JP2018132913A - 構造物可視化装置及び構造物可視化システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、土木現場において構造物が完成した場合における構造物を含む景観のイメージアップを容易に行うことができる構造物可視化装置及び構造物可視化システムを提供すること。【解決手段】構造物が配置される場所を含む景観画像情報と前記構造物を示す構造物画像情報とを合成した構造物合成情報を、前記構造物に対する複数の方向に対応して予め複数作成して保持する構造物合成情報保持部１４と、現在位置を測位する測位部１３と、測位部１３で測位された現在位置と前記構造物の位置とを照合し、前記複数の構造物合成情報の中から、前記現在位置から前記構造物に対する方向に対応する構造物合成情報を選択し、前記現在位置から前記構造物までの距離をもとに、選択された構造物合成情報の縮尺を調整して入出力部１１の表示部に表示する制御部１２と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、簡易な構成で、土木現場において構造物が完成した場合における構造物を含む景観のイメージアップを容易に行うことができる構造物可視化装置及び構造物可視化システムを提供することに関する。

近年、土木現場での構造物完成状態のイメージアップは、注文先から要求される場合が多く、周辺住民の理解を得るためにも重要である。この場合、精密な模型や、３次元画像などによって、周辺住民に完成後の様子を伝えることが多い。

なお、特許文献１には、電子ペットを飼育する仮想空間と現実空間との対応関係を強めるため、携帯端末の撮影手段によって作成された周囲画像の中のペット位置に、電子ペットを表すペット画像を追加した合成画像を作成し、この合成画像を携帯端末の表示手段に表示するものが記載されている。

特開２０１１−２０４１１５号公報

ところで、周辺住民が実際の土木現場に立った場合、周辺住民は、どこに、どの程度の大きさの構造物ができるのか容易に理解しにくい。すなわち、実際の土木現場では、構造物が完成した場合における構造物を含む景観のイメージアップを容易に行うことは難しい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で、土木現場において構造物が完成した場合における構造物を含む景観のイメージアップを容易に行うことができる構造物可視化装置及び構造物可視化システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる構造物可視化装置は、構造物が配置される場所を含む景観画像情報と前記構造物を示す構造物画像情報とを合成した構造物合成情報を、前記構造物に対する複数の方向に対応して予め複数作成して保持する構造物合成情報保持部と、現在位置を測位する測位部と、前記測位部で測位された現在位置と前記構造物の位置とを照合し、前記複数の構造物合成情報の中から、前記現在位置から前記構造物に対する方向に対応する構造物合成情報を選択し、前記現在位置から前記構造物までの距離をもとに、選択された構造物合成情報の縮尺を調整して表示部に表示する制御部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる構造物可視化装置は、上記の発明において、前記構造物画像情報は、３次元の情報であることを特徴とする。

また、本発明にかかる構造物可視化装置は、上記の発明において、前記複数の方向は、前記構造物からの複数の立体角で分割された領域に対応するものであることを特徴とする。

また、本発明にかかる構造物可視化装置は、上記の発明において、各構造物合成情報は、前記構造物の完成に至るまでの時系列情報を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかる構造物可視化システムは、構造物が配置される場所を含む景観画像情報と前記構造物を示す構造物画像情報とを合成した構造物合成情報を、前記構造物に対する複数の方向に対応して予め複数作成して保持する構造物合成情報保持部と、ＧＮＳＳアンテナを介して現在位置におけるＧＮＳＳ観測情報を受信するとともに、基地局の基準点におけるＧＮＳＳ補正観測情報を取得して前記ＧＮＳＳ観測情報と前記ＧＮＳＳ補正観測情報とをもとに現在位置を計算する測位部が内蔵された受信機と、ネットワークを介して前記基地局から前記ＧＮＳＳ補正観測情報を取得して前記受信機に出力するとともに、前記測位部で計算された現在位置と前記構造物の位置とを照合し、前記複数の構造物合成情報の中から、前記現在位置から前記構造物に対する方向に対応する構造物合成情報を選択し、前記現在位置から前記構造物までの距離をもとに、選択された構造物合成情報の縮尺を調整して表示部に表示する制御部を備えたタブレット端末と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる構造物可視化システムは、上記の発明において、前記構造物合成情報保持部は、前記ネットワークを介して前記タブレット端末に接続されることを特徴とする。

