物体変位監視装置、及び物体変位監視方法
【課題】物体の変位を精度の良く監視する物体変位監視装置、及び物体変位監視方法を提供することを課題とする。
【解決手段】物体変位監視装置は、互いに高さの異なる複数の反射板に照射されたレーダの反射波に基づき生成された測定データから、互いに高さの異なる複数の反射板からの反射波による領域データを抽出し、抽出された領域データを所定の範囲ごとにグループ化し、グループ化された領域データに基づき測定対象物の変位を監視する。
【解決手段】物体変位監視装置は、互いに高さの異なる複数の反射板に照射されたレーダの反射波に基づき生成された測定データから、互いに高さの異なる複数の反射板からの反射波による領域データを抽出し、抽出された領域データを所定の範囲ごとにグループ化し、グループ化された領域データに基づき測定対象物の変位を監視する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体変位監視装置、及び物体変位監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
海外では、過去に、送電線下の森林伐採が遅れ、送電線と樹木との接触が原因で大規模な停電が発生している。このため、停電を防止するために、送電線下の樹木の伐採管理が重要になっている。
【０００３】
図１１のように、市街地や山林を通過する送電線路では、送電線下の樹木が生長し、送電線路の建設当初よりも高くなり、樹木と送電線との離隔が不足することがある。図１１は、送電線の下の樹木の状態を説明する図である。樹木と送電線との離隔を確保するため、送電線下の樹木の高さを徒歩巡視によるレーザー測定器などによる測定、ヘリコプターを用いて上空からレーザー測定法で測定が行われている。特に、森林や山など場合、徒歩巡視による測定、または確認が困難であるため、ヘリコプターを用いて上空からレーザー測定法で測定が行われている。例えば、図１１（ａ）のように、樹木６０６ａ〜６０６ｅの地面から最上部の葉の部分の高さがｈ６０２であり、地面から送電線６０９までの高さｈ６０１の場合、測定者は送電線６０９の下の樹木との距離が確保できていると判定する。また、図１１（ｂ）のように、樹木６０６ａ〜６０６ｅが成長し、樹木６０６ａ〜６０６ｅの地面から最上部の葉の部分の高さがｈ６０３の場合、測定者は送電線６０９の下の樹木との距離が確保できていないと判定し、樹木６０６ａ〜６０６ｅの管理者に連絡して樹木６０６ａ〜６０６ｅの伐採を依頼する。
【０００４】
また、樹木の高さ測定を、樹木の上空のＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ；合成開口レーダ）衛星に搭載された干渉合成開口レーダの測定装置を用いて、波長の短いＸバンド帯（８〜１２ＧＨｚ）の信号を送信し、樹木の最上部の葉の部分で反射した反射波を受信し、樹木の最上部の葉の高さを算出する。さらに、波長の長いＰバンド帯（０．２５〜０．５ＧＨｚ）の信号を送信し、樹木の最下部の地面で反射した反射波を受信し、樹木の最下部の地面の高さを算出する。そして、算出された樹木の最上部の葉の部分の高さから樹木の最下部の地面の高さを差し引いて、その樹木の高さを算出して、樹木の高さを測定する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ＳＡＲ衛星による高さの変位を測定する概略を、図１２と図１３を用いて説明する。
図１２と図１３は、ＳＡＲ衛星による高さの変位を測定する概略を説明する図である。
図１２のように、ＳＡＲ衛星６０１は、所定の軌道を移動しながら、送信波６０２を地上に送信し、地上の物体に反射した反射波６０３または後方散乱した反射波６０３を受信する。レーダを用いた測定において、解像度を上げるには、送受信用のアンテナの指向性を上げる必要があるが、そのためにはアンテナの口径を大きくする必要がある。このため、図１３のように、衛星６０１は、軌道を移動しながら順次、送信した送信波に対する反射波を受信し、受信した反射波を合成することで、大きな開口を持ったアンテナの場合と等価な画像が得られるように、人工的に開口を合成している。図１３のように、地上の点Ｐ（７０３）が、ＳＡＲ衛星６０１が軌道上を距離ρａ移動している間、送信波を受けていることになる。ＳＡＲ衛星６０１から見れば、地上のρａに相当するのは７０２ａ１〜７０２ａ５間のため、ＳＡＲ衛星６０１の見かけ上のアンテナ系はρａである。そして、ＳＡＲ衛星６０１は、図１２（ｂ）のように、同じ位置を複数回観測した受信波同士の位相差を算出することで、対象物の変位を算出している。この手法は、例えば、地殻変動などの把握に用いられている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
図１４は、光学衛星とＳＡＲ衛星による測定の特徴の一例を示す図である。図１４のように、ＳＡＲ衛星を用いた測定手法は、夜間、雨などのときでも使用可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２６９９９６４号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「合成開口レーダによるリモートセンシングの商用化に関する調査研究 報告書−要旨−」、財団法人 機械システム振興協会、委託先 財団法人資源探査用観測システム研究開発機構、平成１８年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ヘリコプターからの樹木の高さ測定を行う従来技術では、測定範囲が広いと、測定に非常に多くの時間がかかり、さらに、ヘリコプターの燃料費や非常に多くの測定時間が必要なため非常に多くの費用がかかると言う問題点があった。また、霧や風、雨などの天候が悪い時、夜間には測定が困難であるという問題点があった。
【００１０】
また、特許文献１の従来技術では、樹木の高さ測定にＸバンド帯を用いているため、樹木の最上部の葉の部分で反射はするが、干渉合成開口レーダを用いて位相差を検出して測定する従来の手法では、葉や樹木の枝が風などにより動いているため、定量的な検出が困難であるという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、物体の変位を精度良く監視する物体変位監視装置、及び物体変位監視方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の物体変位監視装置は、互いに高さの異なる複数の反射板に照射されたレーダの反射波に基づき生成された測定データから、前記互いに高さの異なる複数の前記反射板からの反射波による領域データを抽出し、前記抽出された前記領域データを所定の範囲ごとにグループ化し、前記グループ化された前記領域データに基づき測定対象物の変位を監視することを特徴としている。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の物体変位監視装置は、レーダから照射された入射波を測定対象物の近傍且つ地面から第１の所定の互いに異なる高さに設置されている反射板により反射された反射波を測定することにより生成された画像情報を取得する画像情報取得部と、前記画像から輝度が第２の所定のしきい値以上の領域を抽出する高輝度領域抽出部と、前記測定対象物の所定の範囲内にある構造物の位置情報が記憶されている記憶部と、前記構造物の前記位置情報を前記記憶部から読み出し、前記読み出した前記構造物の前記位置情報に基づき、前記抽出された前記領域情報の中から前記構造物から前記所定の範囲内の前記グループ化された前記反射板による前記領域情報を選択し、前記選択された前記領域情報に基づき測定対象物の変位を経時的に比較する比較部と、前記判定結果を画像表示装置に出力する判定結果出力部とを備えることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明に係る物体変位監視装置において、前記反射板は、コーナー・リフレクタであるようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明に係る物体変位監視装置において、前記比較部は、前記選択された前記領域情報から、輝度が前記第２の所定のしきい値以上の前記グループ化された前記反射板による前記領域の個数を算出し、前記算出された前記前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数に基づき測定対象物の変位を比較するようにしてもよい。
【００１６】
また、本発明に係る物体変位監視装置において、前記比較部は、前記算出された輝度が前記第２の所定のしきい値以上の前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数を反射個数として前記記憶部に書き込んで記憶させ、前記画像情報を再帰的に取得し、前記取得した前記画像情報から輝度が前記第２の所定のしきい値以上の前記グループ化された前記反射板による前記領域の個数を算出し、前記算出された前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数と前記記憶部に記憶されている前記反射個数とを比較し、前記算出された前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数と前記記憶部に記憶されている前記反射個数とが一致する場合、前記反射板が遮られていないと判定し、前記算出された前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数と前記記憶部に記憶されている前記反射個数一致しない場合、前記反射板が遮られていると判定し、判定結果を前記判定結果出力部するようにしてもよい。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の物体変位監視装置の物体変位監視方法は、互いに高さの異なる複数の反射板に照射されたレーダの反射波に基づき生成された測定データから、前記互いに高さの異なる複数の前記反射板からの反射波による領域データを抽出し、前記抽出された前記領域データを所定の範囲ごとにグループ化し、前記グループ化された前記領域データに基づき測定対象物の変位を監視することを特徴としている。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の物体変位監視装置の物体変位監視方法は、画像情報取得部が、レーダから照射された入射波を測定対象物の近傍且つ地面から第１の所定の互いに異なる高さに設置されている反射板により反射された反射波を測定することにより生成された画像情報を取得する画像情報取得工程と、高輝度領域抽出部が、前記画像から輝度が第２の所定のしきい値以上の領域を抽出する高輝度領域抽出工程と、前記測定対象物の所定の範囲内にある構造物の位置情報が記憶されている記憶部と、比較部が、前記構造物の前記位置情報を前記記憶部から読み出し、前記読み出した前記構造物の前記位置情報に基づき、前記抽出された前記領域情報の中から前記構造物から前記所定の範囲内の前記グループ化された前記反射板による前記領域情報を選択し、前記選択された前記領域情報に基づき測定対象物の変位を経時的に比較する比較工程と、判定結果出力部が、前記判定結果を画像表示装置に出力する判定結果出力工程とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、測定対象物に向けて設置されている反射板を備え、反射板に照射されたレーダの反射波に基づき生成された測定データから、反射板に基づく反射波による領域データを抽出し、抽出した反射板に基づく反射波による領域データに基づき、測定対象物の変位を監視するようにしたので、物体の変位を精度の良く監視することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係るコーナー・リフレクタを用いた樹木の監視方法の概略を説明する図である。
