JP4113523B2 - 通信システム - Google Patents
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Description
建築物の施工状況の記録や道路、鉄道並びに河川の施工状況や保守状況の記録等、従来は設計図面や地図とカメラが必須であった現場検証作業を、大幅に簡素化でき、しかも記録資料の管理も容易となる技術を提供せんとすることを目的として、以下の手段が公知となっている。
撮像ユニットを搭載したハンディコンピュータ内に、検証予定現場を含む広域エリアの図面又は地図情報を格納するとともに、検証予定現場を図面又は地図情報上で特定して位置データを算出し、この位置データを、撮像ユニットによって撮像した検証箇所の実写映像データと関連づけて記録する(特許文献2参照)。
また、公共工事現場などでの工程経過証明データ取得において、とくに工事完成後、見えなくなる部分について、作業工程の間で「黒板+チョーク手書き」などの表示により、作業名称を明示し、その現況をカメラにより撮影し、所定の報告用紙に添付されて、工程の経過の証明が取得されているが作業者による労力が大きい。
また、モバイルPC及び公衆電気通信網との接続により、所定のデータベースのデータ転送が考えられているが、工事対象物の位置、時間、現況の情報を一括して伝送するようなシステムが存在せず、時間、費用、労力の無駄が生じている。
また、探索する対象物の位置とデータベースとの不一致を是正することを目的とする。
また、工事完成後、見えなくなる部分について、作業工程の間で「黒板+チョーク手書き」などの表示をしなくても的確な現状情報を取得することができるようにすることを目的とする。
RTK−GPS(Real Time Kinematic GPS)装置を持った作業者が上下水道などのGIS用データの調査・測量を短時間で行ない、高精度のGISデータが瞬時に作成でき、取得したデータがリアルタイムに地図データベースへ展開することができるようなVRS(Virtual Reference Station「仮想基準点」)を利用したGIS(Geographic Information System「地理情報システム」)を提供することを目的とする。
衛星から自己の位置基礎情報を入力するアンテナと、
上記アンテナにより入力された位置基礎情報に基づいて、自己の位置を計算し、計算された自己の位置と上記設置位置記録情報入力部により入力された設置位置記録情報に記録された所定の位置との相対位置とに基づいて、上記所定の位置の位置情報を計算する位置計算部と、
上記位置計算部により計算された位置情報に基づいて、所定の位置を識別する識別情報を出力する出力部と
を備えたことを特徴とする。
図1は、実施の形態1における構成を示す図である。
図1において、実施の形態1におけるシステムは、埋設物探索装置100、位置・時間情報取得端末200、GPS(Global Positioning System)衛星300、工事施工者端末400、準天頂衛星500、工事発注者端末600、電気通信事業者端末700を備えている。
埋設物探索装置100は、対象物を探索し、GPS衛星300と準天頂衛星500とから入力する情報に基づいて、探索された対象物の位置・時間情報を取得する。位置・時間情報取得端末200は、例えば、工事現場にて、埋設物探索装置100から対象物の位置・時間情報を取得し、取得した情報を加工して直接、工事施工者端末400に送信する。或いは、取得した情報を加工して、電気通信事業者端末700を介して工事施工者端末400に送信する。工事施工者端末400は、受信した情報を、例えば、報告書として工事発注者端末600に出力(納品)する。
図2において、準天頂衛星500は、赤道面から約45度の傾斜角になるように地上35800km上空を地球の自転に合わせて1日に1周回している。また、準天頂衛星500は、一例として、昇交点赤経(赤道面との交点)において120度ずつ離れるように3機が配置されている。
図3は、今後計画されている技術を示す図である。
図3においては、地上を固定して考えた場合に、図2における準天頂衛星500の軌跡を示している。図3に示すように、準天頂衛星500は、赤道上を交点とする「8の字」を描くように周回している。3機の準天頂衛星500は、軌道面を異にするが8時間ずつ交代するように、切れ目なく日本上空に位置している。また、地域を日本で考えた場合、仰角が70度以上の準天頂衛星500が常に存在することになる。切れ目なく日本上空に位置しているため、仰角が70度以上の準天頂衛星500が常に存在し、受信者が地上で準天頂衛星500から電波を受ける際、ビルの谷間でも電波を遮られることがない。
図4において、測位方法は、4機の衛星を用いておこなう。GPS(Global Positioning System)は、昇交点傾斜角が55度で昇交点経度が60度ずつ異なる六つの軌道上に4機ずつの人工衛星を配し、24衛星で全地球をカバーして測位機能を果たす。測位方法は、以下のように行なう。まず、いずれかの4衛星から発射された電波が利用者受信機に到達するまでの時間を測定し、光速Cを乗ずることにより衛星までの距離を測定する。そして、4衛星を2つの組に分け、一方の組の2衛星からの距離の差から構成する2衛星を焦点とする回転双曲線と他方の組の2衛星からの距離の差から構成する2衛星を焦点とする回転双曲線との地球上における交点を求める。この交点から利用者受信機の位置を求める。例えば、1機の準天頂衛星500と3機のGPS衛星300、或いは、1機の準天頂衛星500と1機の静止衛星と2機のGPS衛星300との組み合わせにより利用者の測位をおこなう。或いは、4機のGPS衛星300の組み合わせにより利用者の測位をおこなう。
