(57)【要約】【課題】人手によることなく、電柱の設置箇所を問わずに電柱の健全性を判定すること。【解決手段】電柱健全性判定装置は、電柱と、電柱に対する位置が既知である少なくとも五個の基準点とを上空から撮像した複数の画像に基づいて、電柱の変位を導出する導出部と、導出部が導出した電柱の変位が閾値以上である場合には電柱が不健全であると判定し、電柱の変位が閾値未満である場合には電柱が健全であると判定する判定部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電柱と、前記電柱に対する位置が既知である少なくとも五個の基準点とを上空から撮像した複数の画像に基づいて、前記電柱の変位を導出する導出部と、
前記導出部が導出した前記電柱の前記変位が閾値以上である場合には前記電柱が不健全であると判定し、前記電柱の前記変位が閾値未満である場合には前記電柱が健全であると判定する判定部と
を備える、電柱健全性判定装置。
【請求項２】
飛翔体が上空から撮像した前記電柱と、少なくとも五個の前記基準点とを含む複数の画像を取得する取得部を備え、
前記導出部は、前記取得部が取得した前記画像に基づいて、前記電柱の変位を導出する、請求項１に記載の電柱健全性判定装置。
【請求項３】
前記導出部は、前記電柱の頂部の変位を導出し、
前記判定部は、前記導出部が導出した前記電柱の頂部の前記変位が閾値以上である場合には前記電柱が不健全であると判定し、前記電柱の頂部の前記変位が閾値未満である場合には前記電柱が健全であると判定する、請求項１又は請求項２に記載の電柱健全性判定装置。
【請求項４】
前記基準点を含む基準点プレートを備え、
前記導出部は、前記基準点プレートを含む前記複数の画像から取得される前記基準点に基づいて、前記電柱の前記変位を導出する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電柱健全性判定装置。
【請求項５】
複数の前記基準点を含み、前記複数の前記基準点の位置関係が既知である基準点群プレートを備え、
前記導出部は、水平に置かれた前記基準点群プレートを含む前記複数の画像から取得される前記複数の前記基準点に基づいて、前記電柱の前記変位を導出する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電柱健全性判定装置。
【請求項６】
前記基準点群プレートは、水準器を備え、
前記導出部は、前記水準器に基づいて、水平に置かれた前記基準点群プレートを含む前記複数の画像から取得される前記複数の前記基準点に基づいて、前記電柱の前記変位を導出する、請求項５に記載の電柱健全性判定装置。
【請求項７】
前記複数の前記基準点の各々は、発光体を含む、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の電柱健全性判定装置。
【請求項８】
コンピュータが実行する電柱健全性判定方法であって、
電柱と、前記電柱に対する位置が既知である少なくとも五個の基準点とを上空から撮像した複数の画像に基づいて、前記電柱の変位を導出するステップと、
前記導出するステップで導出した前記電柱の前記変位が閾値以上である場合には前記電柱が不健全であると判定し、前記電柱の前記変位が閾値未満である場合には前記電柱が健全であると判定するステップと
を有する、電柱健全性判定方法。
【請求項９】
コンピュータに、
電柱と、前記電柱に対する位置が既知である少なくとも五個の基準点とを上空から撮像した複数の画像に基づいて、前記電柱の変位を導出するステップと、
前記導出するステップで導出した前記電柱の前記変位が閾値以上である場合には前記電柱が不健全であると判定し、前記電柱の前記変位が閾値未満である場合には前記電柱が健全であると判定するステップと
を実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電柱健全性判定装置、電柱健全性判定方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電柱は、架線された電線によって決められた方向へ引っ張られることで、長い年月をかけてその引っ張られた方向へ変形していく。変形していく際に、電柱は、曲げモーメントに対する耐力を保持していること、及び地際が固定されていることから、電柱全体が傾斜するのではなく、電柱の上部が電線の方向に緩やかに曲がっていく。
このように電柱が変形していく過程では、引っ張られる面が圧縮され、その引っ張られる面の反対側である背面側が伸張することで、電柱を構成するコンクリートにひび割れが生じる。ひび割れが大きくなると、ひび割れの箇所から雨水等の水分が電柱の内部に侵入し、電柱の内部を構成する鉄筋が湿潤状態となることで錆が生じる。このような錆は長期間放置すると、鉄筋はその錆によって劣化が進むことで破断し、最終的には電柱が折損する。
このような電柱が折損するリスクを回避するために、定期的に目視により電柱のひび割れの様相の点検が行われ、点検の結果、ひび割れの幅が或る閾値以上となった場合は、電柱の建替えが行われている。
【０００３】
電柱のひび割れの様相の点検に関して、トータルステーションを用いて電柱の輪郭線データを取得して画像解析を行い、曲率が突出した部分についてのモデル解析によって、電柱の健全度が低下した状態で荷重が作用したときの変形量及び曲率を算出することによって、健全度の低下した部位の健全度の度合いを判定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−０９４４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電力系統には多数の電柱が存在することから、目視による点検には、多くの労力が必要である。
