(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に温度を上昇させるまたは下降させる影響を与える環境のデータである環境データと前記構造物の温度とを関連付けた環境対温度情報と、前記構造物の温度とその温度における前記構造物の歪みとを関連付けた温度対歪み情報と、に基づいて前記構造物の歪みを算出する歪み算出装置であって、
前記構造物が設置された設置場所の前記環境データを取得した環境取得データと前記環境対温度情報とに基づいて前記構造物の温度を求める温度算出部と、前記温度算出部が求めた算出温度と前記温度対歪み情報とに基づいて前記構造物の歪みを求める歪み算出部と、を備えた歪み算出装置。
【請求項２】
前記環境データは、前記構造物に温度を上昇させる影響を与える日射のデータである日射データと、前記構造物に温度を上昇させるまたは下降させる影響を与える熱交換環境のデータであり、風況データおよび外気温データを含む熱交換環境データと、前記構造物に温度を上昇させるまたは下降させる影響を与える外気温のデータである外気温データと、前記構造物に温度を上昇させるまたは下降させる影響を与える雨水のデータである雨水データとのうち少なくとも１つを含む請求項１に記載の歪み算出装置。
【請求項３】
前記歪み算出部は、前記温度対歪み情報により前記算出温度の値が前記構造物の歪みの値と関連付けられている場合に、前記構造物の歪みを求める、請求項１または２に記載の歪み算出装置。
【請求項４】
前記歪み算出部は、前記温度対歪み情報により前記算出温度の値が前記構造物の歪みの値と関連付けられていない場合は、前記構造物の歪みを測定する歪みセンサから歪みの測定値を取得し、取得した歪みの測定値を前記構造物の歪みとする、請求項１から３のいずれか１項に記載の歪み算出装置。
【請求項５】
前記環境取得データの値が前記環境対温度情報により温度の値と関連付けられているか関連付けられていないかを判定する判定部を備え、
前記歪み算出部は、前記環境取得データの値が温度の値と関連付けられていないと前記判定部が判定した場合、前記構造物の歪みを測定する歪みセンサから歪みの測定値を取得し、取得した歪みの測定値を前記構造物の歪みとする、請求項１から４のいずれか１項に記載の歪み算出装置。
【請求項６】
前記歪みセンサによる歪みの測定を制御するデータ取得部をさらに備え、前記データ取得部は、前記歪みセンサが前記構造物の歪みを測定する測定位置を前記構造物の形状に基づいて設定し、前記歪みセンサを搭載して飛行する飛行体に対して前記測定位置を含む飛行ルートを送信する、請求項４または５に記載の歪み算出装置。
【請求項７】
前記歪み算出部は、前記歪みの測定値を取得すると、前記歪みの測定値が取得されたときの温度の測定値を前記構造物の温度を測定する温度センサからさらに取得し、前記歪みの測定値と前記温度の測定値とを、前記温度対歪み情報を記憶する温度対歪み記憶部に送信する、請求項４から６のいずれか１項に記載の歪み算出装置。
【請求項８】
前記歪み算出部が送信した前記歪みの測定値と前記温度の測定値とを関連付けて前記温度対歪み情報として記憶する前記温度対歪み記憶部をさらに備えた、請求項７に記載の歪み算出装置。
【請求項９】
前記温度算出部は、前記環境取得データの値が前記環境対温度情報により温度の値と関連付けられている場合に、前記構造物の温度を求める、請求項１から４のいずれか１項に記載の歪み算出装置。
【請求項１０】
前記温度算出部は、前記環境取得データの値が前記環境対温度情報により温度の値と関連付けられていない場合は、前記構造物の温度を測定する温度センサから温度の測定値を取得し、取得した温度の測定値を前記算出温度とする、請求項１、２、３、４または９に記載の歪み算出装置。
【請求項１１】
前記温度算出部は、前記温度の測定値を取得すると、前記環境取得データの値と前記温度の測定値とを、前記環境対温度情報を記憶する環境対温度記憶部に送信する、請求項１０に記載の歪み算出装置。
【請求項１２】
前記温度算出部から送られた前記環境取得データの値と前記温度の測定値との関連付けを前記環境対温度情報として記憶する前記環境対温度記憶部をさらに備えた、請求項１１に記載の歪み算出装置。
【請求項１３】
前記環境対温度情報は、複数の前記環境データの値とそれぞれの前記環境データの値が得られるときの前記構造物の温度の値とが関連付けられた環境対温度データベースである、請求項１から１２のいずれか１項に記載の歪み算出装置。
【請求項１４】
前記温度対歪み情報は、複数の前記構造物の温度の値とそれぞれの前記構造物の温度の値における前記構造物の歪みの値とが関連付けられた温度対歪みデータベースである、請求項１から１２のいずれか１項に記載の歪み算出装置。
【請求項１５】
前記温度対歪み情報は、基準とする温度における前記構造物の歪みの値である基準歪み値と前記構造物の歪みの温度による変化率とにより決められる関数により前記構造物の温度とその温度における前記構造物の歪みとを関連付け、前記歪み算出部は、前記関数に前記算出温度を当てはめて前記構造物の歪みを求める、請求項１から１２のいずれか１項に記載の歪み算出装置。
【請求項１６】
前記温度対歪み情報は、複数の前記構造物の温度の値とそれぞれの前記構造物の温度の値における前記構造物の歪みの値とを回帰分析することにより求められた前記基準歪みと前記変化率とを含む、請求項１５に記載の歪み算出装置。
【請求項１７】
前記構造物は、本体部と、前記本体部の姿勢を可変に支持する架台とを備え、前記温度対歪み情報は、前記本体部の姿勢ごとに対応するものである、請求項１から１６のいずれか１項に記載の歪み算出装置。
【請求項１８】
前記構造物に備えられた前記構造物の歪みを補償する歪み補償器を制御して、前記構造物の歪みを補償する歪み補償装置であって、
請求項１から１７のいずれか１項に記載の歪み算出装置と、前記歪み算出部が求めた前記構造物の歪みの値から算出される制御量に基づいて前記補償器を制御する補償器制御部と、を備えた歪み補償装置。
【請求項１９】
コンピュータに、構造物に温度を上昇させるまたは下降させる影響を与える環境のデータである環境データと前記構造物の温度とを関連付けた環境対温度情報と、前記構造物の温度とその温度における前記構造物の歪みとを関連付けた温度対歪み情報と、に基づいて前記構造物の歪みを算出させるプログラムであって、
前記構造物が設置された設置場所の前記環境データを取得した環境取得データと前記環境対温度情報とに基づいて前記構造物の温度を求める温度算出ステップと、前記温度算出ステップで求められた前記構造物の温度と前記温度対歪み情報とに基づいて前記構造物の歪みを求める歪み算出ステップと、を前記コンピュータに実行させるプログラム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のプログラムを記録した、前記コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、構造物の歪みを算出する歪み算出装置および歪みを補償する歪み補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋外に設置された、大型の空中線、大型の望遠鏡等の構造物は、構造物の性能上の要求を満たすために、その構造物の形状を管理して決められた基準となる形状に保つ必要が有る。しかし、それらの構造物は、温度による膨張、自重によるたわみなどにより歪みが生じている。このような歪みを補償するため、例えば、特許文献１には、歪みを補償する補償機構を設けて構造物の形状を保つ技術が開示されている。このような補償機構を大型の構造物に適用する場合、構造物に生じている歪みを正しく把握する必要が有る。構造物の歪みを測定する技術としては、例えば、特許文献２に、写真測量により対象の３Ｄ形状を測定する技術が開示されている。しかし、この技術を大型の構造物に適用しようとすると、写真測量機器を設置するための大掛かりな設備が必要になる。大掛かりな設備を設置すると、空中線の指向特性に影響を及ぼす、望遠鏡の視野を妨げる等の問題が生じる。これに対し、大掛かりな設備が不要な測定技術として、例えば、特許文献３には、写真測量機器を飛行体に搭載し、構造物の測定が必要になる都度、飛行体を飛行させて測量を行なう技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１００５５１号公報
【特許文献２】特開２００７−３３３５０８号公報
【特許文献３】特開２０１６−８５１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
飛行体により構造物の測定を行うためには、撮影ポイントおよび飛行ルートの設定、飛行体の飛行の制御、飛行体の監視の実施等を行う必要がある。したがって、頻繁に歪みを測定することは運用上の負担になる。このため、補償する上で必要な精度で構造物の歪みを求め続けながらも、歪みを測定する頻度は可能な限り少なくする必要が有る。【０００５】
この発明は、上記の課題を解決するためのもので、構造物の歪みを求める上で、歪みを測定する負担が少ない歪み算出装置および歪み補償装置を得るためのものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る歪み算出装置は、構造物に温度を上昇させるまたは下降させる影響を与える環境のデータである環境データと前記構造物の温度とを関連付けた環境対温度情報と、前記構造物の温度とその温度における前記構造物の歪みとを関連付けた温度対歪み情報と、に基づいて前記構造物の歪みを算出し、前記構造物が設置された設置場所の前記環境データを取得した環境取得データと前記環境対温度情報とに基づいて前記構造物の温度を求める温度算出部と、前記温度算出部が求めた算出温度と前記温度対歪み情報とに基づいて前記構造物の歪みを求める歪み算出部と、を備えるものである。この発明に係る歪み補償装置は、前記歪み算出装置を備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、構造物の歪みを求める上で、歪みを測定する負担が少ない歪み算出装置および歪み補償装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る歪み補償装置の構成図
【図２】この発明の実施の形態１に係る歪み補償装置の動作を示すフローチャート
【図３】この発明の実施の形態１に係る歪み補償装置の判定部の動作を示すフローチャート
【図４】この発明の実施の形態１に係る歪み補償装置における、環境取得データからの歪みの算出および歪みの補償の動作を示すフローチャート
【図５】この発明の実施の形態１に係る歪み補償装置における、歪みの測定および歪みの補償の動作を示すフローチャート
【図６Ａ】この発明の実施の形態１に係る歪み補償装置に測定データを提供する飛行体の動作を示すフローチャート
