JP4709564B2 - Laser measurement method and laser measurement system - Google Patents

Laser measurement method and laser measurement system Download PDF

Info

Publication number
JP4709564B2
JP4709564B2 JP2005102228A JP2005102228A JP4709564B2 JP 4709564 B2 JP4709564 B2 JP 4709564B2 JP 2005102228 A JP2005102228 A JP 2005102228A JP 2005102228 A JP2005102228 A JP 2005102228A JP 4709564 B2 JP4709564 B2 JP 4709564B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
sequence
difference value
laser
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005102228A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006284270A (en
Inventor
正 笹川
佳史 夏目
延尉 寺岡
俊一 浅沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pasco Corp
Original Assignee
Pasco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pasco Corp filed Critical Pasco Corp
Priority to JP2005102228A priority Critical patent/JP4709564B2/en
Publication of JP2006284270A publication Critical patent/JP2006284270A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4709564B2 publication Critical patent/JP4709564B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

本発明は、飛行体と地上との間で行うレーザ計測方法及びそれを用いたレーザ計測システムに関し、特にレーザパルスの発射時刻データの圧縮伝送に関する。   The present invention relates to a laser measurement method performed between an air vehicle and the ground and a laser measurement system using the same, and more particularly to compression transmission of laser pulse emission time data.

航空機等の飛行体からレーザビームを照射して地上の凹凸情報を取得するレーザ計測方法として、下記特許文献1に記載されるものが知られている。一般に、航空機上で取得される観測データは、発射するレーザパルス単位に発射時刻、発射位置、発射方向、複数のリターンパルスに関する情報を含み、データサイズが膨大なものとなる。そのため、従来技術においては、航空機上で取得されたデータは、航空機に搭載したデータ記録部に格納され、計測終了後に地上のデータ処理装置に移され処理、解析される。   As a laser measurement method for acquiring ground surface unevenness information by irradiating a laser beam from a flying object such as an aircraft, one described in Patent Document 1 below is known. In general, observation data acquired on an aircraft includes information on the emission time, emission position, emission direction, and a plurality of return pulses for each laser pulse to be emitted, and the data size is enormous. For this reason, in the prior art, data acquired on an aircraft is stored in a data recording unit mounted on the aircraft, transferred to a data processor on the ground after measurement, and processed and analyzed.

しかし、例えば、災害時における地上の状況把握等のような利用目的では、即応性が要求される。そこで、航空機の着陸を待たずにデータ解析を行うことを可能とするレーザ計測システムの開発が進められている。
特開2003−156330号公報
However, quick response is required for the purpose of use such as grasping the situation on the ground at the time of a disaster, for example. Therefore, development of a laser measurement system that enables data analysis without waiting for the landing of an aircraft is in progress.
JP 2003-156330 A

即応性を高めるには、航空機上で取得される膨大な観測データを無線伝送で地上に送ることが要求されるが、当該データを限られた伝送容量で短時間に地上に送ることが難しいという問題があった。この問題に対しては、当該データを圧縮して伝送し、地上にて伸張するという方法を採りうる。圧縮効率は各種データの性質にも依存し、それを如何に高めるかはデータ種類毎に個別に検討すべき課題となる。   In order to improve responsiveness, it is required to send a huge amount of observation data acquired on the aircraft to the ground by wireless transmission, but it is difficult to send the data to the ground in a short time with a limited transmission capacity There was a problem. For this problem, a method of compressing and transmitting the data and expanding it on the ground can be adopted. The compression efficiency also depends on the properties of various data, and how to increase the compression efficiency is an issue to be individually examined for each data type.

本発明は、特に、レーザパルスの発射時刻データに関して圧縮効率を高め、地上への迅速なデータ伝送を実現し、即応性の高いレーザ計測方法及びレーザ計測システムの提供を目的とする。   An object of the present invention is to provide a laser measurement method and a laser measurement system with high responsiveness, in particular, improving compression efficiency with respect to laser pulse emission time data, realizing rapid data transmission to the ground.

本発明に係るレーザ計測方法は、飛行体に搭載され、所定周期に応じてレーザパルスを反復的に発射し地表面をスキャンするレーザスキャナを用いて、前記レーザパルスの発射時刻データを含む観測データを前記飛行体上で取得する観測ステップと、前記観測データを地上基地局に伝送する伝送ステップと、前記飛行体の飛行中に前記地上基地局において前記観測データを解析して地表形状を演算する演算ステップとを含むレーザ計測方法であって、前記伝送ステップが、前記観測データのうち少なくとも前記発射時刻データを前記飛行体上でデータ圧縮し、圧縮時刻データを生成する圧縮ステップを有し、前記圧縮ステップが、前記発射時刻データのデータ列から二次差分値列を生成する差分ステップと、前記二次差分値列から生成順に取り出したk個(kは2以上の整数)の二次差分値からなる部分列が、予め登録された数値列パターンのいずれかに一致する場合に、当該数値列パターンに関連付けられた指標データを当該部分列に対応付ける対応付けステップと、前記対応付けステップにて前記部分列に対応付けられた前記指標データに基づいて、前記圧縮データを形成する形成ステップと、を有し、前記数値列パターンの集合が、前記二次差分値列における出現確率が所定値以上であるm個(mは自然数)の代表差分値からなるm通りの順列パターンを含む。 The laser measurement method according to the present invention is an observation data including a laser pulse emission time data using a laser scanner which is mounted on an aircraft and which repeatedly emits laser pulses according to a predetermined period and scans the ground surface. An observation step of acquiring the observation data on the flying object, a transmission step of transmitting the observation data to the ground base station, and calculating the ground shape by analyzing the observation data in the ground base station during the flight of the flying object. A laser measurement method including a calculation step, wherein the transmission step includes a compression step of compressing at least the emission time data of the observation data on the aircraft and generating compressed time data, A compression step includes a difference step for generating a secondary difference value sequence from the data sequence of the launch time data, and a generation order from the secondary difference value sequence. When the subsequence composed of k secondary difference values (k is an integer equal to or greater than 2) matches any of the numerical sequence patterns registered in advance, the index data associated with the numerical sequence pattern is An association step of associating with the partial sequence; and a forming step of forming the compressed data based on the index data associated with the partial sequence in the association step; The set includes m k permutation patterns including m (m is a natural number) representative difference values whose appearance probability in the secondary difference value sequence is equal to or greater than a predetermined value.

本発明の好適な態様は、前記代表差分値が、−1、0、及び+1であるレーザ計測方法である。   A preferred aspect of the present invention is a laser measurement method in which the representative difference values are −1, 0, and +1.

他の本発明に係るレーザ計測方法においては、前記mが3であり、前記kが2であり、前記数値列パターンの集合が、前記部分列を構成する2つの前記二次差分値のうち後の当該二次差分値だけが前記代表差分値以外の任意の値である3通りの特例パターンを含む。   In another laser measurement method according to the present invention, the m is 3, the k is 2, and the set of numerical sequence patterns is the latter of the two secondary difference values constituting the partial sequence. Only the secondary difference value of the three includes three special patterns that are arbitrary values other than the representative difference value.

また他の本発明に係るレーザ計測方法においては、前記指標データが、4ビットのバイナリデータで表され、前記形成ステップが、前記対応付けステップにて、連続する2つの前記部分列のうち先行部分列に対応付けられた第1指標データと後続部分列に対応付けられた第2指標データとを結合して1バイトの前記圧縮データを生成する結合ステップを有する。   In another laser measurement method according to the present invention, the index data is represented by 4-bit binary data, and the forming step includes a preceding portion of the two consecutive partial sequences in the association step. A combining step of generating the compressed data of 1 byte by combining the first index data associated with the column and the second index data associated with the subsequent subsequence;

別の本発明に係るレーザ計測方法においては、前記kが2であり、前記結合ステップが、前記第1指標データが対応付けられた前記部分列を構成する2つの前記二次差分値のうち後の当該二次差分値だけが前記代表差分値以外の任意の値である場合又は前記第2指標データが存在しない場合に、当該第1指標データに、いずれの前記指標データとも識別可能な4ビットの例外識別データを結合して1バイトの前記圧縮データを生成する。   In another laser measurement method according to the present invention, the k is 2, and the combining step is performed after the two secondary difference values constituting the partial sequence associated with the first index data. 4 bits that can be distinguished from any of the index data in the first index data when only the secondary difference value is any value other than the representative difference value or when the second index data does not exist The compressed identification data of 1 byte is generated by combining the exception identification data.

また別の本発明に係るレーザ計測方法においては、前記形成ステップが、前記圧縮データに格納された前記二次差分値のうち前記代表差分値以外の特例差分値を、当該圧縮データと後続の前記圧縮データとの間に所定のフォーマットで挿入する挿入ステップを有する。   In the laser measurement method according to another aspect of the invention, the forming step may include a special difference value other than the representative difference value among the secondary difference values stored in the compressed data, and the compressed data and the subsequent subsequent values. An insertion step of inserting the compressed data in a predetermined format;

本発明に係るレーザ計測システムは、飛行体に搭載され、所定周期に応じてレーザパルスを反復的に発射し地表面をスキャンするレーザスキャナを用いて、前記レーザパルスの発射時刻データを含む観測データを前記飛行体上で取得し、前記観測データを送信する機上装置と、地上に設置され、前記観測データを前記飛行体の飛行中に前記機上装置から受信し解析して地表形状を演算する地上装置と、を有し、前記機上装置が、前記観測データのうち少なくとも前記発射時刻データを前記飛行体上でデータ圧縮し、圧縮時刻データを生成する圧縮手段を有し、前記圧縮手段が、前記発射時刻データのデータ列から二次差分値列を生成する差分手段と、前記二次差分値列から生成順に取り出したk個(kは2以上の整数)の二次差分値からなる部分列が、予め登録された数値列パターンのいずれかに一致する場合に、当該数値列パターンに関連付けられた指標データを当該部分列に対応付ける対応付け手段と、前記対応付け手段にて前記部分列に対応付けられた前記指標データに基づいて、前記圧縮データを形成する形成手段と、を有し、前記数値列パターンの集合は、前記二次差分値列における出現確率が所定値以上であるm個(mは自然数)の代表差分値からなるm通りの順列パターンを含むものである。 The laser measurement system according to the present invention includes observation data including emission time data of the laser pulse, which is mounted on a flying object and uses a laser scanner that repeatedly emits laser pulses according to a predetermined period and scans the ground surface. Is obtained on the aircraft and transmits the observation data, and is installed on the ground, and the observation data is received from the aircraft device during the flight of the aircraft and analyzed to calculate the surface shape. A ground device, and the on-board device includes compression means for compressing at least the launch time data of the observation data on the flying object to generate compressed time data, and the compression means Comprises difference means for generating a secondary difference value sequence from the data sequence of the launch time data, and k secondary difference values extracted from the secondary difference value sequence in the order of generation (k is an integer of 2 or more). When the partial sequence matches any of the numerical value sequence patterns registered in advance, the association means for associating the index data associated with the numerical value sequence pattern with the partial sequence; Forming means for forming the compressed data based on the index data associated with the index data, and the set of numerical value string patterns has an appearance probability in the secondary difference value string equal to or greater than a predetermined value. It includes m k permutation patterns composed of representative difference values (m is a natural number).