一方、トータルステーションを用いた場合には、トータルステーションなどの機器を設置する場所が必要であり、さらに、トータルステーションと測量点との間は見通しがよくなければならない。つまり、トータルステーションを用いた場合には、建造物や樹木などで見通しが遮られる地域、狭隘地域、交通量の多い地域などでは測量が難しい。また、トータルステーションを用いた場合には、測量前に水平方向などのキャリブレーションが必要であり、測量ポイントも事前に決めておく必要があるなど事前のセッティングが煩雑であり、一箇所の測量でも多くの時間を要する。
さらには、トータルステーションを用いた場合には、時間のかかる測量を人手で行うため人件費も増加する。したがって、トータルステーションを用いた場合には、目視によるひび割れ点検に比べてトータルコストが大幅に増加する。
本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであり、その目的は、人手によることなく、電柱の設置箇所を問わずに電柱の健全性を判定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、電柱と、前記電柱に対する位置が既知である少なくとも五個の基準点とを上空から撮像した複数の画像に基づいて、前記電柱の変位を導出する導出部と、前記導出部が導出した前記電柱の前記変位が閾値以上である場合には前記電柱が不健全であると判定し、前記電柱の前記変位が閾値未満である場合には前記電柱が健全であると判定する判定部とを備える、電柱健全性判定装置である。
本発明の一態様の電柱健全性判定装置において、飛翔体が上空から撮像した前記電柱と、少なくとも五個の前記基準点とを含む複数の画像を取得する取得部を備え、前記導出部は、前記取得部が取得した前記画像に基づいて、前記電柱の変位を導出する。
本発明の一態様の電柱健全性判定装置において、前記導出部は、前記電柱の頂部の変位を導出し、前記判定部は、前記導出部が導出した前記電柱の頂部の前記変位が閾値以上である場合には前記電柱が不健全であると判定し、前記電柱の頂部の前記変位が閾値未満である場合には前記電柱が健全であると判定する。
本発明の一態様の電柱健全性判定装置において、前記基準点を含む基準点プレートを備え、前記導出部は、前記基準点プレートを含む前記複数の画像から取得される前記基準点に基づいて、前記電柱の前記変位を導出する。
本発明の一態様の電柱健全性判定装置において、複数の前記基準点を含み、前記複数の前記基準点の位置関係が既知である基準点群プレートを備え、前記導出部は、水平に置かれた前記基準点群プレートを含む前記複数の画像から取得される前記複数の前記基準点に基づいて、前記電柱の前記変位を導出する。
本発明の一態様の電柱健全性判定装置において、前記基準点群プレートは、水準器を備え、前記導出部は、前記水準器に基づいて、水平に置かれた前記基準点群プレートを含む前記複数の画像から取得される前記複数の前記基準点に基づいて、前記電柱の前記変位を導出する。
本発明の一態様の電柱健全性判定装置において、前記複数の前記基準点の各々は、発光体を含む。
本発明の一態様は、コンピュータが実行する電柱健全性判定方法であって、電柱と、前記電柱に対する位置が既知である少なくとも五個の基準点とを上空から撮像した複数の画像に基づいて、前記電柱の変位を導出するステップと、前記導出するステップで導出した前記電柱の前記変位が閾値以上である場合には前記電柱が不健全であると判定し、前記電柱の前記変位が閾値未満である場合には前記電柱が健全であると判定するステップとを有する、電柱健全性判定方法である。
本発明の一態様は、コンピュータに、電柱と、前記電柱に対する位置が既知である少なくとも五個の基準点とを上空から撮像した複数の画像に基づいて、前記電柱の変位を導出するステップと、前記導出するステップで導出した前記電柱の前記変位が閾値以上である場合には前記電柱が不健全であると判定し、前記電柱の前記変位が閾値未満である場合には前記電柱が健全であると判定するステップとを実行させる、プログラムである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、人手によることなく、電柱の設置箇所を問わずに電柱の健全性を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る電柱健全性判定システムの一例を示す図である。
【図２】撮像画像の像点の一例（その１）を示す図である。
【図３】撮像画像の像点の一例（その２）を示す図である。
【図４】三台の撮像装置で撮像する場合の撮像画像の像点の一例を示す図である。
【図５】本実施形態に係る無人飛翔体の外観模式図の一例を示す図である。
【図６】実施形態に係る無人飛翔体の一例を示す機能ブロック図である。
【図７】撮像画像の一例を示す模式図である。
【図８】基準点プレートの一例を示す図である。
【図９】基準点群プレートの一例を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る電柱健全性判定装置の一例を示すブロック図である。
【図１１】本実施形態に係る電柱健全性判定システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。
【図１２】本実施形態に係る電柱健全性判定装置の効果の一例を説明するための図である。
【図１３】撮像方向の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本実施形態に係る電柱健全性判定装置、電柱健全性判定方法およびプログラムを、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。
なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
また、本願でいう「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。
【００１０】
（実施形態）
（電柱健全性判定システム）
図１は、本実施形態に係る電柱健全性判定システムの一例を示す図である。電柱健全性判定システム１は、電柱１０が架線された電線によって引っ張られ、その電柱１０の上部が電線の方向に曲がっていくことで生じる変位に基づいて、電柱の健全性を判定する。実施形態では、一例として、電柱１０の頂部Ｔの前回以前からの変位に基づいて、電柱Ｔの健全性を判定する場合について説明を続ける。
