(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上高測定棒または電柱上の足場ボルトとともに撮影した電柱写真から電柱装柱物地上高、線条外径、および電柱装柱物水平投影断面積の一つ以上を含む装柱情報を算出する計測方法であって、
電柱、線条および該電柱写真の撮影手段で構成される３次元空間を一つの数学モデルとして記述する手順とともに、
該電柱写真画像における該地上高測定棒上の節部または該電柱上の足場ボルト位置を含む地上高既知点を画像処理技術により自動抽出して画像上の２次元位置情報を得る手順と、
該画像上の２次元位置情報を該数学モデルに当てはめて３次元空間上の位置情報を求める手順と、
該３次元空間上の位置情報をもとに該電柱写真画像から該装柱情報を算出する手順とを、有する
ことを特徴とする画像処理技術を用いた電柱計測方法。
【請求項２】
請求項１記載の画像処理技術を用いた電柱計測方法において、
３次元空間上の位置情報をもとに電柱写真画像から装柱情報を算出する手順では、
測定部付近での線条形状を含む画像領域を微分し、形状輪郭線を２本の直線として抽出するとともに、線条外径を両直線間の距離として算出する
ことを特徴とする画像処理技術を用いた電柱計測方法。
【請求項３】
請求項１記載の画像処理技術を用いた電柱計測方法において、
電柱写真は、電柱の全体または大部分を含みかつ少なくとも２つの地上高既知点を持つ基本写真、および電柱の一部分をズームアップしかつ基本写真と重なり部分を持つ付帯写真の２つの写真からなり、
３次元空間上の位置情報をもとに電柱写真画像から装柱情報を算出する手順では、
該重なり部分において、基本写真上の２点を付帯写真上の同一の２点に対応させることにより、装柱情報が未知の付帯写真に関し、任意の点の該装柱情報を算出する
ことを特徴とする画像処理技術を用いた電柱計測方法。
【請求項４】
請求項１記載の画像処理技術を用いた電柱計測方法において、
３次元空間上の位置情報をもとに電柱写真画像から装柱情報を算出する手順では、
該電柱写真が電柱の近くから急角度に見上げて当該電柱を撮影したものである場合、電柱平面の鉛直面からの傾き及びケーブル外径の太さの一方または両方を考慮して、算出する装性情報を補正する
ことを特徴とする画像処理技術を用いた電柱計測方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載の画像処理技術を用いた電柱計測方法における手順を、コンピュータに実行させるためのプログラムとした
ことを特徴とする画像処理技術を用いた電柱計測プログラム。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項記載の画像処理技術を用いた電柱計測方法における手順を、コンピュータに実行させるためのプログラムとし、
該プログラムを、該コンピュータが読み取りできる記録媒体に記録した
ことを特徴とする画像処理技術を用いた電柱計測プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、線条や電力機器等の装柱物が設置される電柱の設計において用いられる装柱物の地上高や線条の外径、電力機器等の水平投影断面積の測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の測定方法としては、電柱の装柱物の地上高を測定する場合では、目視による測定あるいは各装柱物まで地上からの距離を測定できる棒を伸ばして測定するものが知られている。また、線条の外径や電力機器等の水平投影断面積を測定する場合では、地上からの目視による計測結果と装柱物の仕様表とを照らし合わせ最も値の近い物を選択して特定するというものが知られている。
【０００３】
このような電柱装柱物の測定方法によれば、電柱の装柱物の地上高と大きさを判別することができ電柱の適切な強度設計をすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の測定方法では、目視による装柱物の地上高や線条の外径、電力機器等の水平投影断面積の測定誤差が大きい場合、以下のような不都合がある。
【０００５】
