(57)【要約】【課題】  送電線１２や樹木１３を含む測定対象物の精度の良い３次元座標データを低いコストで絶対座標系にて求めることができる測定対象物計測システムを提供することを目的とする。【解決手段】  架空線１１を自走する自走機１００Ａを走行させながら、当該自走機１００Ａに取り付けた３台以上のカメラＤにて送電線１２及び樹木１３を複数回同期撮影し、同期撮影して得られた１組の画像に対して対応付けを行い、同期撮影した送電線１２及び樹木１３の３次元座標データを求め、隣接して同期撮影した送電線１２及び樹木１３の重複する３次元座標データを重ね合わせて、送電線１２及び樹木１３の統合した３次元座標データを求める測定対象物計測システム１００。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架空線を自走する自走機を走行させながら、当該自走機に取り付けた３台以上のカメラにて測定対象物を複数回同期撮影し、
同期撮影して得られた１組の画像に対して対応付けを行い、同期撮影した前記測定対象物の３次元座標データを求め、
隣接して同期撮影した前記測定対象物の重複した３次元座標データを重ね合わせて、前記測定対象物の統合した３次元座標データを求めることを特徴とする測定対象物計測システム。
【請求項２】
前記架空線が、鉄塔間に架け渡された地線又は送電線であり、前記測定対象物が、前記架空線の下方に位置する送電線及び該送電線に近接する地物であることを特徴とする請求項１に記載の測定対象物計測システム。
【請求項３】
前記カメラのうち少なくとも３台のカメラの撮影範囲を重複させて前記測定対象物を同期撮影し、
前記重複した撮影範囲を同期撮影して得られた１組の画像のうち２台のカメラによる画像に関し対応付けを行って当該重複した撮影範囲における前記測定対象物の３次元座標データを求め、前記１組の画像のうち前記２台のカメラと異なるカメラによる画像によって、当該重複した撮影範囲における前記測定対象物の３次元座標データを修正することを特徴とする請求項１又は２に記載の測定対象物計測システム。
【請求項４】
前記自走機が衛星測位データ受信手段を備え、該衛星測位データ受信手段が受信した衛星測位データから同期撮影した前記各カメラの位置を絶対座標系にて求め、該求めた各カメラの位置に基づき前記測定対象物の３次元座標データを重ね合わせて、前記測定対象物の統合した３次元座標データを絶対座標系にて求めることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の測定対象物計測システム。
【請求項５】
前記自走機が走行距離データ取得手段を備え、該走行距離データ取得手段は前記各カメラが同期撮影すると同時に当該自走機の走行距離データを取得し、該取得した走行距離データ、及び前記架空線の架け渡し位置、線種を含む架空線データから同期撮影した当該各カメラの位置を求め、該求めた各カメラの位置に基づき前記測定対象物の３次元座標データを重ね合わせて、前記測定対象物の統合した３次元座標データを絶対座標系にて求めることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の測定対象物計測システム。
【請求項６】
前記自走機が姿勢センサを備え、該姿勢センサは前記各カメラが同期撮影すると同時に前記自走機の姿勢を検知し、該検知した自走機の姿勢に基づき当該各カメラが前記測定対象物を同期撮影して得られた画像を校正することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の測定対象物計測システム。
【請求項７】
前記測定対象物の統合した３次元座標データから、当該測定対象物である送電線と地物との離隔距離を求めることを特徴とする請求項２から６の何れか１項に記載の測定対象物計測システム。
【請求項８】
請求項７に記載の測定対象物計測システムによって求めた前記送電線と地物である樹木との離隔距離が、当該送電線に規定された安全離隔距離を満たさない樹木を、伐採すべき樹木と判定することを特徴とする送電線下離隔計測システム。
【請求項９】
架空線を自走する自走機を走行させながら、当該自走機に取り付けたレーザスキャナにて測定対象物をスキャニングし当該測定対象物までの距離データを取得するとともに、当該自走機に備わる衛星測位データ受信手段にて衛星測位データを受信し、
該受信した衛星測位データからスキャニングした前記レーザスキャナの位置を絶対座標系にて求め、
該求めたレーザスキャナの位置に基づき前記測定対象物までの距離データを重ね合わせて、前記測定対象物の統合した３次元座標データを絶対座標系にて求めることを特徴とする測定対象物計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架空線を自走する自走機に取り付けたカメラから撮影して測定対象物の３次元座標データを求める測定対象物計測システム、及び該測定対象物計測システムにて求めた３次元座標データから送電線下の離隔距離を計測する送電線下離隔計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
送電線は、電力を発電施設から市街地の変電施設まで送るために、主に山間部に設置された鉄塔間に架け渡されて設けられている。送電線に樹木が接近または接触することにより、放電による火災や断線が生じ、停電事故を招くおそれがある。従って、停電事故を未然に防止するために、送電線に近接する樹木との離隔距離を測定して把握し、送電線の安全を確保する必要がある。特に、樹木は年々成長するため、定期的に送電線との離隔距離を把握し、当該送電線を流れる電圧に基づいて規定された安全離隔距離を満たさない樹木の伐採等をすることが義務付けられている。
【０００３】
一般に、送電線と樹木との離隔距離は、測定者が現場で長尺の伸縮絶縁ポールを用いて測定している。しかしながら、樹木が密集している場合には、樹木を越えて上方に伸縮絶縁ポールを伸ばすことや、伐採対象の樹木を平面図上等で特定することが困難であり、また、伸縮絶縁ポールの伸ばし方や撓みによって大きな測定誤差が生じるおそれがあった。さらに、安全離隔距離を満たさない樹木を広範囲に渡って個々に測定する必要があり、また、風等によって送電線が揺れることを考慮して、送電線の真下だけではなく規定された安全範囲内に存在する樹木を把握するために、断面図等を作成する必要があり、非常に手間がかかっていた。
【０００４】
そこで、広範囲の送電線と樹木との離隔距離を短時間で測定するシステムが提案されている。例えば、特許文献１には、ヘリコプターに水平に並べて配置した複数のカメラにより送電線や樹木を同期撮影し、同期撮影して得られた一組の画像に両眼立体視の原理を用いて、カメラレンズに固定した座標における送電線や樹木の相対的な３次元データを求め、送電線と樹木との離隔距離を自動的に計算するシステムが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、２台のカメラを間隔変更可能に設けた基準棒を測定者が鉄塔に
取り付け、これらのカメラにより送電線や樹木を同期撮影し、同期撮影して得られた一組の画像データを、撮影したカメラの取付位置や間隔等のパラメータにより校正して、送電線と樹木との離隔距離を自動的に計算するシステムが開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、航空機やヘリコプターに搭載したレーザ測距装置により空中から送電線、樹木や鉄塔等をスキャニングして得た３次元データを、データベースに予め記憶された鉄塔間の地形や樹木位置等を示す地形データに対応付けて、送電線と樹木との離隔距離を自動的に計算し、離隔距離の度合いに応じた記号等を平面図に表示するとともに、断面図を表示するシステムが開示されている。
【特許文献１】特開平９−０９７３４２号公報
【特許文献２】特開２００３−０９７９４６号公報
