(57)【要約】      （修正有）【課題】土砂運搬船の積載土量計測方法に関し、簡易な設備で工期短縮して積載物の検収ができるようにする。【解決手段】土砂運搬船１の船倉に積載された積載物の表面を計測処理上での複数の箇所に分割し、その分割した区画毎に前記積載物の積載表面形状を小型携帯用計測器によって前記土砂運搬船の船倉枠を基準として積載物分割三次元データを計測し、その積載物分割三次元データをコンピュータ４に取り込ませ、前記複数箇所の積載物分割三次元データを、前記船倉枠の１点を座標原点に設定して統一した座標軸上の三次元データに各々変換し、且つ、それらを前記分割した区画に対応して連続するように結合し、その結果得られた前記積載物の表面形状の座標データと船倉枠の形状の座標データとを三次元的に重ね合わせて、前記積載物の表面形状と前記船倉枠の下側形状とに囲まれた部分の体積を容積算出プログラムにより求める。【選択図】図１
2007285704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土砂運搬船の船倉に積載された積載物の表面を計測処理上での複数の箇所に分割し、
その分割した区画毎に前記積載物の積載表面形状を小型携帯用計測器によって前記土砂運搬船の船倉枠を基準として前記積載表面形状の所定のポイントにおける積載物分割三次元データを計測し、
その積載物分割三次元データをコンピュータに取り込ませ、
当該コンピュータに組み込んである容積算出プログラムにより、前記複数箇所の積載物分割三次元データを、前記船倉枠の１点を座標原点に設定して統一した座標軸上の三次元データに各々変換し、且つ、それらを前記分割した区画に対応して連続するように結合し、
その結果得られた前記積載物の表面形状の座標データと船倉枠の形状の座標データとを三次元的に重ね合わせて、前記積載物の表面形状と前記船倉枠の下側形状とに囲まれた部分の体積を前記容積算出プログラムにより求めること、
を特徴とする土砂運搬船の積載土量計測方法。
【請求項２】
コンピュータは、携帯型であって、マウスまたはタッチパネルにて計測操作が行えて、計測データの保存・処理が可能であること、
を特徴とする請求項１に記載の土砂運搬船の積載土量計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土砂運搬船（以下、土運船と称することもある）の積載土量を簡易な設備でもって、なおかつ高精度に計測する計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、土砂船の土砂積載量を計測する方法として、重量から算出する重量検収（従来例１）と、容積を直接計測する容積検収（従来例２）とがある。前記重量検収は、図７に示すように、通常、船首，船尾，中央の左右３箇所の平均喫水から排水量を求め、積載土砂の比重を計測して容積を算出する方法である。この計測方法は、国際的にも、国内の計量法にも認定されており、主に、鉄鉱石，石炭などのバラ積み船で使用されている。
【０００３】
一方、前記容積検収としては、図８に示すように、測量用のテープ、スタッフを用い、人力で基準高さからの下がり距離を計測し、積載量を算出する人力検収と、図９に示すように、計測計器を用いて積載量の計測を行う機械式検収がある。人力検収は最も実績が多くある方法である。機械式検収は、非接触の計測機器（ステレオマッチング式デジタルカメラ計測器（図９（Ａ））、光波計測器（図９（Ｂ））、レーザ測定器、ならびに、超音波計測器（図９（Ｃ））等）を用い（特許文献１参照）、計測対象船を上空より計測を行うものである。
【特許文献１】特開２００１−１４１５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の土砂運搬船の積載土量計測方法では、例えば、従来例１では、比重によって容積を算出するので、計測原理上、土砂の密度のバラツキの影響を受ける、且つ、土砂運搬船の動揺による誤差が生じるおそれがある。従来例２の人力検収では、実際に運搬土砂へ立ち入り計測を行うため、天候や土砂の状態によって安全性が低くなる。また、計測時間が他の計測方法と比較して多く必要である。
【０００５】
更に、従来例２の機械式検収では、他の検収に比べて安全性が向上し計測時間の短縮が見込めるが、現状の装置は土砂運搬船を上から計測するための計測機器を設置する架台等の、大掛かりな設備が必要である。本発明に係る土砂運搬船の積載土量計測方法は、このような課題を解決するために提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る土砂運搬船の積載土量計測方法の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、土砂運搬船の船倉に積載された積載物の表面を計測処理上での複数の箇所に分割し、
その分割した区画毎に前記積載物の積載表面形状を小型携帯用計測器によって前記土砂運搬船の船倉枠を基準として前記積載表面形状の所定のポイントにおける積載物分割三次元データを計測し、
その積載物分割三次元データをコンピュータに取り込ませ、
当該コンピュータに組み込んである容積算出プログラムにより、前記複数箇所の積載物分割三次元データを、前記船倉枠の１点を座標原点に設定して統一した座標軸上の三次元データに各々変換し、且つ、それらを前記分割した区画に対応して連続するように結合し、