また、本発明にかかる構造物可視化システムは、上記の発明において、前記測位部は、前記ネットワークを介して前記タブレット端末に接続されることを特徴とする。

また、本発明にかかる構造物可視化システムは、上記の発明において、前記受信機は、携帯型であり、前記受信機のＧＮＳＳアンテナは、ウェアラブル装置であることを特徴とする。

また、本発明にかかる構造物可視化システムは、上記の発明において、前記測位部は、干渉測位方式によって現在位置を計算することを特徴とする。

本発明によれば、構造物が配置される場所を含む景観画像情報と前記構造物を示す構造物画像情報とを合成した構造物合成情報を、前記構造物に対する複数の方向に対応して予め複数作成して保持しておき、測位部で測位された現在位置と前記構造物の位置とを照合し、前記複数の構造物合成情報の中から、前記現在位置から前記構造物に対する方向に対応する構造物合成情報を選択し、前記現在位置から前記構造物までの距離をもとに、選択された構造物合成情報の縮尺を調整して表示部に表示するようにしているので、簡易な構成で、土木現場において構造物が完成した場合における構造物を含む景観のイメージアップを容易に行うことができる。

図１は、本発明の実施の形態であるタブレット端末の構成を示すブロック図である。 図２は、構造物合成情報保持部が保持する構造物合成情報の内容を説明する説明図である。 図３は、制御部による構造物可視化処理手順を示すフローチャートである。 図４は、構造物がダムである場合であって、現在位置が構造物を眺めることができる見晴らし台である場合の構造物合成画像の一例を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態である構造物可視化システムの概要構成を示す模式図である。 図６は、図５に示した構造物可視化システムの構成を示すブロック図である。 図７は、図５に示した構造物可視化システムの変形例の構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

図１は、本発明の実施の形態であるタブレット端末１の構成を示すブロック図である。タブレット端末１は、構造物可視化装置の一例である。タブレット端末１は、タッチパネルで形成される入出力部１１を有する。入出力部１１は、表示部としても機能する。

タブレット端末１は、ダムなどの構造物が配置される場所を含む景観画像情報と構造物を示す構造物画像情報とを合成した構造物合成情報を、構造物に対する複数の方向に対応して予め複数作成して保持する構造物合成情報保持部１４を有する。構造物合成情報（構造物合成画像）は、予め取得された景観背景情報（景観背景画像）に完成後の構造物を合成した画像であってもよいし、構造物及び構造物の周辺の３次元コンピュータグラフィック画像を、構造物に対して複数の方向からみたものであってもよい。

また、タブレット端末１は、ＧＰＳ機能などで現在位置を測位する測位部１３を有する。また、タブレット端末１は、測位部１３で測位された現在位置と構造物の位置とを照合し、複数の構造物合成画像の中から、タブレット端末１の現在位置から構造物に対する方向に対応する構造物合成画像を選択し、現在位置から構造物までの距離をもとに、選択された構造物合成画像の縮尺を調整して表示部に表示する制御部１２を有する。

