JP2019095379A - Quantity inspection system and quantity inspection method of loading in ship's storehouse - Google Patents

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Abstract

To enable performing a quantity inspection of the load in a storehouse of a ship during navigation using the image taken by an unmanned aircraft.SOLUTION: A first positioning means 22 repeatedly measures a position of a ship 2. A second positioning means 32 repeatedly measures a position of an unmanned aircraft 3. A first guiding means 101 guides the unmanned aircraft 3 to the sky of the ship 2 using the position of the ship 2 measured by the first positioning means 22 using the position of the unmanned aircraft 3 measured by the second positioning means 32. The imaging means 31 is provided in the unmanned aircraft 3 to photograph the storehouse 24 of the ship 2. The shape calculating means 103 calculates the three-dimensional shape of the load in the storehouse 24 using a plurality of images taken by the imaging means 31. The quantity calculating means 104 calculates the quantity of the load from the three-dimensional shape calculated by the shape calculating means 103.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、船舶の土倉の積載物の数量を検収する技術に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technology for detecting the quantity of cargo in a ship's container.

港湾工事で用いられる石材などの材料は、土運船やガット船などの船舶を用いて運搬されるが、材料を工事対象水域に投入する前に、土倉に積載されている材料の数量を計測する数量検収が実施され、その数量に基づき、工事進捗や工事費などが計算される。材料の数量は、積載されている材料の表面の形状を計測することで算出される。例えば、材料が土倉内で台形の形状に整形されている場合、形状の変化点毎に高さ、隣接する変化点との距離などを計測し、これらの計測値から数量を算出する。しかし、この方法では土倉内に計測員が立ち入る必要があり、しかも、複数人の計測員が必要となる。また、数量検収は工事対象水域へ向かって航行する船舶の船上で行うため、材料を工事対象水域へ運搬するたびに複数の計測員が陸上にある事務所と船舶との間を交通船に乗船して移動することが必要となる。   Materials such as stone used in port construction are transported using vessels such as earth transportation vessels and gut vessels, but before loading the materials into the water area of the construction work, measure the quantity of materials loaded in the Dokura Inspection is carried out, and construction progress, construction costs, etc. are calculated based on the quantity. The number of materials is calculated by measuring the shape of the surface of the material being loaded. For example, when the material is shaped in a trapezoidal shape in the Dokura, the height, the distance between adjacent change points, and the like are measured at each change point of the shape, and the quantity is calculated from these measured values. However, in this method, it is necessary for a measuring person to enter the Dokura and, moreover, a plurality of measuring persons are required. In addition, since the quantity inspection is carried out on the ship sailing toward the construction target water area, every time the material is transported to the construction target water area, a plurality of measuring personnel board the ship between the office on land and the ship. Will need to be moved.

船舶の土倉に積載された積載物の数量検収を機械化する技術を開示した特許文献として、例えば特許文献1乃至4がある。特許文献1には、移動可能な作業機械に設置した撮影機で運搬機械の甲板と土砂で覆われている船倉の表面を撮影し、コンピュータにて上記甲板上に設けた基準点を用いてステレオ画像計測原理に基づき撮影画像の三次元座標を算出し、土砂積載状態と空状態の3次元座標の差から土砂積載量を算出することを特徴とする運搬装置の土砂積載量の計測方法が記載されている。   Patent documents 1 to 4 are, for example, as patent documents disclosing a technique for mechanizing the inspection of the number of loads loaded in the ship's hold. According to Patent Document 1, the surface of a deck of a transport machine and a shipyard covered with earth and sand is photographed by a photographing machine installed on a movable work machine, and a stereo is provided using a reference point provided on the deck by a computer. Based on the image measurement principle, the three-dimensional coordinates of the photographed image are calculated, and the sediment loading amount is calculated from the difference between the sediment loading state and the three-dimensional coordinates of empty state. It is done.

特許文献2には、ガット船等の運搬船の進行方向に対して前後左右にずらして配設せしめた少なくとも両側一対のスキャナにより上方から連続的に同期スキャニングせしめ、所要の積載物を積載せしめた運搬船のピッチング、ローリング、ヨーイングを検出せしめると共に、クレーンブームによる計測死角を減少せしめつつ積載物面高さを測定せしめ、得られた測定デ−タより船体揺動を補正せしめたのち座標計算を行って積載物体積を所要の演算手段により演算処理せしめることを特徴とする、ガット船等の運搬船における積載物量の計測方法が記載されている。   In Patent Document 2, a carrier having a required load loaded thereon is continuously scanned synchronously from the upper side by at least a pair of scanners arranged at least on both sides with respect to the traveling direction of the carrier such as a gut. To detect the pitching, rolling, and yawing of the vehicle, and to measure the load surface height while reducing the dead angle measured by the crane boom, and correcting the ship's swing from the obtained measurement data, and then performing the coordinate calculation. A method of measuring the amount of load on a carrier such as a gut is described, which is characterized in that the load volume is processed by a required calculation means.

