JP5238561B2 - 測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、対象物の地上高を測定する測定装置に関する。

電線や通信線等の架空ケーブルは、法令により地上高が定められている。この法令遵守のため、架空ケーブルの地上高を測定する点検作業が通信事業者等にて行われている。このような点検作業は、点検作業を行う人が、例えば、非特許文献１に示されるような伸縮式の測定棹やレーザ測距計、超音波測距計等を利用し、図１１に示すように、徒歩により、架空ケーブルの地上高を１箇所ずつ測定し、測定した地上高の値を地図に記録していく点検作業が行われていた。

ムラテックＫＤＳ株式会社、"デジタル表示ポール式測定棒"、[online]、［平成１９年１０月５日検索］、<URL:http://www.kdsjpn.co.jp/products/digital.html>

しかしながら、測定棹を用いて人が徒歩により架空ケーブルの地上高を測定して記録を行う測定作業は、広い範囲を日々行う必要があることから、多くの人手と時間を要するため効率が悪いという問題がある。また、車道を跨る架空ケーブルを測定する場合、架空ケーブルの直下で測定を行わなければならないため、車道を走行する車両に注意を払いながら作業を行わなければならないという問題がある。

そこで、車両に距離センサを設け、車両を走行させながら架空ケーブルまでの距離を測定し、地上高を得ることが考えられている。しかし、通常距離センサは、短い間隔で繰り返し測定を行なうため、同一の架空ケーブルに対して複数回の測定が行なわれ、複数個の距離測定値が得られる。そこで、この距離測定値から、一本の架空ケーブルについては１つの正しい高さを得ることが求められている。

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、移動しながら架空ケーブルなどの被測定物の高さを測定し、その測定において同一の被測定物から複数の距離測定値が得られた場合であっても、正しい高さを得ることができる測定装置を提供することにある。

この発明は、上記の課題を解決すべくなされたもので、車両に備えられ、前記車両の上方に存在する被測定物までの距離を移動しながら測定する測定装置であって、前記車両の上方に存在する被測定物に対して、当該被測定物までの距離を複数個所測定し、それぞれの測定の結果得られた距離測定値を出力する距離センサと、前記距離センサが出力した距離測定値を記憶部に記憶する記録部と、前記記憶部から連続して距離測定値が得られた区間を特定し、当該区間内において最も小さい距離測定値を前記被測定物までの距離として出力する距離決定部と、を備え、前記記憶部を参照して連続して距離測定値が得られた区間を特定し、当該区間内の距離測定値により示される前記距離測定値の変化が、目的とする被測定物を測定したときの変化に一致するかを判断する判断部をさらに備え、前記距離決定部は、前記判断部により目的とする前記被測定物を測定したときの変化に一致すると判断された場合、前記区間内において最も小さい距離測定値を前記被測定物までの距離として出力する、ことを特徴とする測定装置である。

また、本発明は、上述する測定装置であって、前記車両の速度を検出する速度センサと、前記速度センサにより得られた速度と、前記車両の移動方向に対する前記被測定物の幅とから、前記被測定物を複数個所測定するための測定時間間隔を算出する測定間隔算出部と、前記測定間隔算出部によって算出した測定時間間隔によって距離を測定するよう前記距離センサを制御する指示部と、をさらに備えることを特徴とする。

また、本発明は、上述する測定装置であって、前記車両の速度を検出する速度センサと、前記速度センサにより得られた速度と、前記車両の移動方向に対する前記距離センサが前記被測定物を測定可能な範囲の幅とから、前記被測定物を複数個所測定するための測定時間間隔を算出する測定間隔算出部と、前記測定間隔算出部によって算出した測定時間間隔によって距離を測定するよう前記距離センサを制御する指示部と、をさらに備えることを特徴とする。

本発明によれば、車両を走行させながら、距離センサを用いて被測定物までの距離を測定し、同一の被測定物について複数の距離測定値が得られた場合でも、当該被測定物の正しい高さを得ることができる。また、得られた複数の測定値から、測定した被測定物が、予め測定対象としている被測定物であるかを判断することができる。さらには、車両の速度に応じて、測定した被測定物が、予め測定対象としている被測定物であるかを判断するために必要な回数、つまり、同一の被測定物について複数回の距離測定を可能とする測定時間間隔によって測定を行なわせることが可能となる。

本発明の第１の実施形態による測定装置を備えた車両を示すブロック図である。 ケーブルを測定したときの距離測定値を示す図である。 第１の実施形態の測定装置による測定時間間隔決定処理のフローチャートである。 第１の実施形態の測定装置による測定処理のフローチャートである。 第１の実施形態の表示部に表示される画像を示した図である。 本発明の第２の実施形態による測定装置を備えた車両を示すブロック図である。 第２の実施形態の距離センサ部による距離測定可能範囲を示す図である。 第２の実施形態の距離センサ部によるケーブルの距離測定値を示す図である。 第２の実施形態の測定装置による測定時間間隔決定処理のフローチャートである。 第２の実施形態の測定装置による測定処理のフローチャートである。 従来における架空ケーブルの測定手段を示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
第１の実施形態では、被測定物１００との距離の測定に、直線性の高いレーザ等による距離センサを用いた場合の例を示す。

