JP5590533B2 - 傾斜変化量監視システム及び傾斜変化量監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、地面などの傾斜を適切に監視することができる傾斜変化量監視システムに関する。

高速道路、一般道路、鉄道等の長大のり面、急傾斜地の傾斜は、傾斜状況を目視して監視、及び管理等が行われている。のり面、急傾斜地等は、雨、雪等により地すべり又は土砂災害等が起こり易い箇所でもある。

このような土地に関し、防災分野面から斜面崩落前の傾斜の初期変状（気泡センサのデータの変化）の諸情報を入手して、地面等の状況を適切に監視し、安全に管理、維持し、場合によっては警報を発する傾斜変化量監視システムが強く望まれていた。

一般に、傾斜具合を測定するために、気泡とその気泡を検知する気泡センサが備わった気泡管が使用されている。特許文献１に示すように、気泡センサは、鉛直判定センサとして、気泡管内の気泡の位置を検出して水平度合いや傾斜度合いを検知し、判定する。この気泡センサを用いた気泡位置の検出方法として、気泡管に向かって例えば赤外色発光ダイオード（ＩＲ−ＬＥＤ）の光源から光を照射し、気泡の投影光の位置を受光素子で検出する光学透過式が知られている。

この受光素子から受光量を検出し、受光量の差（Ａ）を、傾きの所定範囲で予め求めた受光量の差（Ｂ）と比較して、ＡがＢ以下のときに鉛直と判定する。この鉛直判定センサは、鉛直度の判定のみに特化したもので、例えば気泡管の傾き（角度）が約０．６ｄｅｇ．内の鉛直度許容範囲を自由に設定、鉛直度を検知して鉛直度を判断する。

特許文献２には、気泡を有する水準器を用いて、水準器の中心点からの気泡のずれを光電的に検出して、タイヤのバランス（傾き具合）を自動的に判定する装置が記載されている。

特許文献３には、ケースが鉛直姿勢から傾斜姿勢に変化したことを検出し、所定の周波数を持つ電波を発信する斜面崩壊検知方法が記載されている。この崩壊センサ部分は、傾きによる水銀の移動によるスイッチングを利用しており、ある傾きの閾値に対し、０（安全）か１（危険）という情報を出している。

特開２００９−２５２７６号公報 特開昭６１−１０８９４３号公報 特開平１１−１０１６３８号公報

上述のように、特許文献１の気泡センサは、鉛直判定センサとして地面等の鉛直度を所定の範囲内で、精度よく調べることが可能であり、特許文献２のタイヤバランス判定装置は、同一場所で１台のタイヤバランスを計測することが可能である。しかし、測定対象地点が複数ある場合に、測定対象地点の傾きを網羅的に観測するシステムにはなっていない。

また、特許文献３に記載されている斜面崩壊検知方法では、ある傾きの閾値に対し、０（安全）か１（危険）という情報を出しているが、どれくらい（量）傾いているのかという定量的な情報が得られない。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、ある領域が、どれくらい（量）傾いたのかという定量的な情報を得ることができ、時系列的に監視できる傾斜変化量監視システムを提供することを目的とする。

上記の問題を解決するため、本発明は、気泡管と、前記気泡管の気泡画像を一定時間ごとに撮像する撮像手段を有する傾斜測定装置と、前記傾斜測定装置と通信可能に接続される解析装置と、を含む傾斜変化量監視システムであって、前記傾斜測定装置は、前記気泡画像の画像データを前記解析装置に一定時間ごとに送信する送信手段を有し、前記解析装置は、前記画像データを一定時間ごとに受信する受信手段と、前記画像データの気泡の中心座標を算出する座標算出手段と、前記気泡の座標から前記気泡管の傾斜角度を算出する傾斜角度算出手段と、前記気泡管の傾斜角度と一定時間後の前記気泡管との傾斜角度の差を算出する角度差算出手段と、前記傾斜角度の差が、予め設定した前記傾斜角度の差の閾値以上か否かを判別する判別手段と、を備えることを特徴とする傾斜変化量監視システムを提供する。

