(57)【要約】【課題】  地雷埋設位置での操作、処理の過程で地雷の爆発を招く危険性を低減した地雷処理装置を提供する。【解決手段】  埋設された地雷１２周囲の土砂を除去する土砂除去機１４と、地雷１２の埋設地点１０の状況を３次元画像情報として取得する３次元画像情報取得手段２０と、３次元画像情報取得手段２０が取得した３次元画像情報に基いて土砂除去機１４に動作情報を付与する制御器２２とを備えている。３次元画像情報取得手段２０としては、複数のマイクロミラーを制御して３次元画像情報を取得する方式の３次元レーザレーダが特に推奨される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋設された地雷周囲の土砂を除去する土砂除去機と、前記地雷の埋設地点の状況を３次元画像情報として取得する３次元画像情報取得手段と、前記３次元画像情報取得手段が取得した３次元画像情報に基いて前記土砂除去機に動作情報を付与する制御手段とを備えたことを特徴とする地雷処理装置。
【請求項２】
前記３次元画像情報取得手段が３次元レーザレーダであることを特徴とする請求項１に記載の地雷処理装置。
【請求項３】
前記３次元レーザレーダが、光強度を時間変調させたレーザ光を測定対象物に照射するレーザ光出射部と、測定対象物で反射した反射光を受光する受光部と、前記反射光の光路に設けられ平面上に配列した複数のマイクロミラーの内、選択したマイクロミラーの反射面を所定の向きにＯＮ状態に制御することにより、ＯＮ状態のマイクロミラーで反射した前記反射光を前記受光部に導くマイクロミラー制御部と、前記受光部で受光した前記反射光の移相ずれ情報と前記ＯＮ状態のマイクロミラーの位置情報に基いて測定対象物の３次元画像情報を求めるデータ処理部とを有したものであることを特徴とする請求項２に記載の地雷処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地雷処理装置に係り、埋設された地雷の周囲の土砂を除去する土砂除去機を備えた地雷処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地雷除去の一般的な方法では、まず、埋設された地雷の周囲の土砂を除去して地雷の表面を露出させる。そして、爆発力が比較的弱い対人用地雷についてはその場で当該地雷に火薬を仕掛けて誘爆させる。また、爆発力が強大な対戦車用地雷については当該地雷を掘り出し、別の場所へ移動させて適当な方法で処理処分する。
【０００３】
埋設された地雷の周囲の土砂を除去して地雷の表面を露出させる作業は、ほとんどの場合、シャベルや刷毛を用いた手作業で行われている。この作業は専門的な技術を持つ熟練作業者の経験とカンに頼るものであり、能率が悪く、かつ誤って信管に触れると地雷の爆発を招く危険な作業である。
【０００４】
このような手作業による地雷処理の問題点を改善するために、種々の走行式の地雷処理装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。これらの走行式の地雷処理装置では、操作員が乗り込んで当該装置を地雷埋設位置に移動させ、地雷埋設位置では操作員が目視に頼りながら必要な操作、処理を行う。
【特許文献１】特開平７−１４６０９７号公報
【特許文献２】特開２０００−１３０９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらの走行式の地雷処理装置では、地雷埋設位置での操作、処理の過程で操作誤差や操作ミスによって地雷の爆発を招く危険性を多分に内在していた。
本発明の目的は上記従来技術の問題点を改善し、地雷埋設位置での操作、処理の過程で地雷の爆発を招く危険性を低減した地雷処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係る地雷処理装置は、埋設された地雷周囲の土砂を除去する土砂除去機と、前記地雷の埋設地点の状況を３次元画像情報として取得する３次元画像情報取得手段と、前記３次元画像情報取得手段が取得した３次元画像情報に基いて前記土砂除去機に動作情報を付与する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
前記３次元画像情報取得手段は、３次元レーザレーダであることが望ましい。３次元レーザレーダとしては、光強度を時間変調させたレーザ光を測定対象物に照射するレーザ光出射部と、測定対象物で反射した反射光を受光する受光部と、前記反射光の光路に設けられ、平面上に配列した複数のマイクロミラーの内、選択したマイクロミラーの反射面を所定の向きに制御してＯＮ状態にすることにより、ＯＮ状態のマイクロミラーで反射した前記反射光を前記受光部に導くマイクロミラー制御部と、前記受光部で受光した前記反射光の移相ずれ情報と、前記ＯＮ状態のマイクロミラーの位置情報に基いて測定対象物の３次元画像情報を求めるデータ処理部とを有したものであることが特に望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、３次元画像情報取得手段が取得した地雷埋設地点の３次元画像情報に基いて土砂除去機に正確な動作情報を付与できる。このため、地雷埋設位置での操作、処理の過程で地雷の爆発を招く危険性を低減できる。また、３次元レーザレーダは照明条件や物体表面条件に左右されることなく、１ｍｍ以下の精度で３次元画像情報を取得することができる。このため、この３次元画像情報に基づく動作情報は精度がよく、土砂除去機による土砂の除去操作を安全確実に実行させることができる。複数のマイクロミラーを制御して３次元画像情報を取得する方式の３次元レーザレーダを用いると、３次元画像情報を高速に取得できるので、地雷処理の能率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明に係る地雷処理装置の実施形態を示す構成図である。戦争地又は戦争跡地には地雷１２が埋設されており、この地雷１２の埋設地点１０は予め地雷探知機（図示せず）などによって特定されている。この埋設地点１０には埋設された地雷１２の周囲の土砂を除去して地雷１２の表面を露出させるために、土砂除去機１４が横付けされる。
【００１０】
土砂除去機１４は原則として無人機とする。土砂除去機１４のマニピュレータ１６を遠隔操作することによって、例えばマニピュレータ１６の先端に取り付けた刷毛１８により地雷１２周囲の土砂を除去する。また、土砂除去機１４がロボット機能を具備している時には、操作プログラムに基いてマニピュレータ１６が自動操作される。
【００１１】
前記地雷１２の埋設地点１０の近傍には３次元画像情報取得手段２０が配設され、埋設地点１０の状況を３次元画像情報として取得する。この３次元画像情報取得手段２０は土砂除去機１４に搭載されたものであってもよいが、土砂除去機１４とは別個の台車に搭載され、埋設地点１０の周辺を自在に移動して最適の位置から埋設地点の状況を観測できることが望ましい。３次元画像情報取得手段２０では埋設地点１０の地形、地雷１２の埋設状況、マニピュレータ１６先端の刷毛１８と地雷１２との相対位置などを３次元画像情報として取得する。
【００１２】
この３次元画像情報取得手段２０で取得した３次元画像情報は制御器２２に送信される。制御器２２は送信された３次元画像情報に基いて土砂除去機１４に対して動作情報を直接又は間接的に付与する。
【００１３】
すなわち、土砂除去機１４が遠隔操作式である場合には、制御器２２は３次元画像情報取得手段２０から送信された３次元画像情報を遠隔操作器２４の操作画面に無線又は有線で転送する。遠隔操作器２４の操作員は転送された３次元画像情報を見ながら土砂除去機１４を遠隔操作する。また、土砂除去機１４がロボット機能を具備している時には、制御器２２は土砂除去機１４の操作プログラムに直接、現在なすべき動作指令を無線又は有線で発信する。この際、同時に遠隔操作器２４の操作画面にも３次元画像情報を転送し、操作員が転送された３次元画像情報を見ながらロボット動作を補助するようにしてもよい。すなわち、必要に応じてロボット動作を停止したり、遠隔操作に切り換えるなどの介入を行う。
【００１４】
３次元画像情報取得手段２０としては３次元レーザレーダを用いることが推奨される。すなわち、地雷は信管に人間の体重レベルの弱い衝撃力が作用しても即座に爆発する恐れがあるので、土砂除去機１４による土砂の除去動作はミリメートル単位の正確さが要求される。３次元画像情報取得手段２０として複数のＣＣＤカメラで撮像した画像を処理して３次元画像情報を取得する方法が周知である。しかしながら、この方法は装置構成が大掛かりになるとともに、照明条件や物体表面条件によって取得した３次元寸法に誤差が生じ易いので、地雷処理用の３次元画像情報取得手段としては適さない。３次元レーザレーダは照明条件や物体表面条件に左右されることなく、１ｍｍ以下の精度で３次元画像情報を取得することができる。このため、この３次元画像情報に基いて得られた動作指令は精度がよく、土砂除去機１４による土砂の除去操作を安全確実に実行させることができる。
【００１５】
