(57)【要約】      （修正有）【課題】ＧＰＳなどによる測位を行うことなく原料の体積や重量を求めることができる原料山計測方法およびシステムを提供する。【解決手段】原料ヤードに積み付けられた原料山１０を計測する原料山計測方法であって、レーザー送受信部を備える３次元測距センサを用いて、測距データの一部が重複するように３次元測距センサを移動させながら原料山の測距データを取得し、測距データを順次つなぎ合わせることによって原料山の３次元形状を取得し、原料山の３次元形状における地表面と原料山の包絡面とで囲まれた領域の体積および重量の少なくとも一方を求める、原料山計測方法。【選択図】図１
2019020131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ヤードに積み付けられた原料山を計測する原料山計測方法であって、
レーザー送受信部を備える３次元測距センサを用いて、測距データの一部が重複するように前記３次元測距センサを移動させながら前記原料山の測距データを取得し、
前記測距データを順次つなぎ合わせることによって前記原料山の３次元形状を取得し、
前記原料山の３次元形状における地表面と原料山の包絡面とで囲まれた領域の体積および重量の少なくとも一方を求める、原料山計測方法。
【請求項２】
前記３次元測距センサで測定されたレーザーの反射強度に基づいて、各測距点が原料であるか否かを判別する、請求項１に記載の原料山計測方法。
【請求項３】
原料ヤードに積み付けられた原料山を計測する原料山計測方法であって、
デジタルカメラを用いて、撮影した画像の一部が重複するように前記デジタルカメラを移動させながら前記原料山の複数の画像を撮影し、
複数の画像にある同一の点を探索し、三角測量の原理により前記点の３次元座標を算出することによって前記原料山の３次元形状を取得し、
前記原料山の３次元形状における地表面と原料山の包絡面とで囲まれた領域の体積および重量の少なくとも一方を求める、原料山計測方法。
【請求項４】
前記デジタルカメラで測定された色情報に基づいて、各点が原料であるか否かを判別する、請求項３に記載の原料山計測方法。
【請求項５】
原料ヤードに積み付けられた原料山を計測する原料山計測システムであって、
レーザー送受信部を備える３次元測距センサと、
前記３次元測距センサを移動させる移動手段と、
制御演算手段とを備え、
前記制御演算手段が、
前記３次元測距センサを前記移動手段によって移動させながら、前記３次元測距センサを用いて測距データの一部が重複するように前記原料山の測距データを取得し、
前記測距データを順次つなぎ合わせることによって前記原料山の３次元形状を取得し、
前記原料山の３次元形状における地表面と原料山の包絡面とで囲まれた領域の体積および重量の少なくとも一方を求める、原料山計測システム。
【請求項６】
前記制御演算手段が、
前記３次元測距センサで測定されたレーザーの反射強度に基づいて、各測距点が原料であるか否かを判別する、請求項５に記載の原料山計測システム。
【請求項７】
原料ヤードに積み付けられた原料山を計測する原料山計測システムであって、
デジタルカメラと、
前記デジタルカメラを移動させる移動手段と、
制御演算手段とを備え、
前記制御演算手段が、
前記デジタルカメラを前記移動手段によって移動させながら、前記デジタルカメラを用いて撮影した画像の一部が重複するように前記原料山の複数の画像を撮影し、
前記複数の画像にある同一の点を探索し、三角測量の原理により前記点の３次元座標を算出することによって前記原料山の３次元形状を取得し、
前記原料山の３次元形状における地表面と原料山の包絡面とで囲まれた領域の体積および重量の少なくとも一方を求める、原料山計測システム。
【請求項８】
前記制御演算手段が、