【図６Ｂ】この発明の実施の形態１に係る歪み補償装置に測定データを提供する観測装置の動作を示すフローチャート
【図７】この発明の実施の形態２に係る歪み補償装置の構成図
【図８】この発明の実施の形態２に係る歪み補償装置の判定部の動作を示すフローチャート
【図９】この発明の実施の形態２に係る歪み補償装置における、環境取得データに基づいた歪みの算出および歪みの補償の動作を示すフローチャート
【図１０】この発明の実施の形態３に係る歪み補償装置の構成図
【図１１】この発明の実施の形態３に係る歪み補償装置の動作を示すフローチャート
【図１２】この発明の実施の形態３に係る歪み補償装置の判定部の動作を示すフローチャート
【図１３】この発明の実施の形態３に係る歪み補償装置における、温度の測定値と温度対歪みデータとに基づいた、歪みの算出および歪みの補償の動作を示すフローチャート
【図１４】この発明の実施の形態４に係る歪み補償装置の構成図
【図１５】この発明の実施の形態５に係る歪み補償装置の構成図
【図１６】この発明の実施の形態５に係る歪み補償装置における、環境取得データに基づいた歪みの算出および歪みの補償の動作を示すフローチャート
【図１７】この発明の実施の形態１から５に係る歪み算出装置および歪み補償装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について、図１−図５、図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。図１に、この発明の実施の形態１に係る歪み補償装置２００の構成図を示す。構造物１００は、歪みを補償する対象である。構造物１００の本体は、構造物１００が備える架台１１０上に支持されている。構造物１００は、構造物１００の歪みを補償するための補償器１２０を備えている。歪み補償装置２００は、構造物１００の歪みを求め、求めた歪みをもとに補償器１２０を制御して、構造物１００の歪みを補償する。補償器１２０は、例えば、構造物１００に直接力を加えて歪みを補償するアクチュエータ、構造物１００を冷却して構造物１００の熱膨張による歪みを補償する冷却器等で構成される。補償器１２０は、本発明に係る歪み補償器の一例である。
【００１０】
歪み補償装置２００は、写真測量機器４１０の測定結果をもとに得られる構造物１００の歪みの測定値、観測装置４３０が測定した環境データの測定値または環境データ収集部４４０が取得した環境データの値をもとに構造物１００の歪みを求める歪み算出装置３００と、歪み算出装置３００が求めた構造物１００の歪みをもとに補償器１２０を制御する補償器制御部２１０とを備えている。つまり、歪み補償装置２００が備える構造物１００の歪みを求める構成が、歪み算出装置３００である。このため、以後、歪み算出装置３００についての記載は、歪み補償装置２００の歪みを求める機能に該当する。また、歪み補償装置２００についての歪みを求めることに関する記載は、歪み算出装置３００についての記載でもある。
【００１１】
写真測量機器４１０は、飛行体５０１に搭載され、空中から構造物１００を撮影する。写真測量機器４１０を搭載した飛行体５０１は、写真測量機器４１０が構造物１００を様々な位置から撮影することができるよう、決められた飛行ルートに従って飛行する。写真測量機器４１０は、構造物１００を様々な位置から撮影し、構造物１００を撮影して得られた写真データを歪み補償装置２００に送信する。歪み補償装置２００は、様々な位置から撮影された構造物１００の写真データを比較することで、構造物１００の３次元的な形状を表す形状データを得る。さらに、形状データは、構造物１００の基準とする形状と比較され、構造物１００の歪みを表す歪みデータとなる。形状データおよび歪みデータは、写真測量機器４１０の測定結果をもとに、写真測量機器４１０によって算出しても良いし、歪み補償装置２００によって算出しても良い。写真測量機器４１０は、本発明に係る歪みセンサの一例である。
【００１２】
また、サーモグラフィ４２０は、構造物１００から放射される赤外線を分析することで、構造物１００の温度の分布を測定し、温度データとして歪み補償装置２００に送信する。サーモグラフィ４２０は、飛行体５０２に搭載される。サーモグラフィ４２０を搭載した飛行体５０１は、構造物１００のうち歪みの補償が必要な部分の全てをサーモグラフィ４２０が撮影することができるよう、決められた飛行ルートに従って飛行する。なお、図１においては、写真測量機器４１０とサーモグラフィ４２０は、それぞれ異なる飛行体（５０１，５０２）に搭載されているが、同一の飛行体に搭載してもかまわない。サーモグラフィ４２０は、本発明に係る温度センサの一例である。
【００１３】
観測装置４３０は、構造物に温度を上昇させるまたは下降させる影響を与える環境データを測定する。環境データは、日射データと、熱交換環境データと、外気温データと、雨水データとのうち少なくとも１つを含む。日射データは、日射量および日射方向（方位角、仰角）を含む。熱交換環境データは、風況データおよび外気温データを含む。風況データは、風向および風速を含む。雨水データは、雨水の温度および雨量を含む。
【００１４】
観測装置４３０は、構造物１００が設置された設置場所における環境データを測定する。環境データが日射データを含む場合、観測装置４３０は、日射量および日射方向（方位角、仰角）を測定する日射量計などのセンサを含む。環境データが熱交換環境データを含む場合、観測装置４３０は、風向および風速を測定する風信儀、外気温を測定する温度計などのセンサを含む。環境データが外気温データを含む場合、観測装置４３０は、外気温を測定する温度計などのセンサを含む。環境データが雨水データを含む場合、観測装置４３０は、雨量を測定する雨量計、雨水の温度を測定する温度計などのセンサを含む。観測装置４３０は、環境データを測定し、環境取得データとして歪み算出装置３００に送信する。
【００１５】
また、環境データ収集部４４０が、観測装置４３０の代わりに環境取得データを取得しても良い。環境データ収集部４４０は、文書、ネットワークなどにより公開されたデータをもとに、構造物１００が設置された設置場所における環境データを取得する。環境データ収集部４４０は、例えば、以下のようにして環境取得データを取得する。環境データ収集部４４０は、日射データ、風況データ、外気温データについては、公開されている気象情報から取得する。環境データ収集部４４０は、雨水データのうちの雨量については、公開されている気象情報から取得する。環境データ収集部４４０は、雨水データのうちの雨水の温度については、公開されている気象情報から外気温データを取得して代用する。なお、以下の説明においては、観測装置４３０が環境取得データを取得するものとして説明する。
【００１６】
歪み算出装置３００は、構造物１００が設置された設置場所における環境データと環境データが取得されたときの構造物１００の温度とを関連付けた環境対温度情報、および構造物１００の温度とその温度における構造物１００の歪みとを関連付けた温度対歪み情報に基づいて、環境取得データから構造物１００の歪みを算出する。歪み算出装置３００は、構造物１００の歪みを測定せずに、環境取得データから構造物１００の歪みを算出することで、歪みを測定することによる運用上の負担を軽減している。ここで、「算出」とは、ある情報に基づいて計算を行うことのみならず、ある情報を参照してそのまま取得することも含む。以下の説明においても同様である。
【００１７】
また、歪み算出装置３００は、環境取得データから構造物１００の歪みを算出することが不可能な場合、写真測量機器４１０による測定値をもとにした構造物１００の歪みの測定値を取得する。このことにより、歪み算出装置３００は、常に構造物１００の歪みを求めることが可能である。なお、環境取得データから構造物１００の歪みを算出することが不可能となるのは、取得した環境取得データの値が環境対温度情報により温度の値と関連付けられていないとき、または、取得した環境取得データの値は環境対温度情報により温度の値と関連付けられているものの、当該温度の値が温度対歪み情報により歪みの値と関連付けられていないときである。
【００１８】
さらに、歪み算出装置３００は、歪みの測定値を取得すると、歪みの測定値が測定されたときにおける温度の測定値をサーモグラフィ４２０から取得し、歪みの測定値と温度の測定値とを関連付けて温度対歪み情報に追加する。また、環境対温度情報についても、環境取得データとサーモグラフィ４２０から取得した温度の測定値とを関連付けて追加する。このようにして、歪み算出装置３００は、次に同様の環境取得データが得られたとき、あるいは構造物１００の温度が同様の温度であったときに、構造物１００の歪みを測定せずに、環境取得データから構造物１００の歪みを算出することを可能にする。
【００１９】
図１に示すように、歪み算出装置３００は、データ取得部３１０と、環境対温度データベース３２０と、温度対歪みデータベース３３０と、温度算出部３４０と、歪み算出部３５０と、判定部３６０とを備えている。
【００２０】
データ取得部３１０は、構造物１００の温度の測定値をサーモグラフィ４２０から取得し、環境取得データを観測装置４３０から取得する。データ取得部３１０はまた、写真測量装置４１０が撮影した写真データに基づく、構造物１００の歪みの測定値を取得する。
【００２１】
環境対温度データベース３２０および温度対歪みデータベース３３０に格納されるデータおよび情報は、記憶部３７０に記憶されている。なお、図１では、環境対温度データベース３２０および温度対歪みデータベース３３０に格納されるデータおよび情報が同じ記憶部３７０に記憶されている構成を示すが、環境対温度データベース３２０と温度対歪みデータベース３３０とがそれぞれ異なる記憶部に記憶される構成としても良い。例えば、環境対温度データベース３２０に格納されるデータおよび情報は、環境対温度記憶部に記憶され、温度対歪みデータベース３３０に格納されるデータおよび情報は温度対歪み記憶部に記憶される構成としても良い。また、記憶部３７０、上述の環境対温度記憶部および上述の温度対歪み記憶部は、それぞれ、図１に示すように歪み算出装置３００に設けられていても良いし、歪み算出装置３００に接続された外部のサーバなどに設けられていても良い。また、記憶部３７０は、歪み算出装置３００から書き込み、読み出し等が可能であれば、ネットワーク上に分散された仮想記憶等によって構成されていても良い。
【００２２】
環境対温度データベース３２０は、歪み補償装置２００における前述の環境対温度情報の構成の例である。環境対温度データベース３２０は、環境取得データの値とその値が得られたときにおける構造物１００の温度の値とを関連付けて記憶することで、環境データと環境データが取得されるときの構造物１００の温度とを関連付けている。温度対歪みデータベース３３０は、歪み補償装置２００における前述の温度対歪み情報の例である。温度対歪みデータベース３３０は、測定などにより得られた構造物１００の温度の値とその値が得られたときにおける構造物１００の歪みの値とを関連付けて記憶することで、構造物１００の温度とその温度における構造物１００の歪みとを関連付けている。