他の本発明に係るレーザ計測システムにおいては、前記指標データが、4ビットのバイナリデータで表され、前記形成手段が、前記対応付け手段にて、連続する2つの前記部分列のうち先行部分列に対応付けられた第1指標データと後続部分列に対応付けられた第2指標データとを結合して1バイトの前記圧縮データを生成する結合手段を有する。   In another laser measurement system according to the present invention, the index data is represented by 4-bit binary data, and the forming means is a preceding partial sequence of two consecutive partial sequences by the association unit. The first index data associated with the second index data associated with the subsequent subsequence is combined to generate the compressed data of 1 byte.

本発明によれば、発射時刻データの複数の二次差分値を1つの指標データで表すことにより、発射時刻データの圧縮効率が一層向上し、即応性が向上したレーザ計測方法及びレーザ計測システムが実現される。   According to the present invention, there is provided a laser measurement method and a laser measurement system in which a plurality of secondary difference values of the emission time data are represented by one index data, thereby further improving the compression efficiency of the emission time data and improving the responsiveness. Realized.

以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)について、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

図1は、航空機、ヘリコプター等の飛行体を使用したレーザ計測の概要を示す説明図である。飛行体1は、レーザ計測部4及び送信部6を搭載し、レーザ計測部4はレーザスキャナ2、反射波受信センサ8、及びGPS/IMU(Global Positioning System/Inertial Measurement Unit)を含んで構成される。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of laser measurement using a flying object such as an aircraft or a helicopter. The flying object 1 includes a laser measurement unit 4 and a transmission unit 6, and the laser measurement unit 4 includes a laser scanner 2, a reflected wave reception sensor 8, and a GPS / IMU (Global Positioning System / Inertial Measurement Unit). The

レーザスキャナ2は、制御部(図示せず)により、所定時間間隔でレーザパルスを発射するレーザ発射部2aと、レーザパルスを所定角度範囲内で振って地上のスキャンを可能とする回転ミラー2bとを備える。レーザの発射パルスに対する地表からの反射パルス(リターンパルス)は反射波受信センサ8により検出される。   The laser scanner 2 includes a laser emitting unit 2a that emits laser pulses at predetermined time intervals by a control unit (not shown), and a rotating mirror 2b that enables scanning on the ground by shaking the laser pulses within a predetermined angle range. Is provided. The reflected pulse (return pulse) from the ground surface with respect to the laser emission pulse is detected by the reflected wave receiving sensor 8.

図2は、リターンパルスを示す説明図である。発射された1発のレーザパルスに対して、地上物による複数回(通常1ないし5回程度)の反射が生じ、それに応じてリターンパルスも複数回検出され得る。反射波受信センサ8は、n発目の発射パルスに対するk番目のリターンパルスの捕捉時刻情報をリターンパルスデータPknとして出力する。また、GPS/IMUは、レーザスキャナ2のレーザパルス発射タイミングに同期して、レーザパルス発射時の飛行体1のGPS位置、傾き情報等を出力する。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing a return pulse. A plurality of (usually about 1 to 5) reflections from the ground object occur with respect to one emitted laser pulse, and a return pulse can be detected a plurality of times accordingly. The reflected wave receiving sensor 8 outputs the capture time information of the kth return pulse for the nth emission pulse as return pulse data Pkn. The GPS / IMU outputs the GPS position, tilt information, and the like of the flying object 1 at the time of laser pulse emission in synchronization with the laser pulse emission timing of the laser scanner 2.

なお、レーザデータ及びGPS位置、傾き情報はレーザ計測部4の構造により適宜無次元化された数値として出力されるものであってもよく、またレーザパルス発射時刻、或いはリターンパルスデータ等の時刻情報、例えば、計測開始からの経過時間であってもよい。   The laser data, GPS position, and tilt information may be output as numerical values appropriately made dimensionless by the structure of the laser measuring unit 4, and time information such as laser pulse emission time or return pulse data. For example, the elapsed time from the start of measurement may be used.

これらリターンパルスデータPkn、GPS/IMU情報に加えて、レーザパルスの発射時刻データTn、そのときの回転ミラー2bの回転角データθnが観測データとして取得され、観測データは送信部6から地上基地局へ無線伝送される。後述するように、地上基地局では、GPS/IMU情報を評定要素として、リターンパルスデータPknを中心とする観測データにより飛行体1と地表面との距離を演算し、地表の位置、高さを演算する。   In addition to the return pulse data Pkn and GPS / IMU information, the laser pulse emission time data Tn and the rotation angle data θn of the rotating mirror 2b at that time are acquired as observation data. Wirelessly transmitted. As will be described later, the ground base station calculates the distance between the flying object 1 and the ground surface from the observation data centered on the return pulse data Pkn using the GPS / IMU information as an evaluation element, and calculates the position and height of the ground surface. Calculate.

図3はレーザ計測部4及び送信部6の構成を示すブロック図である。上述したようにレーザ計測部4は、レーザスキャナ2、反射波受信センサ8、及びGPS/IMUを備え、レーザスキャナ2及び反射波受信センサ8における観測データはパルスデータ生成部9に出力され、またGPS/IMUにおける観測データはGPS/IMUデータ生成部10へ出力される。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the laser measurement unit 4 and the transmission unit 6. As described above, the laser measurement unit 4 includes the laser scanner 2, the reflected wave reception sensor 8, and the GPS / IMU, and observation data in the laser scanner 2 and the reflected wave reception sensor 8 is output to the pulse data generation unit 9, and Observation data in the GPS / IMU is output to the GPS / IMU data generation unit 10.

図4は、パルスデータ生成部9からのデータの出力フォーマットを示す模式図である。また図5は、GPS/IMUデータ生成部10からのデータの出力フォーマットを示す模式図である。パルスデータ生成部9は、上述したように、発射パルス(レーザパルス)を単位として、当該発射パルスに対応する各出力値を所定の順序で配列したデータ列を出力する。図4に示す例は、各発射パルスに対して最大5次までのリターンパルスデータPknが取得され得ることを想定した場合のデータフォーマットを示すものであり、先頭からレーザパルスの発射時刻データTn、ミラー回転角データθn、及びリターンパルスデータPknの順に格納される。ちなみに、上述したように、リターンパルスデータPknは必ずしも5次まで取得されるとは限らないため、取得されなかった次数の格納位置には、例えば“0”を格納する(図14参照)。   FIG. 4 is a schematic diagram showing an output format of data from the pulse data generation unit 9. FIG. 5 is a schematic diagram showing an output format of data from the GPS / IMU data generation unit 10. As described above, the pulse data generation unit 9 outputs a data string in which output values corresponding to the emission pulse are arranged in a predetermined order with the emission pulse (laser pulse) as a unit. The example shown in FIG. 4 shows a data format when it is assumed that return pulse data Pkn up to the fifth order can be obtained for each emission pulse, and laser pulse emission time data Tn, The mirror rotation angle data θn and the return pulse data Pkn are stored in this order. Incidentally, as described above, since the return pulse data Pkn is not necessarily acquired up to the fifth order, for example, “0” is stored in the storage position of the order not acquired (see FIG. 14).

一方、GPS/IMUデータ生成部10からは、図5に示すように、GPS時間TAn、IMU時間TBn、x方向加速度VXn、x方向角度AXn、y方向加速度VYn、y方向角度AYn、z方向加速度VZn、z方向角度AZnが出力される。これらGPS/IMUデータ生成部10からの出力値は、パルス番号を表す添え字“n”を介して、パルスデータ生成部9の出力値と対応付けられる。   On the other hand, as shown in FIG. 5, the GPS / IMU data generation unit 10 receives GPS time TAn, IMU time TBn, x-direction acceleration VXn, x-direction angle AXn, y-direction acceleration VYn, y-direction angle AYn, z-direction acceleration. VZn and z-direction angle AZn are output. The output values from the GPS / IMU data generation unit 10 are associated with the output values of the pulse data generation unit 9 via a subscript “n” representing a pulse number.

飛行体1におけるレーザ計測が開始されると、レーザ計測部4にて取得される観測データは、パルスデータ生成部9或いはGPS/IMUデータ生成部10へ出力される。パルスデータ生成部9及びGPS/IMUデータ生成部10は、入力された観測データから所定のデータ列を生成し送信部6の圧縮部11へ出力する(ステップS1)。   When laser measurement on the flying object 1 is started, observation data acquired by the laser measurement unit 4 is output to the pulse data generation unit 9 or the GPS / IMU data generation unit 10. The pulse data generation unit 9 and the GPS / IMU data generation unit 10 generate a predetermined data string from the input observation data and output it to the compression unit 11 of the transmission unit 6 (step S1).

圧縮部11は、データ分離部11a、圧縮処理部11b及び符号化処理部11cを含んで構成され、入力されたデータを圧縮する。この圧縮処理は、即時性の向上を図るために、データ全体の容量に対し、例えば、4Mバイト程度の比較的小さな単位で行われる。   The compression unit 11 includes a data separation unit 11a, a compression processing unit 11b, and an encoding processing unit 11c, and compresses input data. In order to improve immediacy, this compression processing is performed in a relatively small unit of about 4 Mbytes with respect to the entire data capacity.

データ分離部11aは、図4に示すように、パルスデータ生成部9から出力されたパルスデータを、レーザパルス発射時刻データTn、ミラー回転角データθn及びリターンパルスデータPknの3種類のデータ列SD(T)、SD(θ)及びSD(P)に分割し(ステップS2)、これら各分離データSDを圧縮処理部11bへ出力する。図4に示すように、分離データ列SD(T)及びSD(θ)それぞれにおけるレーザパルス発射時刻データTn、ミラー回転角データθnは、パルス発射順に並ぶ。また、分離データ列SD(P)におけるリターンパルスデータPknは、パルス発射順が同じ5個のデータからなるデータ群がパルス発射順に並び、各データ群の中では、5個のデータが反射次数順に並んだフォーマットを有する。この分離データSD(P)には、必要に応じて、データ群の境界にデータ終端マークが挿入される。   As shown in FIG. 4, the data separation unit 11a converts the pulse data output from the pulse data generation unit 9 into three types of data strings SD including laser pulse emission time data Tn, mirror rotation angle data θn, and return pulse data Pkn. (T), SD (θ), and SD (P) are divided (step S2), and each separated data SD is output to the compression processing unit 11b. As shown in FIG. 4, the laser pulse emission time data Tn and the mirror rotation angle data θn in each of the separated data strings SD (T) and SD (θ) are arranged in the order of pulse emission. In the return pulse data Pkn in the separated data sequence SD (P), a data group consisting of five data having the same pulse firing order is arranged in the pulse firing order, and in each data group, five data are in the order of reflection order. Has side-by-side format. In this separated data SD (P), a data end mark is inserted at the boundary of the data group as necessary.