特許文献3には、レーザ測定器を設置するステップと、レーザ測定器からレーザビームを出力し、土運船に積載された土砂に対して三次元のスキャニングをするステップと、レーザビームのスキャニング角と土砂表面からの反射ビームに基づく距離とのデータを入力するステップと、土運船及び船舶の動揺に起因する測定誤差の因子を演算するステップと、当該因子により前記スキャニング角と土砂表面からの反射ビームに基づく距離とのデータを修正するステップと、前記修正されたデータに基づいて土砂の断面積を演算するステップと、該断面積を累積して土砂の土量を演算するステップとからなることを特徴とする土運船の土量測定方法が記載されている。   In Patent Document 3, a step of installing a laser measuring instrument, a step of outputting a laser beam from the laser measuring instrument, a step of performing three-dimensional scanning on the earth and sand loaded on the earth transportation vessel, a scanning angle of the laser beam And the step of inputting data of distance based on the reflected beam from the soil surface, calculating the factor of measurement error caused by the earth ship and ship's motion, and the factor from the scanning angle and the earth surface by the factor Correcting the data with the distance based on the reflected beam, calculating the cross-sectional area of the soil based on the corrected data, and calculating the soil volume by accumulating the cross-sectional area The method of measuring the soil volume of the earth-handed ship characterized by the above is described.

特許文献4には、光波距離計により上方からスキャニングしつつ航行ガット船の積載石材面高さを測定せしめると共に、自動追尾型測距儀によりガット船の前部・中部・後部に各々設置したプリズムを視準しつつガット船位置、進入角、傾きを順次測定せしめ、各測定データより積載石材表面の三次元座標を求めたのちそれを基に分割して三角メッシュを作成し、その各三角形より得られる積載石材表面から基準面までの三角柱あるいは三角錐より積載石材体積を演算処理せしめることを特徴とする、ガット船における積載石材量の計測方法が記載されている。   In patent document 4, while scanning from above with a light wave distance meter, the loading stone surface height of a navigation gut ship is measured, and the prism installed in the front, middle part, and rear of a gut ship respectively by an auto-tracking distance measuring method. The position of the gut, the approach angle, and the inclination are measured in order, and the three-dimensional coordinates of the surface of the load stone are determined from each measurement data, and then divided based on that to create a triangular mesh. A method of measuring the amount of loaded stone in a gut ship is described, characterized in that the loaded stone volume is arithmetically processed from the triangular column or triangular pyramid from the surface of the loaded stone obtained to the reference surface.

特開2005−114744号公報JP 2005-114744 A 特開2001−289612号公報JP 2001-289612 A 特開2001−304813号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-304813 特開2000−275083号公報JP 2000-275083 A

特許文献1、3に記載された技術では、材料運搬用の船舶とは別の作業船に配置された機器を用いて数量検収を行うため、作業船を手配するための費用が発生する。特許文献2、4に記載された技術では、地上又は水上の仮設構造物に配置された機器を用いて数量検収を行うため、仮設構造物の設置と撤去に手間がかかる。船舶の土倉に配置した機器を用いて数量検収を行う構成も考えられるが、土倉への材料の搬入時や搬出時に機器が破損することが考えられるため、実用化は難しい。   In the techniques described in Patent Literatures 1 and 3, since the quantity inspection is performed using an apparatus disposed on a work boat different from the material transport ship, a cost for arranging the work boat is generated. In the techniques described in Patent Documents 2 and 4, since the quantity inspection is performed using the equipment disposed on the temporary structure on the ground or on the water, it takes time to install and remove the temporary structure. A configuration is also conceivable in which the quantity inspection is carried out using equipment arranged in the ship's hold, but it is difficult to put it to practical use because it is thought that the equipment will be damaged when carrying in or out the material.

ところで、陸上工事においては、無人航空機を用いた空中写真測量による出来形管理が実施されている。その場合、撮影の対象物は移動しないから、予め計測された対象物の座標に基づいて飛行経路を設定し、その飛行経路に従って無人航空機を飛行させて空中写真が撮影される。しかし、材料運搬用の船舶に積載された積載物の形状の計測を航行中に行う場合、予め飛行経路を設定することができない。   By the way, in on-land construction, work-out management by aerial photogrammetry using unmanned aerial vehicles is carried out. In that case, since the object to be photographed does not move, the flight path is set based on the coordinates of the object measured in advance, and the unmanned aircraft is made to fly according to the flight path to take an aerial photograph. However, when measuring the shape of the load loaded on the material transport ship during navigation, the flight path can not be set in advance.

上記の事情に鑑み、本発明は、航行中の船舶の土倉に積載された積載物の数量検収を、無人航空機により撮影された画像を用いて行うことを可能とする技術を提供する。   In view of the above-described circumstances, the present invention provides a technology that enables quantity inspection of a load loaded in a ship's ship's hold of a navigation vessel to be performed using an image captured by an unmanned aerial vehicle.

