JP2011002413A5

JP2011002413A5 - 超音波式撮像計量方法

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Publication number: JP2011002413A5
Application number: JP2009147554A
Authority: JP
Filing date: 2009-06-22
Publication date: 2013-03-14
Anticipated expiration: 2029-06-22

Description

本発明は、超音波式撮像計量方法に係り、簡単な装置構成で汚泥等により視界の悪い海中の土木作業を容易且つ安全に行うことを可能とする超音波式水中映像取得装置を用いた超音波式撮像計量方法に関する。

そこで、本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、土木作業の施工距離が長い場合であっても、作業の安全性の確保や作業の高効率化を実現することができる超音波式水中映像取得装置を用いた超音波式撮像計量方法を提供することを主たる課題とする。

本発明に係る超音波式撮像計量方法は、水中の三次元計測空間に超音波を送受波する手段と、前記三次元計測空間からの反射波を処理する処理手段と、作業情報を処理する作業情報処理部と、前記作業情報処理部における処理の最終結果を画像として表示する表示部とを備え、自身を機械的に走査することなく三次元計測空間の情報を取得する超音波式水中映像取得装置を有し、前記三次元計測空間の情報における反射信号発生位置と、前記三次元計測空間における対象物存在位置との相互関係を対応付ける三次元空間位置対応手段を有することを特徴とする。

また、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、前記三次元空間位置対応手段は、音響トランスポンダであることができる。

また、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、前記超音波式水中映像取得装置が、前記表示部に対象物の施工前及び施工後の情報又は目標情報と、前記三次元計測空間の情報とを同時に表示可能であると好適である。

また、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、前記表示部が、対象物の断面形状などの二次元像を表示可能であると好適である。

また、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、前記表示部が、前記三次元計測空間の情報の変化を、経時的に表示可能であると好適である。

また、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、前記表示部が、対象物の三次元的な大きさの把握を可能とする構成を有することができる。

また、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、前記超音波式水中映像取得装置による計測を複数回行い、これらの計測結果を実空間の位置情報を基準として加算するように構成すると好適である。

また、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、前記表示部が、前記超音波式水中映像取得装置による測定結果を三次元の座標データを含む三次元計測結果として表示する構成であると好適である。

また、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、前記超音波式水中映像取得装置が、漁労又は警備を対象とする構成であることができる。
また、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、前記表示部は、寸法を変更可能なマーカーを表示可能であると好適である。
また、本発明に係る他の超音波式撮像計量方法は、水中の三次元計測空間に超音波を送受波する手段と、前記三次元計測空間からの反射波を処理する処理手段と、作業情報を処理する作業情報処理部と、前記作業情報処理部における処理の最終結果を画像として表示する表示部とを備え、自身を機械的に走査することなく三次元計測空間の情報を取得する超音波式水中映像取得装置を有し、水中土木工事又は保安探索を目的とする水中作業構成を有することを特徴とする。
また、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、前記超音波式水中映像取得装置と、前記水中作業構成との相互位置関係を把握する手段を有することができる。
また、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、前記水中作業構成が、エンドエフェクタ等を前記超音波式水中映像取得装置が搭載された自船から吊下する作業手段又は、遠隔操作される水中ブルドーザ等の自船から分離したプラットフォームによる作業構成であると好適である。
また、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、前記超音波式水中映像取得装置が、超音波のドップラー効果を把握する手段を有することができる。
また、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、前記超音波式水中映像取得装置と、前記水中作業構成との相互位置関係に対応して表示画面を変化させる構成を有することができる。

本発明に係る超音波式撮像計量方法は、取得した三次元測定結果による映像を任意の視点から表示することができるように、回転自在に表示することができるので、超音波式水中映像取得装置を定点に固定した状態で、対象物の形状などを確認することができ、効率的に施工状況の確認を行うことができる。また、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、超音波を用いて三次元測定結果を取得しているので、水中の透明度が低い場合でも水中の汚泥などの影響を受けることなく、施工状況の確認などを行うことができ、潜水士の安全の確保を担保することができる。

さらに、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、水中での作業を行う水中作業構成を備え、表示部に該水中作業構成の位置情報を表示することができるので、水中での土木作業の施工状況を実時間で確認することができる。

またさらに、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、水中の施工対象物の施工前及び施工後の位置及び形状を表示することができるので、水中での土木作業の進捗状況を実時間で確認することができる。

また、本発明に係る超音波式撮像計量方法は、水中の施工対象物の大きさを計測する球状のマーカーを出力することができるので、施工対象物の大きさを容易に把握することができる。

図６（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態に係る超音波式水中映像取得装置１は、船体２に設置され、自身を機械的に走査することなく船体２の船底から海底の対象物３０に向けて超音波ビーム２１を送波し、その反射波を受波することで、図６（ｃ）に示すような三次元測定結果を得ることができる。また、超音波ビーム２１の送波方向は、上述した方向に限られず、送波器及び受波器を船体２から水中に沈下させて設置し、対象物に対して水平方向に送波しても構わない。