【００２３】
屋外に設置されている構造物１００は、日射のある状況においては、日射により暖められ、風により冷却される。構造物１００のどの部分が、日射によりどの程度温められるかは、日射データに影響される。
【００２４】
また、風のある状況においては、構造物１００は、風との間で熱交換を行なう。構造物１００の温度が外気温より高いときは、構造物１００から風に移動する熱が、風から構造物１００に移動する熱よりも多い。このため、構造物の温度は下降する。構造物１００の温度が外気温より低いときは、構造物１００から風に移動する熱が、風から構造物１００に移動する熱よりも少ない。このため、構造物１００の温度は上昇する。構造物１００のどの部分の温度が、風との熱交換によりどの程度上昇するか、どの程度下降するかは、風況データおよび外気温データを含む、熱交換環境データに影響される。
【００２５】
さらに、構造物１００の温度と外気温との差が大きい場合は、構造物１００が外気に放射する熱と、外気が放射し構造物１００が受け取る熱との間の関係により、構造物１００の温度は、上昇または下降する。構造物１００の温度が外気温より高いときは、構造物１００が外気に放射する熱が、外気が放射し構造物１００が受ける熱よりも多い。このため、構造物１００の温度は下降する。構造物１００の温度が外気温より低いときは、構造物１００が外気に放射する熱が、外気が放射し構造物１００が受ける熱よりも少ない。このため、構造物１００の温度は上昇する。構造物１００の温度がどの程度上昇するか、どの程度下降するかは、外気温データに影響される。
【００２６】
また、降雨時には、構造物１００は雨水との間で熱交換を行なう。構造物１００の温度が雨水の温度より高いときは、構造物１００から雨水に移動する熱が雨水から構造物１００に移動する熱よりも多い。このため、構造物１００の温度は下降する。構造物１００の温度が雨水の温度より低いときは、構造物１００から雨水に移動する熱が雨水から構造物１００に移動する熱よりも少ない。このため、構造物１００の温度は上昇する。構造物１００の温度が、雨水との熱交換によりどの程度上昇するか、どの程度下降するかは、雨水の温度および雨量を含む、雨水データに影響される。
【００２７】
すなわち、日射データは、構造物１００に温度を上昇させる影響を与える。熱交換環境データは、構造物１００に温度を上昇させるまたは下降させる影響を与える。外気温データは、構造物１００に温度を上昇させるまたは下降させる影響を与える。雨水データは、構造物１００に温度を上昇させるまたは下降させる影響を与える。このため、構造物１００の温度は、日射データ、熱交換環境データ、外気温データ、雨水データを含む環境データから推定することができる。
【００２８】
温度算出部３４０は、このような環境データと構造物１００の温度の値とを関連付ける環境対温度情報（環境対温度データベース３２０）と環境取得データとから、構造物１００の温度を推定する。また、構造物１００は、重力および熱膨張により変形する。重力による影響が一定である状況では、構造物１００の歪みは、構造物１００の温度により決まる。このため、歪み算出部３５０は、温度算出部３４０が推定した構造物１００の温度と、構造物１００の温度と歪みとを関連付けする温度対歪み情報（温度対歪みデータベース３３０）とから、構造物１００の歪みを算出する。判定部３６０は、取得した環境取得データから、環境対温度データベース３２０と温度対歪みデータベース３３０とに基づいて構造物１００の歪みを求めることが可能か否かを判定する。すなわち、判定部３６０は、構造物１００の歪みを求める上で、写真測量機器４１０が測定した結果をもとにした歪み測定データを取得する必要が有るか無いかを判定する。
【００２９】
次に、動作について説明する。図２は、歪み補償装置２００の動作を表すフローチャートである。歪み補償装置２００は、環境データの変化、運用上の要求等により、歪みの補償が必要か不要かの判定を行う（ＳＴ１０１）。歪みの補償が不要な場合（ＳＴ１０１でＮＯ）は、補償を行わずに終了する。歪みの補償が必要な場合（ＳＴ１０１でＹＥＳ）、データ取得部３１０は、観測装置４３０から環境取得データを取得する（ＳＴ１０２）。
【００３０】
次に、判定部３６０は、データ取得部３１０が取得した環境取得データをもとに、構造物１００の歪みの測定値を取得することが必要か不要かを判定する（ＳＴ１０３）。歪みの測定値を取得することが必要と判定された場合（ＳＴ１０３で「必要」）、データ取得部３１０は、写真測量機器４１０が測定した結果をもとにした歪みの測定値を取得し、歪み算出部３５０は、データ取得部３１０から歪みの測定値を取得することにより構造物１００の歪みを求める。また、補償器制御部２１０は、歪み算出部３５０が求めた歪みをもとに補償器１２０の制御量を求め、求めた制御量に基づき補償器１２０の制御を行う（ＳＴ１０４）。歪みを測定することが不要と判定された場合（ＳＴ１０３で「不要」）、歪み算出部３５０は、温度算出部３４０が環境取得データと環境対温度データベース３２０とから推定した温度から、温度対歪みデータベース３３０をもとに構造物１００の歪みを求める。補償器制御部２１０は、歪み算出部３５０が求めた歪みから算出した制御量に基づき補償器１２０の制御を行う（ＳＴ１０５）。
【００３１】
図３は、判定部３６０の動作を表すフローチャートである。この動作は、図２における、歪みの測定値を取得することが必要か不要かの判定（ＳＴ１０３）における詳細の動作である。判定部３６０は、環境対温度データベース３２０および温度対歪みデータベース３３０をもとに環境取得データから歪みを求めることが可能であれば、データ取得部３１０から歪みの測定値を取得することは不要と判定する。算出が不可能であれば、データ取得部３１０から歪みの測定値を取得することが必要と判定する。
【００３２】
判定部３６０は、データ取得部３１０より取得された環境取得データの値が環境対温度データベース３２０に記憶されているか、すなわち、環境取得データの値が環境対温度データベース３２０により構造物１００の温度の値と関連付けられているかを確認する（ＳＴ２０１）。関連付けられていない場合（ＳＴ２０１でＮＯ）、歪みの測定値を取得することが必要と判定する（ＳＴ２０２）。関連付けられている場合（ＳＴ２０１でＹＥＳ）、判定部３６０は、さらに、環境対温度データベース３２０上で環境取得データと関連付けられた温度の値が、温度対歪みデータベース３３０に記憶されているか、すなわち、温度算出部３４０が環境取得データと温度対歪みデータベース３３０とから求める構造物１００の温度の値が、温度対歪みデータベース３３０により構造物１００の歪みの値と関連付けされているかを確認する（ＳＴ２０３）。関連付けられていない場合（ＳＴ２０３でＮＯ）、歪みの測定値を取得することが必要と判定する（ＳＴ２０２）。関連付けられている場合（ＳＴ２０３でＹＥＳ）、判定部３６０は、歪みの測定値を取得することは不要と判定する（ＳＴ２０４）。
【００３３】
図４は、歪み補償装置２００による、環境取得データに基づいた歪みの算出および歪みの補償の動作を示すフローチャートである。この動作は、図２における、歪みを測定することが不要な場合（ＳＴ１０５）における詳細の動作である。最初に、データ取得部３１０は、観測装置４３０が測定した環境取得データを取得する（ＳＴ３０１）。データ取得部３１０は、取得した環境取得データが正常であるかどうかを確認する（ＳＴ３０２）。データ取得部３１０が取得した環境取得データが正常でなければ（ＳＴ３０２でＮＯ）、歪み補償装置２００は、異常を表示して（ＳＴ３０３）終了する。正常であれば（ＳＴ３０２でＹＥＳ）、歪み補償装置２００は、ＳＴ３０４以下の動作を行う。なお、歪み補償装置２００がＳＴ３０３において異常を表示した場合、オペレータは、異常の原因を確認し、例えば、環境対温度データベース３２０または温度対歪みデータベース３３０の情報を、新たに測定したデータをもとに更新する。
【００３４】
環境取得データが正常であれば（ＳＴ３０２でＹＥＳ）、温度算出部３４０が、環境取得データと環境対温度データベース３２０とから構造物１００の温度を推定する（ＳＴ３０４）。次に、歪み算出部３５０が、温度算出部３４０が算出した算出温度と温度対歪みデータベース３３０とから構造物１００の歪みを求める（ＳＴ３０５）。さらに、補償器制御部２１０が、歪み算出部３５０が求めた歪みに対する補償器１２０の制御量を算出する（ＳＴ３０６）。補償器制御部２１０は、算出した制御量が正常な値の範囲内かを確認する（ＳＴ３０７）。算出した制御量が正常な値の範囲内でなければ（ＳＴ３０７でＮＯ）、補償器制御部２１０は、歪み補償装置２００に異常を伝え、歪み補償装置２００は、異常を表示して（ＳＴ３０３）終了する。算出した制御量が正常な値の範囲内であれば（ＳＴ３０７でＹＥＳ）、補償器制御部２１０が、算出した制御量に基づき補償器１２０の制御を行う（ＳＴ３０８）。歪み補償装置２００は、構造物１００について、必要な部分全ての補償を行なったかを確認し（ＳＴ３０９）、行っていれば（ＳＴ３０９でＹＥＳ）動作を完了し、行っていなければ（ＳＴ３０９でＮＯ）完了するまでＳＴ３０４からＳＴ３０８の動作を繰り返す。
【００３５】
図５は、歪み補償装置２００の構造物１００の歪みの測定および構造物１００の歪みの補償の動作を示すフローチャートである。この動作は、図２における、歪みを測定することが必要な場合（ＳＴ１０４）における歪み補償装置２００の詳細の動作である。図５に示される動作において、歪み補償装置２００は、データ取得部３１０が、写真測量機器４１０と写真測量機器４１０を搭載した飛行体５０１と、サーモグラフィ４２０とサーモグラフィ４２０を搭載した飛行体５０２とをそれぞれ制御して歪み測定データを取得する。歪み測定データが、歪み算出装置３００が求めた構造物１００の歪みの値となる。また、歪み補償装置２００は、歪み算出装置３００が求めた歪み、すなわち、データ取得部３１０が取得した歪みの測定値、をもとに歪み補償構造物１００の歪みを補償する。
【００３６】
また、歪み補償装置２００が図５で示される動作を行う場合は、図２で判定されたとおり、環境取得データの値が環境対温度情報により温度の値と関連付けられていないとき、または、環境取得データと環境対温度情報とから求められる温度の値が温度対歪み情報により歪みの値と関連付けられていないときである。このため、歪み補償装置２００は、歪みの測定値を取得すると、歪みの測定値が測定されたときの構造物１００の温度の測定値も取得し、環境対温度情報に環境取得データの値と温度の測定値とを関連付けて追加し、温度対歪み情報に歪みの測定値と歪みの測定値が測定されたときの温度の測定値とを関連付けて追加する。具体的には、歪み補償装置２００は、環境取得データと環境取得データが取得されたときの温度の測定値とを関連付けて環境対温度データベース３２０に記憶させ、歪みの測定値と歪みの測定値が測定されたときの温度の測定値とを関連付けて温度対歪みデータベース３３０に記憶させる。