その結果得られた前記積載物の表面形状の座標データと船倉枠の形状の座標データとを三次元的に重ね合わせて、前記積載物の表面形状と前記船倉枠の下側形状とに囲まれた部分の体積を前記容積算出プログラムにより求めることである。
また、前記コンピュータは、携帯型であって、マウスまたはタッチパネルにて計測操作が行えて、計測データの保存・処理が可能であることを含むものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の土砂運搬船の積載土量計測方法によれば、計測機器を用いるので計測値の誤差が少ない、また、非接触式の計測機器を用いるので船倉内への立ち入りが不要であって作業員の安全性が向上する。更に、計測時間なども従来の人力検収に比べて短縮される。前記計測機器等は、小型携帯式の機器なので、従来の機械式検収に必要であった大掛かりな架台が不要となり、コスト低減となる。また、遠隔での操作やデータ処理が不要となって、通信システム等を省くことができて低コストで実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る土砂運搬船の積載土量計測方法は、図１乃至図２に示すように、土砂運搬船１の積載物である土砂２の表面２ａを、計測上で複数の箇所に分割し、計測１，計測２，…  計測６とする。これは、計測上での都合であり、前記土砂運搬船１の積載物２を平面視した状態で、一例として６箇所に分割したものである。
【０００９】
そして、前記分割した区画（計測１等）毎に、その土砂２の積載形状を小型携帯用計測器で、船上から計測する。この場合の小型携帯用計測器３は、例えば、ステレオマッチング式デジタルカメラ計測器、光波式計測器などの、三次元画像データ処理が可能な計測装置である。
【００１０】
図３又は図４と図５とに示すように、前記小型携帯用計測器３で、土砂運搬船１の船倉枠５を基準として積載物２の表面形状における、所定のポイントにおいて積載物分割三次元データを得る。例えば、図５の画像ａに示すように、表面形状の変化している部分は、データとして測定すべき箇所であるので、前記ポイントはなるべく多くする。前記積載物２によって、船倉の底部分は視認できないことが多いので、積載物２が船倉枠５の内部に全部収まっている場合には、当該船倉枠５の上面の位置を基準として下方向への距離を測定し、積載物２が船倉枠５にいっぱいとなり更に上に堆積されている場合には、当該船倉枠５の上面から上方向への距離を測定するものである。
【００１１】
前記積載物分割三次元データを前記区画毎に測定した後、例えば、携帯型コンピュータ（以下、ＰＣと略す）等のコンピュータ４に前記積載物分割三次元データを取り込ませ（インプットさせ）る。
【００１２】
当該コンピュータ４に組み込んだ容積算出プログラム（図示せず）により、前記積載物分割三次元データを、船倉枠５のある１点を座標原点に設定して統一した座標軸上の三次元データに変換し、且つ、それらを前記分割した区画（計測１，計測２，…  計測６）に対応して連続するように結合する。
【００１３】
その結果得られた積載物の表面形状の座標データと船倉枠の形状の座標データとを三次元的に重ね合わせて、図５に示す画像ｃのようにする。かかる画像ｃにおいて、前記積載物２の表面形状２ａと、前記船倉枠５の下側形状とに囲まれた部分の体積６を、前記容積算出プログラムにより求める。図６に示すように、ステレオマッチング式デジタルカメラ計測器と、光波式計測器と、人力による検収とにより実際の土運船を用いて実証実験を行い、それぞれの方式による積載物２の表面形状の断面形状を比較したところ、良好な結果を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る土砂運搬船の積載土量計測方法を説明する、平面視した説明図である。
【図２】同本発明の土砂運搬船の積載土量計測方法を説明する、側面から見た説明図である。
【図３】デジタルカメラ等の計測器による測定データをＰＣに取り込む様子を示す説明図である。
【図４】同レーザスキャナ等の計測器による測定データをＰＣに取り込む様子を示す説明図である。
【図５】画像処理の方法を説明する説明図
【図６】本発明に係る測定方法と、他の従来例に係る測定方法との比較を示す図である。
【図７】従来例に係る重量検収の方法を示す説明図である。
【図８】同従来例に係る人力検収の方法を示す説明図である。
【図９】同従来例に係る機械式検収の方法を示す説明図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）である。
【符号の説明】
【００１５】
１          土砂運搬船、
２          積載物、
３          計測装置、
４          コンピュータ、
５          船倉枠、
６          積載物の体積。
【図１】
2007285704.tif 000003
【図２】
2007285704.tif 000004
【図３】
2007285704.tif 000005
【図４】
2007285704.tif 000006
【図５】
2007285704.tif 000007
【図６】
2007285704.tif 000008
【図７】
2007285704.tif 000009
【図８】
2007285704.tif 000010
【図９】
2007285704.tif 000011