JP2003139533A - 路線施設の計測方法及び装置 - Google Patents
路線施設の計測方法及び装置Info
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Abstract
路施設情報の計測方法および装置を提供する。 【解決手段】 先行する自動車10に、複数の計測基準
点11a〜11eと位置検知用のGPS受信器12及び
ジャイロ15を設け、後続の自動車20に所定の間隔で
配置されたデジタルカメラ21a、21bを設け、該デ
ジタルカメラ21a、21bで同時に撮影された画像デ
ータを3次元解析すると共に、前記GPS受信器12、
ジャイロ15の検知データにより、道路施設の絶対座標
を演算し記録する。自動車10、20が走行している状
態で計測することが出来るので、道路施設情報を効率よ
く計測することが出来る。
Description
状態を効率よく計測するための路線施設の計測方法及び
装置に関するものである。
する地理情報システム(GIS)の普及、利用は著し
い。しかし、このGISで利用される国道、県道、市道
等の公共路線の情報は、路線の位置とその周辺の建物の
情報に限られている。
ど、路線利用者にとって必要な、車道と歩道の区分の有
無、路肩、横断歩道、官民境界、道路段差、道路傾斜、
歩道橋、制限速度、駐車禁止帯等の詳細な道路施設の情
報は提供されていない。このため、外出先で思わぬトラ
ブルに巻き込まれることがある。
線、文字、記号、信号機、道路標識、ガードレール等の
道路施設の設置位置、形、色等の詳細な道路施設の情報
も提供されていない。
理、保守を行なうため、道路台帳が作成され、道路台帳
に基づいて管理、保守の優先順位等を設定している。し
かし、公共道路は、その総延長距離が長いこと、前記道
路施設を効率よく計測するための適当な計測手段がない
こと等の理由により、全ての公共道路について道路施設
を計測するには、多大な労力と時間が必要になる。従っ
て、道路台帳が必ずしも最新の道路施設の情報に更新さ
れているとは限らず、適切な道路管理が行なわれていな
いこともある。
ることが出来る計測手段の開発が望まれていた。
高速で正確に計測することが出来る道路施設の計測方法
及び装置を提供することを目的とする。
め、本発明の請求項1は、先行する走行体(10)に配
置された複数の計測基準点(11a〜11e)とその周
囲の路線施設を、後続の走行体(20)に所定の間隔で
配置された複数の撮影手段(21a、21b)で同時に
撮影すると共に、該撮影時に、前記先行する走行体(1
0)に配置された計測基準点(11a〜11e)の3次
元位置と、走行方向、傾斜を検知し、同時に撮影された
複数の画像データを3次元解析して、前記計測基準点
(11a〜11e)に対する周囲の路線施設の3次元位
置を検知し、前記撮影時に検知された計測基準点(11
a〜11e)の3次元位置、走行方向及び傾斜と、前記
画像データから検知された計測基準点(11a〜11
e)に対する路線施設の3次元位置とに基づいて、撮影
された路線施設の絶対座標における3次元位置を求める
ようにした。
の路線施設の計測方法において、前記路線施設は、車道
(2)、歩道(3)及びそれらを区分する縁石(5)、
ガードレール、路面に引かれた線(6、7)、文字、記
号、路面の段差、傾斜、路面に固定された標識、路線に
沿って配置された信号機、標識(9)、分離帯、街路
灯、街路樹、植え込み、踏み切り、路線を跨ぐ陸橋、横
断歩道橋、立体交差路線、トンネル、及びそれらに付設
された掲示板等の少なくとも一つを含むものである。
の路線施設の計測方法において、前記各走行体には、そ
れぞれ同一の計測開始時刻、計測時間間隔、計測終了時
刻を予め設定し、GPS(13、22)の時刻信号を検
知し、該時刻信号をタイミング信号として、計測基準点
(11a〜11e)の3次元位置と、走行方向、傾斜を
検知すると同時に、複数の撮影手段(21a、21b)
による撮影を行なうようにした。
体(10)と、該走行体(10)に後続する走行体(2
0)を有し、前記先行する走行体(10)は、前記後続
する走行体(20)から見える位置に複数の計測基準点
(11a〜11e)が配置されると共に、該計測基準点
(11a〜11e)の3次元位置を検知する位置検知用
のGPS受信器(12)と、計測基準点(11a〜11
e)の進行方向及び傾斜を検知する検知手段(15)
と、を搭載し、前記後続する走行体(20)は、所定の
間隔で配置された複数の撮影手段(21a、21b)を
搭載し、前記先行する走行体(10)と後続する走行体
(20)間に、前記計測基準点(11a〜11e)の位
置、進行方向、傾斜を検知するタイミングと前記撮影手
段(21a、21b)による撮影タイミングを同期させ
るタイミング設定手段(22)を設け、前記GPS受信
器(12)で検知された計測基準点(11a〜11e)
の3次元位置と、前記検知手段(15)で検知された計
測基準点(11a〜11e)の走行方向と傾き、及び前
記撮影手段(21a、21b)で撮影された画像データ
から、撮影された路線施設の絶対座標位置を演算する演
算手段(30)と、を設けて構成した。
の路線施設の計測装置において、前記タイミング設定手
段を、前記各走行体(10、20)に搭載された通信手
段(27、29)で構成した。
の路線施設の計測装置において、前記タイミング設定手
段(13、22)を、前記各走行体(10、20)に搭
載された時刻検知用のGPS受信器(13、22)で構
成した。
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載の限定拘束されるものではない。
よれば、後続の走行体に配置された複数の撮影手段で、
先行する走行体に配置された計測基準点を含み、該計測
基準点の周囲の路線施設を同時に撮影し、絶対座標にお
ける路線施設の3次元座標を演算するようにしたので、
前記各走行体が走行している状態で、路線施設を計測す
ることが出来、路線施設を高速、かつ高精度で計測する
ことが出来る。また、計測結果を、デジタルデータとし
て保管することにより、データの更新を容易に行なうこ
とが出来る。
設として、道路などに付設された全ての施設を計測する
ことが出来るので、GIS等に組み合わせることによ
り、利用者に必要な情報を提供することが出来る。
の時刻信号を計測のタイミング信号としているので、計
測基準点の位置、走行方向及び傾きの検知と、撮影のタ
イミングを高精度で一致させることが出来、より正確な
計測を行なうことが出来る。
走行体に配置された複数の撮影手段で、先行する走行体
に配置された計測基準点を含み、該計測基準点の周囲の
路線施設を同時に撮影し、絶対座標における路線施設の
3次元座標を演算するようにしたので、前記各走行体が
走行している状態で、路線施設を計測することが出来、
路線施設を高速、かつ高精度で計測することが出来る。
準点の位置、走行方向、傾斜を検知するタイミングと、
撮影手段で撮影するタイミングを同期させるタイミング
設定手段を通信手段で構成しているので、路線施設の計
測装置を安価に構成することが出来る。
準点の位置、走行方向、傾斜を検知するタイミングと、
撮影手段で撮影するタイミングを同期させるタイミング
設定手段を時刻検知用のGPS受信器で構成しているの
で、撮影タイミングと、計測基準点の位置、走行方向、
傾斜を検知するタイミングを高精度で一致させることが
出来、より高精度で路線施設を計測することが出来る。
に基づき説明する。図1は、本発明による路線施設の計
測装置を示す平面図、図2は、図1における先行する自
動車に搭載された各装置の接続図、図3は、図1におけ
る後続の自動車に搭載された各装置の接続図、図4は、
本発明における演算手段の構成を示すブロック線図であ
る。
3が形成され、縁石5で区分されている。車道2には、
走行車線を区分けするセンターライン6が白色又は黄色
の塗料で引かれ、横断歩道7が白色の塗料で引かれてい
る。また、歩道3側には、標識9が掲示されている。
ターライン6、横断歩道7、標識9の外、図示していな
いが、路面に引かれた文字、記号、路面の段差、傾斜、
路面に固定された標識、信号機、横断歩道橋、橋、陸
橋、立体交差道路、トンネル、踏み切り、街路灯、ガー
ドレール、中央分離帯、街路樹、植え込み等も、本発明
で計測対象とする道路施設となる。
の所定の位置(後続の自動車から見える位置)に、マー
カーあるいは反射鏡などで構成される複数(図では5
個)の計測基準点11a〜11eが固定されている。
(計測基準点11a〜11e)の現在位置を検知するた
めのGPS(RTK−GPS)受信器12と、現在時刻
を検知するGPS(RTD−GPS)受信器13と、自
動車10(計測基準点11a〜11e)の進行方向、左
右への傾き及び前後方向の傾きを検知するためのジャイ
ロ15が配置されている。
複数台(図では2台)のデジタルカメラ21a、21b
が所定の間隔で固定されている。また、自動車20の内
部には、GPS(RTD−GPS)受信器22が配置さ
れている。
されたGPS受信器12に接続された制御装置16は、
自動車10の走行により時々刻々変化する計測基準点1
1a〜11eの位置を更新して記録し、常に現在位置を
保持している。また、ジャイロ15に接続された制御装
置17は、自動車10の走行により時々刻々変化する計
測基準点11a〜11eの進行方向と、傾き(自動車1
0の前後方向の傾斜と、左右方向の傾斜)を更新して記
録し、常に現在位置での計測基準点11a〜11eの進
行方向と傾きを保持している。
ード19bとマウス19c、表示装置としてのディスプ
レイ19dを備えている。そして、制御装置19には、
キーボード19bにより、計測開始時刻、計測時間間
隔、及び計測終了時刻が入力される。
と、制御装置16、17に接続され、GPS受信器13
から入力されるクロック信号をタイミング信号として、
計測開始時刻から計測終了時刻まで、計測時間間隔ごと
に、制御装置16、17に記録されている計測基準点1
1a〜11eの位置と、進行方向及び傾きのデータを取
り込み、計測時刻と共にICメモリ等の記録媒体に記録
する。
されたデジタルカメラ21a、21bに接続されたカメ
ラ制御装置23a、23bは、それぞれデジタルカメラ
21a、21bの撮影タイミングを制御すると共に、撮
影された画像データを取り込み記録する。なお、各カメ
ラ制御装置23a、23bは互いに接続され、各デジタ
ルカメラ21a、21bによる撮影タイミングを一致さ
せるようになっている。
ード25bとマウス25c、表示装置としてのディスプ
レイ25dを備えている。そして、制御装置25には、
制御装置19に入力されたものと同一の計測開始時刻、
計測時間間隔、及び計測終了時刻が入力される。
カメラ制御装置23aに接続され、GPS受信器22か
らのクロック信号をタイミング信号として、計測開始時
刻から計測終了時刻まで、計測時間間隔ごとに、カメラ
制御装置23aに撮影を指示する。そして、カメラ制御
装置23a、23bで取得された画像データを取り込
み、撮影時刻と共にCDなどの記録媒体に記録する。
走行方向、傾きを検知し記録するタイミングと、計測基
準点11a〜11eを撮影するタイミングは、GPS受
信器13、22で受信される時刻をタイミング信号とし
ているので、確実に一致させることが出来る。
られた演算手段30は、CDドライバ31と、ICメモ
リリーダ32と、演算部33及び演算結果を記憶する記
憶部41で構成されている。
ているデジタルカメラ21a、21bで撮影された画像
データと、GPS受信器22で受信した撮影時の時刻を
読み込む。
憶されているGPS受信器12で受信した撮影時におけ
る計測基準点11a〜11e位置と、GPS受信器13
で受信した撮影時刻を読み込む。
36と、メモリ37と、メモリ39と、絶対座標演算部
40とにより構成され、その演算結果を記録部41に記
録するように構成されている。
入力される撮影時刻と、デジタルカメラ21a、21b
で撮影された画像データを記録する。
記録された画像データに基づいて計測基準点11a〜1
1eと画像データに含まれる道路施設の3次元解析を行
ない、撮影された計測基準点11a〜11eに対する道
路施設の3次元相対位置を演算する。
て算出された計測基準点11a〜11eに対する道路施
設の3次元相対位置を記録する。
32から入力された撮影時刻と計測基準点11a〜11
eの位置、進行方向及び傾きのデータを記録する。
7に記録された計測基準点11a〜11eに対する道路
施設の3次元相対位置と、該3次元相対位置を演算する
基礎となる画像データがデジタルカメラ21a、21b
により取得された計測時刻と一致する計測時刻に、自動
車10の制御装置19により取得され、前記メモリ39
に記録された計測基準点11a〜11eの位置、進行方
向及び傾きのデータから、道路施設の絶対座標(緯度、
経度、高度)を演算する。
メモリ35とメモリ37及びメモリ39、及び画像解析
部36と絶対座標演算部40を、それぞれ便宜的に分け
て記載しているが、単一のメモリ、演算手段を用いるこ
とができる。
0を前後に適宜間隔をおいて同方向に走行させ、計測を
行なう。制御装置16は、自動車10の走行により時々
刻々変化する計測基準点11a〜11eの現在位置を、
GPS受信器12からの信号により検知し先に記録され
た現在位置情報を更新し記録する。同時に、制御装置1
7は、ジャイロ15により、計測基準点11a〜11e
の進行方向、傾き(自動車10の前後方向と左右方向の
傾き)を検知して、先に記録された進行方向、傾きの記
録を更新し記録する。即ち、制御装置16、17には最
新情報が記録されている。
刻、計測時間間隔、計測終了時刻が設定されている。そ
して、GPS受信器13から印加される時刻をタイミン
グ信号として、予め設定された時刻になると、制御装置
16、17に記録された計測基準点11a〜11eの最
新の現在位置、進行方向、傾き情報を取得する。そし
て、それらの情報を時刻と共にICメモリ(図示せず)
等の記録媒体に記録する。
点11a〜11eの現在位置、移動方向、傾き等の、情
報の検知間隔は、少なくとも、計測時間間隔(1秒に5
回計測(撮影)する場合には、0.2秒間隔)と一致さ
せる。
9と同一の計測開始時刻、計測時間間隔、計測終了時刻
が設定されている。GPS受信器22が受信する時刻を
タイミング信号として、予め設定された時刻になると、
2台のカメラ制御装置23a、23bに撮影信号を送信
する。すると、各カメラ制御装置23a、23bは、デ
ジタルカメラ21a、21bで同時に撮影を行なわせ
る。そして、各カメラ制御装置23a、23bは、デジ
タルカメラ21a、21bで撮影された画像データを取
得して記録する。
23bに記録された画像データを読み出し、その撮影時
刻と画像データをCD(図示せず)等の記録媒体に記録
する。
れた計測基準点11a〜11eを全て含み、計測基準点
11a〜11eの周囲の道路施設を撮影する。このと
き、自動車10(計測基準点11a〜11b)と自動車
20(デジタルカメラ21a、21b)の間隔は適宜な
距離でよい。
各デジタルカメラ21a、21bで撮影した画像データ
を記録したCDをCDドライバ31に、撮影時刻、計測
基準点11a〜11eの位置、進行方向及び傾きのデー
タを記録したICメモリをICメモリリーダ32に装着
し、それぞれの記録内容をメモリ35、39に記録す
る。
21a、21bで同時刻に撮影した2枚の画像に基づい
て、画像データの3次元解析を行ない、計測基準点11
a〜11eと、画像データに含まれる道路施設の3次元
位置を算出し、撮影時刻と3次元位置をメモリ37に記
録する。
ラ21a、21bの視野は、それぞれ破線21a1、2
1a2、破線21b1、21b2で示すように広くなっ
ている。そして、破線21a2と破線21b1で挟まれ
た両カメラ21a、21b共通の視野範囲が、3次元解
析が可能な範囲となる。
の視野の両端部においては、計測精度が低下するため、
高精度の計測を行なう場合には、実線21a4と実線2
1b3で挟まれる範囲を計測範囲とすることが出来る。
された画像データを道路施設情報として記憶部41に記
録する。このとき、同一計測位置について既に記録され
ている道路施設情報があるときには、その記録を最新の
道路施設情報に更新する。
道路管理者用の道路台帳として使用する外、例えば、G
IS42に接続して、道路利用者へ提供することが出来
る。
続の自動車20が同じ勾配の坂道を走行していると、各
自動車10、20の相対位置は、平らな道路を走行して
いるときと同じ相対位置になり、道路1の勾配は検知す
ることが出来ない。
動車10(計測基準点11a〜11e)の傾きを検知す
ることにより、自動車10(計測基準点11a〜11
e)が平坦な道路を走行しているのか、勾配のある道路
を走行しているのかを判別することができる。また、走
行している道路1に勾配がある場合には、それが上り勾
配であるか下り勾配であるかも判別することができる。
20が時速36Kmで走行し、デジタルカメラ21a、
21bにより毎秒5枚の速さ(0.2秒間隔)で撮影を
行なった場合、道路距離にして2m間隔で撮影すること
になる。従って、撮影する間隔(距離)をさらに狭くし
たい場合には、自動車10の走行速度を遅くし、撮影す
る間隔(距離)を広くしてもよい場合には、自動車10
の走行速度を速くするか、撮影する時間間隔を延ばすよ
うにすればよい。
説明する。図5は、計測タイミングを設定するタイミン
グ設定手段のブロック線図である。
(図1参照)に搭載された制御装置25(図3参照)に
おけるタイミング設定手段26を示す。このタイミング
設定手段26は、キーボード25bを介して計測開始時
刻t1を設定する開始時刻設定部26aと、計測(時
間)間隔t2を設定する間隔設定部26bと、計測終了
時刻t3を設定する終了時刻設定部26cを有してい
る。
施形態における自動車20に搭載されたGPS22(図
1参照)で検知された現在時刻を入力する時刻入力部2
6dを有している。
る比較部26hに接続され、計測(撮影)回数Nをカウ
ントするカウンタ26eと、前記開始時刻設定部26a
と間隔設定部26b及びカウンタ26eに接続され、次
の計測(撮影)時刻Tを演算する演算部26fと、該演
算部26fに接続され、演算部26fで算出された次の
計測時刻を設定する計測時刻設定部26gとを有してい
る。
時刻入力部26dと計測時刻設定部26gに接続され、
計測時刻設定部26gに設定された計測時刻Tと時刻入
力部26dに入力された現在の時刻t4が一致したと
き、計測信号を出力する比較部26hと、前記終了時刻
設定部26cと時刻入力部26dに接続され、終了時刻
設定部26cに設定された終了時刻t3と、時刻入力部
26dに入力された現在の時刻t4が一致したとき、計
測終了信号を出力する比較部26jを有している。
いる。この通信部27と交信する通信部29は、前記実
施形態における自動車10(図1参照)に搭載され、前
記GPS13(図2参照)に代えて、制御装置19に接
続されている。
設定部26aと、間隔設定部26b及び終了時刻設定部
26cに、それぞれ、計測開始時刻t1、計測(時間)
間隔t2及び計測終了時刻t3を設定する。時刻入力部
26dには、時々刻々GPS22から現在時刻t4が入
力される。
間隔設定部26b及びカウンタ26eから入力される計
測開始時刻t1と、計測間隔t2及び計測回数Nから、
次の計測時刻Tを、 T=t1+t2×N (N=0、1、2、・・) で算出し、算出された計測時刻Tを計測時刻設定部26
gに設定する。
設定された次の計測時刻Tと、時刻入力部26dに入力
された現在時刻t4とを比較して、T=t4になったと
き、計測信号を発振する。この計測信号は、カメラ制御
装置23a、23b(図3参照)と、カウンタ26e及
び通信部27に印加される。
受信した計測信号に基づき、デジタルカメラ21a、2
1bを作動させ撮影を行う。一方、カウンタ26eは、
カウントしていた計測回数Nに1を加え、計測回数Nを
更新する。
29へ計測信号を送信する。計測信号を受信した通信部
29は、制御装置19(図2参照)へ計測信号を送る。
すると、制御装置19は、制御装置16、17(図2参
照)に記録されている自動車10(計測基準点11a〜
11e、図1参照)の現在位置と、自動車10の走行方
向、傾きを取得し記録媒体に記録する。
検知用のGPS22(又はGPS13)だけで自動車1
0の現在位置、走行方向、傾きの検知と撮影のタイミン
グを合わせることが出来るので、装置を安価に構成する
ことが出来る。
0(計測基準点11a〜11e、図1参照)の現在位置
と、自動車10の走行方向、傾きを制御装置19で記録
媒体に記録するように説明したが、これらのデータを通
信部29を通して通信部27に送り、制御装置25でデ
ジタルカメラ21a、21bで撮影された画像データと
共に、自動車10の現在位置と、自動車10の走行方
向、傾きのデータを記録媒体に記録するようにしてもよ
い。
道路の道路施設の計測を行なう場合について説明した
が、計測基準点とデジタルカメラを、それぞれ異なる車
輛に配置することにより、前記実施形態と同様にして、
鉄道の線路とその周囲に配置された標識、信号機等の計
測を行なうことも出来る。
段としてデジタルカメラ22a、22bを使用した場合
について説明したが、撮影手段として、ビデオカメラを
用いることも出来る。この場合、ビデオカメラで連続撮
影される画像データに、時刻の情報を入れておくと、解
析する際に、同時刻における計測基準点とのマッチング
を図ることが出来、好都合である。
車10、20に時刻を受信するGPS受信器13、22
を搭載し、時刻を基準として位置検知と撮影のタイミン
グを取るようにしているが、位置検知用のGPS受信器
12からの位置信号を通信手段によって後続の自動車に
送り、計測基準点11a〜11eの位置の演算タイミン
グを基準として、撮影タイミングを合わせるようにして
もよい。
結果の解析をオフラインで行なうようにしているが、自
動車20側に演算装置を搭載し、計測結果をオンライン
で解析するようにしてもよい。
面に光切断線を投射し、この光切断線をデジタルカメラ
21a、21bで撮影して解析すれば、路面の凹凸を正
確に計測することも出来る。
示す平面図。
置の接続図。
の接続図。
線図。
のブロック線図。
Claims (6)
- 【請求項1】 先行する走行体に配置された複数の計測
基準点とその周囲の路線施設を、後続の走行体に所定の
間隔で配置された複数の撮影手段で同時に撮影すると共
に、 該撮影時に、前記先行する走行体に配置された計測基準
点の3次元位置と、走行方向、傾斜を検知し、 同時に撮影された複数の画像データを3次元解析して、
前記計測基準点に対する周囲の路線施設の3次元位置を
検知し、 前記撮影時に検知された計測基準点の3次元位置、走行
方向及び傾斜と、前記画像データから検知された計測基
準点に対する路線施設の3次元位置とに基づいて、撮影
された路線施設の絶対座標における3次元位置を求め
る、ことを特徴とする、路線施設の計測方法。 - 【請求項2】 前記路線施設は、 車道、歩道及びそれらを区分する縁石、ガードレール、 路面に引かれた線、文字、記号、 路面の段差、傾斜、 路面に固定された標識、 路線に沿って配置された信号機、交通標識、分離帯、街
路灯、街路樹、植え込み、踏み切り、 路線を跨ぐ陸橋、横断歩道橋、立体交差路線、トンネ
ル、 及びそれらに付設された掲示板等を少なくとも一つ含む
ものである、 ことを特徴とする、請求項1記載の路線施設の計測方
法。 - 【請求項3】 前記各走行体には、それぞれ同一の計測
開始時刻、計測時間間隔、計測終了時刻を予め設定し、 GPSの時刻信号を検知し、該時刻信号をタイミング信
号として、計測基準点の3次元位置と、走行方向、傾斜
を検知すると同時に、複数の撮影手段による撮影を行な
う、 ことを特徴とする、請求項1記載の路線施設の計測方
法。 - 【請求項4】 先行する走行体と、該走行体に後続する
走行体を有し、 前記先行する走行体は、前記後続する走行体から見える
位置に複数の計測基準点が配置されると共に、該計測基
準点の3次元位置を検知する位置検知用のGPS受信器
と、計測基準点の進行方向及び傾斜を検知する検知手段
と、を搭載し、 前記後続する走行体は、所定の間隔で配置された複数の
撮影手段を搭載し、前記先行する走行体と後続する走行
体間に、前記計測基準点の位置、進行方向、傾斜を検知
するタイミングと、前記撮影手段による撮影タイミング
を同期させるタイミング設定手段と、を設け、 前記GPS受信器で検知された計測基準点の3次元位置
と、前記検知手段で検知された計測基準点の走行方向と
傾き、及び前記撮影手段で撮影された画像データから、
撮影された路線施設の絶対座標位置を演算する演算手段
と、を設けた、 ことを特徴とする、路線施設の計測装置。 - 【請求項5】 前記タイミング設定手段は、前記各走行
体に搭載された通信手段である、 ことを特徴とする、請求項4記載の路線施設の計測装
置。 - 【請求項6】 前記タイミング設定手段は、前記各走行
体に搭載された時刻検知用のGPS受信器である、 ことを特徴とする、請求項4記載の路線施設の計測装
置。
Priority Applications (1)
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