図１は、本発明の第１の実施形態による測定装置を備えた車両１を示す概略ブロック図である。第１の実施形態による測定装置は、電源部１０、操作部１１、制御部１２、速度センサ部１３、距離センサ部１４、ＧＰＳ(Global Positioning System)部１５、記憶部１６、及び、表示部１７を備えている。

車両１は、例えば、自動車や手押し車であってもよく、被測定物１００の地上高を測定する作業を行う人の運転や操作により走行されるものである。被測定物１００は、例えば、電線や通信線などの架空ケーブル等（以下、総称して単に「ケーブル」と記載）である。

電源部１０は、例えば、バッテリであり、制御部１２に電力を供給するとともに、制御部１２に接続される各機能部に電力を供給する。操作部１１は、例えば、キーボードやマウス等が接続され、作業者の操作を受けて、操作に基づく信号を制御部１２に入力する。速度センサ部１３は、車両１の速度を測定して制御部１２に出力する。

距離センサ部１４は、車両１の上方に存在する被測定物１００までの距離を測定する。この距離センサ部１４は、例えば、レーザ測距装置であり、制御部１２により指示された測定時間間隔で車両１の上方にレーザを送信して、被測定物１００からの反射波を測定し、測定した反射波の到達時刻から得られた被測定物１００までの距離を示す距離測定情報を算出して出力する。なお、レーザ測距装置は、被測定物１００からの反射波を測定するため、被測定物１００が上方にないときには距離測定値が得られず、被測定物なしを示す距離測定情報が出力されることになる。

ＧＰＳ部１５は、全地球測位システム（ＧＰＳ）による受信側装置を備えており、全地球測位システムの衛星装置からの電波により、受信側装置が存在する経度と緯度とを含んだ位置情報と、日時を含む時刻情報とを出力する。なお、時刻情報は、電波に含まれているものではなく、ＧＰＳ部１５に時計等を備え、当該時計から日時を含む時刻情報を出力するようにしてもよい。

記憶部１６は、距離センサ部１４による測定結果を示す距離測定情報と、ＧＰＳ部１５から取得した位置情報及び時刻情報とを対応づけて記憶するともに、制御部１２により算出された被測定物１００の地上高値と、当該地上高値が得られたときの距離測定情報、位置情報及び時刻情報を記憶する。さらに、記憶部１６は、地図情報を記憶する。

制御部１２は、測定間隔算出部２１、指示部２２、記録部２３、判断部２４、距離決定部２５、地上高算出部２６、及び、出力部２７を備える。測定間隔算出部２１は、速度センサ部１３によって測定された車両１の速度測定値から、距離センサ部１４が１つの被測定物１００を複数回測定可能な時間間隔を算出する。指示部２２は、測定間隔算出部２１により算出された測定時間間隔で測定を行なうよう距離センサ部１４へ指示する。記録部２３は、距離センサ部１４から距離測定情報の入力を受けるとともに、距離センサ部１４から距離測定情報が入力されたときの位置情報及び時刻情報をＧＰＳ部１５から取得し、記憶部１６に書き込む。判断部２４は、記憶部１６に記憶されている距離測定情報から、測定の対象とする被測定物と、実際に測定した被測定物１００の形状が一致するか否かを判断する。距離決定部２５は、判断部２４によって測定の対象とする被測定物と、距離測定情報から得られた被測定物１００の形状が一致すると判断された場合、被測定物１００までの正しい高さを示す距離測定情報を選択する。地上高算出部２６は、操作部１１から測定開始前に入力される距離センサ部１４の測定の始点から地上までの距離（符号Ａで示される距離）である加算値Ａを、距離決定部２５により選択された距離測定情報で示される距離測定値に加算して、被測定物１００の地上高値を算出し、算出した地上高値と、この地上高値が得られたときの距離測定情報、位置情報及び時刻情報とを対応付けて記憶部１６に記録する。出力部２７は、地上高算出部２６が記憶部１６に記録する際に、記録を行う地上高値、位置情報、時刻情報等の情報を、記憶部１６から読み出した地図情報に併せて表示部１７に表示させる。

図２は、被測定物１００がケーブルであった場合の距離測定値を示す図である。車両１は、距離センサ部１４による測定を行いながら、ケーブルの下方を横切るように走行している。しかし、当該車両１が走行している上部には、例えば、木の枝や歩道橋など、本来測定の対象としている特定の被測定物以外のものが存在する場合がある。本実施形態では、直線性が高く、また、精度のよいレーザを用いて被測定物１００を測定するため、複数個所に渡って被測定物１００を測定すれば、距離測定値をプロットした点からから被測定物１００の下部の形状を知ることができ、これを利用して被測定物１００が測定対象としている被測定物、つまり、ケーブルであるかを判断する。

ケーブルは、その断面がほぼ円に近い形状をしている。そのため、被測定物１００がケーブルである場合、横軸を移動距離、縦軸を距離測定値とすると、図２に示すように、下に凸の曲線上に距離測定値がプロットされる。このように、距離測定値から得られた被測定物１００の形状が、予め形状がわかっている測定対象の被測定物、つまり、ケーブルの形状と一致している場合、連続して得られた距離測定値のうち、最も小さい距離測定値をケーブルまでの高さとして得ることができる。下に凸の曲線の形状を認識するためには、１本のケーブルについて、少なくとも３回の測定を行なう必要があるが、ここでは、１本のケーブルについて３〜５回の測定を行なうものとする。
しかし、車両１は移動しているため、一定距離Δｘを移動する毎に距離測定を行なうには、車両１の走行速度に応じて、測定時間間隔Δｔを変化させる必要がある。このように、車両１の走行速度が変化した場合でも測定時間間隔を変化させ、一定距離移動する毎に距離測定を行なうようにすれば、車両１の走行速度に応じて変化する測定時間間隔Δｔ毎に測定した値は、一定距離Δｘ移動する毎に距離測定を行なったときの値となる。従って、走行速度に応じて変化する測定時間間隔Δｔを横軸上の一定スケールに変換して、例えば、横軸を測定回数として距離測定値をプロットした場合、図２と同様の形状のプロットが得られる。

図３は、第１の実施形態による測定装置の測定時間間隔決定処理の動作を示したフローチャートである。
まず、操作部１１が作業者の操作を受けて、測定の開始指示を制御部１２に入力する。制御部１２の指示部２２は、速度センサ部１３及び距離センサ部１４に測定を開始させ、作業者は、車両１の走行を開始させる。速度センサ部１３は、例えば一定間隔で、速度測定値を示す速度測定情報を制御部１２へ出力する（ステップＳ１１０）。測定間隔算出部２１は、ケーブルの直径をｗ_０、１本のケーブルについて測定したい回数をｎ、移動の速度をｖとしたときに、以下の（式１）により、距離センサ部１４の測定時間間隔Δｔを算出する（ステップＳ１２０）。なお、ｎ及びｗ_０は、予め記憶部１６に記憶させたものを読み出すか、操作部１１によって入力されるものとする。ｖには、速度測定情報で示される速度測定値を代入する。

Δｔ＝ｗ_０／（ｖ×ｎ） ・・・（式１）

指示部２２は、測定間隔算出部２１により算出された測定時間間隔Δｔにより測定を行なうよう距離センサ部１４へ指示する（ステップＳ１３０）。距離センサ部１４は、指示された測定時間間隔Δｔにより測定を行なう。
これにより、車両１の速度が変化した場合でも、一定距離車両１が走行する毎に距離センサ部１４による測定が行なわれ、１本のケーブルについて決められたｎ回の測定が可能となる。

図４は、第１の実施形態による測定装置の測定処理の動作を示したフローチャートである。
同図において、距離センサ部１４は、図３のステップＳ１３０において指示された測定時間間隔で被測定物１００までの距離を測定し、制御部１２に距離測定情報を出力する（ステップＳ２１０）。なお、距離センサ部１４がｊ回目に測定により得た距離測定値をｈ_ｊ（ｊは１以上の正数）とし、ステップＳ２１０においては、ｉ回目の測定に基づく距離測定値ｈ_ｉまたは被測定物なしを示す距離測定情報が入力されたとする。

制御部１２の記録部２３は、距離センサ部１４が距離測定情報を出力した際に、ＧＰＳ部１５から位置情報と時刻情報とを取得し（ステップＳ２２０）、ステップＳ２１０において入力された距離測定情報と、ステップＳ２２０において入力された位置情報及び時刻情報とを対応付けて記憶部１６に記録する（ステップＳ２３０）。

続いて、判断部２４は、ステップＳ２１０において取得した距離測定情報が被測定物なしを示しているかを判断する（ステップＳ２４０）。距離測定情報が被測定物なしを示していると判断した場合（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、さらに判断部２４は、記憶部１６に記憶されている１回前の距離測定情報が、距離測定ができたことを示しているかを判断する（ステップＳ２５０）。１回前の距離測定情報が、距離測定ができたことを示している場合、つまり、距離測定値ｈ_{（ｉ−１）}が設定されている場合（ステップＳ２５０：ＹＥＳ）、判断部２４は、記憶部１６を参照して、距離測定ができたことを示す距離測定情報が、１回前から過去何回連続して測定されたかの連続測定回数を取得し、この取得した連続測定回数が、ケーブルの直径に対応した回数であるかを判断する（ステップＳ２６０）。これは、例えば、取得した連続測定回数が測定回数ｎと一致するかにより判断することができる。あるいは、取得した連続測定回数が、測定回数ｎ以上、かつ、（ｎ＋ａ）以下であるかを判断するようにしてもよい。車両１がケーブルを斜めに横切りながら測定した場合、連続測定回数はｎよりも多くなる場合がある。そこで、ケーブルを斜めに横切りながら測定することがある場合には、連続測定回数がｎよりもａ回多い場合でも、ケーブルの直径に相当する回数であると判断する。ａの値は、予め記憶部１６に記憶されているものとする。

連続測定回数がケーブルの直径に対応した回数であると判断した場合（ステップＳ２６０：ＹＥＳ）、続いて、判断部２４は、距離測定値から得られる被測定物１００の形状がケーブルの形状と合致するかを判断する（ステップＳ２７０）。これは以下のように行う。
まず、距離測定ができたことを示す距離測定情報が連続して得られたうち、真ん中の回数の距離測定情報、つまり、最も被測定物１００の幅の中心に近い距離測定情報が示す距離測定値をｈ_ｃとおく。連続測定回数をｋとした場合、ｋが奇数であれば、ｃ＝ｉ−（ｋ＋１）／２とする。ｋが偶数であれば、距離測定値ｈ_{（ｉ−１−ｋ／２）}と距離測定値ｈ_{（ｉ−ｋ／２）}のどちらか小さいほうをｈ_ｃとする。そして、以下の判断を行う。

（１）ｈ_{（ｃ−ｍ−１）}＞ｈ_{（ｃ−ｍ）}、かつ、ｈ_{（ｃ＋ｍ）}＜ｈ_{（ｃ＋ｍ＋１）}である。ただし、ｍは０以上の整数であり、（ｉ−ｋ）≦（ｃ−ｍ−１）、（ｃ＋ｍ＋１）≦（ｉ−１）である。これは、ケーブルの形状は、連続する中で最も中心に近い距離測定値を最小値として下に凸であるためである。例えば、連続測定回数が３回である場合、ｈ_{（ｃ−１）}＞ｈ_ｃ、かつ、ｈ_ｃ＜ｈ_{（ｃ＋１）}を判断する。

（２）ｈ_{（ｃ−ｍ−１）}−ｈ_{（ｃ−ｍ）}、及び、ｈ_{（ｃ＋ｍ＋１）}−ｈ_{（ｃ＋ｍ）}が所定の値よりも小さい。この所定の値は、ケーブルの直径ｗ_０と測定回数とから決まる値であるが、例えば、ケーブルの半径等を用いてもよい。

連続測定回数が４以上である場合、
（３）ｈ_{（ｃ−ｍ−２）}−ｈ_{（ｃ−ｍ−１）}＞ｈ_{（ｃ−ｍ−１）}−ｈ_{（ｃ−ｍ）}、ｈ_{（ｃ＋ｍ＋２）}−ｈ_{（ｃ＋ｍ＋１）}＞ｈ_{（ｃ＋ｍ＋１）}−ｈ_{（ｃ＋ｍ）}を判断してもよい。これは、ケーブルの幅の中心から離れるほど、隣り合う距離測定値の差は大きくなるためである。

上記を満たす場合、距離測定値から得られる形状がケーブルの形状と合致すると判断し（ステップＳ２７０：ＹＥＳ）、距離決定部２５は、連続して得られた被測定物１００の距離測定情報のうち最小の距離測定値、すなわち、距離測定値ｈ_ｃを示す距離測定情報を被測定物１００の高さを示す距離測定情報として選択する（ステップＳ２８０）。

続いて、距離決定部２５は、この距離測定値ｈ_ｃが、地上高値算出対象の所定の範囲であるかを判断する（ステップＳ２９０）。これは、本実施形態の測定装置は、法令等により定められる地上高に満たないケーブルがあるか、定められる地上高までどれくらい余裕があるか等を検出すればよいためである。例えば、地上高５ｍが定められるケーブルの高さであり、距離センサ部１４の測定の始点から地上までの距離Ａが２ｍであった場合、２〜４ｍの範囲の距離測定値のみを地上高値算出の対象とすることができる。距離決定部２５は、距離測定値ｈ_ｃが地上高値算出対象の所定の範囲であると判断した場合（ステップＳ２９０：ＹＥＳ）、選択した距離測定情報に対応した位置情報及び時刻情報を記憶部１６から読み出して地上高算出部２６に出力する。

地上高算出部２６は、距離測定情報により示される距離測定値ｈ_ｃと予め内部に記憶している加算値Ａを加算して被測定物１００の地上高値を算出すると、算出した地上高値と、距離決定部２５から入力された距離測定情報、位置情報、及び、時刻情報を対応づけて記憶部１６に書き込む（ステップＳ３００）。

なお、ステップＳ２４０において、距離測定情報が、距離測定ができたことを示していると判断した場合（ステップＳ２４０：ＮＯ）、ステップＳ２５０において、距離測定情報が被測定物なしを示していると判断した場合（ステップＳ２５０：ＮＯ）、ステップＳ２６０において、連続測定回数がケーブルの直径に対応した回数ではないと判断した場合（ステップＳ２６０：ＮＯ）、ステップＳ２９０において、距離測定値ｈ_ｃが、地上高値算出対象の所定の範囲ではないと判断した場合（ステップＳ２９０：ＮＯ）、ステップＳ２１０の処理に戻る。

