JP7184249B2 - Lightning protection range generation system and program - Google Patents

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Description

本発明は避雷保護範囲生成システムおよびプログラムに関する。 The present invention relates to a lightning protection coverage generation system and program.

例えば避雷針などの避雷設備により、建物などの構造物を保護することが従来から行われている。この避雷設備の配置を設計する際に、その避雷設備により雷から保護される範囲（以下では「避雷保護範囲」と記載する）を求める。この避雷保護範囲を求める手法として、一般的に回転球体法が用いられている。この回転球体法による避雷保護範囲を効率的に求めるため、ＣＡＤを用いることが提案されている。 BACKGROUND ART Conventionally, structures such as buildings are protected by lightning protection equipment such as lightning rods. When designing the arrangement of this lightning protection equipment, the range protected from lightning by the lightning protection equipment (hereinafter referred to as "lightning protection range") is determined. A rotating sphere method is generally used as a method for determining the lightning protection range. The use of CAD has been proposed in order to efficiently determine the lightning protection range by the rotating sphere method.

特許文献１には、ＣＡＤに建築物の図面データを読み込み、操作者の入力により回転球体法の球体を描画することが開示されている。特許文献２には、建物の立体データに対して避雷設備の立体データを合成し、回転球体法を用いて保護領域と非保護領域を算出することが開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200003 discloses reading building drawing data into a CAD and drawing a sphere by the rotating sphere method according to an operator's input. Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200001 discloses that three-dimensional data of a lightning protection system is combined with three-dimensional data of a building, and a protected area and an unprotected area are calculated using the rotating sphere method.

特開２００５－９９９４２号公報JP-A-2005-99942 特許第４８６４６３６号Patent No. 4864636

従来の技術では、避雷保護範囲のシミュレーションの元データとして、建築の際に作成された構造物のＣＡＤデータを用いている。通常、ＣＡＤデータは建築対象となる構造物のみについて作成されているため、その構造物単体でのシミュレーションを行っていた。 In the conventional technology, CAD data of a structure created at the time of construction is used as the original data for the simulation of the lightning protection range. Normally, CAD data is created only for structures to be built, so simulations were performed for each structure alone.

また、複数の構造物をまとめてＣＡＤデータを作成し、避雷設備によるシミュレーションを行う事例もあるが、ＣＡＤシステムの制約により、それらの構造物は平地に建てられていると仮定してシミュレーションを行っており、さらに、複数の構造物の位置関係も正確なものが反映できない状態でのシミュレーションとなっていた。 There are also cases where CAD data is created for multiple structures and simulations are performed using lightning protection equipment. Furthermore, the simulation was performed in a state where the exact positional relationship of multiple structures could not be reflected.

そのため、敷地に高低差が有る場合や、多数の構造物が不規則に立地している場合等、上記の仮定が成り立たない環境においては、避雷設備による保護範囲を適切にシミュレーションすることが難しかった。特に、ある構造物との位置関係が定まっている避雷設備（例えば建築構造物に設置された避雷針）により、他の構造物などが保護されるかについて確認することが難しかった。 Therefore, in environments where the above assumptions do not hold, such as when there is a difference in height on the site or when many structures are located irregularly, it was difficult to simulate the range protected by lightning protection equipment appropriately. . In particular, it has been difficult to confirm whether other structures are protected by a lightning protection system (for example, a lightning rod installed in a building structure) whose positional relationship with a certain structure is fixed.

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであって、ある構造物を対象とする避雷設備により、他の構造物が保護されるかについて、適切にシミュレーションできる技術を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a technique capable of appropriately simulating whether other structures are protected by a lightning protection system intended for a certain structure. .

（１）対象となる敷地の３次元形状を取得する形状取得部と、前記敷地に配置される避雷設備の配置情報であって前記避雷設備の高さを含む配置情報を取得する避雷設備取得部と、前記避雷設備の配置情報、および、前記敷地の３次元形状に基づいて、前記避雷設備による雷からの保護範囲の３次元形状を生成する保護範囲生成部と、前記保護範囲の３次元形状と、前記敷地の上に配置された複数の構造物の３次元形状および３次元位置を含む３次元モデルとに基づいて、前記３次元モデルに含まれる前記複数の構造物が前記避雷設備の前記生成された保護範囲の内にあるか否かを示す情報を出力する保護範囲出力部と、を含む避雷保護範囲生成システム。 (1) A shape acquisition unit that acquires the three-dimensional shape of a target site, and a lightning protection equipment acquisition unit that acquires layout information of lightning protection equipment to be placed on the site, including the height of the lightning protection equipment. a protected area generator for generating a three-dimensional shape of an area protected from lightning by the lightning protection equipment based on the arrangement information of the lightning protection equipment and the three-dimensional shape of the site; and a three-dimensional shape of the protected area. and a three-dimensional model including three-dimensional shapes and three-dimensional positions of a plurality of structures arranged on the site, the plurality of structures included in the three-dimensional model being the lightning protection equipment. a protection range output unit for outputting information indicating whether or not the generated protection range is within the lightning protection range generation system.

（２）（１）において、前記形状取得部は、測量により生成された前記敷地および構造物の表面を構成する点群を取得し、前記取得された点群に基づいて前記敷地の３次元形状と、前記敷地の上に配置された複数の構造物の３次元形状および３次元位置を含む３次元モデルとを取得する、避雷保護範囲生成システム。 (2) In (1), the shape acquisition unit acquires a point group that constitutes the surface of the site and the structure generated by surveying, and acquires a three-dimensional shape of the site based on the acquired point group. and a three-dimensional model including three-dimensional shapes and three-dimensional positions of a plurality of structures located on said site.

（３）（２）において、前記形状取得部は、前記敷地および構造物が空中から撮影された複数の画像であって、互いに撮影範囲がオーバーラップするように撮影された複数の画像を取得し、前記取得された複数の画像に基づいて多視点画像計測手法により前記敷地および構造物の表面を構成する点群を算出し、前記算出された点群に基づいて前記敷地の３次元形状および前記複数の構造物の３次元モデルを取得する、避雷保護範囲生成システム。 (3) In (2), the shape acquisition unit acquires a plurality of images of the site and the structure photographed from the air so that the photographing ranges overlap each other. , calculating a point group that constitutes the surface of the site and the structure by a multi-viewpoint image measurement method based on the acquired plurality of images, and based on the calculated point group, the three-dimensional shape of the site and the A lightning protection area generation system that acquires 3D models of multiple structures.

（４）（２）または（３）において、前記形状取得部は、前記複数の画像に基づいてステレオ図化機を用いて算出された３次元形状であって前記複数の構造物のうち一部の３次元形状に基づいて、前記一部の構造物の３次元モデルを更新する、避雷保護範囲生成システム。 (4) In (2) or (3), the shape acquisition unit obtains a three-dimensional shape calculated using a stereoplotter based on the plurality of images, and is part of the plurality of structures. A system for generating a lightning protection area that updates the three-dimensional model of the part of the structure based on the three-dimensional shape of the.

（５）（１）から（４）のいずれかにおいて、前記形状取得部は、測量により生成された前記敷地の表面を構成する点群を取得し、前記取得された点群に基づいて前記敷地の３次元形状を取得し、前記複数の構造物の３次元形状と、当該構造物の前記敷地における配置とを示す情報を当該構造物の３次元モデルとして取得する、避雷保護範囲生成システム。 (5) In any one of (1) to (4), the shape acquisition unit acquires a point group that constitutes the surface of the site generated by surveying, and based on the acquired point group, the site and information indicating the three-dimensional shapes of the plurality of structures and the arrangement of the structures on the site as a three-dimensional model of the structures.