電柱健全性判定システム１は、電柱健全性判定装置１００と、無人飛翔体２００と、基準点３０Ａ−基準点３０Ｅとを備える。ここで、基準点３０Ａ−基準点３０Ｅの各々は、建物などの対象や、電柱１０との間の位置関係が既知であるマーカである。以下、基準点３０Ａ−基準点３０Ｅのうちの任意の基準点を、基準点３０と記載する。
基準点３０Ａ−基準点３０Ｅは、電柱１０の近傍に置かれる。図１において、基準点３０Ａ、および基準点３０Ｂについては上空から見た場合について示され、基準点３０Ｃ−基準点３０Ｅについては建物２０の側面から見た場合について示されている。図１において、基準点３０Ａと基準点３０Ｂとを結んだ方向（紙面前面から紙面の背面の方向）をＹ軸とし、地面に対して鉛直方向をＺ軸とし、Ｘ軸、及びＺ軸の両方に垂直な方向をＸ軸とする。図１に示される例では、基準点３０Ａ、及び基準点３０Ｂは、電柱１０の底部からＸ軸方向に一定距離離れた位置に置かれている。また、基準点３０Ａと基準点３０Ｂとの間のＹ軸方向の長さも既知である。さらに、基準点３０Ｃ、基準点３０Ｄ、及び基準点３０Ｅと、電柱１０の底部との間の位置関係も既知である。
【００１１】
無人飛翔体２００は、電柱１０の上空まで、作成者の操作による飛行や、自律飛行して、健全性の判定を行う電柱１０と、電柱１０の周辺に置かれた基準点３０Ａ−基準点３０Ｅとの両方を含む被写体を複数撮像し、撮像することによって得られる被写体の画像情報を、電柱健全性判定装置１００へ送信する。作成者の操作によって無人飛翔体２００を移動させる場合について説明を続ける。無人飛翔体２００の一例は、ドローンである。
電柱健全性判定装置１００は、無人飛翔体２００が送信した被写体の画像情報を受信する。電柱健全性判定装置１００は、受信した被写体の画像情報に含まれる健全性の判定を行う電柱１０と、電柱１０の周辺に置かれた基準点３０Ａ−基準点３０Ｅとに基づいて、電柱１０の頂部Ｔの変位を導出する。電柱健全性判定装置１００は、導出した電柱１０の頂部Ｔの前回以前に求めた変位からの変位が変位閾値以上である場合には電柱１０は健全でないと判定し、導出した電柱１０の頂部Ｔの前回以前に求めた変位からの変位が変位閾値未満ある場合には電柱１０は健全であると判定する。
【００１２】
無人飛翔体２００が撮像することによって得られる撮像画像について説明する。
図２は、撮像画像の像点の一例（その１）を示す図である。
撮像装置に傾きがない場合について説明する。撮像装置のレンズの位置（レンズ中心）を原点とし、撮像画像上の像点を（ｘｐ，ｙｐ）とし、被写体の位置を（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）とした場合、写真計測基本式として、式（１）、及び式（２）が成り立つ。
ｘｐ＝−Ｃ×Ｘｐ／Ｚｐ      （１）
ｙｐ＝−Ｃ×Ｙｐ／Ｚｐ      （２）
式（１）、及び式（２）において、Ｃは焦点距離である。
式（１）、及び式（２）より、撮像画像上の像点は、被写体の座標と撮像装置のレンズ位置とにより表現することができる。
【００１３】
図３は、撮像画像の像点の一例（その２）を示す図である。
一般的に、撮像装置のレンズ中心を（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）とし、方向性を（ωｃ，φｃ，θｃ）とし、撮像画像上の像点を（ｘｐ，ｙｐ）とし、被写体の位置を（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）とする。
写真計測基本式として、式（３）、及び式（４）が得られる。
ｘｐ＝ｆ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ，ωｃ，φｃ，θｃ，Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）      （３）
ｙｐ＝ｇ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ，ωｃ，φｃ，θｃ，Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）      （４）
次に、Ｎ台の撮像装置で、写真計測した場合について説明する。
【００１４】
図４は、撮像装置７０Ａ、撮像装置７０Ｂ、及び撮像装置７０Ｃの三台の撮像装置で撮像する場合の撮像画像の像点の一例を示す図である。
被写体の像点がｍ個、撮像装置がｎ台の場合、２×ｍ×ｎ個の写真計測基本式が成立する。このとき未知数の数は、撮像装置の位置が３×ｎ個、撮像装置の方向性が３×ｎ個、被写体が３×ｍ個である。
また、座標系の取り方は任意なので、一つのカメラの位置と方向を基準にとれば、未知数を六個減らすことができる。さらに、スケールはないので、未知数は一つ減らすことができる。以上より、未知数の数は、３×ｎ＋３×ｎ＋３×ｍ−６−１＝６×ｎ＋３×ｍ−７で表される。
これら未知数を方程式として解くためには、方程式数＞＝未知数の関係が必要である。したがって、式（５）が成り立つ。
２×ｍ×ｎ＞＝６×ｎ＋３×ｍ−７      （５）
二台で写真計測した場合、つまり写真二枚で写真計測した場合に必要な像点数について説明する。この場合、ｎ＝２であるので、式（５）は、４×ｍ＞＝１２＋３×ｍ−７と変形でき、最終的に、ｍ＞＝５が得られる。
したがって、最低五点以上の被写体の像点を得ることによって、写真計測をすることができることが分かる。この場合、二台のカメラの位置と被写体の位置との関係は、方程式を解くことで求めることができる。二台のカメラの位置と被写体の位置との関係は、相対的な位置関係であるため、撮像画像内で実寸スケールを分かるようにすることによって、実寸スケールでの位置関係は求まる。本実施形態では、一例として、五点の像点を有する被写体を撮像した画像を複数取得する場合について説明を続ける。以下、五点の像点は、基準点とも記載する。
【００１５】
（無人飛翔体）
