線路周辺設備空間情報取得システム
【課題】ＩＮＳ部、ＧＰＳ部等を備えないで昼夜を問わず線路周辺設備のレーザデータに対応する移動車輌の位置及び移動距離を算出させることができる線路周辺設備空間情報取得システムを提供する。
【解決手段】軌陸車本体２に架台３を設け、車上子・エンコーダ用台車２０ａを接続する。架台３に下方スキャン用レーザ１１Ａと上方スキャン用レーザ１１ＢをＶ字状に固定し、左の角部に、左カメラ・照明部Ｌを固定し、かつ右の角部に右カメラ・照明部Ｒを固定し、コントローラ部３０が、その内部タイマの時刻をレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂに設定して、これらのレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂからのレーザエンコーダデータを５０Ｈｚで収集し、両方のカメラ１３Ｌ，１３Ｒからの赤外線画像データを３０Ｈｚで取得し、２００Ｈｚの周期で、エンコーダ２２からのエンコーダパルス、ＡＴＳ検出信号を取得して内部タイマの時刻をそれぞれに付加してメモリに記憶する。
【解決手段】軌陸車本体２に架台３を設け、車上子・エンコーダ用台車２０ａを接続する。架台３に下方スキャン用レーザ１１Ａと上方スキャン用レーザ１１ＢをＶ字状に固定し、左の角部に、左カメラ・照明部Ｌを固定し、かつ右の角部に右カメラ・照明部Ｒを固定し、コントローラ部３０が、その内部タイマの時刻をレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂに設定して、これらのレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂからのレーザエンコーダデータを５０Ｈｚで収集し、両方のカメラ１３Ｌ，１３Ｒからの赤外線画像データを３０Ｈｚで取得し、２００Ｈｚの周期で、エンコーダ２２からのエンコーダパルス、ＡＴＳ検出信号を取得して内部タイマの時刻をそれぞれに付加してメモリに記憶する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道線路に沿って走行する移動体上にレーザスキャナと赤外線カメラと赤外線照明器とを設置して、移動体の走行に伴って線路周辺の空間情報を昼夜を問わずに取得できる線路周辺設備空間情報取得システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、鉄道線路においては、多くの距離標、勾配標、速度制限標等の線路周辺設備が配置されている。
【０００３】
これらの線路周辺設備に基づいて電車の運転員が電車を適正に制御（アラーム、ブレーキ指令等）する。
【０００４】
このため、これらの線路周辺設備は適切な位置で制御できるように管理されている。しかし、これらの線路周辺設備は、キロ程による距離管理であり、正確な地理座標上の位置は特定されていないので自動的制御ができない。
【０００５】
このため、線路周辺設備や車輌位置を地理座標上に特定することが求められている。
【０００６】
そして、近年は線路周辺設備及び車輌位置を地理座標上に特定して、電車に搭載したＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）等の機能により自分の地理座標上の位置や速度並びに線路周辺設備を常に把握しながら、車輌の位置と動作（アラーム、ブレーキ指令等）に関する情報を読み出しながら乗務員の運転を支援する方式がある。
【０００７】
この方式は、正確な位置情報（距離や座標）に基づく線路周辺設備のデータベースが必要となるので事前に線路周辺設備の地理座標を取得する。
【０００８】
例えば、特許文献１の三次元データ取得装置は、鉄道車両上に２台のレーザスキャナを上下一体で異なる角度で設置して、明るい内に鉄道車両を走行させながら一方のレーザで鉛直方向３６０度を計測させ、他方のレーザで斜めに３６０度で計測する。また、車輌の側面にラインカメラを設ける。さらに、ＩＮＳ（Inertial Navigation System：慣性航法装置）部と、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）部等を備えて、軌道沿線の構造物の三次元空間情報を取得する。
【０００９】
即ち、上記した特許文献１に開示された三次元データ取得装置では、ここでの図示を省略するものの、レーザ光を回転させながら測定対象物に放射し、このレーザ光の反射光を受信して測定対象物までの距離を測定する際に、レーザ光の放射方向の回転断面をなす計測断面が鉄道車両の進行方向に対して鉛直面をなすように、鉄道車両の上部に搭載された一方のレーザスキャナと、レーザ光の放射方向の回転断面をなす計測断面が一方のレーザスキャナの計測断面に対して略進行方向に所定角度傾いた面を形成するように鉄道車両の上部に搭載された他方のレーザスキャナと、これらのレーザスキャナの計測情報を記憶する記憶部とを備えることで、架線やトンネル上部、進行方向に対して垂直な面などに対応でき、かつ鉄道車両上の車両限界の制約を満たすことができ、よって鉄道車両に適用するのにより適した三次元データ取得装置が容易に得られる旨が記載されている。
【００１０】
一方、道路周辺の建物を取得するものもある。
【００１１】
例えば、特許文献２の移動体用広視野角多方向画像取得装置は、自動車のルーフに取り付けた架台上に、レーザレーザスキャナと、マルチラインカメラと、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）衛星からの信号を受信するＤＧＰＳ（Differential GPS）アンテナとを搭載して、自動車を走行させながら三次元空間情報を取得する。
【００１２】
即ち、上記した特許文献２に開示された移動体用広視野角多方向画像取得装置及び移動体用広視野角多方向画像取得システムでは、ここでの図示を省略するものの、自動車のルーフに取り付けた架台上に３台のレーザスキャナがこの自動車の進行方向の後方の中央部と左右の側部とに設置され、且つ、３個の魚眼レンズ及びラインセンサを有してなる２台のマルチカメラが架台の左右側面に設置されることで、走行中に３６０°の広範囲に亘って地物の画像を高解像度で取得できる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−６９７００号公報
【特許文献２】特開２００２−３４０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１の三次元データ取得装置は、軌道沿線の構造物の三次元空間情報を明るい内に計測するものであるから、電車の本数が多い明るい内においては、計測時間が限られることになる。このため、線路周辺設備の地理座標の取得には長時間の作業を要することになるからコストがかかるという課題があった。
【００１５】
また、特許文献１及び２は、ＩＮＳ部と、ＧＰＳ部等を備えて、軌道沿線の構造物の三次元空間情報を取得して、移動車輌の位置（緯度、経度）にレーザデータを対応付けるものであるから装置が大型になって、コスト高になるという課題があった。
【００１６】
本発明は上記の課題を鑑みてなされたもので、ＩＮＳ部、ＧＰＳ部等を備えないで昼夜を問わず、線路周辺設備のレーザデータに対応する移動車輌の位置及び移動距離を算出させることができる線路周辺設備空間情報取得システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の線路周辺設備空間情報取得システムは、鉄道線路を移動する移動体に、レーザスキャナ部と、車軸の回転数に応じたエンコーダパルスを出力するエンコーダと、コントローラ部とを備えて、前記鉄道線路の周辺の空間情報を取得する線路周辺設備空間情報取得システムであって、
前記レーザスキャナ部は、
レーザヘッドを所定のスキャン周期で回転させながら所定のピッチ角度で単一のレーザ光を発射し、このレーザ光に基づく反射強度と反射物までのレーザ距離とをレーザデータとして前記ピッチ角度毎に順次、出力するレーザ部と、
前記エンコーダパルスを入力し、この累積値を設定された第１の間隔（５０Ｈｚ）で第１の累積カウント値として出力するレーザ付属情報出力部と、
前記レーザ光が前記鉄道線路に対して所定傾斜角度で発射されるように前記レーザ部を保持して前記移動体の荷台上に固定されたレーザ部支持部材と、
を備え、
前記コントローラ部は、
前レーザ付属情報出力手段に、前記レーザヘッドのスキャン周期（５０Ｈｚ）として前記レーザ部に設定し、該スキャン周期を前記第１の間隔（５０Ｈｚ）とし、該間隔毎に最終ピッチの前記レーザデータに前記第１の累積カウント値を付加させる制御情報を前記レーザ付属情報出力部に設定する手段と、
前記レーザデータが入力する毎に、このレーザデータを第１の記憶手段に順次記憶する手段と、
を備えたことを要旨とする。
【００１８】
また、本発明の線路周辺設備空間情報取得システムにおいて、前記レーザ付属情報出力部は、レーザ用の内部タイマを備え、
前記コントローラ部は、カウンタボードを備え、
前記カウンタボードは、前記エンコーダからのエンコーダパルスを計数し、この累積値を第２の累積カウント値として第２の間隔（２００Ｈｚ）で出力するカウント手段を備え、
さらに、前記コントローラ部は、
コントローラ部用の内部タイマを備え、
前記レーザ付属情報出力部のレーザ用の内部タイマに対して、現在時刻を設定する手段と、
前記カウンタボードに対して、前記スキャン周期以上の周期（２００Ｈｚ）を前記第２の間隔として設定する手段と、
前記カウンタボードからの前記第２の間隔で前記第２の累積カウント値が出力される毎に、前記コントローラ部用の内部タイマの現在時刻を該第２の累積カウント値に付加して第２の記憶手段に順次、記憶する手段と、
を備えたことを要旨とする。
【００１９】
また、本発明の線路周辺設備空間情報取得システムは、前記荷台上に、前記鉄道線路の周辺の沿線設備を含んで撮影した画像データを前記スキャン周期以下の周期（３０Ｈｚ）で出力する撮影装置を備え、
前記コントローラ部は、前記撮影装置からの前記画像データに前記コントローラ部用の内部タイマの現在時刻を付加して第３の記憶手段に記憶する手段を備えたことを要旨とする。
【００２０】
また、本発明の線路周辺設備空間情報取得システムにおいて、前記荷台上の前記撮像装置は、
前記右用カメラ・照明部及び左用カメラ・照明部を有し、
前記右用カメラ・照明部は、
前記荷台の右部に、カメラの光軸中心が右線路に対して内側となる姿勢角で固定されて前記スキャン周期以下の周期で撮影した右赤外線画像又は右可視光線画像を出力する右用赤外線カメラと、
前記右用赤外線カメラの上に、光軸中心が前記右線路のやや外側を向くように固定された右用赤外線照明器と、
を備え、
前記左用カメラ・照明部は、
前記荷台の左部に、カメラの光軸中心が左線路に対して内側となる姿勢角で固定されて前記スキャン周期以下の周期で撮影した左赤外線画像又は左可視光線画像を出力する左用赤外線カメラと、
前記左用赤外線カメラの上に、光軸中心が前記左線路のやや外側を向くように固定された左用赤外線照明器と、
を備えていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように本発明によれば、鉄道線路を移動する移動体に、この鉄道線路に対して、所定の傾斜角度となる単一のレーザ光を円状にスキャンさせながら発射させるレーザスキャナ部と、車軸の回転数に応じたエンコーダパルスを出力するエンコーダとを設け、これらを制御するコントローラ部がレーザヘッドの回転に伴って、所定のピッチ角度で反射物（撮影対象物）までのレーザ距離とその反射強度とを含むレーザデータを出力させて順次、記憶する。
【００２２】
一方、コントローラ部がカウント手段により、車軸に設けたエンコーダからの移動距離に応じた数のエンコーダパルスを計数させ、前述のレーザヘッドのスキャン周期毎に、この累積カウントである第１の累積カウント値をスキャン周期時の最終ピッチのレーザデータに付加させて出力させる。
【００２３】
すなわち、スキャン周期毎に、最終ピッチのレーザデータには、現在までのエンコーダの移動距離に応じた第１の累積カウント値を付加させているので、レーザヘッドが１周期した時点までの、移動体の距離を第１の累積カウント値から知ることができる。
【００２４】
従って、ＧＰＳ部、ＩＮＳ部を設けなくとも、スキャン周期毎に鉄道線路上の移動車輌の位置が特定できる
また、レーザヘッドの１周期における撮影対象物までのレーザ距離とその反射強度とを含むレーザデータを順次記憶しているので、その撮影対象物を構成する画素を反射強度に対応した色で表現することが可能となる。
【００２５】
さらに、コントローラ部がレーザスキャナ部と時刻同期を行なった後で、このレーザスキャナ部の現在時刻をスキャン周期時の最終ピッチのレーザデータに付加して送出させる一方、カウント手段によってエンコーダからのエンコーダパルスを計数させて前述のスキャン周期よりも数倍の細かな周期毎（２００Ｈｚ）に、このエンコーダパルスの累積結果である第２の累積カウント値を読み出すと共に、この第２の累積カウント値にコントローラ部の内部タイマの現在時刻を付加してエンコーダパルスデータとして記憶する。
【００２６】
このため、何らかの理由でレーザスキャナ部からのエンコーダパルスの累積結果である第１の累積カウント値に狂いがあったとしても、カウント手段からのエンコーダパルスデータは、より細かな周期で収集したエンコーダパルスの累積結果である第２の累積カウント値とレーザスキャナ部の内部タイマと同期が取られたコントローラ部の現在時刻とを含むものであるので、レーザスキャナ部からの１スキャン時の第１の累積カウント値に付加されている現在時刻と、この現在時刻に対応するコントローラ部の内部タイマの現在時刻を有するエンコーダパルスデータの現在時刻（誤差は微差）を引き当てることができる。
【００２７】
従って、この引き当てたエンコーダパルスデータの第２の累積カウント値を採用して、これを１スキャン時点までの移動体の移動距離とすることができる。
【００２８】
さらに、コントローラ部は、カウンタ手段にＡＴＳ信号を検出させて、前述のスキャン周期よりも数倍の細かな周期毎（２００Ｈｚ）に読み出して、ＡＴＳ検出の有無を取得時点のエンコーダパルスデータに付加して記憶する。
【００２９】
このため、何時、ＡＴＳが検出されても、この検出有りがエンコーダパルスに付加されていることになるから、前回のＡＴＳ検出有りの第２の累積カウント値と今回のＡＴＳ検出有りの第２の累積カウント値との差で、ＡＴＳ間の移動距離を算出できることになる。また、これらの第２の累積カウント値に対応させられている現在時刻でもって、レーザデータの対応する現在時刻を見つけることができるから、ＡＴＳ間のレーザデータ群（反射強度、レーザ距離）を容易に見つけ出（検索）することができる。
【００３０】
さらに、カメラ（右、左）の画像データがレーザヘッドのスキャン周期以下の周期で出力されたとしても、この画像データ（赤外又は可視）にコントローラ部の同期合せを行なった内部タイマの時刻を画像取得時間として付加して記憶する。
【００３１】
このため、この画像取得時間に対応する現在時刻を有するエンコーダパルスデータ又はレーザデータ（最終ピッチに対応するもの）を容易に引き当てさせることできる。つまり、画像データに対応するレーザデータを容易に見つけ出すことができる。
【００３２】
さらに、移動体の荷台上の左右の角に赤外線カメラを線路内側に所定角度で向けて設け、かつこれらの赤外線カメラの上に赤外線照明器を線路外側に所定角度で向けているので、夜間撮影時においては、ハレーションを押さえた赤外画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０を移動体に搭載した場合の側面図である。
【図２】本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の斜視図である。
【図３】本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の上面図である。
【図４】軌陸車１を後方から見たときの本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の後方図である。
【図５】レーザスキャナ部のスキャン範囲（断面）を説明する説明図である。
【図６】赤外線カメラ及び赤外線照明器の光軸方向を説明する説明図である。
【図７】赤外線カメラ及び赤外線照明器によりハレーションが生じる理由を説明する説明図である。
【図８】本実施の形態の赤外線カメラ及び赤外線照明器の光軸方向のずれによるハレーションが生じない理由を説明する説明図である。
【図９】本実施の形態のレーザスキャナ部の斜視図である。
【図１０】本実施の形態のレーザヘッドの傾斜角度を説明する説明図である。
【図１１】左カメラ・照明部Ｌ及び右カメラ・照明部Ｒの斜視図である。
【図１２】赤外線カメラ及び赤外線照明器の姿勢角を説明する説明図である。
【図１３】本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の各部の電気的接続を示す接続図である。
【図１４】図１３の線路周辺設備空間情報取得システム１０の動作の概念を説明する概念図である。
【図１５】レーザスキャナ用ＰＣ４７の本実施の形態のプログラム構成の概略構成図である。
【図１６】各レーザスキャナの原点（０，０，０）との関係を説明する説明図である。
【図１７】レーザスキャナのスキャン範囲を説明する説明図である。
【図１８】赤外線カメラ用ＰＣ５３の本実施の形態のプログラム構成の概略構成図である。
【図１９】本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の動作を説明するタイミングチャートである。
【図２０】本実施の形態のレーザデータを説明する説明図である。
【図２１】本実施の形態のエンコーダパルスデータ、赤外線画像データを説明する説明図である。
【図２２】本実施の形態の各データの対応関係を説明する説明図である。
【図２３】本実施の形態の各データに対応する画像データを説明する説明図である。
【図２４】本実施の形態のレーザ部の詳細な斜視図である。