【特許文献３】特開平１１−０９８６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されたシステムにおいては、ヘリコプターに配置するため複数のカメラの間隔が数メートル程度の所定間隔以下に限定されるとともに、ヘリコプターを送電線や樹木に近づけて飛行させることは危険であるため撮影距離が長くなるので、高画素のカメラを用いても測定誤差が大きくなるという問題があった。また、ヘリコプターを飛行させる必要があるため、コストが高くなるという問題があった。また、カメラレンズに固定した座標における送電線や樹木の３次元座標データを求めることはできるが、絶対座標系における送電線や樹木の３次元座標データは求めることはできず、伐採対象の樹木を特定するための平面図や断面図等を自動的に作成することができないという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２に開示されたシステムにおいては、鉄塔に基準棒を取り付ける２台のカメラの間隔が２メートル程度の所定間隔以下に限定されるとともに、鉄塔間の径間が数百メートルを超えた場合には撮影距離が長くなるので、高画素のカメラを用いても測定誤差が大きくなるという問題があった。また、隣接する鉄塔が撮影できない場合があり、このような場合には測定できないという問題があった。また、基準棒の鉄塔への取付位置が限定されるため、手前側の樹木に視界を遮られた奥方の樹木が撮影されず、安全離隔距離を満たさない樹木を見落とし、測定漏れが生じる可能性があるいう問題があった。
【０００９】
また、特許文献３に開示されたシステムにおいては、航空機やヘリコプターを送電線や樹木に近づけて飛行させることは危険であるため、高出力のレーザパルスを用いたレーザ測距装置を必要とするので、コストが非常に高くなるという問題があった。また、航空機やヘリコプターを飛行させる必要があるため、コストが高くなるという問題があった。
【００１０】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、送電線や樹木を含む測定対象物の精度の良い３次元座標データを低いコストで絶対座標系にて求めることができる測定対象物計測システム、及びこれを用いて送電線下の離隔距離を精度良く計測することができる送電線下離隔計測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】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の測定対象物計測システムは、架空線を自走する自走機を走行させながら、当該自走機に取り付けた３台以上のカメラにて測定対象物を複数回同期撮影し、同期撮影して得られた１組の画像に対して対応付けを行い、同期撮影した前記測定対象物の３次元座標データを求め、隣接して同期撮影した前記測定対象物の重複した３次元座標データを重ね合わせて、前記測定対象物の統合した３次元座標データを求めることを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の測定対象物計測システムは、請求項１に記載の測定対象物計測システムにおいて、前記架空線が、鉄塔間に架け渡された地線又は送電線であり、前記測定対象物が、前記架空線の下方に位置する送電線及び該送電線に近接する地物であることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の測定対象物計測システムは、請求項１又は２に記載の測定対象物計測システムにおいて、前記カメラのうち少なくとも３台のカメラの撮影範囲を重複させて前記測定対象物を同期撮影し、前記重複した撮影範囲を同期撮影して得られた１組の画像のうち２台のカメラによる画像に関し対応付けを行って当該重複した撮影範囲における前記測定対象物の３次元座標データを求め、前記１組の画像のうち前記２台のカメラと異なるカメラによる画像によって、当該重複した撮影範囲における前記測定対象物の３次元座標データを修正することを特徴としている。
【００１４】
請求項４に記載の測定対象物計測システムは、請求項１から３の何れか１項に記載の測定対象物計測システムにおいて、前記自走機が衛星測位データ受信手段を備え、該衛星測位データ受信手段が受信した衛星測位データから同期撮影した前記各カメラの位置を絶対座標系にて求め、該求めた各カメラの位置に基づき前記測定対象物の３次元座標データを重ね合わせて、前記測定対象物の統合した３次元座標データを絶対座標系にて求めることを特徴としている。
【００１５】
請求項５に記載の測定対象物計測システムは、請求項１から３の何れか１項に記載の測定対象物計測システムにおいて、前記自走機が走行距離データ取得手段を備え、該走行距離データ取得手段は前記各カメラが同期撮影すると同時に当該自走機の走行距離データを取得し、該取得した走行距離データ、及び前記架空線の架け渡し位置、線種を含む架空線データから同期撮影した当該各カメラの位置を求め、該求めた各カメラの位置に基づき前記測定対象物の３次元座標データを重ね合わせて、前記測定対象物の統合した３次元座標データを絶対座標系にて求めることを特徴としている。
【００１６】
請求項６に記載の測定対象物計測システムは、請求項１から５の何れか１項に記載の測定対象物計測システムにおいて、前記自走機が姿勢センサを備え、該姿勢センサは前記各カメラが同期撮影すると同時に前記自走機の姿勢を検知し、該検知した自走機の姿勢に基づき当該各カメラが前記測定対象物を同期撮影して得られた画像を校正することを特徴としている。
【００１７】
請求項７に記載の測定対象物計測システムは、請求項２から６の何れか１項に記載の測定対象物計測システムにおいて、前記測定対象物の統合した３次元座標データから、当該測定対象物である送電線と樹木との離隔距離を求めることを特徴としている。
【００１８】
請求項８に記載の送電線下離隔計測システムは、請求項７に記載の測定対象物計測システムによって求めた前記送電線と地物である樹木との離隔距離が、当該送電線に規定された安全離隔距離を満たさない樹木を、伐採すべき樹木と判定することを特徴としている。
【００１９】
請求項９に記載の測定対象物計測システムは、架空線を自走する自走機を走行させながら、当該自走機に取り付けたレーザスキャナにて測定対象物をスキャニングし当該測定対象物までの距離データを取得するとともに、当該自走機に備わる衛星測位データ受信手段にて衛星測位データを受信し、該受信した衛星測位データからスキャニングした前記レーザスキャナの位置を絶対座標系にて求め、該求めたレーザスキャナの位置に基づき前記測定対象物までの距離データを重ね合わせて、前記測定対象物の統合した３次元座標データを絶対座標系にて求めることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載の測定対象物計測システムによれば、架空線を自走する自走機を走行させながら、当該自走機に取り付けた３台以上のカメラにて測定対象物を複数回同期撮影し、同期撮影して得られた１組の画像に対して対応付けを行い、同期撮影した測定対象物の３次元座標データを求め、隣接して同期撮影した測定対象物の重複する３次元座標データを重ね合わせて、測定対象物の統合した３次元座標データを求めるので、測定対象物が長尺のものであっても架空線に沿って位置していれば、当該測定対象物全体の統合した３次元座標データを求めることができる。また、ヘリコプターや航空機を飛行させる必要や高出力のレーザパルスを用いたレーザ測距装置を必要としないので、測定対象物の３次元座標データを求めるコストを低くすることができる。また、架空線と測定対象物との距離が測定前に既知であれば、測定対象物の測定範囲に応じて、カメラの台数や画素数を適宜選択することができるので、測定対象物の３次元座標データを精度良く計測することができる。
【００２１】