【００３７】
最初に、データ取得部３１０は、構造物１００の形状に基づいて、飛行体５０１および飛行体５０２の飛行ルートを設定する（ＳＴ４０１）。飛行ルートは、飛行体５０１に搭載された写真測量機器４１０および飛行体５０２に搭載されたサーモグラフィ４２０が構造体１００の測定を行う測定位置を含む。測定位置は、構造物１００の形状に基づいて設定される。次に、データ取得部３１０は、飛行体５０１に搭載された写真測量機器４１０および飛行体５０２に搭載されたサーモグラフィ４２０が、設定した飛行ルート上で必要な測定を行なえるかを確認する（ＳＴ４０２）。ここでは、設定された飛行ルートによって、飛行体５０１および飛行体５０２が構造物１００に接触せずにそれぞれの測定点に到達できるか、それぞれの測定点に写真測量機器４１０およびサーモグラフィ４２０が測定を行うために十分な時間滞在可能か、飛行ルート全体を決められた時間内、燃料または電池容量で飛行可能か、などを含めてデータ取得部３１０が確認を行う。測定が行えないようであれば（ＳＴ４０２でＮＯ）、データ取得部３１０は、飛行ルートの再設定を行なう（ＳＴ４０１）。測定が行なえる場合（ＳＴ４０２でＹＥＳ）、データ取得部３１０は、設定した飛行ルートを飛行体５０１および飛行体５０２に送信する（ＳＴ４０３）。測定が開始されると、データ取得部３１０は、写真測量機器４１０が撮影した写真データをもとに取得した構造物１００の歪みの測定値を飛行体５０１から取得し、サーモグラフィ４２０が測定した温度測定データを飛行体５０２から取得する（ＳＴ４０４）。また、データ取得部３１０は、観測装置４３０から環境取得データを取得する（ＳＴ４０５）。データ取得部３１０は、飛行体５０１および飛行体５０２から必要な全てのデータを取得したかを確認する（ＳＴ４０６）。全てのデータを取得していなければ（ＳＴ４０６でＮＯ）ＳＴ４０４、ＳＴ４０５の動作を繰り返し、取得していれば（ＳＴ４０６でＹＥＳ）、ＳＴ４０７以下の動作を行う。
【００３８】
データ取得部３１０がデータを取得すると、歪み算出部３５０は、データ取得部３１０から取得した歪み測定データを、歪み算出部３５０が求めた構造物１００の歪みとして、補償器制御部２１０に出力する（ＳＴ４０７）。補償器制御部２１０は、歪み算出部３５０が求めた歪みをもとに、補償器１２０の制御量を算出し（ＳＴ４０８）、算出した制御量に基づき補償器１２０を制御する（ＳＴ４０９）。
【００３９】
温度算出部３４０は、環境取得データの値と、環境取得データが取得されたときの構造物１００の温度の測定値とを関連付けて環境対温度情報に追加する。すなわち、温度算出部３４０は、環境取得データの値と環境取得データが取得されたときの構造物１００の温度の測定値とを互いに関連付けて環境対温度データベース３２０に記憶させる（ＳＴ４１０）。詳細には、温度算出部３４０は、環境取得データの値と環境取得データが取得されたときの構造物１００の温度の測定値とを環境対温度データベース３２０が記憶されている記憶部３７０に送信する。記憶部３７０は、温度算出部３４０から環境取得データの値および構造物１００の温度の測定値を受信すると、受信した環境取得データの値と構造物１００の温度の測定値とを関連付けて環境対温度データベース３２０の情報として記憶する。
【００４０】
また、歪み算出部３５０は、構造物１００の歪みの測定値と歪みの測定値が測定されたときの構造物１００の温度の測定値とを関連付けて温度対歪み情報として記憶する。すなわち、歪み算出部３５０は、構造物１００の歪みの測定値と歪みの測定値が測定されたときの温度の測定値とを関連付けて、温度対歪みデータベース３３０に記憶させる（ＳＴ４１１）。詳細には、歪み算出部３５０は、構造物１００の歪みの測定値と歪みの測定値が測定されたときの温度の測定値とを温度対歪みデータベース３３０が記憶されている記憶部３７０に送信する。記憶部３７０は、歪み算出部３５０から歪みの測定値および温度の測定値を受信すると、受信した歪みの測定値と温度の測定値とを関連付けて温度対歪みデータベース３３０の情報として記憶する。
【００４１】
図６Ａおよび図６Ｂは、歪み補償装置２００に測定データを提供するセンサの動作を示すフローチャートである。図６Ａは、飛行体５０１または５０２の動作を表すフローチャートである。飛行体５０１または５０２は、測定を開始する前に写真測量機器４１０、サーモグラフィ４２０等、飛行体５０１または５０２に搭載されている測定装置の校正を行い（ＳＴ５０１）、データ取得部３１０から飛行ルートを受信する（ＳＴ５０２）。飛行ルートを受信すると、飛行体５０１または５０２は、飛行ルートに従い飛行を行い（ＳＴ５０３）、飛行ルート上に決められた位置で写真測量機器４１０およびサーモグラフィ４２０による測量を行い（ＳＴ５０４）、写真データ（または歪み測定データ）および温度測定データをデータ取得部３１０に送信する（ＳＴ５０５）。飛行体５０１または５０２は、全ての撮影を完了したかを確認し（ＳＴ５０６）、完了していなければ（ＳＴ５０６でＮＯ）ＳＴ５０３からＳＴ５０５の動作を繰り返し、完了していれば（ＳＴ５０６でＹＥＳ）、撮影を終了し帰投する。
【００４２】
図６Ｂは、観測装置４３０の動作を表すフローチャートである。観測装置４３０は、校正を行うか判定する（ＳＴ６０１）。校正は、例えば、決められた間隔で定期的に行う。校正を行う場合は（ＳＴ６０１でＹＥＳ）、校正を実施した（ＳＴ６０２）後に環境取得データの取得を行う（ＳＴ６０３）。校正が必要でなければ（ＳＴ６０１でＮＯ）、そのまま環境取得データの取得を行う（ＳＴ６０３）。観測装置４３０は、取得した環境取得データをデータ取得部３１０に送信し（ＳＴ６０４）、ＳＴ６０１からの動作を繰り返す。
【００４３】
以上の様に、この発明の実施の形態１に係る歪み算出装置３００は、環境取得データから構造物１００の温度を算出し、算出した温度と温度対歪み情報とから構造物１００の歪みを求めるため、構造物１００の歪みを測定せずに求めることができる。この発明の実施の形態１に係る歪み補償装置２００は、歪み算出装置３００が求めた歪みをもとに、構造物１００の歪みを測定せずに補償することができる。このため、歪みを測定することによる運用への負荷を軽減することができる。また、この発明の実施の形態１に係る歪み算出装置３００は、環境取得データをもとに歪みを測定することが必要か必要でないかを判定するため、構造物１００の歪みを求める上で、歪みを測定する頻度を少なくすることができる。また、この発明の実施の形態１に係る歪み補償装置２００は、上記の様な歪み算出装置３００が求めた歪みにより構造物１００の歪みを補償するため、構造物の歪みを補償する上で、構造物の歪みを測定する頻度を少なくすることができる。
【００４４】
なお、上記の構成では、判定部３６０は、環境取得データの値が環境対温度情報により温度の値と関連付けられているかと、環境取得データと環境対温度情報とから求められる温度の値が温度対歪み情報により歪みの値と関連付けられているかとの両方の判断を行っている。しかし、判定部を２つ設け、一方の判定部で環境取得データの値が環境対温度情報により温度の値と関連付けられているかを判定し、他方の判定部で環境取得データと環境対温度情報とから求められる温度の値が温度対歪み情報により歪みの値と関連付けられているかを判定しても良い。また、温度算出部３４０で環境取得データの値が環境対温度情報により温度の値と関連付けられているかを判定し、歪み算出部３５０で環境取得データと環境対温度情報とから求められる温度の値が温度対歪み情報により歪みの値と関連付けられているかを判定しても良い。
【００４５】
また、上記の説明のとおり、環境データおよび環境取得データには、日射データ、熱交換環境データ、外気温データおよび雨水データの全てが含まれていることが好ましい。しかし、環境データおよび環境取得データには、必ずしもこれらの全てが含まれていなくともよい。例えば、構造物１００が地下またはシェルタの内部に設置されている場合、構造物１００の温度は日射および風の影響を受けない。そのため、外気温データのみによって構造物１００の温度を推定することができる。したがって、環境取得データとしての外気温データの値と、環境データとしての外気温データの値を構造物１００の温度の値と関連付けて記憶させた環境対温度データベース３２０とにより、温度算出部３４０は、構造物１００の温度を求めることができる。
【００４６】
また、構造物１００が外気に放射する熱または外気が放射し構造物１００が受け取る熱により、構造物１００の温度が変化するためには、長い時間が掛かる。このため、例えば、構造物１００が運用される時間が短時間であり、運用時以外は構造物１００がシェルタに格納される場合は、構造物１００の温度は、日射データおよび熱交換環境データのみから推定できる。したがって、環境取得データとしての日射データの値および熱交換環境データの値と、環境データとしての日射データの値および熱交換環境データの値を構造物１００の温度の値と関連付けて記憶させた環境対温度データベース３２０とにより、温度算出部３４０は、構造物１００の温度を求めることができる。
【００４７】
構造物１００が運用される時間が短時間であり、運用時以外は構造物１００がシェルタに格納され、さらに、構造物１００が運用されている状態において、構造物１００に風除け等が設けられている場合は、構造物１００の温度は、日射データのみから推定できる。したがって、環境取得データとしての日射データの値と、環境データとしての日射データの値を構造物１００の温度の値と関連付けて記憶させた環境対温度データベース３２０とにより、温度算出部３４０は、構造物１００の温度を求めることができる。
【００４８】
また、構造物１００が雨天で使用される場合は、雨水データの値のみによって構造物１００の温度を推定することができる。したがって、環境取得データとしての雨水データの値と、環境データとしての雨水データの値を構造物１００の温度の値と関連付けて記憶させた環境対温度データベース３２０とにより、温度算出部３４０は、構造物１００の温度を求めることができる。
【００４９】
また、環境対温度情報および温度対歪み情報については、環境条件の季節による変化、構造物１００の経年変化等を考慮し、関連付けが有効とされる決められた期間を設け、関連付けがされてからこの決められた期間が経過した後は、その関連付けを無効として歪みの測定値および温度の測定値を取得するように構成しても良い。
【００５０】