図５は、表示部１７に表示される画面の一例を示した図である。
同図において、地図表示領域３１には、出力部２７が記憶部１６から読み出した一定範囲の地図情報に基づく地図の画像が車両１の現在位置を中心にスクロールして表示される。さらに、出力部２７は、ＧＰＳ部１５から出力された位置情報に基づいて、車両１の現在位置を示す符号３１ａで示される十字マークを地図上に表示するとともに、距離測定値ｈ_ｃに対応した位置情報に基づいて、丸のマークを地図上に表示する。この丸のマークは、距離測定値ｈ_ｃに基づいて得られた地上高値が、所定の閾値、例えば、法令により定められる地上からの高さ以上である場合には符号３１ｂで示される白丸のマークとし、満たない場合には符号３１ｃで示される赤色等のマークとする。なお、被測定物１００が上部にない、あるいは、ケーブルの地上高値が算出されなかった位置についても測定を行なった履歴として、所定の測定間隔毎にＧＰＳ部１５から出力された位置情報に対応する位置に白丸、あるいは、白または赤以外の丸のマークを地図上に表示してもよい。

表示欄３２には、ＧＰＳ部１５から取得した時刻情報により示される時刻が表示され、表示欄３３と表示欄３４には、ＧＰＳ部１５から取得した位置情報により示される経度と緯度がそれぞれ表示される。表示欄３５には、地上高算出部２６により算出された被測定物１００の地上高値が表示される。すなわち、表示欄３２、３３、３４、３５に表示される情報は前述した符号３１ａで示される十字マークの箇所に対応した情報が表示されることになる。

なお、上記処理は、測定中だけでなく、測定の終了後に、作業者が操作部１１を操作することにより、制御部１２により記憶部１６に記憶されている情報を順次読み出させて、行なうことでもよい。

なお、ケーブルの太さが何種類かある場合には、最も細いケーブルの太さをｗ_０とすればよい。このとき、最も太いケーブルの太さをｗ_０’とした場合、この最も太いケーブルの測定回数ｎ’は、ｎ’＝ｎ×（ｗ_０’／ｗ_０）となる。そこで、ステップＳ２６０においては、連続測定回数が、最も細いケーブルの測定回数ｎ以上、かつ、最も太いケーブルの測定回数ｎ’以下、あるいは、（ｎ’＋ａ）以下であるかを判断すればよい。

また、ステップＳ３００において算出された地上高値が、所定の閾値、例えば、法令により定められる地上からの高さに満たない場合に、警告音等による警告出力を行なってもよい。

本実施形態によれば、車両を走行させながら、レーザ等の直線性の高い距離センサを用いて被測定物までの距離を複数回測定し、測定した距離から被測定物が予め決められた測定対象の被測定物であるか否かを判断して地上高値を算出することができる。このとき、車両の速度に応じて、予め決められた測定対象の被測定物であるかを判断するために必要な回数の測定を行うことができ、測定対象が細いケーブル等であっても、確実に被測定物として捕らえ、測定を行なうことが可能となる。従来のように一定間隔で測定を行なった場合、車両が高速に走行したときに、測定間隔の間に被測定物の下を通り過ぎてしまうことがあり、また、たとえ被測定物を複数回測定できたとしても、一定距離進んだタイミングで測定したものではないため、同一の被測定物についての距離測定値であるかを判断したり、距離測定値から測定対象としている被測定物の形状と一致するかを判断したりすることは困難である。
また、本実施形態によれば、同一の被測定物について複数の距離測定値が得られた場合でも、当該被測定物の正しい高さを得ることができるため、画面表示をさせる際に、１つの被測定物１００については、１つのマークのみで表示させることができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態による測定装置について図面を参照して説明する。第２の実施形態では、被測定物１００との距離の測定に、指向範囲の広い超音波等による距離センサを用いた場合の例を示す。超音波による距離測定の精度は、レーザを用いた場合よりも低い。

図６は、第２の実施形態による測定装置を備えた車両１ａを示す概略ブロック図である。同図において、図１に示す第１の実施形態の測定装置と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。以下、第１の実施形態との差分について説明する。

第２の実施形態による測定装置は、距離センサ部１４に代えて距離センサ部１４ａを備え、制御部１２に代えて制御部１２ａを備えている。距離センサ部１４ａは、例えば、超音波測距装置であり、制御部１２ａにより指示された測定時間間隔で、車両１ａの上方に一定の指向範囲で超音波を送信して、被測定物１００からの反射波を測定し、測定した反射波の到達時刻から得られた被測定物１００までの距離を示す距離測定情報を算出して出力する。なお、超音波測距装置は、被測定物１００が上方にないときには距離測定値が得られず、被測定物なしを示す距離測定情報が出力されることになる。

制御部１２ａは、測定間隔算出部２１に代えて測定間隔算出部２１ａを、判断部２４に代えて判断部２４ａを備える。測定間隔算出部２１ａは、速度センサ部１３によって測定された車両１ａの速度測定値から、距離センサ部１４ａが１つの被測定物１００を複数回測定可能な時間間隔を算出する。判断部２４ａは、記憶部１６に記憶されている距離測定情報から、実際に測定した被測定物１００が、被測定物１００が測定の対象とする被測定物を測定したものであるか否かを判断する。

