(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視領域面における第１の状態をステレオ撮影したデジタル画像及び当該第１の状態から所定時間経過後の上記監視領域面における第２の状態をステレオ撮影したデジタル画像を取り込み、上記第１の状態を示すデジタル画像から上記監視領域面の第１の状態の３次元座標データを、上記第２の状態を示すデジタル画像から上記監視領域面の第２の状態の３次元座標データを算出するとともに、上記監視領域面を細分化して管理し、この細分化した各部分毎に、上記第１の状態の３次元座標データに対する第２の状態の３次元座標データの変動量を算出して出力する監視領域面の変動量出力装置であって、上記監視領域面としてのり面において、崩壊兆候を示すのり面から任意の２点を定義し、それらの指示点２点を結ぶ直線状の初期状態と所定時間経過後との監視領域面の変動量を断面図として示し、のり面を監視することにより、崩壊兆候を示すのり面の挙動を監視するための判断材料として用いることを特徴とする監視領域面の変動量出力装置。
【請求項２】
監視領域面における第１の状態をステレオ撮影したデジタル画像及び当該第１の状態から所定時間経過後の上記監視領域面における第２の状態をステレオ撮影したデジタル画像を取り込み、上記第１の状態と第２の状態を示すデジタル画像から算出した上記監視領域面の第１の状態と第２の状態の３次元座標データに基づいて、上記第１の状態と第２の状態を示す各々のデジタル画像を監視領域面の正射投影画像データに変換してこの各々の正射投影画像データと上記３次元座標データを面的単位に管理し、この３次元座標データの細分化した各部分毎に、上記監視領域面の第１の状態と第２の状態との変動量を算出して出力する監視領域面の変動量出力装置であって、上記監視領域面としてのり面において、崩壊兆候を示すのり面から任意の２点を定義し、それらの指示点２点を結ぶ直線状の初期状態と所定時間経過後との監視領域面の変動量を断面図として示し、のり面を監視することにより、崩壊兆候を示すのり面の挙動を監視するための判断材料として用いることを特徴とする監視領域面の変動量出力装置。
【請求項３】
上記監視領域面を碁盤目状に細かく細分化して管理し、この碁盤目を構成する縦横の線から構成する３次元的メッシュ面を作成し、正射投影画像に変換した対象斜面画像をテクスチャーマッピング処理することを特徴とする請求項２に記載の監視領域面の変動量出力装置。
【請求項４】
上記変動量と上記監視領域面の位置の関係を示した図上に、変動量の違いを区別する等高線あるいは等高線間の領域を色別して出力することを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の監視領域面の変動量出力装置。  
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、のり面などの監視領域面の変動量出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、のり面崩壊を防止するために、監視対象としてののり面における監視領域面の変動を把握する方法としては、例えば、図５に示すようなのり面１０において崩れそうな可能性があり監視する必要がありそうな箇所を目視や踏査により見つけて、図６に示すように、のり面１０の監視領域面１０Ａにおいて上述の箇所に杭１１を設置してこの杭１１にワイヤ１２を取付け、このワイヤ１２の伸縮を計測器１３で計測して、監視領域面１０Ａにおける各局所的な位置の変動を把握することでのり面の崩壊兆候を評価するようにしていた。つまり、図６に示すように、黒丸の位置に設けられた杭１１が×印の位置に移動することによるワイヤ１２の伸縮を計測器１３で計測して、監視領域面１０Ａにおける各局所的な位置毎の変動を把握するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来方法では、監視領域面１０Ａ中の局所局所の個々の点の変動しかわからず、監視領域面全体の変動を把握できない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る監視領域面の変動量出力装置は、監視領域面における第１の状態をステレオ撮影したデジタル画像及び当該第１の状態から所定時間経過後の上記監視領域面における第２の状態をステレオ撮影したデジタル画像を取り込み、上記第１の状態を示すデジタル画像から上記監視領域面の第１の状態の３次元座標データを、上記第２の状態を示すデジタル画像から上記監視領域面の第２の状態の３次元座標データを算出するとともに、上記監視領域面を細分化して管理し、この細分化した各部分毎に、上記第１の状態の３次元座標データに対する第２の状態の３次元座標データの変動量を算出して出力する監視領域面の変動量出力装置であって、上記監視領域面としてのり面において、崩壊兆候を示すのり面から任意の２点を定義し、それらの指示点２点を結ぶ直線状の初期状態と所定時間経過後との監視領域面の変動量を断面図として示し、のり面を監視することにより、崩壊兆候を示すのり面の挙動を監視するための判断材料として用いるものとした。
また、上記第１の状態と第２の状態を示すデジタル画像から算出した上記監視領域面の第１の状態と第２の状態の３次元座標データに基づいて、上記第１の状態と第２の状態を示す各々のデジタル画像を監視領域面の正射投影画像データに変換してこの各々の正射投影画像データと上記３次元座標データを面的単位に管理し、この３次元座標データの細分化した各部分毎に、上記監視領域面の第１の状態と第２の状態との変動量を算出して出力する監視領域面の変動量出力装置であって、上記監視領域面としてのり面において、崩壊兆候を示すのり面から任意の２点を定義し、それらの指示点２点を結ぶ直線状の初期状態と所定時間経過後との監視領域面の変動量を断面図として示し、のり面を監視することにより、崩壊兆候を示すのり面の挙動を監視するための判断材料として用いるようにした。
また、上記監視領域面を碁盤目状に細かく細分化して管理し、この碁盤目を構成する縦横の線から構成する３次元的メッシュ面を作成し、正射投影画像に変換した対象斜面画像をテクスチャーマッピング処理するようにした。
また、上記変動量と上記監視領域面の位置の関係を示した図上に、変動量の違いを区別する等高線あるいは等高線間の領域を色別して出力するようにした。  
【０００５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
まず、本実施の形態１の概要を説明する。
本実施の形態１による変動量出力装置は、図１に示すように、制御手段としてのパソコン２（パーソナルコンピュータ）により構成され、デジタルカメラ１を用いて監視対象としてののり面１０における監視領域面の第１の状態をステレオ撮影したデジタル画像をパソコン２に入力し、このデジタル画像から監視領域面の第１の状態の３次元座標データを算出する。同様に、上記第１の状態から所定時間経過後の監視領域面の第２の状態の３次元座標データを算出する。そして、図２に示すように、上記パソコン２で上記監視領域面１０Ａを碁盤目状に細分化して管理し、この碁盤目１０ａを構成する縦横の線１０ｘ，１０ｙの各交点１０ｃ毎に、上記第１の状態の３次元座標データに対する第２の状態の３次元座標データの変動量を算出して出力するものである。この変動量を見ることで、監視領域面１０Ａ全体の変動を把握できるようになり、のり面の崩壊兆候を正確に監視できる。
上記パソコン２には、上記３次元座標データを算出するためのソフトウエア及び上記変動量を出力するためのソフトウエアが組み込まれている。
【０００６】
本実施の形態１による装置では、デジタルカメラ１を使用し、周知の立体写真測量の技術により上記監視領域面１０Ａの３次元座標データを算出する。立体写真測量とは２枚以上の写真から被写体の３次元座標データを求めるものであり、人が２つの目で３次元空間を認識するのと同じ原理を利用するものである。
パソコン２は、２箇所で撮影されて送られてくる上記監視領域面１０Ａの２つのデジタル画像を同一画像となるよう解析処理することによって上記監視領域面１０Ａの３次元座標データを算出する。この３次元座標データは、例えば偏位修正座標系を用いた解析ソフトウエアにより算出する。このように求められる上記第１の状態の３次元座標データを基準として、上述のように第１の状態から上記第２の状態までの変動量を求める。
【０００７】
具体的には、第１の状態における監視領域面１０Ａ中のある地点の３次元座標データが（ｘ０，ｙ０，ｚ０）、第２の状態における監視領域面１０Ａ中のある地点の３次元座標データが（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とすると、このある地点の変動量（ｘ２，ｙ２，ｚ２）は、（ｘ１，ｙ１，ｚ１）−（ｘ０，ｙ０，ｚ０）より求まる。
従って、複数のある地点である上記各交点１０ｃ毎の変動量が求まる。
【０００８】
各交点１０ｃ毎の変動量を碁盤目状の監視領域面１０Ａの線図で表わすと、図３に示すように、変動量が監視領域面１０Ａの連続面上に表わされる。つまり、碁盤目１０ａを構成する縦横の線１０ｘ，１０ｙが等高線のような役割を示して監視領域面１０Ａにおける陥没，隆起が把握できるように変動を３次元的に反映させた格子図２０が表示される。この場合、図３に示すように、ＸＹＺ目盛りも表示するようにすれば、特に、Ｚ目盛りを見て、監視領域面１０Ａにおける陥没，隆起の変動量も目視確認できる。
【０００９】
更に、デジタル画像上には、変動量と位置の関係が示される。つまり、変動量の違いを区別する等高線がデジタル画像上に表わされた等高線図３０が表示される。尚、図３では、一点鎖線の等高線は変動がない所を示し、実線の等高線は隆起変動があった所を示し、点線の等高線は陥没変動があった所を示している。上記各等高線は、線の種類又は色で区別して表示すれば視覚的に見やすくなり、監視領域面１０Ａの変動を把握しやすくなる。また、等高線間の領域を色別して表示するようにしても同様に監視領域面１０Ａの変動を把握しやすくなる。
【００１０】
従って、図３のような変動図が出力されるので、監視領域面１０Ａ全体の変動挙動を視覚により正確に把握できる。
【００１１】
尚、図３は、全層崩壊の兆候を示す場合を例にしたコンター図である。即ち、図３のようなコンター図が表示された場合は、図４（ｂ）の点線で示されているようなのり面が実線で示す状態に変動していて、こののり面は全層崩壊する兆候があると評価することができる。
【００１２】
また、図４（ａ）の実線の状態は表層崩壊、図４（ｃ）の実線は基礎地盤崩壊の兆候を示している。従って、上記コンター図を見ることで、同様に、のり面の表層崩壊や基礎地盤崩壊などの兆候があるかどうかを評価することができる。
尚、図４の一点鎖線は、想定されるすべり線を示している。
【００１３】
尚、変動量を絶対値として算出するためには何らかの固定条件が必要となるが、本実施の形態１によるシステムでは、撮影条件に応じて次のように対処する。
（１）撮影箇所にデジタルカメラ１を固定できる不動点がある場合は、この不動点２個所に三脚などの撮影台を介してデジタルカメラ１を固定し、ステレオ撮影を行う。この場合、撮影位置の固定条件からのり面の変動を求めることができるので、事前の測量は不要である。ただし、固定点の座標は１回は測定しておく必要がある。
（２）（１）のような不動点がなく、撮影範囲内に不動点を設けることが出来る場合は、事前の測量により撮影範囲内に設けた不動点（例えば４点）に標点を設置し、これが入るように２個所からステレオ撮影を行う。そして、この標点を基準としてのり面の変動を求める。
（３）（１）及び（２）のような不動点を設けることができない場合は、事前の測量により仮の不動点用標点を設置し、これが入るように２個所からステレオ撮影を行う。そして、測量等により定期的にこの標点の動きを確認しつつ、これをを基準としてのり面の変動を求める。
尚、（２），（３）の場合は、デジタルカメラ１を固定する必要はない。
【００１４】
また、撮影した画像データは日付データとともにパソコン２に記憶される。図１の「条件の入力」とは、第１の状態とするデータと第２の状態とするデータを指示したり、コンター図の出力形態を指示したり、監視領域面１０Ａの細分化の間隔指示等である。また、「挙動」とは結果出力のことである。
【００１５】
実施の形態１によれば、のり面の監視領域面１０Ａ全体の変動を正確に把握することができ、のり面の崩壊評価を正確に行うことができるようになる。
また、写真撮影だけでよいため、従来のように計測器などの設置工事が不要となって手間を大幅に削減できるし、また、従来のように計測器などの設置やメンテナンスのため、危険なのり面を監視する場合に、危険な場所に立ち入る必要がなくなるので、安全に監視業務が行える。
また、監視範囲を広くしたい場合は、従来は監視範囲の広さに比例して計測器などのコストが増加するが、実施の形態１によれば、撮影枚数が増えるだけなので、コストがかからない。
また、従来は、当初設定した監視範囲を変更するのは容易ではないが、実施の形態１によれば、写真撮影なので監視範囲の設定や変更は容易に行えるため、自由度の高い監視業務が可能となる。
【００１６】
尚、実施の形態１では、変動量をコンター図で出力表示するようにしたが、上記変動量を数値で出力するようにしてもよい。
また、実施の形態１では、監視領域面１０Ａを碁盤目状に細分化して管理し、交点の変動を求めたが、例えば、各碁盤目内の代表変動を求めるようにしてもよい。
また、監視領域面１０Ａの細分化は、領域面を縦方向にのみ細分化したり、横方向にのみ細分化するようにしてもよい。
また、図３に示すような格子図２０のみを出力表示してもよい。
【００１７】