図２は、構造物合成情報保持部１４が保持する構造物合成画像の内容を説明する説明図である。図２に示すように、構造物合成画像Ｄ１〜Ｄ３が示す構造物Ｐ１の方向は、構造物からの複数の立体角Ω１〜Ω３で分割された領域Ｅ１〜Ｅ３に対応する。図２では、３つの立体角Ω１〜Ω３で分割された領域からそれぞれ構造物Ｐ１をみた合成画像を生成している。図２に示した構造物合成画像Ｄ１〜Ｄ３は、それぞれ景観背景画像Ｄ１１〜Ｄ１３に構造物画像Ｄ２１〜Ｄ２３が合成されている。ここで、タブレット端末１の現在位置がＰ２である場合、すなわち、構造物Ｐ１の立体角Ω２の領域Ｅ２に存在する場合、制御部１２は、構造物合成画像Ｄ２を選択し、構造物Ｐ１の位置と現在位置Ｐ２との距離をもとに、構造物合成画像Ｄ２の縮尺を調整して入出力部１１の表示部に表示する。

ここで、図３に示したフローチャートを参照して、制御部１２による構造物可視化処理手順について説明する。図３に示すように、制御部１２は、まず測位部１３が測位した現在位置を取得する（ステップＳ１０１）。その後、現在位置から構造物に対する方向を取得する（ステップＳ１０２）。その後、制御部１２は、取得された方向をもとに、複数の構造物合成画像の中から、対応する構造物合成画像を選択する（ステップＳ１０３）。その後、制御部１２は、現在位置と構造物との距離をもとに縮尺調整、すなわち倍率調整をした後、この構造物合成画像を表示部に表示し（ステップＳ１０４）、本処理を終了する。

図４は、構造物Ｐ１がダムである場合であって、現在位置Ｐ２が構造物Ｐ１を眺めることができる見晴らし台である場合の構造物合成画像Ｄ３０の一例を示す図である。この構造物合成画像Ｄ３０には、景観背景画像Ｄ３１に、ダムである構造物画像Ｄ３２が合成されたものとなっている。

なお、上述した構造物合成画像には、構造物の完成に至るまでの時系列情報を含めてもよい。例えば、構造物合成画像Ｄ２の構造物画像Ｄ２２として、構造物Ｐ１の施工開始から完成に至るまでの時系列の複数の構造物画像をそれぞれ合成した複数の構造物合成画像からなるものとしてもよい。この場合、制御部１２は、構造物Ｐ１の施工開始から完成に至るまでの時系列の構造物合成画像を、例えばスライドショー表示する。

また、１つの構造物Ｐ１に対しては各立体角ごとに作成した構造物合成画像群として保持される。この立体角は、全周であってもよいし、一部の方向に対するものであってもよい。また、構成物合成画像群は、構造物Ｐ１に対する所定の仰角あるいは俯角をもって構造物の周囲あるいは周囲の一部からみた画像であってもよい。

さらに、各構造物合成画像は、各立体角ごとに作成されるため、現在位置Ｐ２の位置からみたものと方向が少しずれる場合がある。このため、作成された構造物合成画像の方向と、現在位置Ｐ２と構造物Ｐ１の位置との方向との方向ずれをもとに、各構造物合成画像を傾けて表示してもよいし、構造物Ｐ１のみを傾けて表示してもよい。

この実施の形態では、処理が重い３次元ＣＡＤデータなどを用いず、立体角で分割され、予め作成された構造物合成画像を用いているので、現場で容易かつ迅速に構造物を含む景観のイメージアップを図ることができる。

ところで、上述したタブレット端末１は、タブレット端末１に内蔵される測位部１３を用いて現在位置Ｐ２を求めていたが、現在位置Ｐ２と構造物Ｐ１の位置との距離が近い場合、さらに精度の高い現在位置Ｐ２を求めるようにすることが好ましい。

図５は、本発明の実施の形態である構造物可視化システム１００の概要構成を示す模式図である。また、図６は、図５に示した構造物可視化システム１００の構成を示すブロック図である。図５に示すように、構造物可視化システム１００は、干渉測位方式であるＲＴＫ測位方式を採用するため、５つのＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星Ｓを必要とする。