前記デジタルカメラで測定された色情報に基づいて、各点が原料であるか否かを判別する、請求項７に記載の原料山計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料ヤードに積み付けられた原料山を計測する原料山計測方法に関し、とくに、ＧＰＳなどによる測位を行うことなく原料の体積や重量を求めることができる原料山計測方法に関する。また、本発明は、原料ヤードに積み付けられた原料山を計測する原料山計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄プロセスで必要となる主原料の鉄鉱石、石炭などはバラ積み船で輸入され、原料岸壁からアンローダーで荷揚げし、種類別、銘柄別に原料ヤードへ輸送される。原料ヤードへ輸送された原料は、スタッカーにより原料山として積み付けられる。スタッカーは、原料ヤードに敷設されたレール上で走行が可能であり、起伏と旋回が可能なブーム上の機内ベルトコンベアから原料をヤードに落して原料山として積み付ける。
【０００３】
一方、原料ヤードからの払い出しはリクレーマで行われる。リクレーマはバケットホイールを回転して山から原料を切出し、ブーム上の機内ベルトコンベアで払い出しコンベアに原料を払い出す。
【０００４】
製鉄所では、安定的な生産のために各原料につき数十の銘柄を管理し、充分な在庫を持っておく必要がある。そして、次工程における操業の要求に応じて、各原料を適切に払い出していく必要がある。そのため原料ヤードでは、積み付けと払い出しが常に実施され、原料山の数や各原料山の量が変化している。したがって、原料の在庫状況を正しく管理、監視するためには、原料山を計測する技術が重要となる。
【０００５】
原料山を計測する方法としては、例えば、特許文献１、２に記載されているような技術が提案されている。
【０００６】
特許文献１で提案されている原料ヤード管理システムにおいては、スタッカーやリクレーマのブームに、原料山までの距離を測定するための複数のステレオカメラが取り付けられている。また、前記システムは、ブームの位置を測定するためのＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナと、ブームの傾斜角度を測定し、ステレオカメラの測定傾きを知るための傾斜計を備えている。前記システムにおいては、ＧＰＳによって得た位置情報と傾斜計によって得た傾き情報とを用いて、各ステレオカメラで測定した情報を実空間における３次元情報に変換し、原料山の３次元形状が計測される。
【０００７】
特許文献２では、スタッカーやリクレーマのブームに取り付けられたレーザー距離計によって、原料山にレーザーを照射し、受光した反射光によって原料山までの距離を測定する原料山計測システムが提案されている。前記システムでは、ＧＰＳによりレーザー距離計の位置を特定し、ＩＭＵ（慣性計測装置）によってブーム、すなわちレーザー距離計の姿勢を計測している。そして、ＧＰＳとＩＭＵの計測結果を用いて原料山表面位置を変換することにより、原料山の形状が計測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５８４７４０９号公報
【特許文献２】特許第５５７４７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１および特許文献２で提案されている技術には、ＧＰＳ、ＩＭＵ、傾斜計などを用いて測位を行う必要があり、原料山の計測に要する時間や計測精度が前記測位に依存するという問題があった。
【００１０】
例えば、ＧＰＳによる測位方法はいくつかあり、精度も様々であるが、一般に、リアルタイム測定による位置精度は±１ｍ程度、測定時間１分で位置精度±数ｃｍである。ＧＰＳによる測位において誤差１ｃｍ以下の位置精度を実現しようとすると、測定時間は３０分程度必要となる。したがって、ＧＰＳによる測位には、位置精度を重視すれば計測時間が長くなり、測定時間を重視すれば十分な位置精度が得られないという問題がある。
【００１１】
位置精度が不十分であれば、ステレオカメラなどで測定した原料山までの距離を現地座標系に換算した際に、複数の領域で得られたデータが上手くつながらない可能性がある。また、十分な精度を得るために測定時間を長くすると、広域である原料ヤードの一回の測定に膨大な時間を要することになり、操業に影響がある。また、そのように長時間を要する計測方法では、時々刻々と変化する原料山の在庫状況を適切に管理することができない。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＧＰＳなどによる測位を行うことなく原料の体積や重量を求めることができる原料山計測方法およびシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の要旨構成は、次のとおりである。
【００１４】
１．原料ヤードに積み付けられた原料山を計測する原料山計測方法であって、
レーザー送受信部を備える３次元測距センサを用いて、測距データの一部が重複するように前記３次元測距センサを移動させながら前記原料山の測距データを取得し、
前記測距データを順次つなぎ合わせることによって前記原料山の３次元形状を取得し、
前記原料山の３次元形状における地表面と原料山の包絡面とで囲まれた領域の体積および重量の少なくとも一方を求める、原料山計測方法。
【００１５】
２．前記３次元測距センサで測定されたレーザーの反射強度に基づいて、各測距点が原料であるか否かを判別する、上記１に記載の原料山計測方法。
【００１６】
３．原料ヤードに積み付けられた原料山を計測する原料山計測方法であって、
デジタルカメラを用いて、撮影した画像の一部が重複するように前記デジタルカメラを移動させながら前記原料山の複数の画像を撮影し、
複数の画像にある同一の点を探索し、三角測量の原理により前記点の３次元座標を算出することによって前記原料山の３次元形状を取得し、
前記原料山の３次元形状における地表面と原料山の包絡面とで囲まれた領域の体積および重量の少なくとも一方を求める、原料山計測方法。
【００１７】
４．前記デジタルカメラで測定された色情報に基づいて、各点が原料であるか否かを判別する、上記３に記載の原料山計測方法。
【００１８】
５．原料ヤードに積み付けられた原料山を計測する原料山計測システムであって、
レーザー送受信部を備える３次元測距センサと、
前記３次元測距センサを移動させる移動手段と、
制御演算手段とを備え、
前記制御演算手段が、
前記３次元測距センサを前記移動手段によって移動させながら、前記３次元測距センサを用いて測距データの一部が重複するように前記原料山の測距データを取得し、
前記測距データを順次つなぎ合わせることによって前記原料山の３次元形状を取得し、
前記原料山の３次元形状における地表面と原料山の包絡面とで囲まれた領域の体積および重量の少なくとも一方を求める、原料山計測システム。
【００１９】
６．前記制御演算手段が、
前記３次元測距センサで測定されたレーザーの反射強度に基づいて、各測距点が原料であるか否かを判別する、上記５に記載の原料山計測システム。
【００２０】
７．原料ヤードに積み付けられた原料山を計測する原料山計測システムであって、
デジタルカメラと、
前記デジタルカメラを移動させる移動手段と、
制御演算手段とを備え、
前記制御演算手段が、
前記デジタルカメラを前記移動手段によって移動させながら、前記デジタルカメラを用いて撮影した画像の一部が重複するように前記原料山の複数の画像を撮影し、
前記複数の画像にある同一の点を探索し、三角測量の原理により前記点の３次元座標を算出することによって前記原料山の３次元形状を取得し、
前記原料山の３次元形状における地表面と原料山の包絡面とで囲まれた領域の体積および重量の少なくとも一方を求める、原料山計測システム。
【００２１】
８．前記制御演算手段が、
前記デジタルカメラで測定された色情報に基づいて、各点が原料であるか否かを判別する、上記７に記載の原料山計測システム。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、従来用いられていたＧＰＳ、ＩＭＵ、傾斜計などを使用することなく、高い精度で迅速に原料の体積や重量を求めることができる。したがって、本発明を利用することにより、日々変化する原料山の在庫状況を適切に管理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】原料山と移動機の配置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における原料山計測方法の手順の一例を示すフロー図である。