３次元レーザレーダとしてはレーザ光を対象視界に対して隈なく走査することによって、３次元画像情報を取得する方式のものが一般的である。しかしながら、この方式の３次元レーザレーダは計測処理時間が長くなるという難点があり、地雷処理の能率を低下させる。本発明においては、このような難点を改善する３次元レーザレーダとして複数のマイクロミラーを制御して３次元画像情報を取得する方式のものが特に推奨される。
【００１６】
図２は上記方式の３次元レーザレーダの主要構成を示すブロック図である。この３次元レーザレーダは、主にレーザ光出射部３０と受光部３２とマイクロミラー制御部３４とデータ処理部３６とによって構成される。レーザ光出射部３０はレーザ光３８の光強度を時間変調しながらレーザ光３８を測定対象物４０に照射する。受光部３２は測定対象物４０で反射した反射光４２を受光する。マイクロミラー制御部３４は図３に示した原理説明図のように例えば４×４＝１６個のマイクロミラー４４を平面上に備えている。これら複数のマイクロミラー４４の内、選択したマイクロミラー４４Ａの反射面を所定の向きに制御してＯＮ状態にすることにより、ＯＮ状態のマイクロミラー４４Ａで反射した反射光４２Ａを受光部３２に導く。ＯＦＦ状態にあるマイクロミラー４４Ｂで反射した反射光４２Ｂは受光部３２と異なる方向に散逸する。
【００１７】
データ処理部３６は受光部３２で受光した反射光４２Ａの移相ずれ情報と、ＯＮ状態のマイクロミラー４４Ａの位置情報に基いて測定対象物４０の３次元画像情報を求める。すなわち、データ処理部３６では、光強度が時間変調されたレーザ光３８が反射光４２Ａとして受光部３２に入光したときの光強度の時間変化からその移相ずれ量を算出し、測定対象物４０におけるレーザ光３８の反射点Ｐの距離情報を求める。そして、この反射点Ｐの距離情報と、当該ＯＮ状態のマイクロミラー４４Ａとレーザ光出射部３０におけるレーザ光の出射点との幾何学的位置関係から反射点Ｐの３次元位置を特定する。
【００１８】
この反射点Ｐの３次元位置が特定されると、マイクロミラー制御部３４ではＯＮ状態のマイクロミラー４４Ａを順次，切り替えながら、同様に他の反射点Ｐの３次元位置を特定していく。その結果、図３に示した例ではマイクロミラー４４の数に相当する１６点の反射点の３次元位置を特定することができる。実用レベルのマイクロミラー制御部３４としては、テキサス・インスツルメント社製のデジタルマイクロミラーデバイス(商標)が挙げられ、例えば１０２４×７６８個のマイクロミラーを配列したものでは膨大な数の反射点Ｐの３次元位置を特定することができ、これらの反射点Ｐをプロットすることにより、測定対象物４０の高精度な３次元画像情報を短時間で取得することができる。
【００１９】
なお、図３に示した原理図では、便宜上マイクロミラー制御部３４ではＯＮ状態のマイクロミラー４４Ａを１個づつ選択する場合について説明した。しかしながら、実用レベルでは全マイクロミラーに対してＯＮ状態のマイクロミラーが半数以上を占めるように、例えばアダマール行列を用いて制御パターンを生成する。すると、受光部３２に受光される反射光の光強度が大きくなり、後処理として行う増幅や検波等において電気信号がノイズに埋もれることが少なくなる。上記方式の３次元レーザレーダによれば、マイクロミラー制御部３４での制御パターンの切替えに基くデータ処理によって、レーザ光によって照射された一定の広がりを持つ測定対象物４０の照射面を一気に３次元画像情報として取得できる。このため、レーザ光を隈なく走査させる従来の３次元レーザレーダに比べて、測定対象物４０の３次元画像情報を高速に取得できるので、地雷処理の能率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る地雷処理装置の実施形態を示す構成図である。
【図２】望ましい３次元レーザレーダの主要構成を示すブロック図である。
【図３】マイクロミラー制御部３４の原理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０………（地雷の）埋設地点、１２………地雷、１４………土砂除去機、１６………マニピュレータ、１８………刷毛、２０………３次元画像情報取得手段、２２………制御器、２４………遠隔操作器、３０………レーザ光出射部、３２………受光部、３４………マイクロミラー制御部、３６………データ処理部、３８………レーザ光、４０………測定対象物、４２………反射光、４４………マイクロミラー。
【図１】
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【図２】
2006242472.tif 000004
【図３】
2006242472.tif 000005