図５は、本実施形態に係る無人飛翔体の外観模式図の一例を示す図である。無人飛翔体２００は、電柱１０の上空まで自律飛行して、健全性の判定を行う電柱１０と、電柱１０の周辺に置かれた基準点３０Ａ−基準点３０Ｅとの両方を含む被写体を複数撮像する。ここで、基準点３０Ａ−基準点３０Ｅの各々は、電柱１０との間の位置関係が既知である。無人飛翔体２００は、撮像することによって得られる被写体の複数の画像情報を、電柱健全性判定装置１００へ送信する。
無人飛翔体２００は、モータ２０２ａとモータ２０２ｂとモータ２０２ｃとモータ２０２ｄとロータ２０４ａとロータ２０４ｂとロータ２０４ｃとロータ２０４ｄとを備える。
モータ２０２ａ、モータ２０２ｂ、モータ２０２ｃ、およびモータ２０２ｄは、対応するロータ２０４ａ、ロータ２０４ｂ、ロータ２０４ｃ、およびロータ２０４ｄを、それぞれ回転させることにより、無人飛翔体２００に揚力および推進力を与える。
また、モータ２０２ａ、モータ２０２ｂ、モータ２０２ｃ、およびモータ２０２ｄの各々に供給する駆動電流を制御することにより、無人飛翔体２００の飛行高度、方位、進行方向を制御することができる。
【００１６】
無人飛翔体２００は、カメラなどの撮像部２０８を備える。撮像部２０８は、健全性の判定を行う電柱１０と、その電柱１０の周辺に置かれ、電柱１０との位置関係が既知である基準点３０Ａ−基準点３０Ｅとの両方を含む被写体を撮像する。実施形態に係る無人飛翔体２００は、撮像部２０８の撮像方向と、無人飛翔体２００の機首方位ＨＤＧとが一致している。この場合、撮像部２０８は、無人飛翔体２００の前方の風景を撮像する。
以下、モータ２０２ａ、モータ２０２ｂ、モータ２０２ｃ、およびモータ２０２ｄのうち、任意のモータをモータ２０２と記載する。また、ロータ２０４ａ、ロータ２０４ｂ、ロータ２０４ｃ、およびロータ２０４ｄのうち、任意のロータをロータ２０４と記載する。
【００１７】
（無人飛翔体）
図６は、実施形態に係る無人飛翔体の一例を示す機能ブロック図である。
実施形態に係る無人飛翔体２００は、モータ２０２と通信部２０３とロータ２０４と測位部２０５と撮像部２０８と電源部２１２と情報処理部２１４とを備える。
この一例では、モータ２０２と通信部２０３とロータ２０４と測位部２０５と撮像部２０８と電源部２１２は、専用のハードウェアによって実現される。
情報処理部２１４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：中央演算処理装置）およびメモリにより構成され、飛行制御部２１６、取得部２１８、作成部２２０などの機能を実現するためのプログラムをＣＰＵが実行することによりその機能を実現させる。
通信部２０３は、電柱健全性判定装置１００との間で通信を行う。例えば、通信部２０３は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等の通信方式の携帯電話ネットワークの基地局と通信を行い、該携帯電話ネットワークのバックボーンネットワーク回線を介して、電柱健全性判定装置１００と通信を行う。通信部２０３は、制御装置（図示無し）が送信した飛行制御情報を受信し、受信した飛行制御情報を、情報処理部２１４へ出力する。通信部２０３は、電柱健全性判定装置１００が送信した撮像画像要求を受信し、受信した撮像画像要求を、情報処理部２１４へ出力する。また、通信部２０３は、情報処理部２１４が出力した撮像画像応答を、電柱健全性判定装置１００へ送信する。撮像画像応答は、撮像画像要求に対する応答である。
【００１８】
測位部２０５は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、準天頂衛星（ｑｕａｓｉ−ｚｅｎｉｔｈ  ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ：  ＱＺＳ）などの全地球航法衛星システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ（ｓ）：  ＧＮＳＳ）を備え、水平方向の位置を測位する。
測位部２０５は、高度計を備え、高度計によって、垂直方向の位置を測位する。測位部２０５は、制御装置が送信した測位命令にしたがって無人飛翔体２００の測位を行い、測位結果を、情報処理部２１４へ出力する。測位結果には、水平方向の位置（緯度と経度）と、垂直方向の位置（高度）とが含まれる。
電源部２１２は、無人飛翔体２００の電源であるバッテリーと、該バッテリーの充電残量を監視する電源監視部とを備える。電源部２１２は、バッテリーの充電残量を示す情報を情報処理部２１４へ出力する。
【００１９】
飛行制御部２１６は、モータ２０２に供給する駆動電流を制御することにより、無人飛翔体２００の飛行を制御する。飛行制御部２１６は、制御装置が送信した飛行制御情報を、通信部２０３から取得すると、取得した飛行制御情報に基づいて、無人飛翔体２００の飛行を制御する。
取得部２１８は、通信部２０３が出力した撮像画像要求を取得し、取得した撮像画像要求にしたがって、撮像部２０８が撮像することによって得られた被写体の撮像画像の画像情報を取得し、取得した画像情報を、作成部２２０へ出力する。
具体的には、作業者は、制御装置を操作することによって、無人飛翔体２００を、健全性を判定する電柱１０の上空に移動させる。さらに、作業者は、制御装置を操作することによって、撮像部２０８に撮像させる。撮像部２０８は、健全性の判定を行う電柱１０と、その電柱１０の周辺に置かれた基準点３０Ａ−基準点３０Ｅとの両方を含む被写体を撮像する。取得部２１８は、撮像画像要求を取得した場合、取得した撮像画像要求にしたがって、被写体の撮像画像の画像情報を取得し、取得した画像情報を、作成部２２０へ出力する。
作成部２２０は、取得部２１８が出力した画像情報を取得し、取得した画像情報を含み、電柱健全性判定装置１００を宛先とする撮像画像応答を作成し、作成した撮像画像応答を、通信部２０３へ出力する。
【００２０】
（撮像画像）