また、上記の構成では、測量機器として、飛行体に搭載された写真測量機器４１０およびサーモグラフィ４２０が使用されているが、この発明の実施の形態１に係る歪み補償装置２００や歪み算出装置３００では、飛行体に搭載されていない測量機器であっても適用可能であり、また、測量機器の種類に制限されることなく、同様に構造物の歪みを測定する頻度を少なくすることができる。
【００５１】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２について、図７−図９を用いて説明する。図７は、この発明の実施の形態２に係る歪み補償装置２００Ａの構成図である。歪みを補償する対象である構造物１００は、図１と同様であるため、図７からは記載を省略している。図７に示すように、歪み補償装置２００Ａは、歪み算出装置３００Ａと補償器制御部２１０とを備えている。歪み算出装置３００Ａもまた、実施の形態１における歪み算出装置３００と同様に、構造物１００が設置された設置場所における環境データと環境データが取得されたときの構造物１００の温度とを関連付けた環境対温度情報、および構造物１００の温度とその温度における構造物１００の歪みとを関連付けた温度対歪み情報を用いて、環境取得データから構造物１００の歪みを算出する。
【００５２】
歪み算出装置３００Ａは、歪み算出装置３００の構成に加えて、構造物１００の温度とその温度における構造物１００の歪みとを決められた関数により関連付ける、温度歪み関数情報３８０を備えている。関数は、具体的には一次式であり、基準とする温度における構造物１００の歪みである基準歪み値と構造物１００の歪みの温度による変化率とにより決められる。温度歪み関数情報３８０は、構造物１００の温度とその温度における構造物１００の歪みとを関連付ける関数を決める、基準歪み値と歪みの温度による変化率とを含む。温度歪み関数情報３８０のデータは、記憶部３７０に記憶されている。図７では、温度歪み関数情報３８０のデータは、環境対温度データベース３２０のデータおよび温度対歪みデータベース３３０のデータを記憶する記憶部と同じ記憶部に記憶されている構成を示している。これに限らず、温度歪み関数情報３８０のデータを、環境対温度データベース３２０のデータを記憶する記憶部または温度対歪みデータベース３３０のデータを記憶する記憶部と異なる記憶部に記憶するような構成としてもかまわない。また、温度歪み関数情報３８０のデータが記憶されている記憶部３７０は、歪み算出装置３００Ａに設けられていても良いし、ネットワーク上など歪み算出装置３００Ａおよび歪み補償装置２００Ａの外部に有っても良い。
【００５３】
温度歪み関数情報３８０は、基準とする温度における構造物１００の歪みと構造物１００の歪みの温度による変化率とで決められる関数により、構造物１００の温度とその温度における構造物１００の歪みとを関連付けている。実施の形態２においては、温度歪み関数情報３８０が構造物１００の温度から歪みを算出するための温度対歪み情報である。
【００５４】
歪み算出装置３００Ａは、歪み算出装置３００とは異なり、歪み算出部３５０の替わりに、構造物１００の温度と温度歪み関数情報３８０とから構造物１００の歪みを求める歪み算出部３５０Ａを備えている。また、歪み算出装置３００Ａは、歪み算出装置３００とは異なり、判定部３６０の替わりに、環境対温度データベース３２０のデータに基づいて歪み測定データ取得の要否を判定する判定部３６０Ａを備えている。
【００５５】
一般に、固体の熱膨張率は温度によらず一定である。構造物１００は、熱膨張率がそれぞれ一定の固体から構成されているため、構造物１００の各部分について、歪みの温度による変化率は一定である。このため、温度ｔにおける構造物１００の歪みｒは、基準とする温度をｔ０、ｔ０における構造物１００の歪み（以下、基準歪みと呼ぶ）をｒ０、歪みの温度による変化率をαとすると、式（１）のように一次の関数で表すことができる。式（１）によれば、ｒ０およびαの値が既知であれば、温度ｔから構造物１００の歪みｒを算出することができる。なお、式（１）中の矢印は、ベクトルであることを表す。
【００５６】
【数１】
0006391902.tif 000002
【００５７】
歪み算出部３５０Ａは、温度歪み解析部３５１および解析計算部３５２を有する。温度歪み解析部３５１は、温度対歪みデータベース３３０に関連付けられている温度の値と歪みの値について直線回帰による回帰分析を行い、構造物１００の基準歪み（ｒ０）と構造物１００の歪みの温度による変化率（α）とを算出する。温度歪み関数情報３８０は、温度歪み解析部３５１が算出した構造物１００の基準歪み（ｒ０）と構造物１００の歪みの温度による変化率（α）とを含む情報であり、温度歪み関数情報３８０のデータとして記憶部３７０に記憶されている。解析計算部３５２は、温度歪み関数情報３８０をもとに、式（１）に構造物１００の温度（ｔ）を当てはめて、構造物１００の歪みを計算する。
【００５８】
歪み算出装置３００Ａもまた、歪み補償装置２００と同様に、環境データと環境データが取得されたときの構造物１００の温度とを関連付けた環境対温度情報、および構造物１００の温度とその温度における構造物１００の歪みとを関連付けた温度対歪み情報を用いて構造物１００の歪みを算出する。歪み算出装置３００Ａの歪み算出部３５０Ａでは、構造物１００の歪みを算出するにあたり、温度対歪みデータベース３３０の替わりに、温度対歪みデータベース３３０から算出した構造物１００の基準歪み（ｒ０）と構造物１００の歪みの温度による変化率（α）とを使用する。歪み算出部３５０Ａは、式（１）により、構造物１００の温度から構造物１００の歪みを算出する。このため、歪み算出部３５０Ａは、温度対歪みデータベース３３０に値が記憶されていない温度においても構造物１００の歪みを算出することができる。
【００５９】
歪み補償装置２００Ａは、歪み補償装置２００と同様に、図２で示される動作に従い動作する。しかし、上述の様に、歪み算出部３５０Ａは、温度対歪みデータベース３３０に蓄積されていない温度においても構造物１００の歪みを算出することができるため、必要とする歪み測定データをさらに減らすことができる。
【００６０】
図８は、歪み補償装置２００Ａの判定部３６０Ａの動作を表すフローチャートである。この動作は、図２における、構造物１００の歪みデータを取得することが必要か不要かの判定（ＳＴ１０３）における詳細の動作である。判定部３６０Ａは、データ取得部３１０より取得された環境取得データの値が環境対温度データベース３２０に記憶されているか、すなわち、環境対温度データベース３２０により構造物１００の温度と関連付けられているかを確認する（ＳＴ７０１）。関連付けがされていない場合（ＳＴ７０１でＮＯ）、歪みを測定することが必要と判定する（ＳＴ７０２）。
【００６１】
関連付けがされている場合（ＳＴ７０１でＹＥＳ）、判定部３６０Ａは、歪みを測定することは不要と判定する（ＳＴ７０３）。なお、図８で示される動作では、温度算出部３４０が算出する構造物１００の温度の推定値は、必ず温度歪み関数情報３８０により関連付けられている温度の値であることを前提にしている。このため、あらためて構造物１００の温度の推定値が温度歪み関数情報３８０により温度の値と関連付けられているかどうかを判定せず、ＳＴ７０１でＹＥＳの場合は全て歪みを測定することは不要としている。しかし、何らかの理由により構造物１００の温度の推定値が温度歪み関数情報３８０により温度の値として関連付けられないことが有る場合は、図３と同様に、構造物１００の温度の推定値が温度歪み関数情報３８０により温度の値として関連付けられているかどうかも判定する構成とする必要がある。
【００６２】
図９は、歪み補償装置２００Ａにおける、環境取得データに基づいた歪みの算出および歪みの補償の動作を示すフローチャートである。この動作は、図２における、歪みの測定値の取得が不要な場合（ＳＴ１０５）における詳細の動作である。なお、図９で示される動作が開始される前に、温度歪み解析部３５１は、温度対歪みデータベース３３０をもとに、構造物１００の基準歪み（ｒ０）と、構造物１００の歪みの温度による変化率（α）とを算出し、温度歪み関数情報３８０のデータとして記憶部３７０に記憶させる。温度歪み解析部３５１によるこの動作により、温度対歪み情報である温度歪み関数情報３８０において、構造物１００の温度とその温度における構造物１００の歪みとが関連付けされる。
【００６３】
図９において、最初に、データ取得部３１０は、観測装置４３０が取得した環境取得データを取得する（ＳＴ８０１）。データ取得部３１０は、取得した環境取得データが正常であるかどうかを確認する（ＳＴ８０２）。データ取得部３１０が取得した環境取得データが正常でなければ（ＳＴ８０２でＮＯ）、歪み補償装置２００Ａは、異常を表示して（ＳＴ８０３）終了する。データ取得部３１０が取得した環境取得データが正常であれば（ＳＴ８０２でＹＥＳ）、歪み補償装置２００Ａは、ＳＴ８０４以下の動作を行う。
【００６４】
温度算出部３４０は、環境取得データと環境対温度データベース３２０とから構造物１００の温度を算出する（ＳＴ８０４）。次に、解析計算部３５２は、温度算出部３４０が算出した温度と、温度歪み関数情報３８０に記憶されている基準歪み（ｒ０）と歪みの温度変化率（α）とで決められる関数に温度算出部３４０が算出した温度を当てはめて、構造物１００の歪みを求める（ＳＴ８０５）。
【００６５】
歪み算出部３５０Ａが歪みを求めたのち、補償器制御部２１０は、歪み算出部３５０Ａが求めた歪みに対する補償器の制御量を算出する（ＳＴ８０６）。補償器制御部２１０は、算出した制御量が正常な値の範囲内かを確認する（ＳＴ８０７）。算出した制御量が正常な値の範囲内でなければ（ＳＴ８０７でＮＯ）、歪み補償装置２００Ａは、異常を表示して（ＳＴ８０３）終了する。算出した制御量が正常な値の範囲内であれば（ＳＴ８０７でＹＥＳ）、補償器制御部２１０は、算出した制御量に基づき補償器１２０の制御を行う（ＳＴ８０８）。歪み補償装置２００Ａは、構造物１００について、必要な部分全ての補償を行なったかを確認し（ＳＴ８０９）、行っていれば（ＳＴ８０９でＹＥＳ）動作を完了し、行っていなければ（ＳＴ８０９でＮＯ）完了するまでＳＴ８０４からＳＴ８０８の動作を繰り返す。
【００６６】
なお、歪み補償装置２００ＡがＳＴ８０３において異常を表示した場合、オペレータは、異常の原因を確認し、例えば、環境対温度データベース３２０、温度対歪みデータベース３３０または温度歪み関数情報３８０の情報を、新たに測定したデータをもとに更新する。
【００６７】
歪みを測定することが必要な場合における歪み補償装置２００Ａの動作については、図５と同様であるため、説明を省略する。また、歪み補償装置２００Ａに測定データを提供するセンサの動作についても、図６Ａおよび図６Ｂと同様であるため、説明を省略する。
【００６８】