（６）（１）から（５）のいずれかにおいて、前記保護範囲生成部は、回転球体法または保護角法により、雷からの保護対象となる構造物の保護レベルに応じて、複数の前記避雷設備による雷からの保護範囲の３次元形状を生成し、前記保護範囲出力部は、前記複数の保護範囲の３次元形状と、前記敷地の上に配置された複数の構造物の３次元形状および３次元位置を含む３次元モデルとに基づいて、前記複数の構造物が当該構造物に関連付けられた保護レベルに該当する前記保護範囲の内にあるか否かを示す情報を出力する、避雷保護範囲生成システム。 (6) In any one of (1) to (5), the protection range generator generates a plurality of the A three-dimensional shape of a protected range from lightning by a lightning protection system is generated, and the protected range output unit outputs a three-dimensional shape of the plurality of protected ranges and a three-dimensional shape of a plurality of structures arranged on the site. and a three-dimensional model including three-dimensional positions, outputting information indicating whether the plurality of structures are within the protection range corresponding to the protection level associated with the structures. Protection coverage generation system.

（７）（１）から（６）のいずれかにおいて、前記保護範囲出力部は、前記生成された保護範囲の３次元形状と、前記３次元モデルに含まれる前記複数の構造物の３次元形状および３次元位置とに基づいて、前記３次元モデルに含まれる前記複数の構造物のうち、前記避雷設備の前記生成された保護範囲に含まれない領域を抽出し、抽出された領域を出力する、避雷保護範囲生成システム。 (7) In any one of (1) to (6), the protection range output unit outputs the generated three-dimensional shape of the protection range and the three-dimensional shapes of the plurality of structures included in the three-dimensional model. and the three-dimensional position, extracting an area that is not included in the generated protection range of the lightning protection equipment from among the plurality of structures included in the three-dimensional model, and outputting the extracted area. , lightning protection range generation system.

（８）（１）から（６）のいずれかにおいて、前記保護範囲出力部は、前記３次元モデルに含まれる複数の構造物を３次元表示し、前記生成された保護範囲の３次元形状と、前記３次元モデルに含まれる前記複数の構造物の３次元形状および３次元位置とに基づいて、前記３次元モデルに含まれる前記複数の構造物の領域のうち、前記避雷設備の前記生成された保護範囲に含まれない領域を他の領域と異なる態様で表示する、避雷保護範囲生成システム。 (8) In any one of (1) to (6), the protection range output unit displays a plurality of structures included in the three-dimensional model in three dimensions, and displays the generated three-dimensional shape of the protection range. , based on the three-dimensional shapes and three-dimensional positions of the plurality of structures included in the three-dimensional model, the generated lightning protection equipment among the regions of the plurality of structures included in the three-dimensional model; A lightning protection coverage generation system that displays areas that are not covered by a protected coverage differently than other areas.

（９）対象となる敷地の３次元形状を取得する形状取得部、前記敷地に配置される避雷設備の配置情報であって前記避雷設備の高さを含む配置情報を取得する避雷設備取得部、前記避雷設備の配置情報、および、前記敷地の３次元形状に基づいて、前記避雷設備による雷からの保護範囲の３次元形状を生成する保護範囲生成部、および、前記保護範囲の３次元形状と、前記敷地の上に配置された複数の構造物の３次元形状および３次元位置を含む３次元モデルとに基づいて、前記３次元モデルに含まれる前記複数の構造物が前記避雷設備の前記生成された保護範囲の内にあるか否かを示す情報を出力する保護範囲出力部、としてコンピュータを機能させるためのプログラム。 (9) A shape acquisition unit that acquires the three-dimensional shape of a target site, a lightning protection equipment acquisition unit that acquires layout information of lightning protection equipment to be placed on the site, including the height of the lightning protection equipment, a protection range generating unit that generates a three-dimensional shape of a range protected from lightning by the lightning protection equipment based on the arrangement information of the lightning protection equipment and the three-dimensional shape of the site; and a three-dimensional shape of the protection range; and a three-dimensional model including three-dimensional shapes and three-dimensional positions of a plurality of structures arranged on the site, the plurality of structures included in the three-dimensional model generating the lightning protection equipment. A program for causing a computer to function as a protection range output unit that outputs information indicating whether or not the program is within the specified protection range.

本発明により、ある構造物を対象とする避雷設備により、他の構造物が保護されるかを適切にシミュレーションすることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to appropriately simulate whether other structures are protected by lightning protection equipment intended for a certain structure.

本発明の実施形態にかかる避雷保護範囲生成システムのハードウェア構成の一例を示す図である。1 is a diagram showing an example of a hardware configuration of a lightning protection range generation system according to an embodiment of the present invention; FIG. 写真測量の過程を概略的に示す図である。1 is a diagram schematically showing the process of photogrammetry; FIG. 避雷保護範囲生成システムが実現する機能を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing functions realized by the lightning protection range generation system; 避雷保護範囲生成システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an overview of processing executed by a lightning protection range generation system; 構造物の補正を説明する図である。It is a figure explaining correction|amendment of a structure. 避雷設備の配置を説明する図である。It is a figure explaining arrangement|positioning of a lightning protection installation. 生成される避雷保護範囲と構造物との関係を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the generated lightning protection range and the structure; 表示される避雷保護範囲の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a displayed lightning protection range;

以下では、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。出現する構成要素のうち同一機能を有するものには同じ符号を付し、その説明を省略する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Those appearing components having the same function are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図１は、本発明の実施形態にかかる避雷保護範囲生成システムのハードウェア構成の一例を示す図である。避雷保護範囲生成システムは、保護範囲算出装置１、ステレオ図化装置２、無人航空機３、無人航空機３に搭載されるカメラ５を含む。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a hardware configuration of a lightning protection range generation system according to an embodiment of the present invention. The lightning protection area generation system includes a protection area calculation device 1 , a stereo plotting device 2 , an unmanned aerial vehicle 3 , and a camera 5 mounted on the unmanned aerial vehicle 3 .

保護範囲算出装置１は、例えばサーバコンピュータや、パーソナルコンピュータである。保護範囲算出装置１は、プロセッサ１１、記憶部１２、通信部１３、入出力部１４を含む。 The protection range calculation device 1 is, for example, a server computer or a personal computer. The protection range calculation device 1 includes a processor 11 , a storage section 12 , a communication section 13 and an input/output section 14 .

プロセッサ１１は、記憶部１２に格納されているプログラムに従って動作する。またプロセッサ１１は通信部１３を制御し、入出力部１４に接続されたデバイスを制御する。なお、上記プログラムは、フラッシュメモリやＤＶＤ－ＲＯＭ等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納されて提供されるものであってもよいし、インターネット等を介して提供されるものであってもよい。 The processor 11 operates according to programs stored in the storage unit 12 . The processor 11 also controls the communication unit 13 and controls devices connected to the input/output unit 14 . The program may be provided by being stored in a computer-readable storage medium such as a flash memory or DVD-ROM, or may be provided via the Internet or the like. .

記憶部１２は、ＲＡＭやフラッシュメモリ等のメモリ素子やハードディスクドライブによって構成されている。記憶部１２は、上記プログラムを格納する。また、記憶部１２は、各部から入力される情報や演算結果を格納する。 The storage unit 12 is composed of a memory device such as a RAM or a flash memory, or a hard disk drive. The storage unit 12 stores the above program. The storage unit 12 also stores information and calculation results input from each unit.

