JP2006163837A - 避難誘導システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 水位又は煙濃度又は温度を検知し適切な避難経路へ誘導する避難誘導システムを提供する。
【解決手段】 構造物に設けた検知器1Aから1Cは浸水による水位又は火災による煙濃度又は温度を検知し、検知信号が検知器管理部2を介して制御部3へ送信される。制御部3は、検知信号が予め設定された閾値を超えた場合に、記憶部5に記憶されたシミュレーション結果データから検知器の設置位置及び検知信号の値に整合する時系列データを特定し、その時系列データから避難経路を特定し、誘導灯7Aから7Cに避難経路の方向を表示する。
【選択図】 図1
【解決手段】 構造物に設けた検知器1Aから1Cは浸水による水位又は火災による煙濃度又は温度を検知し、検知信号が検知器管理部2を介して制御部3へ送信される。制御部3は、検知信号が予め設定された閾値を超えた場合に、記憶部5に記憶されたシミュレーション結果データから検知器の設置位置及び検知信号の値に整合する時系列データを特定し、その時系列データから避難経路を特定し、誘導灯7Aから7Cに避難経路の方向を表示する。
【選択図】 図1
Description
この発明は、構造物に設けられた検知器の検知信号と予め生成されたシミュレーションデータに基づいて誘導灯により避難誘導を行う避難誘導システムに関する。
内部に空間を有する地下または地上における構造物、例えば地下街やビルディングにおいて災害があったときには、天井や壁面に設けられた非常口のサインあるいは構内アナウンスによる避難の誘導に従って避難が行われている。
なお、従来技術として非特許文献1が知られている。
消防活動研究会著「地下施設災害の消防戦略」東京法令出版、1994年5月25日、p.121−136
なお、従来技術として非特許文献1が知られている。
消防活動研究会著「地下施設災害の消防戦略」東京法令出版、1994年5月25日、p.121−136
上記の技術によれば、非常口が複数ある場合どのような経路で避難するのが最も安全か不明である。また、不慣れな場所では構内アナウンスだけでは避難すべき方向が不明である。
この発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、水位又は煙濃度又は温度等の環境状態を検知し、適切な避難経路へ誘導する避難誘導システムを提供することである。
この発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、水位又は煙濃度又は温度等の環境状態を検知し、適切な避難経路へ誘導する避難誘導システムを提供することである。
この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、構造物に設けられ環境状態を示す値を検知信号として出力する検知器と、構造物に設けられ信号を受信して避難経路の方向を表示する誘導灯と、災害発生位置を想定してシミュレーションにより求めた構造物の各位置における環境状態を示す値の時系列データからなるシミュレーション結果データと、避難経路及び避難時間からなる避難経路データとを記憶する記憶部と、前記シミュレーション結果データにおいて前記検知器の位置及び前記検知信号の出力値に整合する時系列データを読み出し、前記時系列データ及び前記避難経路データに基づいて避難経路を特定し、前記誘導灯に対して特定された避難経路の方向を示す信号を送信する制御部と、を備えることを特徴とする避難誘導システムである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の避難誘導システムにおいて、前記環境状態を示す値は、浸水の水位又は火災による煙の濃度又は火災による温度であることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の避難誘導システムにおいて、前記制御部は、前記避難経路データに記憶された避難経路上の各位置について、前記避難経路に対応する避難時間が経過するまでの時間において、前記読み出した時系列データにおける環境状態を示す値が予め設定された閾値を超えない避難経路を特定することを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の避難誘導システムにおいて、前記制御部が送信する信号及び前記誘導灯が受信する信号は無線信号であることを特徴とするである。
請求項5に記載の発明は、災害発生位置を想定してシミュレーションにより求めた構造物の各位置における環境状態を示す値の時系列データからなるシミュレーション結果データと、避難経路及び避難時間からなる避難経路データとを記憶部に記憶する処理と、前記シミュレーション結果データにおいて、構造物に設けられ環境状態を示す値を検知信号として出力する検知器の位置及び前記検知信号の出力値に整合する時系列データを読み出す処理と、前記時系列データ及び前記避難経路データに基づいて避難経路を特定する処理と、構造物に設けられ信号を受信して避難経路の方向を表示する誘導灯に対して、前記特定された避難経路の方向を示す信号を送信する処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
この発明によれば、地下街等の構造物への水の浸入の仕方、煙の流れ方、火災の燃え広がり方等のシミュレーションデータに基づいて安全な避難経路を特定することができ、誘導灯により避難経路の方向を視覚的に示すことができる。
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図1はこの実施の形態における避難誘導システムの構成を示すブロック図である。
検知器1Aから1Cは、構造物に設けられ水位又は煙濃度又は温度を検知し検知信号を出力する水位検知器又は煙濃度検知器又は温度検知器である。各検知器は、地下街等広がりのある場所において複数設けられ、地下街へ浸入する水の水位、火災による煙の濃度あるいは温度を検知する。検知器は、有毒ガスの濃度等、その他の環境状態を検知するものであってもよい。
検知器管理部2は、検知器1Aから1Cと有線または無線で接続され、各検知器から受信した検知信号を集約して制御部3へ送信する。ここで送信される情報は、検知器ごとの検知器番号と検知信号である。また、検知器管理部2は各検知器が正常に動作しているか監視する。
検知器1Aから1Cは、構造物に設けられ水位又は煙濃度又は温度を検知し検知信号を出力する水位検知器又は煙濃度検知器又は温度検知器である。各検知器は、地下街等広がりのある場所において複数設けられ、地下街へ浸入する水の水位、火災による煙の濃度あるいは温度を検知する。検知器は、有毒ガスの濃度等、その他の環境状態を検知するものであってもよい。
検知器管理部2は、検知器1Aから1Cと有線または無線で接続され、各検知器から受信した検知信号を集約して制御部3へ送信する。ここで送信される情報は、検知器ごとの検知器番号と検知信号である。また、検知器管理部2は各検知器が正常に動作しているか監視する。
記憶部5は、例えばHDD(ハードディスクドライブ)であり、検知器設置データ、誘導灯設置データ、避難経路データ、シミュレーション結果データを記憶する。検知器設置データは、検知器の識別子とその設置位置からなる。誘導灯設置データは、誘導灯の識別子とその設置位置からなる。避難経路データは、誘導灯の識別子、出口の位置、出口までの避難経路、その避難経路において避難に要する時間、誘導灯に表示するその避難経路の方向からなる。シミュレーション結果データは、災害発生位置を想定してシミュレーションにより求めた構造物の各位置における環境状態を示す値の時系列データからなる。これらのデータの具体的な例は後述する。
これらのデータは外部のコンピュータで作成され、制御部3の制御のもとで、データ入力部4から入力され記憶部5に記憶される。データ入力部4は、これらのデータを入力する入力手段である。例えば、データ入力部4は記録媒体の読取装置を備え、記録媒体に記録された上記の各データを読み取ってもよいし、データ入力部4がネットワークインタフェース手段を備え、上記の各データを生成したコンピュータとネットワークを介して接続してこれらのデータを取得してもよい。
これらのデータは外部のコンピュータで作成され、制御部3の制御のもとで、データ入力部4から入力され記憶部5に記憶される。データ入力部4は、これらのデータを入力する入力手段である。例えば、データ入力部4は記録媒体の読取装置を備え、記録媒体に記録された上記の各データを読み取ってもよいし、データ入力部4がネットワークインタフェース手段を備え、上記の各データを生成したコンピュータとネットワークを介して接続してこれらのデータを取得してもよい。
制御部3は、CPU(中央処理装置)、ROM(リードオンリメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモリ)を備える。CPUはROMに記憶されたプログラムに基づいて各部を制御する。ROMはCPUが実行するプログラム及び固定データを記憶する。RAMはCPUのデータを一時的に記憶する。
誘導灯管理部6は、誘導灯7Aから7Cと有線または無線で接続される。有線通信の場合は火災により通信できなくなることも有り得るため、PHS等の無線通信を用いる。VHF(very high frequency:超短波)、UHF(ultrahigh frequency:極超短波)、SHF(super high frequency:センチ波)、EHF(extremely high frequency:ミリ波)等の周波数帯における無線信号を用いて通信してもよい。無線の送受信アンテナは、地下街等の通路においては、浸水しても電波が受信できるように天井または壁面上方に設ける。
誘導灯管理部6は、制御部3から受信した各誘導灯が表示する避難経路の方向を示す信号を誘導灯7Aから7Cへ送信する。各誘導灯は、浸水対策としては、浸水により表示が見えにくくならないよう壁面の上方又は天井に設け、火災対策としては、火災による煙により表示が見えにくくならないよう天井からやや下方に設ける。各誘導灯は、例えば表示面に多数のLED(light-emitting diode:発光ダイオード)を備え、避難経路の方向に向けた矢印の形状に点灯する。
図2は、地下街における検知器1Aから1C及び誘導灯7Aから7Cの設置位置の例を示す平面図である。図2の通路は地下街における通路を示し、この通路に沿って店舗等が並んでいるとする。検知器1Aから1Cは図2に示す位置の壁面に設置され、誘導灯7A及び7Cは、図2に示す位置の天井及び床に設置され、誘導灯7Bは、図2に示す位置の壁面に設置されている。