また、温度歪み解析部３５１による基準歪みと歪みの温度変化率との算出は、図９で示される動作の開始前に行われるとしたが、ＳＴ８０４で温度算出部３４０が構造物１００の温度を推定してからＳＴ８０５で解析計算部３５２が歪みを計算するまでの間に基準歪みと歪みの温度変化率との算出を実施してもかまわない。
【００６９】
以上の様に、この発明の実施の形態２に係る歪み補償装置２００Ａによれば、温度歪み解析部３５１が温度対歪みデータベース３３０のデータに基づいて基準温度における歪みと歪みの温度変化率とを算出し、解析計算部３５２が基準温度における歪みと歪みの温度変化率とに基づき構造物１００の温度から歪みを算出する。このため、歪み算出部３５０Ａでは、構造物１００の温度さえ求まれば測定を行わずに構造物１００の歪みを求めることができる。このため、歪み補償装置２００Ａでは、写真測量機器４１０により構造物の１００の歪みを測定しなければならない場面は、実施の形態１に係る歪み補償装置２００に比べて少なくなり、効率的に構造物１００の歪みの補償を行うことができる。
【００７０】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３について、図１０−図１３を用いて説明する。図１０は、この発明の実施の形態３に係る歪み補償装置２００Ｂの構成図である。図１０に示すように、歪み補償装置２００Ｂは、歪み算出装置３００Ｂと補償器制御部２１０とを備えている。なお、歪みを補償する対象である構造物１００は、図１と同様であるため、図１０からは記載を省略している。歪み算出装置３００Ｂを歪み算出装置３００Ａと比較すると、判定部３６０Ａの替わりに判定部３６０Ｂを、温度算出部３４０の替わりに温度算出部３４０Ｂを、歪み算出部３５０Ａの替わりに歪み算出部３５０Ｂをそれぞれ備えていることが異なる。判定部３６０Ｂは、環境取得データをもとに、構造物１００の温度を測定することが必要か不要かを判定する。温度算出部３４０Ｂは、判定部３６０Ｂの判定結果に基づき、環境取得データおよび環境対温度データから算出した温度、または温度の測定値のいずれかを歪み算出部３５０Ｂに出力する。歪み算出部３５０Ｂは、温度算出部３４０が推定した温度またはデータ取得部３１０から取得した温度データをもとに、構造物１００の歪みを求める。
【００７１】
実施の形態１に係る歪み補償装置２００および実施の形態２に係る歪み補償装置２００Ａでは、環境データから構造物１００の歪みを求めることができない場合、写真測量機器４１０で撮影した結果をもとにした歪み測定データを取得している。しかし、写真測量機器４１０により撮影した結果をもとに構造物１００の形状および歪みを測定するためには、写真測量機器４１０により構造物１００の同じ点を複数の場所から撮像する必要がある。これに対し、サーモグラフィ４２０による温度測定によれば、構造物１００のそれぞれの点を１回撮像するだけで構造物１００の温度を求めることができる。このため、構造物１００の歪みを求めるために測定を行う場合であっても、写真測量機器４１０により形状や歪みを測定する場合に比べてサーモグラフィ４２０による温度測定の方が簡単にデータを取得することが可能である。このことから、サーモグラフィ４２０で測定する温度測定データのみを使用して構造物１００の歪みを求めるようにすれば、写真測量機器４１０で測定した結果により歪みを測定する場合に比べて測定が簡単になり、運用の負担を軽減することができる。歪み補償装置２００Ｂは、データ取得部３１０から環境データまたは温度データを取得して構造物１００の歪みを求め、求めた歪みを補償する。
【００７２】
図１１は、歪み補償装置２００Ｂの動作を表すフローチャートである。歪み補償装置２００Ｂは、環境データの変化、運用上の要求等により、歪みの補償が必要か不要かの判定を行う（ＳＴ９０１）。歪みの補償が不要な場合（ＳＴ９０１でＮＯ）は、補償を行わずに終了する。歪みの補償が必要な場合（ＳＴ９０１でＹＥＳ）、データ取得部３１０は、観測装置４３０から環境データを取得する（ＳＴ９０２）。
【００７３】
次に、判定部３６０Ｂは、取得された環境データをもとに、構造物１００の温度を測定することが必要か不要かを判定する（ＳＴ９０３）。構造物１００の温度を測定することが必要と判定された場合（ＳＴ９０３で「必要」）、温度算出部３４０Ｂは、サーモグラフィ４２０が測定した温度測定データをデータ取得部３１０から取得して、温度算出部３４０Ｂが求めた算出温度として歪み算出部３５０Ｂに出力する。歪み算出部３５０Ｂは、温度算出部３４０Ｂが出力した算出温度を、温度歪み関数情報３８０に記憶されている基準歪み（ｒ０）と構造物１００の歪みの温度による変化率（α）とで決まる関数に当てはめて、構造物１００の歪みを求める。補償器制御部２１０は、歪み算出部３５０Ｂが求めた歪みをもとに補償器１２０の制御量を求め、求めた制御量に基づいて補償器１２０の制御を行うことにより、構造物１００の歪みを補償する（ＳＴ９０４）。構造物１００の温度を測定することが不要と判定された場合（ＳＴ９０３で「不要」）、歪み算出部３５０Ｂは、温度算出部３４０が環境取得データから環境対温度データベース３２０をもとに推定した温度と、基準温度における構造物１００の基準歪み（ｒ０）と、構造物１００の歪みの温度による変化率（α）とから構造物１００の歪みを求める。補償器制御部２１０は、歪み算出部３５０Ｂが求めた歪みをもとに補償器１２０の制御量を求め、求めた制御量に基づいて補償器１２０の制御を行うことにより、構造物１００の歪みを補償する（ＳＴ９０５）。
【００７４】
図１２は、歪み補償装置２００Ｂの判定部３６０Ｂの動作を表すフローチャートである。判定部３６０Ｂは、データ取得部３１０から取得した環境取得データと値が一致するデータが環境対温度データベース３２０に記憶されているか、すなわち、環境取得データの値が環境対温度データベース３２０により構造物１００の温度の値と関連付けられているかを確認する（ＳＴ１００１）。関連付けられていない場合（ＳＴ１００１でＮＯ）、温度データを取得することが必要と判定する（ＳＴ１００２）。関連付けられている場合（ＳＴ１００１でＹＥＳ）、判定部３６０Ｂは、温度データを取得することは不要と判定する（ＳＴ１００３）。
【００７５】
図１３は、歪み保障装置２００Ｂにおける、温度の測定値と温度対歪みデータとに基づいた、歪みの算出および歪みの補償の動作を示すフローチャートである。この動作は、図１１における、構造物１００の温度データを測定することが必要な場合（ＳＴ９０４）における歪み補償装置２００Ｂの詳細の動作である。データ取得部３１０は、サーモグラフィ４２０とサーモグラフィ４２０を搭載した飛行体５０２とを制御して温度データを取得する。歪み補償装置２００Ｂは、データ取得部３１０が取得した温度データをもとに構造物１００の歪みを補償するとともに、必要なデータの記憶を行う。
【００７６】
最初に、データ取得部３１０は、飛行体５０２の飛行ルートを設定し（ＳＴ１１０１）、設定した飛行ルートによってサーモグラフィ４２０が必要な測定を行なえるかを確認する（ＳＴ１１０２）。測定が行えないようであれば（ＳＴ１１０２でＮＯ）、データ取得部３１０は、飛行ルートの再設定を行なう（ＳＴ１１０１）。測定が行なえる場合（ＳＴ１１０２でＹＥＳ）、データ取得部３１０は、設定した飛行ルートを飛行体５０２に送信する（ＳＴ１１０３）。測定が開始されると、データ取得部３１０は、飛行体５０２から、サーモグラフィ４２０が測定した温度測定データを取得する（ＳＴ１１０４）。また、データ取得部３１０は、観測装置４３０から、温度測定データが測定された時点の環境取得データを取得する（ＳＴ１１０５）。データ取得部３１０は、飛行体５０２から必要なデータを全て取得したかを確認する（ＳＴ１１０６）。全てのデータを取得していなければ（ＳＴ１１０６でＮＯ）ＳＴ１１０４およびＳＴ１１０５の動作を繰り返し、取得していれば（ＳＴ１１０６でＹＥＳ）、取得したデータを温度算出部３４０Ｂに出力する。
【００７７】
データ取得部３１０が必要なデータを全て取得すると、温度算出部３４０Ｂはデータ取得部３１０から温度の測定値を取得し、取得した温度の測定値を、温度算出部３４０Ｂが求めた算出温度として歪み算出部３５０Ｂに出力する（ＳＴ１１０７）。歪み算出部３５０Ｂは、温度算出部３４０Ｂが出力した算出温度を、温度歪み関数情報３８０の基準歪み値と歪みの温度による変化率で決められる関数に当てはめて、構造物１００の歪みを求め、補償器制御部２１０に出力する（ＳＴ１１０８）。
【００７８】
補償器制御部２１０は、歪み算出部３５０Ｂが求めた歪みをもとに、補償器１２０の制御量を算出する（ＳＴ１１０９）。補償器制御部２１０は、算出した制御量が正常な値の範囲内かを確認する（ＳＴ１１１０）。算出した制御量が正常な値の範囲内でなければ（ＳＴ１１１０でＮＯ）、補償器制御部２１０は、異常を歪み補償装置２００Ｂに伝え、歪み補償装置２００Ｂが異常を表示して（ＳＴ１１１１）終了する。算出した制御量が正常な値の範囲内であれば（ＳＴ１１１０でＹＥＳ）、補償器制御部２１０が、算出した制御量に基づき補償器１２０の制御を行う（ＳＴ１１１２）。なお、歪み補償装置２００ＢがＳＴ１１１１において異常を表示した場合、オペレータは、異常の原因を確認し、例えば、環境対温度データベース３２０、温度対歪みデータベース３３０または温度歪み関数情報３８０の情報を、新たに測定したデータをもとに更新する。
【００７９】
温度算出部３４０Ｂは、環境取得データの値と、環境取得データが取得されたときの構造物１００の温度の測定値とを関連付けて環境対温度情報に追加する。すなわち、温度算出部３４０Ｂは、環境取得データの値と環境取得データが取得されたときの構造物１００の温度の測定値とを互いに関連付けて環境対温度データベース３２０に記憶させる（ＳＴ１１１３）。詳細には、温度算出部３４０Ｂは、環境取得データの値と、環境取得データが取得されたときの構造物１００の温度の測定値とを環境対温度データベース３２０が記憶されている記憶部３７０Ｂに送信する。記憶部３７０Ｂは、温度算出部３４０から環境取得データの値および構造物１００の温度の測定値を受信すると、受信した環境取得データの値と構造物１００の温度の測定値とを関連付けて環境対温度データベース３２０の情報として記憶する。
【００８０】
以上のように、実施の形態３に係る歪み補償装置２００Ｂは、構造物１００の歪みを補償する際に、歪みデータよりも取得することが容易な環境データおよび温度データにより歪みを求める。このため、データの測定に関する運用の負担を軽減することができる。
【００８１】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４について、図１４を用いて説明する。図１４は、この発明の実施の形態４に係る歪み補償装置２００Ｃの構成図である。大型の構造物には、温度による膨張の他、自重によるたわみが発生する。このため、構成物１００Ｃのように、構造物１００Ｃの本体が、構造物１００Ｃが備える架台１１０Ｃ上に姿勢が可動に支持されている場合、構造物の本体部の姿勢によっても歪みが変化する。このため、歪み補償装置２００Ｃでは、構造物１００Ｃの姿勢データも使用して構造物１００Ｃの歪みを補償する。