図5において、GPS衛星300は、測位情報を放送する。準天頂衛星500と静止衛星の一例であるMTSAT(Multi−functional Transport Statellite:運輸多目的衛星)550とは、GPS補完衛星でもあり、測位情報として、例えば、ディファレンシャル測位補正データとインテグリティデータと等を有する高精度測位情報を放送する。ここでは、MTSAT550を用いているが静止衛星の一例として用いたものであり、他の静止衛星であっても構わない。ユーザは、移動体通信装置を用いて、例えば、1機の準天頂衛星500と3機のGPS衛星300との組み合わせ、1機の準天頂衛星500と3機の静止衛星との組み合わせ、或いは、1機の準天頂衛星500と、GPS衛星300とMTSAT550とによる3機の衛星との組み合わせ、すなわち、少なくとも準天頂衛星500を含む4機の衛星群により測位に必要な位置情報を得ることができる。また、4機に限らず4機より多くの衛星群により測位に必要な位置情報を得ても構わない。
地上には、測位情報配信センター局、全国に配置される電子基準点を配置する。電子基準点は、固定点として自己の基準位置を有する。全国に配置される電子基準点は、例えば、隣接する複数の電子基準点で取り囲む範囲を1つのメッシュとして全国を電子基準点網で網羅する。全国に配置される電子基準点は、上記4機以上の衛星群により測位に必要な位置情報を得る。そして、自己の有する基準位置と上記4機以上の衛星群により得た位置情報による位置との誤差等の測位補正情報を測位情報配信センター局に出力する。ここでは、全国を電子基準点網で網羅するため、メッシュ内のある位置においても補正精度を向上させることができる。測位情報配信センター局は、全国に配置される電子基準点より測位補正情報を入力し、入力された測位補正情報を収集、統合して収集統合情報を作成し、所定のアンテナを介して準天頂衛星500等の衛星に送信する。上記準天頂衛星500等は、測位情報配信センター局より所定のアンテナを介して準天頂衛星500等の衛星に送信された収集統合情報に基づき、高精度測位情報を放送する。
ユーザは、遮蔽が少ない高仰角である準天頂衛星500を少なくとも用いることで、山影等に位置することによる遮蔽や建物等の障害物による遮蔽を極力回避し、遮蔽を回避することにより測位可能時間を改善することができる。また、ユーザは、少なくとも準天頂衛星500を含む4機以上の衛星群と地上に配置された測位情報配信センター局及び全国に配置される電子基準点とを有するシステムにより補正された高精度測位情報を得ることにより、高精度の位置情報を得ることができる。このように、ユーザは、準天頂衛星500を用いることにより、高精度の位置情報、例えば、地上において、25cmの誤差範囲の精度で位置情報を得ることができる。
図7は、自己の位置情報の一例を示す図である。
図6において、位置基礎情報は、衛星軌道情報、衛星時計情報、電離層補正データ、ディファレンシャル測位補正データ、他の衛星の位置情報を有している。
図7において、自己の位置情報は、X,Y,Zの各座標位置、時刻、日付け、地図情報(MAP)の各情報を有している。
図8において、埋設物探索装置100(対象物探索装置、移動体通信装置、通信装置の一例である)は、埋設物探索部110、位置計算部120、アンテナ130、出力部140を備えている。位置計算部120は、位置基礎情報入力部121、自己位置計算部122、埋設物位置計算部123、相対位置計算部124を有している。
対象物探索部は、探索する対象物を探索する。対象物は、地中にあっても、地表にあっても、空中にあっても、水中にあっても構わない。ここでは、探索する対象物の一例として、地下に埋設された埋設物を説明する。埋設物とは、例えば、水道管、ガス管、電力線、下水管、地下鉄レイヤに関する物等が挙げられる。下水管は、雨水管と汚水管が挙げられる。ただし、これらに限られるものではなく、例えば、地雷等であっても構わない。一例としての埋設物探索部110は、地下に埋設された埋設物を地上から探索する。
アンテナ130は、準天頂衛星を含む複数の衛星から自己の位置基礎情報を入力する。自己の位置基礎情報は、一例として、図6に挙げられた衛星軌道情報、衛星時計情報、電離層補正データ、ディファレンシャル測位補正データ、他の衛星の位置情報を有している。
位置計算部120は、上記アンテナ130により入力された位置基礎情報と、上記対象物探索部により探索された対象物と自己との相対位置とに基づいて、上記対象物の位置情報を計算する。言いかえれば、位置計算部120は、上記アンテナ130により入力された位置基礎情報と、上記埋設物探索部110により探索された埋設物と自己との相対位置とに基づいて、上記埋設物の位置情報を計算する。
ここで、位置計算部120の内部構成について、さらに、述べる。
相対位置計算部124は、上記対象物探索部により探索された対象物と自己との相対位置情報を計算する。言いかえれば、相対位置計算部124は、上記埋設物探索部110により探索された埋設物と自己との相対位置情報を計算する。
位置基礎情報入力部121は、アンテナ130を介して、衛星から自己の位置基礎情報を入力する。
自己位置計算部122は、上記位置基礎情報入力部121により入力された位置基礎情報に基づいて、自己の位置情報を計算する。自己の位置情報は、一例として、図7に挙げられたX,Y,Zの各座標位置、時刻、日付けの各情報を有している。自己の位置情報は、さらに、図7に挙げられた地図情報(MAP)を有していても構わない。
対象物位置計算部は、上記相対位置計算部により計算された相対位置情報と自己位置計算部により計算された自己の位置情報とに基づいて、上記対象物の位置情報を計算する。言いかえれば、一例としての埋設物位置計算部123は、上記相対位置計算部124により計算された相対位置情報と自己位置計算部122により計算された自己の位置情報とに基づいて、上記埋設物の位置情報を計算する。
出力部140は、上記位置計算部120により計算された対象物の位置情報を出力する。すなわち、ここでは、一例として、出力部140は、上記位置計算部120により計算された埋設物の位置情報を出力する。言いかえれば、出力部140は、上記対象物位置計算部により計算された対象物の位置情報を出力する。さらに言いかえれば、一例として、出力部140は、上記埋設物位置計算部123により計算された埋設物の位置情報を出力する。
