庆応义塾大学?中川研究所?乐播传媒が可视光通信を用いた3次元位置计测システムを共同开発
― 最先端の通信技術である可視光通信と土木の測量技術の融合 ―
慶応義塾大学、株式会社中川研究所（東京都品川区西五反田2-15-9 社長 松村友邦）、三井住友建設株式会社（東京都新宿区西新宿7-5-25 社長 五十嵐久也）の1大学、2社は、可視光通信を用いた3次元位置計測システムを共同で開発しました。
可视光通信とは、目に见える「光」を高速点灭させることでデジタル信号を伝达する最新の通信技术で、照明を用いた案内情报配信実験が関西国际空港で行われるなど、様々な分野で実用化に向けた开発が进んでいます。
今回开発したシステムは、尝贰顿を光源として测量ポイントに设置し、デジタルカメラで撮影することで、复数の点の3次元座标を一括かつ短时间で测量するシステムで、これまでの测量が苦手としていた夜间の测量や测量の自动化にも効果を発挥するものです。
■可视光通信とは
可视光通信は、目に见える光「可视光」を使用して高速データ通信を行う、日本発の最先端通信技术です。ＬＥＤ等の照明机器を目には感じられないほどの高速で点灭させることによって、大容量のデータ通信が可能で、以下のような特徴を有しています。
?通常の照明机器に通信机能を付加するだけで通信环境が整备可能。
?通信范囲が目で确认できる。
?电磁波などのように人体に影响を与える心配がない。
?精密机械への影响もなく、病院などでも使用可能。
現在は、LEDなどの可視光素子を照明や信号機、電光掲示などに利用しつつ、データ発信も同時に行う高速、安全でユビキタスな可視光通信システムについて、可視光通信コンソーシアム（会長 慶應義塾大学 中川正雄教授、）を中心に研究、开発、标準化、普及の取り组みがなされています。
■システム概要
今回开発した3次元位置计测システムは、市贩の高解像度デジタル一眼レフカメラと画像解析用のパソコンおよび标点となる尝贰顿光源から构成されています。まず、座标がわかっている基準点用光源と、计测したい位置に测量点用の尝贰顿标点を设置し、それら全体をデジタルカメラによって任意の2カ所より撮影します。その撮影データを连结しているパソコンに取り込み、画像解析を行うことによって各光源の位置の算出および滨顿番号を受信します。2カ所から撮影したデータを用いて、各测量点の3次元座标を算出します。
试作机による模拟测量実験の结果、现在使用されている测量机器と同程度の精度を有することを确认しました。
 写真-1 実験の計測状況 |
 写真-2 実験で用いた光源 |
■特徴
本システムの特徴としては、以下のことが挙げられます。
?市贩のデジタルカメラ、パソコンと简易な尝贰顿光源のみを利用してシステム构筑可能。
?暗闇でも计测可能。
?多数の点を同时に短时间で计测可能。
?一度光源を设置すれば、测量の度に人が测点に行く必要がない（安全性の向上、省力化）。
?安価に自动计测が可能。
?计测データはデジタル出力なので、测量データの他での利用も容易。
■システムの适用性
?桥梁建设时の形状管理：
これまでの测量は、全ての测点を1点ずつ计测していくので、大规模な桥梁などでは测量に时间がかかっていました。特に、斜张桥などでは日照などの影响により、构造物の温度が逐次変化し、それに伴い桥梁が変形するため、测量に时间がかかることは测量误差の拡大にもつながっていました。また、测量点を机械で视準する関係より、夜间など暗闇での测量は困难でした。一方、今回のシステムは、多くの点を一度に测量できるとともに、一度尝贰顿光源を设置すれば、それ以降は测量点に人が行く必要がないため、省力化につながります。また、夜间に自动撮影を行うことにより、构造物の温度が一番安定している同一时刻に全ての点を测量できるので、精度向上にもつながります。
?地すべり地帯の自动観测：
地すべり地帯などに尝贰顿光源を设置し、一定间隔で自动撮影をすることにより、地すべりを常时监视することが可能となります。また、测量の度に作业员が测点に行く必要がないため、安全性も向上します。
?トンネルの动态観测：
トンネル构内で変状が悬念される部位に尝贰顿光源を设置しておき、一定间隔で自动撮影して、そのデータをネットワーク経由で监视室などに伝送することにより、远隔的に変状监视を行うことが可能となります。
図-1 橋梁の形状計測イメージ
■今后の展望
今后は実构造物での検証実験を行い、実用性と精度の确认を行った后、実施工へ展开し、桥梁やトンネルなどの建设时の精度向上、省力化、安全性向上に贡献するツールとして活用していく予定です。さらに、骋笔厂の电波が届かないトンネル内や长大桥の桁の中におけるポジショニングシステムとしても展开し、道路のアセットマネジメント支援ツールとしても、适用の拡大を目指してまいります。
<お问い合わせ先>
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