また、前記解析装置は、前記気泡の座標から前記気泡管の傾斜方向を算出する傾斜方向算出手段をさらに備えることが好ましい。

また、前記傾斜変化量監視システムにおいて、前記解析装置と通信可能に接続される警報装置をさらに含み、前記解析装置は、前記傾斜角度の差が、予め設定した前記傾斜角度の差の閾値以上である場合に前記警報装置に信号を送信する信号送信手段をさらに備え、前記警報装置は、前記信号を受信する信号受信手段と、前記信号を受信したときに警報信号を発する警報信号発信手段と、を備えることが好ましい。

さらに、傾斜変化量監視システムにおいて、前記解析装置における前記画像データの気泡の座標を算出する座標算出手段は、予め複数の元画像データをデータベースに記憶し、前記受信手段で前記画像データを受信したときに前記データベースを参照し、前記画像データと前記元画像データとを照合して、気泡の座標を算出してもよい。

また、傾斜変化量監視システムにおいて、前記気泡の座標から前記気泡管の傾斜角度を算出する傾斜角度算出手段は、予め記憶されている前記気泡の座標と前記気泡管の傾斜角度との関係データを参照し、前記気泡の座標から前記気泡管の傾斜角度を算出してもよい。

また、前記傾斜変化量監視システムにおいて、前記傾斜測定装置が一定の領域に複数個設置されることが好ましい。

また、気泡管と、前記気泡管の気泡画像を一定時間ごとに撮像する撮像手段を有する傾斜測定装置と、前記傾斜測定装置と通信可能に接続される解析装置と、を含む傾斜変化量監視システムによる傾斜変化量監視方法であって、前記傾斜測定装置が、前記気泡画像の画像データを前記解析装置に一定時間ごとに送信するステップと、前記解析装置が、
前記画像データを一定時間ごとに受信するステップと、前記画像データの気泡の座標を算出するステップと、前記気泡の座標から前記気泡管の傾斜角度を算出するステップと、前記気泡管の傾斜角度と一定時間後の前記気泡管との傾斜角度の差を算出するステップと、前記傾斜角度の差が、予め設定した前記傾斜角度の差の閾値を超えるか否かを判別するステップと、を備えることを特徴とする傾斜変化量監視方法を提供する。

本発明によれば、ある領域がどれくらい傾いたのかという定量的な情報を得ることができ、時系列的に監視できる傾斜変化量監視システムを実現することができる。

本発明の一実施例に係る傾斜変化量監視システムの概略図である。 本発明の一実施例に係る傾斜測定装置の概略図である。 本発明の一実施例に係る傾斜変化量監視システムのブロック図である。 本発明の一実施例に係る傾斜測定装置の処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係る解析装置の解析処理を示すフローチャートである。 傾斜測定装置Ａが傾いたときの気泡管２を真上から見た図である。 傾斜測定装置Ａが傾いたときの気泡管２を真横から見た図である。 本発明の一実施例に係る気泡管の気泡を撮影した写真である。 本発明の一実施例に係る気泡管の傾斜角度と、気泡の中心座標値との関係を示すグラフである。 本発明の他の実施例に係る傾斜変化量監視システムのブロック図である。 感度の異なる２台の気泡管と２台のカメラを備えた傾斜測定装置の概略図である。 感度の異なる２台の気泡管と１台のカメラを備えた傾斜測定装置の概略図である。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて具体的に説明する。

図１は、一実施例として説明する傾斜変化量監視システムの概略的な構成を示している。図１に示すように、傾斜変化量監視システムの一実施例は、のり面、急傾斜地の斜面等の測定点に設置される傾斜測定装置Ａ（子機）と、傾斜測定装置Ａから送信される情報を受信し、解析するパソコン等の解析装置（親機）Ｂと、解析装置Ｂから送信される信号を受信し、警報を発する警報機Ｃとから構成される。