かかる場合、位置計算部120は、上記アンテナ130により入力された位置基礎情報と位置補正情報と、上記対象物探索部により探索された対象物と自己との相対位置とに基づいて、上記対象物の位置情報を計算する。一例として、位置計算部120は、上記アンテナ130により入力された位置基礎情報と位置補正情報と、上記埋設物探索部110により探索された埋設物と自己との相対位置とに基づいて、上記埋設物の位置情報を計算する。
そして、出力部140は、上記位置計算部120により計算された対象物の位置情報を出力する。言いかえれば、出力部140は、上記位置計算部120により計算された埋設物の位置情報を出力する。
図9において、位置・時間情報取得端末200(通信装置、移動体通信装置の一例である)は、測位情報画像データ入力部210、生成部220、出力部230を備えている。
入力部は、探索する所定の対象物を地上から探索する、上記所定の対象物の位置情報を測位可能な対象物探索装置から上記所定の対象物の位置情報と測位を行なった測位時刻情報と上記所定の対象物の画像データとを入力する。言いかえれば、入力部の一例として、測位情報画像データ入力部210は、地下に埋設された所定の埋設物を地上から探索する、上記所定の埋設物の位置情報を測位可能な埋設物探索装置100から上記所定の埋設物の位置情報と測位を行なった測位時間情報と探索された上記所定の埋設物の画像データとを入力する。
生成部220は、上記入力部により入力された上記所定の対象物の位置情報と測位を行なった測位時刻情報と画像データとに基づき、上記測位時刻情報の測位時刻における上記所定の対象物の設置状況を示す設置状況データを生成する。言いかえれば、一例として、生成部220は、上記入力部の一例である測位情報画像データ入力部210により入力された上記所定の埋設物の位置情報と測位を行なった測位時間情報と画像データとに基づき、上記測位時間情報の測位時間における上記所定の埋設物の埋設状況を示す埋設状況データを生成する。
出力部230は、上記生成部220により生成された上記所定の対象物の設置状況データを出力する。言いかえれば、出力部230は、上記生成部220により生成された上記所定の埋設物の埋設状況データを出力する。
図10において、工事施工者端末400(通信装置の一例である)は、埋設状況データ入力部410、記録部420、証明書類データ出力部430を備えている。
設置状況データ入力部は、外部から、所定の対象物の位置情報と測位を行なった測位時刻情報と画像データとに基づき生成された上記測位時刻情報の測位時刻における上記所定の対象物の設置状況を示す設置状況データを入力する。言いかえれば、一例として、埋設状況データ入力部410は、外部から、地下に埋設された所定の埋設物の位置情報と測位を行なった測位時間情報と画像データとに基づき生成された上記測位時間情報の測位時間における上記所定の埋設物の埋設状況を示す埋設状況データを入力する。外部から入力するとは、ここでは、位置・時間情報取得端末200から入力する。
記録部420は、上記設置状況データ入力部により入力された設置状況データを、上記所定の対象物を上記測位時刻情報の測位時刻に所定の位置に設置されていることを証明する証明書類データとして記録する。言いかえれば、記録部420は、上記埋設状況データ入力部410により入力された埋設状況データを、上記所定の埋設物を上記測位時間情報の測位時間に地下に埋設されていることを証明する証明書類データとして記録する。
証明書類データ出力部430は、上記記録部420により記録された証明書類データを出力する。
また、上記設置状況データ入力部により入力された設置状況データを、上記所定の対象物を上記測位時刻情報の測位時刻に所定の位置に設置されていることを証明する証明書類データとして用いることができ、証明書類を改めて作成するといった無駄な労力を無くすことができる。
また、探索する対象物の位置、時間、現況の情報を一括して伝送するようなシステムを提供することができる。
また、今後、新規に管を埋める場合に、実施の形態1の探索する対象物の位置、時間、現況の情報を一括して伝送を、必ず、実施するようにすることで、データが蓄積し、地下レイヤを整備することができる。
図11は、実施の形態2におけるシステムの構成を示す図である。
図11において、実施の形態2におけるシステムは、位置・時間情報発信端末101、位置・時間情報取得端末200、GPS衛星300、工事施工者端末400、準天頂衛星500、工事発注者端末600、電気通信事業者端末700を備えている。
位置・時間情報発信端末101は、GPS衛星300と準天頂衛星500とから入力する情報に基づいて、対象物の地上位置・時間情報を取得する。位置・時間情報取得端末200は、例えば、工事現場にて、位置・時間情報発信端末101から対象物の地上位置・時間情報を取得し、取得した情報を加工して直接、工事施工者端末400に送信する。或いは、取得した情報を加工して、電気通信事業者端末700を介して工事施工者端末400に送信する。工事施工者端末400は、受信した情報を、例えば、報告書として工事発注者端末600に出力(納品)する。
図12では、水道管を埋設する道路工事の状況を示している。図12の上図は、地上の状況を示した斜視図である。図12の下図は、地中も含めた断面図である。
水道管を埋設する道路工事において、水道管を地中に埋設した後、埋設したことを証明するため、現場の状況を撮影する。実施の形態2では、埋設物の一例である水道管の地上位置にシール材を敷いたのち、この状態で、地上位置に位置・時間情報発信端末101を設置している。位置・時間情報発信端末101は、GPS衛星300等から測位情報を受信し、測位時刻と地上位置を位置・時間情報取得端末200に送信する。また、デジタルカメラ102は、所定の方向から位置・時間情報発信端末101を置いた水道管の地上位置を撮影し、撮影した画像データを位置・時間情報取得端末200に送信する。
測位装置の一例として、図示していないが位置・時間情報発信端末101は、準天頂衛星500を含む複数の衛星、例えば、ここでは、GPS衛星300から自己の位置基礎情報を入力するアンテナと、アンテナから自己の位置基礎情報を入力する位置基礎情報入力部と、上記位置基礎情報入力部により入力された位置基礎情報に基づいて、自己の位置情報を計算する自己位置計算部と、自己位置計算部により計算された自己の位置情報を出力する出力部とを備えている。自己の位置基礎情報は、実施の形態1と同様、図6に挙げられた衛星軌道情報、衛星時計情報、電離層補正データ、ディファレンシャル測位補正データ、他の衛星の位置情報を有している。また、自己の位置情報には、実施の形態1と同様、図7に挙げられたX,Y,Zの各座標位置、時刻、日付けの各情報を有している。自己の位置情報は、さらに、図7に挙げられた地図情報(MAP)を有していても構わない。
入力部は、所定の位置に存在する所定の対象物の地上位置に設置する測位装置から上記測位装置の位置情報と測位を行なった測位時刻情報とを入力し、さらに、上記所定の対象物の地上位置を撮影した画像データを入力する。ここでは、一例として、地下に埋設された所定の埋設物について説明しているので、言いかえれば、入力部の一例としての測位情報画像データ入力部210は、地下に埋設された所定の埋設物の地上位置に設置する測位装置の一例である位置・時間情報発信端末101から上記測位装置の位置情報と測位を行なった測位時間情報とを入力し、さらに、デジタルカメラ102から上記所定の埋設物の地上位置を撮影した画像データを入力する。
生成部220は、上記入力部により入力された上記測位装置の位置情報と測位を行なった測位時刻情報と画像データとに基づき、上記測位時刻情報の測位時刻における上記所定の対象物の地上状況を示す地上状況データを生成する。言いかえれば、生成部220は、上記入力部により入力された上記測位装置の位置情報と測位を行なった測位時間情報と画像データとに基づき、上記測位時間情報の測位時間における上記所定の埋設物の地上状況を示す地上状況データを生成する。
出力部230は、上記生成部220により生成された上記所定の対象物の地上状況データを出力する。言いかえれば、出力部230は、上記生成部220により生成された上記所定の埋設物の地上状況データを出力する。
設置状況データ入力部は、外部から、所定の対象物の位置情報と測位を行なった測位時刻情報と画像データとに基づき生成された上記測位時刻情報の測位時刻における上記所定の対象物の設置状況を示す設置状況データを入力する。言いかえれば、一例として、埋設状況データ入力部410は、外部から、地下に埋設された所定の埋設物の地上位置情報と測位を行なった測位時間情報と画像データとに基づき生成された上記測位時間情報の測位時間における上記所定の埋設物の埋設状況を示す埋設状況データを入力する。外部から入力するとは、ここでは、位置・時間情報取得端末200から入力する。
記録部420は、上記設置状況データ入力部により入力された設置状況データを、上記所定の対象物を上記測位時刻情報の測位時刻に所定の位置に設置されていることを証明する証明書類データとして記録する。言いかえれば、記録部420は、上記埋設状況データ入力部410により入力された埋設状況データを、上記所定の埋設物を上記測位時間情報の測位時間に地下に埋設されていることを証明する証明書類データとして記録する。
証明書類データ出力部430は、上記記録部420により記録された証明書類データを出力する。
また、工事完成後、見えなくなる部分について、作業工程の間で「黒板+チョーク手書き」などの表示をしなくても的確な現状情報を取得することができるようにすることができる。
図13では、杭を埋設する道路工事の状況を示している。図12の左上図は、杭を埋設する際の最初の地上の状況を示した斜視図である。図12の左下図は、左上図の地中も含めた断面図である。杭は、地表からL1の長さとなっている。図12の右上図は、杭を埋設する工事が完成したときの地上の状況を示した斜視図である。図12の右下図は、右上図の地中も含めた断面図である。杭は、地表からL2の長さとなっている。すなわち、地中には、L1−L2の長さが打ち込まれている。
杭を埋設する道路工事において、杭を地中に埋設するにあたり、規定の長さ埋設したことを証明するため、現場の状況を撮影する。図13では、埋設物の一例である杭の地上位置に位置・時間情報発信端末101を設置している。位置・時間情報発信端末101は、GPS衛星300等から測位情報を受信し、測位時刻と地上位置を位置・時間情報取得端末200に送信する。また、デジタルカメラ102は、所定の方向から位置・時間情報発信端末101を置いた杭の地上位置を撮影し、撮影した画像データを位置・時間情報取得端末200に送信する。
ここで、入力部は、所定の位置に存在する所定の対象物の地上位置に設置する測位装置から所定の期間毎に測位を行なった複数の測位時刻情報と上記複数の測位時刻情報の各測位時刻情報の測位時刻における上記測位装置の位置情報とを入力し、さらに、上記所定の期間毎に上記所定の対象物の地上位置を撮影した複数の画像データを入力する。言いかえれば、入力部の一例としての測位情報画像データ入力部210は、地下に埋設された所定の埋設物の地上位置に設置する測位装置の一例である位置・時間発信端末101から所定の期間毎に測位を行なった複数の測位時間情報と上記複数の測位時間情報の各測位時間情報の測位時間における上記測位装置の位置情報とを入力し、さらに、デジタルカメラ102から上記所定の期間毎に上記所定の埋設物の地上位置を撮影した複数の画像データを入力する。