【図２】同実施形態に係るコーナー・リフレクタの一例を説明する図である。
【図３】同実施形態に係る物体変位監視装置を含む物体変位監視システムの概略図である。
【図４】同実施形態に係る物体変位監視装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】同実施形態に係る記憶部に記憶されている情報を説明する図である。
【図６】同実施形態に係るエリアの画像データの一例を説明する図である。
【図７】同実施形態に係る物体変位監視システムを用いた物体変位監視方法を説明する図である。
【図８】同実施形態に係るコーナー・リフレクタ設置後のエリアの画像データの一例を説明する図である。
【図９】第２実施形態に係る支柱とコーナー・リフレクタの配置の一例を説明する図である。
【図１０】同実施形態に係るコーナー・リフレクタ設置後のエリアの画像データの一例を説明する図である。
【図１１】従来技術に係る送電線の下の樹木の状態を説明する図である。
【図１２】従来技術に係るＳＡＲ衛星による高さの変位を測定する概略を説明する図である。
【図１３】従来技術に係るＳＡＲ衛星による高さの変位を測定する概略を説明する図である。
【図１４】従来技術に係る光学衛星とＳＡＲ衛星による測定の特徴の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図１〜図１０を用いて本発明の第１の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は斯かる実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内で種々の変更が可能である。
【００２２】
［第１実施形態］
第１実施形態について、送電線下に生育する樹木等の監視に用いる例を、図１〜図９を用いて説明する。
まず、図１を用いて、本物体変位監視システムの概略を説明する。図１（ａ）および図１（ｂ）は、コーナー・リフレクタ５を用いた樹木の監視方法の概略を説明する図である。図１（ａ）および図１（ｂ）のように、地面から所定の高さｈにコーナー・リフレクタ５を支柱４に取り付け、監視したい樹木６から所定の水平距離Ｌ離してコーナー・リフレクタ５を取り付けた支柱４を設置する。図１（ａ）のように、コーナー・リフレクタ５が樹木６より高い位置に設置されている場合、衛星１からの入射波２は、コーナー・リフレクタ５で反射され、反射された反射波３が衛星１に戻される。図１（ｂ）のように、コーナー・リフレクタ５が樹木６より低い位置に設置されている場合、衛星１からの入射波２は、樹木６に遮られてしまうためコーナー・リフレクタ５に届かず、反射波３は衛星１に戻されない。すなわち、監視したい樹木６より高い位置にコーナー・リフレクタ５を設置すれば、樹木６が成長してコーナー・リフレクタ５より高くなったことを反射波３が存在するか否かにより判別できる。
【００２３】
図２は、コーナー・リフレクタ５の一例を説明する図である。図２（ａ）と図２（ｂ）は、コーナー・リフレクタ５の例である。図２（ｃ）は、コーナー・リフレクタ５を横から見た図であり、衛星１からの入射波２が入射され、各コーナーで反射した反射波３が、入射波２が入射された方向に反射して戻すことができる。図２（ｄ）は、コーナー・リフレクタ５を３次元で示した図であり、面５ｘｚに入射波２が入射された場合、入射波２の向きを表す３次元ベクトル成分のうち、まず面５ｘｚでｙ成分のみが反転し、次に面５ｘｙでｚ成分のみが反転し、そして面５ｙｚでｘ成分が反転され、この結果、入射時の方向ベクトルが （ａ，ｂ，ｃ）であった入射波２は、反転して（−ａ，−ｂ，−ｃ） となり、入射波２が来た方向に反射波３を返すことができる。また、コーナー・リフレクタ５は、衛星１の直下点軌跡（衛星１の軌跡を地上面に投影したもの）時の入射波２に対し、開口面を所定の角度に収まるように設置する。図２（ｃ）において、符号７は、Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｓｕｒｆａｃｅ（衛星１の軌道の等価面）である。
なお、コーナー・リフレクタ５の大きさは、例えば、一辺が３０ｃｍ程度、５０ｃｍ程度、７０ｃｍ程度、１ｍ程度など、監視したい樹木、立地等に応じて選択するようにしてもよい。また、コーナー・リフレクタ５には、雨、雪などの対策のためにカバー等を付けてもよい。
【００２４】
図３は、本実施形態における物体変位監視装置を含む物体変位監視システムの概略図である。図３のように、物体変位監視システムは、衛星１と、衛星データ・センター７と、支柱４と、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃと、物体変位管理装置１０とを備えている。また、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃは、１本の支柱４のそれぞれ異なる所定の高さ（ｈ１１，ｈ１２，ｈ１３）に取り付けられている。また、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃが取り付けられている支柱４は、送電線９を渡している鉄塔８ａと鉄塔８ｂとの間に設置され、送電線９の下には監視したい樹木６ａ〜６ｅがある。また、樹木６ａ〜６ｅの最下部の地面の高さから樹木６ａ〜６ｅの最上部の葉の部分までの高さｈ２、樹木６ａ〜６ｅの最下部の地面の高さから送電線９までの高さｈ３である。衛星１は、例えば，ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ；合成開口レーダ）衛星であり、合成開口レーダを搭載している。図３のように、監視したい送電線９の下にある樹木の高さ変位を捉えられる所定の位置に、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを取り付けた支柱４を設置する。コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃのそれぞれの高さｈ１１〜ｈ１３は、樹木６ａ〜６ｅとコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃとの距離Ｌ、送電線９の高さｈ３、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃ設置時の樹木６ａ〜６ｅの高さなどに基づき設置時に調整するようにしてもよく、衛星１からの測定データに基づき設置後に再調整するようにしてもよい。
【００２５】
衛星１は、例えば民間による衛星で、軌道上から入射波２を照射し、地表面や地上の対象物からの反射および散乱されて戻ってくる反射波３を受信する。また、衛星１は、受信した反射波３から測定データを抽出し、抽出した測定データを衛星データ・センター７に送信する。衛星データ・センター７は、衛星１が送信する測定データを受信し、受信した測定データをクライアントの依頼に応じたデータ形式にして物体変位監視装置１０に受け渡す。衛星データ・センター７から物体変位監視装置１０への測定データの受け渡しは、例えば、ネットワークを介して行う。
【００２６】
図４は、物体変位監視装置１０の構成の一例を示すブロック図である。図４のように、物体変位監視装置１０は、データ取得部１０１と、位置検出部１０２と、鉄塔データ取得部１０３と、記憶部１０４と、鉄塔座標変換部１０５と、輝度領域抽出部１０６と、比較部１０７と、判定結果出力部１０８を備えている。また、物体変位監視装置１０には、画像表示装置１２が接続されている。
【００２７】
データ取得部１０１は、物体変位監視装置１０の利用者が、予め衛星データ・センター７に、例えば、中心緯度と中心経度および東西の長さ、南北の長さを指定し、指定したエリアの画像データ（含む位置情報）を受け取り、受け取った画像データを位置検出部１０２に出力する。
位置検出部１０２には、データ取得部１０１が受け取った画像データが入力され、入力された画像データを鉄塔座標変換部１０５に出力し、また、入力された画像データに含まれている位置情報を抽出し、抽出した位置情報を鉄塔データ取得部１０３と比較部１０７とに出力する。
【００２８】
鉄塔データ取得部１０３には、位置検出部１０２が抽出した位置情報が入力され、入力された位置情報に対応するエリアの鉄塔位置情報を記憶部１０４から読み出し、読み出した鉄塔位置情報を鉄塔座標変換部１０５に出力する。
【００２９】
記憶部１０４は、鉄塔毎の位置情報、反射情報に基づくコーナー・リフレクタ５の位置情報が書き込まれて記憶されている。なお、反射情報とは、取得した画像データからコーナー・リフレクタ５の反射に基づく輝度領域抽出部１０６により抽出された所定のしきい値より高い輝度が得られた位置の座標値と、反射に基づく輝度の高い領域の個数（反射個数）である。図５は、記憶部１０４に記憶されている情報の一例を説明する図である。図５（ａ）のように、表形式で鉄塔ｔ１〜鉄塔ｔｎの各位置情報が関連づけられて記憶されており、例えば、鉄塔ｔ１と位置（経度ｘ１，緯度ｙ１）が関連づけられて記憶されている。また、図５（ｂ）のように、表形式でコーナー・リフレクタＲ１〜Ｒｎ毎に、コーナー・リフレクタの位置情報と画像データから得られた反射に基づく輝度が高い領域の個数（反射個数）とが関連づけられて記憶され、例えば、コーナー・リフレクタＲ１と位置（経度ｓ１，緯度ｔ１）と反射個数＝３個とが関連づけられて記憶されている。なお、コーナー・リフレクタ番号は、図３のように、支柱４にコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃが３個取り付けられている場合、この支柱４に取り付けられているコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃをまとめてコーナー・リフレクタＲ１とし、この位置での反射に基づく輝度の高い領域の個数を反射個数としている。
【００３０】
鉄塔座標変換部１０５には、位置検出部１０２から画像データが入力され、鉄塔データ取得部１０３から読み出された鉄塔位置情報が入力され、入力された鉄塔位置情報に基づき、鉄塔位置情報を画像データの座標系に変換する。また、鉄塔座標変換部１０５は、画像データと変換した鉄塔の座標情報とを輝度領域抽出部１０６に出力する。
【００３１】
輝度領域抽出部１０６には、鉄塔座標変換部１０５から画像データと変換された鉄塔の座標情報とが入力され、入力された画像データから、例えば、公知の手法で所定のしきい値以上の輝度である領域の座標を抽出し、画像データと抽出した領域の座標値と鉄塔の座標情報とを比較部１０７に出力する。すなわち、輝度領域抽出部１０６は、入力された画像データから、所定のしきい値以上の輝度の高い領域を抽出し、抽出した輝度の高い領域の座標値を抽出している。なお、領域は、所定の輝度以上が連続している領域であり、公知の手法により連続している領域を抽出する。
【００３２】
比較部１０７には、輝度領域抽出部１０６から鉄塔の座標情報と画像データと抽出された領域の座標値とが入力される。また、比較部１０７は、抽出された領域の座標値と鉄塔の座標情報に基づき、抽出された領域の中から鉄塔の反射による領域を抽出する。さらに、比較部１０７は、抽出した領域間の所定の範囲内から、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射による領域を選択する。さらに、比較部１０７は、抽出した所定の範囲内から選択したコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射による領域をグループ化する。さらに、比較部１０７は、記憶部１０４に記憶されている反射情報を読み出し、読み出した反射情報からコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射個数を抽出する。さらに、比較部１０７は、抽出した反射個数とーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃによる輝度が所定のしきい値以上の領域の個数とを比較し、比較の結果、抽出した反射個数とーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃによる輝度が所定のしきい値以上の領域の個数が一致する場合、監視対象の樹木によりコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射が遮れていない、すなわち、樹木が送電線９より低く伐採の必要がないと判定する。
一方、比較の結果、抽出した反射個数とーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃによる輝度が所定のしきい値以上の領域の個数が一致しない場合、監視対象の樹木によりコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射が遮れているため、すなわち、樹木が成長し樹木を伐採する必要である判定する。
そして、比較部１０７は、判定結果を画像表示装置１２に出力する。また、各コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射による抽出された領域の個数に変化がある場合、比較部１０７は、所定の高さ以上の樹木があると判定し、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの位置を記憶部１０４から読み出されたコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの位置情報に基づき、反射が得られなかった、すなわち、輝度が所定のしきい値未満であったコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの位置情報を画像表示装置に、例えば地図上に表示する表示データを生成し、生成した表示データと判定結果とを画像表示装置１２に出力する。
【００３３】
画像表示装置１２は、入力された判定結果と表示データとを表示する。
【００３４】
次に、本実施形態における物体変位監視システムを用いた物体変位監視方法を、図３〜図８を用いて説明する。物体変位監視装置１０は、衛星データ・センター７から画像データに処理された測定データを受け取る例を説明する。図５は、エリアの画像データの一例を説明する図である。なお、図５は、説明のために画像を擬似的に二値化し、さらに白黒を反転して表現しているが、実際の画像データはカラー画像もしくはグレースケール画像である。
【００３５】
例えば、受け取った画像エリアに５基の鉄塔がある場合、図６のように、位置１（ｘ１，ｙ１）、位置２（ｘ２，ｙ２）、位置３（ｘ３，ｙ３）、位置４（ｘ４，ｙ４）、鉄塔８ｅ（ｘ５，ｙ５）が鉄塔の位置に対応する。図６のように、画像データ（説明のために二値化して白黒反転してある）から、５基の鉄塔に対応する位置に、輝度の高い領域２０１ａ〜領域２０１ｄが抽出される。
【００３６】
図７は、物体変位監視システムを用いた物体変位監視方法を説明する図である。図７（ａ）のように、樹木６ｃ〜６ｅの高さがｈ２１であったときに、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを設置し、衛星データ・センター７から画像データを取得した場合、画像データ中のコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射波に基づく高い輝度領域は、図７（ｂ）のようにコーナー・リフレクタ５ａの反射波による高輝度の領域３０１ａと、コーナー・リフレクタ５ｂの反射波による高輝度の領域３０２ｂと、コーナー・リフレクタ５ｃの反射波による高輝度の領域３０３ｃとが得られる。
【００３７】
図８は、コーナー・リフレクタ設置後のエリアの画像データの一例を説明する図である。なお、図８は、図６と同様に説明のために白黒反転しているため、高い輝度領域が黒く表され、低い輝度領域が白で表されている。図７のように、鉄塔間の送電線９の下に３つのコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを備える支柱４を設置した場合、樹木６ｃ〜６ｄが所定のしきい値以内の高さであれば、図８（ａ）のように、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射に基づく高い輝度領域３２１ａ〜３２１ｃが得られる。
なお、衛星１からの入射波２は、衛星１の軌道方向、例えば真東の方向（画像データの上方向を北、右方向を東とする）から照射される場合、レーダ画像特有のひずみであるフォアショートニングにより、図８のように、鉄塔に対応する輝度の高い領域２１１ａと２１１ｂは、東方向である右側に倒れ込む現象が生じる。すなわち、画像データでは、鉄塔が東方向である右側に倒れ込んでいるように見える。
【００３８】
図８（ａ）の画像データが取得された場合、比較部１０７は、抽出した反射個数とーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃによる輝度が所定のしきい値以上の領域の個数とを比較し、比較の結果、抽出した反射個数とーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃによる輝度が所定のしきい値以上の領域の個数が一致する場合、監視対象の樹木によりコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射が遮れていない、すなわち、樹木が送電線９より低く伐採の必要がないと判定する。
【００３９】
次に、樹木６ｃ〜６ｅが成長して高さがｈ２２になった場合、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射波に基づき撮像した画像データは、図７（ｂ）のように、コーナー・リフレクタ５ａの反射波による高輝度の領域３１１ａと、コーナー・リフレクタ５ｂの反射波による高輝度の領域３１１ｂとが輝度の高い領域として得られ、コーナー・リフレクタ５ｃの反射波が得られないため、領域３１１ｃは黒（図７では、説明のため白黒を反転しているため黒で表されている）の低輝度で表される。
図７（ｂ）のように樹木６ｃにより、コーナー・リフレクタ５ｃの反射による領域が得られない場合、図８（ｂ）のように、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射に基づく高い輝度領域３２１ａと３２１ｂのみが抽出され、領域３２１ｃは輝度が所定のしきい値未満であるため抽出されない。
図８（ｂ）の画像データが取得された場合、比較部１０７は、抽出した反射個数とーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃによる輝度が所定のしきい値以上の領域の個数とを比較し、抽出した反射個数とーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃによる輝度が所定のしきい値以上の領域の個数が一致しない場合、監視対象の樹木によりコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射が遮れているため、すなわち、樹木が成長し樹木を伐採する必要であると判定する。
この場合、樹木６ｃ〜６ｅが送電線９と接触の危険があるため、送電線９の管理者が樹木６ｃ〜６ｅの管理者に連絡し、樹木６ｃ〜６ｅの伐採を依頼する。または、樹木６ｃ〜６ｅの管理者の許可を得て送電線９の管理者が樹木６ｃ〜６ｅを伐採する。
【００４０】
なお、本実施形態では、記憶部１０４に記憶されているコーナー・リフレクタ５の位置情報は、設置時に設置者が測定した位置情報を記憶部１０４に書き込んで記憶させるようにしてもよい。あるいは、監視したい樹木６ｃ〜６ｅが成長する前、あるいは、送電線９の下にあっても支障が無い高さに伐採されている状態のときに、支柱４に取り付けたコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを設置し、取得した画像データから、鉄塔の位置情報に基づきコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの設置箇所の位置情報を算出し、グループ化されたコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの算出された位置情報を、比較部１０７が記憶部１０４に書き込んで記憶させておくようにしてもよい
【００４１】
また、記憶部１０４に記憶されるコーナー・リフレクタ５の反射による反射個数は、監視したい樹木６ｃ〜６ｅが成長する前、あるいは、送電線９の下にあっても支障が無い高さに伐採されている状態のときに、支柱４に取り付けたコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを設置し、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの設置箇所の位置とコーナー・リフレクタ５に基づく反射の個数とを抽出し、抽出したコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの位置とコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射による領域の個数を反射個数として、比較部１０７が記憶部１０４に書き込んで記憶させておくようにしてもよく、あるいは、コーナー・リフレクタ５の設置時に設置個数を記憶部１０７に書き込んで記憶させておくようにしてもよい。
【００４２】
また、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを、１本の支柱４で異なる高さに３個取り付けて、樹木６ｃ〜６ｅを監視するため、どのコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃからの反射が遮られたかにより、樹木がどの程度まで成長しているかも監視できる。そして、例えば、一番低い位置ｈ１１に設置されたコーナー・リフレクタ５ｃが遮られた状態は緊急度が低く、中間の位置ｈ１２に設置されたコーナー・リフレクタ５ｂが遮られた状態は緊急度が中、一番上の位置ｈ１３に設置されたコーナー・リフレクタ５ａが遮られた状態は緊急度が高く判定するようにしてもよい。
【００４３】
以上のように、送電線９の下に生育している監視したい樹木を監視するために、樹木から所定の距離Ｌ離れた位置に、高さの異なる位置にコーナー・リフレクタ５を取り付けた支柱４を設置し、衛星１からの入射波が設置されたコーナー・リフレクタ５により反射され、反射された信号を衛星１が受信して測定したデータに基づき、反射があるか無いかを物体変位監視装置１０が監視するようにしたので、森林などの徒歩巡視が困難なところでも、物体の変位を精度の良く監視することが可能になり、衛星１からの１回の撮像により測定データの取得が可能である。
【００４４】
また、本実施形態では、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを、１本の支柱４で異なる高さに３個取り付ける例を説明したが、コーナー・リフレクタ５の個数は３個に限られず、監視したい樹木の生育状態、樹木の種類、樹木の密集度、樹木が生育している土壌の性質等に基づき、３個以上でもよく、あるいは３個未満でも良い。
【００４５】
［第２実施形態］
第２実施形態について、図９〜図１０を用いて説明する。第１実施形態では、１本の支柱４に３個のコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを説明したが、第２実施形態では、それぞれ別の支柱４ａ〜４ｃの異なる高さにコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを取り付け、別の位置に配置する一例である。図９は、本実施形態における支柱とコーナー・リフレクタ５の配置の一例を説明する図である。第１実施形態では、衛星１の測定分解能が高い場合に適しているが、第２実施形態による監視方法は、衛星１の測定分解能が第１実施形態より低くても監視することができ、衛星１からの１回の撮像により測定データの取得が可能である。