即ち、目視による測定が困難でありその誤差が大きい場合、装柱物の使用表と照らし合わせた際に、誤った装柱物を選択してしまう場合がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、装柱物の地上高や線条の外径、電力機器等の水平投影断面積を目視による計測によらず、装柱物の写真を撮影し画像処理技術を用いて装柱物を測定する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達するため、本発明は、地上高測定棒または電柱上の足場ボルトとともに撮影した電柱写真から電柱装柱物地上高、線条外径、および電柱装柱物水平投影断面積の一つ以上を含む装柱情報を算出する計測方法であって、電柱、線条および該電柱写真の撮影手段で構成される３次元空間を一つの数学モデルとして記述する手順とともに、該電柱写真画像における該地上高測定棒上の節部または該電柱上の足場ボルト位置を含む地上高既知点を画像処理技術により自動抽出して画像上の２次元位置情報を得る手順と、該画像上の２次元位置情報を該数学モデルに当てはめて該３次元空間上の位置情報を求める手順と、該３次元空間上の位置情報をもとに該電柱写真画像から該装柱情報を算出する手順とを、有することを特徴とする画像処理技術を用いた電柱計測方法を手段とする。
【０００８】
あるいは、前記の画像処理技術を用いた電柱計測方法において、３次元空間上の位置情報をもとに電柱写真画像から装柱情報を算出する手順では、測定部付近での線条形状を含む画像領域を微分し、形状輪郭線を２本の直線として抽出するとともに、線条外径を両直線間の距離として算出することを特徴とする画像処理技術を用いた電柱計測方法を手段とする。
【０００９】
あるいは、前記の画像処理技術を用いた電柱計測方法において、電柱写真は、電柱の全体または大部分を含みかつ少なくとも２つの地上高既知点を持つ基本写真、および電柱の一部分をズームアップしかつ基本写真と重なり部分を持つ付帯写真の２つの写真からなり、３次元空間上の位置情報をもとに電柱写真画像から装柱情報を算出する手順では、該重なり部分において、基本写真上の２点を付帯写真上の同一の２点に対応させることにより、装柱情報が未知の付帯写真に関し、任意の点の該装柱情報を算出することを特徴とする画像処理技術を用いた電柱計測方法を手段とする。
【００１０】
あるいは、前記の画像処理技術を用いた電柱計測方法において、３次元空間上の位置情報をもとに電柱写真画像から装柱情報を算出する手順では、該電柱写真が電柱の近くから急角度に見上げて当該電柱を撮影したものである場合、電柱平面の鉛直面からの傾き及びケーブル外径の太さの一方または両方を考慮して、算出する装性情報を補正することを特徴とする画像処理技術を用いた電柱計測方法を手段とする。
【００１１】
あるいは、以上の画像処理技術を用いた電柱計測方法における手順を、コンピュータに実行させるためのプログラムとしたことを特徴とする画像処理技術を用いた電柱計測プログラムを手段とする。
【００１２】
あるいは、以上の画像処理技術を用いた電柱計測方法における手順を、コンピュータに実行させるためのプログラムとし、該プログラムを、該コンピュータが読み取りできる記録媒体に記録したことを特徴とする画像処理技術を用いた電柱計測プログラムを記録した記録媒体を手段とする。
【００１３】
本発明は、線条の外径や電力機器等の水平投影断面積は地上からの目測と装柱物の仕様表と照らし合わせて特定する従来の測定方法では、目測による装柱物測定が困難であったり人為的な測定誤差が大きくなったりするような場合である時などにおいて、装柱物を含む電柱写真を撮影し、画像処理技術を用いて地上高既知点を自動抽出することで装柱物を計測することにより、現実の大きさと略合致した装柱物の測定を行うことができるようにし、より正確な装柱物の測定方法、ひいては電柱の設計方法を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態に係る電柱装柱物の測定方法が適用される線条、電力機器に係る架空線路の概略構成を示す側面図である。図１において、１は電柱、２は線条（以下、ケーブルと呼ぶ）、３は電力機器、４は地上高である。
【００１６】