【図３】本発明の一実施形態における体積／重量算出処理の手順を示すフロー図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における原料山計測方法の手順の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明を実施する方法について具体的に説明する。なお、以下の説明は、本発明の好適な実施態様を示すものであり、本発明は以下の説明によって何ら限定されるものではない。
【００２５】
本発明の実施形態は、レーザー送受信部を備える３次元測距センサを用いる第１の実施形態と、デジタルカメラを用いる第２の実施形態とに大別することができる。以下、前記第１の実施形態および第２の実施形態について、順次説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態における原料山計測方法では、レーザー送受信部を備える３次元測距センサを用いて、測距データの一部が重複するように前記３次元測距センサを移動させながら前記原料山の測距データを取得し、前記測距データを順次つなぎ合わせることによって前記原料山の３次元形状を取得する。したがって、本実施形態における原料山計測システムは、レーザー送受信部を備える３次元測距センサと、前記３次元測距センサを移動させる移動手段と、制御演算手段とを備える。
【００２７】
［３次元測距センサ］
前記３次元測距センサとしては、レーザー送受信部を備える３次元測距センサであれば任意のものを用いることができる。前記３次元測距センサは、パルスレーザーを対象物に照射し、該対象物で散乱（反射）された光を検出することができるレーザー送受信部を備えたセンサであり、パルスレーザー発振後、反射光を受光するまでに要した時間から対象物（対象点）までの距離を求めることができる。前記レーザーの照射を様々方向（角度）へ向けて行うことにより、該３次元測距センサの位置から周囲の多数の点までの距離の集合である３次元測距データ（点群データ）を得ることができる。前記３次元測距センサは、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）またはＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）とも称される。
【００２８】
前記３次元測距センサとしては、測定精度、測定距離、測定視野などの仕様が異なる様々なタイプのものがあるが、特に限定されることなく、計測対象となる原料山のサイズや要求精度に応じて任意のものを用いることができる。例えば、測定精度に関しては、距離２５ｍにおける標準偏差（σ）が１０ｃｍ以下であることが好ましく、５ｃｍ以下であることがより好ましく、３ｃｍ以下であることがさらに好ましい。また、測定距離は、１００ｍまたはそれ以上であることが好ましい。
【００２９】
測定視野に関しては、原料山を確実に視野内に収めるという観点からは、水平視野が広いことが望ましく、具体的には、水平視野が１２０°以上であることが好ましく、２００°以上であることがより好ましく、３６０°（全周）であることがさらに好ましい。一方、垂直視野に関しては、視野角が広いほど測定範囲は広くなるものの、垂直視野を広げるためには複数のレーザー送受信部を縦方向に並べて設置する必要があるため、３次元測距センサが大型化することに加え、装置価格が上昇してしまう。そのため、垂直視野は１８０°以下とすることが好ましく、１００°以下とすることがより好ましく、５０°以下とすることがさらに好ましい。しかし、垂直視野が過度に狭いと１回の測定でカバーされる範囲が狭くなりすぎ、後述する点群データのつなぎ合わせが困難となる場合がある。そのため、垂直視野は１０°以上であることが好ましく、２０°以上であることがより好ましく、３０°以上であることがさらに好ましい。
【００３０】
［移動手段］
上記３次元測距センサによる点群データの取得（測定）は、該３次元測距センサを移動手段によって移動させながら行われる。前記移動手段としては、３次元測距センサを移動させることができるものであれば任意のものを用いることができる。
【００３１】
前記移動手段としては、例えば、自動車等の車両、移動ロボットなどを用いることができる。移動手段として車両を用いる場合には、例えば、車両の車体に３次元測距センサを取り付け、走行しながら測定を行うことができる。その際、原料山の形状を測定するという観点からは、３次元測距センサはある程度の高さに取り付けることが望ましい。したがって、３次元測距センサは、車両のルーフに載置することが好ましい。
【００３２】
また、原料ヤードでは、原料の積みつけのためのスタッカーや、原料の切り出しのためのリクレーマなどの重機（「移動機」と総称される）が用いられている。図１は、原料山と移動機の配置の一例を示す模式図であり、原料山１０の長手方向に略平行にレール２０が敷設されている。移動機３０は、前記レール２０上を矢印Ａで示す方向に移動しながら積みつけや切り出しを行うように構成されている。そこで、上記３次元測距センサを移動機３０のブーム３１などに取り付ければ、移動機３０を移動させながら測定を行うことができ、別途移動手段を設ける必要もなくなる。
【００３３】
［制御演算手段］
本発明の一実施形態における原料山計測システムは、該原料山計測システムを制御し、３次元測距センサによって測定されたデータを処理して原料山の体積や重量を求めるための制御演算手段を備えている。前記制御演算手段としては、必要な処理を行うことができるものであれば任意のものを用いることができる。前記制御演算手段は、例えば、汎用コンピュータやプログラマブル・ロジック・コントローラなど、各種の制御装置や演算装置を１また２以上組み合わせて構成することができる。
【００３４】
次に、上記原料山計測システムを用いて原料山の計測を行う方法について、具体的に説明する。
【００３５】
図２は、本発明の第１の実施形態における原料山計測方法の手順の一例を示すフロー図である。まず、初めに、計測を開始した時点（時刻ｔ＝０）における点群データ［点群（０）］を取得する（Ｓ１００）。前記点群データの取得は、３次元測距センサを用いて、該センサを移動手段で移動させながら行われる。
【００３６】
次に、所定時間Δｔが経過した時刻ｔにおいて（Ｓ１１０）、再度点群データ［点群（ｔ）］を取得する（Ｓ１２０）。このとき、３次元測距センサの位置は、移動手段の移動に伴って変化している。このとき、点群（ｔ）は、前記点群（０）と測定領域の一部が重複するタイミングで測定を行う。
【００３７】
次いで、前記点群（ｔ）と点群（０）のつなぎ合わせを行う（Ｓ１３０）。点群データのつなぎ合わせは、特に限定されることなく任意の方法で行うことができる。例えば、測定した隣接測距点間で滑らかさを判定し、エッジや平面を認識し、その結果に基づいてつなぎ合わせを行う方法がある。その際、重なりの尤度は任意の方法で評価することができる。また、ＩＣＰ（Iterative Closest Point）などのアルゴリズムを用いて、２つの点群データの間の対応点間の距離が最小となるように剛体変換を施すことで点群同士をつなぎ合わせることもできる。また、ＮＤＴ（Normal Distribution Transform）アルゴリズムを用いることもできる。ＮＤＴでは、点群データ（地図空間）をボクセルと呼ばれる立方体に分割し、各ボクセル内の点群分布を３次元正規分布で置き換えて、その分散値が最小となる方向を法線とする平面を抽出する。
【００３８】
次いで、所望の範囲の計測が完了したかどうかを判定する（Ｓ１４０）。計測が完了していない場合には、Ｓ１１０に戻り、さらに時刻Δｔが経過した後の点群データを取得して、点群（ｔ−Δｔ）と点群（ｔ）とのつなぎ合わせを行う。以上の動作を繰り返し行うことにより、原料山全体の点群データを取得することができる。所望の範囲の計測が完了すると、次の体積／重量算出処理に移る。
【００３９】
図３は、本発明の一実施形態における体積／重量算出処理の手順を示すフロー図である。まず、最終的にすべてのデータをつなぎ合わせて得た点群データ（環境地図）から、地表面の位置を特定する（Ｓ１５１）。地表面を特定する方法は特に限定されることなく、任意の方法を用いることができる。例えば、３次元測距センサの測定位置が既知である場合には、その情報に基づいて地表面の位置を特定することができる。また、得られた点群データを画像としてモニター等に表示し、可視化された前記画像に基づいて作業者が地表面の位置を指定（入力）することもできる。
【００４０】
次いで、原料山の包絡面を抽出する（Ｓ１５２）。包絡面を抽出する方法についても特に限定されることなく、任意の方法を用いることができる。例えば、上記地表面の特定と同様に、得られた点群データを画像としてモニター等に表示し、可視化された前記画像に基づいて作業者が原料山の包絡面を指定（入力）することもできる。また、３次元測距センサで測定されたレーザーの反射強度の情報に基づいて、各測距点が原料であるか否かを判別することもできる。例えば、原料が石炭である場合、石炭で反射されたレーザーの強度は周囲の設備や地面に比べて低くなるので、反射強度に基づいてそれぞれの点が原料に対応するかどうかを判定することができる。前記判定方法は、対象となる原料や周囲の環境に応じて適宜選択すればよいが、例えば、レーザーの反射強度が所定の条件を満たす場合に原料であると判定することができる。レーザー反射強度の最小値を０、最大値を１とした場合、例えば、反射強度が０．１〜０．１５の範囲内であれば石炭とみなすことができる。
【００４１】
次に、得られた地表面と原料山包絡面の情報に基づいて原料山の体積を算出する（Ｓ１５３）。例えば、対象点群をポリゴン化して面を作成し、地表面と包絡面に囲まれた領域の体積を計算する。
【００４２】
また、原料の重量を求める必要がある場合には、さらに重量の算出を行うことができる（Ｓ１５４）。例えば、原料山における原料のかさ密度が既知であれば、得られた原料山の体積を重量に換算することができる。
【００４３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、以下の説明において特に言及しない事項については、上記第１の実施形態と同様またはそれに準じた方法で実施することができる。
【００４４】
本発明の第２の実施形態における原料山計測方法では、デジタルカメラを用いて、撮影した画像の一部が重複するように前記デジタルカメラを移動させながら前記原料山の複数の画像を撮影し、複数の画像にある同一の点を探索し、三角測量の原理により前記点の３次元座標を算出することによって前記原料山の３次元形状を取得する。したがって、本実施形態における原料山計測システムは、デジタルカメラと、前記デジタルカメラを移動させる移動手段と、制御演算手段とを備える。
【００４５】
［デジタルカメラ］
前記デジタルカメラとしては、特に限定されることなく任意のものを用いることができるが、得られる情報量の多さの面で、カラー画像を取得できるデジタルカメラを用いることが好ましい。
【００４６】
［移動手段］
前記移動手段としては、上記第１の実施形態における移動手段と同様のものを用いることができるが、より高い位置からの撮影が望ましく、前記デジタルカメラの高さ（撮影位置）は、地上から１．５ｍ以上であることが好ましく、５ｍ以上であることがより好ましく、１０ｍ以上であることがさらに好ましい。
【００４７】
［制御演算手段］
本発明の一実施形態における原料山計測システムは、該原料山計測システムを制御し、前記デジタルカメラによって撮影された画像を処理して、最終的に原料山の体積や重量を求めるための制御演算手段を備えている。前記制御演算手段が実際に行う制御および演算の内容は第１の実施形態と異なるが、制御演算手段を構成する具体的な装置としては、上記第１の実施形態と同様のものを用いることができる。
【００４８】
次に、上記原料山計測システムを用いて原料山の計測を行う方法について、具体的に説明する。
【００４９】
図４は、本発明の第２の実施形態における原料山計測方法の手順の一例を示すフロー図である。まず初めに、計測を開始した時点（時刻ｔ＝０）における画像（０）を取得する（Ｓ２００）。前記画像の取得は、デジタルカメラを用いて、該デジタルカメラを移動手段で移動させながら行われる。
【００５０】
次に、所定時間Δｔが経過した時刻ｔにおいて（Ｓ２１０）、画像（ｔ）を取得する（Ｓ２２０）。このとき、デジタルカメラの位置は、移動手段の移動に伴って変化している。このとき、画像（ｔ）は、前記画像（０）と撮影範囲の一部が重複するタイミングで撮影する。撮影範囲の重複率は、３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、６０％以上であることがさらに好ましい。