図７は、距離センサ部１４ａによる距離測定可能範囲を示す図である。
車両１ａは、距離センサ部１４ａによる測定を行いながら、ケーブルの下方を横切るように走行している。距離センサ部１４ａは角度２θの指向性、つまり、鉛直方向に対してθの指向性がある。ここで、距離センサ部１４ａの高さから、非測定物１００までの高さが距離ｈ_０であると仮定した場合、距離センサ部１４ａから鉛直方向に距離ｈ_０の高さにある符号５０ａ，５０ｂの位置と、被測定物１００との距離とがｈ_０×ｔａｎθ以下であれば、距離センサ部１４ａは、被測定物１００との距離を測定可能である。つまり、車両１ａが一定距離Δｘだけ進む毎に被測定物１００の測定を行なう場合、２ｈ_０×ｔａｎθ／Δｘ回連続して被測定物１００の距離測定値が得られることとなる。よって、高さｈ_０にあっても、ケーブルよりも幅の広い被測定物１００であれば、２ｈ_０×ｔａｎθ／Δｘ回よりも多い回数連続して距離が測定される。
また、被測定物１００がケーブルであっても、高さｈ_０より高い位置であれば、連続して距離が測定される回数は、２ｈ_０×ｔａｎθ／Δｘ回よりも多くなり、ｈ_０より低ければ、連続して距離測定値が測定される回数は、２ｈ_０×ｔａｎθ／Δｘ回よりも少なくなる。

本実施形態の測定装置は、少なくとも、ケーブルが法令により定められる地上からの高さに満たないことを検出すればよい。そこで、法令により定められる地上からの高さに応じて、検出対象とする被測定物の基準の高さｈ_０を仮定し、距離測定値が、高さｈ_０を含む所定の範囲に含まれるケーブルについてのみ、地上高値算出の対象とする。

また、高さｈ_０のケーブルを測定した場合、横軸を移動距離、縦軸を距離測定値とすると、図８に示すように、下に凸の曲線上に距離測定値がプロットされる。つまり、被測定物１００が測定可能範囲に入ったときの距離測定値はｈ_０／ｃｏｓθであるが、被測定物１００の真下に距離センサ部１４ａが近づくにつれて距離測定値は小さくなっていき、被測定物１００の真下では最も小さくｈ_０となる。さらに、被測定物１００の真下から距離センサ部１４ａが遠ざかるにつれて、距離測定値は大きくなっていき、被測定物１００の測定可能範囲からはずれる直前に距離測定値は再びｈ_０／ｃｏｓθとなる。よって、最大の距離測定値と最小の距離測定値との差は、ｈ_０（１／ｃｏｓθ−１）となる。また、隣り合う距離測定値の差（例えば、図中のΔｈ、Δｈ’）はｈ_０（１／ｃｏｓθ−１）より小さくなり、この値を超えたときには、ケーブルとは異なる形状の被測定物１００を測定したものと考えられる。また、被測定部１００の真下から距離が離れるほど、隣り合う距離測定値の差は大きくなる。図においては、隣り合う距離測定値の差Δｈ、Δｈ’のうち、より測定可能範囲の中心に近いΔｈのほうがΔｈ’よりも小さい。測定間隔が短くなりすぎた場合、隣り合う距離測定値の差の変化が小さくなるため、ここでは、１本のケーブルについて３または５回の測定を行なうものとする。

しかし、車両１ａは移動しているため、一定距離Δｘを移動する毎に距離測定を行なうには、車両１ａの走行速度に応じて、測定時間間隔Δｔを変化させる必要がある。このように、車両１ａの走行速度が変化した場合でも測定時間間隔を変化させ、一定距離移動する毎に距離測定を行なうようにすれば、車両１ａの走行速度に応じて変化する測定時間間隔Δｔ毎に測定した値は、一定距離Δｘ移動する毎に距離測定を行なったときの値となる。従って、走行速度に応じて変化する測定時間間隔Δｔを横軸上の一定スケールに変換して、例えば、横軸を測定回数として距離測定値をプロットした場合、図８と同様の形状のプロットが得られる。

なお、既存の一般的な超音波による距離センサの場合、指向性の範囲（２θ）は１２〜１４度である。例えば、ケーブルの地上高の閾値が５ｍ、車両１ａに設置された距離センサ部１４ａの地上高が地上から２ｍの場合、ｈ_０を３ｍとして仮定することができる。

図９は、第２の実施形態に係る測定装置の測定間隔決定処理の動作を示したフローチャートである。
まず、操作部１１が作業者の操作を受けて、測定の開始指示を制御部１２ａに入力する。制御部１２ａの指示部２２は、速度センサ部１３及び距離センサ部１４ａに測定を開始させ、作業者は、車両１ａの走行を開始させる。速度センサ部１３は、例えば一定間隔で、速度測定値を示す速度測定情報を制御部１２ａへ出力する（ステップＳ４１０）。測定間隔算出部２１ａは、検出対象とする被測定物１００の想定される高さをｈ_０、鉛直方向に対する超音波の指向性の角度をθ、１本のケーブルについて測定したい回数をｎ、移動の速度をｖとしたときに、以下の（式２）により、距離センサ部１４ａによる測定時間間隔Δｔを算出する（ステップＳ４２０）。なお、ｈ_０及びθは、予め記憶部１６に記憶させたものを読み出すか、操作部１１によって入力されるものとする。ｖには、速度測定情報で示される速度測定値を代入する。

