JP2017156108A - Land form information collection system and land form information collection method - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、地形情報を収集する地形情報収集システム及び地形情報収集方法に関するものである。 The present invention relates to a terrain information collection system and a terrain information collection method for collecting terrain information.
近年、土木工事等が行われる作業現場では、無人の自走装置を用いて地形情報を事前に収集し、収集した地形情報から作業計画の策定等を行う試みが成されている。例えば、特許文献1は、予めUGV(unmanned ground vehicle)で取得した未完成の三次元マップを完成させるために、UAV(Unmanned Air Vehicle)の飛行ルートを未完成領域から求め、UAVが撮像した地形データから未完成領域を補完する技術を開示する。 In recent years, at work sites where civil engineering work and the like are performed, attempts have been made to collect terrain information in advance using an unmanned self-propelled device and formulate a work plan from the collected terrain information. For example, in Patent Document 1, in order to complete an incomplete three-dimensional map acquired in advance by UGV (Unmanned Ground Vehicle), a flight route of UAV (Unmanned Air Vehicle) is obtained from an incomplete region, and the terrain imaged by UAV Disclose a technique for complementing unfinished areas from data.
しかし、特許文献1の技術は、地形データの取得のみが行われており、地盤の特性を調査するようなことは全く行われていない。そのため、完成された三次元マップを参照して土木作業を行う場合、オペレータは、土木作業中に軟弱な地盤を判別して建設機械を回避させたり、地盤に適するように建設機械を操作させたりすることができないという問題がある。その結果、土木作業の高効率化及び高安全性を図ることが困難であるという問題がある。 However, in the technique of Patent Document 1, only the acquisition of topographic data is performed, and the characteristics of the ground are not investigated at all. Therefore, when performing civil engineering work with reference to the completed three-dimensional map, the operator discriminates the soft ground during the civil engineering work, avoids the construction machine, or operates the construction machine to suit the ground. There is a problem that you can not. As a result, there is a problem that it is difficult to increase the efficiency and safety of civil engineering work.
本発明の目的は、地盤の軟弱さが判別可能な3次元地形情報を提示する地形情報収集システム及び地形情報収集方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a terrain information collecting system and a terrain information collecting method for presenting three-dimensional terrain information capable of determining the softness of the ground.
本発明の一態様による地形情報収集システムは、地形に関する情報を収集する情報収集装置と、前記情報収集装置とネットワークを介して接続されたサーバとを備える地形情報収集システムであって、
前記情報収集装置は、
地面を撮像することで、前記地形を3次元的に示す3次元地形情報を取得する撮像部と、
前記情報収集装置の位置を示す自己位置情報を計測する位置センサと、
前記地面に含まれる水分を計測することで水分情報を取得する水分情報取得部と、
前記撮像部により取得された3次元地形情報と、前記位置センサにより計測された自己位置情報と、前記水分情報取得部により取得された水分情報とを対応付けて、前記サーバに送信する第1通信部とを備え、
前記サーバは、
前記第1通信部により送信された、前記3次元地形情報と前記自己位置情報と前記水分情報とを受信する第2通信部と、
前記第2通信部により受信された、前記3次元地形情報と前記自己位置情報と前記水分情報とに基づいて、前記3次元地形情報が示す3次元地形画像上に、前記水分情報が重畳された合成画像を生成する画像合成部と、
前記画像合成部で生成された合成画像を表示する表示部とを備える。
A terrain information collection system according to an aspect of the present invention is a terrain information collection system comprising an information collection device that collects information about terrain, and a server connected to the information collection device via a network,
The information collecting device includes:
An imaging unit that acquires 3D terrain information indicating the terrain three-dimensionally by imaging the ground;
A position sensor for measuring self-position information indicating the position of the information collecting device;
A moisture information acquisition unit that acquires moisture information by measuring moisture contained in the ground;
First communication that associates the three-dimensional terrain information acquired by the imaging unit, the self-position information measured by the position sensor, and the moisture information acquired by the moisture information acquisition unit, and transmits the first communication to the server With
The server
A second communication unit that receives the three-dimensional terrain information, the self-location information, and the moisture information transmitted by the first communication unit;
Based on the 3D terrain information, the self-location information, and the moisture information received by the second communication unit, the moisture information is superimposed on the 3D terrain image indicated by the 3D terrain information. An image composition unit for generating a composite image;
And a display unit for displaying the synthesized image generated by the image synthesizing unit.
