JP2005351710A - 検出対象位置特定装置及び検出対象位置特定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】固定設置物を必要とすることなく、簡易な構成により対象物の位置を特定する装置及び方法に関する技術を提供する。
【解決手段】対人地雷埋設位置特定装置１は、支持アーム２の先端部に取り付けられた金属探知コイル（センサ部）４と、支持アーム２の把手部７近傍に取り付けられたＣＣＤカメラ３と、センサ部４及びＣＣＤカメラ３からの情報を、信号線９を介して取り込む画像解析手段であるパーソナル・コンピューター（パソコン）８と、地面（ＧＬ）に置かれたマーカー５、６を備えている。ＣＣＤカメラ３の視野は、センサ部４とマーカー５、６を同時に視野（Ｖ）に収めることができるように支持アーム２に固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は検出対象位置特定装置及び方法に関し、特に可搬性に優れたセンサ検出対象位置特定装置及び方法に関する。

従来、地中に埋設されている検出対象（例えば地雷等）を探知するに際しては、センサ（金属探知機等）により地表面を探査し、埋設箇所を音の変化を聞き分けることにより探知する方法が一般的である。しかし、音による検知では埋設位置情報を正確に記録することは困難であり、また作業効率も悪いという問題がある。この問題を解消するため、三脚等で固定したＣＣＤカメラにより金属探知機を撮影し、測定位置を記録することにより対象物の位置を特定する方法や、センサに超音波発信機等を付設して三脚等で固定した受信機で信号を受信することにより位置を推定する方法が提案されている。しかし、これらの方法によれば、センサに加えて三脚等の固定設置物が必要であるため可搬性に欠けるため、現場での可搬性、操作性が重要な地雷探知には不向きであるという問題がある。また、測定者がカメラや受信機の影になって正確な位置特定ができない箇所が生じるという問題もある。

上記の他に、埋設地雷と地表面の温度差を赤外線カメラで捕らえ、予め敷設したレーザーマーカー等の位置決め部材を利用して散布地雷を探知する方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法についても、固定設置物を必要とするという問題は解消されていない。
特開平１１−２５１４４６号公報

本発明は、このような課題を踏まえ、固定設置物を必要とすることなく簡易な構成により、検出対象物の位置を特定する装置及び方法に関する技術を提供するものである。

本発明に係る検出対象位置特定装置は以下の内容をその要旨とする。すなわち、
（１）対象エリアを探査して検出対象の位置を特定する装置であって、検出対象の所定の物性値を測定するセンサと、センサを保持するための支持手段と、対象エリア内に設けられたマーカーと、センサ及びマーカーとを撮像可能とするように支持手段に固定される撮像手段と、撮像手段により撮影された画像中の、マーカーとセンサとの相対位置関係に基きセンサの位置を特定する手段と、センサ位置と物性値に基き、検出対象の位置を特定する手段と、を備えて成ることを特徴とする。

本発明によれば、撮像手段がセンサ及びマーカーとを撮像可能とするように支持手段に固定されているため、センサ及びマーカー位置を常に画像内に表示することができ、また、画像解析によりマーカーとセンサとの相対位置関係を求めることが可能となる。また、検出対象の物性値を測定することにより、センサ位置と検出対象の物性値の対応を求めることができる。

本発明において、「検出対象」とは、地雷やガス管などの有形物に限らず、ガスなどの気体、回路基板からの漏れ電流、漏れ電磁界等の無形物を含む概念である。
また、「物性値」とは、例えば、電流、磁気、磁界、電磁界、温度、音圧、光、におい、ガス濃度等を含む概念である。
また、「センサ」とは、例えば、磁気センサ、電界センサ、電磁界センサ、温度センサ、音圧センサ、光センサ、においセンサ、ガス濃度センサ等を含む概念である。
また、「撮像手段」とは、例えば、赤外線カメラ、ＣＣＤカメラ等を含む。

（２）また、本発明は、検出対象の物性値が所定の閾値を超えたときのセンサ位置を、画像に表示可能とする手段を備えたことを特徴とする。
このようにすることにより、検知対象が存在する可能性が高い位置を画像に表示することができる。

（３）また、本発明は、（２）において、さらに、検出対象の物性値が所定の閾値以下のときもセンサの位置を画像に表示可能とし、かつ、閾値を超えたときと閾値以下のときでは、異なる表示とする手段を備えたことを特徴とする。
このような表示手段を採用することにより、対象エリア中の全ての探査ポイントを画像に表示できるので、漏れのない探査が可能となる。

（４）また、本発明は、マーカーが、対象エリア内に存在する特徴物であることを特徴とする。
本発明によれば、特別のマーカーを準備することなく、例えば地表面に描かれた白線などの道路標識や岩石などをマーカーとして用いることができる。

（５）また、本発明は、撮像手段がＣＣＤカメラであることを特徴とする。
撮像手段として小型化が容易なＣＣＤカメラを用いることにより、支持手段に固定可能であり、また、可搬性に優れるという特長を有する。

（６）また、本発明は、センサが金属探知センサであり、検出対象が埋設地雷であることを特徴とする。
本発明は、埋設地雷探査用としてのノウハウが蓄積されている金属探知機に容易に応用可能であり、これにより地雷探査の作業効率の大幅な改善が可能となる。

（７）また、本発明は、センサが電磁界センサであり、検出対象が地中に埋設されたガス配管であることを特徴とする。
従来の地中レーダーでは一次元的にセンサを動かし、センサの位置情報も一次元的にしか得られないため、地下の断面画像しか得ることができなかった。このため、ガス管等の長尺物と小石等の判別が困難であった。
本発明によれば、センサの水平位置情報を二次元的に簡便に取得することができる。このため、地下を三次元的に表示することが可能となり、ガス管等の長尺物と小石等を容易に判別することができるという効果がある。

（８）また、本発明に係る検出対象位置特定方法置は、マーカーとセンサとを画像内に収めるように撮像するステップと、対象エリアを探査して検出対象の所定の物性値を測定するステップと、撮像手段により撮影された画像中のマーカーとセンサとの相対位置関係に基づいてセンサ位置を特定するステップと、特定したセンサ位置と、物性値の関係に基づいて検出対象の位置を特定するステップと、を含むことを特徴とする。

上述の各発明によれば、センサ出力を視覚情報として表示することができるため、検出対象の位置をイメージ化できるという効果がある。さらに、得られた画像に対して合成開口やマイグレーション等の信号処理を行うことにより、より高精度の画像を作成することができるという効果がある。
小型軽量化が容易であるため、水平、垂直の位置を問わず利用可能であり、また、屋外での作業が極めて容易という効果がある。

以下、本発明に係るセンサ検出対象位置特定装置の実施形態について、図１乃至４を参照してさらに詳細に説明する。重複を避けるため、各図において同一構成には同一符号を用いて示している。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。

図１は、本発明の一実施形態である対人地雷埋設位置特定装置の構成を示す図である。また、図２は、埋設位置解析のフローを示す図である。

図１を参照して、本発明に係る対人地雷埋設位置特定装置１は、支持アーム２の先端部に取り付けられた金属探知コイル（センサ部）４と、支持アーム２の把手部７近傍に取り付けられたＣＣＤカメラ３と、センサ部４及びＣＣＤカメラ３から送られる信号を信号線９を介して取り込む画像解析手段であるパーソナル・コンピューター（パソコン）８（画像解析手段に該当）と、地面（ＧＬ）に置かれたマーカー５、６を備えている。なお、ＣＣＤカメラ３は、センサ部４とマーカー５、６を同時に視野（Ｖ）に収めることができるように調整され、支持アーム２に固定されている。

パソコン８は、センサ部４及びＣＣＤカメラ３から取り込んだ検出値データ、画像データを格納するメモリー部、画像データを読み出して、マーカーの形状パラメータに基づいて画像中のマーカー認識を行う画像解析部、マーカーとセンサの相対位置を演算する演算部、センサ位置を表示する表示部等を備えている。

次に図２をも参照して、対人地雷埋設位置特定装置１における地雷埋設位置特定のフローについて説明する。最初に、検出対象の全エリアを適当に区画した区画エリアが画面に含まれるようにＣＣＤカメラ３の視野を調整し（ステップＳ１０１）、次にマーカーを画面内に収まる位置に設置する（ステップＳ１０２）。次いで撮影した画像をパソコン８に取り込む（ステップＳ１０３）。

パソコン８では以下の処理が行われる。まず、画像データを所定の画像記憶アドレスに格納する（ステップＳ１０４）。次に、予め格納されているマーカーの形状パラメータに基づき画像中のマーカー認識を行い（ステップＳ１０５）、画像中の位置座標データを求め、所定の記憶アドレスに格納する（ステップＳ１０６）。

次に、センサ部４の検出値をパソコン８に取り込み（ステップＳ１０７）、所定の記憶アドレスに格納する（ステップＳ１０８）。次に、この値が予め定められた閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０９）。閾値を超えていないときは（ステップＳ１０９においてＮＯ）、センサ部４を移動して（ステップＳ１１７）、その位置で改めて検出値の取り込みを行う（※１）。

閾値を超えているときは（ステップＳ１０９においてＹＥＳ）、画像中のセンサ部４の認識を行う（ステップＳ１１０）。認識方法は、上述のマーカー認識ステップと同様である。さらに、上述のステップで求めたマーカー位置座標に対するセンサの相対位置座標を演算し（ステップＳ１１１）、位置座標データを所定の記憶アドレスに格納する（ステップＳ１１２）。次に、画像中にマーカーに対するセンサの相対座標に該当する位置に、センサ位置を示す標識を表示する（ステップＳ１１３）。

次に、当該区画エリアの探査が終了したか否かを判定する（ステップＳ１１４）。終了していないときはセンサ位置を区画エリア内で移動して（ステップＳ１１７）、再度画像の取り込みを行う（※１）。

当該区画エリアの探査が終了したときは、次に検出対象の全エリアの探査が終了したか否かを判定する（ステップＳ１１５）。終了していないときは次の区画エリアに移動して新たに画像の取り込みを行う（ステップＳ１１６）。全エリアの探査が終了したときは作業を終了する。

図３は、上述のステップにおいてセンサ位置を表示する表示画面の一例を示す図である。表示画面２０において、四角印２１で示された各点は、センサ検出値が所定の閾値を超えた位置を示している。この画像を解析することにより、地雷の埋設箇所をマーカー５又は６との相対位置として認識することができる。

さらに、本発明の他の実施形態について説明する。上述の実施形態では、センサ検出値が所定の閾値を超えた位置を画像に表示する形態としたが、本実施形態ではセンサ検出位置を全て表示する形態としたものである。図４は、そのような実施形態を示すものであり、同図において四角印２１で示した箇所は閾値を超えた位置であり、また、バツ印３１で示した箇所は閾値以下である位置を示すものである。このように、センサ検出値によりマークの形状を変えて表示しているので、区画エリア内を漏れなく探査したか否かを容易に判定することができる。

なお、上記各実施形態では、１区画エリアについて１画像を取り込む形態としたが、これに限らず１区画について複数の画像を取り込む形態、又は、複数区画について１画像を取り込む形態等とすることもできる。

また、上記実施形態では、マーカーとして測定者が置いたが、これに限らず地表に置かれた岩石や白線などの特徴物を用いることも可能である。さらに、ＧＰＳを利用してマーカーの位置を特定することにより、地図上の絶対位置を特定することも可能となる。

本発明は、センサ位置を取得する方法及び装置として、検知対象を問わず広く適用可能である。

本発明の一実施形態における対人地雷埋設位置特定装置の構成を示す図である。 地雷埋設位置解析のフローを示す図である。 所定の閾値を超えたセンサ位置を示す表示画面の一例を示す図である。 本発明の他の実施形態におけるセンサ検出位置を示す表示画面の一例を示す図である。

符号の説明

１・・・・対人地雷埋設位置特定装置
２・・・・支持アーム
３・・・・ＣＣＤカメラ
４・・・・金属探知コイル（センサ部）
５、６・・・・マーカー
７・・・・把手
８・・・・パーソナル・コンピューター（パソコン）

Claims (8)

1. 対象エリアを探査して検出対象の位置を特定する装置であって、
   検出対象の所定の物性値を測定するセンサと、
   前記センサを保持するための支持手段と、
   対象エリア内に設けられたマーカーと、
   前記センサ及び前記マーカーとを撮像可能とするように前記支持手段に固定される撮像手段と、
   前記撮像手段により撮影された画像中の、前記マーカーと前記センサとの相対位置関係に基き前記センサの位置を特定する手段と、
   前記センサ位置と前記物性値に基き、検出対象の位置を特定する手段と、
   を備えて成ることを特徴とする検出対象位置特定装置。
2. 検出対象の前記物性値が所定の閾値を超えたときに、前記センサの位置を画像に表示可能とする手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の検出対象位置特定装置。
3. 請求項２において、さらに、検出対象の前記物性値が所定の閾値以下のときも前記センサの位置を画像に表示可能とし、かつ、閾値を超えたときと閾値以下のときでは、異なる表示とする手段を備えたことを特徴とする検出対象位置特定装置。
4. 前記マーカーが、対象エリア内に存在する特徴物であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の検出対象位置特定装置。
5. 前記前記撮像手段がＣＣＤカメラであることを特徴とする請求項１乃至４に記載の検出対象位置特定装置。
6. 前記センサが金属探知センサであり、前記検出対象が埋設地雷であることを特徴とする請求項１乃至５に記載の検出対象位置特定装置。
7. 前記センサが電磁界センサであり、前記検出対象が地中に埋設されたガス配管であることを特徴とする請求項１乃至６に記載の検出対象位置特定装置。
8. マーカーとセンサとを画像内に収めるように撮像するステップと、
   対象エリアを探査して検出対象の所定の物性値を測定するステップと、
   前記撮像手段により撮影された画像中の前記マーカーと前記センサとの相対位置関係に基づいてセンサ位置を特定するステップと、
   特定したセンサ位置と、前記物性値の関係に基づいて検出対象の位置を特定するステップと、
   を含むことを特徴とする検出対象位置特定方法。
   

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