そして、生成部220は、上記入力部により入力された上記複数の測位装置の位置情報と測位を行なった複数の測位時刻情報と複数の画像データとに基づき、上記複数の測位時刻情報の各測位時刻情報の測位時刻における上記所定の対象物の各地上状況を示す地上状況データを生成する。言いかえれば、生成部220は、上記入力部により入力された上記複数の測位装置の位置情報と測位を行なった複数の測位時間情報と複数の画像データとに基づき、上記複数の測位時間情報の各測位時間情報の測位時間における上記所定の埋設物の各地上状況を示す地上状況データを生成する。
次に、出力部230は、上記生成部により生成された上記所定の対象物の各地上状況データを出力する。言いかえれば、出力部230は、上記生成部により生成された上記所定の埋設物の各地上状況データを出力する。
以上のように構成することで、所定の間隔で、工事現場を監視することができる。
そして、工事対象物の位置、時間、現況の情報を一括して伝送するようなシステムを提供することができる。
また、工事完成後、見えなくなる部分について、作業工程の間で「黒板+チョーク手書き」などの表示をしなくても的確な現状情報を取得することができるようにすることができる。
また、図13のような杭に限らず、地下に多層に配置されたそれぞれの経過を証明することができる。
図14は、実施の形態3における埋設物探索装置の構成を示す図である。
図14において、埋設物探索装置100(対象物探索装置、移動体通信装置、通信装置の一例である)は、さらに、埋設位置記録情報入力部150を備えている。その他の構成は、図8と同様である。また、埋設物探索装置100以外の構成は、実施の形態1と同様である。
設置位置記録情報入力部は、探索する所定の対象物を所定の位置に設置したことを記録した設置位置記録情報を入力する。言いかえると、一例として、埋設位置記録情報入力部150は、地下に埋設された所定の埋設物を所定の位置に埋設したことを記録した埋設位置記録情報を入力する。ここでは、例えば、工事施工者端末400から位置・時間情報取得端末200を介して埋設位置記録情報の支援を受ける。支援を受けることで、素早く所定の埋設物の埋設位置付近に辿りつくことができる。
アンテナ130は、衛星から自己の位置基礎情報を入力する。
位置計算部120は、上記アンテナ130により入力された位置基礎情報に基づいて、自己の位置を計算し、計算された自己の位置と上記設置位置記録情報入力部により入力された設置位置記録情報に記録された所定の位置との相対位置とに基づいて、上記所定の位置の位置情報を計算する。言いかえれば、位置計算部120は、上記アンテナ130により入力された位置基礎情報に基づいて、自己の位置を計算し、計算された自己の位置と上記埋設位置記録情報入力部により入力された埋設位置記録情報に記録された所定の位置との相対位置とに基づいて、上記所定の位置の位置情報を計算する。
出力部140は、上記位置計算部120により計算された位置情報に基づいて、所定の位置を識別する識別情報を出力する。言いかえると、埋設物探索部110は、上記位置計算部120により計算された上記所定の位置の位置情報における位置から所定の範囲内で移動しながら上記所定の埋設物を地上から探索する。そして、出力部140は、上記埋設物探索部110により上記所定の埋設物が探索された場合に、上記所定の埋設物が探索された地上位置でユーザに対し、上記所定の埋設物が探索されたことを識別する識別情報を出力する。
図15において、埋設物探索装置100は、移動しながら上記所定の埋設物を地上から探索する。埋設物探索装置100は、上記埋設物探索部110により上記所定の埋設物が探索された場合に、上記所定の埋設物が探索された地上位置でユーザに対し、ピピッ、ピピッ、といった識別情報の一例である識別音を発する。
ここで、図15では、埋設物探索装置100をユーザが押して移動(稼動)させているが、埋設物探索装置100が自走しても構わない。
図16は、実施の形態4における埋設物探索装置の構成を示す図である。
図16において、埋設物探索装置100(対象物探索装置、移動体通信装置、通信装置の一例である)は、さらに、光線照射部160を備えている。その他の構成は、図14と同様である。また、埋設物探索装置100以外の構成は、実施の形態1と同様である。
設置位置記録情報入力部は、探索する所定の対象物を所定の位置に設置したことを記録した設置位置記録情報を入力する。言いかえると、設置位置記録情報入力部の一例として、埋設位置記録情報入力部150は、地下に埋設された所定の埋設物を所定の位置に埋設したことを記録した埋設位置記録情報を入力する。
アンテナ130は、衛星から自己の位置基礎情報を入力する。
位置計算部120は、上記アンテナ130により入力された位置基礎情報に基づいて、自己の位置を計算し、計算された自己の位置と上記設置位置記録情報入力部により入力された設置位置記録情報に記録された所定の位置との相対位置とに基づいて、上記所定の位置の位置情報を計算する。言いかえると、位置計算部120は、上記アンテナ130により入力された位置基礎情報に基づいて、自己の位置を計算し、計算された自己の位置と上記埋設位置記録情報入力部により入力された埋設位置記録情報に記録された所定の位置との相対位置とに基づいて、上記所定の位置の位置情報を計算する。
光線照射部160は、上記位置計算部120により計算された位置情報に基づいて、上記所定の位置の地上位置に対し、光線を照射し、ユーザに地上位置の識別を促す。言いかえると、埋設物探索部110は、上記位置計算部120により計算された上記所定の位置の位置情報における位置から所定の範囲内で移動しながら上記所定の埋設物を地上から探索する。そして、光線照射部160は、上記埋設物探索部110により上記所定の埋設物が探索された場合に、上記所定の埋設物が探索された地上位置に対し、光線を照射し、ユーザに上記所定の埋設物が探索された地上位置の識別を促す。
図17において、埋設物探索装置100は、移動しながら上記所定の埋設物を地上から探索する。埋設物探索装置100は、上記埋設物探索部110により上記所定の埋設物が探索された場合に、上記所定の埋設物が探索された地上位置に対し、光線を照射する。光線は、例えば、赤外線、レーザービーム等が挙げられるがこれらに限るものではない。例えば、スポットライトであっても構わない。
ここで、図17では、埋設物探索装置100を自走させているが、ユーザが押して移動(稼動)させるようにしても構わない。
また、例えば、地雷の除去作業を行なっている場合でも、図17に示すように、上記所定の埋設物の一例である地雷と埋設物探索装置100とが一定の距離で離れるようにして、探索すれば、地雷を踏む前に、正確な上記地雷の実際の位置を知ることができる。
図18は、実施の形態5における位置・時間情報取得端末の構成を示す図である。
図18において、位置・時間情報取得端末200(移動体通信装置、通信装置の一例である)は、さらに、埋設位置記録情報入力部240、表示部250、修正部260を備えている。その他の構成は、図9と同様である。また、位置・時間情報取得端末200以外の構成は、実施の形態1と同様である。
設置位置記録情報入力部は、探索する所定の対象物を所定の位置に設置したことと上記所定の設置物の設置形状とを記録した設置位置記録情報を入力する。言いかえると、設置位置記録情報入力部の一例として、埋設位置記録情報入力部240は、地下に埋設された所定の埋設物を所定の位置に埋設したことと上記所定の埋設物の埋設形状とを記録した埋設位置記録情報を入力する。
測位情報画像データ入力部210は、上記所定の対象物を地上から探索し探索された上記所定の対象物の位置情報を測位可能な対象物探索装置から、上記所定の対象物の位置情報と測位を行なった測位時刻情報と探索された上記所定の対象物の画像データとを入力する。言いかえると、測位情報画像データ入力部210は、地下に埋設された所定の埋設物を地上から探索し探索された上記所定の埋設物の位置情報を測位可能な埋設物探索装置100から、上記所定の埋設物の位置情報と測位を行なった測位時間情報と探索された上記所定の埋設物の画像データとを入力する。
表示部250は、上記測位情報画像データ入力部210により入力された上記所定の対象物の位置情報と測位を行なった測位時刻情報と画像データと、上記設置位置記録情報入力部により入力された設置位置記録情報とに基づき、上記測位時刻情報の測位時刻における上記所定の対象物の設置状況と設置位置記録情報に記録された上記所定の対象物の設置形状とを照合し、照合された上記所定の対象物の設置状況と上記所定の対象物の設置形状とを表示する。言いかえると、表示部250は、上記測位情報画像データ入力部210により入力された上記所定の埋設物の位置情報と測位を行なった測位時間情報と画像データと、上記埋設位置記録情報入力部240により入力された埋設位置記録情報とに基づき、上記測位時間情報の測位時間における上記所定の埋設物の埋設状況と埋設位置記録情報に記録された上記所定の埋設物の埋設形状とを照合し、照合された上記所定の埋設物の埋設状況と上記所定の埋設物の埋設形状とを表示する。
図19では、向かって画面左に、埋設物探索装置100により探索された埋設物の画像が表示されている。埋設物探索部110は、例えば、超音波、マイクロ波等を用いて埋設物を探索する。ここでは、超音波を用いた場合に、探索される埋設物の断面画像が表示されている。向かって画面中央には、既存データである埋設位置記録情報に記録された上記所定の埋設物の埋設形状が表示されている。ここでは、2次元データとして表示されているが3次元表示されても構わない。向かって画面右には、埋設物探索装置100により探索された埋設物とマッチングする、既存データである埋設位置記録情報に記録された上記所定の埋設物の埋設形状がわかり易いように3次元で表示されている。
図19では、2つの埋設物が表示されているが、例えば、一方が水道管で、他方がガス管である場合のように、各埋設位置記録情報を所有する会社が別々であり、一方の会社が工事施工する場合、他方の会社が所有する各埋設位置記録情報に記録された各所定の埋設物の埋設形状が表示されることで、間違って道路を掘り起こし、管に損傷を与えることを防ぐことができる。
ここで、さらに、修正部260は、修正された所定の位置に上記所定の対象物の設置形状を移動させた画像を生成する。そして、表示部250は、上記測位情報画像データ入力部により入力された上記所定の対象物の位置情報と測位を行なった測位時刻情報と画像データと、上記設置置記録情報入力部により入力された設置位置記録情報とに基づき、上記測位時刻情報の測位時刻における上記所定の対象物の設置状況と設置位置記録情報に記録された上記所定の対象物の設置形状とを照合し、照合された上記所定の対象物の設置状況と上記所定の対象物の設置形状と、上記修正部により生成された所定の対象物の設置形状を移動させた画像とを同一画面に表示するように構成しても構わない。言いかえると、修正部260は、照合された結果、埋設位置記録情報に記録された所定の位置が上記所定の埋設物の埋設状況と異なる場合に、上記埋設位置記録情報に記録された所定の位置を修正し、修正された所定の位置に上記所定の埋設物の埋設形状を移動させた画像を生成する。そして、表示部250は、上記測位情報画像データ入力部210により入力された上記所定の埋設物の位置情報と測位を行なった測位時間情報と画像データと、上記埋設位置記録情報入力部240により入力された埋設位置記録情報とに基づき、上記測位時間情報の測位時間における上記所定の埋設物の埋設状況と埋設位置記録情報に記録された上記所定の埋設物の埋設形状とを照合し、照合された上記所定の埋設物の埋設状況と上記所定の埋設物の埋設形状と、上記修正部により生成された所定の埋設物の埋設形状を移動させた画像とを同一画面に表示するように構成しても構わない。
図19では、2つの埋設物が表示されているが、例えば、一方が水道管で、他方がガス管である場合のように、各埋設位置記録情報を所有する会社が別々であり、一方の会社が工事施工する場合、他方の会社が所有する各埋設位置記録情報に記録された各所定の埋設物の埋設形状が実際と一致しているかどうかわからない。間違って、道路を掘り起こし、管に損傷を与えることとなったら被害が大きいものとなり得る。以上のように、修正部により生成された所定の埋設物の埋設形状を移動させた画像とを同一画面に表示することで、上記間違いを防ぐことができる。
埋設物探索部110は、超音波の地中レーダ、例えば、数mまでの地中密度を測る超音波の地中レーダを用いて、地下状況を検出(探索)し、図20に示すように、例えば、超音波の測定器の真下の地下状況を、例えば、10cm毎の画像として探索結果を入手しても構わない。そして、埋設物探索部110は、図20の10cm毎の連続する断面画像を繋げて、埋設物(例えば、ガス管)の立体的な位置がわかるように探索しても構わない。
ここで、図19において、表示部250は、1つの埋設物(例えば、ガス管)について、1つの断面画像を表示しているが、図20に示すように、例えば、超音波の測定器の真下の地下状況を、例えば、10cm毎の画像として出力するようにしても構わない。図20では、10cm毎の断面画像を順番に表示している。ここで、表示部250は、埋設物探索装置100から図19における「探索された断面画像」の代わりに、図20の10cm毎の連続する複数の断面画像を入力し、図20のように順番に羅列させて表示しても構わない。或いは、表示部250は、図20の10cm毎の連続する断面画像を繋げて、埋設物(例えば、ガス管)の立体的に表示しても構わない。
また、位置・時間情報取得端末200は、表示部250により埋設物探索結果と設置位置記録情報に記録された対象物の設置形状とが照合された結果の画面データ、或いは、さらに、修正部260により修正された画面データを工事施工者端末400に出力する。すなわち、記録管理者が位置・時間情報取得端末200を用いて照合された結果の画面データ、或いはさらに修正された結果の画面データを管理会社或いは工事会社へ伝送することができる。
図示していないが、実施の形態6では、実施の形態2における位置・時間情報発信端末101に給電素子を搭載し、位置・時間情報発信端末101を埋設物にセットして位置・時間情報発信端末101と埋設物とを共に埋設する。その他の構成は、実施の形態2と同様である。ここで、給電素子は、例えば、地上から電磁波を照射することにより非接触で給電する素子を用いる。例えば、特開2000−194952号公報に記載の給電素子がある。位置・時間情報発信端末101は、給電された給電素子を電源として自己の位置情報を出力する。
このとき、GPS衛星或いは準天頂衛星からの位置基礎情報を受信するためのアンテナは、地上に出ていて構わない。例えば、道路上に設置する場合、道路にびょうが打ってあるように設置する。そして、道路に下では、アンテナが位置・時間情報発信端末101に繋がっている。そして、位置・時間情報発信端末101は、アンテナとの相対位置を考慮することにより自己の位置を計算することができる。また、上記アンテナは、例えば、マンホールの蓋に取り付けても構わない。同様に、位置・時間情報発信端末101は、アンテナとの相対位置を考慮することにより自己の位置を計算することができる。
位置・時間情報発信端末101は、セットされた埋設物がいったい何という埋設物であるかがわかる番号その他の識別情報を記憶する。そして、位置・時間情報発信端末101は、自己の位置情報と共に、識別情報を一緒に発信する。以上により、地上から埋設物(例えば、ガス管)を特定することができる。
図示していないが、実施の形態7では、実施の形態2における各構成に、さらに、工事中の管の中に、リモコンで前後、左右、または左折、右折、上方向、下方向といった移動操作が可能な移動装置を備えている。実施の形態2における各構成の動作等は、実施の形態2と同様である。移動装置は、例えば、ワイヤでリモコン操作部(図示せず)と繋がれている。リモコン操作部は、位置・時間情報取得端末200とケーブル、或いは無線で情報送信が可能となっている。
移動装置は、照明となるライト、カメラ、移動距離検出器、ジャイロを用いた移動方向検出器、方位センサを用いた移動方位検出器を備えている。移動装置は、移動距離検出器、移動方向検出器、移動方位検出器を用いて、走らせる管の入り口との相対位置を経度、緯度、深さについて随時検出できる。
リモコン操作部は、カメラで撮影した画像を表示する表示部、検出された走らせる管の入り口との相対位置である経度、緯度、深さ、カメラで撮影した画像の各情報を記憶する記憶部、記憶された各情報を送信する送信部を備えている。
走らせる管の入り口の位置は、位置・時間情報発信端末101が計算する。位置・時間情報取得端末200は、リモコン操作部から入力した情報と位置・時間情報発信端末101からの自己位置情報とから移動装置の絶対位置を計算する。位置・時間情報取得端末200は、移動装置の絶対位置情報、カメラで撮影した画像を工事施工者端末400に出力する。或いは、位置・時間情報取得端末200がリモコン操作部を備えていても構わない。かかる場合、位置・時間情報取得端末200は、位置・時間情報発信端末101から、走らせる管の入り口の位置情報を入力する。そして、位置・時間情報取得端末200は、走らせる管の入り口と移動装置との相対位置を計算する。
また、位置・時間情報取得端末200は、工事施工者端末400から入力した設置位置記録情報に記録された対象物の設置形状と移動装置の絶対位置情報とを照合し、移動装置の絶対位置情報、すなわち、埋設物の埋設位置から管を特定し、問題(異常)を発見した管を特定する。
そして、上記各実施の形態における埋設物探索装置100、或いは位置・時間情報発信端末101は、GPS衛星300及び準天頂衛星500の高精度測位サービスを利用し、所定の操作により、自己の位置・測定時間(時刻)をあらかじめ指定された通信手段に転送できる。また、必要に応じて、自己位置・時間発信端末の一例として、埋設物探索装置100は、自走機能または地下埋設物を検出するセンサー機能などを保有している。地下埋設物の検出センサーを搭載した場合、マイクロ波等により地下の水道管、ガス管などの金属物に関する地図を作成することが可能となる。そして、超音波により非金属であっても地下の水道管、ガス管などに関する地図を作成することが可能となる。
上記各実施の形態における位置・時間情報取得端末200は、上記自己位置・時間発信端末からの情報の取得及びあらかじめ予定された手段により、位置・時間と工事の進行状況などの状況を記録する手段により、位置・時間と状況を動じに記録、公衆電気通信網などに伝送できる機能を有する。
上記各実施の形態における工事施工者端末400では、
道路工事現場、道路自己処理現場などでは作業者が取得したデータを保管、管理を行う。証明記録管理装置の一例である工事施工者端末400からのデータは、外部装置からの要求に応じて、所定の様式にてデータが転送される機能を有する。また、工事発注者からの契約を受けたときに、工事に際して必要となる証明記録の時期、現況確認条件などを生成し、計画データとして保存する。実際の工事において、現場で取得されたデータは、あらかじめ予定されたデータベースに格納、保存される、工事記録など証明記録管理装置と、
工事発注者に対する提出書面などについて、所定の様式で文書出力できる機能を保有している。この装置により代金請求などに必要となる文書をすべて生成できる証明記録入出力装置と
を備えていてもよい。
以上のように、準天頂衛星500のアプリケーションに「高精度測位システム」があり、高精度測位が可能になる。例えば公共工事など、契約上で求められる工程経過証明につき、「時間、位置」データを記録、管理する必要があり、高精度測位システム応用例として、時間・位置データ取得端末からの情報をカメラ付き携帯電話などで、証明記録管理装置に伝送することにより、省力化ができる。
また、各実施の形態の説明において「〜部」として説明したものは、ROMに記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェア或いは、ハードウェア或いは、ソフトウェアとハードウェアとファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。
また、上記各実施の形態を実施させるプログラムは、また、磁気ディスク装置、FD(Flexible Disk)、光ディスク、CD(コンパクトディスク)、MD(ミニディスク)、DVD(Digital Versatile Disk)等のその他の記録媒体による記録装置を用いても構わない。
また、出力部は、CRT表示装置、その他の表示装置、プリンタ装置等の出力装置を用いても構わない。
Claims (1)
- 第1の通信装置と、第2の通信装置と、測位装置と、デジタルカメラとを備えて、杭を地中に埋設する工事が施工されたことを証明する通信システムであって、
上記測位装置は、
上記杭を埋設する施工現場に設置され、
準天頂衛星を含む複数の衛星から時計情報を含む自己の位置基礎情報を入力するアンテナと、
上記アンテナにより入力された時計情報を含む自己の位置基礎情報に基づいて、測位時刻と測位日付とを有する測位時間情報と自己の位置である測位装置の位置とを含む自己の位置情報を計算する位置計算部と、
上記位置計算部により計算された自己の位置情報を測位装置の位置情報として出力する出力部とを備え、
上記デジタルカメラは、
上記施工現場に設置された測位装置を撮影対象に含む施工現場を撮影した画像データを出力し、
上記第2の通信装置は、
上記測位装置から、上記測位装置の位置情報を入力するとともに、上記デジタルカメラから、上記画像データを入力する入力部と、
上記入力部により入力された上記測位装置の位置情報と上記画像データとに基づき、上記画像データが、上記測位時間情報の測位日付の測位時刻に上記測位装置が上記測位装置の位置に設置された施工現場の状況を撮影した画像データであることを示す状況データを生成する生成部と、
上記生成部により生成された上記状況データを出力する出力部とを備え、
上記第1の通信装置は、
上記第2の通信装置から、上記状況データを入力する状況データ入力部と、
上記状況データ入力部により入力された状況データが、上記画像データが上記測位時間情報の測位日付の測位時刻に上記測位装置が上記測位装置の位置に設置された施工現場の状況を撮影した画像データであることを示すことを判定することにより、上記状況データを、上記測位時間情報の測位日付の測位時刻に上記測位装置を上記測位装置の位置に設置した施工現場で工事が施工されたことを証明する証明書類データとして記録する記録部と、
上記記録部により記録された証明書類データを出力する証明書類データ出力部とを備え、
上記測位装置の出力部は、
上記杭が地上からL1の高さにあるときと、上記杭の一部が地中に埋め込まれて上記杭が地上からL2(L2<L1)の高さにあるときとに、上記測位装置の位置情報を出力し、
上記デジタルカメラは、
上記杭が地上からL1の高さにあるときと、上記杭の一部が地中に埋め込まれて上記杭が地上からL2(L2<L1)の高さにあるときとに、上記杭を撮影した画像データを出力し、
上記第2の通信装置の生成部は、
上記杭が地上からL1の高さにあるときを撮影した画像データが、上記杭が地上からL1の高さにあるときに出力された上記測位装置の位置情報の上記測位時間情報の測位日付の測位時刻に杭を撮影した画像データであることを示す第1の状況データを上記状況データとして生成し、上記杭が地上からL2(L2<L1)の高さにあるときを撮影した画像データが、上記杭が地上からL2の高さにあるときに出力された上記測位装置の位置情報の上記測位時間情報の測位日付の測位時刻に杭を撮影した画像データであることを示す第2の状況データを上記状況データとして生成する
ことを特徴とする通信システム。
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