線方向に、Ｐを半径ＲＡ分移動させた点Ｐ’を決定する。レーザスキャナで計測した点群データは電線ＣＡの外側の座標を示しており、それを電線の中心線の座標にオフセット処理する為に、座標点を奥手方向に移動する。
【0045】
Ｓ３０４では、形状決定手段１０３は、全体座標系のＺ軸方向をＹ軸とする２次元平面を作成する。そして、Ｓ３０５では、Ｓ３０４で生成した２次元平面に、Ｓ３０３で決定した基準座標点を射影する。更に、Ｓ３０６では、２次元平面上の３点から２次曲線を算出する。これにより、形状決定手段１０３は、３点の基準座標点を通る２次元平面上に基準座標点を射影して２次曲線を算出する。
【0046】
Ｓ３０７では、形状決定手段１０３は、作成した２次曲線の周辺の点群を取得し、Ｓ３０８では、取得した点群に最もフィットするように、２次曲線を変更する。形状決定手段１０３は、決定した２次曲線を３次元空間に逆射影変換した時の仮の電線モデルの中心線が通る座標点について、点群データ中からその近傍に位置する近傍座標点を取得する。そして、この近傍座標点に基づいて、新たな電線の中心線を決定するための２次元曲線を決定する。この近傍座標点は、Ｓ３０３と同様に、オフセット処理が施された座標であってもよい。
【0047】
図７は、近傍座標点を取得する際の概念図である。図７（ａ）のように、形状決定手段１０３は、近傍座標点を取得する際に、仮の中心線ＣＬが示す電線ＣＡの伸長方向に所定の間隔Ａを設定し、間隔Ａ内に含まれた点群データ中の座標点を、中心線ＣＬが示す電線ＣＡを直交方向乃至は鉛直方向に切り取る平面上に投影する（図示例は直交方向）。図７（ｂ）は、投影した平面を示し、座標点が仮の中心線近傍に位置するか否かを決定する。ここで、例えば、中心線ＣＬからＲＩ（＜半径ＲＡ）以上離れており、ＲＯ（＞半径ＲＡ）以内の領域に位置する座標点を、近傍座標点とする。
【0048】
これらの近傍座標点について、例えばＲＩが描く曲線（電線の断面縁形）との最小二乗距離等を求めて中心線（点）ＣＬを移動することで、中心線座標を最適化する。又は、これらの近傍座標点を、仮の中心線ＣＬを含む２次元平面（上記２次曲線が描かれる平面）に投影し、最小二乗距離等を求めて、真の（より最適な）中心線ＣＬを算出してもよい。
【0049】
Ｓ３０９では、形状決定手段１０３は、決定した電線の（真の）中心線に基づいて電線の３次元モデルを決定し、電線モデル１３００をモデリング／形状決定する。形状決定手段１０３は、決定した電線モデル１３００をデータベースＤＢに格納する。
【0050】
＜始点及び／又は終点の調整＞
なお、形状決定手段１０３が、電線の（真の）中心線を決定した後、表示処理手段１０１は、電線モデル１３００又は、その中心線を、点群データと共に表示処理し、表示処理結果を出力部１５に送信する。図８は、点検支援画面の画面表示例であり、点検支援画面に点群データと共に電線モデル１３００を表示する際の画面表示例を示す。ここで、利用者は、入力部１４を操作して点群又は中心線上の座標を選択してよく、指定手段１０２は、選択された点群又は中心線上の座標を、（真の）始点又は終点として指定を受け付けてよい。指定手段１０２は、始点及び／又は終点の指定を受け付けたなら、電線モデル１３００における始点及び／又は終点の座標値を更新してよい。これにより、中心線の始端及び／又は終端を伸縮することができる。
なお、形状決定手段１０３が、電線の（真の）中心線を決定した後、表示処理手段１０１は、電線モデル１３００又は、その中心線を、点群データと共に表示処理し、表示処理結果を出力部１５に送信する。図８は、点検支援画面の画面表示例であり、点検支援画面に点群データと共に電線モデル１３００を表示する際の画面表示例を示す。ここで、利用者は、入力部１４を操作して点群又は中心線上の座標を選択してよく、指定手段１０２は、選択された点群又は中心線上の座標を、（真の）始点又は終点として指定を受け付けてよい。指定手段１０２は、始点及び／又は終点の指定を受け付けたなら、電線モデル１３００における始点及び／又は終点の座標値を更新してよい。これにより、中心線の始端及び／又は終端を伸縮することができる。
【0051】
＜張力の算出＞
評価手段１０４は、形状決定手段１０３により決定された電線のモデル形状に基づき、電線の張力を推定する。データベースＤＢが第１パラメータ１１００として電線の単位重量を格納する場合、評価手段１０４は、中心線の二次曲線モデルの２次係数及び、単位重量に基づいて、電線の張力を算出する。また、その他の第１パラメータ１１００を用いて張力等を算出してよいし、張力以外の値を算出してもよい。
評価手段１０４は、形状決定手段１０３により決定された電線のモデル形状に基づき、電線の張力を推定する。データベースＤＢが第１パラメータ１１００として電線の単位重量を格納する場合、評価手段１０４は、中心線の二次曲線モデルの２次係数及び、単位重量に基づいて、電線の張力を算出する。また、その他の第１パラメータ１１００を用いて張力等を算出してよいし、張力以外の値を算出してもよい。
【0052】
＜可動領域の推定＞
評価手段１０４は、形状決定手段１０３により決定された形状、変数値（範囲）としての第２パラメータ１２００に基づいて、電線モデル１３００の可動領域を決定する。
評価手段１０４は、形状決定手段１０３により決定された形状、変数値（範囲）としての第２パラメータ１２００に基づいて、電線モデル１３００の可動領域を決定する。
【0053】
評価手段１０４は、中心線が成す平面と平行なＸ軸を定義し、Ｘ軸に直交するＹ軸方向及びＺ軸方向からなる投影平面ＹＺを新たに定義する。投影平面ＹＺは、中心線の始点から終点までの間に、任意の間隔で複数枚定義されてよい。評価手段１０４は、電線モデル１３００を投影平面ＹＺ上に投影し、２次元形状の可動領域を決定する。この時、評価手段１０４は、電線に第２パラメータ１２００に基づくエネルギーを与え、投影平面ＹＺ上での電線の軌跡を記録する。この軌跡に基づいて２次元形状の可動領域が決定される。Ｘ軸方向に隣り合う投影平面ＹＺを新たに定義できるとき、処理は、次の投影平面ＹＺの定義に移行する。隣り合う投影平面ＹＺを新たに定義できないとき、評価手段１０４は、それぞれの投影平面ＹＺのそれぞれの可動領域を結合し３次元形状の可動領域を決定する。
【0054】
ここで、二つの電線が近接する場合（例えば、図２（ａ）のように上下に並ぶ場合）、上下に並んだ電線のそれぞれについて３次元形状の可動領域を決定し、それらを合成することで、両電線の干渉をシミュレーションすることができる。
【0055】
本明細書中の説明における「電線」は、既知又は慣用の電線を示し、架線、電話線、電車線、通信線、空中線、接触線及び架空線、架空地線、架空電線等を含む細線状構造物を指す。
【符号の説明】
【0056】
１ ：点検支援装置
１１ ：処理部
１２ ：記憶部
１３ ：通信部
１４ ：入力部
１５ ：出力部
１０１ ：表示処理手段
１０２ ：指定手段
１０３ ：形状決定手段
１０４ ：評価手段
１０００ ：点群データ
１１００ ：第１パラメータ
１２００ ：第２パラメータ
１３００ ：電線モデル
ＣＡ ：電線
ＳＴ ：支持体
ＳＣ ：３次元計測器
ＳＰ ：始点
ＥＰ ：終点
ＭＰ ：計測点
ＭＰ１ ：第１の計測点
ＭＰ２ ：第２の計測点
ＭＰ３ ：第３の計測点
Ｐ ：座標点
ＲＡ ：半径
ＣＬ ：中心線
１１ ：処理部
１２ ：記憶部
１３ ：通信部
１４ ：入力部
１５ ：出力部
１０１ ：表示処理手段
１０２ ：指定手段
１０３ ：形状決定手段
１０４ ：評価手段
１０００ ：点群データ
１１００ ：第１パラメータ
１２００ ：第２パラメータ
１３００ ：電線モデル
ＣＡ ：電線
ＳＴ ：支持体
ＳＣ ：３次元計測器
ＳＰ ：始点
ＥＰ ：終点
ＭＰ ：計測点
ＭＰ１ ：第１の計測点
ＭＰ２ ：第２の計測点
ＭＰ３ ：第３の計測点
Ｐ ：座標点
ＲＡ ：半径
ＣＬ ：中心線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
