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技術 空間光測定方法及び空間光測定システム

出願人 株式会社トプコン
発明者 磯崎久佐藤一憲
出願日 2015年7月21日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2015-144010
公開日 2017年2月2日 (3年0ヶ月経過) 公開番号 2017-027729
状態 特許登録済
技術分野
  • -
主要キーワード 照度測定器 交換要 測定位置毎 照度測定値 照度測定結果 正否判断 測定照度 ラジコンカー
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (5)

課題

照明ランプが設置された環境に拘らず照度測定が可能な空間光測定方法及び空間光測定システムを提供する。

解決手段

走行体1の進行方向に所定間隔地表照度を測定する前記走行体1に搭載された照度測定器4と、前記照度測定器4と照明設備を含む画像を所定時間間隔で連続して取得する撮像装置2と、前記走行体1の速度を検出する速度計5と、演算装置7とを具備する。該演算装置7は、前記走行体1を走行させ、前記照度測定器4により取得した照度データ日常管理データとして、前記速度計により検出した前記走行体の速度に基づき照度測定位置及び画像取得位置を特定し、前記初期データとの比較と取得した画像により照明設備の健全性を判断する。

概要

背景

道路トンネル等に設備される照明設備では、照度が定められた規格又は基準を満たしている必要があり、照明設備の照度測定照度分布の測定が行われる。

更に、時間の経過と共に照明ランプの照度の低下、或はランプ切れ等が発生する為、日常管理として、照度測定が行われる。

照明ランプの照度低下、ランプ切れを検出するものとして特許文献2に示されるものがある。

特許文献2には明暗判別測定装置が開示され、該明暗判別測定装置は、トンネル内の照明ランプの明暗測定を行い、照明ランプの位置の特定を行う為、照明ランプを検出する為の特殊なフォトセンサ、トンネルの壁面の既定の位置に設けられた反射板、該反射板を検出する為の位置検出光センサ測定車両走行距離を測定する為の車軸センサ具備している。

特許文献2では、構成が複雑であると共に、照明ランプの位置を特定する為に壁面に設置された反射板を必要としている。この為、照明状態を測定できるのはトンネルに設置された照明ランプに限られるという問題があった。

概要

照明ランプが設置された環境に拘らず照度測定が可能な空間光測定方法及び空間光測定システムを提供する。走行体1の進行方向に所定間隔地表の照度を測定する前記走行体1に搭載された照度測定器4と、前記照度測定器4と照明設備を含む画像を所定時間間隔で連続して取得する撮像装置2と、前記走行体1の速度を検出する速度計5と、演算装置7とを具備する。該演算装置7は、前記走行体1を走行させ、前記照度測定器4により取得した照度データを日常管理データとして、前記速度計により検出した前記走行体の速度に基づき照度測定位置及び画像取得位置を特定し、前記初期データとの比較と取得した画像により照明設備の健全性を判断する。

目的

本発明は斯かる実情に鑑み、簡単な構成で、而もトンネル以外の開放された空間に設置された照明ランプ、トンネルに設置された照明ランプ等、照明ランプが設置された環境に拘らず照度測定が可能な空間光測定方法及び空間光測定システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

走行体の進行方向に所定間隔照度測定器により、照明設備新規な状態での地表での初期データを取得する工程を含む初期値測定と、前記走行体に前記照度測定器及び撮像装置を搭載し、走行しつつ照度測定し、画像を取得する工程と、前記走行体の速度に基づき照度測定位置及び画像取得位置を特定する工程と、走行しつつ測定して取得した照度データを、地表からの照度測定器搭載位置迄の距離に起因する補正係数、前記走行体の速度に起因する補正係数に基づき、地表での照度データに補正する工程と、補正された該照度データと前記初期データとを比較する工程と、取得した画像により照明設備の劣化状態を確認する工程とを含む日常管理測定とを具備し、照明設備の健全性を判断することを特徴とする空間光測定方法

請求項2

照明設備が新規な状態で、走行体の進行方向に所定間隔で、地表の照度を測定する照度測定器と、前記走行体に搭載された、前記照度測定器と、照明設備を含む画像を所定時間間隔で連続して取得する撮像装置と、前記走行体の速度を検出する速度計と、演算装置とを具備し、該演算装置は、新規な状態で測定された照度データを初期データとして保存し、該初期データを取得した後に前記走行体を走行させ、前記照度測定器により取得した照度データを日常管理データとして保存し、前記速度計により検出した前記走行体の速度に基づき照度測定位置及び画像取得位置を特定し、又前記演算装置は、地表からの照度測定器搭載位置迄の距離に起因する補正係数、前記走行体の速度に起因する補正係数を有し、日常管理データを両補正係数に基づき地表での照度データに補正し、補正後の該照度データと前記初期データとの比較と取得した画像により照明設備の健全性を判断することを特徴とする空間光測定システム

請求項3

前記演算装置は、補正後の照度データと前記初期データとの比較で、データの差に基づき、照明ランプの要交換、否交換を判断し、要交換の場合は、交換示唆を行う請求項2に記載の空間光測定システム。

技術分野

0001

本発明は、一般道路高速道路等の道路での照度測定トンネル内での照度測定等広範囲に亘る照度測定を行う空間光測定方法及び空間光測定システムに関するものである。

背景技術

0002

道路、トンネル等に設備される照明設備では、照度が定められた規格又は基準を満たしている必要があり、照明設備の照度測定、照度分布の測定が行われる。

0003

更に、時間の経過と共に照明ランプの照度の低下、或はランプ切れ等が発生する為、日常管理として、照度測定が行われる。

0004

照明ランプの照度低下、ランプ切れを検出するものとして特許文献2に示されるものがある。

0005

特許文献2には明暗判別測定装置が開示され、該明暗判別測定装置は、トンネル内の照明ランプの明暗測定を行い、照明ランプの位置の特定を行う為、照明ランプを検出する為の特殊なフォトセンサ、トンネルの壁面の既定の位置に設けられた反射板、該反射板を検出する為の位置検出光センサ測定車両走行距離を測定する為の車軸センサ具備している。

0006

特許文献2では、構成が複雑であると共に、照明ランプの位置を特定する為に壁面に設置された反射板を必要としている。この為、照明状態を測定できるのはトンネルに設置された照明ランプに限られるという問題があった。

先行技術

0007

特開平7−280645号公報
特開平10−288549号公報

発明が解決しようとする課題

0008

本発明は斯かる実情に鑑み、簡単な構成で、而もトンネル以外の開放された空間に設置された照明ランプ、トンネルに設置された照明ランプ等、照明ランプが設置された環境に拘らず照度測定が可能な空間光測定方法及び空間光測定システムを提供するものである。

課題を解決するための手段

0009

本発明は、走行体の進行方向に所定間隔照度測定器により、照明設備が新規な状態での地表での初期データを取得する工程を含む初期値測定と、前記走行体に前記照度測定器及び撮像装置を搭載し、走行しつつ照度測定し、画像を取得する工程と、前記走行体の速度に基づき照度測定位置及び画像取得位置を特定する工程と、走行しつつ測定して取得した照度データを、地表からの照度測定器搭載位置迄の距離に起因する補正係数、前記走行体の速度に起因する補正係数に基づき、地表での照度データに補正する工程と、補正された該照度データと前記初期データとを比較する工程と、取得した画像により照明設備の劣化状態を確認する工程とを含む日常管理測定とを具備し、照明設備の健全性を判断する空間光測定方法に係るものである。

0010

又本発明は、照明設備が新規な状態で、走行体の進行方向に所定間隔で、地表の照度を測定する照度測定器と、前記走行体に搭載された、前記照度測定器と、照明設備を含む画像を所定時間間隔で連続して取得する撮像装置と、前記走行体の速度を検出する速度計と、演算装置とを具備し、該演算装置は、新規な状態で測定された照度データを初期データとして保存し、該初期データを取得した後に前記走行体を走行させ、前記照度測定器により取得した照度データを日常管理データとして保存し、前記速度計により検出した前記走行体の速度に基づき照度測定位置及び画像取得位置を特定し、又前記演算装置は、地表からの照度測定器搭載位置迄の距離に起因する補正係数、前記走行体の速度に起因する補正係数を有し、日常管理データを両補正係数に基づき地表での照度データに補正し、補正後の該照度データと前記初期データとの比較と取得した画像により照明設備の健全性を判断する空間光測定システムに係るものである。

0011

更に又本発明は、前記演算装置は、補正後の照度データと前記初期データとの比較で、データの差に基づき、照明ランプの要交換、否交換を判断し、要交換の場合は、交換示唆を行う空間光測定システムに係るものである。

発明の効果

0012

本発明によれば、走行体の進行方向に所定間隔で照度測定器により、照明設備が新規な状態での地表での初期データを取得する工程を含む初期値測定と、前記走行体に前記照度測定器及び撮像装置を搭載し、走行しつつ照度測定し、画像を取得する工程と、前記走行体の速度に基づき照度測定位置及び画像取得位置を特定する工程と、走行しつつ測定して取得した照度データを、地表からの照度測定器搭載位置迄の距離に起因する補正係数、前記走行体の速度に起因する補正係数に基づき、地表での照度データに補正する工程と、補正された該照度データと前記初期データとを比較する工程と、取得した画像により照明設備の劣化状態を確認する工程とを含む日常管理測定とを具備し、照明設備の健全性を判断するので、交通遮断することなく、通常の走行で日常管理データが取得でき、日常管理データの変化を判断することで容易に照明設備の健全性が判断できる。

0013

又本発明によれば、照明設備が新規な状態で、走行体の進行方向に所定間隔で、地表の照度を測定する照度測定器と、前記走行体に搭載された、前記照度測定器と、照明設備を含む画像を所定時間間隔で連続して取得する撮像装置と、前記走行体の速度を検出する速度計と、演算装置とを具備し、該演算装置は、新規な状態で測定された照度データを初期データとして保存し、該初期データを取得した後に前記走行体を走行させ、前記照度測定器により取得した照度データを日常管理データとして保存し、前記速度計により検出した前記走行体の速度に基づき照度測定位置及び画像取得位置を特定し、又前記演算装置は、地表からの照度測定器搭載位置迄の距離に起因する補正係数、前記走行体の速度に起因する補正係数を有し、日常管理データを両補正係数に基づき地表での照度データに補正し、補正後の該照度データと前記初期データとの比較と取得した画像により照明設備の健全性を判断するので、交通を遮断することなく、通常の走行で日常管理データが取得でき、日常管理データの変化を判断することで容易に照明設備の健全性が判断できる。

0014

更に又本発明によれば、前記演算装置は、補正後の照度データと前記初期データとの比較で、データの差に基づき、照明ランプの要交換、否交換を判断し、要交換の場合は、交換示唆を行うので、メンテナンス作業計画立案も容易となり、又、メンテナンスの確実性が向上するという優れた効果を発揮する。

図面の簡単な説明

0015

本発明の実施例に係る空間光測定システムの概略図である。
該空間光測定システムの概略構成図である。
(A)は該空間光測定システムによる初期データの取得、(B)は該空間光測定システムによる日常管理データの取得を示す説明図である。
該空間光測定システムの作用を示すフローチャートである。

実施例

0016

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

0017

先ず、図1図2に於いて本発明の実施例に係る空間光測定システムの概略を説明する。

0018

図1に於いて、1は自動車等の走行体を示し、該走行体1の上面には撮像装置2が設けられている。又、前記走行体1の上面には、支持台3を介して照度測定器4が設けられている。前記走行体1には、走行速度を検出する速度計5、移動距離を測定するものとして位置検出器6(例えば、IMU(Inertial Measurement Unit):慣性計測装置)が設けられ、更に演算装置(PC)7が搭載されている。尚、該演算装置7は、携帯可能なノートPC、タブレット端末スマートフォンの様なものであってもよい。

0019

前記撮像装置2は、少なくとも1つのカメラを有し、該カメラは道路に沿って設置された照明ランプを含む所要の範囲を撮像可能な方向に向けられる。該カメラは静止画像を所定時間間隔で撮像可能であるか、或はビデオカメラとなっている。又、複数のカメラを有し、照明ランプの周囲の画像を広範囲に取得する様にしてもよい。

0020

又、前記撮像装置2で取得された画像は、前記演算装置7に保存される。

0021

前記照度測定器4は、地面から既知の高さhに設けられ、前記支持台3によって水平に支持されている。前記照度測定器4の基準位置(例えば、受光部の中心)と前記撮像装置2の基準位置(例えば、撮像素子の中心)との距離dは、既知となっている。尚、傾斜面を走行した場合等でも、水平面の照度が求められるので、前記支持台3はジンバル機構を介して前記照度測定器4を支持し、該照度測定器4を水平に保持する様にしてもよい。

0022

又、該照度測定器4は、前記支持台3に対して機械的に着脱可能とし、又前記演算装置7に対して電気的に着脱可能とし、前記照度測定器4を取外し可能としてもよい。

0023

該照度測定器4と前記演算装置7との電気的な接続は、無線有線のいずれでもよく、前記照度測定器4と前記演算装置7とが無線で接続される場合は、前記照度測定器4と前記演算装置7のそれぞれは、データ通信可能な通信部を有している。

0024

図2を参照して、空間光測定システムの構成の概略を説明する。

0025

前記照度測定器4は、照度測定部8、演算部9、記憶部11、通信部12等を有している。前記演算部9には時計が内蔵され、前記照度測定器4は照度測定を時刻と関連付けて実行してもよい。前記照度測定部8で取得した照度測定結果は、前記通信部12を介して前記演算装置7に送信され、該演算装置7に時系列で保存される。

0026

前記記憶部11には、照度測定に必要なプログラム、データを通信する為の通信プログラム等が格納され、又照度測定結果が保存される。

0027

前記演算装置7は、主に、制御演算部14、記憶部15、通信部16、表示部17、操作部18を有している。

0028

前記記憶部15には、照度測定での初期値を取得する為の初期値測定プログラム、定期的に、或は適宜実施される日常管理測定プログラム、或は初期値測定で取得した初期データと、日常管理測定で取得した照度データとを関連付ける為のデータ補正プログラム等が格納され、更に初期値測定、及び日常管理測定で取得した照度データが、時系列で格納される。

0029

更に、前記撮像装置2からの画像データ(即ち、静止画像データ或はフレーム画像データ)が、前記演算装置7に入力され、画像データは時系列で前記記憶部15に保存される。前記走行体1の走行速度は、前記速度計5によって検出され、検出された速度信号は、前記演算装置7に入力される。該演算装置7は、前記撮像装置2が取得した画像データと、速度信号とを関連付けて保存する。或は、速度信号を測定時刻と関連付けて保存してもよい。

0030

前記速度計5は、前記走行体1が装備しているスピードメータであってもよい。該スピードメータから出力される速度信号を、前記演算装置7に入力する様にしてもよい。又、前記スピードメータから得られる走行距離に基づき前記走行体1の移動距離を測定する様にしてもよい。更に、前記位置検出器6としてIMUが用いられる場合は、該位置検出器6により走行速度が検出されてもよい。

0031

前記照度測定器4の前記記憶部11に初期値測定プログラム、日常管理測定プログラム等空間光測定システムに関するプログラムを格納し、前記演算部9に空間光測定を実行させ、測定データ、画像データ等を前記記憶部11に保存する様にすれば、前記演算装置7は省略してもよい。

0032

以下、空間光測定システムの作用について説明する。

0033

又、以下の説明は、道路に沿って設けられた照明設備について照度測定がされた場合である。

0034

該照明設備(図示せず)では、一般的に所定の間隔で立設された支柱の先端に、照明ランプ(図示せず)が設置されている。前記撮像装置2は前記照明ランプが画像中に含まれる様な画角を有するか、或は該照明ランプが画像中に含まれる様に前記撮像装置2の光軸の方向が設定されている。

0035

先ず、図3(A)に於いて、初期データを取得する場合について説明する。

0036

初期データを取得する時期としては、照明設備を新設した時、或はランプを交換した時等、照明設備が新規で健全な状態に限定される。

0037

JISの照度測定の規格では、被測定面から15cm以下の位置で測定することになっている。従って、初期データを測定する初期値測定では、前記照度測定器4を路面上に設置して測定が行われる。尚、該照度測定器4は、前記走行体1に搭載した前記照度測定器4を取外したものであってもよいし、或は別途用意したものであってもよい。

0038

該照度測定器4を所定間隔で移動させ、設置した度に照度測定が実行される。該照度測定器4の設置位置(照度測定位置)は、予め設定される等し、既知とされている。

0039

照度測定値は照度測定位置と対応付けられ、測定結果として記録される。照度測定が実行されることで、測定位置毎の照度が得られると共に道路に沿った照度分布が得られる。

0040

ここで、前記照度測定器4は、作業者が移動させてもよいし、或はラジコンカー等に搭載し、遠隔操作で移動させてもよい。前記照度測定器4を路面に設置し、規格に沿って測定した照度を、基準照度とする。

0041

測定範囲で、該照度測定器4による路面上に関する照度測定が完了すると、該照度測定器4を前記走行体1に搭載し、該走行体1を走行させた状態で、照度測定を実行する。走行状態で測定して得られた照度を、測定照度とする。

0042

前記走行体1の位置に関して、走行開始位置測定範囲内の既知の位置(例えば、最初の照度測定位置)とを関連付け、測定範囲と最初の照度測定位置との関係を既知としておく。走行開始位置からの距離を前記位置検出器6により測定し、或は前記走行体1のスピードメータから測定することで、前記走行体1の測定範囲に対する位置が測定できる。

0043

走行中、前記撮像装置2により連続して画像が取得される。前記走行体1の走行速度が前記速度計5により測定され、走行速度と静止画像の取得時間間隔フレーム画像間時間間隔により静止画像、フレーム画像が測定範囲のどの部分を撮像したかが特定できる。

0044

又、走行中の照度測定位置は、測定開始時からの経過時間と前記走行体1の走行距離によって特定できる。特定された走行中の照度測定位置と基準照度測定位置とに基づき、走行時の照度測定結果と基準照度及び静止画像、フレーム画像との対応付けが可能となる。

0045

又、照明ランプの設置位置は既知であるので、測定位置と照明ランプ、照度分布と照明ランプとの関係を示す初期値マップMAP)を作成することができる。

0046

次に、前記照度測定器4を路面に設置した場合と、該照度測定器4を前記走行体1に搭載した場合では、路面からの距離hが異なる(図1参照)。この為、高さの相違で、受光光量が異なり、測定照度に差違が生じる。

0047

又、前記照度測定器4が静止状態で照度を測定した場合と、該照度測定器4を前記走行体1に搭載し、走行しながら測定する場合では、その時々での受光時間に相違が生じるので、受光光量が異なり、測定照度に差違が生じる。

0048

従って、走行時に測定した照度(測定照度)と基準照度との対応付けが行われる。

0049

基準照度をAとし、走行時に測定した測定照度をBとする。位置の違いに起因する補正係数をα、速度に起因する補正係数をβとする。尚、補正係数α、βは実測、或は計算により求める。

0050

従って、基準照度Aと測定照度Bとの関係は、以下の式で表される。

0051

B=α×β×A (1)

0052

上記した工程により、初期データが取得できる。

0053

次に、図3(B)により、日常管理データの取得について説明する。

0054

日常管理測定は、所定期間間隔毎に、或はランプ切れ、照度の低下が判明した時等に実行される。

0055

初期データを取得したと同様に、前記照度測定器4を前記走行体1に搭載し、測定範囲を走行させて照度データを取得し、更に得られた照度データを基に照度分布を作成し、測定位置と照明ランプ、照度分布と照明ランプとの関係を示す初期値マップ(MAP)を作成する。

0056

日常管理データをB′とすると、上記(1)式により、路面での照度データA′に換算することができる。更に、初期データB0 との差C=(B0 −B′)とすると、
C=(B0 −B′) C=α×β×(A−A′) (2)が得られる。

0057

照度の変化(A−A′)が所定値より大きくなった場合は、照度の変化があった地点照明に不具合があったと推定することができる。

0058

更に、初期データの照度分布と日常管理データの照度分布とを比較することで、全体的な照度の低下、部分的な照度の低下を確認でき、照明ランプの劣化状態の判断の材料とすることができる。而して、初期データと日常管理データとの比較により、照明ランプのランプ切れ、劣化を含む照明設備の健全性を判断できる。

0059

ランプ切れがあった場合は、初期データと日常管理データとの比較でランプ切れの位置を特定できるが、更に本実施例では、照度データの取得と同時に画像を取得し、画像はランプの位置と関連付けられているので、画像によってもランプ切れの位置を特定できる。

0060

又、日常管理測定は、一般車が通行している状態で行われるので、対向車ライト等の影響もあるが、画像を確認することで、照明ランプが原因か、対向車のライト等の影響かを判断でき、疑義のデータの正否判断も容易となる。而して、画像判断も合わせることで、より容易に且つ確実にランプ切れ、ランプの劣化を判断できることから、作業者は交換作業能率よく行える。

0061

尚、前記撮像装置2が複数のカメラを有し、或は全周カメラとすることで、照明ランプ部分だけではなく、周囲の景色の画像も合わせて取得することができ、作業者の照明ランプの認識、照明ランプの位置の特定を一層容易にすることができる。

0062

図4により、初期値測定、日常管理測定の流れについて説明する。

0063

STEP:01空間光測定システムでの初期値の測定を行う。

0064

STEP:02 測定位置と照明位置とをリンクさせ、マップを作成する。

0065

STEP:03マップと照度データ、画像とをリンクさせ、画像上に表示する為のデータを作成する。

0066

STEP:01〜STEP:03により、初期データを取得する。

0067

STEP:11日常管理測定を実行し、日常管理データを取得し、空間光測定システムに入力し、日常管理測定毎に蓄積する。

0068

STEP:12日常管理測定時の測定位置と照明位置とのマップを作成する。

0069

STEP:13初期データと日常管理データとを比較し、照度の変化の有無、変化が所定値を超えたかどうかが判断される。更に、前回の日常管理データと比較することで、照明ランプの劣化の進行状況が判断できる。

0070

STEP:14 比較の結果、照度変化の大きい場所の画像表示を行う。これは作業者が判断して行ってもよく、閾値を設定し、自動で行ってもよい。

0071

STEP:15 表示された画像によって、照明ランプを交換するかどうかを判断する。

0072

STEP:16交換不要と判断されると、現状のデータ、履歴が保存される。

0073

STEP:17 又交換要と判断されると、交換を促す交換示唆の表示が成され、該交換示唆の表示はランプが交換されるまで継続される。尚、交換示唆は警告音を発することでもよい。従って、交換すべき照明ランプの有無、位置が確実に把握でき、メンテナンスの作業計画の立案も容易となる。又、メンテナンスを行う場合、作業抜けも防止できる。

0074

1走行体
2撮像装置
3支持台
4照度測定器
5速度計
6位置検出器
7演算装置
8照度測定部
9演算部
11 記憶部
12通信部
14制御演算部
15 記憶部
16 通信部
17 表示部
18 操作部

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