ここで、本実施形態に係る超音波式水中映像取得装置１は、作業情報処理部によって水中作業部３１の位置情報を同時に取得及び表示することができるようになっている。この位置情報は、作業情報として作業情報出力部５１ａによって表示され、このように、水中作業部３１の位置情報を取得することができれば、水中作業部３１を動態として実時間観察することが可能であり、水中の状況と水中作業部３１の相互関係を適切に把握するとともに、安全に水中の土木作業を行うことが可能となる。

図９に示すように、本実施形態に係る超音波式水中映像取得装置１は、対象物３０近傍に設置した三次元空間位置対応手段としての音響トランスポンダ等の音響マーカー６１ａ，６１ｂ，６１ｃとを有している。この音響マーカー６１ａ，６１ｂ，６１ｃは、図９（ｂ）に示すように、例えば、対象物３０の頂上に一点と底面に二点といったように配列され、一直線上に並ばないように配列されている。このように、各音響マーカーを一直線上に配列しないのは、後述する累加処理において、各音響マーカー６１ａ，６１ｂ，６１ｃの位置関係を明確にするためである。

Claims

水中の三次元計測空間に超音波を送受波する手段と、前記三次元計測空間からの反射波を処理する処理手段と、作業情報を処理する作業情報処理部と、前記作業情報処理部における処理の最終結果を画像として表示する表示部とを備え、自身を機械的に走査することなく三次元計測空間の情報を取得する超音波式水中映像取得装置を有し、
前記三次元計測空間の情報における反射信号発生位置と、前記三次元計測空間における対象物存在位置との相互関係を対応付ける三次元空間位置対応手段を有することを特徴とする超音波式撮像計量方法。
請求項１に記載の超音波式撮像計量方法において、
前記三次元空間位置対応手段は、音響トランスポンダであることを特徴とする超音波式撮像計量方法。
請求項１又は２に記載の超音波式撮像計量方法において、
前記超音波式水中映像取得装置が、前記表示部に対象物の施工前及び施工後の情報又は目標情報と、前記三次元計測空間の情報とを同時に表示可能であることを特徴とする超音波式撮像計量方法。
請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波式撮像計量方法において、
前記表示部が、対象物の断面形状などの二次元像を表示可能であることを特徴とする超音波式撮像計量方法。
請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波式撮像計量方法において、
前記表示部が、前記三次元計測空間の情報の変化を、経時的に表示可能であることを特徴とする超音波式撮像計量方法。
請求項１から５のいずれか１項に記載の超音波式撮像計量方法において、
前記表示部が、対象物の三次元的な大きさの把握を可能とする構成を有することを特徴とする超音波式撮像計量方法。
請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波式撮像計量方法において、
前記超音波式水中映像取得装置による計測を複数回行い、これらの計測結果を実空間の位置情報を基準として加算するように構成することを特徴とする超音波式撮像計量方法。
請求項１から７のいずれか１項に記載の超音波式撮像計量方法において、
前記表示部が、前記超音波式水中映像取得装置による測定結果を三次元の座標データを含む三次元計測結果として表示する構成であることを特徴とする超音波式撮像計量方法。
請求項１から８のいずれか１項に記載の超音波式撮像計量方法において、
前記超音波式水中映像取得装置が、漁労又は警備を対象とする構成であることを特徴とする超音波式撮像計量方法。
請求項１から９のいずれか１項に記載の超音波式撮像計量方法において、
前記表示部は、寸法を変更可能なマーカーを表示可能であることを特徴とする超音波式撮像計量方法。
水中の三次元計測空間に超音波を送受波する手段と、前記三次元計測空間からの反射波を処理する処理手段と、作業情報を処理する作業情報処理部と、前記作業情報処理部における処理の最終結果を画像として表示する表示部とを備え、自身を機械的に走査することなく三次元計測空間の情報を取得する超音波式水中映像取得装置を有し、
水中土木工事又は保安探索を目的とする水中作業構成を有することを特徴とする超音波式撮像計量方法。
請求項１１に記載の超音波式撮像計量方法において、
前記超音波式水中映像取得装置と、前記水中作業構成との相互位置関係を把握する手段を有することを特徴とする超音波式撮像計量方法。
請求項１１又は１２に記載の超音波式撮像計量方法において、
前記水中作業構成が、エンドエフェクタ等を前記超音波式水中映像取得装置が搭載された自船から吊下する作業手段又は、遠隔操作される水中ブルドーザ等の自船から分離したプラットフォームによる作業構成であることを特徴とする超音波式撮像計量方法。
請求項１１から１３のいずれか１項に記載の超音波式撮像計量方法において、
前記超音波式水中映像取得装置が、超音波のドップラー効果を把握する手段を有することを特徴とする超音波式撮像計量方法。
請求項１１から１４のいずれか１項に記載の超音波式撮像計量方法において、
前記超音波式水中映像取得装置と、前記水中作業構成との相互位置関係に対応して表示画面を変化させる構成を有することを特徴とする超音波式撮像計量方法。