本発明は、船舶の位置を繰り返し計測する第1測位手段と、無人航空機と、前記無人航空機の位置を繰り返し計測する第2測位手段と、前記第1測位手段により計測された前記船舶の位置と、前記第2測位手段により計測された前記無人航空機の位置とを用いて、前記無人航空機を前記船舶の上空に誘導する第1誘導手段と、前記無人航空機に設けられ、前記船舶の土倉を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影された複数の画像を用いて、前記土倉に積載された積載物の3次元形状を算出する形状算出手段と、前記形状算出手段により算出された前記3次元形状から前記積載物の数量を算出する数量算出手段とを備える船舶の土倉の積載物の数量検収システムを第1の態様として提案する。   The present invention comprises a first positioning means for repeatedly measuring the position of a ship, an unmanned aerial vehicle, a second positioning means for repeatedly measuring the position of the unmanned aircraft, and a position of the ship measured by the first positioning means. A first guiding means for guiding the unmanned aerial vehicle above the vessel using the position of the unmanned aerial vehicle measured by the second positioning means, and the unmanned aerial vehicle provided with the unmanned aerial vehicle to photograph the container of the vessel Imaging means, shape calculation means for calculating a three-dimensional shape of the load loaded in the container by using a plurality of images taken by the imaging means, and the three-dimensional shape calculated by the shape calculation means According to a first aspect of the present invention, there is proposed as a first aspect a system for detecting the quantity of cargo loaded on a ship's container, comprising: quantity calculation means for calculating the quantity of the cargo from the shape.

上記の第1の態様に係る数量検収システムにおいて、前記土倉に配置された複数の標識と、前記複数の標識に基づいて前記無人航空機の飛行経路を設定する設定手段と、設定された前記飛行経路に沿って飛行するように前記無人航空機を誘導する第2誘導手段とを備え、前記撮影手段は、前記飛行経路上の複数の位置において前記土倉を撮影する、という構成が第2の態様として採用されてもよい。   In the quantity inspection system according to the first aspect, the plurality of signs disposed in the storehouse, setting means for setting the flight path of the unmanned aircraft based on the plurality of signs, and the set flight path And second guiding means for guiding the unmanned aerial vehicle to fly along the road, and the photographing means adopts a configuration in which the dokura is photographed at a plurality of positions on the flight path as a second aspect It may be done.

また、本発明は、船舶の位置と無人航空機の位置とを繰り返し計測し、計測された前記船舶の位置と、計測された前記無人航空機の位置とを用いて、前記無人航空機を前記船舶の上空に誘導する工程と、前記無人航空機に設けられた撮影手段により前記船舶の土倉を撮影する工程と、前記撮影手段により撮影された複数の画像を用いて、前記土倉に積載された積載物の3次元形状を算出する工程と、算出された前記3次元形状から前記積載物の数量を算出する工程とを備える船舶の土倉の積載物の数量検収方法を第3の態様として提案する。   Further, the present invention repeatedly measures the position of the ship and the position of the unmanned aerial vehicle, and uses the measured position of the ship and the measured position of the unmanned aerial vehicle to fly the unmanned aerial vehicle above the ship Using the image pickup means provided on the unmanned aerial vehicle, and using a plurality of images taken by the image pickup means to According to a third aspect of the present invention, there is proposed a third aspect of the present invention, which is a method for detecting the quantity of cargo in a ship's hold of a ship, comprising the steps of: calculating a dimensional shape;

上記の第3の態様に係る数量検収方法において、前記土倉を撮影する工程は、前記土倉に配置された複数の標識に基づいて前記無人航空機の飛行経路を設定する工程と、設定された前記飛行経路に沿って飛行するように前記無人航空機を誘導する工程と、前記飛行経路上の複数の位置において前記土倉を撮影する工程とを備える、という構成が第4の態様として採用されてもよい。   In the quantitative inspection method according to the above-mentioned third aspect, the step of photographing the Dokura comprises the step of setting a flight path of the unmanned aerial vehicle based on a plurality of signs arranged in the Dokura, and the set flight A step of guiding the unmanned aerial vehicle so as to fly along a path and a step of photographing the Dokura at a plurality of positions on the flight path may be adopted as a fourth aspect.

本発明によれば、航行中の船舶の土倉に積載された積載物の数量検収を、無人航空機により撮影された画像を用いて行うことができる。   According to the present invention, it is possible to perform the quantity inspection of the load loaded in the container of the ship under navigation using the image taken by the unmanned aerial vehicle.

実施形態の構成の概要を示す図。The figure which shows the outline | summary of the structure of embodiment. 船舶2の平面図。FIG. 2 is a plan view of a ship 2; 数量検収システムの構成を示す図。The figure which shows the structure of the quantity inspection system. 数量検収処理の流れ図。Flow chart of quantity acceptance processing. 飛行経路の設定例を示す図。The figure which shows the example of setting of a flight path.

本発明の実施形態の一例について説明する。港湾工事で用いられる石材、砂利、砂などの材料は、一般に、採掘場から積出港へ陸上輸送され、積出港において土運船やガット船などの船舶に積載されて工事対象水域へ運搬され、投入される。本実施形態においては、積出港から工事対象水域への航行中又は工事対象水域において停泊中に船舶の土倉を無人航空機により撮影した画像を用いて、土倉に積載されている材料の数量を計測する数量検収が実施される。   An exemplary embodiment of the present invention will be described. Generally, materials such as stone, gravel and sand used in port construction are transported on land from the mining site to the loading port, loaded on ships such as earth transport vessels and gut vessels at the loading port and transported to the target water area for construction, It is thrown in. In the present embodiment, the number of materials loaded in the Dokura is measured using an image obtained by photographing a Dokura of a ship with an unmanned aerial vehicle during navigation from the loading port to the construction target water area or in the construction target water area. Quantity acceptance is carried out.

図1は、本実施形態の構成の概要を示す図である。船舶2は、土運船、ガット船などであり、石材、砂利、砂などの材料を土倉に積載して工事対象水域Aへ運搬する。無人航空機3(UAV、Uninhabited Aerial Vehicle)は、遠隔操作により無人で飛行する航空機である。本実施形態において、無人航空機3は、回転翼を備え、ホバリング機能を有することが望ましい。また、無人航空機3は、複数の回転翼を備えたマルチコプタ(ドローン)であることがさらに望ましい。情報処理装置10は、例えば、陸上にある事務所Bなどに配置されるデスクトップ型、ノート型、タブレット型などのコンピュータである。   FIG. 1 is a diagram showing an outline of the configuration of the present embodiment. The ship 2 is a soil transport ship, a gut ship, etc., and loads materials such as stone, gravel, sand and the like in the hold of a ship and transports it to the water area A to be constructed. The unmanned aerial vehicle 3 (UAV, Uninhabited Aerial Vehicle) is an aircraft that flies unmanned by remote control. In the present embodiment, it is desirable that the unmanned aerial vehicle 3 be provided with a rotary wing and have a hovering function. Furthermore, it is further desirable that the unmanned aerial vehicle 3 be a multicopter (drone) provided with a plurality of rotors. The information processing apparatus 10 is, for example, a desktop type, notebook type, tablet type computer disposed in an office B or the like on land.

図2は、船舶2の平面図である。標識21a、21b、21c、21dは、船舶の上空から撮影された画像を解析することにより識別される対空標識である。標識21a、21b、21c、21dを区別しない場合には、標識21と総称する。標識21は、土倉24の周囲の複数の位置に配置される。図示した例では、土倉24の平面形状が矩形であり、矩形の4つの頂点の各々に近接した位置に標識21が配置されている。標識21を配置する場所は、無人航空機3による上空からの撮影時に死角にならない場所を選択する。例えば、土倉24の縁材の上端などに標識21が配置されてもよい。   FIG. 2 is a plan view of the ship 2. The markers 21a, 21b, 21c, and 21d are anti-aircraft markers that are identified by analyzing an image captured from above the ship. When the signs 21a, 21b, 21c, and 21d are not distinguished, they are collectively referred to as the signs 21. The markers 21 are arranged at a plurality of positions around the Dokura 24. In the illustrated example, the planar shape of the hold 24 is rectangular, and the marker 21 is disposed at a position close to each of the four apexes of the rectangle. The place which arrange | positions the label | marker 21 selects the place which does not become a blind spot at the time of the imaging | photography by the unmanned aerial vehicle 3 from the sky. For example, the sign 21 may be disposed at the upper end of the rim of the Dokura 24 or the like.

図3は、数量検収システムの構成を示す図である。船舶2は、第1測位手段22、第1通信手段23を備える。第1測位手段22は、全地球航法衛星システム(GNSS、Global Navigation Satellite System)に含まれる複数の航法衛星から送信される航法信号を受信し、受信した航法信号を用いて、船舶2の位置を表す3次元座標を算出する。第1測位手段22は、例えば、船舶2の船橋25の上部に配置される。第1通信手段23は、情報処理装置10に接続された第3通信手段15との間で無線通信によりデータの送受信を行う。第1測位手段22により算出された位置を表す位置データは、第1通信手段23を介して送信され、第3通信手段15により受信される。   FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a quantity inspection system. The ship 2 includes a first positioning unit 22 and a first communication unit 23. The first positioning means 22 receives navigation signals transmitted from a plurality of navigation satellites included in the Global Navigation Satellite System (GNSS), and uses the received navigation signals to determine the position of the ship 2 Calculate the three-dimensional coordinates to be represented. The first positioning means 22 is disposed, for example, on the upper part of the bridge 25 of the ship 2. The first communication unit 23 transmits and receives data by wireless communication with the third communication unit 15 connected to the information processing apparatus 10. Position data representing the position calculated by the first positioning means 22 is transmitted via the first communication means 23 and received by the third communication means 15.

無人航空機3は、撮影手段31、第2測位手段32、第2通信手段33を備える。撮影手段31は、例えばデジタルカメラであり、船舶2の土倉24を撮影し、撮影した画像を表す画像データを生成する。第2測位手段32は、複数の航法衛星から受信した航法信号を用いて、無人航空機3の位置を表す3次元座標を算出する。第2通信手段33は、情報処理装置10に接続された第3通信手段15との間で無線通信によりデータの送受信を行う。撮影手段31により生成された画像データ、第2測位手段32により算出された位置を表す位置データは、第2通信手段33を介して送信され、第3通信手段15により受信される。   The unmanned aerial vehicle 3 includes an imaging unit 31, a second positioning unit 32, and a second communication unit 33. The photographing unit 31 is, for example, a digital camera, and photographs the Dokura 24 of the ship 2 and generates image data representing the photographed image. The second positioning means 32 calculates three-dimensional coordinates representing the position of the unmanned aerial vehicle 3 using navigation signals received from a plurality of navigation satellites. The second communication unit 33 transmits and receives data to and from the third communication unit 15 connected to the information processing apparatus 10 by wireless communication. The image data generated by the imaging unit 31 and the position data representing the position calculated by the second positioning unit 32 are transmitted via the second communication unit 33 and received by the third communication unit 15.

情報処理装置10は、演算部11、記憶部12、入出力I/F(Interface)部13及びUI(User Interface)部14を備える。記憶部12は、例えばハードディスクドライブ等の記憶装置を備え、プログラムやデータを記憶する。演算部11は、プロセッサと、データ処理におけるワークエリアとして用いられるメモリを備え、記憶部12に記憶されたプログラムに従い各種データ処理を実行する。   The information processing apparatus 10 includes an operation unit 11, a storage unit 12, an input / output I / F (Interface) unit 13, and a UI (User Interface) unit 14. The storage unit 12 includes a storage device such as a hard disk drive, for example, and stores programs and data. The arithmetic unit 11 includes a processor and a memory used as a work area in data processing, and executes various data processing in accordance with a program stored in the storage unit 12.

入出力I/F部13には、第3通信手段15が接続される。第3通信手段15は、船舶2に配置された第1通信手段23、及び無人航空機3に配置された第2通信手段33との間で無線通信によりデータの送受信を行う。   The third communication unit 15 is connected to the input / output I / F unit 13. The third communication unit 15 transmits and receives data by wireless communication with the first communication unit 23 disposed in the ship 2 and the second communication unit 33 disposed in the unmanned aerial vehicle 3.

UI部14は、表示部と操作部を備え、表示部が各種情報を表示し、ユーザによる操作を操作部が受け付ける。表示部は、例えば液晶ディスプレイである。操作部は、例えばキーボードとポインティングデバイスである。なお、UI部14が情報処理装置10の本体から分離された装置として構成され、入出力I/F部13にUI部14が接続されてもよい。   The UI unit 14 includes a display unit and an operation unit. The display unit displays various information, and the operation unit receives an operation by the user. The display unit is, for example, a liquid crystal display. The operation unit is, for example, a keyboard and a pointing device. The UI unit 14 may be configured as an apparatus separated from the main body of the information processing apparatus 10, and the UI unit 14 may be connected to the input / output I / F unit 13.

記憶部12には、実施形態に係る数量検収処理の手順を記述したプログラムが記憶されており、演算部11がこのプログラムに従って数量検収処理を実行する。   The storage unit 12 stores a program describing the procedure of the quantity inspection process according to the embodiment, and the calculation unit 11 executes the quantity inspection process according to the program.

図4は、数量検収処理の流れ図である。船舶2は、工事対象水域Aへ向かい航行中であり、無人航空機3は、例えば事務所Bから飛行を開始する。   FIG. 4 is a flowchart of the quantity verification process. The ship 2 is traveling toward the construction object water area A, and the unmanned aircraft 3 starts flight from, for example, the office B.

ステップS01においては、第1測位手段22が、船舶2の位置を繰り返し計測し、第2測位手段32が、無人航空機3の位置を繰り返し計測する。第1測位手段22と第2測位手段32による計測の繰り返しのタイミングは、同期していてもよく、同期せずに頻度が等しくてもよく、頻度が異なっていてもよい。   In step S01, the first positioning means 22 repeatedly measures the position of the ship 2, and the second positioning means 32 repeatedly measures the position of the unmanned aerial vehicle 3. The timing of repetition of the measurement by the first positioning means 22 and the second positioning means 32 may be synchronized, may be equal in frequency without synchronization, or may be different in frequency.

ステップS02においては、第1誘導手段101が、第1測位手段22により計測された船舶2の位置と、第2測位手段32により計測された無人航空機3の位置とを用いて、無人航空機3を船舶2の上空に誘導する。例えば、第1誘導手段101は、船舶2の位置と無人航空機3の位置とから、無人航空機3を基準とする船舶2の方位を算出する。また、第1誘導手段101は、無人航空機3の位置の履歴から、無人航空機3の飛行方位を算出する。第1誘導手段101は、無人航空機3の飛行方位が船舶2の方位との誤差が閾値以上である場合に、無人航空機3の飛行方位が船舶2の方位に一致するように無人航空機3の飛行方位を修正する制御信号を第3通信手段15を介して無人航空機3に送信する。無人航空機3は、第2通信手段33を介して制御信号を受信し、受信した制御信号に従って複数の回転翼を駆動する。   In step S 02, the first guiding means 101 uses the position of the ship 2 measured by the first positioning means 22 and the position of the unmanned aircraft 3 measured by the second positioning means 32 to operate the unmanned aerial vehicle 3. Guide the ship 2 over the air. For example, from the position of the ship 2 and the position of the unmanned aerial vehicle 3, the first guiding means 101 calculates the direction of the ship 2 relative to the unmanned aerial vehicle 3. Further, the first guidance means 101 calculates the flight direction of the unmanned aerial vehicle 3 from the history of the position of the unmanned aerial vehicle 3. The first guiding means 101 performs the flight of the unmanned aircraft 3 so that the flight orientation of the unmanned aircraft 3 matches the orientation of the ship 2 when the error in the flight orientation of the unmanned aircraft 3 is equal to or greater than the threshold. A control signal for correcting the direction is transmitted to the unmanned aerial vehicle 3 via the third communication means 15. The unmanned aerial vehicle 3 receives the control signal via the second communication means 33, and drives the plurality of rotors according to the received control signal.

ステップS03においては、第1誘導手段101が、船舶2の位置と無人航空機3の位置とから、船舶2と無人航空機3との水平距離を算出し、水平距離が閾値以下であるか否かを判定する。水平距離が閾値以下である場合、無人航空機3が船舶2の上空に位置し、全ての標識21が撮影手段31の画角に収まるようになる。水平距離が閾値以下である場合(ステップS03:YES)には、ステップS04の処理に進み、水平距離が閾値以下でない場合(ステップS03:NO)には、ステップS01の処理に戻る。   In step S03, the first guiding means 101 calculates the horizontal distance between the ship 2 and the unmanned aerial vehicle 3 from the position of the ship 2 and the position of the unmanned aerial vehicle 3, and determines whether the horizontal distance is equal to or less than a threshold. judge. When the horizontal distance is equal to or less than the threshold value, the unmanned aerial vehicle 3 is positioned above the ship 2 so that all the signs 21 fall within the angle of view of the photographing means 31. If the horizontal distance is equal to or less than the threshold (YES in step S03), the process proceeds to step S04. If the horizontal distance is not equal to or less than the threshold (NO in step S03), the process returns to step S01.

ステップS04においては、設定手段105が、複数の標識21に基づいて無人航空機3の飛行経路を設定する。具体的には、設定手段105は、撮影手段31により撮影された土倉24の画像を解析して複数の標識21を認識し、複数の標識21のいずれか(例えば、無人航空機3との距離が最短の標識21)の直上の所定の高度の位置を飛行経路の始点として選択し、高度を維持しながら全ての標識21の直上を経由して始点に戻る飛行経路を設定する。   In step S04, the setting means 105 sets the flight path of the unmanned aerial vehicle 3 based on the plurality of signs 21. Specifically, the setting unit 105 analyzes the image of the Dokura 24 photographed by the photographing unit 31 to recognize the plurality of markers 21, and one of the plurality of markers 21 (for example, the distance to the unmanned aerial vehicle 3 is The position of the predetermined altitude immediately above the shortest marker 21) is selected as the start point of the flight path, and the flight path is set back to the start point via all over the markers 21 while maintaining the altitude.

図5は、飛行経路の設定例を示す図である。前述のとおり、本実施形態では土倉24の平面形状が矩形であり、矩形の4つの頂点の各々に近接した位置に標識21が配置されている。設定手段105は、4つの標識21のうち、無人航空機3との距離が最短である標識21の直上の所定の高度の位置を始点として選択し、4つの標識21を頂点とする矩形の辺上の直上を所定の高度を維持しながら、所定の方向に周回する飛行経路を設定する。この例では、周回方向は左回りに設定され、標識21aの直上の位置を始点として、標識21b、標識21c、標識21d、標識21aの順にそれらの標識の直上を無人航空機3が周回するように周回方向が設定される。   FIG. 5 is a diagram showing an example of setting a flight path. As described above, in the present embodiment, the planar shape of the container 24 is rectangular, and the marker 21 is disposed at a position close to each of the four vertexes of the rectangle. The setting means 105 selects, as a start point, a position of a predetermined height immediately above the sign 21 of the four signs 21 which is the shortest distance to the unmanned aerial vehicle 3 and on the side of a rectangle having the four signs 21 as vertices. Set a flight path to fly in a predetermined direction while maintaining a predetermined altitude immediately above. In this example, the circling direction is set in the counterclockwise direction so that the unmanned aerial vehicle 3 orbits immediately above the markers 21b, 21c, 21d, and 21a in this order starting from the position immediately above the marker 21a. The winding direction is set.

ステップS05においては、第2誘導手段102が、飛行経路に沿って無人航空機3を誘導し、撮影手段31が、複数の位置で土倉24を撮影する。最初に、第2誘導手段102は、所定の高度へ無人航空機3を誘導し、始点の標識21aの直上へ無人航空機3を誘導する。次に、高度を維持しながら、標識21aの直上と標識21bの直上とを結ぶ直線L1上を標識21bへ向かって飛行するように無人航空機3を誘導する。標識21bの直上に無人航空機3が到達したならば、標識21bの直上と標識21cの直上とを結ぶ直線L2上を標識21cの直上へ向かって飛行するように無人航空機3を誘導する。標識21cの直上に無人航空機3が到達したならば、標識21cの直上と標識21dの直上とを結ぶ直線L3上を標識21dの直上へ向かって飛行するように無人航空機3を誘導する。標識21dの直上に無人航空機3が到達したならば、標識21dの直上と標識21aの直上とを結ぶ直線L4上を標識21aの直上へ向かって飛行するように無人航空機3を誘導する。なお、ステップS05の実行中、ステップS04において設定された飛行経路は、船舶2の航行に伴い移動する標識21a〜21dを基準として、継続的にその位置が修正される。   In step S05, the second guiding means 102 guides the unmanned aerial vehicle 3 along the flight path, and the photographing means 31 photographs the Dokura 24 at a plurality of positions. First, the second guiding means 102 guides the unmanned aerial vehicle 3 to a predetermined altitude, and guides the unmanned aerial vehicle 3 directly above the sign 21a at the start point. Next, while maintaining the altitude, the unmanned aerial vehicle 3 is guided to fly toward the sign 21b on a straight line L1 connecting the mark 21a and the mark 21b. If the unmanned aerial vehicle 3 arrives directly above the sign 21b, the unmanned aerial vehicle 3 is guided to fly directly above the sign 21c on a straight line L2 connecting the immediately upper end of the sign 21b and the directly above the sign 21c. If the unmanned aerial vehicle 3 reaches directly above the sign 21c, the unmanned aerial vehicle 3 is guided to fly directly above the sign 21d on a straight line L3 connecting the immediately above of the sign 21c and directly above the sign 21d. If the unmanned aerial vehicle 3 arrives immediately above the sign 21d, the unmanned aerial vehicle 3 is guided to fly directly above the sign 21a on a straight line L4 connecting the immediately above the sign 21d and the immediately above the sign 21a. During the execution of step S05, the position of the flight path set in step S04 is continuously corrected with reference to the markers 21a to 21d moving along with the navigation of the ship 2.

標識21aの直上から標識21b、21c、21dの直上を経て標識21aの直上へと向かう飛行中に、撮影手段31は、複数の位置で撮影を行い、撮影した画像を表す画像データを情報処理装置10へ送信する。無人航空機3が標識21aの直上に到達したならば、撮影手段31が撮影を終了し、第1誘導手段101が、無人航空機3を事務所Bへ帰還するように誘導する。   While flying from directly above the sign 21a to immediately above the signs 21b, 21c, and 21d and heading directly above the sign 21a, the photographing unit 31 photographs at a plurality of positions, and processes the image data representing the photographed image Send to 10 When the unmanned aerial vehicle 3 reaches directly above the sign 21 a, the photographing means 31 ends the photographing, and the first guiding means 101 guides the unmanned aerial vehicle 3 to return to the office B.

ステップS06においては、形状算出手段103が、撮影手段31により撮影された複数の画像を用いて、土倉24に積載された積載物の3次元形状を算出する。例えば、形状算出手段103は、複数の画像からSfM(Structure from motion)ソフトウェアを用いて積載物の3次元形状を表す3次元点群を作成する。   In step S06, the shape calculation unit 103 calculates the three-dimensional shape of the load loaded in the Dokura 24 using the plurality of images captured by the imaging unit 31. For example, the shape calculation unit 103 creates a three-dimensional point group representing the three-dimensional shape of the load from a plurality of images using SfM (Structure from motion) software.

ステップS07においては、数量算出手段104が、形状算出手段103により算出された3次元形状から積載物の数量を算出する。具体的には、数量算出手段104は、SfMソフトウェアを用いて算出された3次元点群から積載物の体積を算出する。また、数量算出手段104は、算出された体積と、航行中に行われた比重試験により得られた比重とから、積載物の重量を算出する。   In step S07, the quantity calculation unit 104 calculates the quantity of the load from the three-dimensional shape calculated by the shape calculation unit 103. Specifically, the quantity calculation unit 104 calculates the volume of the load from the three-dimensional point group calculated using the SfM software. In addition, the quantity calculating unit 104 calculates the weight of the load from the calculated volume and the specific gravity obtained by the specific gravity test performed during the navigation.

無人航空機を用いた空中写真測量は陸上工事における出来形管理に利用されるが、撮影の対象物が移動することは想定されていない。本実施形態では、船舶の位置と無人航空機の位置とを繰り返し計測し、計測された船舶の位置と、計測された無人航空機の位置とを用いて、無人航空機を船舶の上空に誘導するように構成されているから、航行中の船舶に無人航空機を誘導することができる。よって、本実施形態によれば、航行中の船舶の土倉に積載された積載物の数量検収を、無人航空機により撮影された画像を用いて行うことができる。   Aerial photogrammetry using unmanned aerial vehicles is used for finishing management in land works, but it is not assumed that the object of photography moves. In this embodiment, the position of the ship and the position of the unmanned aerial vehicle are repeatedly measured, and the unmanned aerial vehicle is guided above the ship using the measured position of the ship and the measured unmanned aerial vehicle position. Being configured, the unmanned aerial vehicle can be guided to the ship under navigation. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to perform the quantity inspection of the load loaded in the container of the ship under navigation using the image captured by the unmanned aerial vehicle.

また、本実施形態では、土倉に配置された複数の標識に基づいて無人航空機の飛行経路を設定し、設定された飛行経路に沿って飛行するように無人航空機を誘導し、飛行経路上の複数の位置において土倉を撮影するように構成されているから、航行中の船舶の上空の複数の位置で土倉を撮影することができる。   Further, in the present embodiment, the flight path of the unmanned aerial vehicle is set based on a plurality of signs placed in the storehouse, and the unmanned aerial vehicle is guided to fly along the set flight path. Since the Dokura is taken at the position of, the Dokura can be taken at a plurality of positions above the ship under navigation.

[変形例]
上述の実施形態は本発明の一具体例であって、本発明の技術的思想の範囲内において様々に変形可能である。以下にそれらの変形の例を示す。
[Modification]
The above-described embodiment is a specific example of the present invention, and can be variously modified within the scope of the technical idea of the present invention. The following shows examples of such modifications.

(1)SfMソフトウェアは積載物の3次元形状を算出する手法の一例であり、積載物の3次元形状を算出する手法として、例えば、ステレオ写真測量が用いられてもよく、レーザ測量が用いられてもよい。 (1) The SfM software is an example of a method for calculating the three-dimensional shape of a load, and stereo photogrammetry may be used as a method for calculating the three-dimensional shape of the load, for example. May be

(2)上述の実施形態では、第1誘導手段101、第2誘導手段102、設定手段105が情報処理装置10の機能である例を示したが、これらの機能が無人航空機3に備えられてもよい。その場合、第1通信手段23と第2通信手段33との間で通信が行われ、第1測位手段22により計測された船舶の位置を表す位置データが無人航空機3に送信されるように構成されればよい。 (2) In the above-mentioned embodiment, although the 1st guidance means 101, the 2nd guidance means 102, and the setting means 105 showed the example which is a function of information processor 10, these functions are equipped with unmanned aerial vehicle 3 It is also good. In that case, communication is performed between the first communication means 23 and the second communication means 33, and position data representing the position of the ship measured by the first positioning means 22 is transmitted to the unmanned aerial vehicle 3 It should be done.

2…船舶、3…無人航空機、10…情報処理装置、11…演算部、12…記憶部、13…入出力I/F部、14…UI部、15…第3通信手段、21…標識、22…第1測位手段、23…第1通信手段、24…土倉、25…船橋、31…撮影手段、32…第2測位手段、33…第2通信手段、101…第1誘導手段、102…第2誘導手段、103…形状算出手段、104…数量算出手段、105…設定手段 2 ... ship, 3 ... unmanned aerial vehicle, 10 ... information processing device, 11 ... operation unit, 12 ... storage unit, 13 ... input / output I / F unit, 14 ... UI unit, 15 ... third communication means, 21 ... sign, 22: first positioning means, 23: first communication means, 24: Tokura, 25: Funabashi, 31: photographing means, 32: second positioning means, 33: second communication means, 101: first guiding means, 102: Second guidance means, 103 ... shape calculation means, 104 ... quantity calculation means, 105 ... setting means

Claims (4)

船舶の位置を繰り返し計測する第1測位手段と、
無人航空機と、
前記無人航空機の位置を繰り返し計測する第2測位手段と、
前記第1測位手段により計測された前記船舶の位置と、前記第2測位手段により計測された前記無人航空機の位置とを用いて、前記無人航空機を前記船舶の上空に誘導する第1誘導手段と、
前記無人航空機に設けられ、前記船舶の土倉を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された複数の画像を用いて、前記土倉に積載された積載物の3次元形状を算出する形状算出手段と、
前記形状算出手段により算出された前記3次元形状から前記積載物の数量を算出する数量算出手段と
を備える船舶の土倉の積載物の数量検収システム。
First positioning means for repeatedly measuring the position of the ship;
With unmanned aerial vehicles,
Second positioning means for repeatedly measuring the position of the unmanned aerial vehicle;
First guiding means for guiding the unmanned aerial vehicle above the ship using the position of the ship measured by the first positioning means and the position of the unmanned aircraft measured by the second positioning means; ,
An imaging unit provided in the unmanned aerial vehicle for imaging a Tsuchikura of the ship;
Shape calculating means for calculating a three-dimensional shape of the load loaded in the Dokura using the plurality of images captured by the capturing means;
And a quantity detection system of the load storage of the ship's hold of the ship, comprising: quantity calculation means for calculating the quantity of the load from the three-dimensional shape calculated by the shape calculation means.
前記土倉に配置された複数の標識と、
前記複数の標識に基づいて前記無人航空機の飛行経路を設定する設定手段と、
設定された前記飛行経路に沿って飛行するように前記無人航空機を誘導する第2誘導手段と
を備え、
前記撮影手段は、前記飛行経路上の複数の位置において前記土倉を撮影する
請求項1に記載の数量検収システム。
A plurality of signs placed in the Dokura;
Setting means for setting a flight path of the unmanned aircraft based on the plurality of signs;
Second guidance means for guiding the unmanned aircraft to fly along the set flight path;
The quantity inspection system according to claim 1, wherein the photographing means photographs the Dokura at a plurality of positions on the flight path.
船舶の位置と無人航空機の位置とを繰り返し計測し、計測された前記船舶の位置と、計測された前記無人航空機の位置とを用いて、前記無人航空機を前記船舶の上空に誘導する工程と、
前記無人航空機に設けられた撮影手段により前記船舶の土倉を撮影する工程と、
前記撮影手段により撮影された複数の画像を用いて、前記土倉に積載された積載物の3次元形状を算出する工程と、
算出された前記3次元形状から前記積載物の数量を算出する工程と
を備える船舶の土倉の積載物の数量検収方法。
Measuring the position of the ship and the position of the unmanned aircraft repeatedly and guiding the unmanned aerial vehicle above the ship using the measured position of the ship and the measured position of the unmanned aircraft;
Imaging the Dokura of the vessel by an imaging means provided on the unmanned aerial vehicle;
Calculating a three-dimensional shape of the load loaded in the Dokura using the plurality of images captured by the capturing unit;
And calculating the quantity of the load from the calculated three-dimensional shape.
前記土倉を撮影する工程は、
前記土倉に配置された複数の標識に基づいて前記無人航空機の飛行経路を設定する工程と、
設定された前記飛行経路に沿って飛行するように前記無人航空機を誘導する工程と、
前記飛行経路上の複数の位置において前記土倉を撮影する工程と
を備える請求項3に記載の数量検収方法。
In the process of photographing the Dokura,
Setting a flight path of the unmanned aircraft based on a plurality of signs placed in the Dokura;
Guiding the unmanned aircraft to fly along the set flight path;
The method according to claim 3, further comprising the steps of: imaging the Dokura at a plurality of positions on the flight path.
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