【００８２】
歪み補償装置２００Ｃは、環境データおよび環境データが取得されたときの構造物１００Ｃの温度を関連付けた環境対温度情報と、構造物１００Ｃの温度および姿勢とその温度および姿勢における構造物１００の歪みとを関連付けた温度対歪み情報とを用いて構造物１００Ｃの歪みを算出する。環境対温度データベース３２０は、歪み補償装置２００Ｃにおける前述の環境対温度情報であり、温度対歪みデータベース３３０Ｃは、歪み補償装置２００Ｃにおける前述の温度対歪み情報である。
【００８３】
図１４において、データ取得部３１０Ｃは、歪み測定データ、温度測定データおよび環境取得データに加えて、構造物１００Ｃから姿勢データを取得する。温度対歪みデータベース３３０Ｃは、構造物１００Ｃの姿勢データの値ごとに、構造物１００Ｃの温度の値とその温度の値における構造物１００Ｃの歪みとを関連付けて記憶する。歪み算出部３５０Ｃは、温度算出部３４０が算出した構造物１００Ｃの温度と、姿勢データの値に対応した温度対歪みデータベース３３０Ｃとから、構造物１００Ｃの歪みを算出する。判定部３６０Ｃは、歪み算出装置３００Ｃが構造物１００の歪みを求める際に、環境データおよび姿勢データをもとに、歪みデータまたは温度データの取得が必要か不要かを判定する。歪み補償装置２００Ｃのその他の構成については、歪み補償装置２００と同様である。
【００８４】
歪み補償装置２００Ｃの動作については、判定部３６０Ｃが、歪みを測定することおよび温度を測定することが必要か不要かを判定する際に、環境データに加えて姿勢データも使用すること、歪み算出部３５０Ｃが、構造物１００Ｃの歪みを求める際に姿勢データの値に対応した温度対歪みデータベースも使用すること、の２点を除いて歪み補償装置２００の動作と同じである。このため、歪み補償装置２００Ｃの動作の詳細についての説明は省略する。
【００８５】
以上のように、この発明の実施の形態４に係る歪み補償装置２００Ｃによれば、構造物１００Ｃの姿勢データを使用するため、実施の形態１に係る歪み補償装置２００により得られる効果に加え、姿勢が変化した場合の構造物１００Ｃの歪みの変化についても歪みを測定せずに求めることおよび歪みを補償することが可能になるという効果が得られる。
【００８６】
実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５について、図１５および図１６を用いて説明する。図１５は、この発明の実施の形態５に係る歪み補償装置２００Ｄの構成図である。歪みを補償する対象である構造物１００Ｃは、図１４と同様であるため、図１５からは記載を省略している。図１５に示すように、歪み補償装置２００Ｄは、歪み算出装置３００Ｄと補償器制御部２１０とを備えている。歪み算出装置３００Ｄもまた、実施の形態４における歪み算出装置３００Ｃと同様に、構造物１００Ｃが設置された設置場所における環境データと、環境データが取得されたときの構造物１００Ｃの温度とを関連付けた環境対温度情報と、および構造物１００Ｃの温度とその温度における構造物１００Ｃの歪みとを関連付けた温度対歪み情報とを用いて、環境取得データから構造物１００Ｃの歪みを算出する。
【００８７】
歪み算出装置３００Ｄは、歪み算出装置３００Ｃの構成に加えて、構造物１００Ｃの温度とその温度における構造物１００Ｃの歪みとを決められた関数により関連付ける、温度歪み関数情報３８０Ｄを備えている。関数は、具体的には一次式であり、基準とする温度における構造物１００Ｃの歪みである基準歪み値と構造物１００Ｃの歪みの温度による変化率とにより決められる。温度歪み関数情報３８０Ｄは、構造物１００Ｃの温度とその温度における構造物１００Ｃの歪みとを関連付ける関数を決める、基準歪み値と歪みの温度による変化率とを含む。また、基準歪み値は、構造物１００Ｃの姿勢データの値ごとに決められている。温度歪み関数情報３８０Ｄのデータは、記憶部３７０Ｄに記憶されている。図１５では、温度歪み関数情報３８０のデータは、環境対温度データベース３２０のデータおよび温度対歪みデータベース３３０Ｃのデータを記憶する記憶部と同じ記憶部に記憶されている構成を示している。これに限らず、温度歪み関数情報３８０のデータを、環境対温度データベース３２０のデータを記憶する記憶部または温度対歪みデータベース３３０Ｃのデータを記憶する記憶部と異なる記憶部に記憶するような構成としてもかまわない。また、温度歪み関数情報３８０Ｄのデータが記憶されている記憶部３７０Ｄは、歪み算出装置３００Ｄに設けられていても良いし、ネットワーク上など歪み算出装置３００Ｄおよび歪み補償装置２００Ｄの外部に有っても良い。
【００８８】
温度歪み関数情報３８０Ｄは、構造物１００Ｃの姿勢データの値ごとに、基準とする温度における構造物１００Ｃの歪みおよび構造物１００Ｃの歪みの温度による変化率により、構造物１００Ｃの温度とその温度における構造物１００Ｃの歪みとを関連付けている。実施の形態５においては、温度歪み関数情報３８０Ｄが、構造物１００Ｃの温度から歪みを算出するための温度歪みデータである。また、歪み算出装置３００Ｄは、歪み算出装置３００Ｃとは異なり、歪み算出部３５０Ｃの替わりに、構造物１００Ｃの姿勢データと温度と温度歪み関数情報３８０Ｄとから構造物１００Ｃの歪みを求める歪み算出部３５０Ｄを備えている。また、歪み算出装置３００Ｄは、歪み算出装置３００Ｃとは異なり、判定部３６０Ｃの替わりに、環境対温度データベース３２０に基づいて歪み測定データ取得の要否を判定する判定部３６０Ｄを備えている。
【００８９】
構造物１００Ｃは、重力および熱膨張により変形する。構造物１００Ｃに作用する重力は、構造物１００Ｃの姿勢に応じて変化するが、温度に応じた変化はしない。また、構造物１００Ｃの各部は、温度に応じて熱膨張するが、熱膨張は、重力による影響を受けない、このため、構造物１００Ｃの重力による歪みおよび熱膨張による歪みは、それぞれが独立に決まる。構造物１００Ｃの歪みは、この姿勢により決まる重力による歪みと温度により決まる熱膨張による歪みとの合計となる。
【００９０】
既に示したとおり、構造物の歪みは、式（１）のように表される。式（１）の右辺の第２項は、温度による熱膨張の影響を示すものである。式（１）の右辺の第１項（基準歪み）は、歪みの温度による影響を一定に揃えた、基準とする温度（ｔ０）についての歪みである。このため、式（１）の右辺の第１項は、構造物の姿勢のみにより変化する。このことから、式（１）は、式（２）のように表現することができる。
【００９１】
【数２】
0006391902.tif 000003
【００９２】
式（２）の右辺の第２項は、前述の通り、温度による熱膨張の影響を示す。式（２）の右辺の第１項のｒＧ（姿勢）は、それぞれの姿勢における基準歪みである。前述の通り、構造物１００Ｃの歪みは、姿勢により決まる重力による歪みと温度により決まる熱膨張による歪みとの合計であるため、ｒＧ（姿勢）は、姿勢データの値によって決まる自重による変形に相当する。歪み算出部３５０Ｄは、温度対歪みデータベース３３０Ｃに記憶されたデータの内、姿勢データごとに、同じ姿勢データに対応する温度測定データおよび歪み測定データの組について直線回帰による回帰分析を行い、基準歪み（ｒＧ(姿勢)）および歪みの温度による変化率（α）を算出し、算出した結果をもとに、姿勢データおよび温度測定データから構造物１００Ｃの歪みを求める。
【００９３】
図１５に示すとおり、歪み算出部３５０Ｄは、温度歪み解析部３５１Ｄ、および解析計算部３５２Ｄを有する。温度歪み解析部３５１Ｄは、温度対歪みデータベース３３０Ｃをもとに、それぞれの姿勢データの値ごとに、構造物１００Ｃの基準歪み（ｒＧ（姿勢））と構造物１００Ｃの歪みの温度による変化率とを算出する。温度歪み解析部３５１Ｄは、さらに、姿勢データの値ごとに算出した歪みの変化率の平均値を算出し、算出した平均値を構造物１００Ｃの歪みの温度による変化率（α）とする。温度歪み関数情報３８０Ｄは、温度歪み解析部３５１Ｄが算出した基準歪み（ｒＧ（姿勢））および歪みの変化率（α）を記憶する。解析計算部３５２Ｄは、温度歪み関数情報３８０Ｄに記憶されている、温度歪み解析部３５１Ｄが求めた基準歪み（ｒＧ（姿勢））および歪みの変化率（α）をもとに、姿勢データおよび温度の測定値から構造物１００Ｃの歪みを求める。
【００９４】
歪み算出部３５０Ｄは、式（２）により、構造物１００Ｃの姿勢データおよび温度の測定値から構造物１００の歪みを算出する。このため、歪み算出部３５０Ｄは、温度対歪みデータベース３３０Ｃに蓄積されていない温度においても温度による構造物１００Ｃの歪みを算出することができる。また、構造物１００Ｃの姿勢は、環境データとは異なり自由に設定することができる。このため、姿勢データについて必要な範囲にわたり温度歪み関数情報３８０Ｄにデータを蓄積しておくことにより、全ての姿勢データについて、歪みを求めることを可能にすることができる。歪み算出部３５０Ｄの構成により、構造物１００Ｃの温度および姿勢から、構造物１００Ｃの歪みを求めることができる。
【００９５】
歪み補償装置２００Ｄの動作は、図２で示される動作と同様である。また、図２のＳＴ１０３で表される、判定部３６０Ｄの動作についても、図８で示される動作と同様である。さらに、図２のＳＴ１０４で示される、歪み測定データの取得が必要な場合の動作についても、環境データと同様に姿勢データを取得すること以外は図５と同様である。このため、歪み補償装置２００Ｄの動作については、歪みの測定値を取得することが不要な場合の動作についてのみ、図１６を参照して説明する。
【００９６】
図１６は、歪み補償装置２００Ｄにおける、環境取得データに基づいた歪みの算出および歪みの補償の動作を示すフローチャートである。この動作は、図２における、歪みを測定することが不要な場合（ＳＴ１０５）における詳細の動作である。なお、図１６で示される動作が開始される前に、温度歪み解析部３５１Ｄは、温度歪みデータベース３３０をもとに、構造物１００Ｃの姿勢データの値ごとの基準歪みｒＧ（姿勢）と、構造物１００Ｃの歪みの温度による変化率（α）とを算出し、温度歪み関数情報３８０Ｄに記憶させる。温度歪み解析部３５１Ｄのこの動作により、温度対歪み情報である温度歪み関数情報３８０Ｄにおいて、構造物１００Ｃの姿勢の値ごとに、構造物１００Ｃの温度とその温度における構造物１００の歪みとが関連付けされる。
【００９７】
図１６において、最初に、データ取得部３１０Ｃが環境取得データと姿勢データとを取得する（ＳＴ１２０１）。データ取得部３１０Ｃは、取得した環境取得データおよび姿勢データが正常であるかどうかを確認する（ＳＴ１２０２）。データ取得部３１０Ｃが取得した環境取得データおよび姿勢データが正常でなければ（ＳＴ１２０２でＮＯ）、歪み補償装置２００Ｄは、異常を表示して（ＳＴ１２０３）終了する。データ取得部３１０Ｃが取得した環境取得データおよび姿勢データが正常であれば（ＳＴ１２０２でＹＥＳ）、歪み補償装置２００Ｄは、ＳＴ１２０４以下の動作を行う。
【００９８】
温度算出部３４０は、環境取得データと環境対温度データベース３２０とから、構造物１００の温度を推定する（ＳＴ１２０４）。解析計算部３５２Ｄは、温度歪み関数情報３８０Ｄに記憶されている基準歪みｒＧ（姿勢）の中から、データ取得部３１０Ｃが取得した姿勢データに対応する基準歪みを選択する（ＳＴ１２０５）。また、解析計算部３５２Ｄは、ＳＴ１２０５で選択した基準歪みｒＧ（姿勢）と温度歪み関数情報３８０Ｄに記憶されている温度変化率（α）とで決まる関数に温度算出部３４０Ｂが算出した算出温度（ｔ）を当てはめて、構造物１００Ｃの歪みを求める（ＳＴ１２０６）。
【００９９】
歪み算出部３５０Ｄが歪みを求めたのち、補償器制御部２１０は、歪み算出部３５０Ｄが求めた歪みに対する補償器の制御量を算出する（ＳＴ１２０７）。補償器制御部２１０は、算出した制御量が正常な値の範囲内かを確認する（ＳＴ１２０８）。算出した制御量が正常な値の範囲内でなければ（ＳＴ１２０８でＮＯ）、補償器制御部２１０は、歪み補償装置２００Ｄに異常を伝え、歪み補償装置２００Ｄは、異常を表示して（ＳＴ１２０３）終了する。算出した制御量が正常な値の範囲内であれば（ＳＴ１２０８でＹＥＳ）、歪み補償装置２００Ｄは、補償器制御部２１０が算出した制御量に基づき補償器１２０の制御を行う（ＳＴ１２０９）。歪み補償装置２００Ｄは、構造物１００Ｃについて、必要な部分全ての補償を行なったかを確認し（ＳＴ１２１０）、行っていれば（ＳＴ１２１０でＹＥＳ）動作を完了し、行っていなければ（ＳＴ１２１０でＮＯ）完了するまでＳＴ１２０４からＳＴ１２０９の動作を繰り返す。
【０１００】
なお、温度歪み解析部３５１Ｄによる基準歪みｒＧ（姿勢）および歪みの温度変化率（α）の算出は、図１６で示される動作が開始される前に予め行われても良いし、ＳＴ１２０４で温度算出部３４０が構造物１００Ｃの温度を推定してからＳＴ１２０５で解析計算部３５２Ｄが基準歪みｒＧ（姿勢）を選択するまでの間に行われても良い。
【０１０１】
以上の様に、この発明の実施の形態５に係る歪み補償装置２００Ｄによれば、温度歪み解析部３５１Ｄが温度対歪みデータベース３３０Ｃより基準温度における歪みである基準歪みと歪みの温度変化率とを算出し、解析計算部３５２Ｄが基準歪みと歪みの温度変化率とに基づき構造物１００Ｃの温度と姿勢とから歪みを算出する。このため、歪み算出部３５０Ｄでは、構造物１００Ｃの姿勢が変化する場合であっても、構造物１００Ｃの温度さえ求まれば、測定を行わずに構造物１００Ｃの歪みを求めることができる。このため、歪み補償装置２００Ｄでは、写真測量機器４１０により構造物１００Ｃの歪みを測定しなければならない場面は、実施の形態４に係る歪み補償装置２００に比べて減少し、効率的に構造物１００Ｃの歪みの補償を行うことができる。
【０１０２】
また、歪み補償装置２００Ｄについては、図１１から図１３に示すように、判定部３６０Ｄが温度データを取得する必要の有無を判定し、判定部３６０Ｄの判定に従い、サーモグラフィ４２０により測定した温度測定データまたは温度算出部３４０が求めた温度から、構造物１００Ｃの歪みを求める構成とすることも可能である。構造物１００Ｃの歪みを求めるために測定を行う場合であっても、写真測量機器４１０により形状を測定する場合に比べてサーモグラフィ４２０による温度測定の方が簡単にデータを取得することが可能である。このため、サーモグラフィ４２０の計測データのみを使用して構造物１００の歪みを求めるようにすれば、写真測量機器４１０により歪みを測定する場合に比べて測定が簡単になり、さらに運用の負担を軽減することができる。
【０１０３】
図１７は、本発明の実施の形態に係る歪み算出装置または歪み補償装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。歪み算出装置３００−３００Ｄおよび歪み補償装置２００−２００Ｄは、図１７に示すように、制御部１０１０、主記憶部１０２０、補助記憶部１０３０、操作部１０４０、表示部１０５０および送受信部１０６０を備える。主記憶部１０２０、補助記憶部１０３０、操作部１０４０、表示部１０５０および送受信部１０６０はいずれも内部バス１０００を介して制御部１０１０に接続されている。
【０１０４】
制御部１０１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）から構成される。制御部１０１０は、補助記憶部１０３０に記憶されている制御プログラム１０７０に従って、データ取得部３１０，３１０Ｃ、温度算出部３４０、歪み算出部３５０−３５０Ｄ、判定部３６０−３６０Ｄ、および補償器制御部２１０の各処理を実行する。
【０１０５】
主記憶部１０２０は、例えばＲＡＭ（Random-Access Memory）から構成される。補助記憶部１０３０に記憶されている制御プログラム１０７０は、制御部１０１０が実行する際に、主記憶部１０２０にロードされる。また、主記憶部１０２０は、制御部１０１０の作業領域として用いられる。
【０１０６】
補助記憶部１０３０は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random-Access Memory）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc ReWritable）等の不揮発性メモリから構成される。補助記憶部１０３０は、歪み補償装置２００−２００Ｄおよび歪み算出装置３００−３００Ｄの処理を制御部１０１０に行わせるためのプログラムをあらかじめ記憶し、また、制御部１０１０の指示に従って、このプログラムが記憶するデータを制御部１０１０に供給する。また、補助記憶部１０３０は、制御部１０１０から供給されたデータおよび制御部１０１０が使用するデータを記憶する。環境対温度データベース３２０、温度対歪みデータベース３３０、温度歪み関数情報３８０などを記憶する記憶部３７０は、補助記憶部１０３０により構成される。
【０１０７】
操作部１０４０は、キーボード、マウスなどのポインティングデバイス、等で構成される。制御プログラム１０７０の実行に関するオペレータからの開始、強制停止、再起動などの指示は、操作部１０４０から入力され、内部バス１０００を介して制御部１０１０に伝達される。
【０１０８】
表示部１０５０は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）またはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などから構成されている。プログラムの実行状況の表示、異常の表示等は、表示部１０５０に表示される。
【０１０９】
送受信部１０６０は、ネットワークに接続する網終端装置または無線通信装置、およびそれらと接続するシリアルインタフェースまたはＬＡＮ（Local Area Network）インタフェースから構成されている。例えば、環境対温度データベース３２０、温度対歪みデータベース３３０、温度歪み関数情報３８０など記憶部３７０に記憶されるデータのいずれかが歪み算出装置３００−３００Ｄおよび歪み補償装置２００−２００Ｄの外部から供給されるような構成とする場合は、外部から供給されるデータは、送受信部１０６０を経由して歪み算出装置３００−３００Ｄおよび歪み補償装置２００−２００Ｄに供給される。
【０１１０】
図２−図５、図６Ａ、図６Ｂ、図８−９、図１１−１３および図１６に示されるそれぞれのステップは、制御プログラム１０７０が、制御部１０１０、主記憶部１０２０、外部記憶部１０３０、操作部１０４０、表示部１０５０および送受信部１０６０などを資源として用いて処理することによって実行する。
【０１１１】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【０１１２】
本出願は、２０１７年１月２７日に出願された、日本国特許出願特願２０１７−０１３４３８号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０１７−０１３４３８号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は構造物の歪み算出及び歪み補償に好適である。
【符号の説明】
【０１１４】
１００、１００Ｃ  構造物、１１０、１１０Ｃ  架台、１２０  補償器、２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄ  歪み補償装置、２１０  補償器制御部、３００、３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ、３００Ｄ  歪み算出装置、３１０、３１０Ｃ  データ取得部、３２０  環境対温度データベース、３３０、３３０Ｃ  温度対歪みデータベース、３４０、３４０Ｂ  温度算出部、３５０、３５０Ａ、３５０Ｂ、３５０Ｃ、３５０Ｄ  歪み算出部、３５１、３５１Ｄ  温度歪み解析部、３５２、３５２Ｄ  解析計算部、３６０、３６０Ａ、３６０Ｂ、３６０Ｃ、３６０Ｄ  判定部、３７０、３７０Ｂ、３７０Ｄ  記憶部、３８０、３８０Ｄ  温度歪み関数情報、４１０  写真測量機器、４２０  サーモグラフィ、４３０  観測装置、４４０  環境データ収集部、５０１、５０２  飛行体、１０００  内部バス、１０１０  制御部、１０２０  主記憶部、１０３０  補助記憶部、１０４０  操作部、１０５０  表示部、１０６０  送受信部、１０７０  制御プログラム。
【要約】
歪み算出装置（３００）は、構造物（１００）が設置された設置場所における、構造物（１００）に温度を上昇させるまたは下降させる影響を与える環境データと、環境データが取得されたときの構造物（１００）の温度とを関連付けた環境対温度情報と、構造物（１００）の温度とその温度における構造物（１００）の歪みとを関連付けた温度対歪み情報と、に基づいて構造物（１００）の歪みを算出する。歪み算出装置（３００）は、取得した環境取得データと環境対温度情報とに基づいて構造物（１００）の温度を求める温度算出部（３４０）と、温度算出部（３４０）が求めた算出温度と温度対歪み情報とに基づいて構造物（１００）の歪みを求める歪み算出部（３５０）と、を備える。【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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