JP2017108656A

JP2017108656A - 壁面緑化検査システム及び壁面緑化管理方法

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Publication number: JP2017108656A
Application number: JP2015244011A
Authority: JP
Inventors: 杉山　信夫; Nobuo Sugiyama; 信夫杉山; 陽介岡田; Yosuke Okada
Original assignee: Sugiko Co Ltd
Current assignee: Sugiko Co Ltd
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2017-06-22

Abstract

【課題】建築物が密集した市街地の環境においても壁面全域を観察するとともに、壁面緑化植物を至近距離で観察することができ、しかも、高所作業車等を用いた高所作業を要しない壁面緑化検査システム及び壁面緑化管理方法を提供する。
【解決手段】壁面緑化検査システムは、壁面緑化植物に接近して飛行可能な無人飛行体（Ｄ）と、飛行体の位置を測定する位置測定装置（Ｐ）と、飛行体の飛行を制御する制御装置（Ｃ）と、飛行体と無線通信可能な遠隔操縦装置（Ｍ）とを有する。飛行体は、壁面緑化植物（Ｇ）の画像を撮影する撮像装置を有し、制御装置は、撮像装置の画像を画像処理して壁面緑化植物の画像を生成する画像処理手段と、画像処理手段が生成した画像を表示するディスレイ装置とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、壁面緑化検査システム及び壁面緑化管理方法に関するものであり、より詳細には、建築物、土木構造物等の構造物の壁面を緑化する緑化植物の状態を比較的容易に点検し又は検査することができる壁面緑化検査システム及び壁面緑化管理方法に関するものである。

建築物等の壁面緑化が、ヒートアイランド現象緩和、美観向上、環境負荷軽減等の観点より、近年殊に、注目されている。壁面緑化方法として、付着根を有するつる植物を自立登攀させて壁面を覆う登攀式壁面緑化法、屋上、ベランダ等に設置したプランターから植物を垂らして壁面を緑化する垂下式壁面緑化法、ワイヤー等の補助材を用いてつる植物を登攀又は下垂させて壁面を緑化する補助材式壁面緑化法（特開2004-267084号公報）、つる植物を誘引・巻付け可能なユニットを用いたユニット式壁面緑化法（特開2004-254565号公報）、更には、壁面緑化専用の植栽済み緑化パネルを用いて壁面を早期に緑化する立体基盤式壁面緑化法（特開2003-155714号公報、特開2001-169658号公報）等が知られている。このような緑化法は、建築物の壁面等の外側に緑化設備又は緑化構造を付加的に配設する構成を採用したものであり、建築物の外装は、壁体等の建築構造体と、緑化専用の緑化設備又は緑化構造とからなる二重構造を有する。他方、壁面を構成する壁体又は壁材の構造を利用した壁面緑化法が、本出願人等の出願に係る特開2012-130270号公報、特開2012-39934号公報等に記載されている。

一般に、壁面緑化植物は、成育不良、枯れ、或いは、病害虫等の対策のために定期的に点検、検査又は観察する必要があるが、中高層建築物や、大規模な土木構造物等の壁面を緑化する植物を維持管理する場合、壁面緑化植物が高所に位置するため、植物を至近距離で目視観察し難く、植物を実際に手指で触診することも、極めて困難である。例えば、市街地の中高層建築物等においては、壁面緑化植物の管理者等は、図１（Ａ）に示す如く、昼間の時間帯に道路の反対側等から双眼鏡等で植物を観察して植物の枯れ、成育状態、病害虫症状等の有無を確認した後、図１（Ｂ）に示す如く、人及び車両等の交通量が少ない夜間、休日等の時間帯に枯れ箇所等の対策や、病害虫の防除等を実施する。

特開2004-267084号公報特開2004-254565号公報特開2003-155714号公報特開2001-169658号公報特開2012-130270号公報特開2012-39934号公報

しかしながら、壁面全域を双眼鏡等で観察する場合には、壁面全域を視認し得るように壁面から離間した適切な観察地点又は観察場所を確保しなければならない。しかし、建築物が密集した市街地の環境等では、そのような観察地点又は観察場所を容易に確保し難い。

また、このような維持管理形態では、植物を至近距離で観察できないので、枯れ箇所等の対策や、病害虫の防除等を実施する高所作業中に新たな病害虫症状が発見される場合がある。高所作業中に新たな病害虫症状が発見された場合、症状に適応する薬剤等が予め用意されていないことが多く、この結果、十分な病害虫対策を実施し得ないことが多い。

更には、上記の如く壁面緑化植物を維持管理するには、高所作業車、灯光器、道路誘導員、高所作業員、作業車オペレーター等が必要となるばかりでなく、作業時間が、交通規制可能な夜間、休日等の時間帯に制約されてしまうので、維持管理に要する手間、労力及び費用等が嵩む。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、建築物が密集した市街地の環境においても壁面全域を観察するとともに、壁面緑化植物を至近距離で観察することができ、しかも、高所作業車等を用いた高所作業を要しない壁面緑化検査システム及び壁面緑化管理方法を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明は、壁面緑化植物に接近して飛行可能な無人飛行体と、該飛行体の位置を測定する位置測定装置と、前記飛行体の飛行を制御する制御装置と、前記飛行体と無線通信可能な遠隔操縦装置とを有し、
前記飛行体は、壁面緑化植物の画像を撮影する撮像装置を有し、
前記制御装置は、前記撮像装置の画像を画像処理して壁面緑化植物の画像を生成する画像処理手段と、画像処理手段が生成した画像を表示するディスレイ装置とを有することを特徴とする壁面緑化検査システムを提供する。

好ましくは、上記飛行体は、壁面緑化植物に対して水、栄養剤、肥料又は薬剤を噴射又は噴霧する液体噴射装置又は液体噴霧装置を有する。更に好ましくは、上記制御装置は、壁面緑化植物を構成する植物の輪郭及び／又は色に基づいて植物の枯れ、成育状態又は病害虫症状を自動的に識別する緑化植物診断手段を有する。所望により、上記制御装置は、予め設定された所定の飛行経路に沿って飛行体を定期的に飛行させる自動運行手段を有する。

本発明は又、上記構成の壁面緑化検査システムを用いた壁面緑化管理方法であって、壁面緑化植物に接近して飛行する前記飛行体の撮像装置によって壁面緑化植物の画像を撮影し、前記飛行体の撮影位置と各画像データとの関係より画像データを画像処理して壁面緑化植物全体の画像を合成し且つ該画像をディスレイ装置に表示することを特徴とする壁面緑化管理方法を提供する。

本発明の上記構成によれば、無人飛行体によって壁面緑化植物の画像を取得し、画像に基づいて壁面緑化植物の枯れ、成育状態、病害虫症状等を識別することができるので、建築物が密集した市街地の環境においても壁面全域を観察するとともに、壁面緑化植物を至近距離で観察することができ、しかも、高所作業車等を用いた高所作業は、必要とされない。

本発明によれば、建築物が密集した市街地の環境においても壁面全域を観察するとともに、壁面緑化植物を至近距離で観察することができ、しかも、高所作業車等を用いた高所作業を要しない壁面緑化検査システム及び壁面緑化管理方法を提供することができる。

図１は、従来の壁面緑化管理方法を概略的に示す縦断面図である。図２は、本発明に係るの構成を概略的に示す縦断面図である。図３は、本発明に係る壁面緑化検査システムの構成を示す斜視図である。図４は、壁面緑化検査システムを構成する飛行体を拡大して示す拡大斜視図である。図５は、画像処理前の画像データを示す概念図である。図６は、画像処理後の画像を示す概念図である。図７は、壁面緑化植物に薬剤を噴霧する機能を備えた飛行体の構成を概略的に示す側面図である。図８は、飛行体の作動を自動化した構成を示す斜視図である。

以下に説明する本発明の好適な実施例において、壁面緑化検査システムは、建築物の壁面緑化植物に対して適用される。壁面緑化植物に接近して飛行可能な無人飛行体は、飛行体の撮像装置によって壁面緑化植物の画像を撮影し、制御装置は、飛行体の撮影位置と各画像データとの関係より画像データを画像処理して壁面緑化植物全体の画像を合成し且つ壁面緑化植物の画像をディスレイ装置に表示する。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。

図２〜図４は、本発明に係る壁面緑化検査システムの構成を概略的に示す縦断面図、斜視図及び拡大斜視図である。

図２に概念的に示す如く、壁面緑化検査システムは、建築物Ａの壁面緑化植物Ｇに接近して飛行可能な飛行体Ｄと、飛行体Ｄの位置等を測定する位置測定装置Ｐと、飛行体Ｄの飛行を制御する地上制御装置Ｃと、飛行体Ｄと無線通信可能な遠隔操縦装置Ｍとから構成される。

飛行体Ｄは、機能的には、一般に「ドローン」として知られる無人飛行体（ＵＡＶ(Unmanned Aerial Vehicle)）であり、構造的には、複数のローター（例えば、４つのロータ）を備えたマルチコプターである。飛行体Ｄは、ジンバル機構等を介して飛行体Ｄの本体に支持されたＣＣＤカメラ等の撮像装置（図示せず）を備えるとともに、ＧＰＳ装置、方向角センサ、通信機器等（図示せず）を備える。撮像装置は、水平飛行中に壁面緑化植物Ｇを連続的に撮影し、画像データを記憶する。画像データは、断続的又は連続的に遠隔操縦装置Ｍに送信される。

位置測定装置Ｐは、飛行体Ｄの飛行中に飛行体Ｄを追尾し、飛行体Ｄの位置等を測定する。位置測定装置Ｐは、地上制御装置Ｃに有線又は無線通信手段により接続され、位置測定装置Ｐが測定した飛行体Ｄの３次元座標は、座標データとして地上制御装置Ｃに入力される。

遠隔操縦装置Ｍは、地上制御装置Ｃに有線又は無線通信手段により接続され、地上制御装置Ｃの飛行制御プログラムの制御下に飛行体Ｄの飛行を遠隔制御するとともに、飛行体Ｄの撮像装置の作動を制御する。撮像装置が撮影した画像データは、遠隔操縦装置Ｍを介して地上制御装置Ｃに入力される。

地上制御装置Ｃは、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等より構成され、演算処理部、記憶部、通信部、ディスプレイ装置、各種ＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェース）機器等を備える。記憶部は、画像データ、飛行制御プログラム、画像処理プログラム、緑化植物診断プログラム等を格納し、通信部は、位置測定装置Ｐ及び遠隔操縦装置Ｍが取得した位置データ及び画像データ等を受信するとともに、飛行制御データ等を遠隔操縦装置Ｍに出力する。演算処理部は、画像データを画像処理プログラムによって画像処理するとともに、緑化植物診断プログラムに従って植物の状況を識別し又は判定する。ディスプレイ装置は、演算処理部によって画像処理された壁面緑化植物Ｇの画像等を表示する。

図３及び図４には、飛行体Ｄの飛行経路が破線矢印で概略的に示されている。飛行体Ｄは、予め設定された飛行経路に従って建築物Ａの壁面を走査するように飛行する。本例において、飛行経路は、飛行体Ｄが建築物Ａの壁面を端から端まで水平方向に移動した後、鉛直下方に降下し、壁面を逆方向に端から端まで水平移動するように設定される。飛行体Ｄの撮像装置は、水平移動時に壁面緑化植物Ｇを連続的に撮影し、撮像した画像の画像データを遠隔操縦装置Ｍに送信し、遠隔操縦装置Ｍは、受診した画像データを地上制御装置Ｃに出力する。

図５は、画像処理前の画像データを示す概念図であり、図６は、画像処理後の画像を示す概念図である。

飛行体Ｄの撮像装置は、水平移動時に壁面緑化植物Ｇを撮影し、地上制御装置Ｃに入力された画像データは、図５に示す如く、飛行体Ｄの水平飛行経路毎に分離した不連続の画像データ群である。また、各水平飛行経路の画像データも、実際には、水平方向においても撮像範囲毎に分断した画像データの集合である。このため、地上制御装置Ｃの演算処理部は、画像処理プログラムによって画像データを画像処理し、壁面全体に連続する壁面緑化植物Ｇの画像を図６に示すように合成する。このため、地上制御装置Ｃのディスプレイ装置には、現実の壁面緑化植物Ｇとして視覚的に認識し得る壁面緑化植物Ｇの画像が表示される。

画像処理装置は更に、緑化植物診断プログラムにより、壁面緑化植物Ｇを構成する植物の茎、葉等の輪郭及び色等に基づいて植物の枯れ、成育状態、病害虫症状等を識別し、このような症状がある異常部分を地上制御装置Ｃのディスプレイ装置に表示する。図５の部分拡大図には、このような異常部分が黒塗り表示によって例示されている。

図７は、壁面緑化植物Ｇに薬剤を噴霧する機能を備えた飛行体Ｄの構成を概略的に示す側面図である。

図７に示す飛行体Ｄは、壁面緑化植物Ｇに対して薬剤を噴霧する薬剤噴霧装置Ｓを有する。薬剤噴霧装置Ｓは、薬剤を収容した容器（図示せず）を備えるとともに、薬剤を壁面緑化植物Ｇに向けて噴霧する薬剤噴霧ノズルＮを備える。地上制御装置Ｃによって異常部分の存在がディスプレイ装置に表示された場合、建物の管理者等は、異常の種類を画像より判断した後、適当な薬剤の容器、カセット等を薬剤噴霧装置Ｓにセットする。管理者等は、地上制御装置Ｃによって特定された異常箇所に飛行体Ｄを移動させるように遠隔操縦装置Ｍを操作するとともに、異常箇所において薬剤噴霧装置Ｓを作動させ、薬剤噴霧ノズルＮは、異常のある植物に対して薬剤を噴霧する。

また、薬剤噴霧装置Ｓは、壁面緑化植物Ｇを構成する植物全般に肥料、薬剤、栄養剤、水等を供給するのに使用しても良く、この場合、飛行体Ｄは、図３及び図４に破線矢印で示す如く壁面緑化植物Ｇを全体的に走査するように移動し、壁面緑化植物Ｇ全体に肥料等を均等に噴霧する。

図８は、飛行体Ｄの作動を自動化した構成を示す斜視図である。

建築物Ａは、飛行体Ｄの待機ステーションＢを屋上部分に備える。地上制御装置Ｃは、予め設定された循環飛行経路（図８に破線矢印で示す）で飛行体Ｄを定期的に飛行させ、壁面緑化植物Ｇの画像を定期的に取得する自動運行プログラムを有する。自動運行プログラムは、例えば、一日に一回、飛行体Ｄを飛行させるように設定される。地上制御装置Ｃは、壁面緑化植物Ｇの画像を解析し、壁面緑化植物Ｇを構成する植物の茎、葉等の輪郭及び色等に基づいて植物の枯れ、成育状態、病害虫症状等を自動的に識別する緑化植物診断プログラムを有する。地上制御装置Ｃは、緑化植物診断プログラムによって病害虫等の異常を検出すると、地上制御装置Ｃは、建物管理者の携帯端末機器等に異常発生を通知し、管理者等は、携帯端末機器等によって薬剤散布等を地上制御装置Ｃに指示する。異常発生の通知は、例えば、管理者が所持する携帯ＰＣ、スマートフォン、タブレット型端末機器等に対する電子メールＥ等の形態で地上制御装置Ｃから発信される。地上制御装置Ｃは、管理者の携帯端末機器等より受診した指示に従って隔操縦装置Ｍを制御し、飛行体Ｄを異常箇所に移動させるとともに、異常箇所において薬剤噴霧装置Ｓを作動させ、薬剤噴霧ノズルＮは、異常のある植物に対して薬剤を噴霧する。

以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変形又は変更が可能である。

例えば、壁面緑化検査システムは、建築物の壁面緑化植物のみならず、橋梁、高速道路等の土木構造物の壁面緑化植物などに適用することができる。

また、壁面緑化検査システムを構成する地上制御装置は、建築物の屋内空間に配置し、或いは、建築物の屋上等に配置しても良い。

本発明は、建築物、土木構造物等の構造物の壁面を緑化する緑化植物の状態を点検又は検査する壁面緑化検査システム及び壁面緑化管理方法に適用される。本発明の壁面緑化検査システム及び壁面緑化管理方法によれば、建築物が密集した市街地の環境においても壁面全域を観察するとともに、壁面緑化植物を至近距離で観察することができ、しかも、高所作業車等を用いた高所作業を要しないので、その実用的効果は、顕著である。

Ａ建築物
Ｂ待機ステーション
Ｃ地上制御装置
Ｄ飛行体
Ｐ位置測定装置
Ｍ遠隔操縦装置
Ｇ壁面緑化植物
Ｓ薬剤噴霧装置
Ｎ薬剤噴霧ノズル

Claims

壁面緑化植物に接近して飛行可能な無人飛行体と、該飛行体の位置を測定する位置測定装置と、前記飛行体の飛行を制御する制御装置と、前記飛行体と無線通信可能な遠隔操縦装置とを有し、
前記飛行体は、壁面緑化植物の画像を撮影する撮像装置を有し、
前記制御装置は、前記撮像装置の画像を画像処理して壁面緑化植物の画像を生成する画像処理手段と、画像処理手段が生成した画像を表示するディスレイ装置とを有することを特徴とする壁面緑化検査システム。
前記飛行体は、壁面緑化植物に対して水、栄養剤、肥料又は薬剤を噴射又は噴霧する液体噴射装置又は液体噴霧装置を有することを特徴とする請求項１に記載の壁面緑化検査システム。
前記制御装置は、壁面緑化植物を構成する植物の輪郭及び／又は色に基づいて植物の枯れ、成育状態又は病害虫症状を自動的に識別する緑化植物診断手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の壁面緑化検査システム。
前記制御装置は、予め設定された所定の飛行経路に沿って前記飛行体を定期的に飛行させる自動運行手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の壁面緑化検査システム。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載された壁面緑化検査システムを用いた壁面緑化管理方法であって、壁面緑化植物に接近して飛行する前記飛行体の撮像装置によって壁面緑化植物の画像を撮影し、前記飛行体の撮影位置と各画像データとの関係より画像データを画像処理して壁面緑化植物全体の画像を合成し且つ該画像をディスレイ装置に表示することを特徴とする壁面緑化管理方法。