【００５１】
次いで、前記画像（ｔ）と画像（０）とに含まれる同一の点ｐ１、ｐ２を探索する（Ｓ２３０）。同一の点ｐ１、ｐ２の探索は、特に限定されることなく、特徴ベースマッチングによる方法など任意の方法で行うことができる。例えば、ＫＡＺＥなどの特徴点抽出アルゴリズムを用いることができる。
【００５２】
このとき、前記同一の点の位置に加え、各画像を撮影したカメラの位置と、向きが未知数であっても、十分な数の同一点を用いて連立方程式を解くことによってすべての未知数を求めることができる。具体的には、画像中の同一点の数をｍ、画像の枚数をｎとすると、下記（１）式の条件を満たす数の同一点を用いる必要がある。したがって、上記同一点の探索においては、下記（１）式の条件を満たす数の同一点を探索する。
２ｍｎ≧６ｎ＋３ｍ−７  …（１）
【００５３】
次いで、前記画像（ｔ）と画像（０）を解析して、各画像を撮影した時点におけるカメラの位置と向き（姿勢）を算出する（Ｓ２４０）。
【００５４】
次いで、所望の範囲の撮影が完了したかどうかを判定する（Ｓ２５０）。撮影が完了していない場合には、Ｓ２１０に戻り、さらに時刻Δｔが経過した後の画像を取得して、画像（ｔ−Δｔ）と画像（ｔ）との間で式（１）を満たす個数の同一点を探索し、カメラの位置および向きを算出する。以上の動作を繰り返し行う。
【００５５】
所望の範囲の計測が完了した後、撮影された複数の画像と、その撮影位置および向きの情報を用いて、視差情報から三角測量の原理により各点の３次元座標を算出する（Ｓ２６０）。これにより、原料山全体の３次元形状を得ることができる。なお、各点の３次元座標の算出は、最後にまとめて行ってもよいが、各画像撮影後に順次行うこともできる。
【００５６】
このように複数の地点で撮影された２次元画像から３次元座標を求める手法は、フォトグラメトリ（photogrammetry）とも呼ばれる。また、３次元座標とカメラの位置および向きを同時に求める手法は、ＳｆＭ（structure from motion）とも呼ばれる。このような手法を用いることにより、ＧＰＳなどによる位置情報や、移動手段の移動速度などの情報を用いることなく、撮影された画像に含まれる各点の３次元座標を求めることができる。
【００５７】
次の体積／重量算出処理は、第１の実施形態と同様の手順（図３）で行うことができる。なお、原料山包絡面の抽出（Ｓ１５２）においては、前記デジタルカメラで測定された色情報に基づいて、各測距点が原料であるか否かを判別することもできる。例えば、予め把握しておいた原料のＲＧＢで示される色情報を基準として所定のＲＧＢの範囲を指定し、測定された色情報が前記範囲に入っている場合に原料と見なすことができる。例えば、ＲＧＢの３原色を各０〜２５５の２５６段階で表した場合、Ｒ＝２２０±２０、Ｇ＝１４５±２０、Ｂ＝１１５±２０の範囲であれば原料である石炭と判別することができる。
【００５８】
［データの伝送］
なお、３次元測距センサで測定された点群データやデジタルカメラで撮影された画像は、任意の方法で制御演算手段へ伝送することができる。前記伝送は、有線および無線のいずれの方法でも行うことができるが、移動しながら測定を行うことを考慮すると、無線で伝送することが好ましい。その場合、原料ヤードの広さに応じて無線中継器を用いることもできる。前記伝送は、３次元測距センサやデジタルカメラで取得したデータをそのまま伝送しても良いし、環境地図を作成したり、原料山の体積や重量を算出したりした後にその結果のみを伝送してもよい。
【００５９】
また、原料ヤード内を無人とする場合には、制御演算手段を構成する演算装置や表示装置を原料ヤード外（例えば、事務所などの建物内）に設置することが好ましい。
【符号の説明】
【００６０】
１０  原料山
２０  レール
３０  移動機
３１  ブーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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