特開 2024-18122 離隔距離計測方法、及びレーザー搭載型電線点検自走機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024018122

(43)【公開日】2024-02-08

(54)【発明の名称】離隔距離計測方法、及びレーザー搭載型電線点検自走機

(51)【国際特許分類】

   H02G 1/02 20060101AFI20240201BHJP

   G01C 15/00 20060101ALI20240201BHJP

   G01C 7/00 20060101ALI20240201BHJP

   G01S 17/42 20060101ALN20240201BHJP

【ＦＩ】

H02G1/02

G01C15/00 103E

G01C7/00

G01S17/42

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022121230

(22)【出願日】2022-07-29

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-02-27

(71)【出願人】

【識別番号】593026959

【氏名又は名称】中日本航空株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076406

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 勝徳

(74)【代理人】

【識別番号】100171941

【弁理士】

【氏名又は名称】辻 忠行

(72)【発明者】

【氏名】柏木 孝仁

(72)【発明者】

【氏名】田中 利和

(72)【発明者】

【氏名】都竹 正志

【テーマコード（参考）】

5G352

5J084

【Ｆターム（参考）】

5G352AH02

5G352AH03

5G352AM01

5G352AM05

5J084AA05

5J084AA10

5J084AB20

5J084AC01

5J084BA03

5J084BA48

5J084DA04

5J084DA05

5J084DA07

5J084EA07

(57)【要約】      （修正有）

【課題】離隔距離計測を行う送電線に隣接して傾斜地がある場合でも、十分に周囲のレーザー計測を行うことができるようにする。
【解決手段】本発明は、架空線Ａ上を自走する自走機１００に搭載したレーザー計測装置により、架空線Ａに沿って張設された架空線と周辺の樹木Ｃ等との離隔距離を計測する離隔距離計測方法である。本発明に係る離隔距離計測方法では、架空線Ａに平行な回動軸４ｃに交差する方向に、かつ回動軸４ｃの鉛直下方から回動軸４ｃ周りの両方向に９０度以上ずつの回動範囲を回動させるようにして、レーザー光を照射する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

架空線上を自走する自走機に搭載したレーザー計測装置により、送電線と周辺の物体との離隔距離を計測する離隔距離計測方法であって、
レーザー計測装置のレーザー光を、前記架空線に平行な回動軸に交差する方向に、かつ当該回動軸の鉛直下方から当該回動軸周りの両方向に９０度以上ずつの回動範囲を回動させるようにして照射するレーザー計測工程を有することを特徴とする離隔距離計測方法。

【請求項2】

前記回動範囲が、前記回動軸周りの両方向に１３５度以上ずつである請求項１に記載の離隔距離計測方法。

【請求項3】

前記レーザー計測工程と並行して、前記自走機に搭載した架空線撮影装置により前記自走機が懸架された架空線を動画にして撮影する架空線撮影工程と、
前記架空線撮影工程で撮影した動画と、前記レーザー計測工程で計測したデータを紐づける架空線動画紐づけ工程とを有する請求項１に記載の離隔距離計測方法。

【請求項4】

前記レーザー計測工程と並行して、前記自走機に搭載した外方撮影装置により前記自走機の下方、及び／又は側方を動画にして撮影する外方撮影工程と、
前記外方撮影工程で撮影した動画と、前記レーザー計測工程で計測したデータの情報を紐づける外方動画紐づけ工程とを有する請求項１に記載の離隔距離計測方法。

【請求項5】

架空線上を走行し、搭載したレーザー計測装置により、送電線と周辺の物体との離隔距離を計測するレーザー搭載型電線点検自走機であって、
レーザー計測装置が、前記架空線に平行な回動軸に交差する方向に、かつ当該回動軸の鉛直下方から当該回動軸周りの両方向に９０度以上ずつの回動範囲を回動させるようにしてレーザー光を照射することを特徴とするレーザー搭載型電線点検自走機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、架空送電線と樹木や家屋等との離隔距離を計測する方法、及び装置に関し、特にレーザー計測装置を用いて行う離隔距離計測方法、及びこれに用いる自走機に関する。

【背景技術】

【0002】

架空送電線は、法令や技術標準により周辺の樹木や家屋等との離隔距離を一定以上とする必要があり、送電事業者は定期的にこの離隔距離を計測し、危険な樹木を伐採したりする必要がある。この離隔を効率良く計測する方法として、架空送電線路自走機に搭載したレーザー測距装置を用いる方法が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。

【0003】

例えば、特許文献１では、架空地線に懸架されてこれに沿って走行する自走機にレーザー測距装置を搭載し、レーザービームを揺動させながら下方の樹木や電線との離隔を計測する計測装置が提案されている。特許文献１の計測装置では、自走機が横揺れしても計測範囲が狭くならないように、レーザー測距装置を揺動可能に支持し、自重により鉛直下方を向くように構成されている。

【0004】

また、特許文献２には、自走機に搭載したレーザー計測装置により得られた計測データを衛星測位データと関連付け、計測対象物の３次元座標データを得るようにした送電線下離隔計測システムが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平７－１５４９０９号公開公報

【特許文献2】特開２００７－１０７９６２号公開公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１や特許文献２の計測装置では、架空地線下方の狭い範囲のみを計測するため、送電線側方の傾斜地や高木を十分に計測できないという問題がある。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、送電線に隣接する傾斜地や高木も十分に計測可能な離隔距離計測方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するためになされた発明は、架空線上を自走する自走機に搭載したレーザー計測装置により、送電線と周辺の物体との離隔距離を計測する離隔距離計測方法であって、レーザー計測装置のレーザー光を、前記架空線に平行な回動軸に交差する方向に、かつ当該回動軸の鉛直下方から当該回動軸周りの両方向に９０度以上ずつの回動範囲を回動させるようにして照射するレーザー計測工程を有することを特徴とする。
ここで、「架空線」とは、送電線と架空地線（グランドワイヤ）の両方を含むものとする。

【0008】

本発明の離隔距離計測方法は、このように、架空線に平行な回動軸に交差する方向に照射されるレーザー光を、当該回動軸周りの鉛直下方から当該回動軸周りの両方向に９０度以上ずつ回動させるようにしたので、送電線の側方に有る樹木や家屋を十分に計測することができる。

【0009】

本発明の離隔距離計測方法は、前記回動範囲が、前記回動軸周りの両方向に１３５度以上ずつであることが好ましい。こうすることで、隣接する傾斜地の傾斜が急であっても、樹冠まで、十分にレーザー光を照射することができる。

【0010】

本発明の離隔距離計測方法は、前記レーザー計測工程と並行して、前記自走機に搭載した架空線撮影装置により前記自走機が懸架された架空線を動画にして撮影する架空線撮影工程と、前記架空線撮影工程で撮影した動画と、前記レーザー計測工程で計測したデータを紐づける架空線動画紐づけ工程とを有することが好ましい。このように、架空線を撮影することで架空線に付いた傷を見つけることができる。架空線撮影装置で撮影した動画とレーザー計測工程で計測したデータを紐づけることで、レーザー計測工程で得られた３次元点群データから作成された点群図の架空線周囲の樹木や建物を参考にして架空線の傷の位置を容易に特定できる。

【0011】

本発明の離隔距離計測方法は、前記レーザー計測工程と並行して、前記自走機に搭載した外方撮影装置により前記自走機の下方、及び／又は側方を動画にして撮影する外方撮影工程と、前記外方撮影工程で撮影した動画と、前記レーザー計測工程で計測したデータの情報を紐づける外方動画紐づけ工程とを有することが好ましい。こうすることで、レーザー計測により得られた点群図と、外方撮影装置で撮影した動画や静止画像を見比べて、伐採すべき樹木等を容易に見つけることができる。また、外方撮影装置で撮影した動画等から、自走機の下方に有る送電線の傷を見つけたり、側方に有る危険な樹木を見つけたりできる。

【0012】

本発明は、架空線上を走行し、搭載したレーザー計測装置により、送電線と周辺の物体との離隔距離を計測するレーザー搭載型電線点検自走機であって、レーザー計測装置が、前記架空線に平行な回動軸に交差する方向に、かつ当該回動軸の鉛直下方から当該回動軸周りの両方向に９０度以上ずつの回動範囲を回動させるようにしてレーザー光を照射することを特徴とするレーザー搭載型電線点検自走機を含む。

【発明の効果】

【0013】

以上、本発明の離隔距離計測方法、及びレーザー搭載型電線点検自走機によれば、離隔距離計測を行う送電線に隣接して傾斜地や高木がある場合でも、これらのレーザー計測を十分に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一の実施形態に係るレーザー搭載型電線点検自走機の使用状態を示した斜視図である。

【図2】図１に示したレーザー計測装置の照射範囲を示す説明図である。

【図3】図１に示したレーザー搭載型電線点検自走機の架空線撮影装置、下方撮影装置、及び側方撮影装置を示す模式図である。

【図4】図１に示した自走機により傾斜地のレーザー計測を行う様子を示した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、適宜図面を用いながら本発明の実施形態について詳述する。図１は、本発明の一の実施形態に係るレーザー搭載型電線点検自走機１００（以下、単に「自走機１００」ともいう。）を示している。自走機１００は、架空地線や送電線等からなる単線の架空線Ａ上を自走させて用いるもので、直方体状の車体１と、自走機１００を架空線Ａに沿って走行させる駆動部２と、架空線Ａの周辺の植生や地盤、設備等の計測や撮影を行う計測部３と、自走機１００の走行、及び／又は、計測部３による計測の遠隔操作を行うリモコン（不図示）とを主に備えている。

【0016】

また、本発明の離隔距離計測方法は、レーザー計測工程と、架空線撮影工程と、架空線動画紐づけ工程と、外方撮影工程と、外方動画紐づけ工程とを備えている。尚、本発明は、以下の実施形態に限られるものではない。

【0017】

車体１は、アルミニウムの押し出し成型材（アルミフレーム）を組み立てて形成した枠体の上面、下面、及び側面の一部を適宜板材で塞いで、進行方向前側から見た正面視における幅方向より、高さ方向、及び前後方向が長い直方体状に設けられ、前後方向に架空線Ａが挿通可能に構成されている。

【0018】

駆動部２は、架空線Ａ状を走行する前後一対の鼓状の車輪２１，２１と、車輪２１，２１を、プーリーを介して駆動する駆動モータ（不図示）とを備えている。駆動部２は、車体１の上部に設けられ、自走機１００を架空線Ａに懸架した際には、架空線Ａの上側に位置することになる。駆動部２は、上方、前後（図３の左右）の両方、左右（図１の左右）の一方を板材で閉塞し、左右の他方をメッシュ材で通気可能に閉塞している。

【0019】

計測部３は、レーザー計測装置４と、架空線撮影装置５１，５２と、下方撮影装置（外方撮影装置）６１と、一対の側方撮影装置（外方撮影装置）６２，６２と、操作盤７と、前後一対の衛星測位システム用アンテナ９，９と、これらに電圧を供給するバッテリー８と、を備えている。

【0020】

レーザー計測装置４は、レーザー計測工程で用いられ、底壁１１の後端側に載置される本体部４ａと、本体部４ａから後方へ延出するレーザー照射部４ｂとを備えている。レーザー照射部４ｂは、計測用のレーザー光を照射し、反射して戻ったレーザー光を受信する扁平円筒状のレーザー照射窓４ｃを有している。レーザー照射部４ｂは、レーザー光を通過すべく下方と両側方の３方が開放されたレーザー照射室１２に収容されている。

【0021】

レーザー照射窓４ｃは、架空線Ａと略平行に延びる回動軸４ｄを軸心とする扁平円筒状をなし、回動軸４ｄと直交する方向を中心に回動軸４ｄ方向に３０度の角度幅を持った帯状のレーザー光を発射する。レーザー照射窓４ｃから照射されるレーザー光は、回動軸４ｄの鉛直下方から回動軸４ｄの周方向の両側に９０度以上ずつ、計１８０度以上回動することが重要である。
こうすることで、自走機１００を懸架した架空線より低い位置にある物体に対し全てレーザー光を照射することできる。

【0022】

レーザー光の照射方向は、図４に示すように、回動軸４ｄの鉛直下方から回動軸４ｄの周方向の両側に１３５度以上ずつ、合計で２７０度以上（例えば、３３０度）回動することが好ましい。一般に高圧鉄塔Ｂが設置される傾斜面Ｅとしては、傾斜角が最大４０度程度であり、このような範囲でレーザー光の照射方向を回動させることで、自走機１００を懸架した架空線から仰角が４５度以上となる斜め上方までレーザー光を照射できるので、図４に示すように、傾斜面Ｅの樹木Ｃを概ね樹冠まで計測することができる。かかるレーザー計測装置としては、例えば、Ｒｉｅｇｌ社製のＶＵＸ－ＳＹＳを用いることができる。

【0023】

レーザー計測装置４は、衛星測位システム用アンテナ９，９から得られた位置情報をメタデータとして、レーザー計測により得られたデータに紐づけすることで、３次元点群データを形成する。

【0024】

架空線撮影装置５１，５２は、架空線撮影工程で用いられ、図３に示すように、架空線Ａを上下から動画で撮影する。架空線撮影装置５１，５２で撮影された動画データは、架空線動画紐づけ工程において、衛星測位システム用アンテナ９，９から得られた位置情報や、時刻等のデータを介して、レーザー計測装置４に係るデータと紐づけられ、例えば、動画上で架空線Ａに傷が見つかった場合に、当該傷の位置を点群図上に表示できるよう構成されている。

【0025】

下方撮影装置６１、側方撮影装置６２，６２は、外方撮影工程で用いられ、例えば、１５０度広角のデジタルカメラ等からなり、図３に示すように、それぞれ、自走機１００の下方、及び側方を動画で撮影する。これにより、自走機１００を懸架した架空線Ａより下方にある送電線等を撮影し、側方に有る樹木や建築物を撮影する。下方撮影装置６１、側方撮影装置６２，６２で撮影された動画データは、外方動画紐づけ工程において、衛星測位システム用アンテナ９，９から得られた位置情報や、時刻等のデータを介して、レーザー計測装置４に係るデータと紐づけられ、点群図上で離隔距離内に侵入した樹木等を発見した場合には、当該樹木の位置を下方撮影装置６１、側方撮影装置６２，６２で撮影した画像を参照できるよう構成され、樹木の位置を容易に把握できるように構成されている。また、下方撮影装置６１で撮影された動画上で架空線Ａの下方の送電線等に傷が見つかった場合に、当該傷の位置を点群図上に表示させることができる。

【0026】

以上、本発明は、上述した実施形態に限られず、例えば、レーザー照射方向は、回動軸周りに２７０度以上回動してもよいし、３６０度の回転を同じ方向に連続して繰り返してもよい。架空線計測工程や、外方撮影工程は備えなくてもよい。レーザー計測部は、自走機の前側や自走機を懸架する架空線より上方に配設してもよい。自走機は、架空地線に限らず、送電を停止した送電線に懸架するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0027】

架空線Ａ
１００ レーザー搭載型電線点検自走機
４ レーザー計測装置
４ｄ 回動軸
５１，５２ 架空線撮影装置
６１ 下方撮影装置（外方撮影装置）
６２ 側方撮影装置（外方撮影装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2022-12-15

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

架空線上を走行し、搭載したレーザー計測装置により、送電線と周辺の物体との離隔距離を計測するレーザー搭載型電線点検自走機であって、
前記架空線を前後の側面に挿通するようにして、前記架空線に吊設される直方体状の車体を備え、
前記車体は、架空線の下方かつ車体の底壁上に載置されるレーザー計測部と、レーザー計測部の後方に隣接して設けられる両側方と下方の３方が開放されたレーザー照射室とを有し、
前記レーザー計測装置は、前記底壁の後端側に載置される本体部と、本体部から後方へ延出するとともに、前記レーザー照射室に収容されるレーザー照射部とを備え、
前記レーザー照射部は、架空線と平行に延びる回動軸を軸心とする扁平円筒状のレーザー照射窓を有し、
レーザー計測装置が、前記架空線に平行な回動軸に直交する方向に、かつ当該回動軸の鉛直下方から当該回動軸周りの両方向に１３５度以上ずつの回動範囲を回動させるようにしてレーザー光を照射するよう構成されていることを特徴とするレーザー搭載型電線点検自走機。

【請求項2】

架空線を挟んで架空線の真上と真下から架空線を撮影するよう前記車体に固定された一対の架空線撮影装置を備える請求項１に記載のレーザー搭載型電線点検自走機。

【請求項3】

前記レーザー計測装置は、前記車体の上面の側辺に沿って設けられる前後一対の衛星測位システム用アンテナにより得られたデータをレーザー計測により得られた情報と紐づけるよう構成されている請求項１に記載のレーザー搭載型電線点検自走機。

【請求項4】

請求項１に記載のレーザー搭載型電線点検自走機を用いて、送電線と周辺の物体との離隔距離を計測する離隔距離計測方法であって、
レーザー計測装置のレーザー光を、前記架空線に平行な回動軸に交差する方向に、かつ当該回動軸の鉛直下方から当該回動軸周りの両方向に１３５度以上ずつの回動範囲を回動させるようにして照射するレーザー計測工程と、
前記レーザー計測工程と並行して、前記自走機に搭載した架空線撮影装置により前記自走機が懸架された架空線を動画にして撮影する架空線撮影工程と、
前記架空線撮影工程で撮影した動画と、前記レーザー計測工程で計測したデータを紐づける架空線動画紐づけ工程とを有する離隔距離計測方法。

【請求項5】

請求項１に記載のレーザー搭載型電線点検自走機を用いて、送電線と周辺の物体との離隔距離を計測する離隔距離計測方法であって、
レーザー計測装置のレーザー光を、前記架空線に平行な回動軸に交差する方向に、かつ当該回動軸の鉛直下方から当該回動軸周りの両方向に１３５度以上ずつの回動範囲を回動させるようにして照射するレーザー計測工程と、
前記レーザー計測工程と並行して、前記自走機に搭載した外方撮影装置により前記自走機の下方、及び／又は側方を動画にして撮影する外方撮影工程と、
前記外方撮影工程で撮影した動画と、前記レーザー計測工程で計測したデータの情報を紐づける外方動画紐づけ工程とを有する離隔距離計測方法。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0007】

上記課題を解決するためになされた発明は 架空線上を走行し、搭載したレーザー計測装置により、送電線と周辺の物体との離隔距離を計測するレーザー搭載型電線点検自走機であって、レーザー計測装置が、前記架空線に平行な回動軸に交差する方向に、かつ当該回動軸の鉛直下方から当該回動軸周りの両方向に９０度以上ずつの回動範囲を回動させるようにしてレーザー光を照射するよう構成され、直方体状の車体を備え、前記車体は、底壁を有するレーザー計測部と、レーザー計測部の後方に隣接して設けられる両側方と下方の３方が開放されたレーザー照射室とを有し、前記レーザー計測装置は、前記底壁の後端側に載置される本体部と、本体部から後方へ延出するとともに、前記レーザー照射室に収容されるレーザー照射部を備え、前記レーザー照射部は、架空線と平行に延びる回動軸を軸心とする扁平円筒状のレーザー照射窓を有することを特徴とする。
ここで、「架空線」とは、送電線と架空地線（グランドワイヤ）の両方を含むものとする。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

本発明のレーザー搭載型電線点検自走機は、このように、架空線に平行な回動軸に交差する方向に照射されるレーザー光を、当該回動軸周りの鉛直下方から当該回動軸周りの両方向に９０度以上ずつ回動させるようにしたので、送電線の側方に有る樹木や家屋を十分に計測することができる。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0009】

本発明のレーザー搭載型電線点検自走機は、前記回動範囲が、前記回動軸周りの両方向に１３５度以上ずつであることが好ましい。こうすることで、隣接する傾斜地の傾斜が急であっても、樹冠まで、十分にレーザー光を照射することができる。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0010】

本発明のレーザー搭載型電線点検自走機は、架空線を挟んで架空線の真上と真下から架空線を撮影するよう前記車体に固定された一対の架空線撮影装置を備えることが好ましい。また、本発明のレーザー搭載型電線点検自走機は、前記レーザー計測装置が、前記車体の上面の側辺に沿って設けられる前後一対の衛星測位システム用アンテナにより得られたデータと紐づけるよう構成されていることが好ましい。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0011】

本発明は、上記のレーザー搭載型電線点検自走機を用いて、送電線と周辺の物体との離隔距離を計測する離隔距離計測方法であって、レーザー計測装置のレーザー光を、前記架空線に平行な回動軸に交差する方向に、かつ当該回動軸の鉛直下方から当該回動軸周りの両方向に９０度以上ずつの回動範囲を回動させるようにして照射するレーザー計測工程と、前記レーザー計測工程と並行して、前記自走機に搭載した架空線撮影装置により前記自走機が懸架された架空線を動画にして撮影する架空線撮影工程と、前記架空線撮影工程で撮影した動画と、前記レーザー計測工程で計測したデータを紐づける架空線動画紐づけ工程とを有する離隔距離計測方法を含む。
このように、架空線を撮影することで架空線に付いた傷を見つけることができる。架空線撮影装置で撮影した動画とレーザー計測工程で計測したデータを紐づけることで、レーザー計測工程で得られた３次元点群データから作成された点群図の架空線周囲の樹木や建物を参考にして架空線の傷の位置を容易に特定できる。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0012】

本発明は、上記のレーザー搭載型電線点検自走機を用いて、送電線と周辺の物体との離隔距離を計測する離隔距離計測方法であって、レーザー計測装置のレーザー光を、前記架空線に平行な回動軸に交差する方向に、かつ当該回動軸の鉛直下方から当該回動軸周りの両方向に９０度以上ずつの回動範囲を回動させるようにして照射するレーザー計測工程と、前記レーザー計測工程と並行して、前記自走機に搭載した外方撮影装置により前記自走機の下方、及び／又は側方を動画にして撮影する外方撮影工程と、前記外方撮影工程で撮影した動画と、前記レーザー計測工程で計測したデータの情報を紐づける外方動画紐づけ工程とを有する離隔距離計測方法を含む。
こうすることで、レーザー計測により得られた点群図と、外方撮影装置で撮影した動画や静止画像を見比べて、伐採すべき樹木等を容易に見つけることができる。また、外方撮影装置で撮影した動画等から、自走機の下方に有る送電線の傷を見つけたり、側方に有る危険な樹木を見つけたりできる。