尚、上記第１の状態と第２の状態を示す各々のデジタル画像を監視領域面１０Ａの正射投影画像データに変換してこの各々の正射投影画像データと上記３次元座標データを面的単位に管理し、この３次元座標データの細分化した各部分毎に、監視領域面１０Ａの第１の状態と第２の状態との変動量を算出して出力するようにしてもよい。これによれば、監視領域面１０Ａのデジタル画像から細分化して管理される領域に対して、撮影デジタル画像を適応させた正射投影画像データは、監視領域面１０Ａを管理する上で必要な３次元位置情報だけでなく、監視領域面１０Ａの表層情報を視覚的に捉えることができ、また、崩壊兆候を示すのり面１０の挙動を監視するための判断材料としての写真地形図として用いることもできるようになる。
【００１８】
また、監視領域面１０Ａを碁盤目状に細かく細分化して管理し、この碁盤目１０ａを構成する縦横の線１０Ｘ，１０ｙから構成する３次元的メッシュ面を作成し、正射投影画像に変換した対象斜面画像をテクスチャーマッピング処理（即ち、３次元面に画像を貼り付ける）するようにすれば、正射投影画像データを監視領域面１０Ａの３次元データに割り当てるテクスチャーマッピング処理により、監視領域面１０Ａの立体画像を作成することができ、変化する状況をよりリアルに視覚的に監視できるようになる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明に係る監視領域面の変動量出力装置によれば、監視領域面の第１及び第２の状態を示すステレオデジタル画像を取り込み、第１，２の状態の３次元座標データを算出するとともに、監視領域面を細分化して管理し、この細分化した各部分毎に、第１の状態の３次元座標データに対する第２の状態の３次元座標データの変動量を算出して出力する監視領域面の変動量出力装置であって、上記監視領域面としてのり面において、崩壊兆候を示すのり面から任意の２点を定義し、それらの指示点２点を結ぶ直線状の初期状態と所定時間経過後との監視領域面の変動量を断面図として示し、のり面を監視することにより、崩壊兆候を示すのり面の挙動を監視するための判断材料として用いるので、監視領域面全体の変動を把握でき、崩壊兆候を示すのり面の挙動監視を行うことができるようになる。
また、第１の状態と第２の状態を示す各々のデジタル画像を監視領域面の正射投影画像データに変換してこの各々の正射投影画像データと３次元座標データを面的単位に管理し、この３次元座標データの細分化した各部分毎に、監視領域面の第１の状態と第２の状態との変動量を算出して出力する監視領域面の変動量出力装置であって、上記監視領域面としてのり面において、崩壊兆候を示すのり面から任意の２点を定義し、それらの指示点２点を結ぶ直線状の初期状態と所定時間経過後との監視領域面の変動量を断面図として示し、のり面を監視することにより、崩壊兆候を示すのり面の挙動を監視するための判断材料として用いるので、撮影デジタル画像を適応させた正射投影画像データにより監視領域面の表層情報を視覚的に捉えることができるようになり、また、正射投影画像データを、崩壊兆候を示すのり面の挙動を監視するための判断材料としての写真地形図として用いることもできるようになる。
また、監視領域面を碁盤目状に細かく細分化して管理し、この碁盤目を構成する縦横の線から構成する３次元的メッシュ面を作成し、正射投影画像に変換した対象斜面画像をテクスチャーマッピング処理するようにしたので、監視領域面の立体画像を作成することができ、変化する状況をよりリアルに視覚的に監視できるようになる。
また、変動量を図で出力表示できるので、変動量を視覚により把握することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１による装置の概略構成図である。
【図２】  実施の形態１による装置で管理する監視領域面のイメージ図である。
【図３】  実施の形態１による装置により出力されるコンター図の一例を示す図である。
【図４】  のり面の崩壊評価を説明するための図である。
【図５】  のり面を示す図である。
【図６】  従来の監視領域面の変動量の求め方の説明図である。
【符号の説明】
１  デジタルカメラ、２  パソコン、１０Ａ  監視領域面。
【図１】
0004387020.tif 000002
【図２】
0004387020.tif 000003
【図３】
0004387020.tif 000004
【図４】
0004387020.tif 000005
【図５】
0004387020.tif 000006
【図６】
0004387020.tif 000007