【００４６】
図９のように、支柱４ａに取り付けられたコーナー・リフレクタ５ａは、樹木４０１ａ〜４０１ｅを監視可能な所定の位置に設置され、支柱４ｂに取り付けられたコーナー・リフレクタ５ｂは、樹木４１１ａ〜４１１ｅを監視可能な所定の位置に設置され、支柱４ｃに取り付けられたコーナー・リフレクタ５ｃは、樹木４２１ａ〜４２１ｅを監視可能な所定の位置に設置されている。また、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの高さ関係は、コーナー・リフレクタ５ａの高さがコーナー・リフレクタ５ｂの高さより高く、且つ、コーナー・リフレクタ５ｂの高さが、コーナー・リフレクタ５ｃの高さより高い。なお、樹木４０１ａ〜４０１ｅと樹木４１１ａ〜４１１ｅと樹木４２１ａ〜４２１ｅとは、同じ種類の樹木で、生育速度も近いとする。
【００４７】
図１０は、コーナー・リフレクタ設置後のエリアの画像データの一例を説明する図である。図１０（ａ）は、図９のように設置した各コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃに対応する反射による所定のしきい値以上の輝度領域の例である。図９と図１０（ｃ）のように、支柱４ｃに取り付けられているコーナー・リフレクタ５ｃが、他のコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃより低いため、樹木４２１ａ〜４２１ｅにより入射波２が遮られている。この結果、図１０（ｂ）のように、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃによる反射波に基づき撮像した画像データは、コーナー・リフレクタ５ａの反射波に基づく高輝度の領域５０１ａと、コーナー・リフレクタ５ｂの反射波に基づく高輝度の領域５０２ｂとが輝度の高い領域として得られ、コーナー・リフレクタ５ｃからの反射波が得られないため、反射波が得られないため、領域５０１ｃは黒（図１０では、説明のため白黒を反転しているため黒で表されている）の低輝度で表される。
【００４８】
送電線９の下に生育している監視したい樹木を監視するために、それぞれ別の支柱４ａ〜４ｃの異なる高さにコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを取り付け、別の位置に配置し、衛星１からの入射波が設置された各コーナー・リフレクタ５により反射され、反射された信号を衛星１が受信して測定したデータに基づき、反射があるか無いかを物体変位監視装置１０が監視するようにしたので、森林などの徒歩巡視が困難なところでも、物体の変位を精度の良く監視することが可能になる。
【００４９】
また、本実施形態では、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを、異なる位置に３個設置する例を説明したが、コーナー・リフレクタ５の個数は３個に限られず、監視したい樹木の生育状態、樹木の種類、樹木の密集度、樹木が生育している土壌の性質等に基づき、３個以上でもよく、あるいは３個未満でも良い。
【００５０】
また、第１および第２実施形態では、鉄塔の位置を予め記憶部１０４に記憶させておく例を説明したが、例えば鉄塔の反射に基づく高い輝度領域を抽出して公知のパターンマッチング手法等を用いて鉄塔の位置を取得した画像データから抽出するようにしてもよい。また、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの位置を予め反射が得られている状態の画像データから抽出して、予め記憶部１０４に書き込んで記憶させておく例を説明したが、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃが２基の鉄塔の間に設置されている場合、鉄塔に対応する輝度の高い領域２１１ａと２１１ｂとの間の所定の領域内、例えば、図８の領域３３１にコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃがあると想定し、領域３３１の範囲の所定のしきい値以上の領域を抽出して、抽出した領域に所定の個数の所定のしきい値以上の領域があるか否かを判定し、樹木の高さ監視を行うようにしてもよい。
【００５１】
また、第１および第２実施形態では、コーナー・リフレクタ５の位置を画像データから抽出する例を説明したが、コーナー・リフレクタ５の位置は、例えば設置時に測定された位置情報を予め記憶部１０４に書き込んで記憶させておいてもよく、あるいは、コーナー・リフレクタが取り付けられている支柱４にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）もしくはＧＰＳを有する通信装置等を設置し、設置されたＧＰＳからの情報に基づきコーナー・リフレクタ５の位置を本物体変位監視装置１０が取得し、取得したコーナー・リフレクタ５の位置を記憶部１０４に書き込んで記憶させるようにしてもよい。この場合、図６のように、鉄塔は送電線に沿って所定の間隔ごとに設置されているため、ＧＰＳからの位置情報が取得できないときでも地図情報と照らし合わせることで、鉄塔の位置を検出できる。
【００５２】
また、本実施形態では、物体変位監視装置１０が取得するデータとして画像データを用いる例を説明したが、ＲＡＷデータを取得するようにしてもよく、取得したＲＡＷデータを物体変位監視装置１０の非図示の画像処理部により画像データに変換して用いるようにしても良い。
【００５３】
本実施形態によれば、従来技術のように、ヘリコプターを用いて上空からレーザー測定法で測定する手法と比較して、夜間など時間に左右されず、雨などの天候にも左右されない効果がある。また、従来技術のように、樹木の最上部の葉の部分の反射に基づき直接、樹木の高さを測定するのではなく、樹木の高さを所定のしきい値により設置したコーナー・リフレクタの反射に基づいて監視するため、現在、民間衛星で使用されている分解能、例えば５ｍもしくは３ｍ程度でも監視することができる。この結果、送電線の下の樹木を監視するためのコストを大幅に削減できる可能性がある。
【００５４】
なお、実施形態の図４の各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、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とする。
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（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ） Ｉ／Ｆ（インタフェース）を介して接続されるＵＳＢメモリー、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ーのように、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。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・衛星
４・・・支柱
５・・・コーナー・リフレクタ
６・・・樹木
７・・・衛星データ・センター
８・・・鉄塔
９・・・送電線
１０・・・物体変位監視装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体変位監視装置、及び物体変位監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
海外では、過去に、送電線下の森林伐採が遅れ、送電線と樹木との接触が原因で大規模な停電が発生している。このため、停電を防止するために、送電線下の樹木の伐採管理が重要になっている。
【０００３】
図１１のように、市街地や山林を通過する送電線路では、送電線下の樹木が生長し、送電線路の建設当初よりも高くなり、樹木と送電線との離隔が不足することがある。図１１は、送電線の下の樹木の状態を説明する図である。樹木と送電線との離隔を確保するため、送電線下の樹木の高さを徒歩巡視によるレーザー測定器などによる測定、ヘリコプターを用いて上空からレーザー測定法で測定が行われている。特に、森林や山など場合、徒歩巡視による測定、または確認が困難であるため、ヘリコプターを用いて上空からレーザー測定法で測定が行われている。例えば、図１１（ａ）のように、樹木６０６ａ〜６０６ｅの地面から最上部の葉の部分の高さがｈ６０２であり、地面から送電線６０９までの高さｈ６０１の場合、測定者は送電線６０９の下の樹木との距離が確保できていると判定する。また、図１１（ｂ）のように、樹木６０６ａ〜６０６ｅが成長し、樹木６０６ａ〜６０６ｅの地面から最上部の葉の部分の高さがｈ６０３の場合、測定者は送電線６０９の下の樹木との距離が確保できていないと判定し、樹木６０６ａ〜６０６ｅの管理者に連絡して樹木６０６ａ〜６０６ｅの伐採を依頼する。
【０００４】
また、樹木の高さ測定を、樹木の上空のＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ；合成開口レーダ）衛星に搭載された干渉合成開口レーダの測定装置を用いて、波長の短いＸバンド帯（８〜１２ＧＨｚ）の信号を送信し、樹木の最上部の葉の部分で反射した反射波を受信し、樹木の最上部の葉の高さを算出する。さらに、波長の長いＰバンド帯（０．２５〜０．５ＧＨｚ）の信号を送信し、樹木の最下部の地面で反射した反射波を受信し、樹木の最下部の地面の高さを算出する。そして、算出された樹木の最上部の葉の部分の高さから樹木の最下部の地面の高さを差し引いて、その樹木の高さを算出して、樹木の高さを測定する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ＳＡＲ衛星による高さの変位を測定する概略を、図１２と図１３を用いて説明する。
図１２と図１３は、ＳＡＲ衛星による高さの変位を測定する概略を説明する図である。
図１２のように、ＳＡＲ衛星６０１は、所定の軌道を移動しながら、送信波６０２を地上に送信し、地上の物体に反射した反射波６０３または後方散乱した反射波６０３を受信する。レーダを用いた測定において、解像度を上げるには、送受信用のアンテナの指向性を上げる必要があるが、そのためにはアンテナの口径を大きくする必要がある。このため、図１３のように、衛星６０１は、軌道を移動しながら順次、送信した送信波に対する反射波を受信し、受信した反射波を合成することで、大きな開口を持ったアンテナの場合と等価な画像が得られるように、人工的に開口を合成している。図１３のように、地上の点Ｐ（７０３）が、ＳＡＲ衛星６０１が軌道上を距離ρａ移動している間、送信波を受けていることになる。ＳＡＲ衛星６０１から見れば、地上のρａに相当するのは７０２ａ１〜７０２ａ５間のため、ＳＡＲ衛星６０１の見かけ上のアンテナ系はρａである。そして、ＳＡＲ衛星６０１は、図１２（ｂ）のように、同じ位置を複数回観測した受信波同士の位相差を算出することで、対象物の変位を算出している。この手法は、例えば、地殻変動などの把握に用いられている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
図１４は、光学衛星とＳＡＲ衛星による測定の特徴の一例を示す図である。図１４のように、ＳＡＲ衛星を用いた測定手法は、夜間、雨などのときでも使用可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２６９９９６４号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「合成開口レーダによるリモートセンシングの商用化に関する調査研究 報告書−要旨−」、財団法人 機械システム振興協会、委託先 財団法人資源探査用観測システム研究開発機構、平成１８年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ヘリコプターからの樹木の高さ測定を行う従来技術では、測定範囲が広いと、測定に非常に多くの時間がかかり、さらに、ヘリコプターの燃料費や非常に多くの測定時間が必要なため非常に多くの費用がかかると言う問題点があった。また、霧や風、雨などの天候が悪い時、夜間には測定が困難であるという問題点があった。
【００１０】
また、特許文献１の従来技術では、樹木の高さ測定にＸバンド帯を用いているため、樹木の最上部の葉の部分で反射はするが、干渉合成開口レーダを用いて位相差を検出して測定する従来の手法では、葉や樹木の枝が風などにより動いているため、定量的な検出が困難であるという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、物体の変位を精度良く監視する物体変位監視装置、及び物体変位監視方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の物体変位監視装置は、互いに高さの異なる複数の反射板に照射されたレーダの反射波に基づき生成された測定データから、前記互いに高さの異なる複数の前記反射板からの反射波による領域データを抽出し、前記抽出された前記領域データを所定の範囲ごとにグループ化し、前記グループ化された前記領域データに基づき測定対象物の変位を監視することを特徴としている。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の物体変位監視装置は、レーダから照射された入射波を測定対象物の近傍且つ地面から第１の所定の互いに異なる高さに設置されている反射板により反射された反射波を測定することにより生成された画像情報を取得する画像情報取得部と、前記画像から輝度が第２の所定のしきい値以上の領域を抽出する高輝度領域抽出部と、前記測定対象物の所定の範囲内にある構造物の位置情報が記憶されている記憶部と、前記構造物の前記位置情報を前記記憶部から読み出し、前記読み出した前記構造物の前記位置情報に基づき、前記抽出された前記領域情報の中から前記構造物から前記所定の範囲内の前記グループ化された前記反射板による前記領域情報を選択し、前記選択された前記領域情報に基づき測定対象物の変位を経時的に比較する比較部と、前記判定結果を画像表示装置に出力する判定結果出力部とを備えることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明に係る物体変位監視装置において、前記反射板は、コーナー・リフレクタであるようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明に係る物体変位監視装置において、前記比較部は、前記選択された前記領域情報から、輝度が前記第２の所定のしきい値以上の前記グループ化された前記反射板による前記領域の個数を算出し、前記算出された前記前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数に基づき測定対象物の変位を比較するようにしてもよい。
【００１６】
また、本発明に係る物体変位監視装置において、前記比較部は、前記算出された輝度が前記第２の所定のしきい値以上の前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数を反射個数として前記記憶部に書き込んで記憶させ、前記画像情報を再帰的に取得し、前記取得した前記画像情報から輝度が前記第２の所定のしきい値以上の前記グループ化された前記反射板による前記領域の個数を算出し、前記算出された前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数と前記記憶部に記憶されている前記反射個数とを比較し、前記算出された前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数と前記記憶部に記憶されている前記反射個数とが一致する場合、前記反射板が遮られていないと判定し、前記算出された前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数と前記記憶部に記憶されている前記反射個数一致しない場合、前記反射板が遮られていると判定し、判定結果を前記判定結果出力部するようにしてもよい。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の物体変位監視装置の物体変位監視方法は、互いに高さの異なる複数の反射板に照射されたレーダの反射波に基づき生成された測定データから、前記互いに高さの異なる複数の前記反射板からの反射波による領域データを抽出し、前記抽出された前記領域データを所定の範囲ごとにグループ化し、前記グループ化された前記領域データに基づき測定対象物の変位を監視することを特徴としている。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の物体変位監視装置の物体変位監視方法は、画像情報取得部が、レーダから照射された入射波を測定対象物の近傍且つ地面から第１の所定の互いに異なる高さに設置されている反射板により反射された反射波を測定することにより生成された画像情報を取得する画像情報取得工程と、高輝度領域抽出部が、前記画像から輝度が第２の所定のしきい値以上の領域を抽出する高輝度領域抽出工程と、前記測定対象物の所定の範囲内にある構造物の位置情報が記憶されている記憶部と、比較部が、前記構造物の前記位置情報を前記記憶部から読み出し、前記読み出した前記構造物の前記位置情報に基づき、前記抽出された前記領域情報の中から前記構造物から前記所定の範囲内の前記グループ化された前記反射板による前記領域情報を選択し、前記選択された前記領域情報に基づき測定対象物の変位を経時的に比較する比較工程と、判定結果出力部が、前記判定結果を画像表示装置に出力する判定結果出力工程とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、測定対象物に向けて設置されている反射板を備え、反射板に照射されたレーダの反射波に基づき生成された測定データから、反射板に基づく反射波による領域データを抽出し、抽出した反射板に基づく反射波による領域データに基づき、測定対象物の変位を監視するようにしたので、物体の変位を精度の良く監視することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係るコーナー・リフレクタを用いた樹木の監視方法の概略を説明する図である。
【図２】同実施形態に係るコーナー・リフレクタの一例を説明する図である。
【図３】同実施形態に係る物体変位監視装置を含む物体変位監視システムの概略図である。
【図４】同実施形態に係る物体変位監視装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】同実施形態に係る記憶部に記憶されている情報を説明する図である。
【図６】同実施形態に係るエリアの画像データの一例を説明する図である。
【図７】同実施形態に係る物体変位監視システムを用いた物体変位監視方法を説明する図である。
【図８】同実施形態に係るコーナー・リフレクタ設置後のエリアの画像データの一例を説明する図である。
【図９】第２実施形態に係る支柱とコーナー・リフレクタの配置の一例を説明する図である。
【図１０】同実施形態に係るコーナー・リフレクタ設置後のエリアの画像データの一例を説明する図である。
【図１１】従来技術に係る送電線の下の樹木の状態を説明する図である。
【図１２】従来技術に係るＳＡＲ衛星による高さの変位を測定する概略を説明する図である。
【図１３】従来技術に係るＳＡＲ衛星による高さの変位を測定する概略を説明する図である。
【図１４】従来技術に係る光学衛星とＳＡＲ衛星による測定の特徴の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図１〜図１０を用いて本発明の第１の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は斯かる実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内で種々の変更が可能である。
【００２２】
［第１実施形態］
第１実施形態について、送電線下に生育する樹木等の監視に用いる例を、図１〜図９を用いて説明する。
まず、図１を用いて、本物体変位監視システムの概略を説明する。図１（ａ）および図１（ｂ）は、コーナー・リフレクタ５を用いた樹木の監視方法の概略を説明する図である。図１（ａ）および図１（ｂ）のように、地面から所定の高さｈにコーナー・リフレクタ５を支柱４に取り付け、監視したい樹木６から所定の水平距離Ｌ離してコーナー・リフレクタ５を取り付けた支柱４を設置する。図１（ａ）のように、コーナー・リフレクタ５が樹木６より高い位置に設置されている場合、衛星１からの入射波２は、コーナー・リフレクタ５で反射され、反射された反射波３が衛星１に戻される。図１（ｂ）のように、コーナー・リフレクタ５が樹木６より低い位置に設置されている場合、衛星１からの入射波２は、樹木６に遮られてしまうためコーナー・リフレクタ５に届かず、反射波３は衛星１に戻されない。すなわち、監視したい樹木６より高い位置にコーナー・リフレクタ５を設置すれば、樹木６が成長してコーナー・リフレクタ５より高くなったことを反射波３が存在するか否かにより判別できる。
【００２３】
図２は、コーナー・リフレクタ５の一例を説明する図である。図２（ａ）と図２（ｂ）は、コーナー・リフレクタ５の例である。図２（ｃ）は、コーナー・リフレクタ５を横から見た図であり、衛星１からの入射波２が入射され、各コーナーで反射した反射波３が、入射波２が入射された方向に反射して戻すことができる。図２（ｄ）は、コーナー・リフレクタ５を３次元で示した図であり、面５ｘｚに入射波２が入射された場合、入射波２の向きを表す３次元ベクトル成分のうち、まず面５ｘｚでｙ成分のみが反転し、次に面５ｘｙでｚ成分のみが反転し、そして面５ｙｚでｘ成分が反転され、この結果、入射時の方向ベクトルが （ａ，ｂ，ｃ）であった入射波２は、反転して（−ａ，−ｂ，−ｃ） となり、入射波２が来た方向に反射波３を返すことができる。また、コーナー・リフレクタ５は、衛星１の直下点軌跡（衛星１の軌跡を地上面に投影したもの）時の入射波２に対し、開口面を所定の角度に収まるように設置する。図２（ｃ）において、符号７は、Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｓｕｒｆａｃｅ（衛星１の軌道の等価面）である。
なお、コーナー・リフレクタ５の大きさは、例えば、一辺が３０ｃｍ程度、５０ｃｍ程度、７０ｃｍ程度、１ｍ程度など、監視したい樹木、立地等に応じて選択するようにしてもよい。また、コーナー・リフレクタ５には、雨、雪などの対策のためにカバー等を付けてもよい。
【００２４】
図３は、本実施形態における物体変位監視装置を含む物体変位監視システムの概略図である。図３のように、物体変位監視システムは、衛星１と、衛星データ・センター７と、支柱４と、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃと、物体変位管理装置１０とを備えている。また、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃは、１本の支柱４のそれぞれ異なる所定の高さ（ｈ１１，ｈ１２，ｈ１３）に取り付けられている。また、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃが取り付けられている支柱４は、送電線９を渡している鉄塔８ａと鉄塔８ｂとの間に設置され、送電線９の下には監視したい樹木６ａ〜６ｅがある。また、樹木６ａ〜６ｅの最下部の地面の高さから樹木６ａ〜６ｅの最上部の葉の部分までの高さｈ２、樹木６ａ〜６ｅの最下部の地面の高さから送電線９までの高さｈ３である。衛星１は、例えば，ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ；合成開口レーダ）衛星であり、合成開口レーダを搭載している。図３のように、監視したい送電線９の下にある樹木の高さ変位を捉えられる所定の位置に、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを取り付けた支柱４を設置する。コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃのそれぞれの高さｈ１１〜ｈ１３は、樹木６ａ〜６ｅとコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃとの距離Ｌ、送電線９の高さｈ３、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃ設置時の樹木６ａ〜６ｅの高さなどに基づき設置時に調整するようにしてもよく、衛星１からの測定データに基づき設置後に再調整するようにしてもよい。
【００２５】
衛星１は、例えば民間による衛星で、軌道上から入射波２を照射し、地表面や地上の対象物からの反射および散乱されて戻ってくる反射波３を受信する。また、衛星１は、受信した反射波３から測定データを抽出し、抽出した測定データを衛星データ・センター７に送信する。衛星データ・センター７は、衛星１が送信する測定データを受信し、受信した測定データをクライアントの依頼に応じたデータ形式にして物体変位監視装置１０に受け渡す。衛星データ・センター７から物体変位監視装置１０への測定データの受け渡しは、例えば、ネットワークを介して行う。
【００２６】
図４は、物体変位監視装置１０の構成の一例を示すブロック図である。図４のように、物体変位監視装置１０は、データ取得部１０１と、位置検出部１０２と、鉄塔データ取得部１０３と、記憶部１０４と、鉄塔座標変換部１０５と、輝度領域抽出部１０６と、比較部１０７と、判定結果出力部１０８を備えている。また、物体変位監視装置１０には、画像表示装置１２が接続されている。
【００２７】
データ取得部１０１は、物体変位監視装置１０の利用者が、予め衛星データ・センター７に、例えば、中心緯度と中心経度および東西の長さ、南北の長さを指定し、指定したエリアの画像データ（含む位置情報）を受け取り、受け取った画像データを位置検出部１０２に出力する。
位置検出部１０２には、データ取得部１０１が受け取った画像データが入力され、入力された画像データを鉄塔座標変換部１０５に出力し、また、入力された画像データに含まれている位置情報を抽出し、抽出した位置情報を鉄塔データ取得部１０３と比較部１０７とに出力する。
【００２８】
鉄塔データ取得部１０３には、位置検出部１０２が抽出した位置情報が入力され、入力された位置情報に対応するエリアの鉄塔位置情報を記憶部１０４から読み出し、読み出した鉄塔位置情報を鉄塔座標変換部１０５に出力する。
【００２９】
記憶部１０４は、鉄塔毎の位置情報、反射情報に基づくコーナー・リフレクタ５の位置情報が書き込まれて記憶されている。なお、反射情報とは、取得した画像データからコーナー・リフレクタ５の反射に基づく輝度領域抽出部１０６により抽出された所定のしきい値より高い輝度が得られた位置の座標値と、反射に基づく輝度の高い領域の個数（反射個数）である。図５は、記憶部１０４に記憶されている情報の一例を説明する図である。図５（ａ）のように、表形式で鉄塔ｔ１〜鉄塔ｔｎの各位置情報が関連づけられて記憶されており、例えば、鉄塔ｔ１と位置（経度ｘ１，緯度ｙ１）が関連づけられて記憶されている。また、図５（ｂ）のように、表形式でコーナー・リフレクタＲ１〜Ｒｎ毎に、コーナー・リフレクタの位置情報と画像データから得られた反射に基づく輝度が高い領域の個数（反射個数）とが関連づけられて記憶され、例えば、コーナー・リフレクタＲ１と位置（経度ｓ１，緯度ｔ１）と反射個数＝３個とが関連づけられて記憶されている。なお、コーナー・リフレクタ番号は、図３のように、支柱４にコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃが３個取り付けられている場合、この支柱４に取り付けられているコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃをまとめてコーナー・リフレクタＲ１とし、この位置での反射に基づく輝度の高い領域の個数を反射個数としている。
【００３０】
鉄塔座標変換部１０５には、位置検出部１０２から画像データが入力され、鉄塔データ取得部１０３から読み出された鉄塔位置情報が入力され、入力された鉄塔位置情報に基づき、鉄塔位置情報を画像データの座標系に変換する。また、鉄塔座標変換部１０５は、画像データと変換した鉄塔の座標情報とを輝度領域抽出部１０６に出力する。
【００３１】
輝度領域抽出部１０６には、鉄塔座標変換部１０５から画像データと変換された鉄塔の座標情報とが入力され、入力された画像データから、例えば、公知の手法で所定のしきい値以上の輝度である領域の座標を抽出し、画像データと抽出した領域の座標値と鉄塔の座標情報とを比較部１０７に出力する。すなわち、輝度領域抽出部１０６は、入力された画像データから、所定のしきい値以上の輝度の高い領域を抽出し、抽出した輝度の高い領域の座標値を抽出している。なお、領域は、所定の輝度以上が連続している領域であり、公知の手法により連続している領域を抽出する。
【００３２】
比較部１０７には、輝度領域抽出部１０６から鉄塔の座標情報と画像データと抽出された領域の座標値とが入力される。また、比較部１０７は、抽出された領域の座標値と鉄塔の座標情報に基づき、抽出された領域の中から鉄塔の反射による領域を抽出する。さらに、比較部１０７は、抽出した領域間の所定の範囲内から、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射による領域を選択する。さらに、比較部１０７は、抽出した所定の範囲内から選択したコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射による領域をグループ化する。さらに、比較部１０７は、記憶部１０４に記憶されている反射情報を読み出し、読み出した反射情報からコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射個数を抽出する。さらに、比較部１０７は、抽出した反射個数とーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃによる輝度が所定のしきい値以上の領域の個数とを比較し、比較の結果、抽出した反射個数とーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃによる輝度が所定のしきい値以上の領域の個数が一致する場合、監視対象の樹木によりコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射が遮れていない、すなわち、樹木が送電線９より低く伐採の必要がないと判定する。
一方、比較の結果、抽出した反射個数とーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃによる輝度が所定のしきい値以上の領域の個数が一致しない場合、監視対象の樹木によりコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射が遮れているため、すなわち、樹木が成長し樹木を伐採する必要である判定する。
そして、比較部１０７は、判定結果を画像表示装置１２に出力する。また、各コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射による抽出された領域の個数に変化がある場合、比較部１０７は、所定の高さ以上の樹木があると判定し、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの位置を記憶部１０４から読み出されたコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの位置情報に基づき、反射が得られなかった、すなわち、輝度が所定のしきい値未満であったコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの位置情報を画像表示装置に、例えば地図上に表示する表示データを生成し、生成した表示データと判定結果とを画像表示装置１２に出力する。
【００３３】
画像表示装置１２は、入力された判定結果と表示データとを表示する。
【００３４】
次に、本実施形態における物体変位監視システムを用いた物体変位監視方法を、図３〜図８を用いて説明する。物体変位監視装置１０は、衛星データ・センター７から画像データに処理された測定データを受け取る例を説明する。図５は、エリアの画像データの一例を説明する図である。なお、図５は、説明のために画像を擬似的に二値化し、さらに白黒を反転して表現しているが、実際の画像データはカラー画像もしくはグレースケール画像である。
【００３５】
例えば、受け取った画像エリアに５基の鉄塔がある場合、図６のように、位置１（ｘ１，ｙ１）、位置２（ｘ２，ｙ２）、位置３（ｘ３，ｙ３）、位置４（ｘ４，ｙ４）、鉄塔８ｅ（ｘ５，ｙ５）が鉄塔の位置に対応する。図６のように、画像データ（説明のために二値化して白黒反転してある）から、５基の鉄塔に対応する位置に、輝度の高い領域２０１ａ〜領域２０１ｄが抽出される。
【００３６】
図７は、物体変位監視システムを用いた物体変位監視方法を説明する図である。図７（ａ）のように、樹木６ｃ〜６ｅの高さがｈ２１であったときに、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを設置し、衛星データ・センター７から画像データを取得した場合、画像データ中のコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射波に基づく高い輝度領域は、図７（ｂ）のようにコーナー・リフレクタ５ａの反射波による高輝度の領域３０１ａと、コーナー・リフレクタ５ｂの反射波による高輝度の領域３０２ｂと、コーナー・リフレクタ５ｃの反射波による高輝度の領域３０３ｃとが得られる。
【００３７】
図８は、コーナー・リフレクタ設置後のエリアの画像データの一例を説明する図である。なお、図８は、図６と同様に説明のために白黒反転しているため、高い輝度領域が黒く表され、低い輝度領域が白で表されている。図７のように、鉄塔間の送電線９の下に３つのコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを備える支柱４を設置した場合、樹木６ｃ〜６ｄが所定のしきい値以内の高さであれば、図８（ａ）のように、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射に基づく高い輝度領域３２１ａ〜３２１ｃが得られる。
なお、衛星１からの入射波２は、衛星１の軌道方向、例えば真東の方向（画像データの上方向を北、右方向を東とする）から照射される場合、レーダ画像特有のひずみであるフォアショートニングにより、図８のように、鉄塔に対応する輝度の高い領域２１１ａと２１１ｂは、東方向である右側に倒れ込む現象が生じる。すなわち、画像データでは、鉄塔が東方向である右側に倒れ込んでいるように見える。
【００３８】
図８（ａ）の画像データが取得された場合、比較部１０７は、抽出した反射個数とーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃによる輝度が所定のしきい値以上の領域の個数とを比較し、比較の結果、抽出した反射個数とーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃによる輝度が所定のしきい値以上の領域の個数が一致する場合、監視対象の樹木によりコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射が遮れていない、すなわち、樹木が送電線９より低く伐採の必要がないと判定する。
【００３９】
次に、樹木６ｃ〜６ｅが成長して高さがｈ２２になった場合、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射波に基づき撮像した画像データは、図７（ｂ）のように、コーナー・リフレクタ５ａの反射波による高輝度の領域３１１ａと、コーナー・リフレクタ５ｂの反射波による高輝度の領域３１１ｂとが輝度の高い領域として得られ、コーナー・リフレクタ５ｃの反射波が得られないため、領域３１１ｃは黒（図７では、説明のため白黒を反転しているため黒で表されている）の低輝度で表される。
図７（ｂ）のように樹木６ｃにより、コーナー・リフレクタ５ｃの反射による領域が得られない場合、図８（ｂ）のように、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射に基づく高い輝度領域３２１ａと３２１ｂのみが抽出され、領域３２１ｃは輝度が所定のしきい値未満であるため抽出されない。
図８（ｂ）の画像データが取得された場合、比較部１０７は、抽出した反射個数とーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃによる輝度が所定のしきい値以上の領域の個数とを比較し、抽出した反射個数とーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃによる輝度が所定のしきい値以上の領域の個数が一致しない場合、監視対象の樹木によりコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射が遮れているため、すなわち、樹木が成長し樹木を伐採する必要であると判定する。
この場合、樹木６ｃ〜６ｅが送電線９と接触の危険があるため、送電線９の管理者が樹木６ｃ〜６ｅの管理者に連絡し、樹木６ｃ〜６ｅの伐採を依頼する。または、樹木６ｃ〜６ｅの管理者の許可を得て送電線９の管理者が樹木６ｃ〜６ｅを伐採する。
【００４０】
なお、本実施形態では、記憶部１０４に記憶されているコーナー・リフレクタ５の位置情報は、設置時に設置者が測定した位置情報を記憶部１０４に書き込んで記憶させるようにしてもよい。あるいは、監視したい樹木６ｃ〜６ｅが成長する前、あるいは、送電線９の下にあっても支障が無い高さに伐採されている状態のときに、支柱４に取り付けたコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを設置し、取得した画像データから、鉄塔の位置情報に基づきコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの設置箇所の位置情報を算出し、グループ化されたコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの算出された位置情報を、比較部１０７が記憶部１０４に書き込んで記憶させておくようにしてもよい
【００４１】
また、記憶部１０４に記憶されるコーナー・リフレクタ５の反射による反射個数は、監視したい樹木６ｃ〜６ｅが成長する前、あるいは、送電線９の下にあっても支障が無い高さに伐採されている状態のときに、支柱４に取り付けたコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを設置し、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの設置箇所の位置とコーナー・リフレクタ５に基づく反射の個数とを抽出し、抽出したコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの位置とコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの反射による領域の個数を反射個数として、比較部１０７が記憶部１０４に書き込んで記憶させておくようにしてもよく、あるいは、コーナー・リフレクタ５の設置時に設置個数を記憶部１０７に書き込んで記憶させておくようにしてもよい。
【００４２】
また、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを、１本の支柱４で異なる高さに３個取り付けて、樹木６ｃ〜６ｅを監視するため、どのコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃからの反射が遮られたかにより、樹木がどの程度まで成長しているかも監視できる。そして、例えば、一番低い位置ｈ１１に設置されたコーナー・リフレクタ５ｃが遮られた状態は緊急度が低く、中間の位置ｈ１２に設置されたコーナー・リフレクタ５ｂが遮られた状態は緊急度が中、一番上の位置ｈ１３に設置されたコーナー・リフレクタ５ａが遮られた状態は緊急度が高く判定するようにしてもよい。
【００４３】
以上のように、送電線９の下に生育している監視したい樹木を監視するために、樹木から所定の距離Ｌ離れた位置に、高さの異なる位置にコーナー・リフレクタ５を取り付けた支柱４を設置し、衛星１からの入射波が設置されたコーナー・リフレクタ５により反射され、反射された信号を衛星１が受信して測定したデータに基づき、反射があるか無いかを物体変位監視装置１０が監視するようにしたので、森林などの徒歩巡視が困難なところでも、物体の変位を精度の良く監視することが可能になり、衛星１からの１回の撮像により測定データの取得が可能である。
【００４４】
また、本実施形態では、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを、１本の支柱４で異なる高さに３個取り付ける例を説明したが、コーナー・リフレクタ５の個数は３個に限られず、監視したい樹木の生育状態、樹木の種類、樹木の密集度、樹木が生育している土壌の性質等に基づき、３個以上でもよく、あるいは３個未満でも良い。
【００４５】
［第２実施形態］
第２実施形態について、図９〜図１０を用いて説明する。第１実施形態では、１本の支柱４に３個のコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを説明したが、第２実施形態では、それぞれ別の支柱４ａ〜４ｃの異なる高さにコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを取り付け、別の位置に配置する一例である。図９は、本実施形態における支柱とコーナー・リフレクタ５の配置の一例を説明する図である。第１実施形態では、衛星１の測定分解能が高い場合に適しているが、第２実施形態による監視方法は、衛星１の測定分解能が第１実施形態より低くても監視することができ、衛星１からの１回の撮像により測定データの取得が可能である。
【００４６】
図９のように、支柱４ａに取り付けられたコーナー・リフレクタ５ａは、樹木４０１ａ〜４０１ｅを監視可能な所定の位置に設置され、支柱４ｂに取り付けられたコーナー・リフレクタ５ｂは、樹木４１１ａ〜４１１ｅを監視可能な所定の位置に設置され、支柱４ｃに取り付けられたコーナー・リフレクタ５ｃは、樹木４２１ａ〜４２１ｅを監視可能な所定の位置に設置されている。また、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの高さ関係は、コーナー・リフレクタ５ａの高さがコーナー・リフレクタ５ｂの高さより高く、且つ、コーナー・リフレクタ５ｂの高さが、コーナー・リフレクタ５ｃの高さより高い。なお、樹木４０１ａ〜４０１ｅと樹木４１１ａ〜４１１ｅと樹木４２１ａ〜４２１ｅとは、同じ種類の樹木で、生育速度も近いとする。
【００４７】
図１０は、コーナー・リフレクタ設置後のエリアの画像データの一例を説明する図である。図１０（ａ）は、図９のように設置した各コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃに対応する反射による所定のしきい値以上の輝度領域の例である。図９と図１０（ｃ）のように、支柱４ｃに取り付けられているコーナー・リフレクタ５ｃが、他のコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃより低いため、樹木４２１ａ〜４２１ｅにより入射波２が遮られている。この結果、図１０（ｂ）のように、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃによる反射波に基づき撮像した画像データは、コーナー・リフレクタ５ａの反射波に基づく高輝度の領域５０１ａと、コーナー・リフレクタ５ｂの反射波に基づく高輝度の領域５０２ｂとが輝度の高い領域として得られ、コーナー・リフレクタ５ｃからの反射波が得られないため、反射波が得られないため、領域５０１ｃは黒（図１０では、説明のため白黒を反転しているため黒で表されている）の低輝度で表される。
【００４８】
送電線９の下に生育している監視したい樹木を監視するために、それぞれ別の支柱４ａ〜４ｃの異なる高さにコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを取り付け、別の位置に配置し、衛星１からの入射波が設置された各コーナー・リフレクタ５により反射され、反射された信号を衛星１が受信して測定したデータに基づき、反射があるか無いかを物体変位監視装置１０が監視するようにしたので、森林などの徒歩巡視が困難なところでも、物体の変位を精度の良く監視することが可能になる。
【００４９】
また、本実施形態では、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃを、異なる位置に３個設置する例を説明したが、コーナー・リフレクタ５の個数は３個に限られず、監視したい樹木の生育状態、樹木の種類、樹木の密集度、樹木が生育している土壌の性質等に基づき、３個以上でもよく、あるいは３個未満でも良い。
【００５０】
また、第１および第２実施形態では、鉄塔の位置を予め記憶部１０４に記憶させておく例を説明したが、例えば鉄塔の反射に基づく高い輝度領域を抽出して公知のパターンマッチング手法等を用いて鉄塔の位置を取得した画像データから抽出するようにしてもよい。また、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃの位置を予め反射が得られている状態の画像データから抽出して、予め記憶部１０４に書き込んで記憶させておく例を説明したが、コーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃが２基の鉄塔の間に設置されている場合、鉄塔に対応する輝度の高い領域２１１ａと２１１ｂとの間の所定の領域内、例えば、図８の領域３３１にコーナー・リフレクタ５ａ〜５ｃがあると想定し、領域３３１の範囲の所定のしきい値以上の領域を抽出して、抽出した領域に所定の個数の所定のしきい値以上の領域があるか否かを判定し、樹木の高さ監視を行うようにしてもよい。
【００５１】
また、第１および第２実施形態では、コーナー・リフレクタ５の位置を画像データから抽出する例を説明したが、コーナー・リフレクタ５の位置は、例えば設置時に測定された位置情報を予め記憶部１０４に書き込んで記憶させておいてもよく、あるいは、コーナー・リフレクタが取り付けられている支柱４にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）もしくはＧＰＳを有する通信装置等を設置し、設置されたＧＰＳからの情報に基づきコーナー・リフレクタ５の位置を本物体変位監視装置１０が取得し、取得したコーナー・リフレクタ５の位置を記憶部１０４に書き込んで記憶させるようにしてもよい。この場合、図６のように、鉄塔は送電線に沿って所定の間隔ごとに設置されているため、ＧＰＳからの位置情報が取得できないときでも地図情報と照らし合わせることで、鉄塔の位置を検出できる。
【００５２】
また、本実施形態では、物体変位監視装置１０が取得するデータとして画像データを用いる例を説明したが、ＲＡＷデータを取得するようにしてもよく、取得したＲＡＷデータを物体変位監視装置１０の非図示の画像処理部により画像データに変換して用いるようにしても良い。
【００５３】
本実施形態によれば、従来技術のように、ヘリコプターを用いて上空からレーザー測定法で測定する手法と比較して、夜間など時間に左右されず、雨などの天候にも左右されない効果がある。また、従来技術のように、樹木の最上部の葉の部分の反射に基づき直接、樹木の高さを測定するのではなく、樹木の高さを所定のしきい値により設置したコーナー・リフレクタの反射に基づいて監視するため、現在、民間衛星で使用されている分解能、例えば５ｍもしくは３ｍ程度でも監視することができる。この結果、送電線の下の樹木を監視するためのコストを大幅に削減できる可能性がある。
【００５４】
なお、実施形態の図４の各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、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とする。
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（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ） Ｉ／Ｆ（インタフェース）を介して接続されるＵＳＢメモリー、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ーのように、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。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・衛星
４・・・支柱
５・・・コーナー・リフレクタ
６・・・樹木
７・・・衛星データ・センター
８・・・鉄塔
９・・・送電線
１０・・・物体変位監視装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに高さの異なる複数の反射板に照射されたレーダの反射波に基づき生成された測定データから、前記互いに高さの異なる複数の前記反射板からの反射波による領域データを抽出し、前記抽出された前記領域データを所定の範囲ごとにグループ化し、前記グループ化された前記領域データに基づき測定対象物の変位を監視する
ことを特徴とする物体変位監視装置。
【請求項２】
レーダから照射された入射波を測定対象物の近傍且つ地面から第１の所定の互いに異なる高さに設置されている反射板により反射された反射波を測定することにより生成された画像情報を取得する画像情報取得部と、
前記画像から輝度が第２の所定のしきい値以上の領域を抽出する高輝度領域抽出部と、
前記測定対象物の所定の範囲内にある構造物の位置情報が記憶されている記憶部と、
前記構造物の前記位置情報を前記記憶部から読み出し、前記読み出した前記構造物の前記位置情報に基づき、前記抽出された前記領域情報の中から前記構造物から前記所定の範囲内の前記グループ化された前記反射板による前記領域情報を選択し、前記選択された前記領域情報に基づき測定対象物の変位を経時的に比較する比較部と、
前記判定結果を画像表示装置に出力する判定結果出力部と、
を備えることを特徴とする物体変位監視装置。
【請求項３】
前記反射板は、コーナー・リフレクタである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の物体変位監視装置。
【請求項４】
前記比較部は、
前記選択された前記領域情報から、輝度が前記第２の所定のしきい値以上の前記グループ化された前記反射板による前記領域の個数を算出し、前記算出された前記前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数に基づき測定対象物の変位を比較する
ことを特徴とする請求項２から請求項３のいずれか１項に記載の物体変位監視装置。
【請求項５】
前記比較部は、
前記算出された輝度が前記第２の所定のしきい値以上の前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数を反射個数として前記記憶部に書き込んで記憶させ、前記画像情報を再帰的に取得し、前記取得した前記画像情報から輝度が前記第２の所定のしきい値以上の前記グループ化された前記反射板による前記領域の個数を算出し、前記算出された前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数と前記記憶部に記憶されている前記反射個数とを比較し、前記算出された前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数と前記記憶部に記憶されている前記反射個数とが一致する場合、前記反射板が遮られていないと判定し、前記算出された前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数と前記記憶部に記憶されている前記反射個数一致しない場合、前記反射板が遮られていると判定し、判定結果を前記判定結果出力部する
ことを特徴とする請求項２から請求項３のいずれか１項に記載の物体変位監視装置。
【請求項６】
物体変位監視装置の物体変位監視方法において、
互いに高さの異なる複数の反射板に照射されたレーダの反射波に基づき生成された測定データから、前記互いに高さの異なる複数の前記反射板からの反射波による領域データを抽出し、前記抽出された前記領域データを所定の範囲ごとにグループ化し、前記グループ化された前記領域データに基づき測定対象物の変位を監視する
ことを特徴とする物体変位監視方法。
【請求項７】
物体変位監視装置の物体変位監視方法において、
画像情報取得部が、レーダから照射された入射波を測定対象物の近傍且つ地面から第１の所定の互いに異なる高さに設置されている反射板により反射された反射波を測定することにより生成された画像情報を取得する画像情報取得工程と、
高輝度領域抽出部が、前記画像から輝度が第２の所定のしきい値以上の領域を抽出する高輝度領域抽出工程と、
前記測定対象物の所定の範囲内にある構造物の位置情報が記憶されている記憶部と、
比較部が、前記構造物の前記位置情報を前記記憶部から読み出し、前記読み出した前記構造物の前記位置情報に基づき、前記抽出された前記領域情報の中から前記構造物から前記所定の範囲内の前記グループ化された前記反射板による前記領域情報を選択し、前記選択された前記領域情報に基づき測定対象物の変位を経時的に比較する比較工程と、
判定結果出力部が、前記判定結果を画像表示装置に出力する判定結果出力工程と、
を備えることを特徴とする物体変位監視方法。
【請求項１】
互いに高さの異なる複数の反射板に照射されたレーダの反射波に基づき生成された測定データから、前記互いに高さの異なる複数の前記反射板からの反射波による領域データを抽出し、前記抽出された前記領域データを所定の範囲ごとにグループ化し、前記グループ化された前記領域データに基づき測定対象物の変位を監視する
ことを特徴とする物体変位監視装置。
【請求項２】
レーダから照射された入射波を測定対象物の近傍且つ地面から第１の所定の互いに異なる高さに設置されている反射板により反射された反射波を測定することにより生成された画像情報を取得する画像情報取得部と、
前記画像から輝度が第２の所定のしきい値以上の領域を抽出する高輝度領域抽出部と、
前記測定対象物の所定の範囲内にある構造物の位置情報が記憶されている記憶部と、
前記構造物の前記位置情報を前記記憶部から読み出し、前記読み出した前記構造物の前記位置情報に基づき、前記抽出された前記領域情報の中から前記構造物から前記所定の範囲内の前記グループ化された前記反射板による前記領域情報を選択し、前記選択された前記領域情報に基づき測定対象物の変位を経時的に比較する比較部と、
前記判定結果を画像表示装置に出力する判定結果出力部と、
を備えることを特徴とする物体変位監視装置。
【請求項３】
前記反射板は、コーナー・リフレクタである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の物体変位監視装置。
【請求項４】
前記比較部は、
前記選択された前記領域情報から、輝度が前記第２の所定のしきい値以上の前記グループ化された前記反射板による前記領域の個数を算出し、前記算出された前記前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数に基づき測定対象物の変位を比較する
ことを特徴とする請求項２から請求項３のいずれか１項に記載の物体変位監視装置。
【請求項５】
前記比較部は、
前記算出された輝度が前記第２の所定のしきい値以上の前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数を反射個数として前記記憶部に書き込んで記憶させ、前記画像情報を再帰的に取得し、前記取得した前記画像情報から輝度が前記第２の所定のしきい値以上の前記グループ化された前記反射板による前記領域の個数を算出し、前記算出された前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数と前記記憶部に記憶されている前記反射個数とを比較し、前記算出された前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数と前記記憶部に記憶されている前記反射個数とが一致する場合、前記反射板が遮られていないと判定し、前記算出された前記グループ化された前記反射板による前記領域の前記個数と前記記憶部に記憶されている前記反射個数一致しない場合、前記反射板が遮られていると判定し、判定結果を前記判定結果出力部する
ことを特徴とする請求項２から請求項３のいずれか１項に記載の物体変位監視装置。
【請求項６】
物体変位監視装置の物体変位監視方法において、
互いに高さの異なる複数の反射板に照射されたレーダの反射波に基づき生成された測定データから、前記互いに高さの異なる複数の前記反射板からの反射波による領域データを抽出し、前記抽出された前記領域データを所定の範囲ごとにグループ化し、前記グループ化された前記領域データに基づき測定対象物の変位を監視する
ことを特徴とする物体変位監視方法。
【請求項７】
物体変位監視装置の物体変位監視方法において、
画像情報取得部が、レーダから照射された入射波を測定対象物の近傍且つ地面から第１の所定の互いに異なる高さに設置されている反射板により反射された反射波を測定することにより生成された画像情報を取得する画像情報取得工程と、
高輝度領域抽出部が、前記画像から輝度が第２の所定のしきい値以上の領域を抽出する高輝度領域抽出工程と、
前記測定対象物の所定の範囲内にある構造物の位置情報が記憶されている記憶部と、
比較部が、前記構造物の前記位置情報を前記記憶部から読み出し、前記読み出した前記構造物の前記位置情報に基づき、前記抽出された前記領域情報の中から前記構造物から前記所定の範囲内の前記グループ化された前記反射板による前記領域情報を選択し、前記選択された前記領域情報に基づき測定対象物の変位を経時的に比較する比較工程と、
判定結果出力部が、前記判定結果を画像表示装置に出力する判定結果出力工程と、
を備えることを特徴とする物体変位監視方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−２１４９７５（Ｐ２０１１−２１４９７５Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８２９４９（Ｐ２０１０−８２９４９）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【Ｆターム（参考）】
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