本態様によれば、情報収集装置によって、地形を3次元的に示す3次元地形情報と、情報収集装置の自己位置情報と、地面に含まれる水分を示す水分情報とが取得され、サーバに送信される。これらの情報を受信したサーバは、3次元地形情報が示す3次元地形画像上に水分情報が重畳された合成画像を生成する。したがって、この合成画像を見た人物は、地盤が軟弱な領域や軟弱でない領域を一目で判別し、地盤の軟弱さに適するように建設機械を操作させたり、土木計画を策定することができる。その結果、土木作業の高安全性及び高効率化を図ることができる。 According to this aspect, the information collection device acquires the three-dimensional terrain information indicating the terrain three-dimensionally, the self-location information of the information collection device, and the moisture information indicating the moisture contained in the ground, and transmits them to the server. Is done. The server that has received such information generates a composite image in which moisture information is superimposed on the three-dimensional terrain image indicated by the three-dimensional terrain information. Therefore, the person who sees the composite image can distinguish the soft area and the non-soft area at a glance, operate the construction machine so as to suit the softness of the ground, and formulate a civil engineering plan. As a result, high safety and high efficiency of civil engineering work can be achieved.
上記態様において、前記情報収集装置は、
前記情報収集装置を地上で走行させる走行部と、
前記情報収集装置を自律的に走行させながら、前記撮像部、前記位置センサ、及び前記水分情報取得部に計測動作を繰り返し実行させる制御部とを更に備えてもよい。
In the above aspect, the information collection device includes:
A traveling unit for traveling the information collecting device on the ground;
You may further provide the control part which makes the said imaging part, the said position sensor, and the said moisture information acquisition part repeatedly perform measurement operation | movement, making the said information collection apparatus drive autonomously.
本態様によれば、情報収集装置は、自律的に走行しながら、3次元地形情報、自己位置情報、及び水分情報を繰り返し取得するので、こららの情報を得たサーバは、広範囲に亘る合成画像を生成できる。また、情報収集装置は、自律的に走行するので、サーバは情報収集装置の走行を制御する必要がなく、サーバの処理負担を軽減できる。 According to this aspect, since the information collection device repeatedly acquires the three-dimensional terrain information, the self-location information, and the moisture information while traveling autonomously, the server that has obtained these information can perform synthesis over a wide range. An image can be generated. In addition, since the information collection device travels autonomously, the server does not need to control the travel of the information collection device, and the processing burden on the server can be reduced.
上記態様において、前記ネットワークに接続された表示装置を更に備え、
前記第2通信部は、前記画像合成部により生成された合成画像を前記表示装置に送信し、
前記表示装置は、前記送信された合成画像を表示させてもよい。
In the above aspect, further comprising a display device connected to the network,
The second communication unit transmits the combined image generated by the image combining unit to the display device,
The display device may display the transmitted composite image.
本態様によれば、合成画像が、サーバとネットワークを介して接続された表示装置に表示されるので、例えば、人物は、土木作業現場に設置された表示装置上に表示された合成画像を参照し、地盤の軟弱な領域を判別しながら、土木作業を行うことができる。 According to this aspect, since the composite image is displayed on the display device connected to the server via the network, for example, the person refers to the composite image displayed on the display device installed in the civil engineering work site. And civil engineering work can be performed while discriminating the soft area of the ground.
上記態様において、前記表示装置は、建設機械又は携帯端末に搭載されていてもよい。 In the above aspect, the display device may be mounted on a construction machine or a portable terminal.
本態様によれば、建設機械のオペレータは、建設機械が備える表示装置上に表示された合成画像を見て、地盤の軟弱な領域を判別しながら、土木作業を行うことができる。或いは、本態様によれば、携帯端末を携帯する人物は、携帯端末上に表示される合成画像を見て、地盤の軟弱な領域を判別しながら土木作業を行ったり、土木作業の計画を策定したりすることができる。 According to this aspect, the operator of the construction machine can perform the civil engineering work while viewing the composite image displayed on the display device included in the construction machine and discriminating the soft area of the ground. Alternatively, according to this aspect, a person carrying a mobile terminal looks at a composite image displayed on the mobile terminal and performs a civil engineering work while determining a soft area of the ground, or formulates a civil engineering work plan. You can do it.