図７は、撮像画像の一例を示す模式図である。図７に示される撮像画像３００によれば、健全性の判定を行う電柱１０Ａ、電柱１０Ｂ、および電柱１０Ｃと、一個の基準点３０を含む基準点プレート２０Ａを二個と、三個の基準点３０を含む基準点群プレート２０Ｂを一個とが撮像されている。ここで、基準点プレート２０Ａに含まれる基準点３０と、基準点群プレート２０Ｂに含まれる基準点３０と、電柱１０Ａ、電柱１０Ｂ、及び電柱１０Ｃとの間の位置関係や、基準点同士の位置関係は、既知である。基準点プレート２０Ａと、基準点群プレート２０Ｂについて、詳細に説明する。
図８は、基準点プレートの一例を示す図である。基準点プレート２０Ａは、プレート３５上に、基準点３０を形成したものである。プレート３５は、板状であり、地面に平行に置かれる。プレート３５の地面に平行な面は、矩形である。図８に示される例では、プレート３５の地面に平行な面は、一辺の長さがａの正方形であり、一辺の長さａの一例は、１００ｍｍである。プレート３５は、プラスチックなどの合成樹脂、紙、木材によって形成される。
基準点３０は、撮像画像をみたときに地面や、電柱１０から識別できるように構成される。具体的には、基準点３０は、発光ダイオード(light emitting diode: LED)等の光を発するもので形成される。このように構成することによって、発光ダイオードは、撮像画像で、ドット単位で識別できるため、撮像画像を見たときに、地面や、電柱から識別し易くできる。
【００２１】
図９は、基準点群プレートの一例を示す図である。基準点群プレート２０Ｂは、プレート４０上に、三個の基準点３０と、二個の水準器４５とを形成したものである。プレート４０は、板状であり、地面に平行に置かれる。プレート４０の地面に平行な面は、Ｌ字型である。図９に示される例では、プレート４０の地面に平行な面の短辺の長さはａであり、長辺の長さはｂである。短辺の長さａの一例は１００ｍｍであり、長辺の長さｂの一例は１０００ｍｍである。プレート４０は、プラスチックなどの合成樹脂、紙、木材によって形成される。
基準点３０は、撮像画像をみたときに地面や、電柱から識別できるように構成される。基準点３０は、Ｌ字型のプレート４０の両端部分と、曲りの部分に形成される。具体的には、基準点３０は、発光ダイオード等の光を発するもので形成される。このように構成することによって、撮像画像を見たときに、地面や、電柱から識別しやすくできる。
【００２２】
（電柱健全性判定装置）
図１０は、本実施形態に係る電柱健全性判定装置の一例を示すブロック図である。
電柱健全性判定装置１００は、例えば、通信部１０２と、記憶部１１０と、情報処理部１３０と、表示部１４５と、操作部１４６とを備える。
通信部１０２は、通信モジュールによって実現される。通信部１０２は、ネットワーク５０を経由して、無人飛翔体２００と通信を行う。通信部１０２は、無人飛翔体２００へ、情報処理部１３０が出力した撮像画像要求を送信する。通信部１０２は、撮像画像要求に対して、無人飛翔体２００が送信した撮像画像応答を受信する。通信部１０２は、受信した撮像画像応答を、情報処理部１３０へ出力する。
記憶部１１０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ、またはこれらのうち複数が組み合わされたハイブリッド型記憶装置などにより実現される。記憶部１１０の一部または全部は、電柱健全性判定装置１００の一部として設けられる場合に代えて、ＮＡＳ（Network Attached Storage）や外部のストレージサーバなど、電柱健全性判定装置１００のプロセッサがネットワーク５０を介してアクセス可能な外部装置により実現されてもよい。記憶部１１０には、情報処理部１３０により実行されるプログラム１１２と、測定データＤＢ１１４とが記憶される。測定データＤＢ１１４は、電柱１０の頂部Ｔの変位の導出結果を含む。また、記憶部１１０には、電柱１０と基準点３０との間の位置関係と、五つの基準点３０同士の位置関係が記憶される。
操作部１４６は、例えば、タッチパネルによって構成され、表示部１４５に表示されるメニューアイコンなどに対するタッチ操作を検出し、タッチ操作の検出結果を、情報処理部１３０へ出力する。タッチ操作には、電柱健全性を判定する処理を開始する操作などが含まれる。
【００２３】
情報処理部１３０の全部または一部は、例えば、ＣＰＵのようなプロセッサが記憶部１１０に記憶されたプログラム１１２を実行することにより実現される機能部（以下、ソフトウェア機能部と称する）である。
なお、情報処理部１３０の全部または一部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などのハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウェア機能部とハードウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。
情報処理部１３０は、例えば、取得部１３２と、導出部１３４と、判定部１３６と、作成部１３８とを備える。
取得部１３２は、ユーザが操作部１４６へ、電柱１０の健全性を判定する処理を開始する操作を行った場合に、撮像画像要求を作成し、作成した撮像画像要求を通信部１０２へ出力する。また、取得部１３２は、撮像画像要求に対する応答である撮像画像応答を、通信部１０２から取得し、取得した撮像画像応答を、導出部１３４へ出力する。
【００２４】
導出部１３４は、取得部１３２が出力した画像情報応答を取得する。導出部１３４は、取得した画像情報応答に含まれる複数の撮像画像を画像処理することによって、それらの撮像画像に含まれる電柱１０と、五個の基準点３０とに基づいて、電柱１０の変位を導出する。導出部１３４は、画像情報応答を取得する前後に、記憶部１１０に記憶されている電柱１０と基準点３０との間の位置関係と、五つの基準点３０同士の位置関係とを取得する。
具体的には、導出部１３４は、複数の撮像画像の各々から電柱１０の位置と、五個の基準点３０の位置とを、画像処理することによって求める。導出部１３４は、求めた電柱１０の位置と、五個の基準点３０の位置と、記憶部１１０から取得した位置関係とに基づいて、写真計測を行うことによって、電柱１０の頂部Ｔの位置を求める。五個の基準点の各々と、電柱１０との間の位置関係が既知であるため、電柱１０の頂部Ｔの変位を求めることができる。導出部１３４は、電柱１０の頂部Ｔの変位の導出結果を、判定部１３６へ出力する。また、導出部１３４は、電柱１０の頂部Ｔの変位の導出結果を、記憶部１１０の測定データＤＢ１１４に記憶する。
判定部１３６は、記憶部１１０に記憶された電柱１０の頂部Ｔの変位の導出結果と、導出部１３４が出力した電柱１０の頂部Ｔの変位の導出結果とに基づいて、電柱１０の健全性を判定する。判定部１３６は、導出部１３４が出力した電柱１０の頂部Ｔの変位の導出結果と、記憶部１１０に記憶された電柱１０の頂部Ｔの変位の導出結果との差が閾値以上である場合にはその電柱は不健全であると判定し、閾値未満である場合にはその電柱は健全であると判定する。判定部１３６は、電柱が健全であるか不健全であるかの判定結果を、作成部１３８へ出力する。
作成部１３８は、判定部１３６が出力した判定結果を取得し、取得した判定結果を表した画面を作成する。作成部１３８は、作成した画面を表示部１４５へ出力する。
表示部１４５は、作成部１３８が出力した画面を表示する。
【００２５】
（電柱健全性判定システムの動作）
図１１は、本実施形態に係る電柱健全性判定システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。図１１に示される例では、電柱健全性判定装置１００が、電柱１０と基準点３０との間の位置関係を示す情報と、複数の基準点３０同士の位置関係を示す情報とを取得している場合について説明する。
（ステップＳ１０１）  電柱健全性判定装置１００の取得部１３２は、作業者が操作部１４６へ、電柱健全性を判定する処理を開始する操作を行った場合に、撮像画像要求を作成する。取得部１３２は、作成した撮像画像要求を、通信部１０２へ出力する。
（ステップＳ１０２）  電柱健全性判定装置１００の通信部１０２は、取得部１３２が出力した撮像画像要求を、無人飛翔体２００へ送信する。無人飛翔体２００の通信部２０３は、電柱健全性判定装置１００が送信した撮像画像要求を受信し、受信した撮像画像要求を、情報処理部２１４へ出力する。情報処理部２１４の取得部２１８は、通信部２０３が出力した撮像画像要求を取得する。
（ステップＳ１０３）  作業者が、制御装置を操作することによって、無人飛翔体２００を、健全性を判定する電柱１０の上空に移動させ、撮像部２０８に撮像させる。撮像部２０８は、健全性の判定を行う電柱１０と、その電柱１０の周辺に置かれた基準点３０Ａ−基準点３０Ｅとの両方を含む被写体を撮像する。取得部２１８は、撮像部２０８が撮像することによって得られた被写体の撮像画像の画像情報を取得する。取得部２１８は、撮像画像要求にしたがって、取得した画像情報を、作成部２２０へ出力する。
（ステップＳ１０４）  無人飛翔体２００の作成部２２０は、取得部２１８が出力した画像情報を取得し、取得した画像情報を含む撮像画像応答を作成し、作成した撮像画像応答を、通信部２０３へ出力する。
【００２６】
（ステップＳ１０５）  無人飛翔体２００の通信部２０３は、作成部２２０が出力した撮像画像応答を、電柱健全性判定装置１００へ送信する。電柱健全性判定装置１００の通信部１０２は、無人飛翔体２００が送信した撮像画像応答を受信する。
（ステップＳ１０６）  電柱健全性判定装置１００の通信部１０２は、受信した撮像画像応答を、情報処理部１３０へ出力する。情報処理部１３０の取得部１３２は、通信部１０２が出力した撮像画像応答を取得し、取得した撮像画像応答を、導出部１３４へ出力する。導出部１３４は、取得部１３２が出力した画像情報応答を取得する。導出部１３４は、取得した画像情報応答に含まれる複数の撮像画像に基づいて、それらの撮像画像に含まれる電柱１０の位置情報と、五個の基準点３０の位置情報と、電柱１０と基準点３０との間の位置関係と、五つの基準点３０同士の位置関係とに基づいて、電柱１０の変位を導出する。導出部１３４は、電柱１０の頂部Ｔの変位の導出結果を、判定部１３６へ出力する。また、導出部１３４は、電柱１０の頂部Ｔの変位の導出結果を、記憶部１１０の測定データＤＢ１１４に記憶する。
（ステップＳ１０７）  電柱健全性判定装置１００の判定部１３６は、記憶部１１０に記憶された電柱１０の頂部Ｔの変位の導出結果と、導出部１３４が出力した電柱１０の頂部Ｔの変位の導出結果とに基づいて、電柱１０の健全性を判定する。判定部１３６は、導出部１３４が出力した電柱１０の頂部Ｔの変位の導出結果と、記憶部１１０に記憶された電柱１０の頂部Ｔの変位の導出結果との差が閾値以上である場合にはその電柱は不健全であると判定し、電柱の変位の導出結果が閾値未満である場合にはその電柱は健全であると判定する。
図１１に示されるシーケンスチャートにおいて、無人飛翔体２００が行うステップＳ１０３の処理は、電柱健全性判定装置１００が送信した撮像画像要求を受信する前に行われてもよい。この場合、無人飛翔体２００は、健全性の判定を行う電柱１０と、その電柱１０の周辺に置かれた基準点３０Ａ−基準点３０Ｅとの両方を含む被写体を撮像した撮像画像を蓄積する。無人飛翔体２００は、電柱健全性判定装置１００が送信した撮像画像要求を受信した場合に、蓄積している撮像画像含む撮像画像応答を送信する。
図１１に示されるシーケンスチャートにおいては、電柱健全性判定装置１００が、電柱１０と基準点３０との間の位置関係を示す情報と、複数の基準点３０同士の位置関係を示す情報とを記憶している場合について説明したが、この例に限られない。例えば、電柱健全性判定装置１００は、撮像画像を取得した後に、電柱１０と基準点３０との間の位置関係を示す情報と、複数の基準点３０同士の位置関係を示す情報とを取得していてもよい。
【００２７】
本実施形態の効果について説明する。
図１２は、本実施形態に係る電柱健全性判定装置の効果の一例を説明するための図である。図１２によれば、一例として、電柱１０に曲げ荷重を作用させ、頂部Ｔの位置について直立状態と曲げ状態をそれぞれ本実施形態に係る電柱健全性判定装置で行われる写真計測と、トータルステーションについて行いその変位量を比較した。その結果、写真計測で得られる電柱１０の頂部Ｔの変位量とトータルステーションで得られる電柱１０の頂部Ｔの変位量の誤差は１ｃｍ程度であることが分かった。
【００２８】
前述した実施形態では、無人飛翔体２００の撮像部２０８の撮像方向と、無人飛翔体２００の機首方位ＨＤＧとが一致している場合について説明したがこの例に限られない。例えば、無人飛翔体２００の撮像部２０８の撮像方向を、無人飛翔体２００の機首方位ＨＤＧから、可動できるようにしてもよい。具体的には、撮像部２０８は、無人飛翔体２００の下方を撮像するようにしてもよい。
前述した実施形態では、電柱１０の頂部Ｔの変位に基づいて、電柱１０の健全性を判定する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、電柱１０の底部から所定の高さの位置、電柱１０の頂部Ｔから所定の長さ下った位置などの頂点Ｔとは異なる位置の変位に基づいて、電柱１０の健全性を判定するようにしてもよい。
前述した実施形態では、基準点群プレートの一例として、プレート上に三個の基準点３０が形成されたものについて説明したが、この例に限られない。例えば、プレート上に二個の基準点３０が形成されてもよいし、四個以上の基準点３０が形成されてもよい。
【００２９】
前述した実施形態では、基準点群プレートの一例として、Ｌ字型のプレート上に三個の基準点３０が形成されたものについて説明したが、この例に限られない。例えば、Ｔ字型のプレート上に三個の基準点３０が形成されてもよいし、Ｓ字型のプレート上に三個の基準点３０が形成されてもよい。
前述した実施形態では、無人飛翔体２００を制御する制御装置と、電柱健全性判定装置１００とが別々の装置である場合について説明したがこの例に限られない。例えば、電柱健全性判定装置１００に、無人飛翔体２００を制御する制御装置が含まれてもよい。このように構成することによって、電柱健全性判定装置１００によって、無人飛翔体２００の操作から、電柱１０の健全性を判定する処理まで一貫して行うことができる。
前述した実施形態では、ユーザが電柱健全性判定装置１００の操作部１４６へ、電柱健全性を判定する処理を開始する操作を行った場合に、電柱健全性判定装置１００が、撮像画像要求を作成する場合について説明したがこの例に限られない。例えば、無人飛翔体２００から、撮像画像の画像情報がクラウドに記憶されるように構成し、電柱健全性判定装置１００は、クラウドから撮像画像の画像情報を取得するようにしてもよい。
前述した実施形態において、無人飛翔体２００が、健全性の判定を行う電柱１０と、その電柱１０の周辺に置かれ、電柱１０との位置関係が既知である基準点３０Ａ−基準点３０Ｅとの両方を含む被写体を撮像したときの位置を、保持するようにしてもよい。そして、無人飛翔体２００は、保持している位置から被写体を、周期的に撮像する。電柱健全性判定装置１００は、撮像することによって得られる画像情報を取得するようにしてもよい。このように構成することによって、電柱１０の頂部Ｔの変位の履歴を取得することができる。そして、電柱１０の頂部Ｔの変位を計測することなく、変位を見ることができる。
【００３０】
前述した実施形態に係る電柱健全性判定装置によれば、電柱と、その電柱に対する位置が既知である少なくとも五個の基準点とを上空から撮像した複数の画像に基づいて、電柱の変位を導出し、導出した電柱の前回以前からの変位が閾値以上である場合には電柱が不健全であると判定し、電柱の前回以前からの変位が閾値未満である場合には電柱が健全であると判定する。
このように構成することによって、複数の画像に基づいて、電柱の変位が導出されるため、目視を行う専門の巡視員などの人手を不要にできるため、人手によることなく、電柱の設置箇所を問わずに電柱の健全性を判定することができる。さらに、トータルステーションを用いた場合では、測量前に水平方向などの方向のキャリブレーションや、測量ポイントも事前に決めておく必要があり、一箇所の測量に長い時間を要する。しかし、本実施形態に係る電柱健全性判定装置１００によれば、トータルステーションを用いた場合のような、キャリブレーションや、測量ポイントの設定は必要ないため、短い時間で処理を行うことができる。
また、本実施形態に係る電柱健全性判定装置によれば、飛翔体が上空から撮像した電柱と、少なくとも五個の基準点とを含む複数の画像を取得し、取得した画像に基づいて、電柱の変位を導出する。このように構成することによって、トータルステーションなどの機器を設置する場所を不要にできる。また、上空から撮像するため、建造物や樹木などで見通しが遮られる地域、狭隘地域、交通量の多い地域などでも測量できる。ここで、上空から撮像することによる利点について説明する。
図１３は、撮像方向の一例を示す図である。図１３に示される例では、電柱１０の長手方向に垂直な方向と、平行な方向から撮像する例を示す。電柱１０の長手方向に垂直な方向から撮像する場合には、電柱１０の周りに建物などの撮影上障害になるものがなく、広々としたところであれば可能である。しかし、電柱１０の周りに建物がある場合が多いため、電柱１０の長手方向に垂直な方向から、電柱の傾斜を撮影するのは適さないところが多いと想定される。
これに対し、電柱１０の長手方向に平行な方向から撮像する場合には、空中からの撮影なので、周囲の建造物は障害になることはほとんどない。また、比較的広範囲な撮影が可能となるので、建造物を基準点として計測することも可能である。建造物を基準点としてできない場合、所定位置にマーカを設置することによって、基準点を設ける。
【００３１】
また、本実施形態に係る電柱健全性判定装置によれば、電柱の頂部の変位を導出し、導出した電柱の頂部の前回以前からの変位が閾値以上である場合には電柱が不健全であると判定し、電柱の頂部の前回以前からの変位が閾値未満である場合には前記電柱が健全であると判定する。このように構成することによって、把握し易い電柱の頂部の変位に基づいて、その電柱の健全性を判定できる。
また、本実施形態に係る電柱健全性判定装置によれば、基準点を含む基準点プレートを備え、基準点プレートを含む複数の画像から取得される基準点に基づいて、電柱の変位を導出する。基準点プレートに含まれる基準点は、撮像画像から、識別容易にできるため、複数の撮像画像を画像処理することによって、それらの撮像画像に含まれる電柱１０と、複数の基準点プレートに含まれる基準点３０とに基づいて、電柱１０の変位を導出できる。
また、本実施形態に係る電柱健全性判定装置によれば、複数の前記基準点を含み、複数の基準点の位置関係が既知である基準点群プレートを備え、水平に置かれた基準点群プレートを含む複数の画像から取得される複数の基準点に基づいて、電柱の変位を導出する。基準点群プレートに含まれる複数の基準点の各々は、撮像画像から、識別容易にできるため、複数の撮像画像を画像処理することによって、それらの撮像画像に含まれる電柱１０と、基準点群プレートに含まれる基準点３０に基づいて、電柱１０の変位を導出できる。
また、本実施形態に係る電柱健全性判定装置によれば、基準点群プレートは、水準器を備え、水準器に基づいて、水平に置かれた基準点群プレートを含む複数の画像から取得される複数の基準点に基づいて、電柱の変位を導出する。このように構成することによって、基準点群プレートを水平に置きやすくできる。
また、本実施形態に係る電柱健全性判定装置によれば、複数の基準点の各々は、発光体を含む。発光体を含む基準点は、撮像画像から、識別容易にできるようにできるため、複数の撮像画像を画像処理することによって、それらの撮像画像に含まれる電柱１０と、複数の基準点３０とに基づいて、電柱１０の変位を導出できる。
【００３２】
以上、実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組合せを行うことができる。これら実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
なお、上述した電柱健全性判定装置と、無人飛翔体とは、コンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、各機能ブロックの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録する。この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、ＣＰＵが実行することで実現してもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や周辺機器などのハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬媒体のことをいう。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」は、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクなどの記憶装置を含む。
【００３３】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、短時間の間、動的にプログラムを保持するものを含んでいてもよい。短時間の間、動的にプログラムを保持するものは、例えば、インターネットなどのネットワークや電話回線などの通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線である。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」には、サーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。また、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。また、上記プログラムは、プログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。プログラマブルロジックデバイスは、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）である。
【００３４】
なお、上述の電柱健全性判定装置と、無人飛翔体とは内部にコンピュータを有している。そして、上述した電柱健全性判定装置と、無人飛翔体との各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。
ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリなどをいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１…電柱健全性判定システム、１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…電柱、２０…建物、２０Ａ…基準点プレート、２０Ｂ…基準点群プレート、３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ…基準点、４５…水準器、５０…ネットワーク、１００…電柱健全性判定装置、１０２…通信部、１１０…記憶部、１１２…プログラム、１１４…測定データＤＢ、１３０…情報処理部、１３２…取得部、１３４…導出部、１３６…判定部、１３８…作成部、１４５…表示部、１４６…操作部、２００…無人飛翔体、２０２、２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄ…モータ、２０４、２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、２０４ｄ…ロータ、２０５…測位部、２０８…撮像部、２１２…電源部、２１４…情報処理部、２１６…飛行制御部、２１８…取得部、２２０…作成部、３００…撮像画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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