圧縮処理部11bは、各分離データ列SDの特徴を利用して、それぞれ異なったアルゴリズムでデータ圧縮を行う(ステップS3)。図6は、レーザ発射時刻データの変化を示すグラフであり、横軸がレーザパルス発射順序、縦軸が発射時刻である。この図に示されるように、レーザパルス発射順序に対して発射時刻は、周期的に繰り返す右上がりの直線上に分布する傾向がある。この性質から、隣接する発射時刻データTnの二次差分値は0近傍に分布する小さな値となることが期待され、この二次差分値を用いることにより発射時間データの圧縮を図ることができる。   The compression processing unit 11b performs data compression using different algorithms using the characteristics of each separated data string SD (step S3). FIG. 6 is a graph showing changes in laser emission time data, where the horizontal axis represents the laser pulse emission order and the vertical axis represents the emission time. As shown in this figure, the emission times tend to be distributed on a straight line that rises periodically with respect to the laser pulse emission order. From this property, it is expected that the secondary difference value of the adjacent launch time data Tn will be a small value distributed in the vicinity of 0. By using this secondary difference value, the launch time data can be compressed.

図7は、圧縮処理部11bにおける発射時刻データの圧縮処理の概要を示すブロック図である。圧縮処理部11bは、まず、二次差分値列を順次、生成し(処理P1)、生成される二次差分値を順番に2つずつ組み合わせた二次差分値対を生成する(処理P2)。圧縮処理部11bは、二次差分値対に現れる数値列パターンと指標データとの関連付けを定義するインデックステーブルTBLを予め設定し、処理P2で生成された二次差分値対とテーブルTBLに登録された指標データとの対応付け処理を行う(処理P3)。この処理では、二次差分値対と一致する数値列パターンがテーブルTBLに存在する場合に、その二次差分値対に、当該数値列パターンに対応する指標データが対応付けられる。圧縮処理部11bは、この指標データを用いて圧縮データを形成する(処理P4)   FIG. 7 is a block diagram showing an outline of the compression processing of the emission time data in the compression processing unit 11b. First, the compression processing unit 11b sequentially generates a secondary difference value sequence (processing P1), and generates a secondary difference value pair in which the generated secondary difference values are combined in order two (processing P2). . The compression processing unit 11b presets an index table TBL that defines the association between the numerical value string pattern that appears in the secondary difference value pair and the index data, and is registered in the secondary difference value pair and the table TBL generated in the process P2. The association process with the index data is performed (process P3). In this process, when a numerical value string pattern that matches the secondary difference value pair exists in the table TBL, index data corresponding to the numerical value string pattern is associated with the secondary difference value pair. The compression processing unit 11b forms compressed data using this index data (processing P4).

図8は、レーザパルス発射時刻データTnの圧縮処理における二次差分値生成処理P1を示す概略のフロー図である。なお、以下の説明において、記号“Tn”はn発目のレーザパルスの発射時刻、記号“Δ1,n”は発射時刻Tnの一次差分値(Tn+1)−(Tn)、記号“Δ2,n”は発射時刻Tnの二次差分値(Δ1,n+1)−(Δ1,n)を表す。   FIG. 8 is a schematic flowchart showing the secondary difference value generation process P1 in the compression process of the laser pulse emission time data Tn. In the following description, the symbol “Tn” represents the firing time of the nth laser pulse, the symbol “Δ1, n” represents the primary difference value (Tn + 1) − (Tn) of the firing time Tn, and the symbol “Δ2,”. n ″ represents the secondary difference value (Δ1, n + 1) − (Δ1, n) of the launch time Tn.

二次差分値列S(Δ2,n)の生成に際し、まず、二次差分値列生成用のバッファエリアBUFをメモリ上に設定し、先頭にSOB(Start of Block)マークを挿入する(ステップST1)。SOBは予め定められた所定のビット長を有しており、以下の処理で出現することのないコードに設定される。この後、SOBマークの後にレーザパルスの発射時刻Tnを挿入する。このTnは、二次差分値列から元の発射時刻の分離データ列SD(T)を復元する際に用いられる。   When generating the secondary difference value sequence S (Δ2, n), first, the buffer area BUF for generating the secondary difference value sequence is set on the memory, and an SOB (Start of Block) mark is inserted at the head (step ST1). ). The SOB has a predetermined predetermined bit length, and is set to a code that does not appear in the following processing. Thereafter, a laser pulse emission time Tn is inserted after the SOB mark. This Tn is used when restoring the separation data string SD (T) of the original launch time from the secondary difference value string.

次に、一次差分値Δ1,nを算出し(ステップST2)、その正負を判定する(ステップST3)。上述したように、発射時刻データTnは周期的に繰り返す右上がりの直線上に分布する傾向があるため、一次差分値の符号が正の場合には、その一次差分値の関係するTn+1とTnとは同じ直線に沿って位置し、一方、一次差分値の符号が負の場合には、Tn+1とTnとの間で直線の乗り換えが生じ、Tn+1は次の直線に沿って位置していると考えられる。   Next, the primary difference value Δ1, n is calculated (step ST2), and the sign is determined (step ST3). As described above, since the emission time data Tn tends to be distributed on a straight line that rises periodically and repeats, when the sign of the primary difference value is positive, Tn + 1 related to the primary difference value and When Tn is located along the same straight line, and the sign of the primary difference value is negative, a straight line transfer occurs between Tn + 1 and Tn, and Tn + 1 follows the next straight line. It is considered to be located.

符号が負の場合には、パルス番号nを1だけ増加させ、ステップST1から処理を繰り返す。すなわち、改めてSOBマークをバッファリングされているデータの後尾の挿入し、続けてTnを挿入する。例えば、直前のステップST1からの処理がn=kに対するものでありTkを挿入した後、(Tk+1)−(Tk)<0であった場合には、次のステップST1からの処理においては、SOBマークの次にTk+1が挿入される。   If the sign is negative, the pulse number n is incremented by 1, and the process is repeated from step ST1. That is, the SOB mark is newly inserted at the end of the buffered data, and then Tn is inserted. For example, if the process from the previous step ST1 is for n = k and (Tk + 1) − (Tk) <0 after inserting Tk, the process from the next step ST1 Tk + 1 is inserted after the SOB mark.

ちなみに、一次差分値の符号が負の場合には上述のようにSOBマークが挿入され、このSOBマークは評価対象のT値が直前のT値が帰属する直線からはずれて新たな回帰直線に移動したことを示すこととなる。すなわち、SOBマークは、それぞれ1つの直線に対応するデータブロックのデリミタとしての意味を有する。   Incidentally, when the sign of the primary difference value is negative, the SOB mark is inserted as described above, and the SOB mark moves from the straight line to which the previous T value belongs to the evaluation target to a new regression line. Will be shown. That is, each SOB mark has a meaning as a delimiter of a data block corresponding to one straight line.

一方、符号が正の場合には、求めた一次差分値Δ1,nを直前に挿入されたTnの後に挿入する(ステップST4)。このΔ1,nは、直前に挿入されているTnと共に、二次差分値列から元の発射時刻の分離データ列SD(T)を復元する際に用いられる。   On the other hand, if the sign is positive, the obtained primary difference value Δ1, n is inserted after Tn inserted immediately before (step ST4). This Δ1, n is used when restoring the separation data sequence SD (T) of the original launch time from the secondary difference value sequence together with Tn inserted immediately before.

符号が正の場合、さらに一次差分値Δ1,n+1を求める(ステップST5)。この一次差分値Δ1,n+1についてもステップST3と同様の理由から符号の判定が行われ(ステップST6)、符号が負の場合には、パルス番号nを2だけ増加させステップST1から処理を繰り返し、新たなデータブロックの生成が開始される。   If the sign is positive, a primary difference value Δ1, n + 1 is further obtained (step ST5). The sign of the primary difference value Δ1, n + 1 is also determined for the same reason as in step ST3 (step ST6). If the sign is negative, the pulse number n is increased by 2 and the processing from step ST1 is performed. Repeatedly, generation of a new data block is started.

Δ1,n+1の符号が正の場合には、二次差分値Δ2,nを求め(ステップST7)、ステップST4で挿入したΔ1,nの後に当該Δ2,nを挿入する(ステップST8)。二次差分値の生成は、nを1ずつ増加させながら(ステップST9)、繰り返され、上述のようにT値が次の直線に帰属することになるか(ステップST6)、T値の終わりに達するまで(ステップST10)、順次、二次差分値がバッファされる。   When the sign of Δ1, n + 1 is positive, a secondary difference value Δ2, n is obtained (step ST7), and Δ2, n is inserted after Δ1, n inserted in step ST4 (step ST8). The generation of the secondary difference value is repeated while increasing n by 1 (step ST9). Whether the T value belongs to the next straight line as described above (step ST6), or at the end of the T value. The secondary difference values are sequentially buffered until it reaches (step ST10).

なお、発射時刻データTnの観測精度によっては図6の直線が多少変動する場合がある。この場合、一次差分値が負でかつその絶対値が所定値より大きい場合には、Tn+1とTnとの間で直線の乗り換えが生じているものと判断する。一方、一次差分値が正、または一次差分値が負でかつその絶対値が所定値以下の場合には、Tn+1とTnが同じ直線に沿って位置しているものと判断する。   Note that the straight line in FIG. 6 may vary somewhat depending on the observation accuracy of the launch time data Tn. In this case, if the primary difference value is negative and the absolute value is greater than a predetermined value, it is determined that a straight line transfer has occurred between Tn + 1 and Tn. On the other hand, if the primary difference value is positive or the primary difference value is negative and the absolute value is equal to or less than a predetermined value, it is determined that Tn + 1 and Tn are located along the same straight line.

元の時刻データTnは大きな値を取り得るが、二次差分値Δ2,nは、上述のように0近傍の小さな値であり、元の時刻データTnに比べて短いデータ長で表すことができる。例えば、元のデータTnが4バイトを要するとしても、基本的に二次差分値Δ2,nは1バイトで表現することが可能である。すなわち、二次差分値は既に圧縮されていると言える。しかし、圧縮処理部11bは、バッファに次々と挿入される二次差分値を、これから述べる処理P2〜P4によりさらに圧縮し、保存データを生成する。以下、この二次差分値列の圧縮処理について説明する。   Although the original time data Tn can take a large value, the secondary difference value Δ2, n is a small value near 0 as described above, and can be expressed by a shorter data length than the original time data Tn. . For example, even if the original data Tn requires 4 bytes, the secondary difference value Δ2, n can be basically expressed by 1 byte. That is, it can be said that the secondary difference value is already compressed. However, the compression processing unit 11b further compresses the secondary difference values successively inserted into the buffer by the processes P2 to P4 described below, and generates saved data. Hereinafter, the compression process of the secondary difference value sequence will be described.