【図２５】赤外線カメラに使用される架台の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に本発明に係る本発明に係る線路周辺設備空間情報取得システムの実施の形態について図を参照して詳細に説明する。
【００３５】
本実施の形態の開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【００３６】
図１は本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０を移動体に搭載した場合の側面図である。
【００３７】
図１に示した如く、本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０は、
線路周辺設備空間情報取得装置１０ａと、車上子・エンコーダ用台車２０ａ等で構成されている。
【００３８】
前述の線路周辺設備空間情報取得装置１０ａは、鉄道線路保線用として使用される移動体（以下、軌陸車と記す）１の軌陸車本体２の荷台２ａに取り付けた架台３と、この架台３の上面３ａ上に搭載されたセンサ部１０ｂと、コントローラ部３０等で構成されている。
【００３９】
この際、上記したセンサ部１０ｂは、後述の図２及び図３に示すように、レーザスキャナ部ＬＳと、左カメラ・照明部Ｌと、右カメラ・照明部Ｒとで構成されている。
【００４０】
上記した軌陸車１は、軌陸車本体２の下面２ｂ側に取り付けた複数のタイヤ車輪４により道路走行が可能であり、且つ、軌陸車本体２の下面２ｂ側にこの下面２に向かって折り畳み可能に取り付けた複数の車輪５により鉄道線路ＴＲ上での軌道走行が可能になっている。
【００４１】
そして、本実施の形態に係る線路周辺設備空間情報取得システム１０により線路周辺設備等の空間情報を取得する場合には、軌陸車１の軌陸車本体２に取り付けた複数の車輪５を鉄道線路ＴＲに向って伸ばして鉄道線路ＴＲに嵌合させ、且つ、軌陸車本体２に取り付けた複数のタイヤ車輪４を地上から浮かせることで、軌陸車１を鉄道線路ＴＲに沿って走行させる。
【００４２】
尚、本実施の形態では、線路周辺設備空間情報取得装置１０ａを軌陸車１上に搭載した場合について説明するが、これに限ることなく、鉄道線路ＴＲに沿って走行できる移動体ならばいかなる形態でも良い。また、車上子・エンコーダ用台車２０ａは移動車輌と一体化させてもよい。
【００４３】
車上子・エンコーダ用台車２０ａは、牽引台６に搭載した車上子部２０と、牽引台６に取り付けたエンコーダ付き車輪部８等により牽引車が構成されている。
【００４４】
この車上子・エンコーダ用台車２０ａは、軌陸車１の進行方向先端側に設けた軌陸車本体２の運転席２ｃとは反対側の後端部２ｄに着脱可能な連結手段７により連結されている。
【００４５】
また、軌陸車１の軌陸車本体２の荷台２ａ側には、作業用のクレーン９が運転席２ｃの後方に設けたクレーン支柱部２ｅを介して取り付けられている。
【００４６】
ここで、本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０について具体的に説明する。
【００４７】
図２は本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の斜視図である。図２においては、軌陸車本体２の一部を記載している。
【００４８】
図３は本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の上面図である。
【００４９】
図４は軌陸車１を後方から見たときの本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の後方図である。
【００５０】
図２，図３及び図４に示すように、軌陸車１の軌陸車本体２の荷台２ａ上の後側には、台形状に枠組した架台３の左右の下面３ｂが不図示のねじなどを用いて固着されている。この架台３は、鉄道線路Ｒ上から上面３ａまでの高さＨ１が略１．７５ｍに設定されていると共に、架台３の上面３ａは軌陸車１の進行方向の寸法Ｓが略０．６ｍに設定され、且つ、軌陸車１の進行方向と直交する幅方向の左右間の幅Ｂが略１．９ｍに設定されている。
【００５１】
また、架台３の上面３ａ上の中央には、本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得装置１０ａを構成する第１のレーザスキャナ１１Ａ（下方スキャン用レーザともいう）と、第２のレーザスキャナ１１Ｂ（上方スキャン用レーザともいう）とがレーザ部支持部材１２により固定されて、総称してレーザスキャナ部ＬＳが構成されている。また、第１のレーザスキャナ１１Ａ（下方スキャン用レーザ）と、第２のレーザスキャナ１１Ｂ（上方スキャン用レーザ）とを合わせてレーザ部１１が構成されている。
【００５２】
また、この架台３の上面３ａ上の左の角部には、左用赤外線カメラ１３Ｌと、波長７８０ｎｍ〜１０００ｎｍの赤外線光を含む光を発射する左用赤外線照明器１４Ｌとが左用照明器支持部材１５Ｌによって一体的に固定されている（以下、左カメラ・照明部Ｌという）。
【００５３】
また、架台３の上面３ａ上の右の角部には、右用赤外線カメラ１３Ｒと、波長７８０ｎｍ〜１０００ｎｍの赤外線光を含む光を発射する右用赤外線照明器１４Ｒとが右用照明器支持部材１５Ｒによって一体的に固定されている（以下、右カメラ・照明部Ｒという）。
【００５４】
これら左右一対の赤外線カメラ１３Ｌ，１３Ｒは、可視光線による画像も撮影することができるようになっている。また、これら左右一対の赤外線カメラ１３Ｌ，１３Ｒは、所定周期（例えば３０Ｈｚ）で撮影した赤外画像データ（夜用）又は可視光線画像データ（昼用）を出力する機能を有している。
【００５５】
なお、図２、図３におけるＫ１ｂは、左用赤外線カメラ１３Ｌの光軸中心であり、Ｋ２ｂは、左用赤外線照明器１４Ｌの光軸中心である。さらに、図２、図３におけるＫ１ａは、右用赤外線カメラ１３Ｒの光軸中心であり、Ｋ２ａは、右用赤外線照明器１４Ｒの光軸中心である。
【００５６】
図３及び図６に示すように、鉄道線路ＴＲ（Ｘ方向）に対しての左用赤外線照明器１４Ｌの光軸中心Ｋ２ｂの角度は略1５度であり、鉄道線路ＴＲ（Ｘ方向）に対しての右用赤外線照明器１４Ｒの光軸中心Ｋ２ａの角度は略1５度である。
【００５７】
また、鉄道線路ＴＲ（Ｘ方向）に対しての左用赤外線カメラ１３Ｌの光軸中心Ｋ１ｂの角度は略３０度であり、鉄道線路ＴＲ（Ｘ方向）に対しての右用赤外線カメラ１３Ｒの光軸中心Ｋ１ａの角度は略３０度である。
【００５８】
これらの左カメラ・照明部Ｌ及び右カメラ・照明部Ｒ並びにレーザ部１１については詳細に後述する。
【００５９】
また、図２に示すように、コントローラ部３０は、左カメラ・照明部Ｌ及び右カメラ・照明部Ｒ並びにレーザ部１１とケーブル２９で接続されており、これらを制御すると共に、これらからの情報を記憶する。
【００６０】
さらに、図２及び図３に示すように、軌陸車本体２の後端部２ｄには、車上子・エンコーダ用台車２０ａを接続しながら連結させるための連結手段７が設けられている。
【００６１】
車上子・エンコーダ用台車２０ａを構成するエンコーダ付き車輪部８の一方の車輪側にはエンコーダ２２が連結されている。
【００６２】
このエンコーダ２２は、車軸１回転あたり１００パルス出力するものであり、車輪の直径が１９７ｍｍの場合は、
｛１９７ｍｍ（車輪の直径）×π｝÷１００＝６．１８８９３７５ｍｍ
であり、
１パルスあたりの距離は約６ｍｍ程度である（距離信号若しくはエンコーダパルスともいう）。
【００６３】
また、車上子・エンコーダ用台車２０ａの車上子部２０上に車上子２１が設けられており、この車上子２１は、左右に可動可能に枠組みして固定されている。
【００６４】
なお、本実施の形態では鉄道線路ＴＲ内にＡＴＳ（地上子ともいう）１００が右側に設置されているので、ＡＴＳ（地上子）１００と対向する車上子２１は右側に固定されている。
【００６５】
なお、本実施の形態では鉄道線路ＴＲ内にＡＴＳ（地上子ともいう）１００が右側に設置されているので、車上子２１は右側に固定されている。
【００６６】
また、第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂは、レーザヘッド１１ａ，１１ｂ（図９参照）に送受信アレイ（０°〜２７０°：スキャン範囲）を設けてレーザ光を発射する。なお、スキャン範囲は任意に設定可能である。
【００６７】
また、第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂは、スキャン出力周期が５０Ｈｚ／２５Ｈｚである。また、角度分解能が０．５°／０．２５°である。なお、本実施の形態では角度分解能（ピッチ角度）は、０．５度、スキャン出力周期５０Ｈｚにしている。
【００６８】
さらに、第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂは、内部タイマ（必ずしも必要ではない）を備えて、この内部タイマにコントローラ部３０からの現在時刻を設定する機能、外部から入力したエンコーダパルスを計数するパルスカウンタ機能を備え、設定されたスキャン周期（５０Ｈｚ）毎に、エンコーダ２２からのエンコーダパルスの累積カウント値と内部タイマの現在時刻とをピッチ２７０°のレーザデータに付加して出力する機能、一周期を示すフラグを出力する機能等を備えている。これらを総称して本実施の形態では、レーザ付属情報出力部と称する。このレーザ付属情報出力部は、レーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂ内に設けているが、外部に備えてもかまわない。
【００６９】
また、レーザ光を受光する毎に、このレーザ光を反射する反射物となる撮影対象物までの距離（レーザ測定距離ともいう）を求める機能と、反射強度を求める機能とを備えている。
【００７０】
また、第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂは、架台３の上面３ａ上で幅方向の略中央部位にＶ字状に形成されたレーザ部支持部材１２を介して、例えばレーザヘッド１１ａ，１１ｂ（図９参照）の送受信アレイの１３５°が中心になるようにしている。
【００７１】
また、図４に示すように、架台３の上面３ａ上から第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂの各先端部位までの高さＨ２が略０．４ｍに設定されている。
【００７２】
第１のレーザスキャナ１１Ａ（下方スキャン用レーザ）はレーザヘッド１１ａ（図９参照）側がレーザ部支持部材１２により軌陸車１の進行方向とは反対側の後方側に向けて取り付けられて、且つレーザヘッド（内部にある）１１ａからの照射面（スキャン範囲：０°〜２７０°）を斜め４５度にしている。このため、レーザヘッド１１ａが１回転するのに伴って、図５に示したように第１のスキャン範囲θ°（２７０°）の第１のスキャン断面ＳＤ１が得られる。
【００７３】
一方、第２のレーザスキャナ１１Ｂ（上方スキャン用レーザ）は、レーザヘッド１１ｂ（図９参照）側がレーザ部支持部材１２により軌陸車１の進行方向側に向かい、且つ斜め上方向に傾斜角度４５度で取り付けられている。このため、図５に示すように、上方向９０°の範囲（第２のスキャン断面ＳＤ２）をカバーしている（実際のスキャンニング範囲は０°〜２７０°である）。
【００７４】
従って、第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂにより円状（３６０度）に計測が可能となっている。
【００７５】
前述の左用赤外線カメラ１３Ｌ，右用赤外線カメラ１３Ｒは、主に夜間撮影用として左用赤外線照明器１４Ｌ，右用赤外線照明器１４Ｒと共に用いられるものである。
【００７６】
夜間撮影時に、左用赤外線照明器１４Ｌ，右用赤外線照明器１４Ｒから照射された赤外線が撮影対象物に照射されると、左用赤外線カメラ１３Ｌ，右用赤外線カメラ１３Ｒは、その反射光に反応した光を検知し、鉄道線路ＴＲの周辺の沿線設備を含んで撮影した左赤外線画像及び右赤外線画像を出力する。
【００７７】
尚、昼間撮影する場合には、左右一対の赤外線照明器１４Ｌ，１４Ｒを用いずに、左右一対の赤外線カメラ１３Ｌ，１３Ｒにより左右一対の可視光線画像を出力することが可能になっている。
【００７８】
また、図４に示すように、架台３の上面３ａ上から左右一対の赤外線カメラ１３Ｌ，１３Ｒの各光軸中心Ｋ１ｂ，Ｋ１ａまでの高さＨ３が略０．１ｍに設定されている。また、図４に示すように、架台３の上面３ａ上から左右一対の赤外線照明器１４Ｌ，１４Ｒの各光軸中心Ｋ２ｂ，Ｋ２ａまでの高さＨ４が略０．３ｍに設定されている。
【００７９】
ここで、左右一対の赤外線カメラ１３Ｌ，１３Ｒと、左右一対の赤外線照明器１４Ｌ，１４Ｒとが異なる角度でかつ互いに逆方向にされている理由を左側について簡単に説明する。
【００８０】
図７（ａ）に示した如く、架台３の上面３ａの左側部近傍に左用赤外線カメラ１３Ｌを設置し、且つ、この左用赤外線カメラ１３Ｌの上方に左用照明器支持部材１５Ｌを介して左用赤外線照明器１４Ｌを設置し、且つ、左用赤外線カメラ１３Ｌ及び左用赤外線照明器１４Ｌを軌陸車１の進行方向とは反対方向の後方側に向けて、左用赤外線カメラ１３Ｌの光軸中心Ｋ１ｂの向きと左用赤外線照明器１４Ｌの光軸中心Ｋ２ｂの向きとを略一致させたとすると、左用赤外線カメラ１３Ｌで鉄道線路周辺の撮影対象物を撮影するカメラ撮影範囲ＣＨ１と、左用赤外線照明器１４Ｌで鉄道線路周辺の撮影対象物を照明する照明範囲ＳＨ１とが略一致するものの、左用赤外線照明器１４Ｌから射出させた近赤外光が撮影対象物で反射された直接の反射光を左用赤外線カメラ１３Ｌで受光するために、左用赤外線カメラ１３Ｌで撮影対象物を撮影したときに図７（ｂ）に示したようにハレーションを起こしてしまい第１のカメラ画像が良好に得られない。
【００８１】
とくに、鉄道線路ＴＲに沿って設置される鉄道設備は、認識し易いように白色の反射塗料が多く使われているので赤外線カメラのように感度の高いカメラを使うと照明の状況によりハレーションを起こし、鉄道設備の状況が確認できない場合がある。
【００８２】
そこで、図８（ａ）に示した如く、左用赤外線カメラ１３Ｌの光軸中心Ｋ１ｂと左用赤外線照明器１４Ｌの光軸中心Ｋ２ｂとを変えると、左用赤外線カメラ１３Ｌで鉄道線路周辺の撮影対象物を撮影するカメラ撮影範囲ＣＨ２と、左用赤外線照明器１４Ｌで鉄道線路周辺の撮影対象物を照明する照明範囲ＳＨ２とが部分的に重なり合う。
【００８３】
このため、左用赤外線照明器１４Ｌから射出させた近赤外光が撮影対象物で反射された直接の反射光を左用赤外線カメラ１３Ｌで受光しないために、左用赤外線カメラ１３Ｌで撮影対象物を撮影したときに図８（ｂ）に示したようにハレーションを起こすことなく第１のカメラ画像が良好に得られる。
【００８４】
尚、実施例では、架台３の上面３ａ上に設置した左右一対の赤外線カメラ１３Ｌ，１３Ｒの上方に左右一対の照明器支持部１５Ｌ，１５Ｒを介して左右一対の赤外線照明器１４Ｌ，１４Ｒを設置した場合について説明したが、これに限ることなく、架台３の上面３ａ上で左右一対の赤外線カメラ１３Ｌ，１３Ｒの近傍に左右一対の赤外線照明器１４Ｌ，１４Ｒを横設させてもよい。
【００８５】
（詳細説明）
図９は本実施の形態のレーザスキャナ部ＬＳの斜視図である。図９に示すように、レーザスキャナ部ＬＳは、レーザ部１１を構成する下方スキャン用レーザ１１Ａと、上方スキャン用レーザ１１Ｂとが、レーザ部支持部材１２によって支持されている。
【００８６】
レーザ部支持部材１２は、Ｖ字状の挟み板１２ａ，１２ｂと、平板１２ｃ等で構成されている。このＶ字状のＶ字角度は約９０度（９０°でなくともかまわない）であり、図１０に示すように下方スキャン用レーザ１１Ａは、水平軸に対してスキャニング面が４５度にされており、スキャン範囲は０°〜２７０度の範囲をスキャニングする。
【００８７】
また、上方スキャン用レーザ１１Ｂは、レーザヘッド１１ｂ（図９参照）を進行方向に４５度傾けて向けて、上方向を０°〜２７０°の範囲をスキャニングする。
【００８８】
これら第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂは、ビーム広がり１５ｍｒａｄ°、防水タイプ、１秒間に２７，０００発のパルスを回転しながら発射し、反射強度と反射物までのレーザ距離（総称してレーザデータという）を組み合わせて出力する。
【００８９】
また、左カメラ・照明部Ｌと、右カメラ・照明部Ｒとについて、図１１を用いて説明する。
【００９０】
左カメラ・照明部Ｌを構成する左用赤外線照明器１４Ｌの光軸中心Ｋｂ２は、左用赤外線照明器１４Ｌを鉄道線路ＴＲ（Ｘ方向）に対して真っ直ぐに向けたときの左用赤外線照明器１４Ｌのライト（図示せず）の中心から水平に引いた水平軸に対して、光軸中心Ｋ２ｂが鉄道線路ＴＲの外側方向に水平約１５度（１０度〜２０度；好ましくは約１５度）の傾き及び上方向（Ｚ方向）にも約１０度〜１５度の傾き有するように左用照明器支持部材１５Ｌの上に固定されている｛図１２（ｂ）参照｝。つまり、撮影対象物に対して直接に近赤外光が照射されないようにしている。
【００９１】
また、左カメラ・照明部Ｌを構成する左用赤外線カメラ１３Ｌの光軸中心Ｋ１ｂは、鉄道線路ＴＲ（Ｘ方向）に対して左用赤外線カメラ１３Ｌを真っ直ぐに向けたときのレンズの中心から水平に引いた水平軸に対して、光軸中心Ｋ１ｂが鉄道線路ＴＲの内側方向に水平約３０度（２０度〜３５度；好ましくは約３０度）の傾き及び下方向（Ｚ方向）にも約２度〜１０度の傾き有するように左用赤外線照明器１４Ｌの下に左用照明器支持部材１５Ｌによって固定されている｛図１２（ａ）参照｝。
【００９２】
一方、右カメラ・照明部Ｒを構成する右用赤外線照明器１４Ｒの光軸中心Ｋａ２は、右用赤外線照明器１４Ｒを鉄道線路ＴＲ（Ｘ方向）に対して真っ直ぐに向けたときの右用赤外線照明器１４Ｒのライト（図示せず）の中心から水平に引いた水平軸に対して、光軸中心Ｋ１ａが鉄道線路ＴＲの外側方向に水平約１５度（１０度〜２０度；好ましくは約１５度）の傾き及び上方向（Ｚ方向）にも約１０度〜１５度の傾き有するように右用照明器支持部材１５Ｒの上に固定されている｛図１２（ｂ）参照｝。つまり、撮影対象物に対して直接に近赤外光が照射されないようにしている。