請求項２に記載の測定対象物計測システムによれば、架空線である鉄塔間に架け渡された地線又は送電線を自走する自走機を走行させながら、当該自走機に取付けた複数のカメラにて架空線の下方に位置する送電線及び該送電線に近接する樹木を測定対象物として撮影するので、空中のヘリコプターや鉄塔から撮影する場合に比べて、撮影距離が非常に短いため、測定対象物の３次元座標データを精度良く計測することができる。また、架空線から下方の測定対象物を撮影するため、空中のヘリコプターや鉄塔から撮影する場合に比べて、測定対象物を確実に撮影することができるので、測定対象物の測定漏れを低減させることができる。
【００２２】
請求項３に記載の測定対象物計測システムによれば、少なくとも３台のカメラの撮影範囲を重複させて測定対象物を同期撮影し、重複した撮影範囲を同期撮影して得られた１組の画像のうち２台のカメラによる画像に関し対応付けを行って当該重複した撮影範囲における測定対象物の３次元座標データを求め、前記１組の画像のうち前記２台のカメラと異なるカメラによる画像によって、当該重複した撮影範囲における測定対象物の３次元座標データを修正するので、当該重複した撮影範囲における測定対象物の３次元座標データの精度を高めることができる。なお、測定対象物の３次元座標データを修正することには、前記２台のカメラと異なるカメラによる画像によって対応付けの正誤を判定し、誤った対応付けを削除、あるいは再度対応付けを行うこと等によって、対応付けの精度を高めることが含まれる。
【００２３】
請求項４に記載の測定対象物計測システムによれば、自走機が衛星測位データ受信手段を備え、該衛星測位データ受信手段が受信した衛星測位データから同期撮影した当該各カメラの位置を絶対座標系にて求め、該求めた各カメラの位置に基づき測定対象物の３次元座標データを重ね合わせて、測定対象物の統合した３次元座標データを絶対座標系にて求めるので、測定対象物を示す平面図や断面図を容易に自動的に作成することができる。また、受信した衛星測位データからカメラの位置を求めるため、地上や空中に標定点を設置する必要がないので、標定点を設置することができない場合であっても、測定対象物の３次元座標データを絶対座標系にて高い精度で求めることができる。
【００２４】
請求項５に記載の測定対象物計測システムによれば、自走機が走行距離データ取得手段を備え、該走行距離データ取得手段は各カメラが同期撮影すると同時に当該自走機の走行距離データを取得し、該取得した走行距離データ、及び架空線の架け渡し位置、線種を含む架空線データから同期撮影した当該各カメラの位置を求め、該求めた各カメラの位置に基づき測定対象物の３次元座標データを重ね合わせて、測定対象物の統合した３次元座標データを絶対座標系にて求めるので、測定対象物を示す平面図や断面図を容易に自動的に作成することができる。また、走行距離データや架空線データからからカメラの位置を求めるため、地上や空中に標定点を設置する必要がないので、標定点を設置することができない場合であっても、測定対象物の３次元座標データを絶対座標系にて高い精度で求めることができる。
【００２５】
請求項６に記載の測定対象物計測システムによれば、自走機が姿勢センサを備え、該姿勢センサは各カメラが同期撮影すると同時に自走機の姿勢を検知し、該検知した自走機の姿勢に基づき当該各カメラが測定対象物を同期撮影して得られた画像を校正するので、カメラの姿勢が変化する場合であっても、測定対象物の３次元座標データを求めることができる。
【００２６】
請求項７に記載の測定対象物計測システムによれば、測定対象物の統合した３次元座標データから、測定対象物である送電線と樹木との離隔距離を求めるので、離隔距離を精度良く低いコストで計測することができる。
【００２７】
請求項８に記載の送電線下離隔計測システムによれば、前記測定対象物計測システムによって求めた送電線と樹木である樹木との離隔距離が、当該送電線に規定された安全離隔距離を満たさない樹木を、伐採すべき樹木と判定するので、伐採すべき樹木を精度良く低いコストで判定することができる。
【００２８】
請求項９に記載の測定対象物計測システムによれば、架空線を自走する自走機を走行させながら、当該自走機に取り付けたレーザスキャナにて測定対象物をスキャニングし当該測定対象物までの距離データを取得するとともに、当該自走機に備わる衛星測位データ受信手段にて衛星測位データを受信し、該受信した衛星測位データからスキャニングしたレーザスキャナの位置を絶対座標系にて求め、該求めたレーザスキャナの位置に基づき測定対象物までの距離データを重ね合わせて、測定対象物の統合した３次元座標データを絶対座標系にて求めるので、ヘリコプターや航空機を飛行させる必要や高出力のレーザパルスを用いたレーザ測距装置を必要としないため、測定対象物の３次元座標データを求めるコストを低くすることができる。また、測定対象物の統合した３次元座標データを絶対座標系にて求めるので、測定対象物を示す平面図や断面図を容易に自動的に作成することができる。また、受信した衛星測位データからカメラの位置を求めるため、地上や空中に標定点を設置する必要がないので、標定点を設置することができない場合であっても、測定対象物の３次元座標データを絶対座標系にて高い精度で求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明に係る測定対象物計測システムは、架空線を自走する自走機を自走させながら、当該自走機に取り付けた３台以上のカメラにて測定対象物を複数回同期撮影し、同期撮影して得られた１組の画像に対して対応付けを行い、同期撮影した測定対象物の３次元座標データを求め、隣接して同期撮影した測定対象物の重複する３次元座標データを重ね合わせて、測定対象物の統合した３次元座標データを求めるものである。
【００３０】
以下、測定対象物計測システムを、その実施形態として送電線下離隔計測システム１００に適用した場合について図面に基づき説明する。この送電線下離隔計測システム１００は、その概念説明図を図１に示すように、鉄塔１０間の地線（避雷線、架空線）１１を自走する自走機１００Ａに取り付けた３台のデジタルカメラＤ１，Ｄ２，Ｄ３（以下、合わせて「デジタルカメラＤ」ともいう。）から下方の送電線１２及び樹木（地物）１３（以下、合わせて「測定対象物１２，１３」ともいう。）を同期撮影して、送電線１２と樹木１３との離隔距離を計測するものである。送電線下離隔計測システム１００は、鉄塔１０間の地線１１を自走する自走機１００Ａと、自走機１００Ａに搭載されて測定対象物１２，１３を測定する測定装置１００Ｂと、測定装置１００Ｂで得られたデータを地上で処理するデータ処理装置１００Ｃとから構成されている。
【００３１】
自走機１００Ａは、例えば、図示しないが、バッテリ駆動のモータを備え、該モータの駆動によりギアを介して地線１１上に位置させた複数の車輪を回転させて、地線１１を自走することができるものなど、その走行形式等は限定されず、エンジンを搭載するものであってもよい。自走機１００Ａは、デジタルカメラＤを固定にして取り付けるアームを備えている。アームは、アームやデジタルカメラＤの自重により下面が常に真下の地表を向くように、自走機１００Ａの本体に対し所定範囲内を回動可能に取り付けられている。なお、自走機１００Ａが走行する地線１１がその自重や自走機１００Ａの重量によって撓まない等、自走機１００Ａが姿勢を一定に保ちながら地線１１を走行する場合には、アームをその下面を真下の地面に向けて自走機１００Ａに固定するものであってもよい。また、自走機１００Ａは、常に定速で走行するものであってもよいが、モータの回転数を変化させる、ギアを切り換える等によって走行速度を変更する変速部を備えていてもよい。
【００３２】
測定装置１００Ｂは、自走機１００Ａに搭載されており、測定対象物１２，１３を上方から測定する。測定装置１００Ｂは、そのブロック図を図２に示すように、制御部２０、カメラ部２１、衛星測位データ受信部２２、データ記憶部２３、同期撮影間隔設定部２４、ＲＯＭ（Read Only Memory）２５及びＲＡＭ（Random Access Memory）２６を備えており、各部２０乃至２６はバス２７によって接続されている。
【００３３】