上記態様において、前記水分情報取得部は、前記地面に対して抜き差し可能に構成された水分センサと、前記水分センサを前記地面に対して抜き差しさせるアクチュエータとを備えてもよい。 In the above aspect, the moisture information acquisition unit may include a moisture sensor configured to be removable with respect to the ground, and an actuator that allows the moisture sensor to be inserted into and removed from the ground.
本態様によれば、情報収集装置は、アクチュエータからの動力を得て、水分センサを地面に抜き差しすることで、自律的に水分情報を取得できる。 According to this aspect, the information collection device can acquire moisture information autonomously by obtaining power from the actuator and inserting and removing the moisture sensor to and from the ground.
上記態様において、前記撮像部は、3次元スキャナで構成されていてもよい。 In the above aspect, the imaging unit may be configured with a three-dimensional scanner.
本態様によれば、3次元スキャナが用いられているので、正確な3次元地形情報を得ることができる。 According to this aspect, since the three-dimensional scanner is used, accurate three-dimensional landform information can be obtained.
上記態様において、前記画像合成部は、前記水分情報が示す水分量に応じて色の濃さ及び色の種類の少なくとも一方を変えて前記水分情報を表示させてもよい。 In the above aspect, the image composition unit may display the moisture information by changing at least one of a color density and a color type according to a moisture amount indicated by the moisture information.
本態様によれば、水分量に応じて色の濃さ及び色の種類の少なくとも一方が変えて水分情報が表示されるので、合成画像を見た人物は、一目で地盤が軟弱な領域を判別できる。 According to this aspect, since the moisture information is displayed by changing at least one of the color intensity and the color type according to the amount of moisture, the person who sees the composite image can discriminate the area where the ground is soft at a glance. it can.
本発明によれば、3次元地形画像上に水分情報が重畳された合成画像が生成されるので、この合成画像を見た人物は地盤が軟弱な領域や軟弱でない領域を一目で判別することができ、土木作業の高安全化及び高効率化を図ることができる。 According to the present invention, since a composite image in which moisture information is superimposed on a three-dimensional terrain image is generated, a person who sees the composite image can discriminate a region where the ground is soft or a region where the ground is not soft at a glance. It is possible to increase the safety and efficiency of civil engineering work.
[全体構成]
図1は、本発明の実施の形態に係る地形情報収集システム10の全体構成の一例を示す図である。地形情報収集システム10は、情報収集装置100、サーバ200、及びナビゲーションシステム300(表示装置の一例)を備える。情報収集装置100、サーバ200、及びナビゲーションシステム300は、ネットワークNTを介して相互に通信可能に接続されている。
[overall structure]
FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of a terrain
ネットワークNTとしては、携帯電話通信網、インターネット通信網、及び衛星通信網等を含む公衆通信網で構成され、TCP/IP等の通信プロトコルを用いて種々のデータが送受信される。 The network NT is a public communication network including a mobile phone communication network, an Internet communication network, a satellite communication network, and the like, and various data are transmitted and received using a communication protocol such as TCP / IP.
情報収集装置100は、UGVの機能を備える装置であり、走行部110、撮像部120、位置センサ130、水分センサ140(水分情報取得部の一例)、アクチュエータ150(水分情報取得部の一例)、制御部160、方位センサ170、及び通信部180(第1通信部の一例)を備える。
The
走行部110は、例えば、左右一対のクローラと、左右一対のクローラのそれぞれを駆動させる一対のモータとを備え、情報収集装置100を地上で走行させる。モータとしては、電動モータ或いは油圧モータが採用されてもよい。電動モータが採用される場合、図略の蓄電器から供給される電力により走行部110は駆動される。油圧モータが採用される場合、図略の油圧ポンプから供給される作動油によって走行部110は駆動される。
The
走行部110は、左右一対のクローラの回転速度を変えることで、情報収集装置100を旋回させることができる。また、走行部110は、左右一つのクローラの回転方向を逆転させることで、情報収集装置100を後進させることもできる。ここでは、荒れた地面で情報収集装置100を走行させるという観点から、走行部110はクローラで構成されているが、本開示はこれに限定されず、ホイールで構成されてもよい。
The
撮像部120は、例えば、3次元スキャナで構成され、地面を撮像することで、地形を3次元的に示す3次元地形情報を取得する。ここで、3次元スキャナとしては、レーザを照射し、物体に反射して戻ってくるまでの時間(time−of−flight)から物体までの距離を測定するレーザレンジファインダを備えるものが採用できる。
The
本実施の形態では、地面の3次元地形情報を取得するという観点からレーザレンジファインダの光軸は、例えば、斜め下方に向けられている。なお、3次元スキャナとしては、赤外カメラにより地面の距離画像を取得する深度センサが採用されてもよい。 In the present embodiment, the optical axis of the laser range finder is directed obliquely downward, for example, from the viewpoint of acquiring the three-dimensional landform information of the ground. As the three-dimensional scanner, a depth sensor that acquires a distance image of the ground with an infrared camera may be employed.
位置センサ130は、例えばGNSS(Global Navigation Satellite System)センサで構成され、情報収集装置100の位置情報(自己位置情報)を取得する。方位センサ170は、例えばGNSSセンサで構成され、情報収集装置100の方位情報を取得する。ここで、自己位置情報は、例えば、緯度データ及び経度データを含む。方位情報は、所定の方向(例えば北向き)を基準としたときの、情報収集装置100の向きを示すデータを含む。情報収集装置100の向きとしては、例えば、上面視において、情報収集装置100の進行方向と、北向きの方向とのなす角度が採用できる。
The
水分センサ140は、水分量が増加すると誘電率が増加するという特性を利用して土中の水分量を計測する水分センサで構成されている。具体的には、水分センサ140は、TDR(Time Domain Reflectometry Method)法の水分センサで構成されている。この場合、水分センサ140は、例えば、地面に対して抜き差し可能に構成される金属製の電極棒からなるロッドと、ロッドに一定周波数(30MHz〜3GHz)の電磁波を与え、電磁波がロッドを往復する時間を計測するデータロガーと、データロガーが計測した時間から誘電率を求め、求めた誘電率から水分量を算出するプロセッサとを備える。但し、これは一例であり、水分センサ140は、ADR法の水分センサで構成されてもよいし、ポーラスカップと呼ばれる素焼きのカップを土中に埋めて計測を行うテンシオメーター法の水分センサで構成されてもよい。
The
アクチュエータ150は、例えば、電動モータ或いは油圧モータで構成され、水分センサ140のロッドを上下方向に進退させることで、ロッドを地面に抜き差しさせる。ここで、アクチュエータ150は、制御部160の制御の下、水分センサ140の計測動作時に水分センサ140のロッドを地面に挿入し、計測動作の終了時にロッドを地面から引き抜くようにロッドを動作させればよい。
The
制御部160は、例えば、CPU、ROM、RAM等を備えるコンピュータで構成され、情報収集装置100の全体制御を司る。具体的には、制御部160は、予め定められた計測領域内において、情報収集装置100が自律的に走行するように走行部110を制御する。ここで、制御部160は、計測領域に設定された計測開始位置から計測領域に設定された計測終了位置まで予め定められた走行ルートにしたがって情報収集装置100が走行するように走行部110を駆動させればよい。
The
予め定められた走行ルートとしては、計測領域内で情報収集装置100を蛇行させながら、情報収集装置100を走行させるルートや、計測領域の中心から計測領域の外縁に向けて情報収集装置100を渦巻き状に走行させるルートが採用できる。また、制御部160は、撮像部120が撮像した3次元地形情報から情報収集装置100の前方に障害物が存在すると判断した場合は、情報収集装置100がその障害物を避けるように、走行部110を駆動させればよい。更に、制御部160は、位置センサ130が取得する自己位置情報を参照して情報収集装置100が走行ルートから外れていないかを確認しながら、走行部110を駆動させればよい。
As the predetermined travel route, the
更に、制御部160は、情報収集装置100の走行中に、撮像部120、位置センサ130、及び方位センサ170に繰り返し計測動作を行わせ、情報収集装置100が一定距離進む毎、或いは一定時間経過する毎に情報収集装置100を停止させ、水分センサ140に計測動作を行わせればよい。
Furthermore, the
この場合、撮像部120、水分センサ140、位置センサ130、及び方位センサ170の計測回数は同じでなくてもよい。例えば、レーザレンジファインダで構成される撮像部120が複数ラインの3次元地形情報を取得する毎に、水分センサ140に1回の計測動作を行わせてもよい。
In this case, the number of measurements of the
通信部180は、情報収集装置100をネットワークNTに接続させるための通信装置で構成される。本実施の形態では、通信部180は、撮像部120が取得した3次元地形情報と、位置センサ130が取得した自己位置情報と、水分センサ140が取得した水分情報と、方位センサ170が取得した方位情報とを対応付けてサーバ200に送信する。
The
ここで、通信部180は、撮像部120、水分センサ140、位置センサ130、及び方位センサ170が、同じタイミングで計測した、3次元地形情報、水分情報、自己位置情報、及び方位情報に、共通の識別子を付与して一纏めにして送信すればよい。
Here, the
サーバ200は、CPU、ROM、及びRAMを備えるコンピュータで構成され、画像合成部210、表示部220、記憶部230、及び通信部240(第2通信部の一例)を備える。
The
通信部240は、サーバ200をネットワークNTに接続させるための通信装置で構成され、情報収集装置100から送信された、3次元地形情報と自己位置情報と方位情報と水分情報とを受信する。また、通信部240は、画像合成部210で生成された合成画像をネットワークNTを介してナビゲーションシステム300に送信する。
The
画像合成部210は、通信部240により受信された、3次元地形情報と自己位置情報と方位情報と水分情報とに基づいて、計測領域の3次元地形情報を示す3次元地形画像上に、水分情報が重畳された合成画像を生成する。
Based on the three-dimensional terrain information, the self-location information, the azimuth information, and the moisture information received by the
ここで、画像合成部210は、各3次元地形情報に対応付けられた自己位置情報及び方位情報を参照し、各3次元地形情報を位置決めして、3次元空間上に規定されたX−Y平面(X軸及びY軸で規定される平面)上に配列していく。これにより、X−Y平面上の各位置に高さデータが配列された計測領域の3次元地形情報が得られる。このとき、画像合成部210は隣接する3次元地形情報間に同じ3次元地形情報を示す領域があればその領域を重畳させて隣接する3次元地形情報同士を配列すればよい。
Here, the
そして、画像合成部210は、各水分情報に対応付けられた自己位置情報を参照して、3次元地形情報上の該当する位置に水分情報をマッピングしてくことで、3次元地形情報に水分情報を重畳すればよい。マッピングの手法としては、3次元地形情報上の該当する箇所に、水分情報が示す水分量に応じた色の濃度を割り付ける手法が採用できる。
Then, the
色の濃度の割り付け手法としては、水分量が多い箇所ほど寒色系の色(例えば青色)の濃度を濃くする第1の手法や、水分量が少ない箇所ほど暖色系の色(例えば赤色)の濃度を濃くする第2の手法が採用できる。或いは、色の濃度の割り付け手法としては、水分量が一定量より多い箇所は第1の手法で色の濃度を割り付け、水分量が一定量より少ない箇所は第2の手法で色の濃度を割り付ける第3の手法が採用されてもよい。 As a color density assignment method, there is a first method of increasing the density of a cold color (for example, blue) as the amount of water is higher, or the concentration of a warm color (for example, red) as the amount of water is smaller. A second method for increasing the darkness can be employed. Alternatively, as a color density assignment method, the first method assigns the color density to a portion where the water amount is greater than a certain amount, and the second method assigns the color concentration to a portion where the water amount is less than the certain amount. A third technique may be employed.
また、1つの水分情報に対して1つの色の濃度が割り付けられる割付範囲は、水分情報の分解能に応じて決定されればよい。例えば、撮像部120がレーザレンジファインダで構成される場合において、複数ライン分の3次元地形情報が取得される毎に1つの水分情報が取得されるのであれば、割付範囲は、複数ライン分の3次元地形情報に相当する範囲とされる。また、撮像部120が深度センサで構成される場合において、1枚の距離画像が取得される毎に1つの水分情報が取得されるのであれば、割付範囲は、1枚の距離画像に相当する範囲とされる。なお、隣接する割付範囲が重なる場合、重なった部分の水分情報は両割付範囲の色の濃度の中間の濃度が採用されればよい。
In addition, an allocation range in which one color density is allocated to one moisture information may be determined according to the resolution of the moisture information. For example, in the case where the
そして、画像合成部210は、水分情報がマッピングされた3次元地形情報に対して所定の方向に仮想カメラを設定してレンダリングすることで、合成画像を生成すればよい。
Then, the
表示部220は、例えば、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイで構成され、画像合成部210で生成された合成画像を表示する。
The
記憶部230は、例えば、不揮発性の記憶装置で構成され、画像合成部210で生成された合成画像を記憶する。
The
ナビゲーションシステム300は、土木作業に携わる人物に対して土木作業を誘導するための種々の情報を提供する装置である。ここで、ナビゲーションシステム300は、例えば、計測領域で土木作業を行う建設機械に搭載される、或いは、計測領域で土木作業を行う人物によって携帯される携帯端末に搭載される。携帯端末は、例えば、スマートフォン、タブレット端末といった携帯型の情報処理装置で構成される。
The
そして、ナビゲーションシステム300は、通信部310、制御部320、及び表示部330を備える。通信部310は、ナビゲーションシステム300をネットワークNTに接続するための通信装置で構成される。本実施の形態では、通信部310は、サーバ200から送信された合成画像を受信する。
The
制御部320は、ナビゲーションシステム300の全体制御を司る。本実施の形態では、制御部320は、通信部310が受信した合成画像を表示部330に表示させる。
The
表示部330は、例えば、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイで構成され、合成画像を表示する。
The
[フローチャート]
図2は、本発明の実施の形態に係る地形情報収集システム10の処理の一例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートは、情報収集装置100が計測開始位置に設置され、走行を開始することで開始される。
[flowchart]
FIG. 2 is a flowchart showing an example of processing of the terrain
まず、情報収集装置100の撮像部120は、地面を撮像し、3次元地形情報を取得する(S201)。次に、情報収集装置100は、位置センサ130により自己位置情報を取得させ、方位センサ170により方位情報を取得させ、水分センサ140に水分情報を取得させる(S202)。ここで、情報収集装置100の制御部160は、アクチュエータ150により水分センサ140のロッドを地面に挿入させることで、水分センサ140に水分情報を取得させる。なお、ロッドが地面に挿入された状態で情報収集装置100は走行できないので、制御部160は、水分センサ140の計測動作中は走行部110を停止させればよい。
First, the
次に、情報収集装置100の通信部180は、S201で取得された3次元地形情報と、S202で取得された自己位置情報、方位情報、及び水分情報とを対応付けてサーバ200に送信する(S203)。なお、撮像部120がレーザレンジファインダで構成される場合、S201において、撮像部120は、1ライン分の3次元地形情報を取得してもよいし、計測箇所を変えながら複数ライン分の3次元地形情報を取得してもよい。前者の場合、1ライン分の3次元地形情報に対して1つの水分情報が取得されるので、高分解能で水分情報が得られる。後者の場合、1ライン分毎ではなく、複数ライン分の3次元地形情報を取得する毎に情報収集装置100を停止させれば済むので、トータルの計測時間を短縮できる。
Next, the
次に、情報収集装置100が最終計測位置に到達し、計測が終了した場合(S204でYES)、処理が終了する。一方、計測が終了していない場合(S204でNO)、処理がS201に戻され、再度、S201〜S204の処理が繰り返される。これにより、計測領域の全域における3次元地形情報と水分情報とが取得される。
Next, when the
次に、サーバ200の通信部240は、情報収集装置100から送信された3次元地形情報と、位置情報と、方位情報と、水分情報とを受信する(S211)。
Next, the
次に、サーバ200の画像合成部210は、情報収集装置100から送信された3次元地形情報をX−Y平面上に配列する(S212)。
Next, the
次に、サーバ200の画像合成部210は、3次元地形情報に水分情報をマッピングし、レンダリングすることで合成画像を生成する(S213)。
Next, the
次に、サーバ200の表示部220は、合成画像を表示する(S214)。次に、サーバ200の通信部240は、合成画像をナビゲーションシステム300に送信する(S215)。
Next, the
次に、ナビゲーションシステム300において、通信部310は、合成画像を受信し(S221)、表示部330は合成画像を表示する(S222)。
Next, in the
図3は、本発明の実施の形態に係る合成画像G300の表示例を示す図である。図3に示すように合成画像G300は、地形の凹凸を3次元的に表現する画像で構成されている。また、図3の例では、合成画像G300は、水分情報を4つの領域D301〜D304に区分して表示している。ここでは、領域D301、D302、D303、D304の順で水分量が少なくなっている。また、領域D301、D302は、水分量が一定の値より大きいので青色で表示され、領域D303、D304は、水分量が一定の値より小さいので赤色で表示されている。また、領域D301は、領域D302よりも水分量が大きいので、領域D302よりも濃い青色で表示されている。また、領域D304は、領域D303よりも水分量が小さいので、領域D303よりも濃い赤色で表示されている。 FIG. 3 is a diagram showing a display example of the composite image G300 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the composite image G300 is composed of images that three-dimensionally express the unevenness of the topography. In the example of FIG. 3, the composite image G300 displays moisture information divided into four regions D301 to D304. Here, the amount of water decreases in the order of the regions D301, D302, D303, and D304. The regions D301 and D302 are displayed in blue because the water content is larger than a certain value, and the regions D303 and D304 are displayed in red because the water content is smaller than a certain value. The region D301 is displayed in a darker blue than the region D302 because the amount of water is larger than that of the region D302. The region D304 is displayed in a darker red color than the region D303 because the amount of water is smaller than that of the region D303.
なお、図3の例では、領域D301〜304は、直線的に区分されているが、これは一例であり、水分量に応じて曲線的に区分されてもよい。また、図3の例では、4段階で水分量が示されたが、5段階以上の或いは2〜3段階で水分量が示されてもよい。 In addition, in the example of FIG. 3, although the area | regions D301-304 are divided linearly, this is an example and may be divided curvedly according to the moisture content. Further, in the example of FIG. 3, the moisture content is shown in four stages, but the moisture content may be shown in five or more stages or in two to three stages.
このように、地形情報収集システム10によれば、3次元地形画像上に水分情報が重畳表示された合成画像が表示されるので、この合成画像を見た人物は、地盤が軟弱な領域や軟弱でない領域を一目で判別し、地盤の軟弱さに適するように建設機械を操作させたり、土木計画を策定することができる。その結果、土木作業の高安全性及び高効率化を図ることができる。
As described above, according to the terrain
[変形例]
(1)上記実施の形態では、撮像部120は、3次元スキャナで構成されたが、2次元の可視光カメラで構成されてもよい。可視光カメラで撮像された複数の2次元画像から3次元画像を生成する手法としてモーションステレオ法が知られている。したがって、この場合、画像合成部210は、モーションステレオ法を用いて3次元地形情報を生成すればよい。
[Modification]
(1) In the above embodiment, the
(2)画像合成部210は、計測領域に特定の位置に存在する1以上のターゲットポイントを基準に、撮像部120が取得した3次元地形情報を配列し、計測領域の3次元地形情報を生成してもよい。この場合、方位情報が不要となるので、情報収集装置100から方位センサ170を省くことができる。ターゲットポイントとしては、計測領域中に事前に存在する木や建造物が採用されてもよいし、事後的に配置されたマーカ(例えば、球体)が採用されてもよい。
(2) The
(3)図2のS203では、情報収集装置100は、1回の計測を行う都度、3次元地形情報、自己位置情報、方位情報、及び水分情報を送信しているが、計測領域における計測が全て終了したときに、これらの情報を一括してサーバ200に送信してもよい。なお、1回の計測を行う都度、計測した情報を送信する態様を採用した場合、情報収集装置100のメモリリソースを節約するといったメリットが得られる。
(3) In S203 of FIG. 2, the
(4)図3では、合成画像G300は、水分量に応じて色の濃度を変えたが、水分量に応じて色の種類を変更してもよい。この場合、水分量が増大するにつれて、色相が青色に近づいてゆき、水分量が減少するにつれて、色相が赤色に近づいてゆくような表示態様が採用されればよい。 (4) In FIG. 3, the color density of the composite image G300 is changed according to the amount of water, but the type of color may be changed according to the amount of water. In this case, a display mode may be employed in which the hue approaches blue as the water content increases and the hue approaches red as the water content decreases.
(5)上記実施の形態では、方位センサ170は、GNSSセンサで構成されるとして説明したが、これは一例であり、電子コンパスで構成されてもよい。
(5) In the above embodiment, the
(6)上記実施の形態では、位置センサ130は、GNSSセンサで構成されるとして説明したが、加速度センサを備えていてもよい。この場合、位置センサ130は、GNSSセンサで初期位置を取得し、以後、加速度センサによる計測データから情報収集装置の移動量と移動方向と求める処理を繰り返すことで、自己位置情報を算出すればよい。
(6) In the above embodiment, the
(7)上記実施の形態では、水分情報は、水分量を示すとして説明したが、これは一例であり、含水率を示しても良い。 (7) In the above embodiment, the moisture information is described as indicating the amount of moisture, but this is an example, and the moisture content may be indicated.
D301,D302,D303,D304 領域
G300 合成画像
NT ネットワーク
10 地形情報収集システム
100 情報収集装置
110 走行部
120 撮像部
130 位置センサ
140 水分センサ
150 アクチュエータ
160 制御部
170 方位センサ
180 通信部
200 サーバ
210 画像合成部
220 表示部
230 記憶部
240 通信部
300 ナビゲーションシステム
310 通信部
320 制御部
330 表示部
D301, D302, D303, D304 area G300 composite
Claims (8)
前記情報収集装置は、
地面を撮像することで、前記地形を3次元的に示す3次元地形情報を取得する撮像部と、
前記情報収集装置の位置を示す自己位置情報を計測する位置センサと、
前記地面に含まれる水分を計測することで水分情報を取得する水分情報取得部と、
前記撮像部により取得された3次元地形情報と、前記位置センサにより計測された自己位置情報と、前記水分情報取得部により取得された水分情報とを対応付けて、前記サーバに送信する第1通信部とを備え、
前記サーバは、
前記第1通信部により送信された、前記3次元地形情報と前記自己位置情報と前記水分情報とを受信する第2通信部と、
前記第2通信部により受信された、前記3次元地形情報と前記自己位置情報と前記水分情報とに基づいて、前記3次元地形情報が示す3次元地形画像上に、前記水分情報が重畳された合成画像を生成する画像合成部と、
前記画像合成部で生成された合成画像を表示する表示部とを備える地形情報収集システム。 A terrain information collection system comprising an information collection device for collecting information on terrain, and a server connected to the information collection device via a network,
The information collecting device includes:
An imaging unit that acquires 3D terrain information indicating the terrain three-dimensionally by imaging the ground;
A position sensor for measuring self-position information indicating the position of the information collecting device;
A moisture information acquisition unit that acquires moisture information by measuring moisture contained in the ground;
First communication that associates the three-dimensional terrain information acquired by the imaging unit, the self-position information measured by the position sensor, and the moisture information acquired by the moisture information acquisition unit, and transmits the first communication to the server With
The server
A second communication unit that receives the three-dimensional terrain information, the self-location information, and the moisture information transmitted by the first communication unit;
Based on the 3D terrain information, the self-location information, and the moisture information received by the second communication unit, the moisture information is superimposed on the 3D terrain image indicated by the 3D terrain information. An image composition unit for generating a composite image;
A terrain information collection system comprising: a display unit that displays a composite image generated by the image composition unit.
前記情報収集装置を地上で走行させる走行部と、
前記情報収集装置を自律的に走行させながら、前記撮像部、前記位置センサ、及び前記水分情報取得部に計測動作を繰り返し実行させる制御部とを更に備える請求項1記載の地形情報収集システム。 The information collecting device includes:
A traveling unit for traveling the information collecting device on the ground;
The terrain information collection system according to claim 1, further comprising: a control unit that causes the imaging unit, the position sensor, and the moisture information acquisition unit to repeatedly perform a measurement operation while autonomously running the information collection device.
前記第2通信部は、前記画像合成部により生成された合成画像を前記表示装置に送信し、
前記表示装置は、前記送信された合成画像を表示させる請求項1又は2記載の地形情報収集システム。 A display device connected to the network;
The second communication unit transmits the combined image generated by the image combining unit to the display device,
The terrain information collection system according to claim 1, wherein the display device displays the transmitted composite image.
地面を撮像することで、前記地形を3次元的に示す3次元地形情報を取得し、
前記情報収集装置の位置を示す自己位置情報を計測し、
前記地面に含まれる水分を計測することで水分情報を取得し、
前記3次元地形情報と前記自己位置情報と前記水分情報とに基づいて、前記3次元地形情報が示す3次元地形画像上に、前記水分情報が重畳された合成画像を生成し、
前記合成画像を表示する地形情報収集方法。 A terrain information collection method in a terrain information collection system comprising an information collection device that collects information about terrain, and a server connected to the information collection device via a network,
By capturing an image of the ground, three-dimensional terrain information indicating the terrain in three dimensions is acquired,
Measure self-location information indicating the position of the information collecting device,
Obtain moisture information by measuring the moisture contained in the ground,
Based on the three-dimensional terrain information, the self-location information, and the moisture information, a composite image in which the moisture information is superimposed on the three-dimensional terrain image indicated by the three-dimensional terrain information is generated.
A terrain information collecting method for displaying the composite image.
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