【００９３】
また、右カメラ・照明部Ｒを構成する右用赤外線カメラ１３Ｒの光軸中心Ｋ１ａは、鉄道線路ＴＲ（Ｘ方向）に対して右用赤外線カメラ１３Ｒを真っ直ぐに向けたときのレンズの中心から水平に引いた水平軸に対して、光軸中心Ｋ１ａが鉄道線路ＴＲの内側方向に水平約３０度（２０度〜３５度；好ましくは約３０度）の傾き及び下方向（Ｚ方向）にも約２度〜１０度の傾き有するように右用赤外線照明器１４Ｒの下に右用照明器支持部材１５Ｒによって固定されている｛図１２（ａ）参照｝。
【００９４】
さらに、左用赤外線照明器１４Ｌ、右用赤外線照明器１４Ｒはラッパ上に開いており、このラッパ上の開き角は約１２０度である。そして、これら左右一対の赤外線照明器１４Ｌ，１４Ｒの照射指向性は、約５５度程度で最大となるライトを用いている。
【００９５】
また、左用赤外線カメラ１３Ｌ及び右用赤外線カメラ１３Ｒの解像度は、１２８０×１０２４画素である。また、防水タイプである。
【００９６】
図１３は本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の各部の電気的接続を示す接続図である。
【００９７】
図１３に示すように、軌陸車本体２の荷台２ａに、発電機４０と、発電機４１と、端子台４３，４４と、ＤＣコンバータ５１，５７と、エンコーダ信号分岐器５５と、端子台６１と、ＡＴＳ検出器６５とを搭載している。一方、Ｈｕｂ４５，４９と、レーザスキャナ用ＰＣ４７と、赤外線カメラ用ＰＣ５３とをコントローラ部３０（図１，図２）に設けている。
【００９８】
さらに、図１３に示すように、下方スキャン用レーザ１１Ａと、上方スキャン用レーザ１１Ｂと、左用赤外線カメラ１３Ｌと、左用赤外線照明器１４Ｌと、右用赤外線カメラ１３Ｒと、右用赤外線照明器１４Ｒとを架台３（図１，図２）の上面３ａに搭載している。
【００９９】
なお、発電機４０，４１を除いてこれらは架台３に設けても良い（上面又は下部）。
【０１００】
さらに、車上子・エンコーダ用台車２０ａには、車上子２１と、エンコーダ２２が設けられている。これらは、ケーブル（電源ケーブル、信号ケーブル）によって接続されている。
【０１０１】
発電機４１からのＡＣ電力は、端子台４４を介してＡＣ／ＤＣコンバータ５１に出力されてＤＣ電力に変換され、このＤＣ電力がＡＴＳ検出器６５に出力されている。また、端子台４４にはＡＣ／ＤＣ変換器（図示せず）を介して赤外線カメラ用ＰＣ５３が接続されている。
【０１０２】
また、端子台４４にはＡＣ／ＤＣ変換器（図示せず）を介して左右一対の赤外線照明器１４Ｌ，１４Ｒが接続されている。
【０１０３】
また、端子台４４には、交流を直流変換するＡＣ／ＤＣ変換器（図示せず）を介して左右一対の赤外線カメラ１３Ｌ，１３Ｒが接続され、かつＡＣ／ＤＣ変換器（図示せず）を介してＨｕｂ４９が接続されている。
【０１０４】
さらに、発電機４０からのＡＣ電力は、端子台４３を介してＡＣ／ＤＣコンバータ５７に出力されてＤＣ電力に変換されている。また、端子台４３にはＨｕｂ４５及びレーザスキャナ用ＰＣ４７がＤＣ変換機（図示せず）を介して接続されている。
【０１０５】
車上子２１は、鉄道線路ＴＲ内に設置されたＡＴＳ（地上子）１００を検出する毎に、ＡＴＳ信号を車上子接続箱６６を介してＡＴＳ検出器６５に出力する。この際、上記したＡＴＳ信号は、ここではＡＴＳ（地上子）１００が設置された位置を示す位置信号である。
【０１０６】
ＡＴＳ検出器６５は、ＡＴＳ信号の立ち上がりエッジを検出して、論理「１」をＡＴＳ検出信号として端子台６１に送出する。
【０１０７】
端子台６１は、エンコーダ信号分岐器５５からのエンコーダパルスとＡＴＳ検出信号とを入力して、カウンタボード５９に出力する。
【０１０８】
カウンタボード５９は、エンコーダパルスが出力される毎にカウントして、このカウント値を前回のカウント値に加算し、これを累積カウント値Ｅｉとして赤外線カメラ用ＰＣ５３に出力する。即ち、カウンタボード５９からのエンコーダパルスの累積カウント値Ｅｉは、２００Ｈｚ周期で赤外線カメラ用ＰＣ５３に出力する。このとき、ＡＴＳ検出の有無を２００Ｈｚで出力する。
【０１０９】
一方、エンコーダ信号分岐器５５は、エンコーダ２２からのエンコーダパルスを下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂに出力すると共に、端子台６１に出力する。
【０１１０】
レーザスキャナ用ＰＣ４７及び赤外線カメラ用ＰＣ５３について、図１４を用いて概略を説明する。
【０１１１】
図１４は図１３の線路周辺設備空間情報取得システム１０の動作の概念を説明する概念図である。
【０１１２】
図１４に示すように、レーザスキャナ用ＰＣ４７は、第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂに対してレーザ計測パラメータを設定して送信する。
【０１１３】
また、赤外線カメラ用ＰＣ５３が時刻合わせ情報をレーザスキャナ用ＰＣ４７に送出してお互いに現在時刻を合わせる。そして、レーザスキャナ用ＰＣ４７は、下方スキャン用レーザ１１Ａ，上方スキャン用レーザ１１Ｂに対して現在時刻を合わせる。
【０１１４】
すなわち、赤外線カメラ用ＰＣ５３、レーザスキャナ用ＰＣ４７、下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂは、赤外線カメラ用ＰＣ５３の内部タイマの現在時刻Ｓｔｉで同期が取られたことになる。
【０１１５】
そして、走行に伴って、車輪に連結されているエンコーダ２２からのエンコーダパルスをカウンタボード５９及び第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂに入力する。
【０１１６】
下方スキャン用レーザ１１Ａは鉄道線路ＴＲの方向（下方）、斜めに（進行方向に対して後側）スキャン範囲０°〜２７０°の範囲にレーザ光を照射（０．５ピッチ）し、この反射光の受信時間で撮影対象物までのレーザ計測距離と、その反射強度を求めてピッチ角度（単に番号でもよい）と共に出力する（総称して下方用レーザデータともいう）。
【０１１７】
また、このとき、下方スキャン用レーザ１１Ａは、エンコーダ２２からのエンコーダパルスを計測しており、５０Ｈｚ（１周期：スキャン周期）毎に累積カウント値Ｅａｉをピッチ２７０°の下方用レーザデータに付加して出力する（図１４のレーザ・エンコーダ出力部：レーザ付属情報出力部に対応する）。
【０１１８】
なお、上方スキャン用レーザ１１Ｂについては、下方スキャン用レーザ１１Ａと同じ機能を有して動作が同じであるから説明を省略する。
【０１１９】
一方、レーザスキャナ用ＰＣ４７は、赤外線カメラ用ＰＣ５３からの現在時刻Ｓｔｉを内部タイマに設定し、この現在時刻を上方スキャン用レーザ１１Ｂ，下方スキャン用レーザ１１Ａに送出して設定する。
【０１２０】
そして、上方スキャン用レーザ１１Ｂから５０Ｈｚ毎に上方レーザデータが、および下方スキャン用レーザ１１Ａから５０Ｈｚ毎に下方レーザデータが出力される毎に、メモリに順次記憶する（それぞれ５４１個）。
【０１２１】
一方、カウンタボード５９は、エンコーダ２２からのエンコーダパルスを計測し、この累積カウント値Ｅｂｉを赤外線カメラ用ＰＣ５３からの出力要求（２００Ｈｚ：５０ｍｓｅｃ）毎に出力すると共に、ＡＴＳ１００を検出する車上子２１からのＡＴＳ検出信号の有無を検出し、その結果を前述の出力要求に伴って赤外線カメラＰＣ５３に送出する。
【０１２２】
また、赤外カメラ用ＰＣ５３は、右用赤外線カメラ１３Ｒ｛光軸中心が水平軸に対して内側（一方の鉄道線路ＴＲの内側）に３０°傾いている｝、左用赤外線カメラ１３Ｌ｛光軸中心が水平軸に対して内側（他方の鉄道線路ＴＲの内側）に３０°傾いている｝が撮影している赤外線画像データ（右用赤外線画像データ、左用赤外線画像データ）を３０Ｈｚ周期で取得して、該読み込んだときの内部タイマの時刻を付加してメモリに記憶する。
【０１２３】
また、赤外カメラ用ＰＣ５３は、カウンタボード５９の累積カウント値Ｅｂｉを２００Ｈｚ毎に読み込み（２００Ｈｚ）、該読み込んだときの内部タイマの現在時刻を付加してメモリに記憶する（図１４においてはパルスカウンタ記録）。
【０１２４】
一方、車軸に設けたエンコーダ２２からのエンコーダパルスの累積カウント値Ｅａｉを２００Ｈｚ（５ｍｓｅｃ）周期で読み込んで、この５ｍｓｅｃ毎の累積カウント値Ｅａｉに、現在時刻を対応づけた５ｍｓｅｃあたりのパルスカウントデータ（５ｍｓｅｃ毎の移動距離データ）を記憶し、かつ赤外線画像データを３０Ｈｚ周期で現在時刻と共に記憶している。
【０１２５】
このため、赤外線画像データの現在時刻で、その赤外線画像データを得たときのパルスカウントデータが把握できると共に、このパルスカウントデータに含まれている累積カウント値でどの時点のレーザデータが対応するかが分る。
【０１２６】
次に、レーザスキャナ用ＰＣ４７と、赤外線カメラ用ＰＣ５３について説明を補充する。
【０１２７】
図１５はレーザスキャナ用ＰＣ４７の本実施の形態のプログラム構成の概略構成図である。
【０１２８】
図１５に示すように、レーザスキャナ用ＰＣ４７は、レーザ計測パラメータ読込部７０と、レーザ計測パラメータ設定部７２と、エンコーダ累積パルス付加指示部７３と、レーザスキャナ計測開始部７５と、レーザスキャナ時刻合せ部７６と、タイマ７７と、時刻合せ部７８と、レーザデータ読込部７９等からなる。これらは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等で動作する。
【０１２９】
初めに、第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂのパラメータを説明する。図１６に示すように、原点（０，０，０）は、軌陸車後輪軸と起動中心線（高さは鉄道線路ＴＲの上面）とする。これら第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂの角度分解能とスキャン周期を図１７に示す。
【０１３０】
図１５に戻り、レーザ計測パラメータ読込部７０は、作業員によって入力されて画面表示された第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂのスキャン範囲、回転数（計測周期：５０Ｈｚ）、計測角度ピッチ等を、設定指示の入力に伴って、レーザ計測パラメ−タとしてメモリ７１に記憶する。本実施の形態ではスキャン範囲は、０°〜２７０°である。
【０１３１】
レーザ計測パラメータ設定部７２は、レーザ計測パラメータ読込部７０がレーザ計測パラメータをメモリ７１に読み込むと、このレーザ計測パラメータを下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂに設定する。このとき、レーザ計測パラメータを下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂに設定したことを示す第１のフラグをメモリ７４に書き込む。
【０１３２】
エンコーダ累積パルス付加指示部７３は、レーザ計測パラメータの設定に伴って、下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂに対して、エンコーダ２２からのエンコーダパルスを計測して、５０Ｈｚ毎（１周期）に、レーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂの内部タイマ（図示せず）の現在時刻Ｒｔｉ（下方用はＲａｔｉ、上方用はＲｂｔｉ）と計測パルスの累積カウント値とを送出させるためのコマンドを下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂに出力して設定させる。また、このコマンドをレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂに出力したことを示す第２のフラグをメモリ７４に設定する。
【０１３３】
時刻合せ部７８は、赤外線カメラ用ＰＣ５３からの時刻合わせ情報（時刻合わせコマンド、赤外線カメラ用ＰＣ５３の現在時刻Ｓｔｉ）の入力があるかどうかを監視している。
【０１３４】
そして、時刻合わせ情報が入力した場合は、タイマ７７（内部タイマ）にその現在時刻Ｓｔｉを設定する。この設定後の現在時刻をＲｐｉと称する。
【０１３５】
レーザスキャナ時刻合せ部７６は、時刻合せ部７８がタイマ７７に赤外線カメラ用ＰＣ５３の現在時刻Ｓｔｉが設定されると、タイマ７７の現在時刻Ｒｐｉを読み込んで、この現在時刻Ｒｐｉを下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂに送出して設定させる。また、現在時刻Ｒｐｉの設定に伴って、メモリ７４に現在時刻Ｒｐｉの設定を示す第３のフラグを設定する。
【０１３６】
下方スキャン用レーザ１１Ａは、レーザスキャナ用ＰＣ４７からの現在時刻Ｒｐｉを現在時刻Ｒａｔｉとして設定する。
【０１３７】
上方スキャン用レーザ１１Ｂは、レーザスキャナ用ＰＣ４７からの現在時刻Ｒｐｉを現在時刻Ｒｂｔｉとして設定する。
【０１３８】
レーザスキャナ計測開始部７５は、メモリ７４に第１，第２，第３のフラグが設定されると、下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂから５０Ｈｚ毎に送出される下方レーザデータＲＡｉ、上方レーザデータＲＢｉを読み込み、タイマ７７の現在時刻Ｒｐｉを付加してメモリ８０に記憶する。
【０１３９】
このメモリ８０は、下方スキャン用レーザ１１Ａ用のメモリ８０ａと、上方スキャン用レーザ１１Ｂ用のメモリ８０ｂとからなり、レーザデータＲＡｉはメモリ８０ａに、レーザデータＲＢｉはメモリ８０ｂに保存される。
【０１４０】
下方レーザデータＲＡｉというのは、下方スキャン用レーザ１１Ａからのものであり、０．５ピッチ毎のレーザ計測距離と、反射強度であり、またレーザヘッド１１ａ（図９参照）の１周期毎に下方スキャン用レーザ１１Ａの内部タイマの現在時刻Ｒａｔｉと、この下方スキャン用レーザ１１Ａに入力したエンコーダ２２の現時点の累積カウント値Ｅａｉが下方レーザデータＲＡｉに付加される。上方レーザデータＲＢｉについても同様である。
【０１４１】
図１８は赤外線カメラ用ＰＣ５３の本実施の形態のプログラム構成の概略構成図である。
【０１４２】
図１８に示すように、時刻合せ情報出力部９０と、タイマ９１と、エンコーダパルス・ＡＴＳ信号読込部９２と、赤外線画像読込部９４等からなる。
【０１４３】
時刻合せ情報出力部９０は、初期設定指示の入力に伴って、タイマ９１の現在時刻Ｓｔｉをレーザスキャナ用ＰＣ４７に送出する。
【０１４４】
エンコーダパルス・ＡＴＳ信号読込部９２は、初期設定としてカウンタボード５９に対してカウンタリセット信号を出力する。
【０１４５】
そして、タイマ９６が５ｍｓｅｃ経過（２００Ｈｚ）する毎に累積カウント値Ｅｉ、ＡＴＳ検出信号を読み込むコマンドをカウンタボード５９に出力してタイマ９１の現在時刻Ｓｔｉを付加したエンコーダ・ＡＴＳデータとしてメモリ９３に順次記憶する。
【０１４６】
赤外線画像読込部９４は、３０Ｈｚ周期で左用赤外線カメラ１３Ｌの左用赤外線画像データ及び右用赤外線カメラ１３Ｒの右用赤外線画像データを読み込んで、タイマ９１の現在時刻Ｓｔｉを付加して記憶する。
【０１４７】
左用赤外線画像データは、メモリ９５ａ（画像メモリ）に記憶され、右用赤外線画像データは、メモリ９５ｂ（画像メモリ）に記憶される。
【０１４８】
（動作説明）
以下に動作を説明する。
【０１４９】
図１９は本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の動作を説明するタイミングチャートである。図１９においては、レーザスキャナ用ＰＣ４７及び赤外線カメラ用ＰＣ５３が共にオン状態にされた後に、オフ状態にされたときのタイミングチャートである。
【０１５０】
本実施の形態では、両方のＰＣ４７，５３はオン状態とし、軌陸車１が走行を開始したとして説明する。
【０１５１】
図１９に示すように、赤外線用カメラ用ＰＣ５３の時刻合わせ情報出力部９０は、レーザスキャナ用ＰＣ４７に対して時刻合わせ情報（Ｓｔｉ）を送出する（ｄ１）。
【０１５２】
レーザスキャナ用ＰＣ４７の時刻合せ部７８は、この時刻合わせ情報に基づいて内部に備えているタイマ７７の時刻を合わせる（ｄ２）。タイマ７７の時刻はＲｐｉとなる。レーザスキャナ用ＰＣ４７のレーザスキャナ時刻合せ部７６は、下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂにこの現在時刻Ｒｐｉを設定する。つまり、第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂ、レーザスキャナ用ＰＣ４７は、赤外線カメラ用ＰＣ５３の現在時刻Ｓｔｉで同期されたことになる。無論、レーザスキャナ用ＰＣ４７のタイマ７７の現在時刻を基準にしてもかまわない。
【０１５３】
そして、レーザスキャナ用ＰＣ４７のレーザスキャナ計測開始部７５は、下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂに対して計測開始指示を送出する（ｄ３）。下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂは計測開始指示がある期間は計測状態となる（ｄ４）。
【０１５４】
一方、エンコーダ２２は、軌陸車１が走行するに伴って、その移動速度に応じたエンコーダパルスを出力する（ｄ７）。
【０１５５】
また、ＡＴＳ検出器６５は、ＡＴＳ１００を検出する毎に、ＡＴＳ検出信号を出力する（ｄ９）。
【０１５６】
以下の説明では、下方スキャン用レーザ１１Ａを代表にして説明する。
【０１５７】
下方スキャン用レーザ１１Ａは、計測開始指示に伴ってスキャン範囲０°〜２７０°のスキャン範囲（０．５ピッチ）でレーザ光を発射し、この反射レーザ光に基づいて照射物体（撮影対象物）までの距離と、その反射レーザ光の反射強度とを求めて出力する（ｄ５ａ、ｄ５ｂ、・・）。