図9は処理P3で用いるインデックステーブルTBLの構造を示す模式図である。図には、左欄に示すインデックスIに対応する二次差分値対の1つ目の値(先行二次差分値Δ2P)、2つ目の値(後続二次差分値Δ2F)、及び保存データ要素Eが横方向に配列されている。ここで、二次差分値は既に述べたように、0近傍にほとんどが分布する。経験的に、二次差分値列において−1,0,+1が高い出現確率で現れる。そこで、本実施形態では、二次差分値列における出現確率が所定値以上である代表差分値として、−1,0,+1を設定し、これに対応して、インデックステーブルが定義されている。EはIをバイナリ表示したデータである。後述するようにインデックスIは13種類であるので、Eは実質的に4ビットで表現可能である。   FIG. 9 is a schematic diagram showing the structure of the index table TBL used in the process P3. In the figure, the first value (preceding secondary difference value Δ2P), the second value (subsequent secondary difference value Δ2F), and saved data corresponding to the index I shown in the left column Elements E are arranged in the horizontal direction. Here, as described above, most of the secondary difference values are distributed in the vicinity of 0. Empirically, −1, 0, and +1 appear with a high appearance probability in the secondary difference value sequence. Therefore, in the present embodiment, −1, 0, +1 is set as the representative difference value whose appearance probability in the secondary difference value sequence is equal to or greater than a predetermined value, and the index table is defined correspondingly. E is data in which I is binary-displayed. As will be described later, since there are 13 types of indexes I, E can be expressed by substantially 4 bits.

インデックスI=0〜5及び10〜12は、Δ2P、Δ2Fからなる数値パターンが、3種類の代表差分値(−1,0,+1)を2個並べる9通りの順列パターンに対応する。   The indexes I = 0 to 5 and 10 to 12 correspond to nine permutation patterns in which a numerical pattern composed of Δ2P and Δ2F arranges two types of representative difference values (−1, 0, +1).

インデックスI=6〜8は、Δ2Pが3種類の代表差分値(−1,0,+1)のいずれかであり、Δ2Fが代表差分値以外の値(Δ2Fが存在しない場合を含む)である3つの特例パターンである。図9において、代表差分値以外であることは記号“NULL”で表されている。   In the index I = 6 to 8, Δ2P is one of three types of representative difference values (−1, 0, +1), and Δ2F is a value other than the representative difference value (including the case where Δ2F does not exist) 3 There are two special patterns. In FIG. 9, other than the representative difference value is represented by the symbol “NULL”.

インデックスI=9は、例外的な場合に用いられる例外識別データを定義するものである。ここで例外的な場合の1つは、Δ2Pとして取り出した二次差分値が代表差分値以外である場合(特例差分値)である。この場合には、後続する二次差分値をΔ2Fとして組み合わせることなく、Δ2Pとして取り出した二次差分値だけを以て、インデックスIとして9を割り当てる。例外的な場合のもう1つは、Δ2P、Δ2Fのいずれも存在しないことを表す場合である。   Index I = 9 defines exception identification data used in exceptional cases. Here, one of the exceptional cases is a case where the secondary difference value extracted as Δ2P is other than the representative difference value (special difference value). In this case, 9 is assigned as the index I using only the secondary difference value extracted as Δ2P without combining subsequent secondary difference values as Δ2F. Another exceptional case is the case where neither Δ2P nor Δ2F is present.

圧縮処理部11bは、圧縮処理P1〜P4の開始に際して、圧縮データ格納用のデータエリアSTRをメモリ上に設定する。圧縮処理部11bは、二次差分値列生成処理P1において、上述のバッファBUFへのデータ格納を行う一方、処理P2〜P4において、当該バッファBUFから順次、データを取り出し処理を行う。   The compression processing unit 11b sets a data area STR for storing compressed data on the memory when starting the compression processes P1 to P4. The compression processing unit 11b stores data in the above-described buffer BUF in the secondary difference value sequence generation process P1, and sequentially extracts data from the buffer BUF in processes P2 to P4.

圧縮処理部11bは、処理P2において、バッファBUFから取り出したデータがSOBマーク、Tn、Δ1,nである場合は、それらデータをそのままデータエリアSTRに転写する。   In the process P2, when the data extracted from the buffer BUF is the SOB mark, Tn, Δ1, n, the compression processing unit 11b transfers the data as it is to the data area STR.

一方、バッファBUFから取り出したデータが二次差分値Δ2,nである場合には、圧縮処理部11bはさらにそれに続く二次差分値Δ2,n+1も取り出し、二次差分値対を生成し(処理P2)、テーブルTBLのΔ2P、Δ2Fからなるパターンとのマッチングを行って当該二次差分値対に対応する保存データ要素E1を決定する(処理P3)。   On the other hand, when the data extracted from the buffer BUF is the secondary difference value Δ2, n, the compression processing unit 11b also extracts the subsequent secondary difference value Δ2, n + 1 to generate a secondary difference value pair. (Process P2), matching with a pattern composed of Δ2P and Δ2F of the table TBL is performed to determine a storage data element E1 corresponding to the secondary difference value pair (Process P3).

二次差分値対が代表差分値の組み合わせであるI=0〜5、10〜12であった場合、圧縮処理部11bは、原則として、さらに後続する二次差分値Δ2,n+2、Δ2,n+3からなる二次差分値対について同様に保存データ要素E2を決定する。そして、E1を上位4ビット、E2を下位4ビットとして両者を結合して1バイトの保存データESを生成し、これを圧縮データ格納用データエリアSTRに追加格納する(処理P4)。   When the secondary difference value pair is a combination of representative difference values I = 0 to 5 and 10 to 12, the compression processing unit 11b, as a rule, further follows the secondary difference values Δ2, n + 2, Δ2 , n + 3, the storage data element E2 is similarly determined for the secondary difference value pair. Then, E1 is the upper 4 bits, E2 is the lower 4 bits, and both are combined to generate 1-byte storage data ES, which is additionally stored in the compressed data storage data area STR (process P4).

図10は、圧縮データ形成処理P4を説明する模式図である。図10(a)〜(c)が、上述した先行する二次差分値対のインデックスIが0〜5,10〜12である場合を表している。図10(a)(b)は4つの二次差分値に基づいて保存データESが生成される原則的な場合に対応し、図10(a)は、後続の二次差分値対のインデックスIも0〜5,10〜12である場合であり、図10(b)は、後続の二次差分値対のインデックスIが6〜8である場合である。   FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the compressed data forming process P4. FIGS. 10A to 10C show cases where the index I of the above-described second-order differential value pair is 0 to 5, 10 to 12, respectively. FIGS. 10A and 10B correspond to the principle case where the stored data ES is generated based on the four secondary difference values, and FIG. 10A shows the index I of the subsequent secondary difference value pair. Is also a case where 0 to 5, 10 to 12, and FIG. 10B is a case where the index I of the subsequent secondary difference value pair is 6 to 8.

一方、図10(c)(d)は、3つ、又は2つの二次差分値に基づいて保存データESが生成される例外的な場合であり、保存データ要素E2として、インデックスI=9に対応するデータが割り当てられる。そして、図10(a)(b)の場合と同様、E1を上位4ビット、E2を下位4ビットとして両者を結合して1バイトの保存データESが生成され、これが圧縮データ格納用データエリアSTRに追加格納される(処理P4)。   On the other hand, FIGS. 10C and 10D are exceptional cases where the storage data ES is generated based on three or two secondary difference values, and the index I = 9 is stored as the storage data element E2. Corresponding data is assigned. Similarly to the case of FIGS. 10A and 10B, E1 is the upper 4 bits and E2 is the lower 4 bits, and both are combined to generate 1-byte storage data ES, which is a compressed data storage data area STR. (Process P4).

ここで、図10(c)は、Δ2,n+2として取り出した二次差分値が代表差分値以外であった場合である。後述するように、代表差分値以外の二次差分値(特例差分値)が現れた場合、処理P4の一部として、当該特例差分値をデータエリアSTRに格納する処理が行われ、後続の二次差分値についての処理はその特例差分値を格納する処理後に継続される。そのため、当該Δ2,n+2として取り出した二次差分値の後続の二次差分値はΔ2,n+3としては取り出さず、保存データ要素E2としてインデックスI=9に対応するデータを割り当てる。   Here, FIG. 10C shows a case where the secondary difference value extracted as Δ2, n + 2 is other than the representative difference value. As will be described later, when a secondary difference value (special difference value) other than the representative difference value appears, as a part of the process P4, a process of storing the special difference value in the data area STR is performed. The processing for the next difference value is continued after the processing for storing the special difference value. Therefore, the secondary difference value subsequent to the secondary difference value extracted as Δ2, n + 2 is not extracted as Δ2, n + 3, and data corresponding to the index I = 9 is assigned as the storage data element E2.

また、図10(d)は、Δ2,n+1が特例差分値である場合である。この場合も、特例差分値を格納する処理に移行する都合上、後続の二次差分値はΔ2,n+2、Δ2,n+3として取り出さず、保存データ要素E2としてインデックスI=9に対応するデータを割り当てる。   FIG. 10D shows a case where Δ2, n + 1 is a special difference value. Also in this case, the subsequent secondary difference value is not extracted as Δ2, n + 2, Δ2, n + 3, and corresponds to the index I = 9 as the saved data element E2 for the convenience of shifting to the processing for storing the special difference value. Assign data to be used.

ちなみに、図10(b)に示す場合は、Δ2,n+3が特例差分値であり、この保存データESをデータエリアSTRに格納した後、特例差分値の格納処理が行われる。また、Δ2,nが特例差分値であった場合が図10には示されていないが、この場合は、保存データ要素の組み合わせからなる保存データESは生成せずに、直接、先行する保存データESに続けて、当該特例差分値が追加格納される。   Incidentally, in the case shown in FIG. 10B, Δ2, n + 3 is a special difference value, and after storing the stored data ES in the data area STR, a special difference value storage process is performed. Further, the case where Δ2, n is a special difference value is not shown in FIG. 10, but in this case, the storage data ES consisting of the combination of the storage data elements is not generated, but the preceding storage data is directly generated. Following the ES, the special difference value is additionally stored.

特例差分値の格納処理は、先行する保存データES及び後続する保存データESとの間に挿入されたことが識別可能な所定のフォーマットのデータ(特例保存データEE)をデータエリアSTRに追加する処理である。例えば、特例保存データEEの第1バイトはいずれの保存データESとも区別可能なデータヘッダとする。例えば、データヘッダは“0xFF”とすることができる。データヘッダに続けて、1〜4バイトの可変長データを追加する。可変長データのデータ長は例えば、第2バイトのいくつかの所定ビットを用いて表すように定義される。地上基地局側で圧縮データを伸張する際には、その所定ビットの内容に基づいて、データヘッダから始まる特例保存データEEがどのバイトまでか、そしてその後のバイトから再び保存データESであることを把握することができる。特例差分値は、可変長データの残りのビットを用いて表される。   The special difference value storage process is a process of adding data (special storage data EE) in a predetermined format that can be identified between the preceding storage data ES and the subsequent storage data ES to the data area STR. It is. For example, the first byte of the special storage data EE is a data header that can be distinguished from any storage data ES. For example, the data header can be “0xFF”. Following the data header, 1 to 4 bytes of variable length data is added. The data length of the variable length data is defined so as to be expressed by using some predetermined bits of the second byte, for example. When decompressing the compressed data on the ground base station side, based on the contents of the predetermined bit, it is determined to what byte the special storage data EE starting from the data header is up to, and the storage data ES from the subsequent bytes again. I can grasp it. The special difference value is represented using the remaining bits of the variable length data.