Δｔ＝（２×ｈ_０×ｔａｎθ）／（ｖ×ｎ） ・・・（式２）

指示部２２は、測定間隔算出部２１ａにより算出された測定時間間隔Δｔにより測定を行なうよう距離センサ部１４ａへ指示する（ステップＳ４３０）。距離センサ部１４ａは、指示された測定時間間隔Δｔにより測定を行なう。
これにより、車両１ａの速度が変化した場合でも、一定距離車両１ａが走行する毎に距離センサ部１４ａによる測定が行なわれ、１本のケーブルについて決められたｎ回の測定が可能となる。

図１０は、第２の実施形態による測定装置の測定時の動作を示したフローチャートである。
同図において、距離センサ部１４ａは、図９のステップＳ４３０において指示された測定時間間隔で被測定物１００までの距離を測定し、制御部１２ａに距離測定情報を出力する（ステップＳ５１０）。なお、距離センサ部１４ａがｊ回目に測定により得た距離測定値をｈ_ｊ（ｊは１以上の正数）とし、ステップＳ５１０においては、ｉ回目の測定に基づく距離測定値ｈ_ｉまたは被測定物なしを示す距離測定情報が入力されたとする。

制御部１２ａの記録部２３は、距離センサ部１４ａが距離測定情報を出力した際に、ＧＰＳ部１５から位置情報と時刻情報とを取得し（ステップＳ５２０）、入力された距離測定情報と、ステップＳ５２０において入力された位置情報及び時刻情報とを対応付けて記憶部１６に記録する（ステップＳ５３０）。

続いて、判断部２４ａは、ステップＳ５１０において取得した距離測定情報が被測定物なしを示しているかを判断する（ステップＳ５４０）。距離測定情報が、被測定物なしを示していると判断した場合（ステップＳ５４０：ＹＥＳ）、さらに判断部２４ａは、記憶部１６に記憶されている１回前の距離測定情報が、距離測定ができたことを示しているかを判断する（ステップＳ５５０）。１回前の距離測定情報が、距離測定ができたことを示している場合、つまり、距離測定値ｈ_{（ｉ−１）}が設定されている場合（ステップＳ５５０：ＹＥＳ）、判断部２４ａは、記憶部１６を参照し、距離測定ができたことを示す距離測定情報が、１回前から過去何回連続して測定されたかの連続測定回数を取得し、この取得した連続測定回数が、高さｈ_０のケーブルを想定した場合の回数であるかを判断する（ステップＳ５６０）。これは、例えば、連続測定回数がｎ、または、ｎ−α_１〜ｎ＋α_２の範囲に含まれるかにより判断することができる。α_１、α_２の値は、検出すべき高さの幅に応じて決定される。この判断処理により、被測定物１００がケーブルであっても、ｈ_０よりもかなり高い、あるいは、かなり低い高さであれば、地上高値算出の対象外になる。

連続測定回数が、高さｈ_０のケーブル想定した場合の回数であると判断した場合（ステップＳ５６０：ＹＥＳ）、続いて、判断部２４ａは、距離測定値から得られる曲線がケーブルを測定したときの曲線と合致するかを判断する（ステップＳ５７０）。これは以下のように行う。
まず、距離測定ができたことを示す距離測定情報が連続して得られたうち、真ん中の回数の距離測定情報、つまり、最も被測定物１００の真下に最も近い位置から測定したときの距離測定情報が示す距離測定値をｈ_ｃとおく。つまり、連続測定回数をｋとした場合、ｋが奇数であれば、ｃ＝ｉ−（ｋ＋１）／２となる。ｋが偶数であれば、距離測定値ｈ_{（ｉ−ｋ／２）}と、距離測定値ｈ_{（ｉ−１−ｋ／２）}のどちらか小さいほうをｈ_ｃとする。そして、以下の判断を行う。

（１）ｈ_{（ｃ−ｍ−１）}＞ｈ_{（ｃ−ｍ）}、かつ、ｈ_{（ｃ＋ｍ）}＜ｈ_{（ｃ＋ｍ＋１）}である。ただし、ｍは０以上の整数であり、（ｉ−ｋ）≦（ｃ−ｍ−１）、（ｃ＋ｍ＋１）≦（ｉ−１）である。これは、距離測定値をプロットした曲線の形状は、連続する中で最も中心に近い距離測定値を最小値として下に凸であるためである。