誘導灯管理部6は、制御部3から受信した各誘導灯が表示する避難経路の方向を示す信号を誘導灯7Aから7Cへ送信する。各誘導灯は、浸水対策としては、浸水により表示が見えにくくならないよう壁面の上方又は天井に設け、火災対策としては、火災による煙により表示が見えにくくならないよう天井からやや下方に設ける。各誘導灯は、例えば表示面に多数のLED(light-emitting diode:発光ダイオード)を備え、避難経路の方向に向けた矢印の形状に点灯する。
図2は、地下街における検知器1Aから1C及び誘導灯7Aから7Cの設置位置の例を示す平面図である。図2の通路は地下街における通路を示し、この通路に沿って店舗等が並んでいるとする。検知器1Aから1Cは図2に示す位置の壁面に設置され、誘導灯7A及び7Cは、図2に示す位置の天井及び床に設置され、誘導灯7Bは、図2に示す位置の壁面に設置されている。
図2に示す地下街を例に、検知器設置データ、誘導灯設置データ、避難経路データ、シミュレーション結果データの例を説明する。図3は、図2に示す地下街において位置、経路等をモデル化したものでる。通路の交差点、端、出口をノードとし、通路はこれらのノードを結ぶリンクとする。図3においてノードはN0からN9であり、リンクはL0からL8である。図4は、記憶部5に記憶されるノードデータの例である。これは各ノードのノード番号と構造物におけるX座標、Y座標、Z座標が記憶される。図4においてX座標、Y座標、Z座標の具体的な値は省略している。図5は、記憶部5に記憶されるリンクデータの例である。これは各リンクのリンク番号、リンクの始点となるノードのノード番号、リンクの終点となるノードのノード番号、リンクの長さが記憶される。図5においてリンクの長さの具体的な値は省略している。
図6及び図7は、記憶部5に記憶される検知器設置データの例である。検知器の設置位置がノード上の場合は図6に示す形式で記憶され、検知器の設置位置がノードとノードの間、すなわちリンク上の場合は図7に示す形式で記憶される。図6の検知器設置データは、検知器番号とその検知器が設置されているノード番号が記憶されている。図6の例は、検知器1Aがノード番号N1のノードの位置に設置され、検知器1Cがノード番号N5のノードの位置に設置されていることを表す。図7の検知器設置データは、検知器番号とその検知器が設置されているリンクのリンク番号、及び、リンク上における位置を特定するため、始点ノードからの距離が位置として記憶されている。図7の例は、検知器1Bはリンク番号L4のリンク上にあり、位置は始点ノードからの距離が5mであることを表す。なお、始点ノードのノード番号は、リンク番号L4のリンクについて図5に示すリンクデータにより特定される。
図8及び図9は、記憶部5に記憶される誘導灯設置データの例である。誘導灯の設置位置がノード上の場合は図8に示す形式で記憶され、誘導灯の設置位置がノードとノードの間、すなわちリンク上の場合は図9に示す形式で記憶される。表記の仕方は上記で説明した検知器設置データと同様である。
図10は、記憶部5に記憶される避難経路データの例である。避難経路データは、誘導灯番号、出口のノード番号、誘導灯の設置位置から出口までの経路を構成するリンクのリンク番号、その避難経路において避難に要する時間、誘導灯に表示するその避難経路の方向からなるデータである。図10においては、各誘導灯からそれぞれ2つの出口への避難経路がある。経路1、経路2、経路3は、誘導灯から出口までの避難経路を構成するリンクが順に記憶される。例えば、誘導灯7Aからノード番号N2の出口へはリンクL1を通り、避難時間は1分であり、この避難経路を示す誘導灯の表示方向は北であることを示す。また、誘導灯7Aからノード番号N4の出口へはリンクL2を通ってからL3を通り、避難時間は2分であり、この避難経路を示す誘導灯の表示方向は東であることを示す。
シミュレーション結果データは、前述の通り、災害発生位置を想定してシミュレーションにより求めた構造物の各位置における環境状態を示す値の時系列データからなる。ここで構造物の各位置は、リンク番号iと、そのリンク上における始点ノードからの距離xで特定される。ここではxはリンク番号iのリンク上において始点ノードから終点ノードの間に離散的に、例えば、1m間隔にとった距離である。環境状態を示す値は、ここでは水位又は煙濃度又は温度である。時系列の経過時間はt(k)(k=0,1,・・・,n)で表す。例えば、n=100とし、t(0)を経過時間0秒とし、kが1増加するときの時間間隔を10秒とすると、t(k)(k=0,1,・・・,n)は、0秒から1000秒まで10秒間隔の離散的な時系列を表す。
図11は、シミュレーションによる構造物の各位置における煙濃度の時系列データの例である。各グラフの横軸のL0からL8は図3におけるリンク番号L0からL8に対応し、各々のリンク上において離散的にとった点ごとに、縦軸の煙濃度の値vが対応する。上段、中段、下段のグラフはそれぞれ経過時間t1、t2、t3(t1<t2<t3)におけるグラフである。これらのグラフは、リンク番号L4のリンク上の中間付近から出火し、それによって発生した煙が時間の経過とともに広がって行く状況に対応する。
すなわち値vはリンク番号i、そのリンク上における位置x、経過時間t(k)(k=0,1,・・・,n)に煙濃度vが対応するので、値vは下記のようにx、i、t(k)の関数として表すことができる。
v=s(i,x,t(k))・・・関数1
水位、温度の値についても同様に、それぞれ関数2、関数3のように表すことができる。
v=h(i,x,t(k))・・・関数2
v=temp(i,x,t(k))・・・関数3
すなわち値vはリンク番号i、そのリンク上における位置x、経過時間t(k)(k=0,1,・・・,n)に煙濃度vが対応するので、値vは下記のようにx、i、t(k)の関数として表すことができる。
v=s(i,x,t(k))・・・関数1
水位、温度の値についても同様に、それぞれ関数2、関数3のように表すことができる。
v=h(i,x,t(k))・・・関数2
v=temp(i,x,t(k))・・・関数3
なお、各グラフはリンク上において離散的にとった点ごとに得られる値vをなだらかな線で結んで表している。また、グラフの横軸において隣り合ったリンクは必ずしも図3における位置が隣り合っているとは限らないので、実際にはグラフに不連続な部分が出てくることもあるが、図11ではそれを省略している。また、図11の時系列データは経過時間t1、t2、t3における3つのデータからなるが、例えば、0秒から1000秒まで10秒間隔で時系列データを生成する。
上記は出火場所をリンク番号L4のリンク上の中間付近と想定した時系列データであるが、同様にして災害発生位置をi、xが取り得る値ごとに想定してシミュレーションを行い時系列データを生成する。これらは配列の形式で記憶部5に記憶される。
以上が、記憶部5に記憶されるデータの例である。
上記は出火場所をリンク番号L4のリンク上の中間付近と想定した時系列データであるが、同様にして災害発生位置をi、xが取り得る値ごとに想定してシミュレーションを行い時系列データを生成する。これらは配列の形式で記憶部5に記憶される。
以上が、記憶部5に記憶されるデータの例である。
次に、図12を参照して、上述した避難誘導システムの動作を説明する。図2に示す地下街において図中に示す位置から出火したとする。検知器1Aは火災による煙を検知してその濃度を示す検知信号を検知器管理部2(図1)へ送信する。制御部3は、検知器管理部2から各検知器による検知信号を受信する(ステップS11)。
制御部3は、各検知器から受信した検知信号が予め設定された閾値を超えているか判定する(ステップS12)。検知器1Aによる検知信号が閾値を超えている場合は、判定結果が「YES」となりステップS13へ進む。なお、火災が発生していない場合には、各検知器が送信する検知信号は閾値を超えないので、判定結果が「NO」となりステップS11へ戻る。
制御部3は、まず、記憶部5の検知器位置データ(図6、図7)より、閾値を超える検知信号を出力した検知器1Aの位置を求める(ステップS13)。シミュレーション結果データは位置を特定するのにリンク番号とリンク上の位置を用いたので、ここでは検知器1Aのリンク番号とリンク上の位置を求める。検知器1Aの位置は図6の検知器位置データにおいてノード番号N1として記憶されている。このように位置がノード番号で記憶されている場合は、図5に示す記憶部5のリンクデータにより、リンク番号との対応を参照する。ノード番号N1は、リンク番号L1であるリンクの始点ノードであるので、リンク番号L1、始点ノードからの距離であるリンク上の位置は0として位置が特定される。なお、リンク番号L2であるリンクの始点ノード、すなわち、リンク番号L2、リンク上の位置0として位置を特定してもよい。
次に、記憶部5のシミュレーション結果データにおいて、ステップS13で求めた検知器の位置及びステップS11で受信した検知信号の出力値に対して、これと整合するデータ、例えば、前記の検知器の位置において前記の検知信号の出力値に合致するデータ、または、最も近い値を有するデータを特定し、このデータを含む時系列データを特定する(ステップS14)。
次に、ステップS14で特定されたデータにおける経過時間t(k)の値をt1としたとき、このデータを含む時系列データにおいて経過時間t(k)の値がt1以後の時系列データを読み出す(ステップS15)。
次に、ステップS14で特定されたデータにおける経過時間t(k)の値をt1としたとき、このデータを含む時系列データにおいて経過時間t(k)の値がt1以後の時系列データを読み出す(ステップS15)。
次に、読み出した時系列データと記憶部5に記憶された避難経路データに基づいて避難経路を特定する(ステップS16)。例えば、避難経路上の各位置について、その経路により避難した場合の避難時間が経過するまでの時間において、読み出した時系列データにおける煙濃度が予め設定された閾値以下である避難経路を特定する。このような避難経路が複数存在する場合は、避難時間が最小のものを特定する。このような避難経路が存在しない場合は、煙濃度が予め設定された閾値を超えても避難時間が最小の経路を特定する。
ここで図2、図3、図10を参照して、避難経路の特定の仕方の例を説明する。誘導灯7Aの位置からの避難経路については、図10の避難経路データによれば、誘導灯7Aからノード番号N2である出口1(図2)までの避難経路が避難時間1分、ノード番号N4である出口2までの避難経路が避難時間2分である。例えばステップS15で読み出した時系列データによれば、出口1までの避難経路は1分経過するまでに煙濃度が閾値を超える位置が存在し、出口2までの避難経路は2分経過するまでに煙濃度が閾値を超える位置が存在した場合は、避難時間が最小の出口1を避難経路として特定する。
また、誘導灯7Bの位置からの避難経路については、避難経路データによれば、誘導灯7Bからノード番号N4である出口2までの避難経路が避難時間2分、ノード番号N6である出口3までの避難経路が避難時間3分である。例えばステップS15で読み出した時系列データによれば、出口2までの避難経路は2分経過するまでに煙濃度が閾値を超える位置が存在し、出口3までの避難経路は3分経過するまで煙濃度が閾値を超えない場合は、出口3を避難経路として特定する。
また、誘導灯7Cの位置からの避難経路については、避難経路データによれば、誘導灯7Cからはノード番号N6である出口3までの避難経路が避難時間1分、ノード番号N8である出口4までの避難経路が避難時間2分である。例えばステップS15で読み出した時系列によれば、出口3までの避難経路は1分経過するまで煙濃度が閾値を超えず、出口4までの避難経路は2分経過するまで煙濃度が閾値を超えない場合は、避難時間が最小である出口3を避難経路として特定する。
また、誘導灯7Bの位置からの避難経路については、避難経路データによれば、誘導灯7Bからノード番号N4である出口2までの避難経路が避難時間2分、ノード番号N6である出口3までの避難経路が避難時間3分である。例えばステップS15で読み出した時系列データによれば、出口2までの避難経路は2分経過するまでに煙濃度が閾値を超える位置が存在し、出口3までの避難経路は3分経過するまで煙濃度が閾値を超えない場合は、出口3を避難経路として特定する。
また、誘導灯7Cの位置からの避難経路については、避難経路データによれば、誘導灯7Cからはノード番号N6である出口3までの避難経路が避難時間1分、ノード番号N8である出口4までの避難経路が避難時間2分である。例えばステップS15で読み出した時系列によれば、出口3までの避難経路は1分経過するまで煙濃度が閾値を超えず、出口4までの避難経路は2分経過するまで煙濃度が閾値を超えない場合は、避難時間が最小である出口3を避難経路として特定する。
次に、特定された避難経路について、避難経路データから誘導灯の表示方向を取得し、その方向に各誘導灯を点灯する(ステップS17)。制御部3が誘導灯管理部6に対して表示方向を指示する信号を送信すると、誘導灯管理部6は誘導灯7Aから7Cに対して表示方向を示す信号を送信し、これに従い各誘導灯は避難する方向を表示する。
火災の状況は時間とともに変化するので、ステップS17までの処理を行うと、ステップS11に戻り、ステップS17までの処理を繰り返す。これにより、火災の状況の変化にリアルタイムに捉えた避難誘導を行うことができる。
なお、火災による温度あるいは水害による水位についてシミュレーション結果データを生成し、データ入力部4から入力して記憶部5に記憶させ、各検知器により火災による温度あるいは水害による水位を検知して、上記と同様に処理を行ってもよい。
火災の状況は時間とともに変化するので、ステップS17までの処理を行うと、ステップS11に戻り、ステップS17までの処理を繰り返す。これにより、火災の状況の変化にリアルタイムに捉えた避難誘導を行うことができる。
なお、火災による温度あるいは水害による水位についてシミュレーション結果データを生成し、データ入力部4から入力して記憶部5に記憶させ、各検知器により火災による温度あるいは水害による水位を検知して、上記と同様に処理を行ってもよい。
なお、上述の制御部3は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、上述した制御部3の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。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である。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ROMの他に、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM等の可搬媒体、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が送信された場合のシステム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(RAM)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、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
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い。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、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
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い。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、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
なお、図3に示したように地下街等の構造物をモデル化するには、構造物の正確な測量データが必要である。従来の測量は主として平面図を作成するものであったため、高さまで正確に測量し表現した立体図は作成されていなかった。以下、従来の測量方法、及び、正確な立体図を作成する測量方法について説明する。
まず、従来用いられている測量用機器及び測量方法について説明する。以下、測量装置であるトータルステーションの構成、測量の目標物である測量用ターゲットの構成、これらを用いた基準点の測量方法、3次元レーザスキャナー測定機による構造物の測定方法の順に説明する。
まず、図20を参照して従来の測量装置であるトータルステーション100について説明する。トータルステーション100の本体103は、望遠鏡104を測量用ターゲットに向けるため、台109の上を回転軸101のまわりに360度回転する。また、望遠鏡104は本体103に対して回転軸102のまわりを360度回転する。測量用ターゲットに向けられた望遠鏡104はレーザー部107からレーザーを発光し、測量用ターゲットの反射鏡による反射光を受光して測角・測距する。なお、測量の目標物までの距離が近い場合は、測量用ターゲットを設けなくても測角・測距することができる。操作制御部108はCPU(中央処理装置)、ROM(リードオンリメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、ディスプレイ、操作ボタン、データ出力手段を備え、操作ボタンからの指示に基づき各部を制御し、また、測角・測距によって得た角度及び距離から座標を計算し記憶する。記憶された座標データは記憶媒体を介してパソコンに取り込むことができる。三脚110は本体103等を設置するために用いられる。
次に、前述のトータルステーション100による測量の目標物である測量用ターゲットについて説明する。以下、図21、図27を参照して2種類の測量用ターゲットの構成を説明する。
図21は測量用ターゲット210を示す。これは図22に示すピンポール216、プリズム支持部217、石突き218がねじで接合されたものである。ピンポール216は軸線211上において棒状に成形されており、片側にねじ山225を有する。プリズム支持部217は、プリズム取付部227、水準器224、ねじ孔226及び228を有する。プリズム取付部227には、反射鏡である図23に示す1素子プリズム212が取り付けられ、プリズム取付部227は鉛直方向に向きを変えることができる。これにより、プリズム取付部227の向きを鉛直方向に調整して、トータルステーション100からレーザーが入射する方向に1素子プリズム212を向けることができる。
1素子プリズム212は中心213で3つの面が直交するよう成形され、正面から左右45度の範囲の角度で入射するレーザーを、入射する方向に関わらず入射方向へ180度折り返すコーナーキューブプリズムである。石突き218は軸線211上において棒状に成形されており、ねじ山229と基準点に接触させる測点部214を有する。
図21は測量用ターゲット210を示す。これは図22に示すピンポール216、プリズム支持部217、石突き218がねじで接合されたものである。ピンポール216は軸線211上において棒状に成形されており、片側にねじ山225を有する。プリズム支持部217は、プリズム取付部227、水準器224、ねじ孔226及び228を有する。プリズム取付部227には、反射鏡である図23に示す1素子プリズム212が取り付けられ、プリズム取付部227は鉛直方向に向きを変えることができる。これにより、プリズム取付部227の向きを鉛直方向に調整して、トータルステーション100からレーザーが入射する方向に1素子プリズム212を向けることができる。
1素子プリズム212は中心213で3つの面が直交するよう成形され、正面から左右45度の範囲の角度で入射するレーザーを、入射する方向に関わらず入射方向へ180度折り返すコーナーキューブプリズムである。石突き218は軸線211上において棒状に成形されており、ねじ山229と基準点に接触させる測点部214を有する。
図21に示す測量用ターゲット210は、1素子プリズム212の中心213と石突き218の測点部214は軸線211上に配置され、測量用ターゲット210のプリズム取付部227の向きを鉛直方向に変えても、1素子プリズム212の中心213の位置は変わらない。これはプリズム定数が0の場合であり、このプリズム定数が0でない場合、すなわち、1素子プリズム212の中心213と軸線211とがプリズム定数の示す距離だけずれた位置にあってもよい。例えば、3cmのプリズム定数を有する場合とは、1素子プリズム212の正面をトータルステーション100に向けたときに、トータルステーション100に近づく方向に軸線211から3cmずれていることを表す。このような測量用ターゲットを用いて測量を行った場合には、トータルステーション100から1素子プリズム212の中心213を測距し、その結果に3cmを加算する。
測量用ターゲット210のプリズム支持部217は、1素子プリズム212とは異なる反射鏡である図24に示す360度プリズム30で置き換えてもよい。360度プリズム30の反射部33は、図25に示すように6つの面から構成される。これは、1素子プリズム212(図23)と同様にコーナーキューブプリズムである1素子プリズム34(図26)が6個用いられそれぞれの中心35が1点で接するように接合されている。したがって、軸線11のまわりに360度のどの方向からレーザーが入射しても6つのプリズムのいずれかが入射方向へ180度折り返す。測量用ターゲット210のプリズム支持部217は1素子プリズム212の正面から左右45度の範囲の角度でレーザーを入射する必要があったが、プリズム支持部217を360度プリズム30で置き換えることで、測量用ターゲット210の反射鏡の向きは意識する必要がなくなる。
図27は測量用ターゲット250を示す。これは、例えば三脚の取付台253の上に設置される。プリズム取付部251は水平軸線255のまわりに向きを変えることができる。プリズム取付部251には、図23の1素子プリズム212が取り付けられている。これにより、プリズム取付部251の向きを鉛直方向に調整して、1素子プリズム212をトータルステーション100からレーザーが入射する方向に向けることができる。ターゲット板252は、後述する3次元レーザスキャナー測定機により表面上の複数の点の座標を取得して、トータルステーション100により取得した1素子プリズム212の中心213の座標と位置合せをするときに用いられる。
次に、図13、図20、図21、図22を参照して、トータルステーション100を用いた従来の基準点座標算出方法を説明する。図13は測量装置及び測量用ターゲットの配置を示す平面図である。この図においてBSを後視点といい、座標が既知である点を用いる。
まず、ISはトータルステーション100が設置される位置であり、この点を器械点という。この座標も既知とする。次に、後視点BS及び前視点T1にそれぞれ測量用ターゲット210(図21)の測点部214を立て、水準器224(図22)により鉛直に立っていることを確認し、トータルステーション100の操作制御部108(図20)を操作して望遠鏡104をBS及びT1に立てた測量用ターゲット210の1素子プリズム212に向け、それぞれの方向をトータルステーション100に記憶させる。
まず、ISはトータルステーション100が設置される位置であり、この点を器械点という。この座標も既知とする。次に、後視点BS及び前視点T1にそれぞれ測量用ターゲット210(図21)の測点部214を立て、水準器224(図22)により鉛直に立っていることを確認し、トータルステーション100の操作制御部108(図20)を操作して望遠鏡104をBS及びT1に立てた測量用ターゲット210の1素子プリズム212に向け、それぞれの方向をトータルステーション100に記憶させる。
次に、操作制御部108から測量開始を指示すると、トータルステーション100はレーザー部107からレーザーを発光してBSに立てた測量用ターゲット210の1素子プリズム212を視準する。次に、トータルステーション100の本体103は、軸101のまわりを回転するとともに軸102のまわりを回転し、望遠鏡104の方向をT1に立てた測量用ターゲット210の1素子プリズム212に合わせて測角・測距する。
次に、距離と角度を正確に測量するため、望遠鏡104を対回(ついかい)させる。すなわち、本体103を軸101のまわりに180度回転させるとともに望遠鏡104を軸102のまわりに180度回転させる。これにより望遠鏡104の上下が反転することになる。この状態でT1に立てた測量用ターゲット210を再度測角・測距した後、BSに立てた測量用ターゲット210を視準した方向に戻して再度視準する。トータルステーション100の操作制御部108は、このようにして得られた角度及び距離と後視点及び器械点の座標から前視点の座標を計算する。
以上はトータルステーション100による自動測量である。操作制御部108を操作して手動で測量する場合は次のように行われる。まず、トータルステーション100及び測量用ターゲット210を上記と同様に設置する。次に、操作制御部108を操作して、望遠鏡104のレーザー部107からレーザーを発光してBSに立てた測量用ターゲット210の1素子プリズム212を視準する。次に、操作制御部108を操作して、望遠鏡104の方向をT1に立てた測量用ターゲット210の1素子プリズム212に合わせて測角・測距する。
次に、操作制御部108を操作して、望遠鏡104を対回させる。この状態で操作制御部108を操作して、T1に立てた測量用ターゲット210の再度測角・測距した後、BSに立てた測量用ターゲット210の方向に戻して再度視準する。操作制御部108は、このようにして得られた距離及び角度と後視点及び前視点の座標から前視点の座標を計算する。
上記のトータルステーション100は前視点を測角・測距してその座標を取得するものであるが、これに対し、構造物の表面上の点の座標を大量に取得できる3次元レーザスキャナー測定機が知られている。この測定機の動作は一例として水平方向360度、上下方向60度について角度読取分解能0.0018度の精度でレーザーを照射して構造物の表面上の点の座標及び色(RGBと照度)を毎秒5000点の速度で取得することができる。取得した座標データは記憶媒体を介してパソコンに取り込むことができる。なお、ここで取得することができる座標は、3次元レーザスキャナー測定機を基準とする相対座標である。
上記のトータルステーションは1点づつ測角・測距して、主に地形、構造物等の平面図を作成するために用いられている。また、上記の3次元レーザスキャナー測定機は、主に建築物、橋梁、ダム等の構造物をある地点から見たときの外部の形状を測定して、ある特定の構造物の立体図を作成するために用いられている。したがって、これらの技術によれば、地下街、トンネル等の構造物の内部の空間、あるいは、構造物の外部の形状を作図するには平面図を作成するか、または、ある地点から見通せる範囲での立体図を作成するしかなかった。
以下の立体図作成方法によれば、3次元レーザスキャナー測定機による測定に用いる基準点を複数の基準点の中から適切に選択することにより、3次元レーザスキャナー測定機の設置位置や測定方向を変えて構造物の測定を行っても誤差を抑えて構造物の表面上の点の座標を取得することができる。また、このときに必要となる複数の基準点座標を効率的に算出することができる。また、構造物の正確な立体図を作成するために必要となる座標の取得や作図、すなわち、構造物の角の点(コーナー)の正確な座標の取得、測角のみの簡易な測量による点の座標の取得、物陰に隠れた点の座標の取得、天井や壁面等の微妙な凹凸を除外した平面の作図をすることができる。
以下、図面を参照して説明する。図13は測量装置及び測量用ターゲットの配置を示す平面図である。図13のBSは前述の通り、座標が既知である後視点、T1からT5は測量によって座標を求める複数の前視点、ISはトータルステーション100の設置位置である器械点である。前視点は、構造物の形状に沿って適宜配置するが、座標を求めた後は基準点として用いられ、この座標は後で説明するように、3次元レーザスキャナー測定機による測定に適した位置関係に配置されていることが望ましい。
BS及びT1からT5には、図14、図16、図17、図27に示すいずれかの測量用ターゲットを立てる。図27に示す測量用ターゲット250については既に説明したので、図14、図16、図17に示す測量用ターゲットについて説明する。
図14は測量用ターゲット10を示す。これは図15に球体部15、ピンポール16、プリズム支持部17、石突き18がねじで接合されたものである。
球体部15は、中心12を中心とする基準球19、基準球19を支持する支持部20及び円盤21、円盤21の下部に設けられたねじ孔22から構成される。基準球19は3次元レーザスキャナー測定機がその表面上の点を測定し、中心12の座標を計算するために用いられる基準物である。基準物としては基準球19に代えてターゲット板を用いてもよい。基準物の中心とは、基準球の場合はその中心であり、ターゲット板の場合は重心、あるいは、形状が長方形の場合は対角線の交点としてもよい。円盤21は球体部15のみ単体で3次元レーザスキャナー測定機による測量用ターゲットとして設置するときに使用される。基準球19の中心12とねじ孔22は軸線11上にある。
球体部15は、中心12を中心とする基準球19、基準球19を支持する支持部20及び円盤21、円盤21の下部に設けられたねじ孔22から構成される。基準球19は3次元レーザスキャナー測定機がその表面上の点を測定し、中心12の座標を計算するために用いられる基準物である。基準物としては基準球19に代えてターゲット板を用いてもよい。基準物の中心とは、基準球の場合はその中心であり、ターゲット板の場合は重心、あるいは、形状が長方形の場合は対角線の交点としてもよい。円盤21は球体部15のみ単体で3次元レーザスキャナー測定機による測量用ターゲットとして設置するときに使用される。基準球19の中心12とねじ孔22は軸線11上にある。
ピンポール16は軸線11上において棒状に成形されており、両端にねじ山23及び25を有し、上部には水準器24を有する。プリズム支持部17は、水準器がない点を除き、図22のプリズム支持部217と同様である。石突き18は図22の石突き218と同様である。図14に示す測量用ターゲット10は、基準球19の中心12、1素子プリズム212の中心213、石突き18の測点部14は全て軸線11上に配置され、プリズム取付部27の向きを鉛直方向に変えても、1素子プリズム212の中心213の位置は変わらない。これはプリズム定数が0の場合であり、このプリズム定数が0でない場合、すなわち、軸線11上からこのプリズム定数だけ隔てて反射鏡である1素子プリズム212を配置したものであってもよい。この場合の使い方は前述した通りである。
図16に示す測量用ターゲット230は、ターゲット板232と、これに連結された反射鏡ユニット236とを備える。反射鏡ユニット236は、プリズム取付部231が有する左右の突起を軸受けで支持することにより、プリズム取付部231を水平軸線235を中心に回転可能とする回転手段を備える。さらに、反射鏡ユニット236は、その上下に設けられた突起とターゲット板232に設けられた軸受けにより、鉛直軸線234を中心に回転可能とする回転手段を備える。プリズム取付部231は、1素子プリズム212を取り付けた反射鏡本体である。
この測量用ターゲット230は、図27に示す従来の測量用ターゲット250とは異なり、プリズム取付部231を水平軸線234を中心に回転させることができる。これにより水平軸線234のまわりにプリズム取付部231の向きを変えるときには、測量用ターゲット230を持ち上げて置き直すことなく反射鏡ユニット236の向きを変えるだけでよい。
この測量用ターゲット230は、図27に示す従来の測量用ターゲット250とは異なり、プリズム取付部231を水平軸線234を中心に回転させることができる。これにより水平軸線234のまわりにプリズム取付部231の向きを変えるときには、測量用ターゲット230を持ち上げて置き直すことなく反射鏡ユニット236の向きを変えるだけでよい。
反射鏡ユニット236のプリズム取付部231に取り付けられている1素子プリズム212は、前述の通り、所定の範囲の角度で入射するレーザーを、入射する方向に関わらず入射方向へ180度折り返すので、この1素子プリズム212に対して必ずしも正面からレーザーを入射させる必要はない。しかし、1素子プリズム212の中心213から外れてレーザーが入射して折り返す場合には、トータルステーション100の望遠鏡104で測角される角度に誤差が生じる。そこで、プリズム取付部231を鉛直軸線234を中心に回転させて、1素子プリズム212の正面にレーザーを入射させることにより誤差を抑えることができる。
また、測量用ターゲット230は、反射鏡ユニット236の一部がターゲット板232の側面から外方に露出している。これにより、ターゲット板232の側方から容易に反射鏡ユニット236に手で触れて向きを変えることができる。
図17に示す測量用ターゲット240は、ターゲット板242の形状が異なる他は測量用ターゲット230と同様である。
また、測量用ターゲット230は、反射鏡ユニット236の一部がターゲット板232の側面から外方に露出している。これにより、ターゲット板232の側方から容易に反射鏡ユニット236に手で触れて向きを変えることができる。
図17に示す測量用ターゲット240は、ターゲット板242の形状が異なる他は測量用ターゲット230と同様である。
次に、図13及び図20を参照して、測量方法及び立体図作成方法を説明する。まず、ISにトータルステーション100を設置し、その周囲に設けられた複数の前視点T1からT5を測角・測距して座標を求め基準点をつくる。
BSは座標が既知の点である。ISにトータルステーション100を設置し、BS及び前視点T1からT5に測量用ターゲット10を立て、これらを測角・測距する。なお、ここでは地下街、トンネル等の内部に空間を有する構造物において、その内部の空間の立体図を作成するものとし、図13において設けた各点の周囲には壁面や天井があるものとして説明する。
BSは座標が既知の点である。ISにトータルステーション100を設置し、BS及び前視点T1からT5に測量用ターゲット10を立て、これらを測角・測距する。なお、ここでは地下街、トンネル等の内部に空間を有する構造物において、その内部の空間の立体図を作成するものとし、図13において設けた各点の周囲には壁面や天井があるものとして説明する。
BS及びT1からT5に測量用ターゲット10の測点部14を立て、水準器24により鉛直に立っていることを確認し、トータルステーション100の操作制御部108を操作して望遠鏡104をBS及び複数の前視点T1からT5に設けられた各測量用ターゲットの1素子プリズム212に向け、それぞれの方向をトータルステーション100に記憶させる。なお、ここで使用する測量用ターゲットは、測量用ターゲット10のプリズム支持部17を前述した図24の360度プリズム30で置き換えたものでもよく、また、測量用ターゲット230、240、250のうちいずれかを用いてもよい。
次に、操作制御部108から測量開始を指示すると、トータルステーション100は望遠鏡104を一方向に旋回させることによって複数の前視点を順次測角・測距する。すなわち、トータルステーション100の望遠鏡104はレーザー部107からレーザーを発光してBSに立てた測量用ターゲット10の1素子プリズム212を視準する。次に、本体103が軸101のまわりに回転するとともに、望遠鏡104が軸102のまわりを回転し、望遠鏡104の方向をT1に立てられた測量用ターゲット10の1素子プリズム212に合わせて測角・測距する。次に、本体103が軸101のまわりに回転するとともに、望遠鏡104が軸102のまわりを回転し、望遠鏡104の向きをT2に立てられた測量用ターゲット10の1素子プリズム212に合わせて測角・測距する。T3からT5についても同様に測角・測距する。
T5まで測角・測距が終わると、正確な測量のためトータルステーション100は望遠鏡104を対回させる。すなわち、本体103を軸101のまわりに180度回転させるとともに望遠鏡104を軸102のまわりに180度回転させることにより、望遠鏡104の上下を反転させる。そして、トータルステーション100は望遠鏡104の上下が反転した状態で、T1からT5を順次測角・測距したときと逆方向に望遠鏡104を旋回させることによって複数の前視点を順次測角・測距する。すなわち、T5に立てられた測量用ターゲットを測角・測距した後、T4に立てられた測量用ターゲット10の方向に旋回して再度測角・測距する。続いて、T3、T2、T1の順に、これらの前視点に立てられた測量用ターゲット10の方向に旋回して再度測角・測距した後、BSに立てられた測量用ターゲット10の方向に旋回して再度視準する。
前視点を測角・測距する従来の方法によれば、座標が既知のBSを基に前視点を1つづつ測角・測距するので、前視点が複数の場合は、前視点の数だけ望遠鏡104の対回及びBSと前視点の間の往復が発生する。しかし、上記の方法によれば、望遠鏡104の旋回は1往復で済み、望遠鏡104の上下を反転させる対回も1回で済むので、多数の前視点の測角・測距においては要する時間が短縮される。
前視点を測角・測距する従来の方法によれば、座標が既知のBSを基に前視点を1つづつ測角・測距するので、前視点が複数の場合は、前視点の数だけ望遠鏡104の対回及びBSと前視点の間の往復が発生する。しかし、上記の方法によれば、望遠鏡104の旋回は1往復で済み、望遠鏡104の上下を反転させる対回も1回で済むので、多数の前視点の測角・測距においては要する時間が短縮される。
以上で、T1からT5に立てられた測量用ターゲット10が測角・測距されたので、操作制御部108において後視点BS及び器械点ISの座標を基に複数の前視点T1からT5の座標を求める。各前視点の座標は、測量用ターゲット10の1素子プリズム212の中心213の座標が求まると、中心213と測点部14との距離から求めることができる。測量用ターゲット10が前述のプリズム定数を有する場合は、トータルステーション100と中心213との距離に中心213と軸線11との距離を加算して、中心213を軸線11上に補正した点と測点部14との距離から前視点の座標を求める。
以上はトータルステーション100による自動測量である。操作制御部108を操作して手動で測量する場合は次のように行われる。まず、トータルステーション100及び測量用ターゲット10を上記と同様に設置する。次に、操作制御部108を操作して、望遠鏡104のレーザー部107からレーザーを発光してBSに立てた測量用ターゲット10の1素子プリズム212を視準する。
次に、操作制御部108を操作して、望遠鏡104の方向をT1に立てられた測量用ターゲット10の1素子プリズム212に合わせて測角・測距する。次に、操作制御部108を操作して、望遠鏡104の向きをT2に立てられた測量用ターゲット10の1素子プリズム212に合わせて測角・測距する。T3からT5についても同様に測角・測距する。
次に、操作制御部108を操作して、望遠鏡104の方向をT1に立てられた測量用ターゲット10の1素子プリズム212に合わせて測角・測距する。次に、操作制御部108を操作して、望遠鏡104の向きをT2に立てられた測量用ターゲット10の1素子プリズム212に合わせて測角・測距する。T3からT5についても同様に測角・測距する。
T5まで測角・測距が終わると、次に、操作制御部108を操作して、望遠鏡104を対回させる。そして、操作制御部108を操作して、望遠鏡104の上下が反転した状態で、T1からT5を順次測角・測距したときと逆方向に望遠鏡104を旋回させることによって複数の前視点を順次測角・測距する。すなわち、操作制御部108を操作して、T5に立てられた測量用ターゲットを測角・測距した後、操作制御部108を操作して、T4に立てられた測量用ターゲット10の方向に旋回して再度測角・測距する。続いて、操作制御部108を操作して、T3、T2、T1、BSの順に、これらの前視点に立てられた測量用ターゲット10の方向に旋回して再度測角・測距する。
以上で、T1からT5に立てられた測量用ターゲット10が測角・測距されたので、操作制御部108においてBSの座標を基に複数の前視点T1からT5の座標を求める。
このようにして前視点T1からT5は座標が既知の後視点BSから座標が求められると、それ以後は基準点と呼ばれる。以下の説明においてはT1からT5は基準点として説明する。
以上で、T1からT5に立てられた測量用ターゲット10が測角・測距されたので、操作制御部108においてBSの座標を基に複数の前視点T1からT5の座標を求める。
このようにして前視点T1からT5は座標が既知の後視点BSから座標が求められると、それ以後は基準点と呼ばれる。以下の説明においてはT1からT5は基準点として説明する。
T1からT5の座標が求められたので、次に、3次元レーザスキャナー測定機によって構造物の表面上の複数の点を測定する。前述の通り3次元レーザスキャナー測定機により水平方向に360度について構造物の表面上の複数の点を測定するが、測定の誤差を小さくするため、基準点を変えて複数回測定し、基準点の選択の仕方により精度よく測定される範囲をつなぎ合わせる。
基準点の選択の仕方は、選択される3つの基準点のうちの少なくとも2つの基準点間の鉛直方向の座標の差が、3次元レーザスキャナー測定機を設けた場所から構造物までの距離の100分の1以上となるように選択する。ここで構造物までの距離とは、3次元レーザスキャナー測定機の設置場所から、構造物において測定する範囲を見たときの、当該設置場所から構造物までの距離である。
さらに、3つの基準点を選ぶ際に、3次元レーザスキャナー測定機の設置場所を基準として、対象とする構造物に近い側の2つの基準点と、当該構造物から遠い側の1つの基準点を選択する。すなわち、3次元レーザスキャナー測定機の設置場所から、構造物において測定する範囲を見たときに、構造物から近い側の2つの基準点と、構造物から遠い側の1つの基準点を選択する。
さらに、3つの基準点を選ぶ際に、3次元レーザスキャナー測定機の設置場所を基準として、対象とする構造物に近い側の2つの基準点と、当該構造物から遠い側の1つの基準点を選択する。すなわち、3次元レーザスキャナー測定機の設置場所から、構造物において測定する範囲を見たときに、構造物から近い側の2つの基準点と、構造物から遠い側の1つの基準点を選択する。
図13において器械点ISまたはこの付近に3次元レーザスキャナー測定機を設置し、基準点T3からT4にかけての方向について構造物の表面上の座標を測定する場合、構造物に近い側の2つの基準点はT3、T4であるが、構造物から遠い側の1つの基準を選択する必要がある。3次元レーザスキャナー測定機の設置場所から構造物までの距離を求め、その100分の1の値を計算する。T3、T4のZ座標の差がこの値以上でない場合は、もう1つの基準点とT3またはT4のZ座標の差はこの値以上である必要がある。T1がこれらの条件を満たしているとして、ここではもう1つの基準点としてT1を選択する。3次元レーザスキャナー測定機は、これら3つの基準点T1、T3、T4を結んでできる三角形の内側に設置する。T1、T3、T4に測量用ターゲット10を設け、3次元レーザスキャナー測定機によって測量用ターゲット10の表面と構造物の表面を測定し、測量用ターゲット10の表面上と構造物の表面上の複数の点の座標を求める。これは前述の通り、3次元レーザスキャナー測定機からレーザーを照射して自動測定することにより行う。このとき3次元レーザスキャナー測定機が設置された位置から見て、T3からT4にかけての方向について、精度よく測定できるので、立体図作成においてはこの範囲の方向について取得した構造物の表面上の点の座標を立体図作成に用いる。
このとき測量用ターゲット10の基準球19の表面上の複数の点の座標も取得される。この座標から基準球19の中心12の座標を計算する。次に、測量用ターゲット10の基準球19の中心12と1素子プリズム212の中心213との距離から中心12の座標を計算し、これをもとに測定によって得られた構造物の表面上の点の座標を求める。
同様に測量用ターゲット230、240、250のいずれかを用いた場合は、それぞれターゲット板232、242、252の表面上の点の座標からプリズムの中心213の座標を計算する。次に、3次元レーザスキャナー測定機で得られた座標を、トータルステーション100で測量して座標を取得した基準点T1、T3、T4に立てられた測量用ターゲット230、240、250のプリズムの中心213と位置合せする。すなわち、中心213の座標はトータルステーション100によって既に求めた座標であるので、これを用いて構造物の表面上の点の座標を求める。
同様に測量用ターゲット230、240、250のいずれかを用いた場合は、それぞれターゲット板232、242、252の表面上の点の座標からプリズムの中心213の座標を計算する。次に、3次元レーザスキャナー測定機で得られた座標を、トータルステーション100で測量して座標を取得した基準点T1、T3、T4に立てられた測量用ターゲット230、240、250のプリズムの中心213と位置合せする。すなわち、中心213の座標はトータルステーション100によって既に求めた座標であるので、これを用いて構造物の表面上の点の座標を求める。
次に、図13において器械点ISまたはこの付近に3次元レーザスキャナー測定機を設置し、基準点T4からT5にかけての方向について構造物の表面上の座標を測定する場合、構造物に近い側の2つの基準点はT4、T5であるが、構造物から遠い側の1つの基準を選択する必要がある。上記と同様にもう1つの基準点としてT2を選択し、3次元レーザスキャナー測定機は、これら3つの基準点T2、T4、T5を結んでできる三角形の内側に設置する。T2、T4、T5に測量用ターゲット10を設け、3次元レーザスキャナー測定機によって測量用ターゲット10の表面と構造物の表面を測定し、測量用ターゲット10の表面上と構造物の表面上の複数の点の座標を求める。このとき3次元レーザスキャナー測定機が設置された位置から見て、T4からT5にかけての方向について、精度よく測定できるので、立体図作成においてはこの範囲の方向について取得した構造物の表面上の点の座標を立体図作成に用いる。
同様に、基準点T1からT5にかけての方向について構造物の表面上の座標を測定するため、もう1つの基準点としてT2を選択して3次元レーザスキャナー測定機によって測定し、T1からT5にかけての方向について取得した構造物の表面上の点の座標を立体図作成に用いる。また同様に、基準点T1からT2にかけての方向について構造物の表面上の座標を測定するため、もう1つの基準点としてT5を選択して3次元レーザスキャナー測定機によって測定し、T1からT2にかけての方向について取得した構造物の表面上の点の座標を立体図作成に用いる。また同様に、基準点T2からT3にかけての方向について構造物の表面上の座標を測定するため、もう1つの基準点としてT5を選択して3次元レーザスキャナー測定機によって測定し、T2からT3にかけての方向について取得した構造物の表面上の点の座標を立体図作成に用いる。このようにして全方向において構造物の表面上の点の測定を行う。
上記のようにして求めた構造物の表面上の複数の点の座標をもとに、次のようにして立体図の作成を行う。まず、コンピュータに上記で測定した複数の点の座標を取り込む。そして、数値データとして与えられた構造物の表面上の座標を3次元の座標空間にプロットし、線でつないだり、面を作成したりしてできる立体図形を、コンピュータの画面に投影して画像を描画する。立体図形を2次元座標に投影する手法として等角投影図法、斜投影図法等がある。
このようにして立体図を作成したとき、例えば壁や天井には微妙な凹凸があるので、これらの壁や天井に沿って必ずしも純粋な平面が形成されるわけではない。このような微妙な凹凸の除去は、以下のように、壁や天井に対応する平面を定め、この平面に対して上記で得られた座標から垂線を下ろすことにより行うことができる。
まず、壁や天井に対応する平面を定める。器械点ISにトータルステーション100を設置し、例えば天井の1点に合わせてレーザー部107よりレーザーを照射して測角・測距する。なお、壁や天井までの距離は短いので、測量用ターゲットを使用せずにトータルステーション100からレーザーの反射光を検出して測角・測距することができる。このようにして得た角度及び距離から座標の計算を行う。これを天井の3点について行い3つの座標を計算する。これら3点の座標、及び、3次元レーザスキャナー測定機で求めた構造物の表面上の複数の点をコンピュータに取り込む。次に、この3点を通る平面を作図する。この平面は、3次元レーザスキャナー測定機で求めた構造物の表面上の複数の点の座標に対して、外部から与えられる面である。
次に、この平面に対して3次元レーザスキャナー測定機で求めた構造物の表面上の複数の点から垂線を降ろしたときの平面との交点である垂線の足の座標を求める計算処理を行う。この計算処理は、3点で特定される平面と他の1点が与えられたときに、その1点を通り平面に直交する直線と平面との交点の座標を求めるものであり、これを構造物の表面上の複数の点について繰り返し行う。
なお、3次元レーザスキャナー測定機では構造物の表面上の点の座標と色が測定できるので、この色を構造物の表面上の点から降ろした垂線の足の座標に着色すれば、平面上に構造物の色を再現することができる。
なお、3次元レーザスキャナー測定機では構造物の表面上の点の座標と色が測定できるので、この色を構造物の表面上の点から降ろした垂線の足の座標に着色すれば、平面上に構造物の色を再現することができる。
次に、構造物の正確なコーナーの座標を測量する方法を説明する。すなわち、3次元レーザスキャナー測定機で得られた座標そのものは、構造物のコーナーをねらって測量したものではなく、また、コーナーにねらいを合わせようとしてもコーナー自体が丸みを帯びている場合もあるので、正確な座標の取得は困難である。そこで、以下のようにして、器械点に設けられたトータルステーション100によって、構造物におけるコーナーの座標を測量する。
図18は壁及び天井の一部の断面図である。後視点BS、器械点ISの座標は図18に示す通りとし、コーナーP1、P2の座標がここで求めるものである。まず、器械点ISに設けられたトータルステーション100によって2つのコーナーP1、P2への方向を測量し、それぞれの水平角及び鉛直角を求める。ISとP1を結ぶ直線の極座標系における水平角はθ1、鉛直角はφ1、ISとP2を結ぶ直線の水平角はθ2、鉛直角はφ2であったとする。
次に、コーナーP1、P2を結ぶ線分上で、これらのコーナーより内側に、下記のようにして、測距点P1’の水平角と鉛直角を定め、測距点P2’の水平角と鉛直角を定める。
θ1’={(n−1)×θ1+θ2}/n・・・P1’の水平角
φ1’={(n−1)×φ1+φ2}/n・・・P1’の鉛直角
θ2’={θ1+(n−1)×θ2}/n・・・P2’の水平角
φ2’={φ1+(n−1)×φ2}/n・・・P2’の鉛直角
なお、P1、P2を結ぶ線分上におけるP1’、P2’の位置は、P1及びP2がなす水平角及び鉛直角をn等分した内側の点である。トータルステーション100は、操作制御部108から指定されたnの値に基づき、上記のθ1’、φ1’、θ2’、φ2’を計算して望遠鏡104を自動旋回させ、器械点から測距点P1’、P2’までの距離を求める。そして、P1’の水平角、鉛直角、器械点から測距点P1’までの距離に基づき測距点P1’の座標を求め、P2’ の水平角、鉛直角、器械点から測距点P2’までの距離に基づき測距点P2’の座標を求める。この座標を図18のように表す。
ここで、測距点P1’の座標と測距点P2’の座標に基づき、これらを結ぶ直線は、sをパラメータとして、[数1]のように表すことができる。
θ1’={(n−1)×θ1+θ2}/n・・・P1’の水平角
φ1’={(n−1)×φ1+φ2}/n・・・P1’の鉛直角
θ2’={θ1+(n−1)×θ2}/n・・・P2’の水平角
φ2’={φ1+(n−1)×φ2}/n・・・P2’の鉛直角
なお、P1、P2を結ぶ線分上におけるP1’、P2’の位置は、P1及びP2がなす水平角及び鉛直角をn等分した内側の点である。トータルステーション100は、操作制御部108から指定されたnの値に基づき、上記のθ1’、φ1’、θ2’、φ2’を計算して望遠鏡104を自動旋回させ、器械点から測距点P1’、P2’までの距離を求める。そして、P1’の水平角、鉛直角、器械点から測距点P1’までの距離に基づき測距点P1’の座標を求め、P2’ の水平角、鉛直角、器械点から測距点P2’までの距離に基づき測距点P2’の座標を求める。この座標を図18のように表す。
ここで、測距点P1’の座標と測距点P2’の座標に基づき、これらを結ぶ直線は、sをパラメータとして、[数1]のように表すことができる。
上記のコーナー座標測量において、コンピュータが行う処理は次の通りである。まず、コンピュータに、後視点の座標(xb、yb、zb)、器械点の座標(xi、yi、zi)、構造物上の第1のコーナーP1への水平角θ1と鉛直角φ1、及び第2のコーナーP2への水平角θ2と鉛直角φ2、及び、第1のコーナーと第2のコーナーを結ぶ線分上の第1の点P1’の座標(x1、y1、z1)及び第2の点P2’の座標(x2、y2、z2)が入力されるとこれをコンピュータの記憶装置に記憶する。
次に、コンピュータのCPUは、第1の点P1’の座標(x1、y1、z1)と第2の点P2’の座標(x2、y2、z2)を用いて[数1]により、第1の点P1’の座標と第2の点P2’とを結ぶ線を定める(x2−x1、y2−y1、z2−z1)の値を計算する。
次に、この線上において第1のコーナーP1への水平角θ1と鉛直角φ1とに基づく前記第1のコーナーP1の座標を求める。これは、コンピュータのCPUが、後視点の座標(xb、yb、zb)、器械点の座標(xi、yi、zi)、第1の点P1’の座標(x1、y1、z1)、第2の点P2’の座標(x2、y2、z2)を用いて[数6]によりLx、Ly、Lz、lx、lyを計算し、lx、lyを用いて[数14]によりAを計算し、これらの値を用いて[数16]によりsを計算し、これを用いて[数1]により(x、y、z)を計算する。同様に、コンピュータのCPUは、この線上において第2のコーナーP2の水平角θ2と鉛直角φ2とに基づく第2のコーナーP2の座標を計算する。
次に、コンピュータのCPUは、第1の点P1’の座標(x1、y1、z1)と第2の点P2’の座標(x2、y2、z2)を用いて[数1]により、第1の点P1’の座標と第2の点P2’とを結ぶ線を定める(x2−x1、y2−y1、z2−z1)の値を計算する。
次に、この線上において第1のコーナーP1への水平角θ1と鉛直角φ1とに基づく前記第1のコーナーP1の座標を求める。これは、コンピュータのCPUが、後視点の座標(xb、yb、zb)、器械点の座標(xi、yi、zi)、第1の点P1’の座標(x1、y1、z1)、第2の点P2’の座標(x2、y2、z2)を用いて[数6]によりLx、Ly、Lz、lx、lyを計算し、lx、lyを用いて[数14]によりAを計算し、これらの値を用いて[数16]によりsを計算し、これを用いて[数1]により(x、y、z)を計算する。同様に、コンピュータのCPUは、この線上において第2のコーナーP2の水平角θ2と鉛直角φ2とに基づく第2のコーナーP2の座標を計算する。
次に、トータルステーション100を用いて平面上に作図を行う方法を説明する。既に、平面を作図する方法、例えば、部屋の内部から壁や天井に属する点を測角・測距してこれらをもとに平面を作図する方法について説明したが、さらに、壁として定めた平面上に窓を作図したいような場合には窓の4点の座標を求めて作図する。これを行うには壁として定めた平面上の4点が定まればよい。このような場合には、トータルステーション100から窓の4角に1つづつレーザーで方向を合わせることにより点を指定し、それらを測角し、下記のようにして平面上の点の座標を計算する。これを4点について行い、これらを結線して窓を作図する。
図13の後視点BSと器械点ISの座標は[数17]に示す通りとする。
上記ように座標を求めるときに、コンピュータが行う処理は次の通りである。まず、コンピュータに、後視点の座標(xb、yb、zb)、器械点の座標(xi、yi、zi)、構造物における面に属する3つの点の座標(x1、x2、x3)、(x2、y2、z2)、(x3、y3、z3)、この面に属する点への水平角θと鉛直角φが入力されるとこれをコンピュータの記憶装置に記憶する。構造物における面に属する複数の点についての水平角θと鉛直角φが入力された場合は、これらを記憶する。
次に、コンピュータのCPUは、3つの点の座標(x1、x2、x3)、(x2、y2、z2)、(x3、y3、z3)を用いて[数19]により、3つの点を通る面を定める(x2−x1、y2−y1、z2−z1)の値及び(x3−x1、y3−y1、z3−z1)の値を計算する。
次に、この平面と、水平角θと鉛直角φとに基づく直線との交点の座標を求める。これは、コンピュータのCPUが、後視点の座標(xb、yb、zb)、器械点の座標(xi、yi、zi)、3つの点の座標(x1、x2、x3)、(x2、y2、z2)、(x3、y3、z3)を用いて[数22]によりLx、Ly、Lz、Mx、My、Mz、lx、lyを計算し、lx、ly、θ、φを用いて[数32]及び[数33]によりA、Bを計算し、これらの値を用いて[数38]及び[数39]によりs、tを計算し、これを用いて[数19]により(x、y、z)を計算する。
構造物における面に属する複数の点についての水平角θと鉛直角φが入力された場合は、3つの点の座標を通る平面を求め、この平面と、前記水平角と鉛直角とに基づく直線との交点の座標を求める処理を複数回繰り返す。
次に、コンピュータのCPUは、3つの点の座標(x1、x2、x3)、(x2、y2、z2)、(x3、y3、z3)を用いて[数19]により、3つの点を通る面を定める(x2−x1、y2−y1、z2−z1)の値及び(x3−x1、y3−y1、z3−z1)の値を計算する。
次に、この平面と、水平角θと鉛直角φとに基づく直線との交点の座標を求める。これは、コンピュータのCPUが、後視点の座標(xb、yb、zb)、器械点の座標(xi、yi、zi)、3つの点の座標(x1、x2、x3)、(x2、y2、z2)、(x3、y3、z3)を用いて[数22]によりLx、Ly、Lz、Mx、My、Mz、lx、lyを計算し、lx、ly、θ、φを用いて[数32]及び[数33]によりA、Bを計算し、これらの値を用いて[数38]及び[数39]によりs、tを計算し、これを用いて[数19]により(x、y、z)を計算する。
構造物における面に属する複数の点についての水平角θと鉛直角φが入力された場合は、3つの点の座標を通る平面を求め、この平面と、前記水平角と鉛直角とに基づく直線との交点の座標を求める処理を複数回繰り返す。
以上で説明したのは、構造物がトータルステーション100または3次元レーザスキャナー測定機から直接見通せるような場合である。これらの機器から直接見通すことができず、物陰に隠れた点の座標を求めるには次のようにして行うことができる。
ここでは、図19に示す測量用ターゲット40を用いる。測量用ターゲット40は、反射鏡である前述の360度プリズム30a及び360度プリズム30bを備える。ピンポール41の両端には360度プリズム30a及び360度プリズム30bが接続されている。この360度プリズム30a、ピンポール41、360度プリズム30bは、2つの反射鏡を備えた反射鏡支持部を形成する。
連結部45は一方において360度プリズム30bと接続され、もう一方において、互いに逆向きに石突き43b及び43cが接続されている。石突き43b及び43cは測点部44b、測点部44cを備えた測点支持部を形成する。測点部44b、測点部44cは必ずしも両方を備える必要はなく、どちらか一方のみでもよい。
360度プリズム30aの中心35a、360度プリズム30bの中心35b、測点部44b、測点部44cは全て軸線11上に配置されており、連結部45は、軸線11から離れた位置において、前述の反射鏡支持部と測点支持部とを相互に連結する。
ここでは、図19に示す測量用ターゲット40を用いる。測量用ターゲット40は、反射鏡である前述の360度プリズム30a及び360度プリズム30bを備える。ピンポール41の両端には360度プリズム30a及び360度プリズム30bが接続されている。この360度プリズム30a、ピンポール41、360度プリズム30bは、2つの反射鏡を備えた反射鏡支持部を形成する。
連結部45は一方において360度プリズム30bと接続され、もう一方において、互いに逆向きに石突き43b及び43cが接続されている。石突き43b及び43cは測点部44b、測点部44cを備えた測点支持部を形成する。測点部44b、測点部44cは必ずしも両方を備える必要はなく、どちらか一方のみでもよい。
360度プリズム30aの中心35a、360度プリズム30bの中心35b、測点部44b、測点部44cは全て軸線11上に配置されており、連結部45は、軸線11から離れた位置において、前述の反射鏡支持部と測点支持部とを相互に連結する。
この測量用ターゲット40の2つの測点部である測点部44b及び測点部44cの使い方を順に説明する。まず、測点部44bの使い方を説明する。例えば、部屋の中に壁とキャビネットが隙間を空けて設置されているときに、キャビネットの裏側の点に測点部44bを接触させる。測点部44bはキャビネットの陰に隠れて見えなくても、2つの360度プリズム30a、30bをトータルステーション100から見通せるように設置し、これらを測角・測距して座標を求める。このとき、測点部44bは360度プリズム30a及び360度プリズム30bを含む反射鏡支持部と連結部45によって軸線11から離れた位置において連結されているので、障害物に遮られることなく360度プリズム30bと測点部44bとの間にある障害物をまたいで、座標を求めたい点に測点部44bを接触させることができ、なおかつ、トータルステーション100から360度プリズム30a及び360度プリズム30bを測角・測距することができる。
ここで、360度プリズム30aの中心35a、360度プリズム30bの中心35b、測点部44bは、前述の通り軸線11上に配置され、ピンポール41及び連結部45で接続されている。したがって、360度プリズム30aの中心35aと360度プリズム30bの中心35bの間の距離、及び、360度プリズム30bの中心35bと測点部44bとの間の距離は固定されている。そこで、前述の通りトータルステーション100によって測角・測距して求めた2つの座標、すなわち、360度プリズム30aの中心35aの座標と360度プリズム30bの中心35bの座標を通る直線上において、360度プリズム30bの中心35bと測点部44bとの距離から測点部44bの座標を求めることができる。
次に、測点部44cの使い方を説明する。測点部44cは上記の測点部44bと逆向きに設けられており、座標を求めたい点と障害物との位置関係により、前述の測点部44bと使い分ける。例えば、部屋の中に壁とキャビネットが隙間を空けて設置されているときに、キャビネットに隠れた壁の点に測点部44cを接触させる。また、別の例としては、屋外で電柱または樹木の陰に隠れた構造物の壁面の点に測点部44cを接触させる。測点部44cは障害物の陰に隠れて見えなくても、2つの360度プリズム30a、30bをトータルステーション100から見通せるように設置し、これらの座標を求める。このとき、測点部44cは360度プリズム30a及び360度プリズム30bを含む反射鏡支持部と連結部45によって軸線11から離れた位置において連結されているので、障害物に遮られることなく360度プリズム30bと測点部44cとの間にある障害物をまたいで、座標を求めたい点に測点部44cを接触させることができ、なおかつ、トータルステーション100から360度プリズム30a及び360度プリズム30bを測角・測距することができる。
ここで、360度プリズム30aの中心35a、360度プリズム30bの中心35b、測点部44cは、前述の通り軸線11上に配置され、ピンポール41及び連結部45で接続されている。したがって、360度プリズム30aの中心35aと360度プリズム30bの中心35bの間の距離、及び、360度プリズム30bの中心35bと測点部44cとの間の距離は固定されている。そこで、前述の通りトータルステーション100によって測角・測距して求めた2つの座標、すなわち、360度プリズム30aの中心35aの座標と360度プリズム30bの中心35bの座標を通る直線上において、360度プリズム30bの中心35bと測点部44cとの距離から測点部44cの座標を求めることができる。
上記のキャビネットの裏側の座標を求める例においては、360度プリズム30a、ピンポール41、360度プリズム30b、連結部45、測点部44bで構成された測量用ターゲットで隠れた点の座標を求めることができ、また、上記のキャビネットに隠れた壁の点の座標を求める例においては、360度プリズム30a、ピンポール41、360度プリズム30b、連結部45、測点部44cで構成された測量用ターゲットで隠れた点の座標を求めることができる。したがって、必ずしも測点部44b、測点部44cの両方を備える必要はない。しかし、これら両方を備えることで、360度プリズム30a、ピンポール41、360度プリズム30b、連結部45を共用し、2種類の測量用ターゲットを用意することなく、座標を求めたい点と障害物との位置関係により、2つの測点部44bと測点部44cを使い分けることができる。
以上で説明した測量方法、立体図作図方法を適宜併用することにより、構造物の正確な立体図を作成することができる。すなわち、構造物の正確なコーナーの座標を測量する方法により求めた座標を用いて構造物の立体図を作成し、その立体図に加えて、トータルステーション100を用いて平面上に作図を行う方法を用いて立体図を作成し、さらにその立体図に加えて、3次元レーザスキャナー測定機によって構造物の表面上の複数の点を測定して求めた座標を用いて立体図を作成してもよい。
また、地下街、トンネル等、構造物の立体形状が複雑で、トータルステーション100及び3次元レーザスキャナー測定機で一度に見通せないような場合には、トータルステーション100及び3次元レーザスキャナー測定機の設置位置を移動しながら上記の手順を繰り返すことによって、構造物の全部の立体図を作成することができる。このような場合に新たに前視点を設置してその座標を求めることにより基準点をつくって行く必要があるが、このとき既に座標を求めた基準点を後視点として、トータルステーション100により測角・測距を行い座標を求める。
また、地下街、トンネル等、構造物の立体形状が複雑で、トータルステーション100及び3次元レーザスキャナー測定機で一度に見通せないような場合には、トータルステーション100及び3次元レーザスキャナー測定機の設置位置を移動しながら上記の手順を繰り返すことによって、構造物の全部の立体図を作成することができる。このような場合に新たに前視点を設置してその座標を求めることにより基準点をつくって行く必要があるが、このとき既に座標を求めた基準点を後視点として、トータルステーション100により測角・測距を行い座標を求める。
この発明は、空間を有する構造物における避難誘導システムに用いられる。
1A、1B、1C…検知器
2…検知器管理部
3…制御部
4…データ入力部
5…記憶部
6…誘導灯管理部
7A、7B、7C…誘導灯
N0、N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8、N9…ノード
L0、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8…リンク
10…測量用ターゲット
11…軸線
12…中心
14…測点部
15…球体部
16…ピンポール
17…プリズム支持部
18…石突き
19…基準球
20…支持部
21…円盤
22…ねじ孔
23、25…ねじ山
24…水準器
26、28…ねじ孔
27…プリズム取付部
29…ねじ山
30、30a、30b…360度プリズム
33…反射部
34…1素子プリズム
35、35a、35b…中心
40…測量用ターゲット
41…ピンポール
43b、43c…石突き
44b、44c…測点部
45…連結部
100…トータルステーション
101、102…回転軸
103…本体
104…望遠鏡
107…レーザー部
108…操作制御部
109…台
110…三脚
210…測量用ターゲット
211…軸線
212…1素子プリズム
213…中心
214…測点部
216…ピンポール
217…プリズム支持部
218…石突き
224…水準器
226、228…ねじ孔
227…プリズム取付部
229…ねじ山
230、240、250…測量用ターゲット
231、241、251…プリズム取付部
232、242、252…ターゲット板
233、243、253…三脚の取付台
234、244、254…鉛直軸線
235、245、255…水平軸線
236、246…反射鏡ユニット
BS…後視点
T1、T2、T3、T4、T5…前視点
IS…器械点
2…検知器管理部
3…制御部
4…データ入力部
5…記憶部
6…誘導灯管理部
7A、7B、7C…誘導灯
N0、N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8、N9…ノード
L0、L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8…リンク
10…測量用ターゲット
11…軸線
12…中心
14…測点部
15…球体部
16…ピンポール
17…プリズム支持部
18…石突き
19…基準球
20…支持部
21…円盤
22…ねじ孔
23、25…ねじ山
24…水準器
26、28…ねじ孔
27…プリズム取付部
29…ねじ山
30、30a、30b…360度プリズム
33…反射部
34…1素子プリズム
35、35a、35b…中心
40…測量用ターゲット
41…ピンポール
43b、43c…石突き
44b、44c…測点部
45…連結部
100…トータルステーション
101、102…回転軸
103…本体
104…望遠鏡
107…レーザー部
108…操作制御部
109…台
110…三脚
210…測量用ターゲット
211…軸線
212…1素子プリズム
213…中心
214…測点部
216…ピンポール
217…プリズム支持部
218…石突き
224…水準器
226、228…ねじ孔
227…プリズム取付部
229…ねじ山
230、240、250…測量用ターゲット
231、241、251…プリズム取付部
232、242、252…ターゲット板
233、243、253…三脚の取付台
234、244、254…鉛直軸線
235、245、255…水平軸線
236、246…反射鏡ユニット
BS…後視点
T1、T2、T3、T4、T5…前視点
IS…器械点
Claims (5)
- 構造物に設けられ環境状態を示す値を検知信号として出力する検知器と、
構造物に設けられ信号を受信して避難経路の方向を表示する誘導灯と、
災害発生位置を想定してシミュレーションにより求めた構造物の各位置における環境状態を示す値の時系列データからなるシミュレーション結果データと、避難経路及び避難時間からなる避難経路データとを記憶する記憶部と、
前記シミュレーション結果データにおいて前記検知器の位置及び前記検知信号の出力値に整合する時系列データを読み出し、前記時系列データ及び前記避難経路データに基づいて避難経路を特定し、前記誘導灯に対して特定された避難経路の方向を示す信号を送信する制御部と、
を備えることを特徴とする避難誘導システム。 - 前記環境状態を示す値は、浸水の水位又は火災による煙の濃度又は火災による温度であることを特徴とする請求項1に記載の避難誘導システム。
- 前記制御部は、前記避難経路データに記憶された避難経路上の各位置について、前記避難経路に対応する避難時間が経過するまでの時間において、前記読み出した時系列データにおける環境状態を示す値が予め設定された閾値を超えない避難経路を特定することを特徴とする請求項1に記載の避難誘導システム。
- 前記制御部が送信する信号及び前記誘導灯が受信する信号は無線信号であることを特徴とする請求項1に記載の避難誘導システム。
- 災害発生位置を想定してシミュレーションにより求めた構造物の各位置における環境状態を示す値の時系列データからなるシミュレーション結果データと、避難経路及び避難時間からなる避難経路データとを記憶部に記憶する処理と、
前記シミュレーション結果データにおいて、構造物に設けられ環境状態を示す値を検知信号として出力する検知器の位置及び前記検知信号の出力値に整合する時系列データを読み出す処理と、
前記時系列データ及び前記避難経路データに基づいて避難経路を特定する処理と、
構造物に設けられ信号を受信して避難経路の方向を表示する誘導灯に対して、前記特定された避難経路の方向を示す信号を送信する処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
Priority Applications (1)
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