図５及び図６に示すように、基地局２０及び移動局１０はそれぞれインターネットなどのネットワークＮに接続される。基地局２０は、各ＧＮＳＳ衛星Ｓから送出される信号を、ＧＮＳＳアンテナＡ１を介して受信する受信機Ｒ１、及び、受信機Ｒ１で受信した基地局２０のＧＮＳＳ観測情報を、ネットワークＮを介して移動局１０側に送信する処理を行うサーバ２１を有する。

移動局１０は、各ＧＮＳＳ衛星Ｓから送出される信号を、ＧＮＳＳアンテナＡ２を介して受信する受信機Ｒ２、及び、ネットワークＮ及び受信機Ｒ２に接続されるタブレット端末１を有する。なお、タブレット端末１の測位部１３は設けなくても良い。また、タブレット端末１の構造物合成情報保持部１４に対応する構造物合成情報保持部３１は、ネットワークＮに接続される画像サーバ３０内で保持するようにしている。

タブレット端末１は、ネットワークＮを介して基地局２０のＧＮＳＳ観測情報（ＧＮＳＳ補正観測情報）を受信し、このＧＮＳＳ補正観測情報を受信機Ｒ２に送出する。受信機Ｒ２は、測位部３３を有する。すなわち、受信機Ｒ２は、受信機能と測位計算機能とを有する。測位部３３は、受信機Ｒ２が受信したＧＮＳＳ観測情報と、タブレット端末１から送られたＧＮＳＳ補正観測情報とをもとに、ＧＮＳＳアンテナＡ２の位置、すなわち、移動局１０の位置を計算する。具体的に、ＲＴＫ測位方式では、各受信機Ｒ１，Ｒ２間の搬送波位相をもとに移動局１０の位置を計算する。ただし、各受信機Ｒ１，Ｒ２間に存在する搬送波の波数がいくつ存在するかわからないので、存在する搬送波の波数（整数値バイアス）を決定する必要がある。この整数値バイアスの決定は、ＧＮＳＳ補正観測情報をもとに、推測を行った後、収束解を求める。この収束解は、誤差が数ｃｍ程度の高い精度である。

受信機Ｒ２は、人が携帯できる携帯型のものである。また、受信機Ｒ２に接続されるＧＮＳＳアンテナＡ２は、図５に示すように、ヘルメットへの装着が可能である。なお、ＧＮＳＳアンテナＡ２は、ヘルメットに限らず、バッグパックやベルトなどに装着してもよい。すなわち、ＧＮＳＳアンテナＡ２は、身体に装着することができるウェアラブル装置である。また、受信機Ｒ２とタブレット端末１との間は、無線通信接続されることが好ましい。ただし、有線接続であってもよいし、無線接続と有線接続とを混在させてもよい。

タブレット端末１は、上述したように、測位部３３で測位された現在位置と構造物の位置とを照合し、画像サーバ３０にアクセスして、構造物合成情報保持部３１内の複数の構造物合成画像の中から、タブレット端末１の現在位置から構造物に対する方向に対応する構造物合成画像を選択して取得し、現在位置から構造物までの距離をもとに、取得された構造物合成画像の縮尺を調整して表示部に表示する。

なお、図７に示すように、移動局１０の受信機Ｒ２内の測位部３３に対応する測位部４３を、ネットワークＮに接続された測位サーバ４０内に設けるようにしてもよい。タブレット端末１´は、図６に示したタブレット端末１と同様に、測位部１３及び構造物合成情報保持部１４を備えていない。図７に示した構造物可視化システム１００´では、受信機Ｒ２´に測位部３３を持たせないので、移動局１０´が複数存在する場合に、測位部４３の測位計算処理機構のメンテナンスが容易となる。測位計算処理機構がソフトウェアである場合、ソフトウェアの更新処理が容易となる。また、移動する各受信機Ｒ２´に測位部３３を持たせず、固定された測位サーバ４０に測位部４３を持たせているので、測位部４３の故障が減少する。さらに、各受信機Ｒ２´に測位部３３を持たせないので、受信機Ｒ２´の小型化が可能になり、移動局１０´の携帯性が向上する。