この架空線路における電柱１の風圧荷重計算の値は、式（ａ）により算定されることとなる。ただし、式（ａ）において、ｎはケーブルの架設条数、ｍは電力機器等の架設台数、ｄnはｎ条目のケーブル外径、ｈnはｎ条目のケーブル地上高、Ａmはｍ台目の電力機器等の水平当面断面積、ｈmはｍ台目の電力機器等の地上高、Ｓは電柱間のスパン長、Ｋは単位面積あたりの風圧荷重、Ｐpは電柱自体が受ける風圧荷重を表す。
【００１７】
電柱に加わる風圧荷重＝Ｋ×Ｓ×Σ（ｄn・ｈn）＋Ｋ×Σ（Ａm・ｈm）＋Ｐp…（ａ）
いまケーブル外径の真値をｄs、仕様表の外径をｄa，ｄb（ｄa＜ｄb）、目測による外径計測値をｄe、本発明による外径計測値をｄtとする。ｄe，ｄtはｄaより大きく、ｄbより小さい値である。
【００１８】
この架空線路において、ケーブル外径の目測が困難であるときに従来の電柱装柱物の測定方法をそのまま適用した場合、ｄeはケーブル外径の真値ｄsより、仕様表の別の外径ｄbに接近した値となる。すなわち、｜ｄa−ｄe｜＞｜ｄb−ｄe｜となるため、実際のケーブル外径の値はｄbであると判断し、ケーブル外径の真値より過大な外径を採用してしまう（図２（ａ）参照）。
【００１９】
従って、目測にてケーブル外径を決定する従来の電柱の装柱物測定方法では、式（ａ）におけるｄnが過大となり、結果として過大な風圧荷重を見込んでしまうこととなる。また、電柱計測結果のいかんでは、電柱１のサイズが１ランク大きくなったり、小さくなったりすることから、経済上の見地からは電柱計測の結果がより正確な値であることが望ましい。
【００２０】
本発明の実施の形態に係る電柱装柱物の測定方法では、ｄtは従来の装柱物測定方法によるケーブル外径の測定値ｄbより、仕様表の別の外径ｄaに接近した値となる。すなわち、｜ｄa−ｄt｜＜｜ｄb−ｄt｜となるため、実際のケーブル外径の値はｄaであると判断し、ケーブル外径の真値ｄsと合致した外径を採用できる（図２（ｂ）参照）。
【００２１】
従って、本発明の実施の形態に係る電柱装柱物の測定方法によれば、目測による装柱物測定が困難である場合にあっても、装柱物の測定結果が過大な値とならず、装柱物の真値に略合致した値とすることができる。その結果、本発明の実施の形態による電柱装柱物の測定結果を用いて行う電柱の設計では、経済的な設計が担保されることとなる。
【００２２】
図３に本発明の実施の形態に係る電柱装柱物の測定方法の基本となる処理手順の流れを示す。
【００２３】
まず、カメラ等の撮影手段を用いて、地上高測定棒または電柱上の足場ボルトとともに電柱写真を撮影する。この電柱写真をコンピュータ等による画像処理手段に取り込む。
【００２４】
取り込んだ電柱写真画像における地上高測定棒上の節部または電柱上の足場ボルト位置を含む地上高既知点を画像処理技術により自動抽出し、画像上の２次元位置情報を得る。
【００２５】
これともに（前記の手順と本手順のどちらが先でも構わない）、電柱、ケーブルおよび電柱写真の撮影手段で構成される３次元空間を一つの数学モデルとして記述しておく。
【００２６】
前記の手順で得られた２次元位置情報を、同じく前記の手順で記述された数学モデルに当てはめて３次元空間上の位置情報を求める。
【００２７】
こうして算出された３次元空間上の位置情報をもとに電柱写真画像から電柱装柱物地上高やケーブル外径、あるいは電力機器等の電柱装柱物の水平投影断面積等の装柱情報を算出する。
【００２８】
以下に本発明の実施の形態に係る電柱の装柱物の測定方法を実現するための項目について詳細に説明する。
【００２９】
（１）本発明の第１の実施の形態に関わる計測方法の原理
（１．１）用語の定義
図４は本実施の形態に関わる計測ロジックを構成するための計測原理図である。図４に基づいて画像上の点（ｘ，ｙ）から３次元空間上の点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を算出するための計測原理（数学モデル）を説明する。
【００３０】
先ず、計測原理を説明するための用語を以下に示す。
【００３１】
［１］地面・地上高：地面は地球に対し水平である特定の平面である。地上高は地面からの高さであり、単位はメートルで実数値をとる。
【００３２】
［２］３次元空間：カメラや電柱・ケーブルが存在する実空間であり、座標系Ｘ−Ｙ−Ｚで表記する。原点はカメラのレンズ中心である。Ｘ軸はレンズ中心から電柱に向かい地面に平行な直線である。Ｙ軸はＸ軸に直角かつ地面に平行であり、かつ上から見てＸ軸に対し９０度反時計回りに存在する直線である。また、Ｚ軸は地面に垂直であり、上向きを正方向とする。座標系の単位はメートルで実数値をとる。
【００３３】
［３］フィルム平面：電柱設備が実像として写っている平面であり、座標系Ｌｘ−Ｌｙで表記する。原点はカメラ光軸とフィルム平面との交点とし、座標系の単位はメートルで実数値をとる。
【００３４】
［４］画像（２次元空間）：フィルム平面を画像（画素の集まり）として表現したものであり、画像の中心（光軸位置）を原点するｘ−ｙ座標系である。原点はフィルム原点と一致する。ｘ軸は画像の横方向であり、右向きを正方向とする。ｙ軸は画像の縦方向であり、上向きを正方向とする。単位は画素（ピクセル）で実数値をとる。
【００３５】
［５］基本画像：電柱の全体像（または大部分）を含む画像である。
【００３６】
［６］付帯画像：基本画像の一部をズームアップして撮影した画像である。
【００３７】
［７］電柱−ケーブル平面：電柱とケーブルとで指定される３次元空間平面であり、Ｘ−Ｙ平面に垂直である。
【００３８】
［８］注目平面：計測対象設備が存在する平面であり、デフォルトの注目平面は電柱−ケーブル平面である。電柱に取り付けられた突出物により、注目平面は電柱−ケーブル平面に対し前後に平行移動する。
【００３９】
［９］内部パラメータ：特徴点の３次元座標を算出するために用いる計算処理パラメータであり、次の種類がある。
・カメラ仰角θ：地面に対するカメラの設置傾斜角であり、上向きを正の角度とする。単位は度である。
・カメラ距離Ｄ：カメラのレンズ中心から電柱の手前表面までの距離である。単位はメートルで、実数値をとる。
・電柱−ケーブル平面角φ：電柱−ケーブル平面のＸ−Ｚ平面に対する時計周りの角度であり、０〜１８０度の実数値をとる。
・原点地上高Ｚb：３次元空間の原点（カメラレンズの中心）の地上高（メートル）である。
・レンズ比率ｍ：カメラの焦点距離をｄ（メートル）、画像（フィルム）上での１画素あたりの長さをα（メートル）とした場合の両者の比
ｍ＝ｄ／α
である。
【００４０】
（１．２）基本ベクトルの設定
次に、計測原理を導出するに当たり、計算式を展開するための出発点となる基本ベクトルを設定する。図４上の各ベクトルは以下のように表現される。ただし、座標系の原点は、同図に示すように、レンズ中心である。また、一般的に、カメラ仰角θは±９０°ではなく、電柱−ケーブル平面角φも０°または１８０°ではないものとする。
【００４１】
［１］フィルム平面の法線ベクトルｎ
【００４２】
【数１】
0003813108.tif 000002
【００４３】
［２］電柱−ケーブル平面の法線ベクトルＮ
【００４４】
【数２】
0003813108.tif 000003
【００４５】
［３］点Ａのベクトル表現Ａ
【００４６】
【数３】
0003813108.tif 000004
【００４７】
［４］フィルム原点ｄ
【００４８】
【数４】
0003813108.tif 000005
【００４９】
［５］点Ａのフイルム上での像ａ
【００５０】
【数５】
0003813108.tif 000006
【００５１】
［６］基準点Ｐb
【００５２】
【数６】
0003813108.tif 000007
【００５３】
［７］フイルム平面軸の単位方向ベクトルｌｘ，ｌｙ
【００５４】
【数７】
0003813108.tif 000008
【００５５】
（１．３）条件式の設定
さらに、上記ベクトル表現の間には以下のような条件式が成立する。
【００５６】
［１］点Ａは電柱−ケーブル平面上に存在する。
【００５７】
（Ａ−Ｐb）・Ｎ＝０  …（８）
（‘・’はベクトルの内積、以下同様）
［２］点ａはフィルム平面上に存在する。
【００５８】
（ａ−ｄ）・ｎ＝０  …（９）
（１．４）フイルム平面から３次元空間への変換式
以上の準備の元に、フイルム上の点（Ｌｘ，Ｌｙ）から３次元空間上の点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を求める計算式を展開すると、以下の結果が得られる。
【００５９】
【数８】
0003813108.tif 000009
【００６０】
ここで、電柱上での算出式（座標ＬｙとＺとの関係）を求める。式（１０）において、フィルム上での点を電柱上での点、すなわちＬｘ＝０となる点のみに着目すると、同式は次のようになる。
【００６１】
【数９】
0003813108.tif 000010
【００６２】
（１．５）画像平面から３次元空間への変換式
フィルム座標系Ｌｘ−Ｌｙ（単位はメートル）を画像座標系ｘ−ｙ（単位は画素アドレスで実数値）で置き換えるものとする。すなわち
【００６３】
【数１０】
0003813108.tif 000011
【００６４】
とし、ｍ：ｄ／αとすると、電柱上での変換式（１１）は次のようになる。
【００６５】
【数１１】
0003813108.tif 000012
【００６６】
この式で、値ｍを「レンズ比率」と呼ぶものとする。ｍは未知数である。
【００６７】
（１．６）原点地上高の導入
上記までの式の展開においては、３次元空間上での座標値Ｚの値は全てＸ−Ｙ−Ｚ座標系の原点、すなわちカメラレンズ中心に対する上下方向の高さ（メートル）で考えてきた。
【００６８】
ここで、Ｚの値を地表（地上高０メートル）からの高さで与えることとする。このために原点地上高（レンズ中心の地表からの高さ）Ｚb（単位はメートル）を導入する。これにより（１２）式のＺの計算式は以下のようになる。
【００６９】
【数１２】
0003813108.tif 000013
【００７０】
同様に（１０）式は以下のようになる。
【００７１】
【数１３】
0003813108.tif 000014
【００７２】
（１．７）未知数の自動計算
画像上の電柱上での座標ｙから実際の地上高Ｚを求める計算式（１３）において、分子と分母をcosθ（≠０）で割ると、次式が得られる。
【００７３】
【数１４】
0003813108.tif 000015
【００７４】
この式で計算パラメータは以下の４つであり、これらの値を決定しない限り、ｙからＺを求めることはできない。
【００７５】
Ｄ：カメラ距離
ｍ：レンズ比率
θ：カメラ仰角（式（１５）ではtanθ）
Ｚb：原点地上高
このうち、レンズ比率ｍは事実上実測不可能で、他のパラメータは実測可能である。先ず、カメラ距離Ｄについてはカメラ撮影現場での実測値を用いるものとする。残り２つのパラメータの原点地上高Ｚbおよびカメラ仰角θについては、片方を既知とすれば、もう一方は式（１５）の連立方程式を立てることにより算出できる。
【００７６】
ここで原点地上高Ｚbを固定値（例えば１．５または１．７メートルなど）とするか、あるいは実測値を用いることとすれば、（１５）式における未知数はｍとθとなる。そこで、この２つの未知数を求めるため、地上高既知の２組の点対（ｙ1，Ｚ1）および（ｙ2，Ｚ2）に対する２つの式
【００７７】
【数１５】
0003813108.tif 000016
【００７８】
を連立方程式とみなして、これをｍとtanθについて解く。
【００７９】
tanθの算出式は以下のようになる。
【００８０】
Ｐtan2θ＋Ｑtanθ＋Ｒ＝０  …（１７）
ただし、
Ｐ＝Ｄ（Ｈ1ｙ1−Ｈ2ｙ2）
Ｑ＝（ｙ1−ｙ2）（Ｄ2−Ｈ1Ｈ2）
Ｒ＝Ｄ（Ｈ1ｙ2−Ｈ2ｙ1）
ここで、
Ｈ1＝Ｚ1−Ｚb
Ｈ2＝Ｚ2−Ｚb
この２次方程式を解いてtanθ（すなわちθ）が算出される。ただし、θは解が２つ存在するので、標準角度（例えば２０°）に近い方を取るものとする（解のもう一方の値はこの値からはかけ離れた値となる）。
【００８１】
また、レンズ比率ｍは、例えば式（１６）の第１式から次のように算出される。
【００８２】
【数１６】
0003813108.tif 000017
【００８３】
逆に、カメラ仰角θを既知とした場合、原点地上高Ｚbの算出式は以下のようになる。
【００８４】
ＰＺb2＋ＱＺb＋Ｒ＝０  …（１９）
ただし、
Ｐ＝（ｙ1−ｙ2）tanθ
Ｑ＝（ｙ1−ｙ2）｛Ｄ（tan2θ−１）−（Ｚ1＋Ｚ2）tanθ｝
Ｒ＝（ｙ1−ｙ2）tanθ（Ｚ1Ｚ2−Ｄ2）＋Ｄ｛ｙ1Ｚ2−ｙ2Ｚ1−tan2θ（ｙ1Ｚ1−ｙ2Ｚ2）｝
この２次方程式を解いてＺbが算出される。ただし、Ｚbは解が２つ存在するので、標準−原点地上高（例えば１．７メートル）に近い方を取るものとする（解のもう一方の値はこの値からはかけ離れた値となる）。また、レンズ比率ｍは同様に（１９）式から同様に算出される。
【００８５】
なお、原点地上高Ｚbおよびカメラ仰角θのどちらを既知とし、どちらを未知としてもよい。両者とも未知として、地上高既知の３点を用いて３元連立方程式を立てることも考えられるが、この場合は連立方程式の解法が極めて困難となり、実用的でない。
（１．８）電柱計測に特化した補正
電柱表面はテーパによって鉛直方向から一定の割合で傾いている物がある。このような電柱を計測する場合、特に電柱の近くから急角度に見上げて当該電柱を撮影すると、電柱表面の地上高Ｚに誤差が生じる。いま電柱表面の傾き角度をαとする時、これを考慮した地上高Ｚは図５より、
【００８６】
【数１７】
0003813108.tif 000018
【００８７】
で求められる。
【００８８】
ケーブルには太さがあり、特に電柱の近くから急角度に見上げて当該電柱を撮影すると、図６に示すように、ケーブルの両端からレンズ中心へ入射した光は平行に入射しないため、（２０）式から算出される地上高差をケーブル外径とすると、実際の値より大きく算出されることとなる。いまケーブル下端からの入射光の水平線に対する入射角度をθ1、ケーブル上端からの入射光の水平線に対する入射角度をθ2、（２０）式から算出されるケーブル下端の地上高をＺ1、（２０）式から算出されるケーブル上端の地上高をＺ2、ケーブルの真の外径をｒとすると、
【００８９】
【数１８】
0003813108.tif 000019
【００９０】
で算出できる。ただし、
【００９１】
【数１９】
0003813108.tif 000020
【００９２】
（１．９）注目平面の移動
電柱にケーブルが張られる場合、電柱に直接ではなく、電柱−ケーブル平面に対して直角手前に（または後方に）突出した支持器具（突出物）を介して張られる場合がある。図７はこれを説明する図である。同図において、点Ｐ（ベクトル表現、以下同様）は電柱−ケーブル平面上の点Ｐ0が電柱−ケーブル平面に対して垂直に手前に突出した図を表している。ここで、Ｐを通りかつ電柱−ケーブル平面に平行な面を考え、これを注目平面と呼ぶものとする。注目平面上での座標計算は以下のようになる。
【００９３】
いま、直線ＯＰと電柱−ケーブル平面との交点をＰ’とし、ＰおよびＰ’の地上高をそれぞれＺpおよびＺp’とした場合（図７）、Ｚp’は式（１３）より算出できる。
【００９４】
また、突出点Ｐの地上高Ｚpは既知であるとする（突出物の根もとである点Ｐ0の地上高として式（１３）より算出できる）。このとき
【００９５】
【数２０】
0003813108.tif 000021
【００９６】
を突出率と呼ぶものとする（図８）。注目平面が電柱−ケーブル平面の場合、α＝１である。
【００９７】
これにより、注目平面上の任意の点Ｐの（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標は、Ｐが電柱−ケーブル平面上に存在するものとして算出した座標（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）を用いて以下のように計算される。
【００９８】
【数２１】
0003813108.tif 000022
【００９９】
（１．１０）電柱−ケーブル平面角φの算出
角度φは実測値として与えることもできるが、精度の向上を図るため、また実測作業の簡素化を図るため、以下のようにして自動計算するものとする。
【０１００】
いま、同一ケーブル上の２点など、地上高が同一の画像上の点をＰ（ｘ1，ｙ1）およびＰ（ｘ2，ｙ2）とし、これを（１５）式に代入して得られるそれぞれの地上高が等しいことから、tanφ（したがってφ）は以下のように計算される。
【０１０１】
【数２２】
0003813108.tif 000023
【０１０２】
（１．１１）電柱上の２点の画像処理による抽出
前記（１．７）で述べたように、カメラ距離Ｄと、カメラ仰角θ（または原点地上高Ｚb）の２つの値を実測し、この２つの値を用いてレンズ比率ｍおよび原点地上高Ｚb（またはカメラ仰角θ）を計算する場合、電柱上の地上高既知の２点を指定する必要がある。
【０１０３】
指定する２点としては、地上高が既知である地上高測定棒の節部または間隔が既知である電柱足場ボルトの間隔を用いる。地上高測定棒の節部および電柱上の足場ボルトは画像処理技術を用いて算出する。
【０１０４】
［１］地上高測定棒の節部の算出
地上高測定棒（ほぼ垂直に立っているものとする）は全体が同一色（黄色など）で、その上に一定間隔で別の色の節部が存在する。節部の算出に当たっては、マニュアル指定された測定棒上の一点（指定点と呼び、節部上にはないとものとする）をもとに、上下方向に指定点と同一色を持つ画素を順次探索し、節部など別の色の領域にぶつかった場合はさらにその上の領域を探索し、同一色領域を算出する。同一色領域と同一色領域との関の別の色の領域を測定棒節部として認識する。
【０１０５】
ここで、ある点Ｐに対し、Ｐの上側（または下側）の画素行に存在する点を探索するには、Ｐに８隣接し、しかも指定点の色に最も近いものを選択する。
【０１０６】
［２］電柱上の足場ボルトの算出
予め、足場ボルトの写ったいくつかの画像から、足場ボルトの付け根部分を中心とする小さな画像領域を切り出して登録しておく。任意画像からの足場ボルトの自動抽出に当たっては、画像上のそれぞれの点において登録画像とのパタンマッチング処理を行ない、マッチング度が高い点を足場ボルトが存在する位置として抽出する。
【０１０７】
（２）本発明の第２の実施の形態に関わる自動抽出ロジックの原理
ケーブル図形の両側輪郭線を直線として抽出し、それに基づいてケーブル外径を算出する手法について述べる。
【０１０８】
図９に示すように、写真画像において、外径を求めるケーブル上で中心線に近い２点Ｐ1およびＰ2を指定する。これによりケーブルを含みかつ上下に広がった長方形領域（同図）を自動的に選択する。この領域画像に対し、以下のような画像処理を施し、ケーブル外径を算出する。
【０１０９】
［１］色成分画像の算出
領域画像をＲ（赤）成分、Ｇ（緑）成分およびＢ（青）成分の３つの色成分に分け、それぞれをもとの領域画像と同サイズの白黒濃淡画像として算出する。
【０１１０】
［２］画像の微分
それぞれの色成分画像を微分する。微分オペレータには、例えばＳｏｂｅｌオペレータを用いる。
【０１１１】
［３］微分画像の統一
３つの微分画像に関し、各画素ごとに最大値を求め、これを最終的な微分画像とする。
【０１１２】
［４］直線当てはめ
微分画像上において、線分Ｌ（Ｐ1，Ｐ2）を長方形領域の範囲内で少しづつ上下に移動させ、かつそれぞれの場所で線分を線分中点の周りに左右に少しづつ回転させる。このそれぞれの線分と微分画像とのマッチング（直線当てはめ）を行なう。
【０１１３】
いま、移動・回転されて線分Ｌが図１０のような状態になっているとする。このときの直線当てはめのマッチング度は、直線の横方向の各画素アドレスにおける画素値の和として求められる。ここで同図において、点Ｐの画素値は、Ｐの上下の画素ＰaおよびＰbからＰまでの距離をａ，ｂ（ａ＋ｂ＝１）として、ＰaおよびＰbの画素値の比例配分
（Ｐの画素値）＝（Ｐaの画素値）×ｂ＋（Ｐbの画素値）×ａ
で求められる。
【０１１４】
［５］マッチング度最大値の位置検出
線分を上記のように移動・回転させながら当てはめのマッチング度を求め、領域の上部および下部で、それぞれマッチング度が最大となる位置Ｌ1およびＬ2を求める。
【０１１５】
［６］ケーブル外径の計算
上記で求まる２つの線分Ｌ1およびＬ2に対して図１１のような台形を求め、台形中心線Ｌcの長さをＬ1とＬ2の距離として算出し、これをケーブル外径とみなす。
【０１１６】
（３）本発明の第３の実施の形態に関わる計測方法の原理
電柱の全体像（または大部分）を写し、かつ写真上での各点の地上高が、例えば前記の手法により、計測可能な画像を基本画像とする。また、該電柱の一部分をズームアップし、かつ基本画像と重なり部分をもたせて撮影した画像を付帯画像とする。
【０１１７】
このとき、基本画像上の重なり部分での２つの点Ｐ1およびＱ1（両者はなるべく離れていた方が精度は高い）を、付帯画像上の同一の点Ｐ2およびＱ2に対応させる。ここで、点Ｐ2およびＱ2の地上高は、それぞれ点Ｐ1およびＱ1の地上高と同一であり、既知である。
【０１１８】
すなわち、前記の手法を用いて、点Ｐ2およびＱ2の位置座標と地上高から、付帯画像に関するレンズ比率ｍおよびカメラ仰角θが計算できる。カメラ距離Ｄおよび原点地上高Ｚbは、基本画像と同じ値を用いる。これにより、付帯画像上での任意の位置の地上高（したがってケーブル外径など）が計測できることとなる。
【０１１９】
なお、図３で示した写真撮影を除いた処理の手順をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータに実行させることができることは言うまでもなく、コンピュータにその処理の手順を実行させるためのプログラムを、そのコンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えば、ＦＤ（フロッピーディスク（登録商標））や、ＭＯ、ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ、ＤＶＤ、リムーバブルディスクなどに記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記のプログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを通して提供することも可能である。
【０１２０】
【発明の効果】
本発明によれば、以上のように構成したため、目視による装柱物測定が困難である場合であっても、装柱物の写真を撮影することで実際の大きさと略合致した装柱物の測定を行うことができるので、人的誤差を含まない、さらに正確な電柱の強度設計が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る装柱物の計測方法が適用される、電柱と線条、電力機器に係る架空線路の概略構成を示す側面図である。
【図２】（ａ）はケーブル外径の真値と、従来の電柱装柱物の計測方法によるケーブル外径の値、ケーブル仕様表の値を比較したグラフ、および（ｂ）はケーブル外径の真値と、本発明の実施の形態に係る装柱物の計測方法によるケーブル外径の値、ケーブル仕様表の値を比較したグラフである。
【図３】本発明の実施の形態による電柱計測方法の処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態に関わる電柱計測原理を説明する図であって、カメラレンズ中心を原点とし、電柱・ケーブルが張る３次元空間に対して数学モデルを構成し、フィルム画像上の点（２次元）を３次元空間上の点に写像する原理を説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に関わる計測方法を説明する図であって、画像において、指定された点の地上高を算出するための原理を示し、電柱表面の鉛直面からの傾きを考慮した、電柱表面上の地上高算出を説明する図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に関わる計測方法を説明する図であって、画像において、２点が指定されたケーブルの外径を自動算出するための原理を示し、ケーブルの太さと撮影角度を考慮したケーブル外径の算出を説明する図である。
【図７】図４の補助となる図であって、電柱にケーブルが、電柱−ケーブル平面に対して直角手前に（または後方に）突出した支持器具を介して張られている場合の電柱計測原理を説明する図である。
【図８】図７の補助となる図であって、注目平面の突出度の計算式算出を説明する図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に関わる計測方法を説明する図であって、画像において、２点が指定されたケーブルの外径を自動算出するための原理を示し、指定された２点から画像処理の対象となる長方形領域を算出する説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に関わる計測方法を説明する図であって、画像において、２点が指定されたケーブルの外径を自動算出するための原理を示し、１本の線分に対する微分画像とのマッチングを求める際の画素値を算出する説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に関わる計測方法を説明する図であって、画像において、２点が指定されたケーブルの外径を自動算出するための原理を示し、得られた２本の輪郭線からケーブル外径を算出する説明図である。
【符号の説明】
１…電柱
２…線条（ケーブル）
３…電力機器
４…地上高
【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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