【０１５８】
また、下方スキャン用レーザ１１Ａのカウンタ機能は、エンコーダパルスをカウントしている（ｄ５ａ、ｄ５ｂ、・・・・）。
【０１５９】
そして、下方スキャン用レーザ１１Ａは、５０Ｈｚ経過する毎に、エンコーダパルスの累積カウント値Ｅａｉと現在時刻Ｒａｔｉとを２７０°のレーザデータＲＡｉに付加して送出する（ｄ６ａ、ｄ６ｂ、・・・）。
【０１６０】
レーザスキャナ用ＰＣ４７のレーザデータ読込部７９は、下方レーザデータＲＡｉが出力される毎にタイマ７７の現在時刻Ｒｐｉを付加（付加しなくともよい）してメモリ８０ａに記憶する（ｄ８ａ、ｄ８ｂ・・・：図２０参照）。
【０１６１】
すなわち、スキャン周期毎に、最終ピッチ（２７０°）のレーザデータには、現在までのエンコーダ２２による移動距離に応じた第１の累積カウント値Ｅａｉを付加させているので、レーザヘッド１１ａ（図９参照）が１周期した時点までの、軌陸車（移動体）１の移動距離を第１の累積カウント値Ｅａｉから知ることができる。
【０１６２】
従って、ＧＰＳ部、ＩＮＳ部を設けなくとも、スキャン周期毎に鉄道線路ＴＲ上の移動車輌の位置が特定できる。
【０１６３】
また、レーザヘッド１１ａ（図９参照）の１周期における撮影対象物までのレーザ距離とその反射強度とを含むレーザデータを順次記憶しているので、その対象物を構成する画素を反射強度に対応した色で表現することが可能となる。
【０１６４】
つまり、レーザ反射強度を使うことで、点群は白黒画像のような濃淡のある表現が可能である。単に点群による形状だけでは、線路周辺設備の判読ができないが、表面状況で反射強度の異なるデータを表現することで、点群のみでもある程度線路周辺設備の判読ができる。この反射強度の取得は周りの明るさに左右されないため、日中の明るい場所でも深夜の暗い場所でも、照明なしに同様のデータを取得できる。
【０１６５】
ここで、レーザスキャナ用ＰＣ４７の内部タイマの現在時刻Ｓｔｉを付加する理由は、
何らかの理由で、パルスのカウントや下方スキャン用レーザ１１Ａのタイマに障害があった場合に、全く他にセンサ間のデータを関連づける手がかりがないことになる。このため、レーザスキャナ用ＰＣ４７の現在時刻Ｓｔｉも同時に記録するのが好ましい。
【０１６６】
また、本実施の形態のレーザスキャナというのは、累積カウント値がある一定値に到達するとリセットして、再びカウントして累積する。
【０１６７】
このため、スキャン周期（１周期：５０Ｈｚ）毎に出力される下方スキャン用レーザ１１Ａからの累積カウント値Ｅａｉは、不確かなものになってしまう。このため、レーザスキャナ用ＰＣ４７の内部タイマの現在時刻Ｓｔｉを、下方スキャン用レーザ１１Ａからのレーザデータ（１周期時点）に付加するのが好ましい。無論、５０Ｈｚ毎に記憶された累積カウント値を追跡していけば、リセットされた個所が分るので、計算することで正確な累積カウントを得ることは可能である。
【０１６８】
１周分のレーザデータには２種類（レーザの内部タイマとＰＣの内部タイマ）の時刻が付加されているが、いずれを用いるかは、使用形態によって決まる。
【０１６９】
一方、赤外線カメラ用ＰＣ５３のエンコーダパルス・ＡＴＳ信号読込部９２は、カウンタボード５９で計測しているエンコーダ２２の累積カウント値ＥｉとＡＴＳ検出信号とを含むエンコーダパルスデータを２００Ｈｚ周期（５ｍｓｅｃ毎）で読み込んでこれをメモリ９３に記憶する｛ｄ１０：図２１（ａ）参照｝。このとき、タイマ９１の現在時刻Ｓｔｉを付加する。
【０１７０】
このため、何らかの理由で下方スキャン用レーザ１１Ａからのエンコーダパルスの累積結果である第１の累積カウント値Ｅａｉに狂いがあったとしても、エンコーダパルスデータは、より細かな周期で収集したエンコーダパルスの累積結果である第２の累積カウント値Ｅｉと第１のレーザスキャナ１１Ａの内部タイマと同期が取られたＰＣ（レーザスキャナ用、赤外線カメラ用）の現在時刻（ｓｔｉ）とを含むものであるので、下方スキャン用レーザ１１Ａからの１スキャン時の第１の累積カウント値Ｅａｉに付加されている現在時刻と、この現在時刻に対応する現在時刻を有するエンコーダパルスデータの現在時刻（誤差は微差）を引き当てることができる。
【０１７１】
従って、この引き当てたエンコーダパルスデータの第２の累積カウント値を採用して、これを１スキャン時点までの軌陸車（移動体）１の移動距離とすることができる。
【０１７２】
図１９においては、赤外線カメラ用ＰＣ５３が２００Ｈｚで累積カウント値Ｅｉの読み込むタイミングをＨレベルで示している。累積カウント値Ｅｉが存在する場合はその累積カウント値を「１，２，３・・・」として記載している（ｄ１１）。
【０１７３】
また、ＡＴＳ検出信号の２００Ｈｚの検出タイミングをＨレベルで記載し、２００Ｈｚで検出したときに、「１」があれば、そのＨレベルに「１」を書き込んで示している（ｄ１２）。
【０１７４】
一方、赤外線カメラＰＣ５３は、左用赤外線カメラ１３Ｌからの左用赤外線画像データ（１駒ごと）を３０Ｈｚ毎日に読み込み、メモリ９５ａ｛図２１（ｂ）参照｝に記憶する（ｄ１３ａ、ｄ１３ｂ・・）。
【０１７５】
すなわち、エンコーダパルスデータは、図２２（ｂ）に示すように２００Ｈｚ周期におけるエンコーダパルスの累積カウント値、ＡＴＳ１００の検出の有無が取得され、下方スキャン用レーザ１１Ａからはレーザデータが図２２（ａ）に示すように、１周期（５０Ｈｚ）で５４１個のレーザデータが取得されて、これらの内の２７０°のレーザデータには、時刻同期がなされた１周期時点の下方スキャン用レーザ１１Ａの現在時刻Ｒａｔｉと５０Ｈｚ経過時点のエンコーダパルスの累積カウント値Ｅａｉとが対応付けられて記憶されるので、エンコーダパルスデータに含まれているエンコーダパルスの累積カウント値Ｅｉとレーザデータの累積カウント値Ｅａｉとの比較で、どれが対応しているかが分る。例えば図２２の（ａ）のエンコーダパルスの累積カウント値Ｅａｉ（「２６５８４」）と、エンコーダパルスデータの累積カウント値Ｅｉ（「２６５８１」）が対応する。
【０１７６】
また、赤外線カメラからの赤外線画像データには、同期が取られた現在時刻Ｓｔｉが付加されて記憶されるので赤外線画像データの現在時刻Ｓｔｉで、その赤外線画像データを得たときのパルスカウントデータが把握できると共に、このパルスカウントデータに含まれている累積カウント値Ｅｉでどの時点のレーザデータが対応するかが分る。
【０１７７】
例えば図２２（ｃ）の現在時刻Ｓｔｉ（０２．１５２４．５７９）を有する赤外線画像データに、図２２（ｂ）の現在時刻Ｒａｔｉ（０２．１５２４．５７７）付近のエンコーダパルスデータが対応する。つまり、図２２（ｃ）の現在時刻Ｓｔｉ（０２．１５２４．５７９）を有する赤外線画像データに対応するレーザデータは、図２２（ａ）の現在時刻Ｒａｔｉ（０２．１５２４．５６９：累積カウント値Ｅａｉ「２６５８４」）と現在時刻Ｒａｔｉ（０２．１５２４．５６９６：累積カウント値Ｅａｉ「２７２７８」）との間の１周期のレーザデータが対応することになる。
【０１７８】
従って、図２２に示すように、各画像をエンコーダの累積カウント値Ｅａｉ、Ｅｉは現在時刻Ｓｔｉ、Ｒａｔｉ（Ｒｐｔ＝Ｓｔｉ）で対応させることができる。
【０１７９】
これらのデータを用いると、図２３に示すように各データを対応させることができる。図２３（ａ）においては、昼の可視画像を示し、図２３（ｂ）においては、夜の赤外線画像を示し、図２３（ｃ）、（ｄ）には、レーザデータの反射強度に基づくレーザ画像を示している。
【０１８０】
また、２００Ｈｚでエンコーダパルスデータを読み込んでいるので、軌陸車１が高速（標準３０ｋｍ程度、高速６０ｋｍ程度）に移動しても確実にＡＴＳ１００の検出信号を捕らえることができる。そして、このＡＴＳ１００の検出時点から次のＡＴＳ検出までの累積カウント値との差で、ＡＴＳ１００間の距離も算出することができる。
【０１８１】
また、鉄道線路ＴＲに地理座標が与えられている場合は、レーザデータは鉄道沿線設備までの距離を測定しているので、累積カウント値を距離換算することでその鉄道沿線設備にレーザ画像、赤外線画像データを対応させることができる。つまり、ＧＰＳ部、ＩＮＳ部等を必要としなで、鉄道沿線設備にレーザ画像、赤外線画像データを対応させることができる。
【０１８２】
前述のレーザスキャナ部ＬＳについて補充する。レーザ部支持部材１２は、図２４に示すように、Ｖ字状の挟み板１２ａ，１２ｂを連結部材１１ｄａ、１１ｄｂ・・・・で連結している。下方スキャン用レーザ１１Ａは、連結部材１１ｄｈ、１１ｄｉで連結され、下方も図示しない連結部材で挟み板１２ａ、１２ｂで挟まれて固定されている。
【０１８３】
さらに、上方スキャン用レーザ１１Ｂは、連結部材１１ｄｅ、１１ｄｆで連結され、下方も図示しない連結部材で挟み板１２ａ、１２ｂで挟まれて固定されている。
【０１８４】
一方、左カメラ・照明部Ｌを構成する左用赤外線照明器１４Ｌは図２５に示す架台Ｚを用いて固定されている。
【０１８５】
なお、上記実施の形態では、架台３の上面３ａは平板として説明したが、平板でなくとも、例えば、各センサ（赤外線カメラ、レーザスキャナ）と照明器とを載せるフレーム枠にしてもよい。
【符号の説明】
【０１８６】
１ 移動体（軌陸車）
３ 架台
８ エンコーダ付き車輪部
ＴＲ 鉄道線路
１０ 線路周辺設備空間情報取得システム
１０ａ 線路周辺設備空間情報取得装置
ＬＳ レーザスキャナ部
１１（１１Ａ，１１Ｂ） レーザ部
１１Ａ 第１のレーザスキャナ１１Ａ（下方スキャン用レーザ）
１１Ｂ 第２のレーザスキャナ１１Ｂ（上方スキャン用レーザ）
１２ レーザ部支持部材
Ｌ 左カメラ・照明部
１３Ｌ 左用赤外線カメラ
１４Ｌ 左用赤外線照明器
１５Ｌ 左用照明器支持部材
Ｒ 右カメラ・照明部
１３Ｒ 右用赤外線カメラ
１４Ｒ 右用赤外線照明器
１５Ｒ 右用照明器支持部材
２０ 車上子部
２０ａ 車上子・エンコーダ用台車
２１ 車上子
２２ エンコーダ
６５ ＡＴＳ検出器
１００ ＡＴＳ（地上子）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道線路に沿って走行する移動体上にレーザスキャナと赤外線カメラと赤外線照明器とを設置して、移動体の走行に伴って線路周辺の空間情報を昼夜を問わずに取得できる線路周辺設備空間情報取得システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、鉄道線路においては、多くの距離標、勾配標、速度制限標等の線路周辺設備が配置されている。
【０００３】
これらの線路周辺設備に基づいて電車の運転員が電車を適正に制御（アラーム、ブレーキ指令等）する。
【０００４】
このため、これらの線路周辺設備は適切な位置で制御できるように管理されている。しかし、これらの線路周辺設備は、キロ程による距離管理であり、正確な地理座標上の位置は特定されていないので自動的制御ができない。
【０００５】
このため、線路周辺設備や車輌位置を地理座標上に特定することが求められている。
【０００６】
そして、近年は線路周辺設備及び車輌位置を地理座標上に特定して、電車に搭載したＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）等の機能により自分の地理座標上の位置や速度並びに線路周辺設備を常に把握しながら、車輌の位置と動作（アラーム、ブレーキ指令等）に関する情報を読み出しながら乗務員の運転を支援する方式がある。
【０００７】
この方式は、正確な位置情報（距離や座標）に基づく線路周辺設備のデータベースが必要となるので事前に線路周辺設備の地理座標を取得する。
【０００８】
例えば、特許文献１の三次元データ取得装置は、鉄道車両上に２台のレーザスキャナを上下一体で異なる角度で設置して、明るい内に鉄道車両を走行させながら一方のレーザで鉛直方向３６０度を計測させ、他方のレーザで斜めに３６０度で計測する。また、車輌の側面にラインカメラを設ける。さらに、ＩＮＳ（Inertial Navigation System：慣性航法装置）部と、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）部等を備えて、軌道沿線の構造物の三次元空間情報を取得する。
【０００９】
即ち、上記した特許文献１に開示された三次元データ取得装置では、ここでの図示を省略するものの、レーザ光を回転させながら測定対象物に放射し、このレーザ光の反射光を受信して測定対象物までの距離を測定する際に、レーザ光の放射方向の回転断面をなす計測断面が鉄道車両の進行方向に対して鉛直面をなすように、鉄道車両の上部に搭載された一方のレーザスキャナと、レーザ光の放射方向の回転断面をなす計測断面が一方のレーザスキャナの計測断面に対して略進行方向に所定角度傾いた面を形成するように鉄道車両の上部に搭載された他方のレーザスキャナと、これらのレーザスキャナの計測情報を記憶する記憶部とを備えることで、架線やトンネル上部、進行方向に対して垂直な面などに対応でき、かつ鉄道車両上の車両限界の制約を満たすことができ、よって鉄道車両に適用するのにより適した三次元データ取得装置が容易に得られる旨が記載されている。
【００１０】
一方、道路周辺の建物を取得するものもある。
【００１１】
例えば、特許文献２の移動体用広視野角多方向画像取得装置は、自動車のルーフに取り付けた架台上に、レーザレーザスキャナと、マルチラインカメラと、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）衛星からの信号を受信するＤＧＰＳ（Differential GPS）アンテナとを搭載して、自動車を走行させながら三次元空間情報を取得する。
【００１２】
即ち、上記した特許文献２に開示された移動体用広視野角多方向画像取得装置及び移動体用広視野角多方向画像取得システムでは、ここでの図示を省略するものの、自動車のルーフに取り付けた架台上に３台のレーザスキャナがこの自動車の進行方向の後方の中央部と左右の側部とに設置され、且つ、３個の魚眼レンズ及びラインセンサを有してなる２台のマルチカメラが架台の左右側面に設置されることで、走行中に３６０°の広範囲に亘って地物の画像を高解像度で取得できる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−６９７００号公報
【特許文献２】特開２００２−３４０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１の三次元データ取得装置は、軌道沿線の構造物の三次元空間情報を明るい内に計測するものであるから、電車の本数が多い明るい内においては、計測時間が限られることになる。このため、線路周辺設備の地理座標の取得には長時間の作業を要することになるからコストがかかるという課題があった。
【００１５】
また、特許文献１及び２は、ＩＮＳ部と、ＧＰＳ部等を備えて、軌道沿線の構造物の三次元空間情報を取得して、移動車輌の位置（緯度、経度）にレーザデータを対応付けるものであるから装置が大型になって、コスト高になるという課題があった。
【００１６】
本発明は上記の課題を鑑みてなされたもので、ＩＮＳ部、ＧＰＳ部等を備えないで昼夜を問わず、線路周辺設備のレーザデータに対応する移動車輌の位置及び移動距離を算出させることができる線路周辺設備空間情報取得システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の線路周辺設備空間情報取得システムは、鉄道線路を移動する移動体に、レーザスキャナ部と、車軸の回転数に応じたエンコーダパルスを出力するエンコーダと、コントローラ部とを備えて、前記鉄道線路の周辺の空間情報を取得する線路周辺設備空間情報取得システムであって、
前記レーザスキャナ部は、
レーザヘッドを所定のスキャン周期で回転させながら所定のピッチ角度で単一のレーザ光を発射し、このレーザ光に基づく反射強度と反射物までのレーザ距離とをレーザデータとして前記ピッチ角度毎に順次、出力するレーザ部と、
前記エンコーダパルスを入力し、この累積値を設定された第１の間隔（５０Ｈｚ）で第１の累積カウント値として出力するレーザ付属情報出力部と、
前記レーザ光が前記鉄道線路に対して所定傾斜角度で発射されるように前記レーザ部を保持して前記移動体の荷台上に固定されたレーザ部支持部材と、
を備え、
前記コントローラ部は、
前レーザ付属情報出力手段に、前記レーザヘッドのスキャン周期（５０Ｈｚ）として前記レーザ部に設定し、該スキャン周期を前記第１の間隔（５０Ｈｚ）とし、該間隔毎に最終ピッチの前記レーザデータに前記第１の累積カウント値を付加させる制御情報を前記レーザ付属情報出力部に設定する手段と、
前記レーザデータが入力する毎に、このレーザデータを第１の記憶手段に順次記憶する手段と、
を備えたことを要旨とする。
【００１８】
また、本発明の線路周辺設備空間情報取得システムにおいて、前記レーザ付属情報出力部は、レーザ用の内部タイマを備え、
前記コントローラ部は、カウンタボードを備え、
前記カウンタボードは、前記エンコーダからのエンコーダパルスを計数し、この累積値を第２の累積カウント値として第２の間隔（２００Ｈｚ）で出力するカウント手段を備え、
さらに、前記コントローラ部は、
コントローラ部用の内部タイマを備え、
前記レーザ付属情報出力部のレーザ用の内部タイマに対して、現在時刻を設定する手段と、
前記カウンタボードに対して、前記スキャン周期以上の周期（２００Ｈｚ）を前記第２の間隔として設定する手段と、
前記カウンタボードからの前記第２の間隔で前記第２の累積カウント値が出力される毎に、前記コントローラ部用の内部タイマの現在時刻を該第２の累積カウント値に付加して第２の記憶手段に順次、記憶する手段と、
を備えたことを要旨とする。
【００１９】
また、本発明の線路周辺設備空間情報取得システムは、前記荷台上に、前記鉄道線路の周辺の沿線設備を含んで撮影した画像データを前記スキャン周期以下の周期（３０Ｈｚ）で出力する撮影装置を備え、
前記コントローラ部は、前記撮影装置からの前記画像データに前記コントローラ部用の内部タイマの現在時刻を付加して第３の記憶手段に記憶する手段を備えたことを要旨とする。
【００２０】
また、本発明の線路周辺設備空間情報取得システムにおいて、前記荷台上の前記撮像装置は、
前記右用カメラ・照明部及び左用カメラ・照明部を有し、
前記右用カメラ・照明部は、
前記荷台の右部に、カメラの光軸中心が右線路に対して内側となる姿勢角で固定されて前記スキャン周期以下の周期で撮影した右赤外線画像又は右可視光線画像を出力する右用赤外線カメラと、
前記右用赤外線カメラの上に、光軸中心が前記右線路のやや外側を向くように固定された右用赤外線照明器と、
を備え、
前記左用カメラ・照明部は、
前記荷台の左部に、カメラの光軸中心が左線路に対して内側となる姿勢角で固定されて前記スキャン周期以下の周期で撮影した左赤外線画像又は左可視光線画像を出力する左用赤外線カメラと、
前記左用赤外線カメラの上に、光軸中心が前記左線路のやや外側を向くように固定された左用赤外線照明器と、
を備えていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように本発明によれば、鉄道線路を移動する移動体に、この鉄道線路に対して、所定の傾斜角度となる単一のレーザ光を円状にスキャンさせながら発射させるレーザスキャナ部と、車軸の回転数に応じたエンコーダパルスを出力するエンコーダとを設け、これらを制御するコントローラ部がレーザヘッドの回転に伴って、所定のピッチ角度で反射物（撮影対象物）までのレーザ距離とその反射強度とを含むレーザデータを出力させて順次、記憶する。
【００２２】
一方、コントローラ部がカウント手段により、車軸に設けたエンコーダからの移動距離に応じた数のエンコーダパルスを計数させ、前述のレーザヘッドのスキャン周期毎に、この累積カウントである第１の累積カウント値をスキャン周期時の最終ピッチのレーザデータに付加させて出力させる。
【００２３】
すなわち、スキャン周期毎に、最終ピッチのレーザデータには、現在までのエンコーダの移動距離に応じた第１の累積カウント値を付加させているので、レーザヘッドが１周期した時点までの、移動体の距離を第１の累積カウント値から知ることができる。
【００２４】
従って、ＧＰＳ部、ＩＮＳ部を設けなくとも、スキャン周期毎に鉄道線路上の移動車輌の位置が特定できる
また、レーザヘッドの１周期における撮影対象物までのレーザ距離とその反射強度とを含むレーザデータを順次記憶しているので、その撮影対象物を構成する画素を反射強度に対応した色で表現することが可能となる。
【００２５】
さらに、コントローラ部がレーザスキャナ部と時刻同期を行なった後で、このレーザスキャナ部の現在時刻をスキャン周期時の最終ピッチのレーザデータに付加して送出させる一方、カウント手段によってエンコーダからのエンコーダパルスを計数させて前述のスキャン周期よりも数倍の細かな周期毎（２００Ｈｚ）に、このエンコーダパルスの累積結果である第２の累積カウント値を読み出すと共に、この第２の累積カウント値にコントローラ部の内部タイマの現在時刻を付加してエンコーダパルスデータとして記憶する。
【００２６】
このため、何らかの理由でレーザスキャナ部からのエンコーダパルスの累積結果である第１の累積カウント値に狂いがあったとしても、カウント手段からのエンコーダパルスデータは、より細かな周期で収集したエンコーダパルスの累積結果である第２の累積カウント値とレーザスキャナ部の内部タイマと同期が取られたコントローラ部の現在時刻とを含むものであるので、レーザスキャナ部からの１スキャン時の第１の累積カウント値に付加されている現在時刻と、この現在時刻に対応するコントローラ部の内部タイマの現在時刻を有するエンコーダパルスデータの現在時刻（誤差は微差）を引き当てることができる。
【００２７】
従って、この引き当てたエンコーダパルスデータの第２の累積カウント値を採用して、これを１スキャン時点までの移動体の移動距離とすることができる。
【００２８】
さらに、コントローラ部は、カウンタ手段にＡＴＳ信号を検出させて、前述のスキャン周期よりも数倍の細かな周期毎（２００Ｈｚ）に読み出して、ＡＴＳ検出の有無を取得時点のエンコーダパルスデータに付加して記憶する。
【００２９】
このため、何時、ＡＴＳが検出されても、この検出有りがエンコーダパルスに付加されていることになるから、前回のＡＴＳ検出有りの第２の累積カウント値と今回のＡＴＳ検出有りの第２の累積カウント値との差で、ＡＴＳ間の移動距離を算出できることになる。また、これらの第２の累積カウント値に対応させられている現在時刻でもって、レーザデータの対応する現在時刻を見つけることができるから、ＡＴＳ間のレーザデータ群（反射強度、レーザ距離）を容易に見つけ出（検索）することができる。
【００３０】
さらに、カメラ（右、左）の画像データがレーザヘッドのスキャン周期以下の周期で出力されたとしても、この画像データ（赤外又は可視）にコントローラ部の同期合せを行なった内部タイマの時刻を画像取得時間として付加して記憶する。
【００３１】
このため、この画像取得時間に対応する現在時刻を有するエンコーダパルスデータ又はレーザデータ（最終ピッチに対応するもの）を容易に引き当てさせることできる。つまり、画像データに対応するレーザデータを容易に見つけ出すことができる。
【００３２】
さらに、移動体の荷台上の左右の角に赤外線カメラを線路内側に所定角度で向けて設け、かつこれらの赤外線カメラの上に赤外線照明器を線路外側に所定角度で向けているので、夜間撮影時においては、ハレーションを押さえた赤外画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０を移動体に搭載した場合の側面図である。
【図２】本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の斜視図である。
【図３】本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の上面図である。
【図４】軌陸車１を後方から見たときの本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の後方図である。
【図５】レーザスキャナ部のスキャン範囲（断面）を説明する説明図である。
【図６】赤外線カメラ及び赤外線照明器の光軸方向を説明する説明図である。
【図７】赤外線カメラ及び赤外線照明器によりハレーションが生じる理由を説明する説明図である。
【図８】本実施の形態の赤外線カメラ及び赤外線照明器の光軸方向のずれによるハレーションが生じない理由を説明する説明図である。
【図９】本実施の形態のレーザスキャナ部の斜視図である。
【図１０】本実施の形態のレーザヘッドの傾斜角度を説明する説明図である。
【図１１】左カメラ・照明部Ｌ及び右カメラ・照明部Ｒの斜視図である。
【図１２】赤外線カメラ及び赤外線照明器の姿勢角を説明する説明図である。
【図１３】本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の各部の電気的接続を示す接続図である。
【図１４】図１３の線路周辺設備空間情報取得システム１０の動作の概念を説明する概念図である。
【図１５】レーザスキャナ用ＰＣ４７の本実施の形態のプログラム構成の概略構成図である。
【図１６】各レーザスキャナの原点（０，０，０）との関係を説明する説明図である。
【図１７】レーザスキャナのスキャン範囲を説明する説明図である。
【図１８】赤外線カメラ用ＰＣ５３の本実施の形態のプログラム構成の概略構成図である。
【図１９】本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の動作を説明するタイミングチャートである。
【図２０】本実施の形態のレーザデータを説明する説明図である。
【図２１】本実施の形態のエンコーダパルスデータ、赤外線画像データを説明する説明図である。
【図２２】本実施の形態の各データの対応関係を説明する説明図である。
【図２３】本実施の形態の各データに対応する画像データを説明する説明図である。
【図２４】本実施の形態のレーザ部の詳細な斜視図である。
【図２５】赤外線カメラに使用される架台の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に本発明に係る本発明に係る線路周辺設備空間情報取得システムの実施の形態について図を参照して詳細に説明する。
【００３５】
本実施の形態の開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【００３６】
図１は本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０を移動体に搭載した場合の側面図である。
【００３７】
図１に示した如く、本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０は、
線路周辺設備空間情報取得装置１０ａと、車上子・エンコーダ用台車２０ａ等で構成されている。
【００３８】
前述の線路周辺設備空間情報取得装置１０ａは、鉄道線路保線用として使用される移動体（以下、軌陸車と記す）１の軌陸車本体２の荷台２ａに取り付けた架台３と、この架台３の上面３ａ上に搭載されたセンサ部１０ｂと、コントローラ部３０等で構成されている。
【００３９】
この際、上記したセンサ部１０ｂは、後述の図２及び図３に示すように、レーザスキャナ部ＬＳと、左カメラ・照明部Ｌと、右カメラ・照明部Ｒとで構成されている。
【００４０】
上記した軌陸車１は、軌陸車本体２の下面２ｂ側に取り付けた複数のタイヤ車輪４により道路走行が可能であり、且つ、軌陸車本体２の下面２ｂ側にこの下面２に向かって折り畳み可能に取り付けた複数の車輪５により鉄道線路ＴＲ上での軌道走行が可能になっている。
【００４１】
そして、本実施の形態に係る線路周辺設備空間情報取得システム１０により線路周辺設備等の空間情報を取得する場合には、軌陸車１の軌陸車本体２に取り付けた複数の車輪５を鉄道線路ＴＲに向って伸ばして鉄道線路ＴＲに嵌合させ、且つ、軌陸車本体２に取り付けた複数のタイヤ車輪４を地上から浮かせることで、軌陸車１を鉄道線路ＴＲに沿って走行させる。
【００４２】
尚、本実施の形態では、線路周辺設備空間情報取得装置１０ａを軌陸車１上に搭載した場合について説明するが、これに限ることなく、鉄道線路ＴＲに沿って走行できる移動体ならばいかなる形態でも良い。また、車上子・エンコーダ用台車２０ａは移動車輌と一体化させてもよい。
【００４３】
車上子・エンコーダ用台車２０ａは、牽引台６に搭載した車上子部２０と、牽引台６に取り付けたエンコーダ付き車輪部８等により牽引車が構成されている。
【００４４】
この車上子・エンコーダ用台車２０ａは、軌陸車１の進行方向先端側に設けた軌陸車本体２の運転席２ｃとは反対側の後端部２ｄに着脱可能な連結手段７により連結されている。
【００４５】
また、軌陸車１の軌陸車本体２の荷台２ａ側には、作業用のクレーン９が運転席２ｃの後方に設けたクレーン支柱部２ｅを介して取り付けられている。
【００４６】
ここで、本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０について具体的に説明する。
【００４７】
図２は本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の斜視図である。図２においては、軌陸車本体２の一部を記載している。
【００４８】
図３は本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の上面図である。
【００４９】
図４は軌陸車１を後方から見たときの本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の後方図である。
【００５０】
図２，図３及び図４に示すように、軌陸車１の軌陸車本体２の荷台２ａ上の後側には、台形状に枠組した架台３の左右の下面３ｂが不図示のねじなどを用いて固着されている。この架台３は、鉄道線路Ｒ上から上面３ａまでの高さＨ１が略１．７５ｍに設定されていると共に、架台３の上面３ａは軌陸車１の進行方向の寸法Ｓが略０．６ｍに設定され、且つ、軌陸車１の進行方向と直交する幅方向の左右間の幅Ｂが略１．９ｍに設定されている。
【００５１】
また、架台３の上面３ａ上の中央には、本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得装置１０ａを構成する第１のレーザスキャナ１１Ａ（下方スキャン用レーザともいう）と、第２のレーザスキャナ１１Ｂ（上方スキャン用レーザともいう）とがレーザ部支持部材１２により固定されて、総称してレーザスキャナ部ＬＳが構成されている。また、第１のレーザスキャナ１１Ａ（下方スキャン用レーザ）と、第２のレーザスキャナ１１Ｂ（上方スキャン用レーザ）とを合わせてレーザ部１１が構成されている。
【００５２】
また、この架台３の上面３ａ上の左の角部には、左用赤外線カメラ１３Ｌと、波長７８０ｎｍ〜１０００ｎｍの赤外線光を含む光を発射する左用赤外線照明器１４Ｌとが左用照明器支持部材１５Ｌによって一体的に固定されている（以下、左カメラ・照明部Ｌという）。
【００５３】
また、架台３の上面３ａ上の右の角部には、右用赤外線カメラ１３Ｒと、波長７８０ｎｍ〜１０００ｎｍの赤外線光を含む光を発射する右用赤外線照明器１４Ｒとが右用照明器支持部材１５Ｒによって一体的に固定されている（以下、右カメラ・照明部Ｒという）。
【００５４】
これら左右一対の赤外線カメラ１３Ｌ，１３Ｒは、可視光線による画像も撮影することができるようになっている。また、これら左右一対の赤外線カメラ１３Ｌ，１３Ｒは、所定周期（例えば３０Ｈｚ）で撮影した赤外画像データ（夜用）又は可視光線画像データ（昼用）を出力する機能を有している。
【００５５】
なお、図２、図３におけるＫ１ｂは、左用赤外線カメラ１３Ｌの光軸中心であり、Ｋ２ｂは、左用赤外線照明器１４Ｌの光軸中心である。さらに、図２、図３におけるＫ１ａは、右用赤外線カメラ１３Ｒの光軸中心であり、Ｋ２ａは、右用赤外線照明器１４Ｒの光軸中心である。
【００５６】
図３及び図６に示すように、鉄道線路ＴＲ（Ｘ方向）に対しての左用赤外線照明器１４Ｌの光軸中心Ｋ２ｂの角度は略1５度であり、鉄道線路ＴＲ（Ｘ方向）に対しての右用赤外線照明器１４Ｒの光軸中心Ｋ２ａの角度は略1５度である。
【００５７】
また、鉄道線路ＴＲ（Ｘ方向）に対しての左用赤外線カメラ１３Ｌの光軸中心Ｋ１ｂの角度は略３０度であり、鉄道線路ＴＲ（Ｘ方向）に対しての右用赤外線カメラ１３Ｒの光軸中心Ｋ１ａの角度は略３０度である。
【００５８】
これらの左カメラ・照明部Ｌ及び右カメラ・照明部Ｒ並びにレーザ部１１については詳細に後述する。
【００５９】
また、図２に示すように、コントローラ部３０は、左カメラ・照明部Ｌ及び右カメラ・照明部Ｒ並びにレーザ部１１とケーブル２９で接続されており、これらを制御すると共に、これらからの情報を記憶する。
【００６０】
さらに、図２及び図３に示すように、軌陸車本体２の後端部２ｄには、車上子・エンコーダ用台車２０ａを接続しながら連結させるための連結手段７が設けられている。
【００６１】
車上子・エンコーダ用台車２０ａを構成するエンコーダ付き車輪部８の一方の車輪側にはエンコーダ２２が連結されている。
【００６２】
このエンコーダ２２は、車軸１回転あたり１００パルス出力するものであり、車輪の直径が１９７ｍｍの場合は、
｛１９７ｍｍ（車輪の直径）×π｝÷１００＝６．１８８９３７５ｍｍ
であり、
１パルスあたりの距離は約６ｍｍ程度である（距離信号若しくはエンコーダパルスともいう）。
【００６３】
また、車上子・エンコーダ用台車２０ａの車上子部２０上に車上子２１が設けられており、この車上子２１は、左右に可動可能に枠組みして固定されている。
【００６４】
なお、本実施の形態では鉄道線路ＴＲ内にＡＴＳ（地上子ともいう）１００が右側に設置されているので、ＡＴＳ（地上子）１００と対向する車上子２１は右側に固定されている。
【００６５】
なお、本実施の形態では鉄道線路ＴＲ内にＡＴＳ（地上子ともいう）１００が右側に設置されているので、車上子２１は右側に固定されている。
【００６６】
また、第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂは、レーザヘッド１１ａ，１１ｂ（図９参照）に送受信アレイ（０°〜２７０°：スキャン範囲）を設けてレーザ光を発射する。なお、スキャン範囲は任意に設定可能である。
【００６７】
また、第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂは、スキャン出力周期が５０Ｈｚ／２５Ｈｚである。また、角度分解能が０．５°／０．２５°である。なお、本実施の形態では角度分解能（ピッチ角度）は、０．５度、スキャン出力周期５０Ｈｚにしている。
【００６８】
さらに、第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂは、内部タイマ（必ずしも必要ではない）を備えて、この内部タイマにコントローラ部３０からの現在時刻を設定する機能、外部から入力したエンコーダパルスを計数するパルスカウンタ機能を備え、設定されたスキャン周期（５０Ｈｚ）毎に、エンコーダ２２からのエンコーダパルスの累積カウント値と内部タイマの現在時刻とをピッチ２７０°のレーザデータに付加して出力する機能、一周期を示すフラグを出力する機能等を備えている。これらを総称して本実施の形態では、レーザ付属情報出力部と称する。このレーザ付属情報出力部は、レーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂ内に設けているが、外部に備えてもかまわない。
【００６９】
また、レーザ光を受光する毎に、このレーザ光を反射する反射物となる撮影対象物までの距離（レーザ測定距離ともいう）を求める機能と、反射強度を求める機能とを備えている。
【００７０】
また、第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂは、架台３の上面３ａ上で幅方向の略中央部位にＶ字状に形成されたレーザ部支持部材１２を介して、例えばレーザヘッド１１ａ，１１ｂ（図９参照）の送受信アレイの１３５°が中心になるようにしている。