制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などからなり、所定のプログラムに従って、測定装置１００Ｂを構成する各部２１乃至２６を制御する。なお、自走機１００Ａがバス２７に接続された変速部（不図示）を備えている場合には、制御部２０は、当該変速部に制御信号を出力することにより、走行速度を変更させる、走行途中に停止させる、走行途中に速度を変更させる等、自走機１００Ａの速度変更を制御してもよい。
【００３４】
カメラ部２１は、自走機１００Ａのアームに互いに離間して取り付けられた３台のデジタルカメラ（デジタル・スチル・カメラ）Ｄを備えている。デジタルカメラＤが固定されるアームは、その下面が常に真下の地表を向くように自走機１００Ａの本体に取り付けられており、自走機１００Ａの姿勢に関わらず、アームに固定される各デジタルカメラＤの光軸は常に真下の地表方向を向いている。これにより、カメラ部２１は、自走機１００Ａの下方に位置する測定対象物１２，１３をステレオ撮影することができる。地線１１に沿った測定対象物１２，１３の幅方向における測定範囲を、同期撮影する３台のデジタルカメラＤの重複した撮影範囲内に収めることができるように、デジタルカメラＤの視野角度、測定対象物１２，１３との撮影距離等によって、デジタルカメラＤ間の間隔（デジタルカメラＤの光軸間の間隔）を定める。なお、地線１１に沿った測定対象物１２，１３の幅方向における測定範囲が広い場合には、当該範囲の全範囲に渡って、少なくとも３台のデジタルカメラＤの重複した撮影範囲内に収めることができるように、４台以上のデジタルカメラＤを自走機１００Ａに取り付ける。また、デジタルカメラＤの視野角度、測定対象物１２，１３との撮影距離、デジタルカメラＤ間の間隔、必要な測定精度等によって、デジタルカメラＤの画素数（解像度）を定める。
【００３５】
各デジタルカメラＤは、制御部２０からの撮影制御信号に基づいて、測定対象物１２，１３を撮影し、制御部２０からの出力制御信号に基づいて、該撮影により得られた画像データを出力する。デジタルカメラＤは、レンズからの入射光を受信した２次元ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）における各ピクセル素子が受信した光の量または強さに対応するグレーレベルのアナログ信号を出力し、出力したアナログ信号をデジタル信号に変換して画像データを出力する。３台のデジタルカメラＤは、制御部２０からの撮影制御信号が時間的に同期して入力されることにより、時間的に同期撮影する。また、カメラ部２１は、図示しない内部クロックを備えており、デジタルカメラＤが同期撮影したとき、内部クロックで計時される時刻データを取得して、画像データとともに出力する。
【００３６】
衛星測位データ受信部２２は、衛星測位システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用して自走機１００Ａの現在位置（緯度、経度、高度）を絶対座標系である地球基準座標系（地球固定座標系）における３次元座標データとして取得するためものであり、衛星測位データを受信するアンテナを自走機１００Ａのアームに固定して備えている。衛星測位システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）は、複数の衛星測位システム用の衛星から電波を受信して、各衛星からの距離を算出し、その距離データから現在位置を特定することができ、米国が運用するＧＰＳ（Global Positioning System）、ロシア共和国が運用するＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）、欧州連合が運用予定のＧａｌｉｌｅｏ、日本が運用予定の準天頂衛星システムなどがある。例えば、電子基準点を利用したＲＴＫ−ＧＰＳ（Real Time Kinematic GPS）により、測定誤差が数センチメートル程度の高精度な３次元座標データを取得する。衛星測位データ受信部２２は、制御部２０からの制御信号に基づいて、自走機１００Ａの現在位置を示す衛星測位データを受信し、出力する。また、衛星測位データ受信部２２は、図示しない内部クロックを備えており、衛星測位データを受信したとき、内部クロックで計時される時刻データを取得して、衛星測位データとともに出力する。なお、衛星測位データ受信部２２の内部クロックが計時する時刻と、前記カメラ部２１の内部クロックが計時する時刻とは合わされている。
【００３７】
データ記憶部２３は、カメラ部２１から出力される画像データ等や衛星測位データ受信部２２から出力される衛星測位データ等を、ハードディスクや光ディスク等の記録媒体に記憶させる。データ記憶部２３は、同期撮影した３台のデジタルカメラＤからそれぞれ出力された画像データを、出力したデジタルカメラＤを特定するデータ及び同期撮影したときに取得した時刻データと関連付けて記録媒体に書き込み記憶させる。また、データ記憶部２３は、受信した衛星測位データを、当該衛星測位データを受信したときに取得した時刻データと関連付けて記録媒体に記憶させる。
【００３８】
同期撮影間隔設定部２４は、テンキーやマウスなどの入力手段を備えており、デジタルカメラＤが同期撮影する間の時間間隔である同期撮影間隔の入力を受付ける。
【００３９】
ＲＯＭ２５は、制御部２０により測定装置１００Ｂを構成する各部の処理動作を制御するための各種プログラム格納するメモリである。
【００４０】
ＲＡＭ２６は、測定装置１００Ｂを構成する各部の処理動作に用いる設定情報や動作情報等の各種データを読み出し及び書き込み可能な状態で格納するメモリであり、例えば、同期撮影間隔が格納される。
【００４１】
データ処理装置１００Ｃは、測定装置１００Ｂで得られたデータを地上で処理するものであり、自走機１００Ａや測定装置１００Ｂとは別個に設けられている。データ処理装置１００Ｃは、そのブロック図を図３に示すように、制御部３０、データ読取部３１、データベース３２、データ処理部３３、データ格納部３４、表示データ処理部３５、操作部３６、表示部３７、ＲＯＭ３８及びＲＡＭ３９を備えており、各部３０乃至３９はバス４０によって接続されている。
【００４２】
制御部３０は、ＣＰＵなどからなり、所定のプログラムに従って、データ処理装置１００Ｃを構成する各部３１乃至３９を制御する。
【００４３】
データ読取部３１は、測定装置１００Ｂのデータ記憶部２３（図２参照。）によってデータを書き込まれた記録媒体から記憶された画像データ、衛星測位データ等のデータを読み取り、出力する。
【００４４】
データベース３２は、鉄塔１０や樹木１３に関するデータの集合を格納している。データベース３２は、鉄塔１０の設置位置や樹木１３の位置を緯度及び経度にて特定するデータを格納している。また、データベース３２は、各樹木１３について当該樹木１３が伐採可能であるか否かを示すデータや所有者に関するデータも格納している。
【００４５】
データ処理部３３は、図４に示すように、データ読取部３１が読み取って出力したデータを処理し、測定対象物１２，１３の統合した３次元座標データを地球基準座標系にて求め、出力する。
【００４６】
まず、データ処理部３３は、データ読取部３１が読み取って出力したそれぞれの画像データに対して、当該画像データを取得したデジタルカメラＤの内部パラメータ及び外部パラメータにより校正する（Ｓ１００）。ここで、内部パラメータは、レンズ歪による画像のゆがみ等、個々のデジタルカメラＤに一定固有の特性を校正するためのパラメータであり、ＲＡＭ３９に格納されている。そこで、各画像データに関連付けて出力される当該画像データを取得したデジタルカメラＤを特定するデータに基づいて、各画像データをそれぞれ校正する内部パラメータをＲＡＭ３９から取得する。一方、外部パラメータは、撮影時における個々のデジタルカメラＤの光軸の方向を基準となる方向に合わせて校正するためのパラメータである。各デジタルカメラＤはその光軸が常に真下の地表方向に向かうように自走機１００Ａに取り付けられるが、各デジタルカメラＤの光軸が真下に向かって正確に平行に取り付けることは困難である。そのため、外部パラメータが、各デジタルカメラＤの光軸の真下方向からの微小なずれを補正するために用いられ、個々のデジタルカメラＤの固定時に定まる一定固有のパラメータとして、ＲＡＭ３９に格納されている。そこで、各画像データに関連付けて出力される当該画像データを取得したデジタルカメラＤを特定するデータに基づいて、各画像データをそれぞれ校正する外部パラメータをＲＡＭ３９から取得する。
【００４７】
次に、データ処理部３３は、３台のデジタルカメラにて同期撮影した校正済みの画像データを１組として、各組の画像データの画像に対して対応付けを行い、重複して同期撮影した撮影範囲における測定対象物の３次元座標データを基準となるデジタルカメラＤ１の同期撮影時における位置姿勢に基づいた３次元物体座標系（同期撮影時におけるデジタルカメラＤ１のレンズに固定された３次元座標系）にてそれぞれ求める（Ｓ１０１）。３台のデジタルカメラＤによって同期撮影された画像は、撮影範囲を重複して測定対象物１２，１３が撮影されている。そして、この撮影範囲を重複して同期撮影された各組の画像に対して対応付けを行い、重複して同期撮影した撮影範囲（以下、「同期撮影範囲」ともいう。）における測定対象物１２，１３の３次元座標データをそれぞれ求める。３台のデジタルカメラＤにて同期撮影した校正済みの画像データは、内部パラメータと外部パラメータとによって、焦点距離が同一の所定値で光軸が互いに完全に平行な３台のデジタルカメラＤによって得られた画像に校正されている。また、各デジタルカメラＤの自走機１００Ａへの取付位置は一定であるため、デジタルカメラＤ間の間隔は一定固有の既知の値であり、ＲＡＭ３９に格納されている。これにより、以下に説明する画像データの処理を容易に行うことが可能になる。
【００４８】
重複した撮影範囲を同期撮影して得られた１組の画像のうち２台のデジタルカメラＤ１，Ｄ２による画像に関し対応付けを行って当該重複した撮影範囲における測定対象物１２，１３の３次元座標データを求め、当該１組の画像のうち前記２台のデジタルカメラＤ１，Ｄ２と異なるデジタルカメラＤ３による画像によって、当該重複した撮影範囲における測定対象物１２，１３の３次元座標データを修正する。
【００４９】
同期撮影した１組の画像のうち２台のデジタルカメラＤ１，Ｄ２による画像に関する対応付けは、例えば、画像を分割した小領域の相関値を計算し、最大の相関値を有する点を対応点とすることにより行う。具体的には、以下に説明するように、局所的なヒストグラム（Local Display Histogram：ＬＤＨ）法を採用した点単位の特徴ベース法により、対応付けを行う。まず、同期撮影した各々の画像においてコントラストのある点を特徴点として抽出し、それらの画像の一つを基準画像とし、他の画像を参照画像として、基準画像を縦横に一部が重複するように矩形状に分割してウインドウ（小領域）とし、ある画像内の特徴点の対応ペア決定点が他のカメラ画像上に存在する可能性のある点を結んだものとしてエピポーララインを定義する。そして、ウインドウ内の各特徴点Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，…）に対す参照画像上の各エピポーラライン上にある特徴点Ｒｊ （ｊ＝１，２，３，…）のうちコントラストが類似し、視差が予め定められた範囲内の値となる全ての特徴点Ｒｋ（ｋ＝１，２，３，…）を、特徴点Ｓｉに対する対応候補点とし、基準画像内の全てのウインドウに対し、ウインドウ毎に視差を横軸にウインドウ内における各視差に対する対応候補点および対応ペア決定点の出現頻度を縦軸に取った局所的視差ヒストグラムを作成する。各ウインドウの局所的視差ヒストグラムの頻度の最高のピーク値になる視差のうち、二つ以上の同等の高さのピークを持たない、ピークになる視差とその近傍の視差の度数の総和が全体の度数のある割合以上であるものをそのウインドウの視差候補とし、視差候補の決まったウインドウ内の各特徴点Ｓｉ（ｉ＝１，２，３，…）のうち視差候補±１ピクセル（画素）の範囲内に対応候補点が存在するものを対応ペア決定点とし対応ペアの画面上の差である視差を計算する対応ペア探索処理を施す。一方、視差候補の決まらなかったウインドウは、隣接するウインドウの対応ペア決定点により局所的視差ヒストグラムを修正して対応ペア探索処理を施し、新たに、視差候補の決まるウインドウがなくなるまで繰り返し、全ての対応ペア決定点の３次元座標を求める。ここで、送電線１２の対応ペア決定点の列は３次元空間における直線の式で表現し、樹木１３の特徴点は３次元座標にて求める。
【００５０】
同期撮影した２台のデジタルカメラＤ１，Ｄ２による画像に関し対応付けを行って得られた測定対象物１２，１３の３次元座標データに対して、当該同期撮影したデジタルカメラＤ３による画像によって修正する。例えば、以下に説明するように、対応付けを行って得られた同期撮影範囲における測定対象物１２，１３の３次元座標データを、デジタルカメラＤ３によって得られる画像を表示する２次元座標系に逆変換して、同期撮影したデジタルカメラＤ３による画像との相関度を求めることにより対応付けの正誤を判定し、誤った対応付けを削除して、測定対象物１２，１３の３次元座標データを修正する。同期撮影した２台のデジタルカメラＤ１，Ｄ２による画像に関し対応付けを行って得られた同期撮影範囲における測定対象物１２，１３の３次元座標データは、基準となるデジタルカメラＤ１の当該同期撮影時における位置姿勢に基づいた３次元物体座標系におけるデータである。前述したように、デジタルカメラＤ１とデジタルカメラＤ２との光軸が平行となるように校正されており、その間の間隔は既知でありＲＡＭ３９に格納されている。そこで、ＲＡＭ３９に格納されたデジタルカメラＤ１とデジタルカメラＤ２との間隔を取得し、該間隔に基づいて、基準となるデジタルカメラＤ１の位置姿勢に基づいた３次元物体座標系をデジタルカメラＤ３の位置姿勢に基づいた２次元物体座標系に変換する座標変換式を求める。そして、該座標変換式によって、同期撮影した２台のデジタルカメラＤ１，Ｄ２による画像に関し対応付けを行って得られた同期撮影範囲における測定対象物１２，１３の対応ペア決定点を座標変換し、該座標変換した対応ペア決定点と同期撮影したデジタルカメラＤ３による画像における特徴点との相関値を計算する。この相関値が所定のしきい値より低い場合には、対応ペア決定点を判別したことが誤りであったと判定し、当該対応ペア決定点を削除する。このように２台のデジタルカメラＤ１，Ｄ２が同期撮影した画像に対して対応付けを行った同期撮影範囲の３次元座標データに対して、同範囲を同期撮影した他のデジタルカメラＤ３による画像によって対応付けの誤りを判定することにより、同期撮影範囲における測定対象物１２，１３の３次元座標データを精度良く求めることができる。なお、デジタルカメラＤ３による画像によって対応付けの誤りが判定された場合には、例えば、隣接するウインドウの対応ペア決定点により局所的視差ヒストグラムを修正して対応ペア探索処理を施すことにより再度対応付けを行うことによって、測定対象物の３次元座標データを修正してもよい。あるいは、例えば、２台のデジタルカメラＤ１，Ｄ３が同期撮影した画像に対して対応付けを行った同期撮影範囲の３次元座標データを求め、前記２台のデジタルカメラＤ１，Ｄ２が同期撮影した画像に対して対応付けを行った同期撮影範囲の３次元座標データと比較することにより、対応付けの正誤を判定し、誤った対応付けを削除することによって、測定対象物１２，１３の３次元座標データを修正してもよい。
【００５１】
また、データ処理部３３は、測定対象物１２，１３を同期撮影したときの自走機１００Ａの位置を、当該同期撮影と同時に取得した時刻データに基づいて、受信した衛星測位データ及び当該衛星測位データと同時に取得した時刻データから求める（Ｓ１０２）。例えば、データ処理部３３は、測定対象物１２，１３を同期撮影と同時に取得した時刻データの示す時刻の時間的に前後して衛星測位データ受信部２２の内部クロックから取得した時刻データを検索し、当該時刻データと同時に受信した衛星測位データの示す地球座標系における３次元座標データに基づいて自走機１００Ａの位置をそれぞれ算出し、時刻データの示す時刻の差分によって同期撮影したときの自走機１００Ａの位置を推測して求める。
【００５２】
次に、データ処理部３３は、隣接して同期撮影した測定対象物１２，１３の重複する３次元座標データを重ね合わせて、測定対象物１２，１３の統合した３次元座標データを地球基準座標系にて求める（Ｓ１０３）。Ｓ１０１にて求めた同期撮影範囲における測定対象物１２，１３の３次元座標データは、基準となるデジタルカメラＤ１の位置姿勢に基づいた３次元物体座標系におけるデータである。デジタルカメラＤ１の光軸の方向は、前述したように、外部パラメータにて補正されることにより、常に真下の地表方向に向かうとともに撮影距離が地球の円周長に比べて極小であるため、同期撮影した位置に関わらず一定であるとみなすことができ、Ｓ１０２にて求めたデジタルカメラＤ１の地球基準座標系における３次元座標データ、具体的には緯度及び経度に基づいて一定値として求めることができる。また、当該３次元物体座標系の座標原点であるデジタルカメラＤ１の同期撮影した位置はＳ１０２にて地球基準座標系における３次元座標データとして求められている。そこで、デジタルカメラＤ１の地球基準座標系における３次元座標データに基づいて、基準となるデジタルカメラＤ１の位置姿勢に基づいた３次元物体座標系を地球基準座標系に変換する座標変換式を求める。そして、該座標変換式によって、Ｓ１０１にて求めた同期撮影範囲における測定対象物１２，１３の３次元座標データを座標変換し、当該同期撮影範囲における測定対象物１２，１３の３次元座標データを地球基準座標系にて求める。そして、隣接して同期撮影した同期撮影範囲における測定対象物１２，１３の地球基準座標系にて重複する３次元座標データを重ね合わせて、測定対象物１２，１３の統合した３次元座標データを地球基準座標系にて求める。測定対象物１２，１３の同じ部分を隣接して同期撮影して得たそれぞれの地球基準座標系における３次元座標データが、微小な範囲内に共に存在し一致した座標を示す場合には、これらの３次元座標データを重ね合わせる。
【００５３】
データ格納部３４は、データ処理部３３が処理して出力した測定対象物１２，１３の統合した３次元座標データを格納する。
【００５４】
表示データ処理部３５は、操作部３６から入力指示された表示形式や表示範囲等に基づいて、データ格納部３４に格納された測定対象物１２，１３の統合した３次元座標データを処理し、表示部３７に出力する。また、データ格納部３４に出力し、データ格納部３４がこれを格納してもよい。例えば、送電線１２と樹木１３との離隔距離を表示する指示が操作部３６から入力された場合には、送電線１２を表す直線と樹木１３の全ての対応ペア決定点或いは予め指定された範囲の対応ペア決定点との距離を計算し、最短の距離を送電線１２と樹木１３の離隔距離として表示部３７に出力する。また、送電線１２下の伐採すべき樹木１３を表示する指示が操作部３６から入力された場合には、樹木１３と送電線１２との離隔距離が当該送電線１２を流れる電圧によって安全上規定される離隔距離を満たさない樹木を伐採すべき樹木１３と判定し、当該樹木１３の座標に所定の記号など付加して表示部３７に出力する。また、データベース３２を参照して、当該樹木１３が伐採可能であるか否かを示す記号や所有者等を合わせて表示してもよい。また、所定範囲の平面図や所定部分の断面図を表示する指示が操作部３６から入力された場合には、測定対象物１２，１３の統合した３次元座標データから平面図や断面図を作成して表示部３７に出力する。このとき、送電線１２と樹木１３の離隔距離や伐採すべき樹木を示す記号等を付加してもよい。
【００５５】
操作部３６は、キーボード、マウス、タブレットなどの入力手段を備えており、鉄塔１０、地線１１、送電線１２、樹木１３等の特定、及び表示形式や表示範囲等の各種設定の選択の入力を受付ける。
【００５６】
表示部３７は、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等の表示装置やプリンタやプロッタ等の出力装置を必要に応じて備えている。操作部３６から入力指示された表示形式や表示範囲等に基づいて、表示データ処理部３５から出力されたデータを、表示又は印刷出力する。
【００５７】
ＲＯＭ３８は、制御部３０によりデータ処理装置１００Ｃを構成する各部の処理動作を制御するための各種プログラムを格納するメモリである。
【００５８】
ＲＡＭ３９は、データ処理装置１００Ｃを構成する各部の処理動作に用いる設定情報や動作情報等の各種データを読み出し及び書き込み可能な状態で格納するメモリであり、例えば、デジタルカメラＤの内部パラメータ、各デジタルカメラＤ間の間隔、対応付けや統合を行う際のしきい値等が格納されている。
【００５９】
以下、本実施の形態に係る送電線下離隔計測システム１００を用いて、送電線１２と樹木１３との離隔距離を計測する手順について説明する。
【００６０】
まず、測定者は、測定装置１００Ｂを搭載した自走機１００Ａを鉄塔１０の頂部まで運び上げ、自走機１００Ａを地線１１に取付ける。そして、デジタルカメラＤの同期撮影間隔を、測定対象物１２，１３の隣接した同期撮影範囲が重複するように、同期撮影間隔設定部２４から設定する。そして、自走機１００Ａを隣接する鉄塔１０に向けて自走させる。鉄塔１０，１０間を自走機１００Ａが走行する間に、設定された同期撮影間隔ごとにデジタルカメラＤが同期撮影を行い、記録媒体にデータが記憶される。測定者は、隣接する鉄塔１０に到達した自走機１００Ａの測定装置１００Ｂからデータを記憶させた記憶媒体を取り出す。なお、隣接する鉄塔１０に到達した自走機１００Ａが、元の鉄塔１０に戻って来るものであってもよい。
【００６１】
次に、測定者は、データを記憶させた記憶媒体をデータ処理装置１００Ｃに装着し、操作部３６から、例えば、送電線１２を特定し、この送電線１２下の離隔距離の表示を求める旨を入力する。これにより、表示部３７に、送電線１２下の樹木１３との離隔距離が表示される。
【００６２】
このように、本実施の形態に係る送電線下離隔計測システム１００においては、鉄塔１０間の地線１１を自走する自走機１００Ａに取り付けた３台のデジタルカメラＤから下方の送電線１２及び樹木１３を撮影するため、空中のヘリコプターや鉄塔１０から撮影する場合に比べて、撮影距離が非常に短いので、離隔距離を精度良く計測することができる。また、送電線１２や樹木１３と地線１１との距離が測定前に既知であるため、送電線１２や樹木１３の測定範囲に応じて、デジタルカメラＤの台数を増やすことや、デジタルカメラＤの画素数を適宜選択することができるので、離隔距離を精度良く計測することができる。また、地線１１から下方の送電線１２及び樹木１３を撮影するため、空中のヘリコプターや鉄塔１０から撮影する場合に比べて、送電線１２に近接する樹木１３を確実に撮影することができるので、離隔距離の測定漏れを低減させることができる。また、２台のデジタルカメラＤ１，Ｄ２に同期撮影して対応付けを行った同期撮影範囲の３次元座標データに対して、同範囲を同期撮影した他のデジタルカメラＤ３による画像によって対応付けの誤りを判定することにより、同期撮影範囲における測定対象物１２，１３の３次元座標データを精度良く求めることができる。
【００６３】
さらに、送電線１２や樹木１３の３次元座標データを地球基準座標系にて求めることができるので、送電線１２と樹木１３との相対的な離隔距離だけではなく、送電線１２と樹木１３を示す平面図や断面図も容易に自動的に作成することができる。また、伐採すべき樹木１３の３次元座標データを地球基準座標系にて求め、当該樹木の経度や緯度を求めることができるので、伐採すべき樹木１３を平面図上等にて容易に特定することができる。また、衛星測位システムを用いてデジタルカメラＤの位置を求めるため、地上や空中に標定点を設置する必要がないので、標定点を設置することができない場合であっても、計測することができる。
【００６４】
さらに、ヘリコプターや航空機を飛行させる必要がないので、コストが低くすることができる。また、高出力のレーザパルスを用いたレーザ測距装置を必要としないので、コストが低くすることができる。
【００６５】
なお、本実施の形態に係る送電線下離隔計測システム１００においては、自走機１００Ａに搭載された測定装置１００Ｂがデータ記憶部２３を備え、該データ記憶部２３がカメラ部２１から出力された画像データ等のデータを記録媒体に記憶させている。しかしながら、図示しないが、測定装置１００Ｂがデータ記憶部２３の代わりに送信部を備え、該送信部がカメラ部２１から出力された画像データ等のデータをデータ処理装置１００Ｃに無線等により送信するものであってもよい。この場合、データを受信したデータ処理装置１００Ｃは、図示しないが、データ読取部３１の代わりに受信部を備え、該受信部が受信した画像データ等のデータをデータ処理部３３に出力するものであればよい。この場合には、自走機１００Ａに搭載する測定装置１００Ｂを軽量化することができるともに、より多量の画像データ等のデータを取得することが可能になる利点を有している。
【００６６】
さらに、本実施の形態に係る送電線下離隔計測システム１００においては、測定装置１００Ｂを搭載した自走機１００Ａが地線１１を走行し、当該地線１１の下方の送電線１２及び樹木１３を同期撮影して、送電線１２と樹木１３との離隔距離を計測している。しかしながら、図示しないが、測定装置１００Ｂを搭載した自走機１００Ａが送電線１２を走行し、当該送電線１２より下方の他の送電線１２及び樹木１３を同期撮影して、前記他の送電線１２と樹木１３との離隔距離を計測するものであってもよい。また、測定装置１００Ｂを搭載した自走機１００Ａが送電線１２を走行し、当該送電線１２の下方の樹木１３を同期撮影して、当該送電線１２と樹木１３との離隔距離を計測するものであってもよい。
【００６７】
さらに、本実施の形態に係る送電線下離隔計測システム１００においては、デジタルカメラＤの光軸が常に真下の地表方向を向くように自走機１００Ａに取り付けられており、外部パラメータを算出する際にデジタルカメラＤの姿勢の変化を考慮する必要はない。しかしながら、例えば、デジタルカメラＤが固定される自走機１００Ａのアームが強風などによって揺れる場合等、同期撮影時におけるデジタルカメラＤの姿勢が一定しない場合には、アームに姿勢センサ（３次元角度センサ）を固定して取り付け、該姿勢センサによって検知したアームの姿勢に基づき同期撮影時におけるデジタルカメラＤの姿勢を考慮して外部パラメータを算出してもよい。
【００６８】
なお、本発明に係る測定対象物計測システムは、送電線下離隔計測システム１００に適用する場合には限定されない。架空線を自走する自走機に取付けた３台以上のカメラにて地表面（測定対象物）を同期撮影し、地表面の統合した３次元座標データを求めるシステムであってもよい。また、ビルや鉄塔間に架け渡された架空線を自走する自走機に取付けた３台以上のカメラにて建築物（測定対象物）を同期撮影し、建築物の統合した３次元座標データを求めるシステムであってもよい。また、鉄塔間に架け渡された地線を自走する自走機に取付けた３台以上のカメラにて送電線（測定対象物）を同期撮影し、送電線の３次元座標データを求め、送電線の撓みが正常であるかを判別するシステムであってもよい。
【００６９】
以下、本発明に係る測定対象物計測システムを、別の実施形態として送電線下離隔計測システム１５０に適用した場合について図面に基づき説明する。この送電線下離隔計測システム１５０は、その概念説明図を図９に示すように、鉄塔１０間の地線１１を自走する自走機１００Ａに取り付けた３台のデジタルカメラＤから下方の送電線１２及び樹木１３を同期撮影して、送電線１２と樹木１３との離隔距離を計測するものである。送電線下離隔計測システム１５０は、送電線下離隔計測システム１００と同様の手順にて、送電線１２と樹木１３との離隔距離を計測することができる。送電線下離隔計測システム１５０は、鉄塔１０間の地線１１を自走する自走機１００Ａと、自走機１００Ａに搭載されて測定対象物１２，１３を測定する測定装置１５０Ｂと、測定装置１５０Ｂで得られたデータを地上で処理するデータ処理装置１５０Ｃとから構成されている。以下、送電線下離隔計測システム１５０について、送電線下離隔計測システム１００と異なる点に関してのみ、説明する。
【００７０】
測定装置１５０Ｂは、そのブロック図を図６に示すように、衛星測位データ受信部２２の代わりに、走行距離データ取得部５１を備えている。走行距離データ取得部５１は、制御部２０からのタイミング制御信号に基づいて、地線１１を自走機１００Ａが走行した走行距離を示す走行距離データを取得し、出力する。データ記憶部２３は、同期撮影した３台のデジタルカメラＤからそれぞれ出力された画像データを、出力したデジタルカメラＤを特定するデータ及び同期撮影した時に取得した走行距離データと関連付けて記録媒体に書き込み記憶させる。
【００７１】
データ処理装置１５０Ｃは、そのブロック図を図７に示すように、データベース３２及びデータ処理部３３の代わりに、データベース５２及びデータ処理部５３を備えている。また、ＲＡＭ３９には、自走機１００Ａの重量や各種構成寸法等も格納されている。
【００７２】
データ読取部３１は、測定装置１５０Ｂのデータ記憶部２３によってデータを書き込まれた記録媒体から記憶された画像データ、走行距離データ等のデータを読み取り、出力する。
【００７３】
データベース５２は、鉄塔１０や地線１１に関するデータの集合を格納している。鉄塔１０の各種構造寸法や設置位置等は、当該鉄塔１０の建築時から既知であり、鉄塔１０に取付けられた地線１１の取付位置の座標や架け出し方向は、鉄塔１０を特定すれば、地球基準座標系にて特定される。また、地線１１の線種や長さは、当該地線１１の架け渡し時から既知であり、当該地線１１をその間に架け渡たす２本の鉄塔１０，１０を特定すれば、特定される。そこで、データベース５２は、各鉄塔１０における地線１１の取付位置の座標や架け出し方向を地球基準座標系にて特定することができるデータ、及び、各地線１１の線種や長さを示すデータを格納している。また、データベース５２は、各地線１１の線種ごとに、伸び率、単位長さ当り重量などのデータも格納している。
【００７４】
データ処理部５３は、図８に示すように、データ読取部３１が読み取って出力したデータを処理し、測定対象物１２，１３の統合した３次元座標データを地球基準座標系にて求め、出力する。
【００７５】
まず、データ処理部５３は、前記データ処理部３３と同様に、データ読取部３１が読み取って出力したそれぞれの画像データに対して、当該画像データを取得したデジタルカメラＤの内部パラメータ及び外部パラメータにより校正する（Ｓ１００）。そして、データ処理部５３は、前記データ処理部３３と同様に、３台のデジタルカメラにて同期撮影した校正済みの画像データを１組として、各組の画像データの画像に対して対応付けを行い、重複して同期撮影した撮影範囲における測定対象物の３次元座標データを基準となるデジタルカメラＤ１の同期撮影時における位置姿勢に基づいた３次元物体座標系にてそれぞれ求める（Ｓ１０１）。
【００７６】
また、データ処理部５３は、測定対象物１２，１３を同期撮影した時点における自走機１００Ａの位置を、当該同期撮影した時点に同時に取得した走行距離データから求める（Ｓ１１０）。例えば、データベース５２に格納された鉄塔１０に関するデータから、自走機１００Ａが走行する地線１１を示す線分の３次元座標データを地球基準座標系にて算出する。そして、この線分に沿って自走機１００Ａが走行した距離を走行距離データから算出し、同期撮影した時点における自走機１００Ａに固定されたデジタルカメラＤ１の基準位置を示す３次元座標データを地球基準座標系にて求める。
【００７７】
次に、データ処理部５３は、データ処理部３３と同様に、隣接して同期撮影した測定対象物１２，１３の重複する３次元座標データを重ね合わせて、測定対象物１２，１３の統合した３次元座標データを地球基準座標系にて求める（Ｓ１０３）。
【００７８】
このように、本実施の形態に係る送電線下離隔計測システム１５０においては、前記送電線下離隔計測システム１００に比べて、衛星測位データ受信部２２を備える必要がないので、コストを低くすることができる。
【００７９】
なお、本実施の形態に係る送電線下離隔計測システム１５０においては、前記送電線下離隔計測システム１００と同様に、外部パラメータを算出する際にデジタルカメラＤの姿勢の変化を考慮する必要は一般的になく、同期撮影時におけるデジタルカメラＤの姿勢が一定しない場合には、アームに姿勢センサを固定して取り付ければよい。また、データベース５２が、地線１１の線種や長さ、及び地線１１の線種ごとの伸び率、単位長さ当り重量など地線１１に関するデータを格納し、該地線１１に関するデータや鉄塔１０に関するデータ及び重量等の自走機１００Ａのデータに基づいて、自走機１００Ａが走行する際の地線１１の撓みを算出し、自走機１００ＡやデジタルカメラＤの姿勢を求めてもよい。
【００８０】
以下、本発明に係る別の測定対象物計測システムを、実施形態として送電線下離隔計測システム１６０に適用した場合について図面に基づき説明する。この送電線下離隔計測システム１６０は、その概念説明図を図９に示すように、鉄塔１０間の地線１１を自走する自走機１００Ａに取り付けたレーザスキャナＲから下方の送電線１２及び樹木１３をスキャニングして、送電線１２と樹木１３との離隔距離を計測するものである。送電線下離隔計測システム１６０は、鉄塔１０間の地線１１を自走する自走機１００Ａと、自走機１００Ａに搭載されて測定対象物１２，１３を測定する測定装置１６０Ｂと、測定装置１６０Ｂで得られたデータを地上で処理するデータ処理装置１６０Ｃとから構成されている。以下、送電線下離隔計測システム１６０について、送電線下離隔計測システム１００と異なる点に関してのみ、説明する。
【００８１】
レーザスキャナＲのレーザパルスの送信が常に真下の地表を向くように、レーザスキャナＲが自走機１００Ａの本体に対し所定範囲内を回動可能に取り付けられている。なお、自走機１００Ａが姿勢を一定に保ちながら地線１１を走行する場合には、レーザスキャナＲを固定して取り付けてもよい。
【００８２】
測定装置１６０Ｂは、そのブロック図を図１０に示すように、カメラ部２１及び同期撮影間隔設定部２４の代りに、レーザスキャナ部６１を備えている。レーザスキャナ部６１は、自走機１００Ａに取り付けられたレーザスキャナＲを備えている。レーザスキャナ部６１は、レーザ発生器が発生させコリメータに送ったビーム幅を調整したレーザパルスを、２軸で振動するスキャナによって下方に向けて送信し、平行な軌跡を地上に描くように運動して走査する。レーザパルスの一部はレーザ受信器に直接送られ参照される。そして、反射パルスは、スキャナミラーでレーザ受信器に導かれ、レーザ受信器は、当該パルスの参照データと比較し、弁別器でファーストモードあるいはラストモードに識別され、走時計測器によって走時データに変換された反射データをスキャナのスキャニング角データと内部クロックで計時される時刻データとともに出力する。データ記憶部２３は、レーザスキャナ部６１から出力されるこれらのデータを、衛星測位データ受信部２２から出力される衛星測位データ等とともに記録媒体に記憶させる。
【００８３】
データ処理装置１６０Ｃは、そのブロック図を図１１に示すように、データ処理部３３の代りに、データ処理部６２を備えている。データ処理部６２は、データ読取部３１が読み取って出力したデータを処理し、測定対象物１２，１３の統合した３次元座標データを地球基準座標系にて求め、出力する。
【００８４】
データ処理部６２は、データ読取部３１が読み取って出力した反射データ及びスキャニング角データに基づいて、周知の方法で測定対象物１２，１３までの距離データを求める。また、データ処理部６２は、測定対象物１２，１３をスキャニングしたときの自走機１００Ａの位置を、該スキャニングしたときにレーザスキャナ部６１の内部クロックから取得した時刻データを基づいて、受信した衛星測位データ及び当該衛星測位データと同時に取得した時刻データから求める。そして、データ処理部６２は、求めた距離データと自走機１００Ａの位置とを関連付けることにより、測定対象物１２，１３の３次元座標データを地球基準座標系にて求める。
【００８５】
以下、本実施の形態に係る送電線下離隔計測システム１６０を用いて、送電線１２と樹木１３との離隔距離を計測する手順について説明する。まず、測定者は、測定装置１６０Ｂを搭載した自走機１００Ａを鉄塔１０の頂部まで運び上げ、自走機１００Ａを地線１１に取付ける。そして、自走機１００Ａを隣接する鉄塔１０に向けて自走させる。鉄塔１０，１０間を自走機１００Ａが走行する間に、レーザスキャナＲがスキャニングを行い、記録媒体にデータが記憶される。測定者は、隣接する鉄塔１０に到達した自走機１００Ａの測定装置１６０Ｂからデータを記憶させた記憶媒体を取り出す。次に、測定者は、データを記憶させた記憶媒体をデータ処理装置１６０Ｃに装着し、操作部３６から、例えば、送電線１２を特定し、この送電線１２下の離隔距離の表示を求める旨を入力する。これにより、表示部３７に、送電線１２下の樹木１３との離隔距離が表示される。
【００８６】
このように、本実施の形態に係る送電線下離隔計測システム１６０においては、鉄塔１０間の地線１１を自走する自走機１００Ａに取り付けたレーザスキャナＲから下方の送電線１２及び地物１３をスキャニングするため、空中のヘリコプターや航空機からスキャニングする場合に比べて、計測距離が短いので、レーザパルスの出力を下げることができ、コストを低くすることができる。また、ヘリコプターや航空機を飛行させる必要がないので、コストを低くすることができる。
【００８７】
さらに、送電線１２や樹木１３の３次元座標データを地球基準座標系にて求めることができるので、送電線１２と樹木１３との相対的な離隔距離だけではなく、送電線１２と樹木１３を示す平面図や断面図も容易に自動的に作成することができる。また、伐採すべき樹木１３の３次元座標データを地球基準座標系にて求め、当該樹木の経度や緯度を求めることができるので、伐採すべき樹木１３を平面図上等にて容易に特定することができる。また、衛星測位システムを用いて自走機１００Ａの位置を求めるため、地上や空中に標定点を設置する必要がないので、標定点を設置することができない場合であっても、計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施形態に係る送電線下離隔計測システム１００を概念的に説明する図である。
【図２】送電線下離隔計測システム１００の測定装置１００Ｂのブロック図である。
【図３】送電線下離隔計測システム１００のデータ処理装置１００Ｃのブロック図である。
【図４】データ処理装置１００Ｃのデータ処理部３３における処理を説明する図である。
【図５】本発明の別の実施形態に係る送電線下離隔計測システム１５０を概念的に説明する図である。
【図６】送電線下離隔計測システム１５０の測定装置１５０Ｂのブロック図である。
【図７】送電線下離隔計測システム１５０のデータ処理装置１５０Ｃのブロック図である。
【図８】データ処理装置１５０Ｃのデータ処理部５３における処理を説明する図である。
【図９】本発明のさらに別の実施形態に係る送電線下離隔計測システム１６０を概念的に説明する図である。
【図１０】送電線下離隔計測システム１６０の測定装置１６０Ｂのブロック図である。
【図１１】送電線下離隔計測システム１６０のデータ処理装置１６０Ｃのブロック図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０  鉄塔
１１  地線（架空線）
１２  送電線（地物、測定対象物）
１３  樹木（地物、測定対象物）
１００、１５０、１６０  送電線下離隔計測システム（測定対象物計測システム）
１００Ａ  自走機
１００Ｂ、１５０Ｂ、１６０Ｂ  測定装置
１００Ｃ、１５０Ｃ、１６０Ｃ  データ処理装置
Ｄ  デジタルカメラ（カメラ）
Ｒ  レーザスキャナ
【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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