図１に示すように、複数台の傾斜測定装置Ａ（子機）は、測定する傾斜面又はのり面等に一定間隔で設置される。傾斜測定装置Ａ（子機）は、箱で密閉カバーし、防塵対策等して設置するのが望ましい。

図２は、傾斜測定装置Ａの概略的な構成を示す図である。円形の気泡管２は上面が上に凸となった球面状の透明板２ａを有し、内部には粘性の低い液体と小さな気泡３が封入されている。本発明の一実施例では円形の気泡管２を使用しているが、気泡管２の形状は円柱形でもよい。カメラ１は、気泡管２内の気泡の上部に対向、対面して設けられている。このカメラ１は、気泡管２の気泡３の挙動（気泡位置の動き、気泡位置の変動等）を一定時間ごとに撮影する。気泡管２は、水平状態に設置されると、気泡３が気泡管２の中央に位置する。

傾斜測定装置Ａは、気泡管２の約１−２ｄｅｇ．の傾き範囲をカバーし、通常１ｄｅｇ．未満の細かい動き（微小な傾斜）も測定可能である。透明板２ａの曲率を変えることにより、例えば、約０．１−０．２ｄｅｇ．の微小な角度の変化（微小な傾きの変化）を測定できるため、気泡管２の傾き範囲を高感度から低感度まで幅広く選択できる。

図３は、本発明の一実施例に係る傾斜変化量監視システムの概略的な構成を示すブロック図である。ブロック図に示す様に、傾斜測定装置Ａは、主としてカメラ１、気泡管２、制御マイクロコントローラ部４及び無線送信機５から構成されている。無線送信機５は無線モジュール部を含んでいる。

傾斜測定装置Ａは一定時間ごとに気泡管２の気泡３をカメラ１で撮像して、画像情報（画像データ）を得る。制御マイクロコントローラ４は、カメラ１に接続され、一定時間で画像を送信するように時間制御機能を有し、カメラ１への撮影起動命令、撮影停止命令等の機能を有する。また、制御マイクロコントローラ４は、カメラ１を介して気泡管２内の気泡３の画像情報（画像データ）を取り込む。

さらに、傾斜測定装置Ａは、傾き方向の測定も可能にするためのデジタルコンパスを内蔵している。このデジタルコンパスにより、複数の傾斜測定装置Ａが同一の基準方向（北）からの角度（方位角）を持つように設置することができる。

制御マイクロコントローラ４に接続された無線送信機５は、制御マイクロコントローラ４が取り込んだ気泡３に関する画像情報（画像データ）を傾斜測定装置Ａから距離を隔てて設置されている受信側である受信機又は解析装置Ｂに送信する。

図３に示す様に、解析装置（親機）Ｂは、無線受信機６とデータを解析する解析部７、警報信号送信機８で構成されている。解析部７は、無線受信機６に接続され、無線受信機６が取り込んだ画像情報（画像データ）を解析して、気泡管２の傾きを求める。警報信号送信機８は、解析部７で解析された結果に基づき、傾斜測定装置Ａの傾斜角度が予め設定した閾値の角度以上になった場合にのみ、警報装置Ｃに信号を送信する。

このとき、傾斜角度と閾値の角度との差に応じて、警報レベルを設定し、異なる信号を送信してもよい。例えば、傾斜角度と閾値の角度との差が、比較的小さいとき（注意が必要なとき）を第一レベル、ある程度の大きさのとき（数時間後に避難が必要なとき）を第二レベル、非常に大きいとき（すぐに避難が必要なとき）を第三レベルなどと異なるレベルの信号を送信するように設定することができる。

警報装置Ｃは、解析装置Ｂから距離を隔てて、設置されている。警報装置Ｃは、避難警告を可能にするため、人々が多い場所、例えば民家に近い場所に設置するのが望ましい。警報装置Ｃは、警報信号受信機９と、警報出力部１０で構成されている。警報信号受信機９は、警報信号送信機８から送られてきた信号を無線で受信し、警報出力部１０は、警報信号受信機９と接続されており、警報信号を発する。警報信号は、例えば、サイレンや回転灯などである。

警報信号は、受信する信号の警報レベルに応じて変更させるとより効果的である。例えば、警報レベルに応じて、サイレンの音量や音の種類を変更し、回転灯の回転する速さや明るさを変更することなどが考えられる。

図４は、本発明の一実施例に係る傾斜測定装置Ａの制御マイクロコントローラ４の処理を示すフローチャート（Ｓ１００）である。図４において、傾斜測定装置Ａの制御マイクロコントローラ４は、カメラ１に起動命令を送り、カメラ１に対して気泡３の撮像命令を指示し（Ｓ１１）、気泡３を含む気泡管２を監視間隔時間ごとにカメラ１で撮像し（Ｓ１２）、カメラ１で撮像した気泡３の画像（撮影データ）の受け取り、取り込みを行なう（Ｓ１３）機能を有している。次いで、制御マイクロコントローラ４は、カメラ１で撮影した気泡３の画像データを無線送信機５に送信する（Ｓ１４）。

また、制御マイクロコントローラ４は、解析装置Ｂで予め設定した所定の撮影回数と時間（一定時間）を記憶する機能を有し、所定回数が経過したかどうかを判断し（Ｓ１５）、経過した場合には終了し、経過していない場合には、監視間隔時間待ち（スリープ）状態の後（Ｓ１６）、カメラ１に対して気泡３の撮像命令を指示する（Ｓ１１）。無線送信機５は、受け取った気泡３の画像データを解析装置Ｂの無線受信機６に送信する。

図５は、本発明の一実施例に係る解析装置Ｂの処理を示すフローチャート（Ｓ２００）である。解析部７では、まず、領域の傾きを指定時間で、監視するための監視間隔時間Δｔと合計の撮像回数Ｎを設定する（Ｓ２１）。監視間隔時間Δｔ毎に１回撮影するので、例えば、８時間毎に撮像し、合計２回撮像する（Δｔ＝８、Ｎ＝２）場合には、合計で１６時間、必要である。傾斜測定装置Ａが設置される土地の状況や勾配に応じて、監視間隔時間と回数が変更される。監視間隔時間Δｔと撮像回数Ｎの情報は、傾斜測定装置Ａの制御マイクロコントローラ４に送られる。

解析装置Ｂの無線受信機６は、傾斜測定装置Ａの無線送信機５から送信された画像データを受信して、解析部７に画像データを受け渡す（Ｓ２２）。

解析部７は、最初の画像データから、初期値である気泡管２内座標における気泡３の中心位置のピクセル値（ｘ_０，ｙ_０）を求める（Ｓ２３）。図６（ａ）は、傾斜測定装置Ａが傾いたときの気泡管２を真上から見た図である。気泡３の中心位置の座標は、図に示すようにピクセル値（ｘ_０，ｙ_０）で表される。気泡管２を設置するときに、気泡３の中心位置のピクセル値（ｘ_０，ｙ_０）が座標の中心になるように設置している場合、初期値は（０，０）となる。

次に傾きの方向を検出する方法を説明する。図６（ａ）において傾斜測定装置Ａの基準であるＹ軸を南北の方向に一致するように設置しているので、傾斜方向Ｋと真北とのなす角度αは、以下の数式１（数１）で表すことができる。

前述の様に、気泡３の中心位置のピクセル値（ｘ_０，ｙ_０）は、直接、目視でメモリを測定して求められるが、この方法に限らず、テンプレートマッチングによる方法もある。
テンプレートマッチングとは、予め気泡管２の様々な傾斜角度で撮像した気泡３の画像データを元画像として解析部７のデータベースに記憶しておき、新たに気泡３の画像を取り込んだときに、データベースを参照して、元画像と照合させるプログラムを実行することにより、気泡３の中心位置のピクセル値（ｘ_０，ｙ_０）を求める方法である。実際には、気泡管２をｘ軸周りに１００′（１°４０′）から−１００′（１°４０′）まで４′ごとに変化させて写真（例えば図７）を撮り、元画像として解析部７に記憶させた。

図７は、気泡管２内の気泡３を撮影した一例を示す写真である。図７の写真を撮影したカメラ１は、ＪＰＥＧカメラであるＬｉｎｋＳｐｉｔｅのＬＳ−Ｙ２０１を使用した。カメラ部１２のカメラの通信速度は３８４００ｂｐｓで、シリアル変換モジュール部として秋月電子のＦＴ２２３ＲＬを用いた。

求めたピクセル値（ｘ_０，ｙ_０）から傾斜測定装置Ａの気泡管２の傾斜角度θを求める（Ｓ２３）。図６（ｂ）は、傾斜測定装置Ａが傾いたときの気泡管２を真横から見た図である。図６（ｂ）に示すように、傾斜角度は、天頂を０度とした傾斜角θで表す。気泡管２の傾斜角度θは、気泡管２の透明板２ａの曲率半径と、ピクセル値（ｘ_０，ｙ_０）との関係から求めることができる。透明板２ａの曲率半径をＲ、気泡の中心の初期位置が（０，０）で、傾斜後の位置座標が（ｘ_０，ｙ_０）の場合、傾斜角度θは、以下の数式２（数２）で求めることができる。

（数２）において、ｒは、初期位置（０，０）から気泡の中心位置までの距離を表しており、この値とθとの関係を予め演算して求めておき、メモリに記憶させることにより、ｒの値からθを読み出すことも可能である。

また、図８を使用して、気泡管２の傾斜角度θを求める方法もある。図８は、気泡管２の傾斜する角度θと、気泡３の中心位置であるピクセル値（ｘ_０，ｙ_０）との関係を示すグラフである。図８は、気泡管２をｘ軸周りに１００′（１°４０′）から−１００′（１°４０′）まで４′ごとに変化させ写真を撮り、画像データを目視して気泡３の中心位置の座標を求め、対応する角度と比較して求めたグラフである。気泡管２をｘ軸周りに傾かせたので、気泡３がｙ軸方向に沿って移動し、ｘ_０はほぼ変化しなかった。この表から、ｙ_０の値と角度は一定の比例関係にあることが判明した。

図８のグラフを、予め解析部７のメモリに気泡３の座標と気泡管２の傾斜角度θとの関係データとして記憶しておくことにより、ピクセル値（ｘ_０，ｙ_０）から直ちに気泡管３の傾斜角度θを求めることができる。または、図８のグラフから得られる傾斜角度と中心座標の換算式を、予め解析部７のメモリに記憶させ、ピクセル値（ｘ_０，ｙ_０）から気泡管３の傾斜角度θを求めることもできる。

予め設定した監視間隔時間Δｔ（例えば８時間）経過後、再度、無線受信機６は、気泡３の画像データを受信する（Ｓ２４）。気泡３の画像データから、同様にして、気泡３の中心座標（ｘ，ｙ）を算出し、傾斜角度θを求める。このとき、傾斜方向α（北からの方位角）も同時に求めることが出来る。そして、監視間隔時間に傾いた気泡管２の傾きの差（δθ）を求める（Ｓ２５）。

気泡管２の傾きの差（δθ）は、δθ＝θ_ｎ-θ_０（ｎ≧１）で表される。つまり、初期値θ_０と今回の傾きθ_ｎの差が傾きの差になる。これにより、今回（ｎ回）の計測までに気泡管２が何度傾いたのかが計算される。このとき、同時に前回の傾きとの差θ_ｎ-θ_n-1を求めて、解析部７のメモリに記憶させてもよい。初期値θ_０と今回の傾きθ_ｎの差だけではなく、前回の傾きと今回の傾きの差を求めることで、より簡易に時間毎の傾き具合を知ることができる。ここで、ｎは監視間隔時間Δｔ後の撮影回数を示し、例えば、Δｔ＝８時間の場合、撮影開始から８時間後に撮影した場合ｎは１（傾斜角度はθ_１）で、１６時間後に撮影した場合ｎは２（傾斜角度はθ_２）である。

次に、気泡管２の傾きの差（δθ）が、予め設定した閾値の角度以上か否か判断される（Ｓ２６）。閾値の角度は、傾斜測定装置Ａが設置される土地、傾斜勾配等の状況に応じて、変更される。気泡管２の傾きの差（δθ）が、予め設定した閾値の角度以上の場合には、解析部７から警報信号送信機８に情報が送られ、警報信号送信機８が警報装置Ｃに警報信号を送る（Ｓ２７）。このとき、前述のように、気泡管２の傾きの差（δθ）と閾値の角度との差に応じて、警報レベルを設定し、異なる信号を送信するようにしてもよい。そして、警報装置Ｃは、解析装置Ｂからの信号を受信し、警報レベルに応じて回転灯やサイレンなどを起動し、警報を発する。

解析装置Ｂが警報信号を発信した（Ｓ２７）後に、傾斜測定装置Ａが検知可能か否かの判断がなされ（Ｓ２９）、検知可能な限り観測は継続して行われる。採用する気泡管によっては、最大傾斜角は２０度くらいまで検知可能である。このとき、異常事態となっているため、監視間隔時間Δｔは平常時よりも短く設定され、回数Ｎは平常時よりも多くなるよう、再度設定される（Ｓ２１）。

気泡管２の傾きの差（δθ）が、予め設定した閾値の角度より小さい場合には、現在の撮影回数ｎが、予め設定した所定回数（Ｎ）に達したか否かが判断される（Ｓ２８）。現在の撮影回数ｎが、予め設定した所定回数（Ｎ）に達した場合には、解析装置Ｂの処理を終了する。現在の撮影回数ｎが、予め設定した所定回数（Ｎ）に達してない場合には、監視間隔時間Δｔ経過後に再度、画像を受信し（Ｓ２４）、解析処理（Ｓ２５〜２８）が繰り返される。

以上述べたフローチャートでは、ステップ２１において監視間隔時間Δｔと回数Ｎを設定していたが、監視間隔時間Δｔが設定されていれば、監視回数（Ｎ）は設定しなくても構わない。監視回数（Ｎ）を設定するメリットとしては、傾斜測定装置Ａと解析装置Ｂが常に起動しているという無駄な監視状態を防ぐことができ、節電効果もある。

監視回数（Ｎ）を設定しない場合には、図４の傾斜測定装置Ａのフローチャートにおいて、監視回数を経過したかどうかの判断（Ｓ１５）を経ずに、Ｓ１６の監視間隔時間Δｔ待ちに移り、監視間隔時間Δｔごとに撮像が繰り返される。

図５の解析装置Ｂのフローチャートにおいては、Ｓ２６で、気泡管２の傾きの差（δθ）が、予め設定した閾値の角度以上でないと判断された後、監視回数を経過したかどうかの判断（Ｓ２８）を経ずに、監視間隔時間Δｔの経過後に再度、画像を受信するステップ（Ｓ２４）に戻る。

以上、図５のフローチャートの内容を説明してきたが、フローチャートで実行してきたことを、次の監視に活かすこともできる。例えば、気泡管２の傾きの差（δθ）が、予め設定した閾値の角度より小さく、現在の撮影回数ｎが、予め設定した所定回数（Ｎ）に達して終了した場合には、その監視間隔時間を長く（例えば８時間であったところを１２時間に設定）して、合計の撮像回数（Ｎ）を減らすような設定を再度し直すことで、より効果的な監視を実行することができる。

また、本発明の他の実施例として、傾斜測定装置Ａ（子機）内に前述した解析装置（親機）Ｂの機能を含む傾斜変化量監視システムを説明する。図９は、本発明の他の実施例に係る傾斜変化量監視システムの概略的な構成を示すブロック図である。ブロック図に示す様に、傾斜測定装置Ａは、主としてカメラ１、気泡管２、解析部７を含む制御マイクロコントローラ部４、及び警報信号送信機８から構成されている。

傾斜測定装置Ａは一定時間ごとに気泡管２の気泡３をカメラ１で撮像して、画像情報（画像データ）を得る。制御マイクロコントローラ４は、カメラ１に接続され、一定時間で画像を送信するように時間制御機能を有し、カメラ１への撮影起動命令、撮影停止命令等の機能を有する。具体的には、図４のフローチャートで説明した手順に従って、一定時間毎に撮影される。また、制御マイクロコントローラ４は、カメラ１を介して気泡管２内の気泡３の画像データを取り込む。

制御マイクロコントローラ部４内の解析部７は、図５のフローチャートで説明した手順に従って、画像データを解析して、気泡管２の傾きを求める。警報信号送信機８は、解析部７で解析された結果に基づき、傾斜測定装置Ａの傾斜角度が予め設定した閾値の角度以上になった場合にのみ、警報装置Ｃに信号を送信する。このとき、前述の様に、傾斜角度と閾値の角度との差に応じて、警報レベルを設定し、異なる信号を送信する。

以上述べた実施例においては、複数の傾斜測定装置Ａが設置されている場合について述べたが、傾斜測定装置Ａが１つであっても構わない。また、図１０又は図１１に示す様に、１つの傾斜測定装置Ａの中に２台のカメラと気泡管（図１０）が設置されていてもよいし、１台のカメラに２つの気泡管（図１１）が設置されていてもよい。図１０と図１１の様に、実用的には初期の微小な変動を見るための高感度（透明板２ａの曲率半径が大きい）の気泡管と、広い角度範囲を測定するための低感度（透明板２ａの曲率半径が小さい）の気泡管を設置すれば、より定量的に角度を測定できる。

図１０は、２個の異なる感度の気泡管の画像を撮像する２台の傾斜測定装置の概略図である。図１１は、部分反射鏡１１と鏡１２を使い、２つの異なる感度の気泡管を１台のカメラで撮像する傾斜測定装置の概略図である。図１１に示すように、異なる感度の気泡管を１台で撮像する場合には、気泡管を交互に照射して、画像データから２つの気泡管を区別できるように、分離する必要がある。

また、本発明の一実施例の傾斜測定装置Ａでは、気泡管２をカメラ１の下方に位置させ、気泡管２を上から見下して、気泡３を上方から撮影する方式を採用しているが、気泡管２をカメラ１の上方に位置させ、気泡管２を下から見上げて、気泡３を下方から撮影する方式を採用してもよい。

以上のように、本発明の実施例によれば、ある領域がどの方向に（向き）どれくらい（量）傾いたのかという定量的な情報を得ることができ、時系列的に監視できる傾斜変化量監視システムを実現することができる。

これにより、測定地点の初期の微小な変化を測定でき、例えば土砂崩れなどの危険が伴う土地の変化への警告が、従来よりも早い段階で可能になり、人命の安全を確保することができる。また、広範囲にわたり、効率よく傾斜変化量を監視することができるため、その地域の管理業務負担を軽減させる効果がある。

１…撮像装置（カメラ）、２…気泡管、２ａ…透明板、３…気泡、４…制御マイクロコントローラ、５…無線送信機、６…無線受信機、７…解析部、８…警報信号送信機、９…警報信号受信機、１０…警報出力部、１１…部分反射鏡、１２…鏡、Ａ…傾斜測定装置、Ｂ…解析装置、Ｃ…警報装置。

Claims (7)

1. 気泡管と、前記気泡管の気泡画像を撮像する撮像手段を有する傾斜測定装置と、
   前記傾斜測定装置と通信可能に接続される解析装置と、
   を含む傾斜変化量監視装置であって、
   前記傾斜測定装置は、
   前記気泡画像の画像データを前記解析装置に送信する送信手段を有し、
   前記解析装置は、
   監視間隔時間と撮影回数が設定されることで定まる１回の測定時間で撮像された前記画像データを受信する受信手段と、
   予め設定された座標軸上に前記画像データの気泡の中心座標の位置を算出し、
   気泡の画像データに基づく、中心座標の初期位置および中心座標の初回後の撮像時位置を算出する気泡座標位置算出手段と、
   算出された初期位置を含む気泡座標位置から前記気泡管の傾斜角度および傾斜方向を算出する傾斜角度・傾斜方向算出手段と、
   傾斜角度・傾斜方向算出手段による算出に基づいて気泡の初期値と監視間隔時間毎の傾斜角度との差および傾斜方向を時系列連続して算出する傾斜角度差・傾斜方向時系列変化算出手段と、
   前記傾斜角度の差が、予め設定した閾値以上か否かを判別する判別手段と、を備えること
   を特徴とする傾斜変化量監視装置。
2. 請求項１に記載の傾斜変化量監視装置において、
   前記解析装置は、前記傾斜測定装置がデジタルコンパスを内蔵して複数設けられ、該複数の傾斜測定装置が全て同一の基準方向(北)を持ち、傾斜方向は基準方向からの傾斜角度で算出されることを特徴とする傾斜変化量監視システム。
3. 請求項１または２に記載の傾斜変化量監視装置において、
   前記解析装置と通信可能に接続される警報装置をさらに含み、
   前記解析装置は、前記判別手段で判別された前記傾斜角度の差が、予め設定した閾値以上である場合に前記警報装置に信号を送信する信号送信手段をさらに備え、
   前記警報装置は、
   前記信号を受信する信号受信手段と、
   前記信号を受信したときに警報信号を発する警報信号発信手段と、を備えること
   を特徴とする傾斜変化量監視装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の傾斜変化量監視装置において、
   前記気泡中心座標位置算出手段は、予め複数の元画像データをデータベースに記憶し、前記受信手段で前記画像データを受信したときに前記データベースを参照し、前記画像データと前記元画像データとを照合して、気泡の中心座標位置を算出すること、
   を特徴とする傾斜変化量監視装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の傾斜変化量監視装置において、
   前記傾斜角度・傾斜方向算出手段は、予め記憶されている前記気泡の中心座標位置と前記気泡管の傾斜角度との予め取得された関係データを参照し、前記気泡の中心座標位置から前記気泡管の傾斜角度を算出すること、
   を特徴とする傾斜変化量監視装置。
6. 請求項１から5のいずれか記載の傾斜変化量監視装置が予め定められた一定の領域に複数個設置されることを特徴とする傾斜変化量監視システム。
7. 気泡管と、前記気泡管の気泡画像を一定時間ごとに撮像する撮像手段を有する傾斜測定装置と、
   前記傾斜測定装置と通信可能に接続される解析装置と、
   を含む傾斜変化量監視システムによる傾斜変化量監視方法であって、
   前記傾斜測定装置が、
   前記気泡画像の画像データを前記解析装置に、監視間隔時間と撮影回数が設定されることで定まる１回の測定時間で撮像された前記画像データを送信するステップと、
   前記解析装置が、
   撮影回数で定まる一定時間ごとの前記画像データを受信するステップと、
   予め設定された座標軸上に前記画像データの気泡の中心座標の位置を算出し、
   気泡の画像データに基づく、中心座標の初期位置および中心座標の初回後の撮像時位置を算出するステップと、
   算出された初期位置を含む気泡座標位置から前記気泡管の傾斜角度および傾斜方向を算出するステップと、
   傾斜角度・傾斜方向算出手段による算出に基づいて初期値と監視間隔時間毎の傾斜角度との差および傾斜方向を時系列連続して算出する傾斜角度差・傾斜方向時系列変化を算出するステップと、
   を備えること
   を特徴とする傾斜変化量監視方法。

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