【００７１】
また、図４に示すように、架台３の上面３ａ上から第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂの各先端部位までの高さＨ２が略０．４ｍに設定されている。
【００７２】
第１のレーザスキャナ１１Ａ（下方スキャン用レーザ）はレーザヘッド１１ａ（図９参照）側がレーザ部支持部材１２により軌陸車１の進行方向とは反対側の後方側に向けて取り付けられて、且つレーザヘッド（内部にある）１１ａからの照射面（スキャン範囲：０°〜２７０°）を斜め４５度にしている。このため、レーザヘッド１１ａが１回転するのに伴って、図５に示したように第１のスキャン範囲θ°（２７０°）の第１のスキャン断面ＳＤ１が得られる。
【００７３】
一方、第２のレーザスキャナ１１Ｂ（上方スキャン用レーザ）は、レーザヘッド１１ｂ（図９参照）側がレーザ部支持部材１２により軌陸車１の進行方向側に向かい、且つ斜め上方向に傾斜角度４５度で取り付けられている。このため、図５に示すように、上方向９０°の範囲（第２のスキャン断面ＳＤ２）をカバーしている（実際のスキャンニング範囲は０°〜２７０°である）。
【００７４】
従って、第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂにより円状（３６０度）に計測が可能となっている。
【００７５】
前述の左用赤外線カメラ１３Ｌ，右用赤外線カメラ１３Ｒは、主に夜間撮影用として左用赤外線照明器１４Ｌ，右用赤外線照明器１４Ｒと共に用いられるものである。
【００７６】
夜間撮影時に、左用赤外線照明器１４Ｌ，右用赤外線照明器１４Ｒから照射された赤外線が撮影対象物に照射されると、左用赤外線カメラ１３Ｌ，右用赤外線カメラ１３Ｒは、その反射光に反応した光を検知し、鉄道線路ＴＲの周辺の沿線設備を含んで撮影した左赤外線画像及び右赤外線画像を出力する。
【００７７】
尚、昼間撮影する場合には、左右一対の赤外線照明器１４Ｌ，１４Ｒを用いずに、左右一対の赤外線カメラ１３Ｌ，１３Ｒにより左右一対の可視光線画像を出力することが可能になっている。
【００７８】
また、図４に示すように、架台３の上面３ａ上から左右一対の赤外線カメラ１３Ｌ，１３Ｒの各光軸中心Ｋ１ｂ，Ｋ１ａまでの高さＨ３が略０．１ｍに設定されている。また、図４に示すように、架台３の上面３ａ上から左右一対の赤外線照明器１４Ｌ，１４Ｒの各光軸中心Ｋ２ｂ，Ｋ２ａまでの高さＨ４が略０．３ｍに設定されている。
【００７９】
ここで、左右一対の赤外線カメラ１３Ｌ，１３Ｒと、左右一対の赤外線照明器１４Ｌ，１４Ｒとが異なる角度でかつ互いに逆方向にされている理由を左側について簡単に説明する。
【００８０】
図７（ａ）に示した如く、架台３の上面３ａの左側部近傍に左用赤外線カメラ１３Ｌを設置し、且つ、この左用赤外線カメラ１３Ｌの上方に左用照明器支持部材１５Ｌを介して左用赤外線照明器１４Ｌを設置し、且つ、左用赤外線カメラ１３Ｌ及び左用赤外線照明器１４Ｌを軌陸車１の進行方向とは反対方向の後方側に向けて、左用赤外線カメラ１３Ｌの光軸中心Ｋ１ｂの向きと左用赤外線照明器１４Ｌの光軸中心Ｋ２ｂの向きとを略一致させたとすると、左用赤外線カメラ１３Ｌで鉄道線路周辺の撮影対象物を撮影するカメラ撮影範囲ＣＨ１と、左用赤外線照明器１４Ｌで鉄道線路周辺の撮影対象物を照明する照明範囲ＳＨ１とが略一致するものの、左用赤外線照明器１４Ｌから射出させた近赤外光が撮影対象物で反射された直接の反射光を左用赤外線カメラ１３Ｌで受光するために、左用赤外線カメラ１３Ｌで撮影対象物を撮影したときに図７（ｂ）に示したようにハレーションを起こしてしまい第１のカメラ画像が良好に得られない。
【００８１】
とくに、鉄道線路ＴＲに沿って設置される鉄道設備は、認識し易いように白色の反射塗料が多く使われているので赤外線カメラのように感度の高いカメラを使うと照明の状況によりハレーションを起こし、鉄道設備の状況が確認できない場合がある。
【００８２】
そこで、図８（ａ）に示した如く、左用赤外線カメラ１３Ｌの光軸中心Ｋ１ｂと左用赤外線照明器１４Ｌの光軸中心Ｋ２ｂとを変えると、左用赤外線カメラ１３Ｌで鉄道線路周辺の撮影対象物を撮影するカメラ撮影範囲ＣＨ２と、左用赤外線照明器１４Ｌで鉄道線路周辺の撮影対象物を照明する照明範囲ＳＨ２とが部分的に重なり合う。
【００８３】
このため、左用赤外線照明器１４Ｌから射出させた近赤外光が撮影対象物で反射された直接の反射光を左用赤外線カメラ１３Ｌで受光しないために、左用赤外線カメラ１３Ｌで撮影対象物を撮影したときに図８（ｂ）に示したようにハレーションを起こすことなく第１のカメラ画像が良好に得られる。
【００８４】
尚、実施例では、架台３の上面３ａ上に設置した左右一対の赤外線カメラ１３Ｌ，１３Ｒの上方に左右一対の照明器支持部１５Ｌ，１５Ｒを介して左右一対の赤外線照明器１４Ｌ，１４Ｒを設置した場合について説明したが、これに限ることなく、架台３の上面３ａ上で左右一対の赤外線カメラ１３Ｌ，１３Ｒの近傍に左右一対の赤外線照明器１４Ｌ，１４Ｒを横設させてもよい。
【００８５】
（詳細説明）
図９は本実施の形態のレーザスキャナ部ＬＳの斜視図である。図９に示すように、レーザスキャナ部ＬＳは、レーザ部１１を構成する下方スキャン用レーザ１１Ａと、上方スキャン用レーザ１１Ｂとが、レーザ部支持部材１２によって支持されている。
【００８６】
レーザ部支持部材１２は、Ｖ字状の挟み板１２ａ，１２ｂと、平板１２ｃ等で構成されている。このＶ字状のＶ字角度は約９０度（９０°でなくともかまわない）であり、図１０に示すように下方スキャン用レーザ１１Ａは、水平軸に対してスキャニング面が４５度にされており、スキャン範囲は０°〜２７０度の範囲をスキャニングする。
【００８７】
また、上方スキャン用レーザ１１Ｂは、レーザヘッド１１ｂ（図９参照）を進行方向に４５度傾けて向けて、上方向を０°〜２７０°の範囲をスキャニングする。
【００８８】
これら第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂは、ビーム広がり１５ｍｒａｄ°、防水タイプ、１秒間に２７，０００発のパルスを回転しながら発射し、反射強度と反射物までのレーザ距離（総称してレーザデータという）を組み合わせて出力する。
【００８９】
また、左カメラ・照明部Ｌと、右カメラ・照明部Ｒとについて、図１１を用いて説明する。
【００９０】
左カメラ・照明部Ｌを構成する左用赤外線照明器１４Ｌの光軸中心Ｋｂ２は、左用赤外線照明器１４Ｌを鉄道線路ＴＲ（Ｘ方向）に対して真っ直ぐに向けたときの左用赤外線照明器１４Ｌのライト（図示せず）の中心から水平に引いた水平軸に対して、光軸中心Ｋ２ｂが鉄道線路ＴＲの外側方向に水平約１５度（１０度〜２０度；好ましくは約１５度）の傾き及び上方向（Ｚ方向）にも約１０度〜１５度の傾き有するように左用照明器支持部材１５Ｌの上に固定されている｛図１２（ｂ）参照｝。つまり、撮影対象物に対して直接に近赤外光が照射されないようにしている。
【００９１】
また、左カメラ・照明部Ｌを構成する左用赤外線カメラ１３Ｌの光軸中心Ｋ１ｂは、鉄道線路ＴＲ（Ｘ方向）に対して左用赤外線カメラ１３Ｌを真っ直ぐに向けたときのレンズの中心から水平に引いた水平軸に対して、光軸中心Ｋ１ｂが鉄道線路ＴＲの内側方向に水平約３０度（２０度〜３５度；好ましくは約３０度）の傾き及び下方向（Ｚ方向）にも約２度〜１０度の傾き有するように左用赤外線照明器１４Ｌの下に左用照明器支持部材１５Ｌによって固定されている｛図１２（ａ）参照｝。
【００９２】
一方、右カメラ・照明部Ｒを構成する右用赤外線照明器１４Ｒの光軸中心Ｋａ２は、右用赤外線照明器１４Ｒを鉄道線路ＴＲ（Ｘ方向）に対して真っ直ぐに向けたときの右用赤外線照明器１４Ｒのライト（図示せず）の中心から水平に引いた水平軸に対して、光軸中心Ｋ１ａが鉄道線路ＴＲの外側方向に水平約１５度（１０度〜２０度；好ましくは約１５度）の傾き及び上方向（Ｚ方向）にも約１０度〜１５度の傾き有するように右用照明器支持部材１５Ｒの上に固定されている｛図１２（ｂ）参照｝。つまり、撮影対象物に対して直接に近赤外光が照射されないようにしている。
【００９３】
また、右カメラ・照明部Ｒを構成する右用赤外線カメラ１３Ｒの光軸中心Ｋ１ａは、鉄道線路ＴＲ（Ｘ方向）に対して右用赤外線カメラ１３Ｒを真っ直ぐに向けたときのレンズの中心から水平に引いた水平軸に対して、光軸中心Ｋ１ａが鉄道線路ＴＲの内側方向に水平約３０度（２０度〜３５度；好ましくは約３０度）の傾き及び下方向（Ｚ方向）にも約２度〜１０度の傾き有するように右用赤外線照明器１４Ｒの下に右用照明器支持部材１５Ｒによって固定されている｛図１２（ａ）参照｝。
【００９４】
さらに、左用赤外線照明器１４Ｌ、右用赤外線照明器１４Ｒはラッパ上に開いており、このラッパ上の開き角は約１２０度である。そして、これら左右一対の赤外線照明器１４Ｌ，１４Ｒの照射指向性は、約５５度程度で最大となるライトを用いている。
【００９５】
また、左用赤外線カメラ１３Ｌ及び右用赤外線カメラ１３Ｒの解像度は、１２８０×１０２４画素である。また、防水タイプである。
【００９６】
図１３は本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の各部の電気的接続を示す接続図である。
【００９７】
図１３に示すように、軌陸車本体２の荷台２ａに、発電機４０と、発電機４１と、端子台４３，４４と、ＤＣコンバータ５１，５７と、エンコーダ信号分岐器５５と、端子台６１と、ＡＴＳ検出器６５とを搭載している。一方、Ｈｕｂ４５，４９と、レーザスキャナ用ＰＣ４７と、赤外線カメラ用ＰＣ５３とをコントローラ部３０（図１，図２）に設けている。
【００９８】
さらに、図１３に示すように、下方スキャン用レーザ１１Ａと、上方スキャン用レーザ１１Ｂと、左用赤外線カメラ１３Ｌと、左用赤外線照明器１４Ｌと、右用赤外線カメラ１３Ｒと、右用赤外線照明器１４Ｒとを架台３（図１，図２）の上面３ａに搭載している。
【００９９】
なお、発電機４０，４１を除いてこれらは架台３に設けても良い（上面又は下部）。
【０１００】
さらに、車上子・エンコーダ用台車２０ａには、車上子２１と、エンコーダ２２が設けられている。これらは、ケーブル（電源ケーブル、信号ケーブル）によって接続されている。
【０１０１】
発電機４１からのＡＣ電力は、端子台４４を介してＡＣ／ＤＣコンバータ５１に出力されてＤＣ電力に変換され、このＤＣ電力がＡＴＳ検出器６５に出力されている。また、端子台４４にはＡＣ／ＤＣ変換器（図示せず）を介して赤外線カメラ用ＰＣ５３が接続されている。
【０１０２】
また、端子台４４にはＡＣ／ＤＣ変換器（図示せず）を介して左右一対の赤外線照明器１４Ｌ，１４Ｒが接続されている。
【０１０３】
また、端子台４４には、交流を直流変換するＡＣ／ＤＣ変換器（図示せず）を介して左右一対の赤外線カメラ１３Ｌ，１３Ｒが接続され、かつＡＣ／ＤＣ変換器（図示せず）を介してＨｕｂ４９が接続されている。
【０１０４】
さらに、発電機４０からのＡＣ電力は、端子台４３を介してＡＣ／ＤＣコンバータ５７に出力されてＤＣ電力に変換されている。また、端子台４３にはＨｕｂ４５及びレーザスキャナ用ＰＣ４７がＤＣ変換機（図示せず）を介して接続されている。
【０１０５】
車上子２１は、鉄道線路ＴＲ内に設置されたＡＴＳ（地上子）１００を検出する毎に、ＡＴＳ信号を車上子接続箱６６を介してＡＴＳ検出器６５に出力する。この際、上記したＡＴＳ信号は、ここではＡＴＳ（地上子）１００が設置された位置を示す位置信号である。
【０１０６】
ＡＴＳ検出器６５は、ＡＴＳ信号の立ち上がりエッジを検出して、論理「１」をＡＴＳ検出信号として端子台６１に送出する。
【０１０７】
端子台６１は、エンコーダ信号分岐器５５からのエンコーダパルスとＡＴＳ検出信号とを入力して、カウンタボード５９に出力する。
【０１０８】
カウンタボード５９は、エンコーダパルスが出力される毎にカウントして、このカウント値を前回のカウント値に加算し、これを累積カウント値Ｅｉとして赤外線カメラ用ＰＣ５３に出力する。即ち、カウンタボード５９からのエンコーダパルスの累積カウント値Ｅｉは、２００Ｈｚ周期で赤外線カメラ用ＰＣ５３に出力する。このとき、ＡＴＳ検出の有無を２００Ｈｚで出力する。
【０１０９】
一方、エンコーダ信号分岐器５５は、エンコーダ２２からのエンコーダパルスを下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂに出力すると共に、端子台６１に出力する。
【０１１０】
レーザスキャナ用ＰＣ４７及び赤外線カメラ用ＰＣ５３について、図１４を用いて概略を説明する。
【０１１１】
図１４は図１３の線路周辺設備空間情報取得システム１０の動作の概念を説明する概念図である。
【０１１２】
図１４に示すように、レーザスキャナ用ＰＣ４７は、第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂに対してレーザ計測パラメータを設定して送信する。
【０１１３】
また、赤外線カメラ用ＰＣ５３が時刻合わせ情報をレーザスキャナ用ＰＣ４７に送出してお互いに現在時刻を合わせる。そして、レーザスキャナ用ＰＣ４７は、下方スキャン用レーザ１１Ａ，上方スキャン用レーザ１１Ｂに対して現在時刻を合わせる。
【０１１４】
すなわち、赤外線カメラ用ＰＣ５３、レーザスキャナ用ＰＣ４７、下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂは、赤外線カメラ用ＰＣ５３の内部タイマの現在時刻Ｓｔｉで同期が取られたことになる。
【０１１５】
そして、走行に伴って、車輪に連結されているエンコーダ２２からのエンコーダパルスをカウンタボード５９及び第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂに入力する。
【０１１６】
下方スキャン用レーザ１１Ａは鉄道線路ＴＲの方向（下方）、斜めに（進行方向に対して後側）スキャン範囲０°〜２７０°の範囲にレーザ光を照射（０．５ピッチ）し、この反射光の受信時間で撮影対象物までのレーザ計測距離と、その反射強度を求めてピッチ角度（単に番号でもよい）と共に出力する（総称して下方用レーザデータともいう）。
【０１１７】
また、このとき、下方スキャン用レーザ１１Ａは、エンコーダ２２からのエンコーダパルスを計測しており、５０Ｈｚ（１周期：スキャン周期）毎に累積カウント値Ｅａｉをピッチ２７０°の下方用レーザデータに付加して出力する（図１４のレーザ・エンコーダ出力部：レーザ付属情報出力部に対応する）。
【０１１８】
なお、上方スキャン用レーザ１１Ｂについては、下方スキャン用レーザ１１Ａと同じ機能を有して動作が同じであるから説明を省略する。
【０１１９】
一方、レーザスキャナ用ＰＣ４７は、赤外線カメラ用ＰＣ５３からの現在時刻Ｓｔｉを内部タイマに設定し、この現在時刻を上方スキャン用レーザ１１Ｂ，下方スキャン用レーザ１１Ａに送出して設定する。
【０１２０】
そして、上方スキャン用レーザ１１Ｂから５０Ｈｚ毎に上方レーザデータが、および下方スキャン用レーザ１１Ａから５０Ｈｚ毎に下方レーザデータが出力される毎に、メモリに順次記憶する（それぞれ５４１個）。
【０１２１】
一方、カウンタボード５９は、エンコーダ２２からのエンコーダパルスを計測し、この累積カウント値Ｅｂｉを赤外線カメラ用ＰＣ５３からの出力要求（２００Ｈｚ：５０ｍｓｅｃ）毎に出力すると共に、ＡＴＳ１００を検出する車上子２１からのＡＴＳ検出信号の有無を検出し、その結果を前述の出力要求に伴って赤外線カメラＰＣ５３に送出する。
【０１２２】
また、赤外カメラ用ＰＣ５３は、右用赤外線カメラ１３Ｒ｛光軸中心が水平軸に対して内側（一方の鉄道線路ＴＲの内側）に３０°傾いている｝、左用赤外線カメラ１３Ｌ｛光軸中心が水平軸に対して内側（他方の鉄道線路ＴＲの内側）に３０°傾いている｝が撮影している赤外線画像データ（右用赤外線画像データ、左用赤外線画像データ）を３０Ｈｚ周期で取得して、該読み込んだときの内部タイマの時刻を付加してメモリに記憶する。
【０１２３】
また、赤外カメラ用ＰＣ５３は、カウンタボード５９の累積カウント値Ｅｂｉを２００Ｈｚ毎に読み込み（２００Ｈｚ）、該読み込んだときの内部タイマの現在時刻を付加してメモリに記憶する（図１４においてはパルスカウンタ記録）。
【０１２４】
一方、車軸に設けたエンコーダ２２からのエンコーダパルスの累積カウント値Ｅａｉを２００Ｈｚ（５ｍｓｅｃ）周期で読み込んで、この５ｍｓｅｃ毎の累積カウント値Ｅａｉに、現在時刻を対応づけた５ｍｓｅｃあたりのパルスカウントデータ（５ｍｓｅｃ毎の移動距離データ）を記憶し、かつ赤外線画像データを３０Ｈｚ周期で現在時刻と共に記憶している。
【０１２５】
このため、赤外線画像データの現在時刻で、その赤外線画像データを得たときのパルスカウントデータが把握できると共に、このパルスカウントデータに含まれている累積カウント値でどの時点のレーザデータが対応するかが分る。
【０１２６】
次に、レーザスキャナ用ＰＣ４７と、赤外線カメラ用ＰＣ５３について説明を補充する。
【０１２７】
図１５はレーザスキャナ用ＰＣ４７の本実施の形態のプログラム構成の概略構成図である。
【０１２８】
図１５に示すように、レーザスキャナ用ＰＣ４７は、レーザ計測パラメータ読込部７０と、レーザ計測パラメータ設定部７２と、エンコーダ累積パルス付加指示部７３と、レーザスキャナ計測開始部７５と、レーザスキャナ時刻合せ部７６と、タイマ７７と、時刻合せ部７８と、レーザデータ読込部７９等からなる。これらは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等で動作する。
【０１２９】
初めに、第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂのパラメータを説明する。図１６に示すように、原点（０，０，０）は、軌陸車後輪軸と起動中心線（高さは鉄道線路ＴＲの上面）とする。これら第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂの角度分解能とスキャン周期を図１７に示す。
【０１３０】
図１５に戻り、レーザ計測パラメータ読込部７０は、作業員によって入力されて画面表示された第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂのスキャン範囲、回転数（計測周期：５０Ｈｚ）、計測角度ピッチ等を、設定指示の入力に伴って、レーザ計測パラメ−タとしてメモリ７１に記憶する。本実施の形態ではスキャン範囲は、０°〜２７０°である。
【０１３１】
レーザ計測パラメータ設定部７２は、レーザ計測パラメータ読込部７０がレーザ計測パラメータをメモリ７１に読み込むと、このレーザ計測パラメータを下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂに設定する。このとき、レーザ計測パラメータを下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂに設定したことを示す第１のフラグをメモリ７４に書き込む。
【０１３２】
エンコーダ累積パルス付加指示部７３は、レーザ計測パラメータの設定に伴って、下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂに対して、エンコーダ２２からのエンコーダパルスを計測して、５０Ｈｚ毎（１周期）に、レーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂの内部タイマ（図示せず）の現在時刻Ｒｔｉ（下方用はＲａｔｉ、上方用はＲｂｔｉ）と計測パルスの累積カウント値とを送出させるためのコマンドを下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂに出力して設定させる。また、このコマンドをレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂに出力したことを示す第２のフラグをメモリ７４に設定する。
【０１３３】
時刻合せ部７８は、赤外線カメラ用ＰＣ５３からの時刻合わせ情報（時刻合わせコマンド、赤外線カメラ用ＰＣ５３の現在時刻Ｓｔｉ）の入力があるかどうかを監視している。
【０１３４】
そして、時刻合わせ情報が入力した場合は、タイマ７７（内部タイマ）にその現在時刻Ｓｔｉを設定する。この設定後の現在時刻をＲｐｉと称する。
【０１３５】
レーザスキャナ時刻合せ部７６は、時刻合せ部７８がタイマ７７に赤外線カメラ用ＰＣ５３の現在時刻Ｓｔｉが設定されると、タイマ７７の現在時刻Ｒｐｉを読み込んで、この現在時刻Ｒｐｉを下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂに送出して設定させる。また、現在時刻Ｒｐｉの設定に伴って、メモリ７４に現在時刻Ｒｐｉの設定を示す第３のフラグを設定する。
【０１３６】
下方スキャン用レーザ１１Ａは、レーザスキャナ用ＰＣ４７からの現在時刻Ｒｐｉを現在時刻Ｒａｔｉとして設定する。
【０１３７】
上方スキャン用レーザ１１Ｂは、レーザスキャナ用ＰＣ４７からの現在時刻Ｒｐｉを現在時刻Ｒｂｔｉとして設定する。
【０１３８】
レーザスキャナ計測開始部７５は、メモリ７４に第１，第２，第３のフラグが設定されると、下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂから５０Ｈｚ毎に送出される下方レーザデータＲＡｉ、上方レーザデータＲＢｉを読み込み、タイマ７７の現在時刻Ｒｐｉを付加してメモリ８０に記憶する。
【０１３９】
このメモリ８０は、下方スキャン用レーザ１１Ａ用のメモリ８０ａと、上方スキャン用レーザ１１Ｂ用のメモリ８０ｂとからなり、レーザデータＲＡｉはメモリ８０ａに、レーザデータＲＢｉはメモリ８０ｂに保存される。
【０１４０】
下方レーザデータＲＡｉというのは、下方スキャン用レーザ１１Ａからのものであり、０．５ピッチ毎のレーザ計測距離と、反射強度であり、またレーザヘッド１１ａ（図９参照）の１周期毎に下方スキャン用レーザ１１Ａの内部タイマの現在時刻Ｒａｔｉと、この下方スキャン用レーザ１１Ａに入力したエンコーダ２２の現時点の累積カウント値Ｅａｉが下方レーザデータＲＡｉに付加される。上方レーザデータＲＢｉについても同様である。
【０１４１】
図１８は赤外線カメラ用ＰＣ５３の本実施の形態のプログラム構成の概略構成図である。
【０１４２】
図１８に示すように、時刻合せ情報出力部９０と、タイマ９１と、エンコーダパルス・ＡＴＳ信号読込部９２と、赤外線画像読込部９４等からなる。
【０１４３】
時刻合せ情報出力部９０は、初期設定指示の入力に伴って、タイマ９１の現在時刻Ｓｔｉをレーザスキャナ用ＰＣ４７に送出する。
【０１４４】
エンコーダパルス・ＡＴＳ信号読込部９２は、初期設定としてカウンタボード５９に対してカウンタリセット信号を出力する。
【０１４５】
そして、タイマ９６が５ｍｓｅｃ経過（２００Ｈｚ）する毎に累積カウント値Ｅｉ、ＡＴＳ検出信号を読み込むコマンドをカウンタボード５９に出力してタイマ９１の現在時刻Ｓｔｉを付加したエンコーダ・ＡＴＳデータとしてメモリ９３に順次記憶する。
【０１４６】
赤外線画像読込部９４は、３０Ｈｚ周期で左用赤外線カメラ１３Ｌの左用赤外線画像データ及び右用赤外線カメラ１３Ｒの右用赤外線画像データを読み込んで、タイマ９１の現在時刻Ｓｔｉを付加して記憶する。
【０１４７】
左用赤外線画像データは、メモリ９５ａ（画像メモリ）に記憶され、右用赤外線画像データは、メモリ９５ｂ（画像メモリ）に記憶される。
【０１４８】
（動作説明）
以下に動作を説明する。
【０１４９】
図１９は本実施の形態の線路周辺設備空間情報取得システム１０の動作を説明するタイミングチャートである。図１９においては、レーザスキャナ用ＰＣ４７及び赤外線カメラ用ＰＣ５３が共にオン状態にされた後に、オフ状態にされたときのタイミングチャートである。
【０１５０】
本実施の形態では、両方のＰＣ４７，５３はオン状態とし、軌陸車１が走行を開始したとして説明する。
【０１５１】
図１９に示すように、赤外線用カメラ用ＰＣ５３の時刻合わせ情報出力部９０は、レーザスキャナ用ＰＣ４７に対して時刻合わせ情報（Ｓｔｉ）を送出する（ｄ１）。
【０１５２】
レーザスキャナ用ＰＣ４７の時刻合せ部７８は、この時刻合わせ情報に基づいて内部に備えているタイマ７７の時刻を合わせる（ｄ２）。タイマ７７の時刻はＲｐｉとなる。レーザスキャナ用ＰＣ４７のレーザスキャナ時刻合せ部７６は、下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂにこの現在時刻Ｒｐｉを設定する。つまり、第１，第２のレーザスキャナ１１Ａ，１１Ｂ、レーザスキャナ用ＰＣ４７は、赤外線カメラ用ＰＣ５３の現在時刻Ｓｔｉで同期されたことになる。無論、レーザスキャナ用ＰＣ４７のタイマ７７の現在時刻を基準にしてもかまわない。
【０１５３】
そして、レーザスキャナ用ＰＣ４７のレーザスキャナ計測開始部７５は、下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂに対して計測開始指示を送出する（ｄ３）。下方スキャン用レーザ１１Ａ、上方スキャン用レーザ１１Ｂは計測開始指示がある期間は計測状態となる（ｄ４）。
【０１５４】
一方、エンコーダ２２は、軌陸車１が走行するに伴って、その移動速度に応じたエンコーダパルスを出力する（ｄ７）。
【０１５５】
また、ＡＴＳ検出器６５は、ＡＴＳ１００を検出する毎に、ＡＴＳ検出信号を出力する（ｄ９）。
【０１５６】
以下の説明では、下方スキャン用レーザ１１Ａを代表にして説明する。
【０１５７】
下方スキャン用レーザ１１Ａは、計測開始指示に伴ってスキャン範囲０°〜２７０°のスキャン範囲（０．５ピッチ）でレーザ光を発射し、この反射レーザ光に基づいて照射物体（撮影対象物）までの距離と、その反射レーザ光の反射強度とを求めて出力する（ｄ５ａ、ｄ５ｂ、・・）。
【０１５８】
また、下方スキャン用レーザ１１Ａのカウンタ機能は、エンコーダパルスをカウントしている（ｄ５ａ、ｄ５ｂ、・・・・）。
【０１５９】
そして、下方スキャン用レーザ１１Ａは、５０Ｈｚ経過する毎に、エンコーダパルスの累積カウント値Ｅａｉと現在時刻Ｒａｔｉとを２７０°のレーザデータＲＡｉに付加して送出する（ｄ６ａ、ｄ６ｂ、・・・）。
【０１６０】
レーザスキャナ用ＰＣ４７のレーザデータ読込部７９は、下方レーザデータＲＡｉが出力される毎にタイマ７７の現在時刻Ｒｐｉを付加（付加しなくともよい）してメモリ８０ａに記憶する（ｄ８ａ、ｄ８ｂ・・・：図２０参照）。
【０１６１】
すなわち、スキャン周期毎に、最終ピッチ（２７０°）のレーザデータには、現在までのエンコーダ２２による移動距離に応じた第１の累積カウント値Ｅａｉを付加させているので、レーザヘッド１１ａ（図９参照）が１周期した時点までの、軌陸車（移動体）１の移動距離を第１の累積カウント値Ｅａｉから知ることができる。
【０１６２】
従って、ＧＰＳ部、ＩＮＳ部を設けなくとも、スキャン周期毎に鉄道線路ＴＲ上の移動車輌の位置が特定できる。
【０１６３】
また、レーザヘッド１１ａ（図９参照）の１周期における撮影対象物までのレーザ距離とその反射強度とを含むレーザデータを順次記憶しているので、その対象物を構成する画素を反射強度に対応した色で表現することが可能となる。
【０１６４】
つまり、レーザ反射強度を使うことで、点群は白黒画像のような濃淡のある表現が可能である。単に点群による形状だけでは、線路周辺設備の判読ができないが、表面状況で反射強度の異なるデータを表現することで、点群のみでもある程度線路周辺設備の判読ができる。この反射強度の取得は周りの明るさに左右されないため、日中の明るい場所でも深夜の暗い場所でも、照明なしに同様のデータを取得できる。
【０１６５】
ここで、レーザスキャナ用ＰＣ４７の内部タイマの現在時刻Ｓｔｉを付加する理由は、
何らかの理由で、パルスのカウントや下方スキャン用レーザ１１Ａのタイマに障害があった場合に、全く他にセンサ間のデータを関連づける手がかりがないことになる。このため、レーザスキャナ用ＰＣ４７の現在時刻Ｓｔｉも同時に記録するのが好ましい。
【０１６６】
また、本実施の形態のレーザスキャナというのは、累積カウント値がある一定値に到達するとリセットして、再びカウントして累積する。
【０１６７】
このため、スキャン周期（１周期：５０Ｈｚ）毎に出力される下方スキャン用レーザ１１Ａからの累積カウント値Ｅａｉは、不確かなものになってしまう。このため、レーザスキャナ用ＰＣ４７の内部タイマの現在時刻Ｓｔｉを、下方スキャン用レーザ１１Ａからのレーザデータ（１周期時点）に付加するのが好ましい。無論、５０Ｈｚ毎に記憶された累積カウント値を追跡していけば、リセットされた個所が分るので、計算することで正確な累積カウントを得ることは可能である。
【０１６８】
１周分のレーザデータには２種類（レーザの内部タイマとＰＣの内部タイマ）の時刻が付加されているが、いずれを用いるかは、使用形態によって決まる。
【０１６９】
一方、赤外線カメラ用ＰＣ５３のエンコーダパルス・ＡＴＳ信号読込部９２は、カウンタボード５９で計測しているエンコーダ２２の累積カウント値ＥｉとＡＴＳ検出信号とを含むエンコーダパルスデータを２００Ｈｚ周期（５ｍｓｅｃ毎）で読み込んでこれをメモリ９３に記憶する｛ｄ１０：図２１（ａ）参照｝。このとき、タイマ９１の現在時刻Ｓｔｉを付加する。
【０１７０】
このため、何らかの理由で下方スキャン用レーザ１１Ａからのエンコーダパルスの累積結果である第１の累積カウント値Ｅａｉに狂いがあったとしても、エンコーダパルスデータは、より細かな周期で収集したエンコーダパルスの累積結果である第２の累積カウント値Ｅｉと第１のレーザスキャナ１１Ａの内部タイマと同期が取られたＰＣ（レーザスキャナ用、赤外線カメラ用）の現在時刻（ｓｔｉ）とを含むものであるので、下方スキャン用レーザ１１Ａからの１スキャン時の第１の累積カウント値Ｅａｉに付加されている現在時刻と、この現在時刻に対応する現在時刻を有するエンコーダパルスデータの現在時刻（誤差は微差）を引き当てることができる。
【０１７１】
従って、この引き当てたエンコーダパルスデータの第２の累積カウント値を採用して、これを１スキャン時点までの軌陸車（移動体）１の移動距離とすることができる。
【０１７２】
図１９においては、赤外線カメラ用ＰＣ５３が２００Ｈｚで累積カウント値Ｅｉの読み込むタイミングをＨレベルで示している。累積カウント値Ｅｉが存在する場合はその累積カウント値を「１，２，３・・・」として記載している（ｄ１１）。
【０１７３】
また、ＡＴＳ検出信号の２００Ｈｚの検出タイミングをＨレベルで記載し、２００Ｈｚで検出したときに、「１」があれば、そのＨレベルに「１」を書き込んで示している（ｄ１２）。
【０１７４】
一方、赤外線カメラＰＣ５３は、左用赤外線カメラ１３Ｌからの左用赤外線画像データ（１駒ごと）を３０Ｈｚ毎日に読み込み、メモリ９５ａ｛図２１（ｂ）参照｝に記憶する（ｄ１３ａ、ｄ１３ｂ・・）。
【０１７５】
すなわち、エンコーダパルスデータは、図２２（ｂ）に示すように２００Ｈｚ周期におけるエンコーダパルスの累積カウント値、ＡＴＳ１００の検出の有無が取得され、下方スキャン用レーザ１１Ａからはレーザデータが図２２（ａ）に示すように、１周期（５０Ｈｚ）で５４１個のレーザデータが取得されて、これらの内の２７０°のレーザデータには、時刻同期がなされた１周期時点の下方スキャン用レーザ１１Ａの現在時刻Ｒａｔｉと５０Ｈｚ経過時点のエンコーダパルスの累積カウント値Ｅａｉとが対応付けられて記憶されるので、エンコーダパルスデータに含まれているエンコーダパルスの累積カウント値Ｅｉとレーザデータの累積カウント値Ｅａｉとの比較で、どれが対応しているかが分る。例えば図２２の（ａ）のエンコーダパルスの累積カウント値Ｅａｉ（「２６５８４」）と、エンコーダパルスデータの累積カウント値Ｅｉ（「２６５８１」）が対応する。
【０１７６】
また、赤外線カメラからの赤外線画像データには、同期が取られた現在時刻Ｓｔｉが付加されて記憶されるので赤外線画像データの現在時刻Ｓｔｉで、その赤外線画像データを得たときのパルスカウントデータが把握できると共に、このパルスカウントデータに含まれている累積カウント値Ｅｉでどの時点のレーザデータが対応するかが分る。
【０１７７】
例えば図２２（ｃ）の現在時刻Ｓｔｉ（０２．１５２４．５７９）を有する赤外線画像データに、図２２（ｂ）の現在時刻Ｒａｔｉ（０２．１５２４．５７７）付近のエンコーダパルスデータが対応する。つまり、図２２（ｃ）の現在時刻Ｓｔｉ（０２．１５２４．５７９）を有する赤外線画像データに対応するレーザデータは、図２２（ａ）の現在時刻Ｒａｔｉ（０２．１５２４．５６９：累積カウント値Ｅａｉ「２６５８４」）と現在時刻Ｒａｔｉ（０２．１５２４．５６９６：累積カウント値Ｅａｉ「２７２７８」）との間の１周期のレーザデータが対応することになる。
【０１７８】
従って、図２２に示すように、各画像をエンコーダの累積カウント値Ｅａｉ、Ｅｉは現在時刻Ｓｔｉ、Ｒａｔｉ（Ｒｐｔ＝Ｓｔｉ）で対応させることができる。
【０１７９】
これらのデータを用いると、図２３に示すように各データを対応させることができる。図２３（ａ）においては、昼の可視画像を示し、図２３（ｂ）においては、夜の赤外線画像を示し、図２３（ｃ）、（ｄ）には、レーザデータの反射強度に基づくレーザ画像を示している。
【０１８０】
また、２００Ｈｚでエンコーダパルスデータを読み込んでいるので、軌陸車１が高速（標準３０ｋｍ程度、高速６０ｋｍ程度）に移動しても確実にＡＴＳ１００の検出信号を捕らえることができる。そして、このＡＴＳ１００の検出時点から次のＡＴＳ検出までの累積カウント値との差で、ＡＴＳ１００間の距離も算出することができる。
【０１８１】
また、鉄道線路ＴＲに地理座標が与えられている場合は、レーザデータは鉄道沿線設備までの距離を測定しているので、累積カウント値を距離換算することでその鉄道沿線設備にレーザ画像、赤外線画像データを対応させることができる。つまり、ＧＰＳ部、ＩＮＳ部等を必要としなで、鉄道沿線設備にレーザ画像、赤外線画像データを対応させることができる。
【０１８２】
前述のレーザスキャナ部ＬＳについて補充する。レーザ部支持部材１２は、図２４に示すように、Ｖ字状の挟み板１２ａ，１２ｂを連結部材１１ｄａ、１１ｄｂ・・・・で連結している。下方スキャン用レーザ１１Ａは、連結部材１１ｄｈ、１１ｄｉで連結され、下方も図示しない連結部材で挟み板１２ａ、１２ｂで挟まれて固定されている。
【０１８３】
さらに、上方スキャン用レーザ１１Ｂは、連結部材１１ｄｅ、１１ｄｆで連結され、下方も図示しない連結部材で挟み板１２ａ、１２ｂで挟まれて固定されている。
【０１８４】
一方、左カメラ・照明部Ｌを構成する左用赤外線照明器１４Ｌは図２５に示す架台Ｚを用いて固定されている。
【０１８５】
なお、上記実施の形態では、架台３の上面３ａは平板として説明したが、平板でなくとも、例えば、各センサ（赤外線カメラ、レーザスキャナ）と照明器とを載せるフレーム枠にしてもよい。
【符号の説明】
【０１８６】
１ 移動体（軌陸車）
３ 架台
８ エンコーダ付き車輪部
ＴＲ 鉄道線路
１０ 線路周辺設備空間情報取得システム
１０ａ 線路周辺設備空間情報取得装置
ＬＳ レーザスキャナ部
１１（１１Ａ，１１Ｂ） レーザ部
１１Ａ 第１のレーザスキャナ１１Ａ（下方スキャン用レーザ）
１１Ｂ 第２のレーザスキャナ１１Ｂ（上方スキャン用レーザ）
１２ レーザ部支持部材
Ｌ 左カメラ・照明部
１３Ｌ 左用赤外線カメラ
１４Ｌ 左用赤外線照明器
１５Ｌ 左用照明器支持部材
Ｒ 右カメラ・照明部
１３Ｒ 右用赤外線カメラ
１４Ｒ 右用赤外線照明器
１５Ｒ 右用照明器支持部材
２０ 車上子部
２０ａ 車上子・エンコーダ用台車
２１ 車上子
２２ エンコーダ
６５ ＡＴＳ検出器
１００ ＡＴＳ（地上子）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道線路を移動する移動体に、レーザスキャナ部と、車軸の回転数に応じたエンコーダパルスを出力するエンコーダと、コントローラ部とを備えて、前記鉄道線路の周辺の空間情報を取得する線路周辺設備空間情報取得システムであって、
前記レーザスキャナ部は、
レーザヘッドを所定のスキャン周期で回転させながら所定のピッチ角度で単一のレーザ光を発射し、このレーザ光に基づく反射強度と反射物までのレーザ距離とをレーザデータとして前記ピッチ角度毎に順次、出力するレーザ部と、
前記エンコーダパルスを入力し、この累積値を設定された第１の間隔で第１の累積カウント値として出力するレーザ付属情報出力部と、
前記レーザ光が前記鉄道線路に対して所定傾斜角度で発射されるように前記レーザ部を保持して前記移動体の荷台上に固定されたレーザ部支持部材と、
を備え、
前記コントローラ部は、
前レーザ付属情報出力手段に、前記レーザヘッドのスキャン周期として前記レーザ部に設定し、該スキャン周期を前記第１の間隔とし、該間隔毎に最終ピッチの前記レーザデータに前記第１の累積カウント値を付加させる制御情報を前記レーザ付属情報出力部に設定する手段と、
前記レーザデータが入力する毎に、このレーザデータを第１の記憶手段に順次記憶する手段と、
を備えたことを特徴とする線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項２】
前記レーザ付属情報出力部は、レーザ用の内部タイマを備え、
前記コントローラ部は、カウンタボードを備え、
前記カウンタボードは、前記エンコーダからのエンコーダパルスを計数し、この累積値を第２の累積カウント値として第２の間隔で出力するカウント手段を備え、
さらに、前記コントローラ部は、
コントローラ部用の内部タイマを備え、
前記レーザ付属情報出力部のレーザ用の内部タイマに対して、現在時刻を設定する手段と、
前記カウンタボードに対して、前記スキャン周期以上の周期を前記第２の間隔として設定する手段と、
前記カウンタボードからの前記第２の間隔で前記第２の累積カウント値が出力される毎に、前記コントローラ部用の内部タイマの現在時刻を該第２の累積カウント値に付加して第２の記憶手段に順次、記憶する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項３】
前記荷台上に、前記鉄道線路の周辺の沿線設備を含んで撮影した画像データを前記スキャン周期以下の周期で出力する撮影装置を備え、
前記コントローラ部は、前記撮影装置からの前記画像データに前記コントローラ部用の内部タイマの現在時刻を付加して第３の記憶手段に記憶する手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項４】
前記レーザスキャナ部のレーザ付属情報出力部は、
前記エンコーダパルスの第１の累積カウント値が一定値になる毎に、この累積カウント値をリセットするものであり、
前記コントローラ部は、
前記レーザ付属情報出力部から前記スキャン周期毎の前記第１の累積カウント値が入力する毎に、前記コントローラ用の内部タイマの現在時刻を付加する手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項５】
前記レーザ部は、下方スキャン用レーザと、上方スキャン用レーザとからなり、
前記レーザ付属情報出力部は、前記下方スキャン用レーザと前記上方スキャン用レーザとに対応して各々設けられ、
前記レーザ部支持部材は、
前記下方スキャン用レーザの照射面が水平軸に対してマイナス角度となる傾斜角度（マイナス４５度）で前記鉄道線路に向くように、かつ前記上方スキャン用レーザの照射面が水平軸に対してプラス角度となる傾斜角度で前記鉄道線路に向くように、両方をＶ字状に挟んで前記荷台上に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項６】
前記下方スキャン用レーザ及び上方スキャン用レーザのスキャン範囲は、０°〜２７０°の範囲であることを特徴とする請求項５記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項７】
前記荷台上の前記撮像装置は、
前記右用カメラ・照明部及び左用カメラ・照明部を有し、
前記右用カメラ・照明部は、
前記荷台の右部に、カメラの光軸中心が右線路に対して内側となる姿勢角で固定されて前記スキャン周期以下の周期で撮影した右赤外線画像又は右可視光線画像を出力する右用赤外線カメラと、
前記右用赤外線カメラの上に、光軸中心が前記右線路のやや外側を向くように固定された右用赤外線照明器と、
を備え、
前記左用カメラ・照明部は、
前記荷台の左部に、カメラの光軸中心が左線路に対して内側となる姿勢角で固定されて前記スキャン周期以下の周期で撮影した左赤外線画像又は左可視光線画像を出力する左用赤外線カメラと、
前記左用赤外線カメラの上に、光軸中心が前記左線路のやや外側を向くように固定された左用赤外線照明器と、
を備えていることを特徴とする請求項３に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項８】
前記右用カメラ・照明部は、
前記右用赤外線カメラを、その光軸中心を前記右線路に対して約３０°内側で下方に約５°の姿勢で固定して、前記右用赤外線照射器を、この上に光軸中心を前記右線路の外側に約１５°、水平軸に対して上方に約１５°で固定し、
前記左用カメラ・照明部は、
前記左用赤外線カメラを、その光軸中心を前記左線路に対して約３０°内側で下方に約５°の姿勢で固定し、この上に左用赤外線照射器を、この上に光軸中心を前記左線路の外側に約１５°、水平軸に対して上方に約１５°で固定していることを特徴とする請求項７に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項９】
前記下方スキャン用レーザ及び上方スキャン用レーザは、前記レーザ付属情報出力部を備え、
前記コントローラ部は、
前記レーザスキャナ用の第１のコントローラ部と、前記右用赤外線カメラ用及び左用赤外線カメラ用の第２のコントローラ部とからなり、それぞれのコントローラ部に前記コントローラ部用の内部タイマを備えて、いずれかの内部タイマの現在値を設定する手段を備え、
さらに、
前記第１のコントローラ部は、
前記下方スキャン用レーザ及び上方スキャン用レーザに前記コントローラ部用の第１の内部タイマの現在時刻を設定する手段と、
前記下方スキャン用レーザ及び上方スキャン用レーザに対して、前記レーザヘッドのスキャン範囲及び前記スキャン周期を設定する手段と、
前記下方スキャン用レーザからのレーザデータ、上方スキャン用レーザからのレーザデータが入力する毎に、これらのレーザデータを下方用と上方用とに区別して前記第１の記憶手段に順次記憶する手段と、を備え、
前記第２のコントローラ部は、
前記右用赤外線カメラからの右用赤外線画像データ、前記左用赤外線カメラからの左用赤外線画像データに内部タイマの現在時刻を付加して、これらを区別して前記第２の記憶手段に記憶する手段と、
を有することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項１０】
前記鉄道線路内に設置したＡＴＳを検出するためのＡＴＳ検出部を備え、
前記カウンタボードは、
前記ＡＴＳ検出部からのＡＴＳ信号を入力し、前記第２の間隔（２００Ｈｚ）で前記コントローラ部にＡＴＳ検出の有無を示す出力信号を出力する手段を備え、
前記コントローラ部は、
前記カウンタボードからの前記ＡＴＳ検出の有無を前記第２の間隔で読み込んで、これを前記第２の累積カウント値に付加して記憶する手段を有することを特徴とする請求項２乃至９のいずれか１項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項１１】
前記ＡＴＳ検出部は、車上子を備え、
前記エンコーダ及び前記車上子は、前記鉄道線路を走行可能な牽引車に搭載され、この牽引車は前記移動体に連結されていることを特徴とする請求項１０に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項１２】
前記レーザ部とレーザ付属情報出力部とは一体化されて前記レーザスキャナ部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項１３】
前記レーザスキャナ部と前記撮像装置は、前記荷台上に設けられた平板又はフレーム上の支持部材によって水平に固定されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項１】
鉄道線路を移動する移動体に、レーザスキャナ部と、車軸の回転数に応じたエンコーダパルスを出力するエンコーダと、コントローラ部とを備えて、前記鉄道線路の周辺の空間情報を取得する線路周辺設備空間情報取得システムであって、
前記レーザスキャナ部は、
レーザヘッドを所定のスキャン周期で回転させながら所定のピッチ角度で単一のレーザ光を発射し、このレーザ光に基づく反射強度と反射物までのレーザ距離とをレーザデータとして前記ピッチ角度毎に順次、出力するレーザ部と、
前記エンコーダパルスを入力し、この累積値を設定された第１の間隔で第１の累積カウント値として出力するレーザ付属情報出力部と、
前記レーザ光が前記鉄道線路に対して所定傾斜角度で発射されるように前記レーザ部を保持して前記移動体の荷台上に固定されたレーザ部支持部材と、
を備え、
前記コントローラ部は、
前レーザ付属情報出力手段に、前記レーザヘッドのスキャン周期として前記レーザ部に設定し、該スキャン周期を前記第１の間隔とし、該間隔毎に最終ピッチの前記レーザデータに前記第１の累積カウント値を付加させる制御情報を前記レーザ付属情報出力部に設定する手段と、
前記レーザデータが入力する毎に、このレーザデータを第１の記憶手段に順次記憶する手段と、
を備えたことを特徴とする線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項２】
前記レーザ付属情報出力部は、レーザ用の内部タイマを備え、
前記コントローラ部は、カウンタボードを備え、
前記カウンタボードは、前記エンコーダからのエンコーダパルスを計数し、この累積値を第２の累積カウント値として第２の間隔で出力するカウント手段を備え、
さらに、前記コントローラ部は、
コントローラ部用の内部タイマを備え、
前記レーザ付属情報出力部のレーザ用の内部タイマに対して、現在時刻を設定する手段と、
前記カウンタボードに対して、前記スキャン周期以上の周期を前記第２の間隔として設定する手段と、
前記カウンタボードからの前記第２の間隔で前記第２の累積カウント値が出力される毎に、前記コントローラ部用の内部タイマの現在時刻を該第２の累積カウント値に付加して第２の記憶手段に順次、記憶する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項３】
前記荷台上に、前記鉄道線路の周辺の沿線設備を含んで撮影した画像データを前記スキャン周期以下の周期で出力する撮影装置を備え、
前記コントローラ部は、前記撮影装置からの前記画像データに前記コントローラ部用の内部タイマの現在時刻を付加して第３の記憶手段に記憶する手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項４】
前記レーザスキャナ部のレーザ付属情報出力部は、
前記エンコーダパルスの第１の累積カウント値が一定値になる毎に、この累積カウント値をリセットするものであり、
前記コントローラ部は、
前記レーザ付属情報出力部から前記スキャン周期毎の前記第１の累積カウント値が入力する毎に、前記コントローラ用の内部タイマの現在時刻を付加する手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項５】
前記レーザ部は、下方スキャン用レーザと、上方スキャン用レーザとからなり、
前記レーザ付属情報出力部は、前記下方スキャン用レーザと前記上方スキャン用レーザとに対応して各々設けられ、
前記レーザ部支持部材は、
前記下方スキャン用レーザの照射面が水平軸に対してマイナス角度となる傾斜角度（マイナス４５度）で前記鉄道線路に向くように、かつ前記上方スキャン用レーザの照射面が水平軸に対してプラス角度となる傾斜角度で前記鉄道線路に向くように、両方をＶ字状に挟んで前記荷台上に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項６】
前記下方スキャン用レーザ及び上方スキャン用レーザのスキャン範囲は、０°〜２７０°の範囲であることを特徴とする請求項５記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項７】
前記荷台上の前記撮像装置は、
前記右用カメラ・照明部及び左用カメラ・照明部を有し、
前記右用カメラ・照明部は、
前記荷台の右部に、カメラの光軸中心が右線路に対して内側となる姿勢角で固定されて前記スキャン周期以下の周期で撮影した右赤外線画像又は右可視光線画像を出力する右用赤外線カメラと、
前記右用赤外線カメラの上に、光軸中心が前記右線路のやや外側を向くように固定された右用赤外線照明器と、
を備え、
前記左用カメラ・照明部は、
前記荷台の左部に、カメラの光軸中心が左線路に対して内側となる姿勢角で固定されて前記スキャン周期以下の周期で撮影した左赤外線画像又は左可視光線画像を出力する左用赤外線カメラと、
前記左用赤外線カメラの上に、光軸中心が前記左線路のやや外側を向くように固定された左用赤外線照明器と、
を備えていることを特徴とする請求項３に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項８】
前記右用カメラ・照明部は、
前記右用赤外線カメラを、その光軸中心を前記右線路に対して約３０°内側で下方に約５°の姿勢で固定して、前記右用赤外線照射器を、この上に光軸中心を前記右線路の外側に約１５°、水平軸に対して上方に約１５°で固定し、
前記左用カメラ・照明部は、
前記左用赤外線カメラを、その光軸中心を前記左線路に対して約３０°内側で下方に約５°の姿勢で固定し、この上に左用赤外線照射器を、この上に光軸中心を前記左線路の外側に約１５°、水平軸に対して上方に約１５°で固定していることを特徴とする請求項７に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項９】
前記下方スキャン用レーザ及び上方スキャン用レーザは、前記レーザ付属情報出力部を備え、
前記コントローラ部は、
前記レーザスキャナ用の第１のコントローラ部と、前記右用赤外線カメラ用及び左用赤外線カメラ用の第２のコントローラ部とからなり、それぞれのコントローラ部に前記コントローラ部用の内部タイマを備えて、いずれかの内部タイマの現在値を設定する手段を備え、
さらに、
前記第１のコントローラ部は、
前記下方スキャン用レーザ及び上方スキャン用レーザに前記コントローラ部用の第１の内部タイマの現在時刻を設定する手段と、
前記下方スキャン用レーザ及び上方スキャン用レーザに対して、前記レーザヘッドのスキャン範囲及び前記スキャン周期を設定する手段と、
前記下方スキャン用レーザからのレーザデータ、上方スキャン用レーザからのレーザデータが入力する毎に、これらのレーザデータを下方用と上方用とに区別して前記第１の記憶手段に順次記憶する手段と、を備え、
前記第２のコントローラ部は、
前記右用赤外線カメラからの右用赤外線画像データ、前記左用赤外線カメラからの左用赤外線画像データに内部タイマの現在時刻を付加して、これらを区別して前記第２の記憶手段に記憶する手段と、
を有することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項１０】
前記鉄道線路内に設置したＡＴＳを検出するためのＡＴＳ検出部を備え、
前記カウンタボードは、
前記ＡＴＳ検出部からのＡＴＳ信号を入力し、前記第２の間隔（２００Ｈｚ）で前記コントローラ部にＡＴＳ検出の有無を示す出力信号を出力する手段を備え、
前記コントローラ部は、
前記カウンタボードからの前記ＡＴＳ検出の有無を前記第２の間隔で読み込んで、これを前記第２の累積カウント値に付加して記憶する手段を有することを特徴とする請求項２乃至９のいずれか１項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項１１】
前記ＡＴＳ検出部は、車上子を備え、
前記エンコーダ及び前記車上子は、前記鉄道線路を走行可能な牽引車に搭載され、この牽引車は前記移動体に連結されていることを特徴とする請求項１０に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項１２】
前記レーザ部とレーザ付属情報出力部とは一体化されて前記レーザスキャナ部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【請求項１３】
前記レーザスキャナ部と前記撮像装置は、前記荷台上に設けられた平板又はフレーム上の支持部材によって水平に固定されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２４】
【図２５】
【図７】
【図８】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２４】
【図２５】
【図７】
【図８】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−２２５８４６（Ｐ２０１２−２２５８４６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９５３６６（Ｐ２０１１−９５３６６）
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００１９６５８７）西日本旅客鉄道株式会社 (202)
【出願人】（５９１０７４１６１）アジア航測株式会社 (48)
【出願人】（５９２１０５６２０）ジェイアール西日本コンサルタンツ株式会社 (15)
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（０００１９６５８７）西日本旅客鉄道株式会社 (202)
【出願人】（５９１０７４１６１）アジア航測株式会社 (48)
【出願人】（５９２１０５６２０）ジェイアール西日本コンサルタンツ株式会社 (15)
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