また、測位サーバ４０は、基地局２０のＧＮＳＳ補正観測情報及び移動局１０´のＧＮＳＳ観測情報をそれぞれ直接受信して移動局１０´の自己位置を算出し、その結果を移動局１０´側に送信するようにしているので、自己位置の計算にかかる送受信時間のタイムラグを小さくすることができる。

１，１´ タブレット端末
１０ 移動局
１１ 入出力部
１２ 制御部
１３，３３，４３ 測位部
１４，３１ 構造物合成情報保持部
２０ 基地局
２１ サーバ
３０ 画像サーバ
４０ 測位サーバ
１００，１００´ 構造物可視化システム
Ａ１，Ａ２ ＧＮＳＳアンテナ
Ｄ１〜Ｄ３，Ｄ３０ 構造物合成画像
Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ３１ 景観背景画像
Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３，Ｄ３２ 構造物画像
Ｅ１〜Ｅ３ 領域
Ｎ ネットワーク
Ｐ１ 構造物
Ｐ２ 現在位置
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ２´ 受信機
Ｓ ＧＮＳＳ衛星
Ω１〜Ω３ 立体角

Claims (9)

1. 構造物が配置される場所を含む景観画像情報と前記構造物を示す構造物画像情報とを合成した構造物合成情報を、前記構造物に対する複数の方向に対応して予め複数作成して保持する構造物合成情報保持部と、
   現在位置を測位する測位部と、
   前記測位部で測位された現在位置と前記構造物の位置とを照合し、前記複数の構造物合成情報の中から、前記現在位置から前記構造物に対する方向に対応する構造物合成情報を選択し、前記現在位置から前記構造物までの距離をもとに、選択された構造物合成情報の縮尺を調整して表示部に表示する制御部と、
   を備えたことを特徴とする構造物可視化装置。
2. 前記構造物画像情報は、３次元の情報であることを特徴とする請求項１に記載の構造物可視化装置。
3. 前記複数の方向は、前記構造物からの複数の立体角で分割された領域に対応するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の構造物可視化装置。
4. 各構造物合成情報は、前記構造物の完成に至るまでの時系列情報を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の構造物可視化装置。
5. 構造物が配置される場所を含む景観画像情報と前記構造物を示す構造物画像情報とを合成した構造物合成情報を、前記構造物に対する複数の方向に対応して予め複数作成して保持する構造物合成情報保持部と、
   ＧＮＳＳアンテナを介して現在位置におけるＧＮＳＳ観測情報を受信するとともに、基地局の基準点におけるＧＮＳＳ補正観測情報を取得して前記ＧＮＳＳ観測情報と前記ＧＮＳＳ補正観測情報とをもとに現在位置を計算する測位部が内蔵された受信機と、
   ネットワークを介して前記基地局から前記ＧＮＳＳ補正観測情報を取得して前記受信機に出力するとともに、前記測位部で計算された現在位置と前記構造物の位置とを照合し、前記複数の構造物合成情報の中から、前記現在位置から前記構造物に対する方向に対応する構造物合成情報を選択し、前記現在位置から前記構造物までの距離をもとに、選択された構造物合成情報の縮尺を調整して表示部に表示する制御部を備えたタブレット端末と、
   を備えたことを特徴とする構造物可視化システム。
6. 前記構造物合成情報保持部は、前記ネットワークを介して前記タブレット端末に接続されることを特徴とする請求項５に記載の構造物可視化システム。
7. 前記測位部は、前記ネットワークを介して前記タブレット端末に接続されることを特徴とする請求項５または６に記載の構造物可視化システム。
8. 前記受信機は、携帯型であり、
   前記受信機のＧＮＳＳアンテナは、ウェアラブル装置であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の構造物可視化システム。
9. 前記測位部は、干渉測位方式によって現在位置を計算することを特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載の構造物可視化システム。

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