（２）ｈ_{（ｃ−ｍ−１）}−ｈ_{（ｃ−ｍ）}、及び、ｈ_{（ｃ＋ｍ＋１）}−ｈ_{（ｃ＋ｍ）}が所定の値よりも小さい。この所定の値には、例えば、ｈ_０（１／ｃｏｓθ−１）や、ｈ_０（１／ｃｏｓθ−１）に近い値を用いることができる。

連続測定回数が４以上である場合、
（３）ｈ_{（ｃ−ｍ−２）}−ｈ_{（ｃ−ｍ−１）}＞ｈ_{（ｃ−ｍ−１）}−ｈ_{（ｃ−ｍ）、}ｈ_{（ｃ＋ｍ＋２）}−ｈ_{（ｃ＋ｍ＋１）}＞ｈ_{（ｃ＋ｍ＋１）}−ｈ_{（ｃ＋ｍ）}を判断してもよい。これは、ケーブルの幅の中心から離れるほど、隣り合う距離測定値の差は大きくなるためである。

上記を満たす場合、距離測定値をプロットした曲線がケーブルを測定したときの曲線と合致すると判断し（ステップＳ５７０：ＹＥＳ）、距離決定部２５は、連続して得られた被測定物１００の距離測定情報のうち最小の距離測定値、すなわち、距離測定値ｈ_ｃを示す距離測定情報を被測定物１００の高さを示す距離測定情報として選択する（ステップＳ５８０）。続いて、実行されるステップＳ５９０、ステップＳ６００の処理は、図４に示す第１の実施形態のステップＳ２９０、ステップＳ３００の処理と同様である。

なお、ステップＳ５４０において、距離測定情報が、距離測定ができたことを示していると判断した場合（ステップＳ５４０：ＮＯ）、ステップＳ５５０において、距離測定情報が被測定物なしを示していると判断した場合（ステップＳ５５０：ＮＯ）、ステップＳ５６０において、連続測定回数がケーブルの直径に対応した回数ではないと判断した場合（ステップＳ５６０：ＮＯ）、ステップＳ５９０において、距離測定値ｈ_ｃが、地上高値算出対象の所定の範囲ではないと判断した場合（ステップＳ５９０：ＮＯ）、ステップＳ５１０の処理に戻る。

また、表示部１７に表示される画面については、第１の実施形態と同様である。

上記の第２の実施形態の構成により、車両を走行させながら、超音波等の指向性の範囲がある距離センサを用いて被測定物までの距離を複数回測定し、測定した距離から被測定物が予め決められた測定対象の被測定物であるか否かを判断して地上高値を算出することができる。このとき、車両の速度に応じて、予め測定対象としている測定対象の被測定物であるかを判断するために必要な回数の測定を行なうことができ、測定対象が細いケーブル等であっても、確実に被測定物として捕らえ、測定を行なうことが可能となる。

上述の制御部１２及び制御部１２ａは、内部にコンピュータシステムを有している。そして、上述した制御部１２及び制御部１２ａの動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでいうコンピュータシステムとは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものである。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

１…車両
１０…電源部
１１…操作部
１２…制御部
１３…速度センサ部
１４…距離センサ部
１５…ＧＰＳ部
１６…記憶部
１７…表示部
２１…測定間隔算出部
２２…指示部
２３…記録部
２４…判断部
２５…距離決定部
２６…地上高算出部
２７…出力部
１００…被測定物

Claims (3)

1. 車両に備えられ、前記車両の上方に存在する被測定物までの距離を移動しながら測定する測定装置であって、
   前記車両の上方に存在する被測定物に対して、当該被測定物までの距離を複数個所測定し、それぞれの測定の結果得られた距離測定値を出力する距離センサと、
   前記距離センサが出力した距離測定値を記憶部に記憶する記録部と、
   前記記憶部から連続して距離測定値が得られた区間を特定し、当該区間内において最も小さい距離測定値を前記被測定物までの距離として出力する距離決定部と、
   を備え、
   前記記憶部を参照して連続して距離測定値が得られた区間を特定し、当該区間内の距離測定値により示される前記距離測定値の変化が、目的とする被測定物を測定したときの変化に一致するかを判断する判断部をさらに備え、
   前記距離決定部は、前記判断部により目的とする前記被測定物を測定したときの変化に一致すると判断された場合、前記区間内において最も小さい距離測定値を前記被測定物までの距離として出力する、
   ことを特徴とする測定装置。
2. 前記車両の速度を検出する速度センサと、
   前記速度センサにより得られた速度と、前記車両の移動方向に対する前記被測定物の幅
   とから、前記被測定物を複数個所測定するための測定時間間隔を算出する測定間隔算出部
   と、
   前記測定間隔算出部によって算出した測定時間間隔によって距離を測定するよう前記距
   離センサを制御する指示部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
3. 前記車両の速度を検出する速度センサと、
   前記速度センサにより得られた速度と、前記車両の移動方向に対する前記距離センサが
   前記被測定物を測定可能な範囲の幅とから、前記被測定物を複数個所測定するための測定
   時間間隔を算出する測定間隔算出部と、
   前記測定間隔算出部によって算出した測定時間間隔によって距離を測定するよう前記距
   離センサを制御する指示部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。

Images