通信部１３は、他の装置と通信する機能を実現するものであり、例えば有線ＬＡＮの集積回路などにより構成されている。通信部１３は、プロセッサ１１の制御に基づいて、他の装置との間で情報を送受信する。また通信部１３は、受信された情報をプロセッサ１１や記憶部１２に入力する。 The communication unit 13 realizes a function of communicating with other devices, and is configured by, for example, a wired LAN integrated circuit. The communication unit 13 transmits and receives information to and from other devices under the control of the processor 11 . The communication unit 13 also inputs the received information to the processor 11 and the storage unit 12 .

入出力部１４は、表示出力デバイスをコントロールするビデオコントローラや、入力デバイスからのデータを取得するコントローラなどにより構成される。入力デバイスとしては、キーボード、マウス、タッチパネルなどがある。入出力部１４は、プロセッサ１１の制御に基づいて、入力デバイスをユーザが操作することにより入力されるデータを取得し、表示出力デバイスに表示データを出力する。表示出力デバイスは例えば外部に接続されるディスプレイ装置、プリンタである。 The input/output unit 14 includes a video controller that controls the display output device, a controller that acquires data from the input device, and the like. Input devices include keyboards, mice, and touch panels. Under the control of the processor 11, the input/output unit 14 acquires data input by the user operating the input device, and outputs display data to the display output device. The display output device is, for example, an externally connected display device or printer.

ステレオ図化装置２は、重複して撮影された複数の航空写真の画像から、写真測量の手法に基づいて地表面や建築構造物の形状の３次元座標を取得する装置である。ステレオ図化装置２は、公知であるため詳細の説明は省略する。 The stereoplotting device 2 is a device that obtains three-dimensional coordinates of the ground surface and the shape of building structures based on photogrammetric techniques from a plurality of overlapped aerial photographs. Since the stereoplotting device 2 is publicly known, detailed description thereof will be omitted.

無人航空機３は、ドローンとも呼ばれる、カメラ５を搭載する航空機であり、いわゆる写真測量を行うための複数の画像を撮影する。 The unmanned aerial vehicle 3, which is also called a drone, is an aircraft equipped with a camera 5 and captures a plurality of images for so-called photogrammetry.

図２は、写真測量の過程を概略的に示す図である。図２に示されるように、無人航空機３は、今回のシミュレーションの対象となる敷地３０上を移動しながら、取り付けられたカメラ５で複数の画像を撮影する。ここで、無人航空機３は、隣り合う画像の撮影範囲７１が互いにオーバーラップするように複数の画像を撮影する。また、後述する点群の生成の処理における精度の向上などのため、あらかじめ位置関係が測定されている複数の基準点を敷地３０の上に設け、無人航空機３が、それらの基準点のそれぞれがいずれかの画像に含まれるように撮影してもよい。さらに、精度の向上のため、無人航空機３に設置したＧＰＳ（Global Positioning System,全地球測位システム）を使って、撮影地点の高さ情報を含む位置情報を画像に付与してもよい。なお、上記のような重複した単写真ではなく、対象となる敷地３０の全域を網羅するように連続的に撮影した動画像でもよい。撮影の具体的な手法については、例えばＳｆＭ（Structure from Motion）手法などを用いた公知の写真測量で利用可能な画像が撮影できればよく、ここでの詳細な説明は省略する。 FIG. 2 is a diagram schematically showing the process of photogrammetry. As shown in FIG. 2, the unmanned aerial vehicle 3 captures a plurality of images with the attached camera 5 while moving over the site 30 that is the target of this simulation. Here, the unmanned aerial vehicle 3 captures a plurality of images such that the capturing ranges 71 of adjacent images overlap each other. In addition, in order to improve the accuracy of point cloud generation processing, which will be described later, a plurality of reference points whose positional relationships have been measured in advance are provided on the site 30, and the unmanned aerial vehicle 3 is positioned at each of these reference points. It may be captured to be included in any image. Furthermore, in order to improve the accuracy, a GPS (Global Positioning System) installed in the unmanned aerial vehicle 3 may be used to add position information including height information of the shooting point to the image. It should be noted that instead of overlapping single photographs as described above, it is also possible to use moving images that are continuously photographed so as to cover the entire area of the target site 30 . As for a specific method of photographing, it is sufficient to photograph an image that can be used by known photogrammetry using, for example, the SfM (Structure from Motion) method, and a detailed description thereof will be omitted here.

図２の例では、敷地３０の上に建物３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ、タンク３２ｉ，３２ｊ，３２ｋなどが設けられている。これらは建築構造物であり、以下では総称して構造物３２と記載する。複数の構造物３２は互いに離間して設けられている。図２には図示されていないが、構造物３２またはその周囲には既存の避雷設備（避雷針４１や銅線４２）が設けられており、以下ではこれらが画像として撮影されているものとして説明する。 In the example of FIG. 2, buildings 32a, 32b, 32c, 32d, tanks 32i, 32j, 32k, etc. are provided on the site 30. In FIG. These are building structures, collectively referred to as structures 32 below. A plurality of structures 32 are spaced apart from each other. Although not shown in FIG. 2, existing lightning protection equipment (lightning rod 41 and copper wire 42) is provided in or around the structure 32, and the following description assumes that these are photographed as images. .

次に、避雷保護範囲生成システムにおいて避雷保護範囲８１（図７参照）を生成する手法について説明する。図３は、避雷保護範囲生成システムが実現する機能を示すブロック図である。避雷保護範囲生成システムは、機能的に、形状取得部５１と、避雷設備取得部５２と、保護範囲生成部５３と、保護範囲出力部５５とを含む。また、形状取得部５１は、機能的に、画像取得部５６、点群生成部５７、モデル生成部５８、モデル補正部５９を含む。これらの機能は、保護範囲算出装置１に含まれるプロセッサ１１が記憶部１２に格納されたプログラムを実行し、必要に応じて通信部１３や入出力部１４を制御することにより実現される。ここで、これらの機能や処理は、複数のコンピュータからなるシステムにより実現されてもよい。例えば、画像取得部５６、点群生成部５７の処理が、他のコンピュータにより実現されてもよい。 Next, a method for generating the lightning protection range 81 (see FIG. 7) in the lightning protection range generation system will be described. FIG. 3 is a block diagram showing functions realized by the lightning protection range generation system. The lightning protection area generation system functionally includes a shape acquisition unit 51 , a lightning protection facility acquisition unit 52 , a protection area generation unit 53 , and a protection area output unit 55 . Moreover, the shape acquisition unit 51 functionally includes an image acquisition unit 56 , a point group generation unit 57 , a model generation unit 58 , and a model correction unit 59 . These functions are realized by the processor 11 included in the protection range calculation device 1 executing a program stored in the storage unit 12 and controlling the communication unit 13 and the input/output unit 14 as necessary. Here, these functions and processes may be realized by a system consisting of multiple computers. For example, the processing of the image acquisition unit 56 and the point group generation unit 57 may be implemented by another computer.

形状取得部５１は、シミュレーションの対象となる敷地３０の３次元形状と、敷地３０の上に配置された複数の構造物３２の３次元形状および３次元位置を含む３次元モデルとを取得する。より具体的には、形状取得部５１は、写真測量などの測量により生成された敷地３０および構造物３２の表面を構成する点群を取得し、取得された点群に基づいて敷地３０の３次元形状と、複数の構造物３２の３次元形状および３次元位置を含む３次元モデルとを取得する。 The shape acquisition unit 51 acquires the three-dimensional shape of the site 30 to be simulated and the three-dimensional model including the three-dimensional shapes and three-dimensional positions of the multiple structures 32 arranged on the site 30 . More specifically, the shape acquisition unit 51 acquires a point group that constitutes the surface of the site 30 and the structure 32 generated by surveying such as photogrammetry, and based on the acquired point group, determines the shape of the site 30. A dimensional shape and a 3D model including 3D shapes and 3D positions of the plurality of structures 32 are obtained.

画像取得部５６は、無人航空機３により空中から撮影された敷地３０および構造物３２の複数の画像であって、互いに撮影範囲７１がオーバーラップするように撮影された複数の画像を取得する。点群生成部５７は、取得された複数の画像に基づいて、ＳｆＭなどの多視点画像計測手法により、敷地３０および構造物３２の表面を構成する点群を算出する。モデル生成部５８は、算出された点群に基づいて、敷地３０の３次元形状および構造物３２の３次元モデルを生成し取得する。モデル補正部５９は、撮影された複数の画像のうち少なくとも２つの画像からステレオ図化装置２を用いて算出された構造物３２の３次元形状に基づいて、その構造物３２の３次元モデルを更新する。 The image acquisition unit 56 acquires a plurality of images of the site 30 and the structure 32 photographed from the air by the unmanned aerial vehicle 3 and photographed such that the photographing ranges 71 overlap each other. The point group generation unit 57 calculates point groups forming the surfaces of the site 30 and the structure 32 by a multi-viewpoint image measurement method such as SfM based on a plurality of acquired images. The model generator 58 generates and acquires the three-dimensional shape of the site 30 and the three-dimensional model of the structure 32 based on the calculated point group. The model correction unit 59 creates a three-dimensional model of the structure 32 based on the three-dimensional shape of the structure 32 calculated using the stereo plotting device 2 from at least two images out of a plurality of captured images. Update.

避雷設備取得部５２は、敷地３０に配置される避雷設備の配置情報を取得する。この配置情報は、避雷設備の高さの情報を含む。配置情報は、敷地３０と避雷設備の３次元的な位置関係を示す情報である。 The lightning protection equipment acquisition unit 52 acquires the arrangement information of the lightning protection equipment arranged on the site 30 . This arrangement information includes information on the height of the lightning protection equipment. The layout information is information indicating the three-dimensional positional relationship between the site 30 and the lightning protection equipment.

保護範囲生成部５３は、避雷設備取得部５２により取得された避雷設備の配置情報と敷地３０の３次元形状とに基づいて、例えば回転球体法により、避雷設備による雷からの避雷保護範囲８１の３次元形状を生成する。回転球体法は、２つ以上の避雷設備に接する、または避雷設備と地面とに接するような球体を生成し、その球体表面の包絡面より構造物３２の側にある領域を避雷保護範囲として求める手法である。この球体の半径は、保護の強さを示す保護レベルに応じて定まり、例えば保護レベルI、II、III、IVについての半径はそれぞれ２０ｍ、３０ｍ、４５ｍ、６０ｍである。 Based on the arrangement information of the lightning protection equipment acquired by the lightning protection equipment acquisition unit 52 and the three-dimensional shape of the site 30, the protection range generation unit 53 uses, for example, the rotating sphere method to determine the lightning protection range 81 from lightning by the lightning protection equipment. Generate a 3D shape. In the rotating sphere method, a sphere is generated that is in contact with two or more lightning protection equipment or in contact with the lightning protection equipment and the ground, and the area on the structure 32 side of the envelope of the surface of the sphere is determined as the lightning protection range. method. The radius of this sphere depends on the protection level indicating the strength of protection, for example, the radii for protection levels I, II, III and IV are 20 m, 30 m, 45 m and 60 m, respectively.

保護範囲出力部５５は、生成された避雷保護範囲８１の３次元形状を出力する。さらに、生成された避雷保護範囲８１の３次元形状と、形状取得部５１で取得された複数の構造物３２の３次元形状および３次元位置とに基づいて、それらの構造物３２のうち避雷保護範囲８１に含まれない領域を抽出し、抽出された領域を出力する。また、保護範囲出力部５５は、形状取得部５１で取得された複数の構造物３２を３次元表示し、生成された避雷保護範囲８１の３次元形状と、複数の構造物３２の３次元形状および３次元位置とに基づいて、複数の構造物の表面を構成する領域のうち生成された避雷保護範囲８１に含まれない領域を、他の領域と異なる態様で表示してもよい。 The protection range output unit 55 outputs the generated three-dimensional shape of the lightning protection range 81 . Further, based on the generated three-dimensional shape of the lightning protection range 81 and the three-dimensional shapes and three-dimensional positions of the plurality of structures 32 acquired by the shape acquisition unit 51, the lightning protection A region not included in the range 81 is extracted and the extracted region is output. In addition, the protection range output unit 55 three-dimensionally displays the plurality of structures 32 acquired by the shape acquisition unit 51, and generates the three-dimensional shape of the lightning protection range 81 and the three-dimensional shapes of the multiple structures 32. and the three-dimensional position, an area that is not included in the generated lightning protection range 81 among the areas forming the surfaces of the plurality of structures may be displayed in a manner different from other areas.

次に、避雷保護範囲生成システムが実行する処理の流れについて説明する。図４は、避雷保護範囲生成システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。図４に示される処理が実行される前に、避雷保護範囲８１のシミュレーションの対象となる敷地３０および構造物３２について、無人航空機３のカメラ５により、互いに撮影範囲７１がオーバーラップするような複数の画像が、あるいは、敷地３０の全域を網羅した動画像が撮影されている。 Next, the flow of processing executed by the lightning protection range generation system will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an outline of processing executed by the lightning protection range generation system. Before the processing shown in FIG. 4 is executed, the camera 5 of the unmanned aerial vehicle 3 captures a plurality of images of the site 30 and the structure 32 to be simulated for the lightning protection range 81 such that the photographing ranges 71 overlap each other. , or a moving image covering the entire site 30 is captured.

画像取得部５６は、無人航空機３のカメラ５により撮影された複数の画像あるいは動画像を取得する（ステップＳ１０１）。カメラ５により撮影された複数の画像のデータを無人航空機３を制御するコンピュータにいったん保存した後に、そのデータをネットワーク経由で画像取得部５６が取得してもよいし、複数の画像のデータをカメラ５に装着したフラッシュメモリなどに保存し、保存されたデータを画像取得部５６が読み込んでもよい。 The image acquisition unit 56 acquires a plurality of images or moving images captured by the camera 5 of the unmanned aerial vehicle 3 (step S101). Data of a plurality of images taken by the camera 5 may be temporarily stored in a computer that controls the unmanned aerial vehicle 3, and then the data may be acquired by the image acquisition unit 56 via a network. 5 may be stored in a flash memory or the like, and the image acquisition unit 56 may read the stored data.

次に、点群生成部５７は、取得された複数の画像に対して例えばＳｆＭ等の多視点計測手法を適用し、敷地３０および敷地３０上にある構造物３２の点群データを生成する。取得した画像が動画像の場合は、必要分の単画像のみを抽出し適用する。点群データは、敷地３０や構造物３２の表面を構成する複数の点の座標データを含む。点群生成部５７は、複数の画像そのものに加え、複数の画像に含まれる基準点の実際の位置も利用して点群に含まれる各点の座標を生成してもよいし、撮影時に取得された各画像の撮影位置情報を利用して各点の座標を生成してもよい。 Next, the point cloud generation unit 57 applies a multi-viewpoint measurement method such as SfM to the plurality of acquired images to generate point cloud data of the site 30 and the structure 32 on the site 30 . If the acquired image is a moving image, only necessary single images are extracted and applied. The point cloud data includes coordinate data of a plurality of points forming the surfaces of the site 30 and the structure 32 . The point cloud generating unit 57 may generate the coordinates of each point included in the point cloud using the actual positions of the reference points included in the plurality of images in addition to the plurality of images themselves. The coordinates of each point may be generated using the shooting position information of each image.

点群が生成されると、モデル生成部５８は、点群データに基づいて、敷地３０の３次元形状と、構造物３２の３次元形状および３次元位置を含む３次元モデルとを決定する（ステップＳ１０３）。より具体的には、モデル生成部５８は、点群データから地形の表面を構成する複数の点を特定し、特定された複数の点に応じて求められる地表面を敷地３０の３次元形状として取得する。また、モデル生成部５８は、点群データから構造物３２の表面を構成する複数の点を特定し、特定された複数の点に応じた構造物３２の表面を求めることで、構造物３２の３次元モデルを取得する。なお、モデル生成部５８は、単に点群を敷地３０の地表面、および、構造物の３次元モデルとして取得してもよい。 When the point cloud is generated, the model generator 58 determines the 3D shape of the site 30 and the 3D model including the 3D shape and 3D position of the structure 32 based on the point cloud data ( step S103). More specifically, the model generation unit 58 identifies a plurality of points that form the surface of the terrain from the point cloud data, and defines the ground surface obtained according to the identified plurality of points as the three-dimensional shape of the site 30. get. In addition, the model generating unit 58 identifies a plurality of points forming the surface of the structure 32 from the point cloud data, and obtains the surface of the structure 32 according to the identified plurality of points. Get a 3D model. Note that the model generator 58 may simply acquire the point cloud as a three-dimensional model of the ground surface of the site 30 and the structure.

また、モデル生成部５８は、敷地３０の３次元形状については点群データから取得し、構造物３２の３次元形状を示すデータを設計時のＣＡＤデータなどの他のデータから取得してもよい。この場合、モデル生成部５８は、ＣＡＤデータを読み込む際に、操作者から敷地３０上の位置を取得することで、あるいは、ＣＡＤデータに有する平面的な位置情報を取得することで、構造物３２の３次元形状だけでなく３次元位置も含む３次元モデルを取得する。なお、モデル生成部５８は、他のシステムにより生成された敷地３０の３次元形状および構造物３２の３次元モデルのデータを取得してもよい。 Further, the model generation unit 58 may acquire the three-dimensional shape of the site 30 from the point cloud data, and acquire the data representing the three-dimensional shape of the structure 32 from other data such as CAD data at the time of design. . In this case, when reading the CAD data, the model generation unit 58 acquires the position on the site 30 from the operator, or acquires the planar position information included in the CAD data. Obtain a 3D model that includes not only the 3D shape of the , but also the 3D position. Note that the model generating unit 58 may acquire data of the three-dimensional shape of the site 30 and the three-dimensional model of the structure 32 generated by another system.

敷地３０の３次元形状および構造物３２の３次元モデルが決定されると、モデル補正部５９は、撮影された複数の画像のうち少なくとも２つの画像からステレオ図化装置２を用いて取得された、一部の構造物３２の表面上の点の座標を取得し、取得された点の座標に基づいて、その構造物３２の３次元モデルを補正する（ステップＳ１０４）。 When the three-dimensional shape of the site 30 and the three-dimensional model of the structure 32 are determined, the model correction unit 59 acquires from at least two images out of the plurality of captured images using the stereo plotting device 2 , acquire the coordinates of points on the surface of some of the structures 32, and correct the three-dimensional model of the structures 32 based on the acquired coordinates of the points (step S104).

図５は、構造物３２の補正を説明する図である。図５には構造物３２として建物３２ｅが示されている。多視点画像計測手法による取得される複数の点は、正確に構造物３２の端であるとは限らないため、生成された３次元モデルでは、構造物３２の端が丸くなる現象が生じやすい。また多視点画像計測手法で点群を生成する際の誤差が生じる場合もある。ステレオ図化装置２は、操作者が人手で指定した、複数の画像における構造物３２を構成する表面の端にある端点７５を取得し、この端点７５の座標を算出する。モデル補正部５９はこの端点７５の座標を取得し、さらに、操作者から構造物３２の表面を構成し、端点７５を結ぶ直線や面（図５の一点鎖線を参照）などの情報を受け付ける。モデル補正部５９は、その端点７５を結ぶ直線や面などから構造物３２の３次元モデルを更新する。構造物３２の補正は、避雷保護範囲８１の算出に影響が大きい箇所のみされればよく、特定の構造物３２の一部だけが補正されてもよい。 FIG. 5 is a diagram for explaining correction of the structure 32. FIG. A building 32e is shown as the structure 32 in FIG. A plurality of points acquired by the multi-viewpoint image measurement method are not necessarily the ends of the structure 32 accurately, so the generated three-dimensional model tends to have rounded ends of the structure 32 . In addition, errors may occur when generating point clouds using the multi-viewpoint image measurement method. The stereoplotting device 2 acquires the end points 75 at the ends of the surfaces forming the structure 32 in the plurality of images, which are manually designated by the operator, and calculates the coordinates of these end points 75 . The model correction unit 59 acquires the coordinates of the endpoints 75, and further receives information from the operator such as straight lines and planes (see the dashed line in FIG. 5) that form the surface of the structure 32 and connect the endpoints 75. The model correction unit 59 updates the three-dimensional model of the structure 32 from straight lines, planes, etc. connecting the endpoints 75 . Correction of the structure 32 only needs to be performed on a portion that greatly affects the calculation of the lightning protection range 81, and only a part of a specific structure 32 may be corrected.

敷地３０の３次元形状および構造物３２の３次元モデルが決定または更新されると、避雷設備取得部５２は、避雷設備の配置を取得する（ステップＳ１０５）。 When the three-dimensional shape of the site 30 and the three-dimensional model of the structure 32 are determined or updated, the lightning protection equipment acquisition unit 52 acquires the arrangement of the lightning protection equipment (step S105).

図６は、避雷設備の配置を説明する図であり、図２に示される図と同じアングルで避雷設備を３次元的に配置した図である。図６において構造物３２を破線で示しているが、説明の容易のために記したものであり、実際の避雷設備の配置のデータには構造物３２そのものは含まれない。避雷設備としては、構造物３２の屋上から上方に延びるように配置される避雷針４１や、屋上の端部などに設けられる銅線４２、また地面に直接建てられる避雷塔４３などがある。避雷設備取得部５２は、操作者が構造物３２の３次元モデルを参照して入力する避雷設備の配置を取得してもよいし、点群生成部５７により生成された点群データから、避雷設備を抽出してもよい。あるいは、ＣＡＤデータ等で作成された避雷設備の設計情報を上記の敷地３０の３次元形状上に配置することで取得してもよいし、構造物３２の３次元モデルの更新の際に、撮影された複数の画像からステレオ図化装置２を用いて避雷設備の配置情報を取得してもよい。 FIG. 6 is a diagram for explaining the arrangement of the lightning protection equipment, and is a diagram in which the lightning protection equipment is arranged three-dimensionally at the same angle as the diagram shown in FIG. Although the structure 32 is indicated by a dashed line in FIG. 6, it is for the sake of simplification of explanation, and the structure 32 itself is not included in the actual layout data of the lightning protection equipment. The lightning protection equipment includes a lightning rod 41 arranged to extend upward from the roof of the structure 32, a copper wire 42 provided at the edge of the roof, and a lightning protection tower 43 erected directly on the ground. The lightning protection equipment acquisition unit 52 may acquire the arrangement of the lightning protection equipment input by the operator with reference to the three-dimensional model of the structure 32, or may obtain the lightning protection equipment from the point cloud data generated by the point cloud generation unit 57. Equipment may be extracted. Alternatively, the design information of the lightning protection equipment created by CAD data or the like may be acquired by arranging it on the three-dimensional shape of the site 30, or when the three-dimensional model of the structure 32 is updated, The arrangement information of the lightning protection equipment may be obtained from the plurality of images obtained by using the stereo plotting device 2 .

避雷設備の配置が取得されると、保護範囲生成部５３は、敷地３０の３次元形状と、避雷設備の配置とに基づいて、避雷保護範囲８１を生成する（ステップＳ１０６）。保護範囲生成部５３は、例えば回転球体法により、避雷針４１や避雷塔４３の先端や銅線４２上の点と、敷地３０の地面とを通る回転球体を漏れがないように求め、地面より上における、その回転球体のいずれも存在しない領域であって、そのうちに避雷設備が存在する領域を避雷保護範囲８１として生成する。回転球体の半径は、構造物３２毎に設定された雷からの保護レベルに応じて規定された値（例えば６０ｍ）を用いる。保護範囲生成部５３は、あらかじめ上記保護レベルのそれぞれについて避雷保護範囲８１を生成してもよい。なお、本実施の形態において避雷保護範囲８１の生成には回転球体法を使用したが、保護角法、または、その他の避雷保護範囲の生成方法を使用してもよい。さらに、回転球体法と保護角法を併用してもよい。 When the layout of the lightning protection equipment is obtained, the protection range generation unit 53 generates the lightning protection range 81 based on the three-dimensional shape of the site 30 and the layout of the lightning protection equipment (step S106). The protection range generation unit 53 obtains a rotating sphere that passes through the ground of the site 30 and the tip of the lightning rod 41 or the lightning tower 43, the point on the copper wire 42, and the ground of the site 30 without any leakage by, for example, the rotating sphere method. , an area in which none of the rotating spheres exist and in which the lightning protection equipment exists is generated as a lightning protection range 81 . As the radius of the rotating sphere, a value (for example, 60 m) defined according to the lightning protection level set for each structure 32 is used. The protection range generator 53 may generate the lightning protection range 81 for each of the protection levels in advance. Although the rotating sphere method is used to generate the lightning protection range 81 in the present embodiment, the protection angle method or other methods of generating the lightning protection range may be used. Furthermore, the rotating sphere method and the protective angle method may be used together.

そして、保護範囲出力部５５は、生成された避雷保護範囲８１の３次元形状と、形状取得部５１で取得された複数の構造物３２の３次元モデルとに基づいて、構造物３２のうち、避雷保護範囲８１に含まれない領域を抽出する（ステップＳ１０７）。保護範囲出力部５５は抽出された領域を記憶部１２に出力する。 Then, the protection range output unit 55, based on the generated three-dimensional shape of the lightning protection range 81 and the three-dimensional models of the plurality of structures 32 acquired by the shape acquisition unit 51, out of the structures 32, A region that is not included in the lightning protection range 81 is extracted (step S107). Protected area output unit 55 outputs the extracted area to storage unit 12 .

図７は、生成される避雷保護範囲８１と構造物３２との関係を説明する図である。図７では、説明の容易のため、構造物３２などを横から見た２次元の図を示している。図７に示されるように、避雷針４１が設けられるなど避雷設備との位置関係が明確になっている構造物３２ｍ，３２ｎと、その他の構造物３２ｐとの間で、地面の高さが異なる場合がある。すると、地面の高さの違いにより、構造物３２ｐのうち避雷保護範囲８１に含まれない領域である未保護領域８３が、構造物３２ｍ，ｎ，ｐが同じ高さである場合と異なる。例えば、高さが同じ場合に比べて、構造物３２ｐより高い位置に配置される構造物３２ｎの避雷針４１により保護される領域は多くなり、構造物３２ｐより低い位置に配置される構造物３２ｍの避雷針４１により保護される領域は少なくなる。さらにいえば、地面の高さの違いにより、構造物３２ｍ，３２ｎの避雷針４１と地面とを通る回転球体の位置も変化するため、避雷保護範囲８１そのものも、より正確に求められている。 FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the generated lightning protection range 81 and the structure 32. As shown in FIG. For ease of explanation, FIG. 7 shows a two-dimensional view of the structure 32 and the like viewed from the side. As shown in FIG. 7, when the height of the ground is different between structures 32m and 32n having a clear positional relationship with the lightning protection equipment, such as a lightning rod 41, and the other structure 32p. There is Then, due to the difference in ground height, an unprotected area 83, which is an area of the structure 32p that is not included in the lightning protection range 81, is different from when the structures 32m, n, and p have the same height. For example, compared to the case where the height is the same, the area protected by the lightning rod 41 of the structure 32n arranged at a position higher than the structure 32p is increased, and the area protected by the lightning rod 41 of the structure 32m arranged at a position lower than the structure 32p is increased. The area protected by the lightning rod 41 is reduced. Furthermore, since the position of the rotating sphere passing through the ground and the lightning rods 41 of the structures 32m and 32n also changes due to the difference in ground height, the lightning protection range 81 itself is also required to be determined more accurately.

未保護領域８３が抽出されると、保護範囲出力部５５は、避雷保護範囲８１のうちに存在するか否かがわかる態様で構造物３２の３次元画像を生成し、表示デバイスにその画像を出力させる（ステップＳ１０８）。ここで、保護範囲出力部５５は、構造物３２の３次元モデルおよび敷地３０の３次元形状に応じた３次元画像を生成する。さらに、保護範囲出力部５５は、未保護領域８３と、避雷保護範囲８１に含まれる領域とで、色や明るさなどの表示態様が異なるように構造物３２を描画する。保護範囲出力部５５は、ステップＳ１０７で抽出された未保護領域８３に着色するなどして表示態様を異ならせてもよいし、避雷保護範囲８１の端にある境界面を半透明で描画することにより、避雷保護範囲８１に含まれる領域が着色することで表示態様を異ならせてもよい。 When the unprotected area 83 is extracted, the protection range output unit 55 generates a three-dimensional image of the structure 32 in a manner that makes it possible to see whether or not it exists within the lightning protection range 81, and displays the image on the display device. output (step S108). Here, the protection range output unit 55 generates a three-dimensional image corresponding to the three-dimensional model of the structure 32 and the three-dimensional shape of the site 30 . Furthermore, the protected area output unit 55 draws the structure 32 so that the unprotected area 83 and the area included in the lightning protected area 81 have different display modes such as color and brightness. The protected area output unit 55 may change the display mode by coloring the unprotected area 83 extracted in step S107, or may render the boundary surface at the end of the lightning protected area 81 translucent. , the display mode may be changed by coloring the area included in the lightning protection range 81 .

未保護領域８３が抽出された後、操作者は、未保護領域８３の状況を画面で確認しながら、画面上の操作により避雷設備を任意の位置に追加してもよい。避雷設備が追加されたら、保護範囲出力部５５は避雷保護範囲８１を更新し、新たな未保護範囲８３を表示させてもよい。全ての構造物３２が避雷保護範囲８１内に収まるまで、避雷設備の追加、既存避雷設備の移動の操作を繰り返すことで、新たな避雷設備の設計を行ってもよい。 After the unprotected area 83 is extracted, the operator may add the lightning protection equipment to an arbitrary position by operating the screen while checking the status of the unprotected area 83 on the screen. When the lightning protection equipment is added, the protection range output unit 55 may update the lightning protection protection range 81 and display a new unprotected range 83 . New lightning protection equipment may be designed by repeating the operations of adding lightning protection equipment and moving existing lightning protection equipment until all structures 32 are within the lightning protection range 81 .

３次元モデルは、構造物３２毎に関連付けられた雷からの保護レベルの情報を有していてもよい。その場合、保護範囲出力部５５は、構造物３２のそれぞれについて、その構造物３２に関連付けられた保護レベルについて生成された避雷保護範囲８１を選択し、その構造物３２が選択された避雷保護範囲８１のうちに存在するか否かを識別してよい。 The three-dimensional model may have lightning protection level information associated with each structure 32 . In that case, the protection coverage output unit 55 selects, for each of the structures 32, the lightning protection coverage 81 generated for the protection level associated with that structure 32, and the lightning protection coverage for which the structure 32 was selected. 81 may be identified.

図８は、表示される避雷保護範囲８１の一例を示す図である。図８の例では、避雷塔４３により保護される避雷保護範囲８１の境界を一点鎖線で示しており、一点鎖線により囲まれている領域は実際には半透明の境界面により着色されている。図８の例では、建物３２ａ，３２ｂおよびタンク３２ｉのうち避雷保護範囲８１に含まれる領域は破線で示されており、実線で描画される未保護領域８３と表示態様が異なっている。 FIG. 8 is a diagram showing an example of a displayed lightning protection range 81. As shown in FIG. In the example of FIG. 8, the boundary of the lightning protection area 81 protected by the lightning tower 43 is indicated by a dashed line, and the area surrounded by the dashed line is actually colored with a translucent boundary surface. In the example of FIG. 8, the areas of the buildings 32a, 32b and the tank 32i that are included in the lightning protection range 81 are indicated by dashed lines, and are displayed differently from the unprotected area 83 drawn by solid lines.

これまでに説明したように、本発明の実施形態では、敷地３０の高低差を示す情報を取得し、避雷保護範囲８１の生成に用いることにより、特定の構造物３２と位置関係が規定されている避雷設備により、他の構造物３２を雷から保護するか否かについてより適切にシミュレーションすることができ、避雷設備の再構築のための検討情報とすることができる。 As described above, in the embodiment of the present invention, information indicating the height difference of the site 30 is acquired and used to generate the lightning protection range 81, thereby defining the positional relationship with the specific structure 32. It is possible to more appropriately simulate whether or not the existing lightning protection equipment will protect other structures 32 from lightning, and this can be used as examination information for reconstructing the lightning protection equipment.

また、敷地３０や構造物３２の現況を無人航空機３による写真測量から取得することにより、敷地３０や構造物３２の構造であって避雷保護範囲８１のシミュレーションに必要な情報を個々の設計データ等を集めることなしに取得することができる。また、実際の構造物３２は、後からの増改築などによって、設計図と実際の構造とが異なっていることが多い。写真測量による取得であれば設計図と実際の構造との相違は問題にならず、より容易に正確なシミュレーションを行うことが可能になる。 In addition, by acquiring the current state of the site 30 and the structure 32 from photogrammetry by the unmanned aerial vehicle 3, the information necessary for the simulation of the lightning protection range 81, which is the structure of the site 30 and the structure 32, can be obtained from individual design data, etc. can be obtained without collecting Further, the actual structure 32 often differs from the design drawing due to subsequent extension or reconstruction. Acquisition by photogrammetry does not matter if there is a difference between the design drawing and the actual structure, and it becomes possible to perform an accurate simulation more easily.

なお、敷地３０や構造物３２の現況を測量する手法は多視点画像計測手法を用いた写真測量に限られない。レーザーなどの測量手法により、構造物３２の構造を示す点群データが取得されてもよい。 Note that the method for surveying the current state of the site 30 and the structure 32 is not limited to photogrammetry using the multi-viewpoint image measurement method. Point cloud data representing the structure of the structure 32 may be acquired by a surveying technique such as a laser.

１ 保護範囲算出装置、２ ステレオ図化装置、３ 無人航空機、５ カメラ、１１ プロセッサ、１２ 記憶部、１３ 通信部、１４ 入出力部、３０ 敷地、３２，３２ｍ，３２ｎ，３２ｐ 構造物、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ 建物、３２ｉ，３２ｊ，３２ｋ タンク、４１ 避雷針、４２ 銅線、４３ 避雷塔、５１ 形状取得部、５２ 避雷設備取得部、５３ 保護範囲生成部、５５ 保護範囲出力部、５６ 画像取得部、５７ 点群生成部、５８ モデル生成部、５９ モデル補正部、７１ 撮影範囲、７５ 端点、８１ 避雷保護範囲、８３ 未保護領域。

1 protection range calculation device 2 stereo plotting device 3 unmanned aerial vehicle 5 camera 11 processor 12 storage unit 13 communication unit 14 input/output unit 30 site 32, 32m, 32n, 32p structure 32a, 32b, 32c, 32d, 32e building, 32i, 32j, 32k tank, 41 lightning rod, 42 copper wire, 43 lightning tower, 51 shape acquisition unit, 52 lightning protection equipment acquisition unit, 53 protection range generation unit, 55 protection range output unit, 56 image acquisition unit, 57 point group generation unit, 58 model generation unit, 59 model correction unit, 71 shooting range, 75 endpoint, 81 lightning protection range, 83 unprotected area.

Claims (9)

対象となる敷地の現況の３次元形状を取得する形状取得部と、
前記敷地に配置される避雷設備の配置情報であって前記避雷設備の高さを含む配置情報を取得する避雷設備取得部と、
前記避雷設備の配置情報、および、前記敷地の現況の３次元形状に基づいて、前記避雷設備による雷からの保護範囲の３次元形状を生成する保護範囲生成部と、
前記保護範囲の３次元形状と、前記敷地の上に配置された複数の構造物の現況の３次元形状および３次元位置を含む３次元モデルとに基づいて、前記３次元モデルに含まれる前記複数の構造物が前記避雷設備の前記生成された保護範囲の内にあるか否かを示す情報を出力する保護範囲出力部と、
操作者の操作により前記敷地の任意の位置に前記避雷設備を追加する手段と、
を含み、
前記保護範囲出力部は、前記敷地の任意の位置に前記避雷設備を追加する手段により前記避雷設備の追加があった場合に、前記保護範囲の３次元形状を更新する、
ことを特徴とする避雷保護範囲生成システム。 a shape acquisition unit that acquires a three-dimensional shape of the current state of the target site;
a lightning protection equipment acquisition unit that acquires the location information of the lightning protection equipment to be placed on the site and includes the height of the lightning protection equipment;
a protection area generation unit that generates a three-dimensional shape of the area protected from lightning by the lightning protection equipment based on the arrangement information of the lightning protection equipment and the three-dimensional shape of the current state of the site;
Based on the three-dimensional shape of the protection range and a three-dimensional model including the current three-dimensional shape and three-dimensional positions of a plurality of structures placed on the site, the plurality of structures included in the three-dimensional model a protection range output unit that outputs information indicating whether or not the structure of is within the generated protection range of the lightning protection equipment;
means for adding the lightning protection equipment at any position on the site by the operation of an operator;
including
The protection range output unit updates the three-dimensional shape of the protection range when the lightning protection equipment is added by means for adding the lightning protection equipment at an arbitrary position on the site.
A lightning protection range generation system characterized by: 請求項１に記載の避雷保護範囲生成システムにおいて、
前記形状取得部は、測量により生成された前記敷地および構造物の表面を構成する点群を取得し、前記取得された点群に基づいて前記敷地の現況の３次元形状と、前記敷地の上に配置された複数の構造物の現況の３次元形状および３次元位置を含む３次元モデルとを取得する、
避雷保護範囲生成システム。 The lightning protection coverage generation system according to claim 1,
The shape acquisition unit acquires a point group that constitutes the surface of the site and the structure generated by surveying, and based on the acquired point group, the current three-dimensional shape of the site and the top of the site. obtaining a 3D model including existing 3D shapes and 3D positions of a plurality of structures located in
Lightning protection range generation system. 請求項２に記載の避雷保護範囲生成システムにおいて、
前記形状取得部は、前記敷地および構造物が空中から撮影された複数の画像であって、互いに撮影範囲がオーバーラップするように撮影された複数の画像を取得し、前記取得された複数の画像に基づいて多視点画像計測手法により前記敷地および構造物の表面を構成する点群を算出し、前記算出された点群に基づいて前記敷地の現況の３次元形状および前記複数の構造物の現況の３次元モデルを取得する、
避雷保護範囲生成システム。 In the lightning protection coverage generation system according to claim 2,
The shape acquisition unit acquires a plurality of images of the site and the structure photographed from the air, the plurality of images photographed such that photographing ranges overlap with each other, and the acquired plural images Calculate a point group that constitutes the surface of the site and the structure by a multi-viewpoint image measurement method based on, and based on the calculated point group, the three-dimensional shape of the current state of the site and the current state of the plurality of structures obtain a 3D model of
Lightning protection range generation system. 請求項３に記載の避雷保護範囲生成システムにおいて、
前記形状取得部は、前記複数の画像に基づいてステレオ図化機を用いて算出された３次元形状であって前記複数の構造物のうち一部の３次元形状に基づいて、前記一部の構造物の３次元モデルを更新する、
避雷保護範囲生成システム。 In the lightning protection coverage generation system according to claim 3,
The shape acquisition unit obtains a three-dimensional shape of a part of the plurality of structures, which is a three-dimensional shape calculated using a stereoplotter based on the plurality of images. update the 3D model of the structure,
Lightning protection range generation system. 請求項１に記載の避雷保護範囲生成システムにおいて、
前記形状取得部は、測量により生成された前記敷地の表面を構成する点群を取得し、前記取得された点群に基づいて前記敷地の現況の３次元形状を取得し、前記複数の構造物の現況の３次元形状と、当該構造物の前記敷地における配置とを示す情報を当該構造物の現況の３次元モデルとして取得する、
避雷保護範囲生成システム。 The lightning protection coverage generation system according to claim 1,
The shape acquisition unit acquires a point group that constitutes the surface of the site generated by surveying, acquires a three-dimensional shape of the current state of the site based on the acquired point group, and acquires the plurality of structures. Acquiring information indicating the current three-dimensional shape of the structure and the layout of the structure on the site as a three-dimensional model of the current structure ;
Lightning protection range generation system. 請求項１から５のいずれかに記載の避雷保護範囲生成システムにおいて、
前記保護範囲生成部は、回転球体法または保護角法により、雷からの保護対象となる構造物の保護レベルに応じて、複数の前記避雷設備による雷からの保護範囲の３次元形状を生成し、
前記保護範囲出力部は、前記複数の保護範囲の３次元形状と、前記敷地の上に配置された複数の構造物の現況の３次元形状および３次元位置を含む３次元モデルとに基づいて、前記複数の構造物が当該構造物に関連付けられた保護レベルに該当する前記保護範囲の内にあるか否かを示す情報を出力する、
避雷保護範囲生成システム。 In the lightning protection range generation system according to any one of claims 1 to 5,
The protection range generation unit generates a three-dimensional shape of the protection range from lightning by the plurality of lightning protection equipment according to the protection level of the structure to be protected from lightning by the rotating sphere method or the protection angle method. ,
The protection range output unit is based on the three-dimensional shape of the plurality of protection ranges and a three-dimensional model including the current three-dimensional shape and three-dimensional position of the plurality of structures placed on the site, outputting information indicating whether the plurality of structures are within the protection range corresponding to the protection level associated with the structures;
Lightning protection range generation system. 請求項１から６のいずれかに記載の避雷保護範囲生成システムにおいて、
前記保護範囲出力部は、前記生成された保護範囲の３次元形状と、前記３次元モデルに含まれる前記複数の構造物の３次元形状および３次元位置とに基づいて、前記３次元モデルに含まれる前記複数の構造物のうち、前記避雷設備の前記生成された保護範囲に含まれない領域を抽出し、抽出された領域を出力する、
避雷保護範囲生成システム。 In the lightning protection range generation system according to any one of claims 1 to 6,
The protection range output unit is included in the three-dimensional model based on the generated three-dimensional shape of the protection range and the three-dimensional shapes and three-dimensional positions of the plurality of structures included in the three-dimensional model. extracting an area that is not included in the generated protection range of the lightning protection equipment from among the plurality of structures that are installed, and outputting the extracted area;
Lightning protection range generation system. 請求項１から６のいずれかに記載の避雷保護範囲生成システムにおいて、
前記保護範囲出力部は、前記３次元モデルに含まれる複数の構造物を３次元表示し、前記生成された保護範囲の３次元形状と、前記３次元モデルに含まれる前記複数の構造物の３次元形状および３次元位置とに基づいて、前記３次元モデルに含まれる前記複数の構造物の領域のうち、前記避雷設備の前記生成された保護範囲に含まれない領域を他の領域と異なる態様で表示する、
避雷保護範囲生成システム。 In the lightning protection range generation system according to any one of claims 1 to 6,
The protection range output unit displays a plurality of structures included in the three-dimensional model in three dimensions, and displays the generated three-dimensional shape of the protection range and the three-dimensional shape of the plurality of structures included in the three-dimensional model. Based on the dimensional shape and the 3D position, among the regions of the plurality of structures included in the 3D model, a region that is not included in the generated protection range of the lightning protection equipment is different from other regions. display with
Lightning protection range generation system. 対象となる敷地の３次元形状を取得する形状取得部、
前記敷地に配置される避雷設備の配置情報であって前記避雷設備の高さを含む配置情報を取得する避雷設備取得部、
前記避雷設備の配置情報、および、前記敷地の現況の３次元形状に基づいて、前記避雷設備による雷からの保護範囲の３次元形状を生成する保護範囲生成部、および、
前記保護範囲の３次元形状と、前記敷地の上に配置された複数の構造物の現況の３次元形状および３次元位置を含む３次元モデルとに基づいて、前記３次元モデルに含まれる前記複数の構造物が前記避雷設備の前記生成された保護範囲の内にあるか否かを示す情報を出力する保護範囲出力部、
操作者の操作により前記敷地の任意の位置に前記避雷設備を追加する手段、
としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
前記保護範囲出力部は、前記敷地の任意の位置に前記避雷設備を追加する手段により前記避雷設備の追加があった場合に、前記保護範囲の３次元形状を更新する、
ことを特徴とするプログラム。 A shape acquisition unit that acquires the three-dimensional shape of the target site,
A lightning protection equipment acquisition unit for acquiring location information of lightning protection equipment arranged on the site, the location information including the height of the lightning protection equipment;
a protection area generation unit that generates a three-dimensional shape of a protected area from lightning by the lightning protection equipment based on the arrangement information of the lightning protection equipment and the three-dimensional shape of the current site condition ;
Based on the three-dimensional shape of the protection range and a three-dimensional model including the current three-dimensional shape and three-dimensional positions of a plurality of structures placed on the site, the plurality of structures included in the three-dimensional model a protection range output unit that outputs information indicating whether the structure of is within the generated protection range of the lightning protection equipment;
means for adding the lightning protection equipment at any position on the site by operator's operation;
A program for making a computer function as
The protection range output unit updates the three-dimensional shape of the protection range when the lightning protection equipment is added by means for adding the lightning protection equipment at an arbitrary position on the site.
A program characterized by
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