既に述べたように、発射時刻データの性質として、ほとんどの二次差分値は代表差分値となる。上述の処理P2〜P4により、代表差分値が連続する場合には4つの代表差分値が1バイトの保存データESで表される。すなわち、個々の二次差分値を保存データとして格納する場合よりも発射時刻データの圧縮効率の一層の向上が実現される。   As already described, most secondary difference values are representative difference values due to the nature of the launch time data. When the representative difference values are continuous by the processes P2 to P4 described above, the four representative difference values are represented by 1-byte storage data ES. That is, it is possible to further improve the compression efficiency of the emission time data as compared with the case where individual secondary difference values are stored as saved data.

次に、ミラー回転角データθnに対する圧縮操作を説明する。縦軸にミラー回転角データθn、横軸にレーザパルスの発射順序をとった、レーザパルス発射順序-ミラー回転角線図は正弦曲線に近似可能であり、連続性に着目して、二次差分値を保存データとする。また、回帰線図が上述したレーザパルス発射時刻とは異なり、全領域に不連続点が存在しない。このため、跳躍点での差分値保存によってデータ長が過度に大きくなる心配がないので、SOBマークで区切られたデータブロックを設定する必要がなく、単に二次差分値を連ねるだけで足りる。二次差分値である各圧縮値から元データを算出可能とするために、圧縮データの最初に元データ、次に一次差分値が挿入され、これに続いて二次差分値が記述される。   Next, a compression operation for the mirror rotation angle data θn will be described. The mirror rotation angle data θn on the vertical axis and the laser pulse emission order on the horizontal axis, the laser pulse emission order-mirror rotation angle diagram can be approximated as a sine curve. The value is stored data. In addition, unlike the above-described laser pulse emission time, the regression line does not have discontinuous points in the entire region. For this reason, since there is no concern that the data length becomes excessively large by storing the difference value at the jump point, it is not necessary to set a data block delimited by the SOB mark, and it is sufficient to simply connect the secondary difference values. In order to be able to calculate the original data from each compressed value that is the secondary difference value, the original data and then the primary difference value are inserted at the beginning of the compressed data, followed by the secondary difference value.

図11は、ミラー回転角データθnの圧縮例を示す模式図である。左側のテーブルは元データと演算経過を示し、このテーブルの中のどの要素が、その右に示す保存データ(圧縮データ)として格納されるかが示されている。元データは縦に並べて示されており、“行”コラムがレーザパルスの発射順序に対応し、例示のミラー回転角データθnは、1発目が100で、この後、200,301,400,…と続くことを示している。   FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an example of compression of the mirror rotation angle data θn. The table on the left shows the original data and calculation progress, and shows which elements in this table are stored as saved data (compressed data) shown on the right. The original data is shown vertically, the “row” column corresponds to the firing order of the laser pulses, and the example mirror rotation angle data θn is 100 for the first shot, and thereafter 200, 301, 400, ... and it continues.

このような元データがある場合、まず、先頭の元データ“100”を保存データ1として抽出する(ステップSθ1)。この後、ステップSθ2で第2の元データ“200”と先頭元データ“100”との一次差分を演算し、その演算結果“100”を保存データ2として保存データ1の後続データとして登録する。次いで、第3の元データ“301”と第2の元データ“200”との一次差分“101”と、上記ステップSθ2で求めた一次差分“100”とから求めた二次差分“1”を保存データ3として、保存データ2に続けて登録する(ステップSθ3)。以降、ステップSθ3と同様の手順を繰り返し、二次差分を順次、保存データとして登録して処理を完了する。   If there is such original data, first, the original data “100” at the head is extracted as saved data 1 (step Sθ1). Thereafter, in step Sθ2, the primary difference between the second original data “200” and the head original data “100” is calculated, and the calculation result “100” is registered as saved data 2 as subsequent data of saved data 1. Next, the secondary difference “1” obtained from the primary difference “101” between the third original data “301” and the second original data “200” and the primary difference “100” obtained in step Sθ2 is obtained. The saved data 3 is registered following the saved data 2 (step Sθ3). Thereafter, the same procedure as step Sθ3 is repeated, and the secondary differences are sequentially registered as saved data to complete the process.

図12は、以上の手順により得られる圧縮データの二次差分収納分のデータフォーマットを示す模式図である。上述したように、このデータフォーマットの前に第1の元データ、一次差分データが存在するが、ここでは図示が省略されている。図12に示すように、二次差分は、小さな値であるので6ビット程度で表現可能であり、これに2種類の状態判定ビットを付加した8ビット(1バイト)長で格納される。   FIG. 12 is a schematic diagram showing a data format for storing secondary difference of compressed data obtained by the above procedure. As described above, the first original data and the primary difference data exist before this data format, but are not shown here. As shown in FIG. 12, since the secondary difference is a small value, it can be expressed by about 6 bits, and is stored in an 8-bit (1 byte) length obtained by adding two kinds of state determination bits to this.

上記状態判定ビットは各々1ビット長を持つ正負判定ビットとエラー判定ビットである。正負判定ビットは、二次差分の正負により決定される。また、エラー判定ビットは、6ビット長で記述不可能な場合をエラー値として格納したことを示す。本実施形態において、エラービットが立っている状態では、二次差分は2バイト長拡張された領域に格納される。   The state determination bits are a positive / negative determination bit and an error determination bit each having a length of 1 bit. The positive / negative determination bit is determined by the positive / negative of the secondary difference. The error determination bit indicates that an error value is stored when it cannot be described with a 6-bit length. In the present embodiment, in a state where an error bit is set, the secondary difference is stored in an area extended by 2 bytes.

図13〜図15を用いてリターンパルスPknの圧縮手順を説明する。図13は、圧縮処理の流れを示す模式図であり、上段の枠内は図4で示した分離データ列SD(P)である。図13に示すように、分離データ列SD(P)には、1発のレーザパルスに対して5個のリターンパルスデータ(P1n,P2n,…,P5n)の領域が確保され、リターンパルスデータPknのない部分には“0”が格納されている。図2に示すように、リターンパルスは森林等における樹木での葉の間から漏れたレーザパルスが、さらに地表側に位置する他の反射物に反射して得られるもので、全ての領域が埋まることは比較的少なく、さらに“0”等の小さな値で“値なし”を示す場合であっても、そうでない他のリターンパルスデータの値を格納するのと同じ所定のビット長の領域が割り当てられる。   The compression procedure of the return pulse Pkn will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a schematic diagram showing the flow of compression processing, and the upper frame is the separated data string SD (P) shown in FIG. As shown in FIG. 13, in the separated data string SD (P), five return pulse data (P1n, P2n,..., P5n) areas are secured for one laser pulse, and return pulse data Pkn. “0” is stored in the portion where there is no symbol. As shown in FIG. 2, the return pulse is obtained by reflecting a laser pulse leaking from between leaves in a tree in a forest or the like to another reflector located on the ground surface side, so that all regions are buried. Even if a small value such as “0” indicates “no value”, an area having the same predetermined bit length as that for storing other return pulse data values is allocated. It is done.

このようなデータ構造に伴うデータの冗長性を解消するために、まず、データ構造を変更する(ステップSP1)。ステップSP1の実施に際して、n発目のレーザパルスに対するリターンパルスデータ群(P1n,P2n,…,P5n)を格納する領域中でのデータ充填を表示するヘッダ情報“Head_n”を導入し、“値なし”データを削除する。本実施形態において、ヘッダ情報Head_nには1バイトの領域が与えられ、下位5ビットで最終次数及びリターンパルスデータ格納位置を示す。例えば、1次リターンパルスデータP1nのみが存在し、2次以降が“値なし”である場合には、ヘッダ情報Head_nは“00000001”で与えられ、3次リターンパルスデータP3nまで存在し、かつ2次リターンパルスが存在せず、1次及び3次のリターンパルスが存在するときには“00000101”、全て埋まっている場合には、“00011111”で与えられる。この結果、データ列は、図13の中段の枠内に示すように、ヘッダ情報Head_nと実データとにより記述されることとなる。   In order to eliminate the data redundancy associated with such a data structure, first, the data structure is changed (step SP1). In carrying out step SP1, header information “Head_n” indicating the data filling in the area for storing the return pulse data group (P1n, P2n,..., P5n) for the nth laser pulse is introduced and “no value” “Delete the data. In the present embodiment, a 1-byte area is given to the header information Head_n, and the final order and return pulse data storage position are indicated by the lower 5 bits. For example, if only the primary return pulse data P1n exists and the secondary and subsequent values are “no value”, the header information Head_n is given as “00000001” and exists up to the tertiary return pulse data P3n. When there is no next return pulse and primary and tertiary return pulses are present, “00000101” is given, and when all are filled, “00011111” is given. As a result, the data string is described by the header information Head_n and the actual data as shown in the middle frame of FIG.

次いで、データ間の差分をとって保存データとする(ステップSP2)。ステップSP2は、Q計算とR計算とを行いながら保存データを決定していき、圧縮データ列は、図13の下段の枠内に示すように、パルス番号“n”に対するヘッダ情報Head_n、Q値“Q1n”、R値“Rkn”の順に格納される。R値Rknの添え字“k”はリターン次数を示す。後述するように、1次のリターンパルスデータP1nに対しては、直前の1次リターンパルスデータ(P1,n-1)との差分であるQ値Q1nを保存データとするので、kは2以上5以下の整数となる。   Next, the difference between the data is taken as storage data (step SP2). In step SP2, the stored data is determined while performing the Q calculation and the R calculation, and the compressed data string includes header information Head_n, Q value for the pulse number “n” as shown in the lower frame of FIG. Stored in the order of “Q1n” and R value “Rkn”. The subscript “k” of the R value Rkn indicates the return order. As will be described later, for the primary return pulse data P1n, the Q value Q1n, which is the difference from the immediately preceding primary return pulse data (P1, n-1), is stored data, so k is 2 or more. It becomes an integer of 5 or less.

Q計算及びR計算を図14、図15に示す例で説明する。ここで、図14は分離データ列SD(P)の具体的な例を示す模式図である。また、図15は、図14の分離データ列に対応して生成される保存データの模式図である。   Q calculation and R calculation will be described with reference to examples shown in FIGS. Here, FIG. 14 is a schematic diagram showing a specific example of the separated data string SD (P). FIG. 15 is a schematic diagram of saved data generated corresponding to the separated data string of FIG.

図14に示す元データでは、レーザパルス番号“1”に対して1次リターンパルスのみが得られ、その値は“100”であることが示されている。また、レーザパルス番号“7”に対しては5次までのリターンパルスが捕捉され、その値は、1次側から、“700,800,810,820,850”であることが示されている。   The original data shown in FIG. 14 indicates that only the primary return pulse is obtained for the laser pulse number “1” and its value is “100”. Further, for the laser pulse number “7”, the return pulse up to the fifth order is captured, and the value is shown to be “700, 800, 810, 820, 850” from the primary side. .

まず、初期情報として、レーザパルス番号“1”のリターンパルスは1次のみが取得されているので、ヘッダ情報Head_nに“00000001”を格納した後、1次リターンパルスデータP11として“100”をそのまま格納する。説明を容易にするために、保存データはk行n列の配列Cmp、元データはk行n列の配列Orgを用いて表す。例えば、先頭データ“100”が保存データとして格納されたことは、Cmp(1,1)にOrg(1,1)が代入されていることで知ることができる。   First, as the initial information, only the primary return pulse of the laser pulse number “1” is acquired. Therefore, after storing “00000001” in the header information Head_n, “100” is directly used as the primary return pulse data P11. Store. In order to facilitate the description, the stored data is represented by using an array Cmp of k rows and n columns, and the original data is represented by an array Org of k rows and n columns. For example, the fact that the leading data “100” has been stored as saved data can be known by substituting Org (1,1) for Cmp (1,1).

ここで、ヘッダ情報Head_1は1次パルスデータのみを格納していることを示していることから、この後、2次リターンパルスを検索することなく、1発目のレーザパルスに対する処理が終了し、次に2発目(n=2)のレーザパルスの処理に移行する。   Here, since the header information Head_1 indicates that only the primary pulse data is stored, the processing for the first laser pulse is completed without searching for the secondary return pulse. Next, the process proceeds to the second (n = 2) laser pulse processing.

n=2以降では、まずQ値計算を行う。Q計算は、隣接するレーザパルスに対する1次リターンパルス間の差分を求める演算であり、
Q1n=P1n−P1,n-1
で与えられる。
After n = 2, the Q value is calculated first. Q calculation is an operation for obtaining a difference between primary return pulses with respect to adjacent laser pulses,
Q1n = P1n-P1, n-1
Given in.

この例では、n=2であるから、
Q12=P12−P11
=Org(1,2)−Org(1,1)
=200−100=100
で与えられ、これがCmp(1,2)に代入される。
In this example, since n = 2,
Q12 = P12-P11
= Org (1,2) -Org (1,1)
= 200-100 = 100
This is assigned to Cmp (1,2).

Q計算が終了すると、同一のn値でR計算を行う。R計算はOrg配列の同一行での隣接値間の差分を取る演算であり、
Rkn=Pkn−Pk-1,n
で与えられる。図14、図15の例では、
R22=P22−P12
=Org(2,2)−Org(1,2)
=300−200=100
がCmp(2,2)に代入される。
When the Q calculation is completed, the R calculation is performed with the same n value. R calculation is an operation for taking a difference between adjacent values in the same row of the Org array,
Rkn = Pkn-Pk-1, n
Given in. In the example of FIGS.
R22 = P22-P12
= Org (2,2) -Org (1,2)
= 300-200 = 100
Is substituted into Cmp (2,2).

R計算は、同一レーザパルス番号のリターンパルスデータPknが終了するまで続けられ、この後、上述した手順、すなわち、ヘッダ情報Head_nの付与、1回のQ計算、適数回のR計算が繰り返される。   The R calculation is continued until the return pulse data Pkn of the same laser pulse number is completed, and thereafter, the above-described procedure, that is, the assignment of header information Head_n, one Q calculation, and an appropriate number of R calculations are repeated. .

このようにして得られたCmp配列は一次元配列(ビット列)に並べられ、圧縮対象のデータ列にされる。   The Cmp array obtained in this way is arranged in a one-dimensional array (bit string) to be a data string to be compressed.

以上のようにして各々の分離データ列SDに対する圧縮処理が終了すると、結合処理がなされて1ファイルにまとめられ、次いで、図3に示す符号化処理部11cにおける符号化処理を行う(ステップS4)。符号化処理にはエントロピー符号化等が利用できる。   When the compression processing for each separated data string SD is completed as described above, the combination processing is performed and the files are combined into one file, and then the encoding processing in the encoding processing unit 11c shown in FIG. 3 is performed (step S4). . Entropy encoding or the like can be used for the encoding process.

符号化処理が終了すると、まず、データ伝送中にて地上基地局での解析を可能とするためにストリーミング部12におけるストリーミングが行われ(ステップS5)、次いで伝送データ変換処理部13において搬送波の整形が行われ(ステップS6)、出力部14から伝送される(ステップS7)。   When the encoding process is completed, first, streaming is performed in the streaming unit 12 to enable analysis at the ground base station during data transmission (step S5), and then the transmission data conversion processing unit 13 shapes the carrier wave. (Step S6) and transmitted from the output unit 14 (step S7).

なお、以上の実施形態では、パルスデータのみが圧縮処理され、GPS/IMUデータについてはそのまま直接伝送する構成を示したが、GPS/IMUデータについても圧縮処理を行って伝送するように構成することも可能である。ちなみに、GPS/IMUデータは計測航路への旋回、移動の期間を使用して伝送することができる。   In the above embodiment, only the pulse data is compressed and the GPS / IMU data is directly transmitted as it is. However, the GPS / IMU data is also compressed and transmitted. Is also possible. Incidentally, GPS / IMU data can be transmitted using a period of turning and moving to the measurement route.

また、上記送信部6及びパルスデータ生成部9、GPS/IMUデータ生成部10は、コンピュータに当該機能を発揮させるコンピュータプログラムを使用して達成可能である。   The transmission unit 6, the pulse data generation unit 9, and the GPS / IMU data generation unit 10 can be achieved by using a computer program that causes a computer to perform the function.

図16は、飛行体からの伝送情報を受領する地上基地局のブロック図である。地上基地局は受信処理部15と復元処理部16とからなるデータ再生部7を有する。受信処理部15の受信部15aで上記飛行体1からの圧縮データを受信すると、受信しながら後段のデータ解析を行うことができるように、ストリーミング処理部15bにおいてストリーミング処理を行い(ステップSG1)、復元処理部16の復号部16aへ出力する(ステップSG2)。   FIG. 16 is a block diagram of a ground base station that receives transmission information from an aircraft. The terrestrial base station has a data reproduction unit 7 including a reception processing unit 15 and a restoration processing unit 16. When the reception unit 15a of the reception processing unit 15 receives the compressed data from the flying object 1, the streaming processing unit 15b performs a streaming process so that subsequent data analysis can be performed while receiving the data (step SG1). It outputs to the decoding part 16a of the decompression | restoration process part 16 (step SG2).

図17は、圧縮データの復元処理を示す説明図である。復号部16aでは、上記圧縮データファイルの符号化と結合化を解除して符号化前の状態に戻し、さらに、復元部16bで復元処理を行う(ステップSG3)。復元処理により、図17の中段に示すように、発射時刻データTn、ミラー回転角データθn及びリターンパルスデータPknは各々分離データ列SDの状態となり、これをデータ結合部16cにおいてデータ結合すると(ステップSG4)、図17の下段に示すように、パルスデータ生成部9からの出力が再現される。   FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating the decompression process of compressed data. In the decoding unit 16a, the encoding and combination of the compressed data file are canceled to return to the state before encoding, and further, the restoring unit 16b performs restoration processing (step SG3). By the restoration process, as shown in the middle part of FIG. 17, the emission time data Tn, the mirror rotation angle data θn, and the return pulse data Pkn are each in the state of the separated data string SD and are combined in the data combining unit 16c (step SG4), as shown in the lower part of FIG. 17, the output from the pulse data generation unit 9 is reproduced.

この結合データは、データ解析部5において解析されて、リターンパルス群による計測結果が演算される。解析に際して、観測データは一旦、パルスデータ・GPS/IMUデータ格納部5aに格納され(ステップSG5)、実距離化・座標化処理部5bで実位置等が演算される(ステップSG6)。実距離化・座標化処理部5bは、飛行体1の光学系の特性に基づく内部評定要素、及びGPS/IMUデータに基づく外部評定要素を利用してリターンパルスの反射部の所定投影空間上での位置、高さを演算する。なお、一般にGPS/IMUからのデータ数は、レーザパルス発射数に比して小数であり、一対一対応しないために、上述したように、添え字“n”に対応するレーザデータ以外のレーザデータに対する外部評定要素には、取得されたGPS/IMUデータに対する補間値が使用される。   The combined data is analyzed by the data analysis unit 5 and the measurement result by the return pulse group is calculated. In the analysis, the observation data is temporarily stored in the pulse data / GPS / IMU data storage unit 5a (step SG5), and the actual position and the like are calculated in the actual distance / coordinate processing unit 5b (step SG6). The actual distance / coordinate processing unit 5b uses an internal rating element based on the characteristics of the optical system of the aircraft 1 and an external rating element based on GPS / IMU data on a predetermined projection space of the reflection part of the return pulse. Calculate the position and height. In general, the number of data from the GPS / IMU is a fractional number compared to the number of laser pulses emitted and does not correspond one-to-one. Therefore, as described above, laser data other than the laser data corresponding to the subscript “n” For the external rating element for, an interpolated value for the acquired GPS / IMU data is used.

このようにして得られた各ポイントデータは三次元情報を有しているために、これを使用して地表面を点描状に表示することも可能であり、これらの用に供するために、ポイントデータはポイントデータ格納部17に格納される(ステップSG7)。   Since each point data obtained in this way has three-dimensional information, it is also possible to display the ground surface in a stippled pattern using this. The data is stored in the point data storage unit 17 (step SG7).

さらに本実施形態において、地上基地局には3D処理部18が設けられる。3D処理部18は、上記ポイントデータ群をもとに、例えば、三次元ポリゴン、テクスチャ等を備えた3D画像を形成するための3Dデータ生成部18aを備える。この3Dデータ生成部18aでの生成データは生成3Dデータ18bに格納され、所望により3Dデータ表示部18cで表示される。   Furthermore, in this embodiment, the 3D processing unit 18 is provided in the ground base station. The 3D processing unit 18 includes a 3D data generation unit 18a for forming a 3D image including, for example, a three-dimensional polygon and a texture based on the point data group. The data generated by the 3D data generation unit 18a is stored in the generated 3D data 18b and displayed on the 3D data display unit 18c as desired.

また、地上基地局には、即応性を利用して例えば地殻変動、災害等の情報を直ちに得ることができるように、比較部19を備える。比較部19は、既存3Dデータ19aと差分データ生成部19bと、上記3Dデータ表示部18cとを有して構成される。3Dデータ生成部18aからの出力は、差分データ生成部19bにおいて既存3Dデータ19aとの比較が行われ、画像上の相違点を検出する。検出結果は、上記3Dデータ表示部18cに表示し、必要に応じて上空の飛行体1に再計測、或いは計測範囲の拡大等を指示することができる。   Further, the ground base station is provided with a comparison unit 19 so that information such as crustal movement, disaster, etc. can be obtained immediately using quick response. The comparison unit 19 includes existing 3D data 19a, a difference data generation unit 19b, and the 3D data display unit 18c. The output from the 3D data generation unit 18a is compared with the existing 3D data 19a in the difference data generation unit 19b, and a difference on the image is detected. The detection result is displayed on the 3D data display unit 18c, and can be instructed to re-measure or expand the measurement range to the flying vehicle 1 as necessary.

なお、以上において、データ再生部7、データ解析部5、3D処理部18及び比較部19は、当該機能を発揮させるようにコンピュータを動作させるコンピュータプログラムによっても達成可能である。   In the above, the data reproduction unit 7, the data analysis unit 5, the 3D processing unit 18, and the comparison unit 19 can also be achieved by a computer program that causes a computer to operate so as to exhibit the functions.

航空機、ヘリコプター等の飛行体を使用したレーザ計測の概要を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline | summary of the laser measurement using flying bodies, such as an aircraft and a helicopter. リターンパルスを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a return pulse. レーザ計測部及び送信部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a laser measurement part and a transmission part. パルスデータ生成部からのデータの出力フォーマットを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the output format of the data from a pulse data generation part. GPS/IMUデータ生成部からのデータの出力フォーマットを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the output format of the data from a GPS / IMU data generation part. レーザ発射時刻データの変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of laser emission time data. 圧縮処理部における発射時刻データの圧縮処理の概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline | summary of the compression process of the discharge time data in a compression process part. レーザパルス発射時刻データTnの圧縮処理における二次差分値列生成処理P1を示す概略のフロー図である。It is a general | schematic flowchart which shows the secondary difference value sequence production | generation process P1 in the compression process of the laser pulse emission time data Tn. 対応付け処理P3で用いるインデックステーブルTBLの構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the index table TBL used by the matching process P3. 圧縮データ形成処理P4を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the compressed data formation process P4. ミラー回転角データθnの圧縮例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of compression of mirror rotation angle data (theta) n. 圧縮データの二次差分収納分のデータフォーマットを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the data format for the secondary difference storage of compressed data. ミラー回転角データθnの圧縮処理の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of a compression process of mirror rotation angle data (theta) n. 分離データ列SD(P)の具体的な例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the specific example of separation data sequence SD (P). 図14の分離データ列に対応して生成される保存データの模式図である。It is a schematic diagram of the preservation | save data produced | generated corresponding to the separation data sequence of FIG. 飛行体からの伝送情報を受領する地上基地局のブロック図である。It is a block diagram of a ground base station that receives transmission information from a flying object. 圧縮データの復元処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the decompression | restoration process of compressed data.

符号の説明Explanation of symbols

1 飛行体、2 レーザスキャナ、3 データブロック、4 レーザ計測部、5 データ解析部、6 送信部、7 データ再生部、11 圧縮部、11a データ分離部、11b 圧縮処理部、11c 符号化処理部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Aircraft, 2 Laser scanner, 3 Data block, 4 Laser measurement part, 5 Data analysis part, 6 Transmission part, 7 Data reproduction part, 11 Compression part, 11a Data separation part, 11b Compression processing part, 11c Encoding processing part .

Claims (9)

飛行体に搭載され、所定周期に応じてレーザパルスを反復的に発射し地表面をスキャンするレーザスキャナを用いて、前記レーザパルスの発射時刻データを含む観測データを前記飛行体上で取得する観測ステップと、前記観測データを地上基地局に伝送する伝送ステップと、前記飛行体の飛行中に前記地上基地局において前記観測データを解析して地表形状を演算する演算ステップとを含むレーザ計測方法であって、
前記伝送ステップは、前記観測データのうち少なくとも前記発射時刻データを前記飛行体上でデータ圧縮し、圧縮時刻データを生成する圧縮ステップを有し、
前記圧縮ステップは、
前記発射時刻データのデータ列から二次差分値列を生成する差分ステップと、
前記二次差分値列から生成順に取り出した2個の二次差分値からなる部分列が、予め登録された数値列パターンのいずれかに一致する場合に、当該数値列パターンに関連付けられた指標データを当該部分列に対応付ける対応付けステップと、
前記対応付けステップにて前記部分列に対応付けられた前記指標データに基づいて、前記圧縮データを形成する形成ステップと、
を有し、
前記数値列パターンの集合は、前記二次差分値列における出現確率が所定値以上である3種類の代表差分値を2個並べた9通りの順列パターン、及び前記部分列を構成する2つの前記二次差分値のうち後の当該二次差分値だけが前記代表差分値以外の任意の値である3通りの特例パターンを含むこと、
を特徴とするレーザ計測方法。
An observation that is mounted on a flying object and that obtains observation data including the emission time data of the laser pulse on the flying object using a laser scanner that repeatedly emits laser pulses according to a predetermined period and scans the ground surface. A laser measurement method comprising: a transmission step for transmitting the observation data to a ground base station; and a calculation step for calculating the surface shape by analyzing the observation data in the ground base station during the flight of the flying object. There,
The transmission step includes a compression step of compressing at least the launch time data of the observation data on the aircraft and generating compressed time data,
The compression step includes
A difference step for generating a secondary difference value sequence from the data sequence of the launch time data;
Index data associated with a numerical sequence pattern when a partial sequence consisting of two secondary differential values extracted from the secondary differential value sequence in the order of generation matches one of the previously registered numerical sequence patterns Associating with the subsequence,
Forming the compressed data based on the index data associated with the partial sequence in the association step;
Have
The value set in train pattern, the secondary differential value permutation pattern of nine that probability of occurrence arranged two three representative difference value is above a predetermined value in the column, and two of the constituting the partial sequence Only the secondary difference value after the secondary difference value includes three special patterns that are arbitrary values other than the representative difference value.
A laser measurement method characterized by the above.
請求項1に記載のレーザ計測方法において、The laser measurement method according to claim 1,
前記指標データは、4ビットのバイナリデータで表され、The index data is represented by 4-bit binary data,
前記形成ステップは、前記対応付けステップにて、連続する2つの前記部分列のうち先行部分列に対応付けられた第1指標データと後続部分列に対応付けられた第2指標データとを結合して1バイトの前記圧縮データを生成する結合ステップを有し、The forming step combines the first index data associated with the preceding partial sequence and the second index data associated with the subsequent partial sequence of the two consecutive partial sequences in the association step. Generating a 1-byte compressed data,
前記結合ステップは、前記第1指標データが対応付けられた前記部分列を構成する2つの前記二次差分値のうち後の当該二次差分値だけが前記代表差分値以外の任意の値である場合又は前記第2指標データが存在しない場合に、当該第1指標データに、いずれの前記指標データとも識別可能な4ビットの例外識別データを結合して1バイトの前記圧縮データを生成すること、In the combining step, only the subsequent secondary difference value of the two secondary difference values constituting the partial sequence associated with the first index data is an arbitrary value other than the representative difference value. Or when the second index data does not exist, generating 1-byte compressed data by combining the first index data with 4-bit exception identification data that can be identified with any of the index data;
を特徴とするレーザ計測方法。A laser measurement method characterized by the above.
飛行体に搭載され、所定周期に応じてレーザパルスを反復的に発射し地表面をスキャンするレーザスキャナを用いて、前記レーザパルスの発射時刻データを含む観測データを前記飛行体上で取得する観測ステップと、前記観測データを地上基地局に伝送する伝送ステップと、前記飛行体の飛行中に前記地上基地局において前記観測データを解析して地表形状を演算する演算ステップとを含むレーザ計測方法であって、
前記伝送ステップは、前記観測データのうち少なくとも前記発射時刻データを前記飛行体上でデータ圧縮し、圧縮時刻データを生成する圧縮ステップを有し、
前記圧縮ステップは、
前記発射時刻データのデータ列から二次差分値列を生成する差分ステップと、
前記二次差分値列から生成順に取り出した2個の二次差分値からなる部分列が、予め登録された数値列パターンのいずれかに一致する場合に、当該数値列パターンに関連付けられた指標データを当該部分列に対応付ける対応付けステップと、
前記対応付けステップにて前記部分列に対応付けられた前記指標データに基づいて、前記圧縮データを形成する形成ステップと、
を有し、
前記数値列パターンの集合は、前記二次差分値列における出現確率が所定値以上であるm種類(mは自然数)の代表差分値を2個並べたm 通りの順列パターンを含み
前記指標データは、4ビットのバイナリデータで表され、
前記形成ステップは、前記対応付けステップにて、連続する2つの前記部分列のうち先行部分列に対応付けられた第1指標データと後続部分列に対応付けられた第2指標データとを結合して1バイトの前記圧縮データを生成する結合ステップを有し、
前記結合ステップは、前記第1指標データが対応付けられた前記部分列を構成する2つの前記二次差分値のうち後の当該二次差分値だけが前記代表差分値以外の任意の値である場合又は前記第2指標データが存在しない場合に、当該第1指標データに、いずれの前記指標データとも識別可能な4ビットの例外識別データを結合して1バイトの前記圧縮データを生成すること、
を特徴とするレーザ計測方法。
An observation that is mounted on a flying object and that obtains observation data including the emission time data of the laser pulse on the flying object using a laser scanner that repeatedly emits laser pulses according to a predetermined period and scans the ground surface. A laser measurement method comprising: a transmission step for transmitting the observation data to a ground base station; and a calculation step for calculating the surface shape by analyzing the observation data in the ground base station during the flight of the flying object. There,
The transmission step includes a compression step of compressing at least the launch time data of the observation data on the aircraft and generating compressed time data,
The compression step includes
A difference step for generating a secondary difference value sequence from the data sequence of the launch time data;
Index data associated with a numerical sequence pattern when a partial sequence consisting of two secondary differential values extracted from the secondary differential value sequence in the order of generation matches one of the previously registered numerical sequence patterns Associating with the subsequence,
Forming the compressed data based on the index data associated with the partial sequence in the association step;
Have
The set of numerical sequence patterns includes m 2 permutation patterns in which two types of representative difference values (m is a natural number) in which the appearance probability in the secondary difference value sequence is a predetermined value or more are arranged .
The index data is represented by 4-bit binary data,
The forming step combines the first index data associated with the preceding partial sequence and the second index data associated with the subsequent partial sequence of the two consecutive partial sequences in the association step. Generating a 1-byte compressed data,
In the combining step, only the subsequent secondary difference value of the two secondary difference values constituting the partial sequence associated with the first index data is an arbitrary value other than the representative difference value. Or when the second index data does not exist, generating 1-byte compressed data by combining the first index data with 4-bit exception identification data that can be identified with any of the index data;
A laser measurement method characterized by the above.
請求項2又は請求項3に記載のレーザ計測方法において、
前記形成ステップは、前記圧縮データに格納された前記二次差分値のうち前記代表差分値以外の特例差分値を、当該圧縮データと後続の前記圧縮データとの間に所定のフォーマットで挿入する挿入ステップを有すること、を特徴とするレーザ計測方法。
In the laser measuring method according to claim 2 or claim 3,
The forming step, a special difference values other than the representatives difference integral value of the stored in the compressed data said secondary difference values, inserted in a predetermined format between the compressed data and succeeding the compressed data And a laser measuring method characterized by comprising an insertion step.
請求項1から請求項4のいずれか1つに記載のレーザ計測方法において、
前記代表差分値は、−1、0、及び+1であること、を特徴とするレーザ計測方法。
In the laser measuring method according to any one of claims 1 to 4 ,
The representative differential value is -1, 0, and +1.
飛行体に搭載され、所定周期に応じてレーザパルスを反復的に発射し地表面をスキャンするレーザスキャナを用いて、前記レーザパルスの発射時刻データを含む観測データを前記飛行体上で取得し、前記観測データを計測送信する機上装置と、
地上に設置され、前記観測データを前記飛行体の飛行中に前記機上装置から受信し解析して地表形状を演算する地上装置と、
を有し、
前記機上装置は、
前記観測データのうち少なくとも前記発射時刻データを前記飛行体上でデータ圧縮し、圧縮時刻データを生成する圧縮手段を有し、
前記圧縮手段は、
前記発射時刻データのデータ列から二次差分値列を生成する差分手段と、
前記二次差分値列から生成順に取り出した2個の二次差分値からなる部分列が、予め登録された数値列パターンのいずれかに一致する場合に、当該数値列パターンに関連付けられた指標データを当該部分列に対応付ける対応付け手段と、
前記対応付け手段にて前記部分列に対応付けられた前記指標データに基づいて、前記圧縮データを形成する形成手段と、
を有し、
前記数値列パターンの集合は、前記二次差分値列における出現確率が所定値以上である3種類の代表差分値を2個並べた9通りの順列パターン、及び前記部分列を構成する2つの前記二次差分値のうち後の当該二次差分値だけが前記代表差分値以外の任意の値である3通りの特例パターンを含むこと、
を特徴とするレーザ計測システム。
The observation data including the emission time data of the laser pulse is acquired on the aircraft using a laser scanner that is mounted on the aircraft and repeatedly emits laser pulses according to a predetermined period to scan the ground surface. An on-board device for measuring and transmitting the observation data;
A ground device that is installed on the ground, receives the observation data from the onboard device during the flight of the flying object and analyzes it to calculate the surface shape;
Have
The onboard device is:
Compression means for compressing at least the launch time data of the observation data on the aircraft and generating compressed time data;
The compression means includes
Difference means for generating a secondary difference value sequence from the data sequence of the launch time data;
Subsequence consisting of two second-order difference value extracted in the order of generation from the secondary differential value column, if it matches any of the numeric string patterns registered in advance, the index data associated with the numerical sequence pattern Associating means for associating
Forming means for forming the compressed data based on the index data associated with the partial sequence by the association means;
Have
The set of numerical sequence patterns includes nine permutation patterns in which two types of representative difference values having an appearance probability in the secondary difference value sequence equal to or higher than a predetermined value are arranged , and two of the above-described partial sequences. Only the secondary difference value after the secondary difference value includes three special patterns that are arbitrary values other than the representative difference value .
A laser measurement system characterized by
飛行体に搭載され、所定周期に応じてレーザパルスを反復的に発射し地表面をスキャンするレーザスキャナを用いて、前記レーザパルスの発射時刻データを含む観測データを前記飛行体上で取得し、前記観測データを計測送信する機上装置と、
地上に設置され、前記観測データを前記飛行体の飛行中に前記機上装置から受信し解析して地表形状を演算する地上装置と、
を有し、
前記機上装置は、
前記観測データのうち少なくとも前記発射時刻データを前記飛行体上でデータ圧縮し、圧縮時刻データを生成する圧縮手段を有し、
前記圧縮手段は、
前記発射時刻データのデータ列から二次差分値列を生成する差分手段と、
前記二次差分値列から生成順に取り出した2個の二次差分値からなる部分列が、予め登録された数値列パターンのいずれかに一致する場合に、当該数値列パターンに関連付けられた指標データを当該部分列に対応付ける対応付け手段と、
前記対応付け手段にて前記部分列に対応付けられた前記指標データに基づいて、前記圧縮データを形成する形成手段と、
を有し、
前記数値列パターンの集合は、前記二次差分値列における出現確率が所定値以上であるm種類の代表差分値を2個並べたm 通りの順列パターンを含み、
前記指標データは、4ビットのバイナリデータで表され、
前記形成手段は、前記対応付け手段にて、連続する2つの前記部分列のうち先行部分列に対応付けられた第1指標データと後続部分列に対応付けられた第2指標データとを結合して1バイトの前記圧縮データを生成する結合手段を有し、
前記結合手段は、前記第1指標データが対応付けられた前記部分列を構成する2つの前記二次差分値のうち後の当該二次差分値だけが前記代表差分値以外の任意の値である場合又は前記第2指標データが存在しない場合に、当該第1指標データに、いずれの前記指標データとも識別可能な4ビットの例外識別データを結合して1バイトの前記圧縮データを生成すること、
を特徴とするレーザ計測システム
The observation data including the emission time data of the laser pulse is acquired on the aircraft using a laser scanner that is mounted on the aircraft and repeatedly emits laser pulses according to a predetermined period to scan the ground surface. An on-board device for measuring and transmitting the observation data;
A ground device that is installed on the ground, receives the observation data from the onboard device during the flight of the flying object and analyzes it to calculate the surface shape;
Have
The onboard device is:
Compression means for compressing at least the launch time data of the observation data on the aircraft and generating compressed time data;
The compression means includes
Difference means for generating a secondary difference value sequence from the data sequence of the launch time data;
Index data associated with a numerical sequence pattern when a partial sequence consisting of two secondary differential values extracted from the secondary differential value sequence in the order of generation matches one of the previously registered numerical sequence patterns Associating means for associating
Forming means for forming the compressed data based on the index data associated with the partial sequence by the association means;
Have
The set of numerical sequence patterns includes m 2 permutation patterns in which m types of representative difference values having an appearance probability in the secondary difference value sequence equal to or higher than a predetermined value are arranged ,
The index data is represented by 4-bit binary data,
The forming means combines the first index data associated with the preceding partial sequence and the second index data associated with the subsequent partial sequence in the continuous two partial sequences. have a binding means for generating the compressed data of 1 byte Te,
In the combining means, only the subsequent secondary difference value of the two secondary difference values constituting the partial sequence associated with the first index data is an arbitrary value other than the representative difference value. Or when the second index data does not exist, generating 1-byte compressed data by combining the first index data with 4-bit exception identification data that can be identified with any of the index data;
A laser measurement system characterized by
請求項7に記載のレーザ計測システムにおいて、The laser measurement system according to claim 7,
前記形成手段は、前記圧縮データに格納された前記二次差分値のうち前記代表差分値以外の特例差分値を、当該圧縮データと後続の前記圧縮データとの間に所定のフォーマットで挿入する挿入手段を有すること、を特徴とするレーザ計測システム。The forming means inserts a special difference value other than the representative difference value among the secondary difference values stored in the compressed data in a predetermined format between the compressed data and the subsequent compressed data. A laser measuring system characterized by comprising means.
請求項6から請求項8のいずれか1つに記載のレーザ計測システムにおいて、In the laser measurement system according to any one of claims 6 to 8,
前記代表差分値は、−1、0、及び+1であること、を特徴とするレーザ計測システム。The representative difference value is -1, 0, and +1.
JP2005102228A 2005-03-31 2005-03-31 Laser measurement method and laser measurement system Expired - Fee Related JP4709564B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005102228A JP4709564B2 (en) 2005-03-31 2005-03-31 Laser measurement method and laser measurement system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005102228A JP4709564B2 (en) 2005-03-31 2005-03-31 Laser measurement method and laser measurement system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006284270A JP2006284270A (en) 2006-10-19
JP4709564B2 true JP4709564B2 (en) 2011-06-22

Family

ID=37406362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005102228A Expired - Fee Related JP4709564B2 (en) 2005-03-31 2005-03-31 Laser measurement method and laser measurement system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4709564B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010210522A (en) * 2009-03-11 2010-09-24 Sogo Keibi Hosho Co Ltd Time stamp function adding apparatus for laser range sensor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6165532A (en) * 1984-09-06 1986-04-04 Ricoh Co Ltd Digital processor or analog signal
JPH03295364A (en) * 1990-04-12 1991-12-26 Nec Corp Image pickup signal processor
JP2000031834A (en) * 1998-07-14 2000-01-28 Fujitsu Ltd Decoding circuit for variable length code
JP2002223186A (en) * 2001-01-25 2002-08-09 Mitsubishi Electric Corp Satellite observation system
JP2002354462A (en) * 2001-05-23 2002-12-06 Mitsubishi Electric Corp Imaging/data transferring system
JP2003156330A (en) * 2001-11-22 2003-05-30 Nec Corp Airborne topography-measuring apparatus and method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6165532A (en) * 1984-09-06 1986-04-04 Ricoh Co Ltd Digital processor or analog signal
JPH03295364A (en) * 1990-04-12 1991-12-26 Nec Corp Image pickup signal processor
JP2000031834A (en) * 1998-07-14 2000-01-28 Fujitsu Ltd Decoding circuit for variable length code
JP2002223186A (en) * 2001-01-25 2002-08-09 Mitsubishi Electric Corp Satellite observation system
JP2002354462A (en) * 2001-05-23 2002-12-06 Mitsubishi Electric Corp Imaging/data transferring system
JP2003156330A (en) * 2001-11-22 2003-05-30 Nec Corp Airborne topography-measuring apparatus and method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006284270A (en) 2006-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007067869A (en) Data coding device, method, and program
US20220398806A1 (en) Systems and methods for generating 3d models from drone imaging
JP4307427B2 (en) Laser surveying apparatus and laser surveying method
US11092670B2 (en) Signal compression method, signal compression apparatus, vehicle, and light detection and ranging (LIDAR) system
KR101734654B1 (en) System and Method for writing Occupancy Grid Map of sensor centered coordinate system using laser scanner
CN105203094A (en) Map building method and equipment
KR102396929B1 (en) 2d vehicle localizing using geoarcs
US11240491B2 (en) Three-dimensional data encoding method, three-dimensional data decoding method, three-dimensional data encoding device, and three-dimensional data decoding device
KR102387679B1 (en) 3d vehicle localizing using geoarcs
JP4709564B2 (en) Laser measurement method and laser measurement system
US11580696B2 (en) Surveying data processing device, surveying data processing method, and surveying data processing program
JP4624000B2 (en) Compound artificial intelligence device
JP6447708B2 (en) SAR data retrieval apparatus, method and program
JP5100964B2 (en) Image generation method for viewing laser data in aerial laser surveying
US11442913B2 (en) Method and device for creating a localization map
US20210227102A1 (en) Systems and methods for synchronizing frame timing between physical layer frame and video frame
JP4381186B2 (en) Laser measurement method
US11940569B2 (en) Method for determining extrinsic calibration parameters for a measuring system
CN112689997B (en) Ordering method and device for point clouds
US20220327744A1 (en) Apparatus and method for processing point cloud data
CN110473264B (en) Depth map compression method and decompression method based on Huffman coding and encoder
Rosati et al. The most distant X-ray clusters and the evolution of their space density
CN113557745B (en) Point cloud geometry filling
CN113545075B (en) Point cloud global block packing
Tse et al. Using the delaunay triangulation/voronoi diagram to extract building information from raw lidar data

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080312

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110308

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110318

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4709564

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees