JP2005030791A - 移動式光環境測定装置 - Google Patents
移動式光環境測定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005030791A JP2005030791A JP2003193398A JP2003193398A JP2005030791A JP 2005030791 A JP2005030791 A JP 2005030791A JP 2003193398 A JP2003193398 A JP 2003193398A JP 2003193398 A JP2003193398 A JP 2003193398A JP 2005030791 A JP2005030791 A JP 2005030791A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- sensor
- unicycle
- measuring device
- moving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 98
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 67
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 19
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 9
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010049119 Emotional distress Diseases 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000009429 distress Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 2
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 2
- 230000037039 plant physiology Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000004441 surface measurement Methods 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 241000016649 Copaifera officinalis Species 0.000 description 1
- 239000004859 Copal Substances 0.000 description 1
- 241000283074 Equus asinus Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4228—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors arrangements with two or more detectors, e.g. for sensitivity compensation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B3/00—Measuring instruments characterised by the use of mechanical techniques
- G01B3/12—Measuring wheels
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
- G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
- G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C22/00—Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers
- G01C22/02—Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers by conversion into electric waveforms and subsequent integration, e.g. using tachometer generator
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/0271—Housings; Attachments or accessories for photometers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
【解決手段】光環境の測定用の測定機器5と、前記測定機器を搭載し、一つの車輪で接地して走行する移動用一輪車4とを具え、前記測定機器5は、一個または複数個の光センサ5a〜5cと、前記光センサが光を検出して出力したデータを前記光センサの位置および検出方向と併せて記録する光データ記録装置7とを有し、前記移動用一輪車4は、その一輪車の加速度および回転角をそれぞれ検出する加速度センサ9および回転角センサ10からの自律航法用情報と、車輪回転センサ8からの移動距離情報とに基づき、前記光センサ5a〜5cによる測定の際のその光センサの位置および検出方向を求めて前記光データ記録装置7に与える測定位置・方向演算装置7を有することを特徴とする移動式光環境測定装置である。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、時空間的な変動の大きい森林内等の光環境を迅速に測定するための移動式光環境測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
森林内の光環境測定は,森林のバイオマスや葉量などの指標として活用されるばかりでなく、森林内の様々な生物の生育環境の研究にも重要である。近年の森林の二酸化炭素貯蓄量・光合成能力への関心の広がりや種の多様性の重要性の高まりに伴い、光環境測定装置に対する需要は増加しつつある。また光環境測定値を人工林の適切な管理のための指標値として利用することも期待されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら森林内の光環境は場所によって大きく異なるとともに同じ場所でも時々刻々と変化する(時空間的な変動が大きい)ため多点における迅速な測定が必要とされるが、多点における迅速な測定を行うためには、従来は、測定場所毎にその場所の測量およびその場所へのコドラート(枠取り法の枠)や測定機器の設置等の準備を迅速に行う必要があって測定作業者の作業負担が大きく、測定時も手早く測定を済ませる必要があって測定作業者の作業負担が大きいという問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、この発明の移動式光環境測定装置は、光環境の測定用の測定機器と、前記測定機器を搭載し、一つの車輪で接地して走行する移動用一輪車と、を具え、前記測定機器は、一個または複数個の光センサと、前記光センサが光を検出して出力したデータを前記光センサの位置および検出方向と併せて記録する光データ記録装置と、を有し、前記移動用一輪車は、互いに直角な三軸周りの前記移動用一輪車の回転角を検出する回転角センサと、前記車輪の回転を検出する車輪回転センサと、前記回転角センサからの自律航法用情報と、前記車輪回転センサからの移動距離情報とに基づき、前記光センサによる測定の際のその光センサの位置および検出方向を求めて前記光データ記録装置に与える測定位置・方向演算装置と、を有することを特徴とするものである。
【0005】
かかる移動式光環境測定装置にあっては、測定機器を搭載した移動用一輪車が、測定作業者による手押しあるいは搭載モータ等の動力源で駆動されて、一つの車輪で地表面や路面や床面等の走行面に接して、森林内の道なき斜面や悪路、登山路等の走行面上を走行し、その走行中、回転角センサが、例えばその移動用一輪車の前後、左右および上下方向に延在する互いに直角な三軸周りのその移動用一輪車の回転角を検出し、車輪回転センサが、その移動用一輪車の車輪の回転を検出し、測定位置・方向演算装置が、上記回転角センサからの自律航法用情報と、上記車輪回転センサからの移動距離情報とに基づき、その移動用一輪車が搭載した測定機器の光センサによる測定の際のその光センサの位置および検出方向を求めて光データ記録装置に与える。
【0006】
そして上記移動用一輪車の走行中あるいは適宜停止しての、上記移動用一輪車が搭載した測定機器による測定の際、光センサが、その移動用一輪車の現在位置での光を検出してデータを出力し、光データ記録装置が、光センサが光を検出して出力したデータをその光センサの現在位置および検出方向と併せて記録する。このようにして記録した光のデータ(光データ)は、例えば森林外にて同時刻に光センサで測定した光データと対比することで、林内相対照度等に変換して用いることができる。
【0007】
【発明の効果】
従ってこの発明の移動式光環境測定装置によれば、時空間的な変動が大きい森林内等の光環境を、測量やコドラートおよび測定機器の設置を行わなくても移動用一輪車を走行させるだけで迅速に測定できるので、光環境の測定、特に、多点での測定の、準備の際および測定時の測定作業者の作業負担を大幅に軽減することができる。
【0008】
なお、この発明の移動式光環境測定装置においては、前記測定機器の前記複数個の光センサの検出方向ベクトルが、互いに直角をなしていても良く、このようにすれば、森林内の光環境は1方向のみの観測では不十分である処、複数個の光センサで当該移動式光環境測定装置の上方および周囲方向の広範囲にわたって光を検出することができるので、森林内の光環境の測定をより的確に行うことができる。
【0009】
また、この発明の移動式光環境測定装置においては、前記測定機器の前記複数個の光センサの検出方向ベクトルの合成ベクトルが、前記移動用一輪車の固有座標系で上方を向いていても良く、このようにすれば、上方の光を確実に検出できるので、森林内の光環境の測定をより的確に行うことができる。
【0010】
さらに、この発明の移動式光環境測定装置においては、前記測定機器の前記複数個の光センサが、三個の光センサであり、それら三個のうちの一個の光センサの検出方向ベクトルが、前記移動用一輪車の固有直角座標系で上方へ延在する座標軸と前方へ延在する座標軸とを含む平面上に位置していても良く、このようにすれば、前方および上方の光を確実に検出できるので、森林内の光環境の測定をより的確に行うことができる。
【0011】
さらに、この発明の移動式光環境測定装置においては、前記測定機器の前記光センサのうちの少なくとも一個が、光量子センサであっても良く、このようにすれば、光合成の感度に対応した光データを得ることができるので、森林内の植物生理生態関係の光環境の測定を的確に行うことができる。
【0012】
さらに、この発明の移動式光環境測定装置においては、前記測定位置・方向演算装置が、前記移動用一輪車の位置を継続的に求め、その位置の変化に基づき前記移動用一輪車の移動経路を求める移動経路演算部と、前記求められた移動経路を画面上に出力する移動経路表示部と、を有していても良く、このようにすれば、移動測定中の測定作業者や、その後に測定データを分析する研究者等が、移動測定中の一輪車の移動経路を画面上で確認できるので、移動測定中の測定作業者は常に現在位置を確認し得て森林内の多点測定やライン測定、面測定等を自由に行うことができるとともに森林内での遭難の危険等を免れることもでき、また測定データを分析する研究者は地形等のデータを併せて参照し得てより詳細な分析を行うことができる。
【0013】
そして、この発明の移動式光環境測定装置においては、前記移動用一輪車が、互いに直角な三軸方向の前記移動用一輪車の加速度を検出する加速度センサを有し、前記測定位置・方向演算装置が、前記光センサの位置および検出方向を求めるために前記加速度センサからの自律航法用情報も用いても良く、このようにすれば、加速度センサが、例えばその移動用一輪車の前後、左右および上下方向に延在する互いに直角な三軸方向の、その移動用一輪車の加速度を検出し、測定位置・方向演算装置が、前記光センサの位置および検出方向を求めるためにその加速度も用いるので、移動用一輪車に衝撃等による加速度が生じた場合でも、光センサの位置および検出方向を求める際の誤差を少なくすることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図1は、この発明の移動式光環境測定装置の一実施例としての移動式森林内光環境測定装置の外観を模式的に示す斜視図、図2は、その実施例の移動式森林内光環境測定装置の搭載機器の構成を示すブロック線図である。
【0015】
この実施例の移動式森林内光環境測定装置は、図1に示すように、手押し用のハンドル1aと停止時用の二つの脚1b(図では片方のみ示す)とを持つフレーム1と、そのフレーム1の下部に枢支された一つだけの車輪2と、上記フレーム1上に設けられた天板3とを有して、その車輪2により走行面としての地表面Gに接地点Cで接地して測定作業者Wの手押し駆動で一輪走行する移動用一輪車4と、各々上記天板3上に搭載された、測定機器5のうちの複数個の光センサとしての三個の光量子センサ5a,5b,5c、角度・加速度センサ6、光データ記録装置および測定位置・方向演算装置としての通常のノート型パーソナルコンピュータ7並びに図示しないポータブル電源装置と、上記フレーム1の下部に搭載されて車輪2の回転を検出する車輪回転センサ8とを具えており、上記角度・加速度センサ6は内部に、互いに直角なx,y,z軸の三軸方向の移動用一輪車4の加速度を検出する加速度センサ9と、互いに直角なx,y,z軸の三軸周りの移動用一輪車4の回転角を検出する回転角センサ10とを収納している。
【0016】
ここで、移動用一輪車4は、市販の二輪車(例えば昭和ブリッジ販売株式会社製の二輪車 CC3−2FA)の左右方向へ延在する軸線上に並んだ元の二つの車輪を外し、代わりにそれらの車輪の中間位置に一つの車輪2のみを回転自在に取り付け、また機器を搭載し易いように元の合成樹脂製のボディを外し、代わりに平坦な合板製の天板3を、人が立ってハンドル1aを手で持った状態で概略水平になるように取り付けることで構成されている。そして車輪回転センサ8は、上記車輪2の車軸に直列に配置した二個のポテンシオメータ(例えば日本電産コパル株式会社製のCPP−45RBN 22.7kΩ)からなり、このポテンシオメータには角度を測定できない死角が存在するため、二個のポテンシオメータは、同時に死角とならないよう各々の死角が互いに180 度ずれて位置するように設置されている。
【0017】
また、角度・加速度センサ6は、市販のもの(例えば株式会社データ・テック製の三軸角度センサ GU−3024)にて構成され、図1に示すように、そこに収納された加速度センサ9は、そのセンサのx軸が、天板3の表面に平行に移動用一輪車4の前後方向に延在する当該移動用一輪車4固有の直角座標系のx軸と平行に延在し、そのセンサのy軸が、天板3の表面に平行に移動用一輪車4の左右方向に延在する当該移動用一輪車4固有の直角座標系のy軸と平行に延在し、そのセンサのz軸が、天板3の表面に垂直に移動用一輪車4の上下方向に延在する当該移動用一輪車4固有の直角座標系のz軸と平行に延在するように取り付けられ、またそこに収納されたジャイロからなる回転角センサ10は、そのセンサのx軸が当該移動用一輪車4固有の上記直角座標系のx軸と一致して前後方向に延在し、そのセンサのy軸が当該移動用一輪車4固有の上記直角座標系のy軸と一致して移動用一輪車4の左右方向に延在し、そのセンサのz軸が移動用一輪車4の車軸に対し車輪2の中心部分で直交して当該移動用一輪車4固有の上記直角座標系のz軸と一致して移動用一輪車4の上下方向に延在するように取り付けられている。そして上記図示しないポータブル電源装置は、バッテリ内蔵インバータ(例えばスワロー電機株式会社製のポータブル電源 Z−130)にて構成され、角度・加速度センサ6およびパーソナルコンピュータ7の電源としてAC100Vを出力する。
【0018】
さらにこの実施例では、角度・加速度センサ6の内部の加速度センサ9と回転角センサ10とがそれぞれ検出した三次元方向加速度と三次元方向角度とのデータが、RS232Cケーブルを介してパーソナルコンピュータ7に入力される。また、車輪回転センサ8を構成する二個のポテンシオメータの電源端子(端子間抵抗値固定の両端端子)同士が互いに並列に接続されて、その並列回路に20kΩの固定抵抗が直列に接続され、これら全体に単一乾電池四個直列による約6Vの電圧が印荷されており、上記二個のポテンシオメータの並列回路の両端の電圧(V0)と、それらのポテンシオメータの各々の出力端子(抵抗値可変の中間端子)の電圧(V1, V2)との計三つの電圧が、パーソナルコンピュータ7のカードスロット内に挿入されたAD変換カード(例えばラトックシステム株式会社製のREX−5054U )を介してそれぞれ独立にパーソナルコンピュータ7に入力される。
【0019】
さらに、測定機器5のうちの三個の光量子センサ5a〜5cは、市販のもの(例えば米国LI−COR, inc.製で盟和商事株式会社が輸入販売している光量子センサ LI−190SB)にて構成されて、森林内の光環境の測定のために、図1に示すように、この実施例では三個の光量子センサ5a〜5cの中心視軸ベクトルVa,Vb,Vcの合成ベクトルVRが当該移動用一輪車4の上記固有の直角座標系のz軸と一致して上方へ向き、かつそれらのうち一個の光量子センサ5aの中心視軸ベクトルVaが上記固有の直角座標系のx軸とz軸とを含む仮想平面Pxz上に位置する方向へ向き、残る二個の光量子センサ5b,5cの中心視軸ベクトルVb,Vcが互いに直角に延在するとともにそれぞれ中心視軸ベクトルVaとも直角に延在する方向へ向くように、それぞれ角度・加速度センサ6のハウジング上に立設された支柱を介して天板3上に固定されており、それらの光量子センサ5a〜5cが光量子を検出して出力する光データとしてのアナログ信号は、図示しない増幅器で増幅された後、パーソナルコンピュータ7の残りのカードスロット内に挿入されたA/D変換カード(例えばラトックシステム株式会社製のREX−5054U)を介してデジタル信号に変換されてパーソナルコンピュータ7に入力される。
【0020】
そしてパーソナルコンピュータ7は、図2に示すように、CPU(中央処理ユニット)を持つ演算処理部7aと、液晶画面を持つ画面表示部7bと、メモリやハードディスクドライブ装置等を持つ記憶部7cと、上記カードスロットに挿入されるカードを含む入出力インターフェース7dと、キーボード等を持つ操作部7eとを有しており、これによりパーソナルコンピュータ7は、記憶部7c内にあらかじめ記憶した、当該パーソナルコンピュータ7を測定位置・方向演算装置として機能させる移動測定プログラムと当該パーソナルコンピュータ7を光データ記録装置および光データ解析装置として機能させる光データ記録・解析プログラムとの二種類のプログラムに基づいて、後述の如く、上記各センサ8〜10からのデータを、光量子センサ5a〜5cからの光データと併せて画面表示部7bにより画面表示するとともに記憶部7c内に記録し、さらにそれらのデータから森林内の光環境を求めて出力する。なお、車輪回転センサ8を構成する上記二個のポテンシオメータの出力電圧V1, V2については、V1/V0 およびV2/V0 の値から、死角でない方の出力を選んで車輪2の回転角に換算する。
【0021】
この実施例の移動式森林内光環境測定装置を用いて森林内の光環境の移動測定を行う際には、先ず、パーソナルコンピュータ7の電源を入れて上記移動測定プログラムを起動するとともに、角度・加速度センサ6の電源を入れて加速度センサ9と回転角センサ10とを起動し、上記プログラムに基づいて作動するパーソナルコンピュータ7は、そのセンサ起動の際のx軸、y軸およびz軸の位置を基本座標軸として使用する。
【0022】
次いで、測定作業者が当該移動用一輪車4を手押しで走行させると、パーソナルコンピュータ7は、車輪回転センサ8を構成するポテンシオメータの出力データから換算される車輪2の回転角と車輪2の外径とから当該移動用一輪車4の移動距離を時々刻々と求め、その移動距離を、回転角センサ10の出力データから得た当該移動用一輪車4の姿勢の三次元方向角度を用いて上記基本座標軸のx軸、y軸およびz軸方向の各成分に分解して測定装置5の各光量子センサ5a〜5cの現在位置を求め、また回転角センサ10の出力データから得た当該移動用一輪車4の姿勢の三次元方向角度を用いて現在の各光量子センサ5a〜5cの測定方向である中心視軸ベクトルVa,Vb,Vcの延在方向の天頂角および方位角を求めて、それらを記憶部7cのハードディスクドライブ装置でハードディスクに記録する。
【0023】
そして測定作業者が、当該移動用一輪車4の移動走行中、あるいは適宜停止させたときに、パーソナルコンピュータ7は、測定機器5の各光量子センサ5a〜5cが光量子を検出して出力する前方および左右斜め後方で各々斜め上方の光データを、所定のデータ形式に処理して測定結果として、上記求めた各光量子センサ5a〜5cの現在位置および現在の測定方向と対応づけて記憶部7cのハードディスクドライブ装置でハードディスクに記録する。
【0024】
なお、天板3を当該移動用一輪車4の前後方向の地表面Gの傾きに対し正確に平行に維持しながら移動用一輪車4を手押しで走行させることは期待できないので、観測作業者毎に移動用一輪車4のハンドル1aを手で保持した時の平地での地表面Gに対する天板3の傾きをあらかじめ調べてパーソナルコンピュータ7に入力しておいて、パーソナルコンピュータ7が、回転角センサ10の出力データから得た回転角をその傾き分補正する。
【0025】
また、車輪回転センサ8の出力データに基づく車輪2の回転状態と、加速度センサ9の出力データに基づく加速度の発生状態とが対応しない場合(例えば車輪2が回転していないのに前後方向の加速度が検出された場合)には、移動用一輪車4に衝撃等による加速度が生じていて車輪2が実際の移動距離分回転していないと推定されるので、パーソナルコンピュータ7は、加速度センサ9が検出した加速度を二階積分してその加速度方向の移動距離を求め、その加速度から求めた移動距離を用いて、先に車輪2の回転角から求めた移動距離を補正する。
【0026】
さらに、パーソナルコンピュータ7は、測定機器5の現在位置の変化から当該移動用一輪車4の移動軌跡を求めるとともに、画面表示部7bの液晶画面上にその求めた当該移動用一輪車4の移動軌跡を地図あるいは平面図上で表示し、その画面表示部7bの液晶画面上に、測定機器5の上記測定結果も同時に、あるいは画面を切り替えて表示する。
【0027】
さらに、パーソナルコンピュータ7は、当該移動式光環境測定装置での移動測定終了後に、上記光環境解析プログラムを実行することにて、記憶部7cのハードディスクドライブ装置でハードディスクから、測定中の各光量子センサ5a〜5cの位置および測定方向と、各光量子センサ5a〜5cが測定した光データとを読み出すとともに、図2に示すように、別途森林外の開地に中心視軸ベクトルが鉛直上方を向くように設置された光量子センサ11(例えば光量子センサ5a〜5cと同一の光量子センサLI−190SB)が光量子を検出して出力し、データロガー(記録計)(例えば米国LI−COR, inc.製で盟和商事株式会社が輸入販売しているデータロガー LI−1400)12が時刻データとともに記録した光データを林外光測定値として入力して、各光量子センサ5a〜5cの光データから、絶対座標系における水平面への投影光強度を算出し、さらにそれを上記林外光測定値で除して相対照度に換算し、森林の光環境として、画面表示部7bの液晶画面上への表示や記憶部7cのハードディスクドライブ装置でのハードディスクへの記録等の形態で出力する。
【0028】
従って、この実施例の移動式光環境測定装置によれば、時空間的な変動が大きい森林内の光環境を、測量やコドラートおよび測定機器の設置を行わなくても移動用一輪車4を走行させるだけで迅速に測定できるので、森林内の光環境の測定、特に、多点での測定の、準備の際および測定時の測定作業者の作業負担を大幅に軽減することができる。
【0029】
また、森林内の光環境は1方向のみの観測では不十分である処、この実施例の移動式光環境測定装置によれば、測定機器5の三個の光量子センサ5a〜5cの中心視軸(検出方向)ベクトルVa〜Vcが互いに直角をなしているので、三個の光量子センサ5a〜5cで当該移動式光環境測定装置の上方および周囲方向の広範囲にわたって光を検出し得て、森林内の光環境の測定をより的確に行うことができる。
【0030】
さらに、この実施例の移動式光環境測定装置によれば、測定機器5の三個の光量子センサ5a〜5cの中心視軸(検出方向)ベクトルVa〜Vcの合成ベクトルVRが、移動用一輪車4の固有座標系でz軸方向上方を向いているので、上方の光を確実に検出し得て、森林内の光環境の測定をより的確に行うことができる。
【0031】
さらに、この実施例の移動式光環境測定装置によれば、測定機器5の光センサが、三個の光量子センサ5a〜5cであり、それら三個のうちの一個の光量子センサ5aの中心視軸(検出方向)ベクトルVaが、移動用一輪車4の固有直角座標系で上方へ延在するz軸と前方へ延在するx軸とを含む平面Pxz上に位置しているので、前方および上方の光を確実に検出し得て、森林内の光環境の測定をより的確に行うことができる。
【0032】
さらに、この実施例の移動式光環境測定装置によれば、測定機器5の三個の光センサの全てが光量子センサ5a〜5cであるので、光合成の感度に対応した光データを得ることができ、森林内の植物生理生態関係の光環境の測定を的確に行うことができる。
【0033】
そして、この実施例の移動式光環境測定装置によれば、測定位置・方向演算装置としてのパーソナルコンピュータ7が、移動用一輪車4の位置を継続的に求め、その位置の変化に基づき移動用一輪車4の移動経路を求める移動経路演算部として機能するとともに、その求められた移動経路を画面上に出力する移動経路表示部としても機能することから、移動測定中の測定作業者や、その後に測定データを分析する研究者等が、移動測定中の移動用一輪車4の移動経路を画面上で確認できるので、移動測定中の測定作業者は常に現在位置を確認し得て、森林内の多点測定やライン測定、面測定等を自由に行うことができるとともに森林内での遭難の危険等を免れることもでき、また測定データを分析する研究者は地形等のデータを併せて参照し得て、より詳細な分析を行うことができる。
【0034】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、この発明の移動式光環境測定装置は、森林内の他、公園内や建造物内等の光環境測定にも使用し得て、それらの場所での移動測定を容易に行うことができる。
【0035】
また、この発明においては、測定機器5の光センサは上記実施例の光量子センサに限られず、必要に応じて適宜、日射センサや照度センサ等に変更したりそれらを組み合わせたりしても良い
【0036】
さらに、この発明においては、測定機器5の光センサの数は一個又は二個でも良く、あるいは必要に応じて上記のように複数種類を組み合わせて四個以上としても良い。また、舗装路面のような比較的平坦で滑りにくい走行面上で用いられる場合には、互いに直角な三軸方向の前記一輪車の加速度を検出する加速度センサを省略しても良い。
【0037】
さらに、この発明においては、移動用一輪車は、測定作業者の手押しを補助するためあるいは、測定作業者がハンドルを保持するだけで自走するための、モータ等の動力源を搭載していても良い。そしてこの発明においては、移動用一輪車は手押しに限らず、馬やロバ等の動物が装具でハンドル等を保持して走行させるものとしても良い。
【0038】
この発明の移動式光環境測定装置によれば、出力データとして例えば以下のものを得ることができる。
(1)相対照度の平面分布図
林内を網羅するように移動測定を行い、移動用一輪車で得た光センサの位置データを用いて林内相対照度の平面分布図を描くことができる。
(2)林内サンフレック分布図
葉群内間隙を通って林床に到達する直達光は、稚樹の生育への影響が大きく、生態学ではサンフレックと呼ばれ注目される。この直達光は太陽高度に対応した入射角を有する。この発明の移動式光環境測定装置によれば、例えば三方向に向いた三個の光センサでこの直達光を捉えることで、その空間分布を移動用一輪車で得た光センサの位置データを用いて図化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の移動式光環境測定装置の一実施例としての移動式森林内光環境測定装置の外観を模式的に示す斜視図である。
【図2】上記実施例の移動式森林内光環境測定装置の搭載機器の構成を示すブロック線図である。
【符号の説明】
1 フレーム
1a ハンドル
1b 脚
2 車輪
3 天板
4 台車
5 測定機器
5a〜5c 光量子センサ
6 角度・加速度センサ
7 パーソナルコンピュータ
7a 演算処理部
7b 画面表示部
7c 記憶部
7d 入出力インターフェース
7e 操作部
8 車輪回転センサ
9 加速度センサ
10 回転角センサ
11 光量子センサ
12 データロガー
Claims (7)
- 光環境の測定用の測定機器と、
前記測定機器を搭載し、一つの車輪で走行面に接して走行する移動用一輪車と、を具え、
前記測定機器は、
一個または複数個の光センサと、
前記光センサが光を検出して出力したデータを前記光センサの位置および検出方向と併せて記録する光データ記録装置と、を有し、
前記移動用一輪車は、
互いに直角な三軸周りの前記移動用一輪車の回転角を検出する回転角センサと、
前記車輪の回転を検出する車輪回転センサと、
前記回転角センサからの自律航法用情報と、前記車輪回転センサからの移動距離情報とに基づき、前記光センサによる測定の際のその光センサの位置および検出方向を求めて前記光データ記録装置に与える測定位置・方向演算装置と、を有することを特徴とする、移動式光環境測定装置。 - 前記測定機器の前記複数個の光センサの検出方向ベクトルは、互いに直角をなしていることを特徴とする、請求項1記載の移動式光環境測定装置。
- 前記測定機器の前記複数個の光センサの検出方向ベクトルの合成ベクトルは、前記移動用一輪車の固有座標系で上方を向いていることを特徴とする、請求項1または2記載の移動式光環境測定装置。
- 前記測定機器の前記複数個の光センサは、三個の光センサであり、それら三個のうちの一個の光センサの検出方向ベクトルは、前記移動用一輪車の固有直角座標系で上方へ延在する座標軸と前方へ延在する座標軸とを含む平面上に位置していることを特徴とする、請求項1から3までの何れか記載の移動式光環境測定装置。
- 前記測定機器の前記光センサのうちの少なくとも一個は、光量子センサであることを特徴とする、請求項1から4までの何れか記載の移動式光環境測定装置。
- 前記測定位置・方向演算装置は、
前記移動用一輪車の位置を継続的に求め、その位置の変化に基づき前記移動用一輪車の移動経路を求める移動経路演算部と、
前記求められた移動経路を画面上に出力する移動経路表示部と、
を有することを特徴とする、請求項1から5までの何れか記載の移動式光環境測定装置。 - 前記移動用一輪車は、互いに直角な三軸方向の前記移動用一輪車の加速度を検出する加速度センサを有し、
前記測定位置・方向演算装置は、前記光センサの位置および検出方向を求めるために前記加速度センサからの自律航法用情報も用いることを特徴とする、請求項1から6までの何れか記載の移動式光環境測定装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003193398A JP3837552B2 (ja) | 2003-07-08 | 2003-07-08 | 移動式光環境測定装置 |
US10/882,300 US7151247B2 (en) | 2003-07-08 | 2004-07-02 | Mobile measurement system of photoenvironment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003193398A JP3837552B2 (ja) | 2003-07-08 | 2003-07-08 | 移動式光環境測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005030791A true JP2005030791A (ja) | 2005-02-03 |
JP3837552B2 JP3837552B2 (ja) | 2006-10-25 |
Family
ID=34113577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003193398A Expired - Lifetime JP3837552B2 (ja) | 2003-07-08 | 2003-07-08 | 移動式光環境測定装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7151247B2 (ja) |
JP (1) | JP3837552B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013157258A1 (ja) * | 2012-04-18 | 2013-10-24 | 株式会社デンソー | 光センサ |
JP2017219506A (ja) * | 2016-06-10 | 2017-12-14 | 東芝ライテック株式会社 | 静止測光ユニット |
WO2018123669A1 (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 首都高Etcメンテナンス株式会社 | 計測情報取得方法および電界強度測定用作業車 |
JP2019090830A (ja) * | 2019-02-08 | 2019-06-13 | 株式会社トプコン | 測定装置、測定方法およびプログラム |
JP2020515809A (ja) * | 2017-01-17 | 2020-05-28 | マイカセンス インコーポレイテッド | マルチセンサ放射照度推定に係る機器及び方法 |
CN112747728A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-05-04 | 山西农业大学 | 一种样方布设装置 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005291734A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Univ Nagoya | 森林内光環境測定装置 |
US7232987B2 (en) * | 2005-05-25 | 2007-06-19 | Victor Webbeking | Instrument and method to measure available light energy for photosynthesis |
ES2359797B1 (es) * | 2009-11-17 | 2012-03-30 | Simulacions Òptiques, S.L. | Dispositivo fotométrico electro-óptico din�?mico y su procedimiento para la medición din�?mica de la cantidad y distribución de luz policrom�?tica. |
CN104703464A (zh) * | 2013-07-17 | 2015-06-10 | 吴炎东 | 一种促进植物生长的方法与一种光量累积计算装置及方法 |
TWI481833B (zh) * | 2013-07-18 | 2015-04-21 | Yen Dong Wu | 一種光質累積計算裝置及方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54159278A (en) | 1978-06-07 | 1979-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | Photo detector |
JPH109951A (ja) | 1996-06-26 | 1998-01-16 | Toenec Corp | 移動式照度測定装置 |
JP2000071990A (ja) | 1998-09-02 | 2000-03-07 | Sanwa:Kk | 走行体駆動装置 |
US6460260B1 (en) * | 2000-02-10 | 2002-10-08 | Caterpilar Inc. | Mobile cruiser machine for forestry applications |
JP2002039858A (ja) | 2000-07-18 | 2002-02-06 | Denso Corp | 車両用自動点消灯制御装置における光検出センサ |
JP3735722B2 (ja) * | 2003-07-07 | 2006-01-18 | 国立大学法人名古屋大学 | 移動観測用一輪車 |
JP3728511B2 (ja) * | 2003-07-07 | 2005-12-21 | 国立大学法人名古屋大学 | 移動式3次元構造測定装置 |
JP2005291734A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Univ Nagoya | 森林内光環境測定装置 |
-
2003
- 2003-07-08 JP JP2003193398A patent/JP3837552B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-07-02 US US10/882,300 patent/US7151247B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013157258A1 (ja) * | 2012-04-18 | 2013-10-24 | 株式会社デンソー | 光センサ |
JP2017219506A (ja) * | 2016-06-10 | 2017-12-14 | 東芝ライテック株式会社 | 静止測光ユニット |
WO2018123669A1 (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 首都高Etcメンテナンス株式会社 | 計測情報取得方法および電界強度測定用作業車 |
JP2018105804A (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 首都高Etcメンテナンス株式会社 | 計測情報取得方法および電界強度測定用作業車 |
JP2020515809A (ja) * | 2017-01-17 | 2020-05-28 | マイカセンス インコーポレイテッド | マルチセンサ放射照度推定に係る機器及び方法 |
JP7321093B2 (ja) | 2017-01-17 | 2023-08-04 | マイカセンス インコーポレイテッド | マルチセンサ放射照度推定に係る機器及び方法 |
JP2019090830A (ja) * | 2019-02-08 | 2019-06-13 | 株式会社トプコン | 測定装置、測定方法およびプログラム |
CN112747728A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-05-04 | 山西农业大学 | 一种样方布设装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3837552B2 (ja) | 2006-10-25 |
US7151247B2 (en) | 2006-12-19 |
US20050030526A1 (en) | 2005-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3728511B2 (ja) | 移動式3次元構造測定装置 | |
US20050219517A1 (en) | Light environment measuring system suitable for measuring in the forest | |
Jurjević et al. | Is field-measured tree height as reliable as believed–Part II, A comparison study of tree height estimates from conventional field measurement and low-cost close-range remote sensing in a deciduous forest | |
JP3837552B2 (ja) | 移動式光環境測定装置 | |
US6850843B2 (en) | Accident evidence recording method | |
US8265542B2 (en) | Flight training and synthetic visualization system and method | |
CN106461391B (zh) | 测量*** | |
KR100758705B1 (ko) | 도로의 포장상태 자동 조사장치 | |
CN101512289B (zh) | 车轮定位***和方法 | |
CN103293156B (zh) | 一种田间作物长势评估的***和方法 | |
US6725553B2 (en) | Contour measuring device and method | |
CN107192678A (zh) | 一种基于多传感器成像光谱的自走式低空遥感装置 | |
JP3735722B2 (ja) | 移動観測用一輪車 | |
JPH10500219A (ja) | 輪郭線の測量方法及びその装置 | |
US20080046168A1 (en) | System and method for determining an aircraft center of gravity | |
Roberts et al. | Desert RHex technical report: Jornada and white sands trip | |
CN110779492A (zh) | 一种地形三维可视化测量装置及其测量方法 | |
CN111238439B (zh) | 角度偏差测量*** | |
CN211601925U (zh) | 角度偏差测量*** | |
JPH05231868A (ja) | 測量方法 | |
Gerdes et al. | Rover Data Acquisition in Bardenas Reales | |
Maksimow et al. | Wheels of Corntune | |
Wing et al. | Using a laser rangefinder to assist harvest planning | |
TW201018943A (en) | Road topography measurement system | |
BLAHUNKA et al. | Soil surface monitoring with gyroscope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050823 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060509 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3837552 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |