JP2003075154A - オペレータ誘導システム - Google Patents

オペレータ誘導システム

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JP2003075154A JP2001272126A JP2001272126A JP2003075154A JP 2003075154 A JP2003075154 A JP 2003075154A JP 2001272126 A JP2001272126 A JP 2001272126A JP 2001272126 A JP2001272126 A JP 2001272126A JP 2003075154 A JP2003075154 A JP 2003075154A
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  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オペレータの測位作業や杭打ち作業を容易に
することができるオペレータ誘導システムを提供する。 【解決手段】 多数の目標点が周辺に点在するように基
地局を所定の地域内に設置して、基地局の周辺でオペレ
ータが移動局を移動させる際に、オペレータを誘導する
システムにおいて、基地局と移動局の両方または片方に
表示手段を設け、表示手段の表示画面にＦｏｒｗａｒｄ
（前景）モードとＢａｃｋ（背景）モードの２種類を表
示し、Ｆｏｒｗａｒｄ（前景）モードでは、移動局の現
在位置から基地局を見たとき、オペレータ（移動局）の
前方向（基地局から見ると、移動局とは１８０°反対の
方向）の景観を表示手段の表示画面に表示し、Ｂａｃｋ
（背景）モードでは、移動局の現在位置から基地局を見
たとき、オペレータ（移動局）の背後方向（基地局から
見ると、オペレータと移動局の方向）の景観を表示手段
の表示画面に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、杭打ち作業や測位
作業等におけるオペレータ誘導システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、杭打ち作業や測位作業における
従来のオペレータ誘導システムの概略を示す。
【０００３】まず作業現場全体を見渡しの良い位置に、
位置座標を測定する基地局７１（通例は三脚で支持され
た器械本体により構成されている）の周辺に多数の目標
点（杭打ちや測位をすべき目標点）が点在するように基
地局７１を配置する。基地局７１と、オペレータが保持
して搬送する移動局７２と、杭打ち作業や測位作業等用
の多数の目標点のうち特に次の目標点７３との関係が、
図７に示すようになっているとき、従来はオペレータは
基地局７１と次の目標点７３とを結ぶ直線上に誘導され
る。具体的には、移動局の表示手段にオペレータが基地
局の方向を向いたときの前記直線の方向を表示したり、
基地局が次の目標点方向を視準し、この視準方向をオペ
レータが目視により参照することで、オペレータは前記
直線上に誘導される。この場合、もっとも効率的に移動
した場合、オペレータは、すなわち前記直線に対して
ほぼ直角方向に進み、直線上のの地点に到達する。
に到達後、基地局は移動局７２の現在位置（３次元座
標）を測定し、この直線上における次の目標点の方向
（例えば、基地局の方向に対する前後方向）と移動すべ
き距離をオペレータに表示する。しかるのち、次の目標
点７３に向って前述の直線に沿っての方向に進んでい
って、次の目標点７３に到達していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】オペレータは基地局と
目標点とを結ぶ直線へ移動する際、直線上に到達したか
否かは、つねに移動局の表示手段の表示や基地局に視準
方向を目視しながら確認する必要があり、作業として繁
雑な一方、施工前の不整地を移動する場合は転倒する危
険があった。また、前記直線上に到達した後、直線上を
目標点に向かって移動する際に、直線から外れないよう
に常に留意する必要があった。
【０００５】また、上記のように目標点の到達までに
、、を経由した経路を移動する必要があるため、
移動距離、時間共に余計にかかり、極めて作業の効率が
悪いものであった。
【０００６】基地局の視準方向を目視で確認する必要が
ある場合、オペレータの視力によっては困難な作業にな
る場合もあった。
【０００７】本発明の目的は、オペレータの測位作業や
杭打ち作業等を容易にすることができるオペレータ誘導
システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の解決手段を例示
すると、請求項１〜２６に記載のオペレータ誘導システ
ムである。
【０００９】
【発明の実施の形態】目標点は、施工計画に従って所定
の地域において複数が設定される。設定される目標点の
例をあげる。
【００１０】（１）目標点が杭打ちすべき位置である場
合 所定の地域において土木作業を行う場合に、あらかじめ
施工計画が決められる。
【００１１】この施工計画に基づいて施工が行われる
が、その際施工作業時に参照するため所定のオフセット
位置に杭を設置する。これを杭打ち作業という。
【００１２】この杭の三次元配置位置（水平面座標、高
さ）は、施工計画時に於いて設定される。
【００１３】（２）目標点が測位を行うべき位置である
場合 施工計画に対する現在の地表面の状態を把握または施工
の状態の確認をするために測位作業を行うべき位置とな
る。
【００１４】また、施工計画前の任意な位置における測
位作業時に、測位を行った地点の三次元位置を表示する
ことも出来る。
【００１５】基地局は、これら目標点に対して適切な位
置（全て視準可能な位置、またはほぼ中心等）に設置さ
れる。
【００１６】基地局は位置座標測定装置として機能する
ように構成される。主な構成は次の通りである。
【００１７】・撮像手段（本体） ・測角手段（水平角、高度角）と撮像手段、それらの光
軸方向を検出可能とする。
【００１８】・測距手段（光波測距）。撮像手段の視野
内における任意の点に設ける。
【００１９】・記憶手段（撮影画像、施工計画データ） ・演算処理手段（撮影画像上での位置座標関連付け処理
等） ・通信手段（送信、送受信） ・装置位置測定手段（ＧＰＳ＋機械高測定手段）。撮影
手段の光軸高さを測定する。
【００２０】施工計画データは移動局側で処理するのが
好ましいが、基地局側で処理してもよい。
【００２１】撮像手段により撮影された画像は、測角手
段により撮像手段の光軸の方向と演算処理手段により関
連付けられ、基地局からの所定方向の景観データとされ
る。
【００２２】また、複数の水平角に関して得られた景観
データを画像上に対応する水平角、及び高度角に基づい
て合成することで、最大３６０°のパノラマ景観データ
とすることも可能である。
【００２３】景観画像において、再起反射部材（プリズ
ム等）のターゲットを検出した場合、対応する水平角及
び高度角と、測距手段によるターゲットまでの距離によ
り、このターゲットの三次元位置座標を得ることが出来
る。得られた景観データ、三次元位置座標等は記憶手段
において記憶される。もしくはオペレータに表示される
ために通信手段を介して移動局に送信される。
【００２４】また、基地局には設置位置を測定するため
の装置位置測定手段（機械高測定手段、ＧＰＳ等）を備
えてもよい。装置位置測定手段による測定値から、撮像
手段の光軸高さも得ることが出来る。
【００２５】また、基地局にも上記景観データ等を表示
可能な表示手段を備えることで、景観データにおける撮
影された風景と水平角との対応をチェックすることも出
来る。
【００２６】移動局は、施工計画に基づく基地局が設置
された所定の地域内において、オペレータが所持して移
動させるものである。この移動局には測定座標の基準位
置を示す基準位置マークが配置される。主な構成は次の
通りである。
【００２７】・ターゲット。再起反射プリズムや反射体
を有する。移動局に直接、又はアダブタやポールを介し
て装着される。
【００２８】・通信手段（受信、送受信） ・表示部（オペレータへのガイド表示） ・測定指示手段（任意点測位の場合、基地局への測定を
指示する。表示画面の下段に設ける。
【００２９】・記憶手段（施工計画データ、景観画像） ・演算処理下段（位置座標データ、画像データ等の関連
付け処理） 複数の移動局の同時移動を可能としてもよい。
【００３０】景観データの作成や、施工計画データの処
理は移動局で行うことが望ましいが、基地局側の演算処
理手段により処理を行っても良い。
【００３１】その際、景観データを作成するための撮影
画像や測角データ、または施工計画データは通信手段を
介して移動局に送信される。施工計画データはあらかじ
め決まっていることから、あらかじめ移動局に記憶され
るか、移動局に装着可能な記憶デバイス（メモリカード
等）に記憶されていても良い。
【００３２】表示手段に表示される景観は大きく２種類
となる。
【００３３】オペレータ（移動局）が所定位置から基地
局の方向（基地局から見た場合、移動局が検出される水
平角方向と１８０°をなす方向）を見たときの景観を表
示することをＦｏｒｗｏｒｄ（前景）モード、オペレー
タ（移動局が）所定位置から基地局の方向に対して１８
０°をなす方向（基地局から見た場合、移動局が検出さ
れる水平角の方向）を見たときの景観を表示することを
Ｂａｃｋ（後景）モードとする。
【００３４】好ましくは、Ｆｏｒｗａｒｄ（前景）モー
ドで、オペレータが現在位置（移動局）から基地局を見
たときの景観を表示手段に表示する際に、オペレータの
現在位置から基地局が見える位置を表示画面の表示景観
の中心に配置し、かつ、その視準線を表示画面の左右の
中心に垂直（上下）方向に表示する。このとき、次の目
標点から基地局を見たと仮定して、オペレータが基地局
を見る方向の表示景観の中心位置にその旨を示す目標線
を表示画面内に垂直（上下）方向に表示する。その結
果、目標線は、視準線の左側または右側に目標線が並ん
で平行に表示されることになる。
【００３５】また、目標線を表示画面の表示景観の中心
に配置するように表示することで、目標点に到達した時
点で基地局を見たときの景観をオペレータが確実に認識
することができる。
【００３６】好ましくは、Ｂａｃｋ（後景または背景）
モードで、オペレータの現在位置（移動局）を基地局か
ら見たときの景観を表示手段に表示する際に、オペレー
タの現在位置を基地局から見える位置を表示画面の表示
景観の中心に配置し、かつ、その視準線を表示画面の左
右の中心に垂直（上下）方向に表示する。このとき、次
の目標点を基地局から見たと仮定して、オペレータを基
地局から見る方向の表示景観の中心位置にその旨を示す
目標線を表示画面内に垂直（上下）方向に表示する。そ
の結果、目標線は視準線の左側または右側に目標線が並
んで平行に表示されることになる。
【００３７】また、目標線を表示画面の表示景観の中心
に配置するように表示することで、目標点に到達した時
点で基地局を背にしたときの景観をオペレータが確実に
認識することができる。
【００３８】表示画面内の表示景観の視準線から目標線
まで（移動局の現在位置から次の目標点まで）方向に応
じた矢印を表示するのが好ましい。
【００３９】さらに、表示景観の上に、距離の目盛り
や、基地局を基準とした水平角の目盛りを重合して表示
するのが好ましい。
【００４０】オペレータ（移動局）は、次の目標点に到
達した時点に、その場所からの景観を表示画面内の景観
によって容易に確認できる。これにより、オペレータが
次に処理すべき目標点にいることを自分の眼で確認でき
る。
【００４１】オペレータが前回の目標点から次回の目標
点まで移動する時に基地局側を見ることで、実際に見て
いる景観と表示景観の推移により、次の目標点と前回位
置との関係を正確に予想することが出来る。
【００４２】基地局と移動局の位置座標データ及び、施
工計画における目標点位置座標データに基づいて、前述
の表示景観とは別に、オペレータが現在位置（移動局）
から基地局を見たときの、基地局、移動局及び次回目標
点との相対的な位置関係を三次元的に非常に簡略化した
形で擬似的に表示手段に表示する。この疑似景観では基
地局、移動局（オペレータ）、及び目標点は小さい丸や
四角等のキャラクタや記号で表示され、かつ、オペレー
タ（移動局）の現在位置から次の目標点までの方向と距
離を例えば矢印の向きと長さにより表示する。
【００４３】さらに、距離に関して矢印に加えて距離に
該当する数値を表示することで距離をより具体的に把握
可能とできる。
【００４４】疑似景観は、オペレータ（移動局）の現在
位置から基地局を見たとき方向、すなわち現在位置と基
地局を通る直線の中心位置を中心にして俯瞰した画像と
して表示し、それに加えて、少くとも基地局の位置、移
動局（オペレータ）の現在位置、次の目標点の位置を表
示画像の上に示すとともに、移動局から次の目標点まで
の方向と距離に応じた矢印を両方の位置の間に表示す
る。その矢印の近くに距離を数字で示す。
【００４５】疑似景観には、基地局における水平角が所
定の間隔で表示される。具体的には、基地局を中心とし
て放射状の表示となる。また、次の目標点の方向に該当
する水平角を次目標水平角として他の水平角と区別でき
るように表示される。
【００４６】もし、景観表示と疑似景観表示を同一画面
上の上下に並べて表示するならば、疑似景観表示上の次
目標水平角の延長上に景観画像の目標線を配置すること
で、オペレータの次の目標点の位置とそこからの景観と
の認識をより容易にすることができる。
【００４７】目標点の表示は、３種類、つまり、次の目
標点、処理前の目標点、処理済みの目標点に区別して表
示するのが好ましい。
【００４８】処理する目標点の順番は予めプログラミン
グしておいてもよいが、好ましくは、次の目標点をオペ
レータ自身により表示手段において指定可能とする。た
とえば、表示画面上の所望位置に接触することにより指
定する。そして、次の目標点を点滅させるなどして、他
の目標点と識別できるようにするのが好ましい。
【００４９】オペレータの現在位置から次の目標点まで
の方向と距離を表示手段に空間的に又は三次元的に表示
することで、オペレータは次の目標点を具体的かつ直感
的に把握しやすくなる。とくに、進むべき方向と距離に
対応した矢印により表示すると、オペレータは次に行う
べき動作を躊躇なく行える。
【００５０】また、景観表示上に、前記施工計画データ
に基づく目標点の位置を重合して表示することも可能で
ある。
【００５１】この際、基地局の位置座標と、撮影手段の
測角、または測距手段による測定結果に基づいて、景観
画像上の上下方向を距離と関連付けることで、目標点を
表示することができる。
【００５２】処理状態に応じた形式で目標点を表示する
ことで、たとえば処理前の目標点、処理済の目標点、次
に処理すべき目標点を分けて表示することで、作業の進
歩状況を容易に把握できるようになる。
【００５３】それに加えて、オペレータが移動時に基地
局側の景観を見ることにより、景観の推移により現在位
置から次の目標点を予想することが容易になる。
【００５４】背景モード表示について詳細に説明する
と、基地局から現在位置の移動局の方を見たときの景観
を表示手段に表示する。そして、前述の前景モードと同
様に、基地局から（ターゲットにより検出した）移動局
が見える位置を表示画面の中心に表示し、しかも、基地
局から見た次の目標点の方向に目標線を表示する。ま
た、検出された移動局から次の目標点までの間に、方向
と角度に応じた矢印を表示し、その矢印の近くに、移動
局から次の目標点までの距離を数字で表示する。このよ
うに次の目標点を表示することで、作業の進歩状況を容
易に把握できる。
【００５５】表示画面内の表示景観の上側に、基地局を
基準とした水平角を表示するのが好ましい。
【００５６】移動時に基地局側を見ることで、景観の推
移により次の目標点の位置を予想することが容易にでき
る。
【００５７】好ましくは、基地局と移動局の両方の表示
画面に、現在位置の移動局と目標点の位置との相対的な
位置関係が疑似景観に表示されるようにする。しかも、
このような画像が、次の目標点が更新される毎に表示さ
れるようにする。
【００５８】オペレータに対する景観表示は、任意に選
択することができるが、次の目標点の位置座標が移動局
から見て基地局方向にある場合は、Ｆｏｒｗａｒｄ（前
景）モード表示とし、基地局とは反対方向にある場合
は、Ｂａｃｋ（背景、後景）モード表示と自動切換えで
選択されるようにしても良い。
【００５９】図７の従来方法では、オペレータに対して
目標点の位置を直接指示する場合、移動すべき方向に関
して直接的に指示するためには、オペレータの向いてい
る方向を検出しないと不可能であった。このため、従来
は、基地局と次の目標点を通る線上（基地局から次の目
標点を視準した方向）にオペレータを誘導し、その線上
にオペレータが到達した時点で、現在位置を測定し、そ
の線上で動くべく方向を指示していた。
【００６０】本願発明では、オペレータ（移動局）の現
在位置と次の目標点との相対的な位置関係に応じた景観
画像を表示することで、現在位置から次の目標点までの
方向と距離を直接的に表示できる。
【００６１】杭打ちや位置測定を行うべき目標点を表示
する際、“未処理”“次回処理”“処理済”の各状態に
応じ、異なる表示を行うと、とくに次回処理の場合に点
滅するなどして他の目標点と明確に区別して注意を喚起
すると、視野内における全目標点と、各目標点の状態を
視覚的に確認できるので、作業中のオペレータに対して
次回の目標点の位置を指示する場合、移動すべき方向と
距離を理解しやすくできる。
【００６２】基地局の設定方法は任意であり、本発明
は、特定の設定方法に限定しない。従来の基準測量によ
る設定の他に、ＧＰＳによる位置測量も可能である。
【００６３】また、基地局の位置、移動局の位置、目標
点の位置は３次元で立体的、空間的に表示するのが好ま
しい。これらの画面上での位置表示は水平面への投射位
置が望ましい。
【００６４】表示景観の画像を水平角及び高度角と重合
表示した時と疑似景観に表示した時で表示内容が部分的
に異なることがあってもよい。
【００６５】好ましくは、現在位置から次の目標点に関
する高さについてＵｐとＤｏｗｎの表示を行う。これに
より、オペレータは次の目標点に行くのが容易になる。
【００６６】また好ましくは目標の高さと現在位置の高
さとの相対的な位置関係を図形にて表示する。
【００６７】これにより杭打ち作業で杭の高さを正確に
設置すること、または設置した杭の高さの確認が容易に
なる。
【００６８】次の目標点と現在位置との相対的な位置関
係、特に現在位置から次の目標点までの距離や、目標点
の高さに対する現在位置の高低差に関しては、具体的な
数値による表示を付加的に行う。
【００６９】これは、距離や高低差の場合、数値の方が
具体的に把握しやすい場合があるためである。
【００７０】好ましい処理の流れは、次のとおりであ
る。
【００７１】移動局のターゲット自動検出（自動測位）
→位置座標データ記録→オフセット位置修正→次の目標
点の位置座標と比較→景観画像と関連付け→移動局へ送
信→表示画面に表示 撮像手段により撮影された画像は、測角手段により撮像
手段の光軸の方向と演算処理手段により関連付けられ、
基地局からの所定方向の景観データとされる。
【００７２】また、複数の水平角に関して得られた景観
データを画像上に対応する水平角、及び高度角に基づい
て合成することで、最大３６０°のパノラマ景観データ
とすることも可能である。
【００７３】景観画像において、再起反射部材（プリズ
ム等）のターゲットを検出した場合、対応する水平角及
び高度角と、測距手段によるターゲットまでの距離によ
り、このターゲットの三次元位置座標を得ることが出来
る。得られた景観データ、三次元位置座標等は記憶手段
において記憶される。もしくはオペレータに表示される
ために通信手段を介して移動局に送信される。
【００７４】また、基地局には設置位置を測定するため
の装置位置測定手段（機械高測定手段、ＧＰＳ等）を備
えてもよい。装置位置測定手段による測定値から、撮像
手段の光軸高さも得ることが出来る。
【００７５】また、基地局にも上記景観データ等を表示
可能な表示手段を備えることで、景観データにおける撮
影された風景と水平角との対応をチェックすることも出
来る。
【００７６】移動局は、施工計画に基づく基地局が設置
された所定の地域内において、オペレータが所持して移
動させるものである。主な構成は次の通りである。
【００７７】施工計画データは移動局側で処理するのが
好ましいが、基地局側で処理してもよい。
【００７８】景観データの作成や、施工計画データの処
理は基地局で行うことが望ましいが、移動局側の演算処
理手段により処理を行っても良い。
【００７９】その際、景観データを作成するための撮影
画像や測角データ、または施工計画データは通信手段を
介して移動局に送信される。施工計画データはあらかじ
め決まっていることから、あらかじめ移動局に記憶され
るか、移動局に装着可能な記憶デバイス（メモリカード
等）に記憶されていても良い。
【００８０】表示手段に表示される景観は大きく２種類
となる。
【００８１】オペレータ（移動局）が所定位置から基地
局の方向（基地局から見た場合、移動局が検出される水
平角方向と１８０°をなす方向）を見たときの景観を表
示することをＦｏｒｗｏｒｄ（前景）モード、オペレー
タ（移動局が）所定位置から基地局の方向に対して１８
０°をなす方向（基地局から見た場合、移動局が検出さ
れる水平角の方向）を見たときの景観を表示することを
Ｂａｃｋ（後景）モードとする。
【００８２】また、表示手段は、投光機のアジマス角度
（水平角、高度角）と関連付けられた画像データ及び３
Ｄデータを通信手段によって取得する機能を有するのが
好ましい。その場合、投光機が認識するための反射体を
設ける。そして、画像データとそれに付随する位置情報
を表示する。さらに、表示を操作するための入力手段と
ＣＰＵとメモリを設ける。既存のＰＤＡ、モバイル端末
などを設けてもよい。いずれの場合も、通信手段によっ
て得られた画像データと３Ｄデータからオペレータ（移
動局）の自分の位置から基地局を通して見た風景に対す
る画像と位置を指示する機能を有するのが好ましい。
【００８３】目的とする位置を入力する手段（たとえば
テンキー、タッチパネル、ファイルデータなど）を表示
手段に設けるのが好ましい。
【００８４】表示手段は、通信手段によって得られた画
像データを任意にスクロールし、移動局と次の目標点の
位置関係を確認する機能を有するのが好ましい。
【００８５】また、表示手段において、通信手段によっ
て得られた画像データと入力手段によって得られた目的
位置情報から目的位置を画像データに仮想位置としてマ
ークして、その目標点を落とし済みなど、状態により色
やマーク形状により区別できるようにするのが好まし
い。
【００８６】また、画像データとアジマス角度ラインと
仮想水平距離メッシュを重ね合わせ仮想３Ｄ表示を行う
のが好ましい。
【００８７】基地局には、このましくは、撮像手段を設
けて、座標データを撮像画像データに関連付けて表示す
るようにする。その撮像手段は座標測定装置に一体化
し、複数の撮像画像を合成したパノラマ撮像画像を形成
するのが好ましい。
【００８８】表示手段は、仮想的に３次元表示を作成す
る機能と、撮像画像とその仮想３次元画像を関連付けて
合成する機能を有するのが好ましい。
【００８９】座標データを撮像画像データに合成する機
能における画像上の奥行き方向位置ｈは、座標データの
距離データＬと基地局の機械本体の高さＨと撮像手段の
焦点距離ｆにより、下記計算式により算出する。
【００９０】ｈ＝Ｈｆ／Ｌ機械本体の高さＨはデフォル
ト値（例えば１．５ｍ）を使って算出する。機械本体の
高さＨは実際に測定して入力する。
【００９１】基地局は、撮像画像を通信手段（光通信、
無線通信など）や記憶媒体（コンパクトフラッシュ（登
録商標）メモリ、ＳＤチップなど）により移動局の表示
手段に受け渡す機能を有するのが好ましい。そして、測
定した座標データを通信手段によって移動局の表示手段
に伝達する。
【００９２】また、本願におけるシステムは、目標点へ
の誘導の他、任意の位置における測位作業においても有
効である。この場合、測位された位置座標を疑似景観表
示や景観画像上に表示することで、オペレータが測位作
業を行った箇所の相対位置を具体的に把握しながら作業
を行うことが出来る。
【００９３】すなわち、測位箇所の偏りの無い効率的な
測位作業が可能となる。
【００９４】このため、作業後に測位点の不足によるデ
ータ不足や、必要以上の測位作業によるオペレータの疲
労を防止も防止できる。
【００９５】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の好適な実施
例を説明する。
【００９６】図１は、移動局１２側の表示手段の表示形
式の一例を示す。
【００９７】とくに、図１は、Ｆｏｒｗａｒｄ（前景）
モード表示の１例を示しており、オペレータが所持して
移動させる移動局１２から基地局１０の方を見た場合の
景観の画像と、疑似景観の画像が、同時に表示されてい
る。表示画面１１の左下隅に、疑似景観の画像が小さい
矩形の中に表示されている。
【００９８】図１においては、次の目標点が、オペレー
タ（移動局１２）の現在位置と基地局１０との中間領域
に位置している。
【００９９】多数の目標点が下向きの矢印で示されてい
る。目標点を示す矢印は３種類あり、白抜き矢印は未処
理の目標点を示し、太線白抜き矢印は次回処理の目標点
を示し、黒矢印は処理済の目標点を示す。次回処理の目
標点は、点滅している。または、他の矢印とは異なる鮮
やかな色、例えば赤や黄色等としても良い。
【０１００】それらの３種類の目標点に対して適当な位
置（たとえば中心付近）に基地局１０を設ける。
【０１０１】表示画面１１内における基地局１０の表示
位置は、左右の中心を上下方向に通る線上にする。
【０１０２】図２は、移動局１２側の表示手段の表示形
式の他の例を示す。
【０１０３】特に、図２には、目標線を中心とした、次
の目標点上１８から基地局１０の方向を見た場合の景観
画像（上段）と、オペレータ（移動局）の現在位置から
基地局方向を向いたときの次の目標点への方向及び距離
が同時に表示されている。
【０１０４】図２の上段の画像は図１の景観画像の目標
線を中心として切り取った画像である。
【０１０５】下段の画像はオペレータの現在位置の位置
座標と、次の目標点の位置座標とにより求められる、現
在位置から次の目標点への方向を矢印で、距離を数字、
もしくは矢印の長さで表示している。
【０１０６】方向を示す矢印は、水平面内に関しては、
前景モードの場合、基地局１０の方向に向いた場合にお
ける方向を現在位置を示す移動局１２からのびる矢印に
て、高低差は上方向（ＵＰ）か下方向（ＤＯＷＮ）の高
さを同一画面上に表示する。
【０１０７】図１の表示画面２１の画像は、比較的詳細
なものである一方、図２に示す表示画面３１の画像は、
認識が容易なできるだけ簡略なものである。
【０１０８】図１〜２の画像を形成するためのデータ
は、通信手段で常時または所定の時間毎に（あるいは必
要に応じて移動局１０の表示手段を操作して）データを
基地局１０と移動局１２との間で送信して、更新してい
くのが好ましい。
【０１０９】図１のＦｏｒｗａｒｄ（前景）モード表示
では、モード切換ボタン１４、左スクロールボタン１
５、右スクロールボタン１６、ズーム（表示切換）ボタ
ン１７、時刻表示部１８などを設ける。さらに、目標点
表示部１９には、次回処理の目標点（たとえば図１〜２
では２３点目の目標点）と、所定地域内で処理する目標
点の全数（たとえば図１〜２では４５点）を表示する。
さらに現在位置に対する次回目標点の高さ（Ｕｐ又はＤ
ｏｗｎ）を表示する。
【０１１０】図１の表示画面１１には、上辺に沿って左
側から右側に１１０°〜１９０°の水平角が１０°毎に
表示され、下辺に沿って（基地局１０を中心として上辺
の水平角とは１８０°ずれた）３００°〜３４０°の水
平角が右側から左側に１０°毎に表示されている。これ
らの水平角に対応して目盛りが表示されている。
【０１１１】表示画面１１に表示される視準線２０は、
オペレータ（移動局１２）の移動につれて変更されてい
くものである。
【０１１２】図１において、表示画面１１の水平角１５
０°部分は、現在位置の移動局１２から基地局１０が視
準出来る位置にある。水平角１３２°部分（表示画面１
１の上側の▼表示の部分）は、次の目標点１３から基地
局１０が視準出来る位置にある。
【０１１３】表示画面１１の左下隅に示されている疑似
景観の表示は、現在位置の移動局１２から次の目標点１
３が、右斜め前方１５ｍの位置であることを示してい
る。
【０１１４】図１〜２のＦｏｗａｒｄ（前景）モードで
は、現在位置の移動局１２から基地局１０を視準した状
態での、次の目標点１３までの移動の方向と距離と勾配
が疑似景観の両方に表示されている。また、表示景観画
像には、方向と距離が表示されている。
【０１１５】図３〜図５は、移動局１２側の表示画面内
のＢａｃｋ（背景）モード表示の他の３つの例を示す。
図３は図１の前景モード表示と同じ目標点を背景モード
で表示したものである。図５は、図１の前景モード表示
とは異なる他の目標点を背景モードで表示したものであ
る。
【０１１６】図２と図４は、同じ表示画面３１を示して
おり、モード切換ボタン１４を操作することにより、図
２の前景モードと図４の背景モードが交互に切り換えら
れる。
【０１１７】図３〜図５においては、オペレータ（移動
局１２）が基地局１０を背にした場合（つまり背後方
向）の景観の画像と、オペレータ（移動局１２）の移動
すべき方向及び距離が表示されている。基地局１０を背
にした反対方向（３３０°）の線を基準にして、次の目
標点１３の方向と距離が矢印と数字で表示される。
【０１１８】次の目標点１３が移動局１２のオペレータ
から見て、基地局１０とは反対方向に位置するとき、自
動的に、または前述のようにオペレータがモード切換ボ
タン１４を操作をして、背景モード表示に変換するよう
に構成する。
【０１１９】図３及び図５の表示画面１１の画像は、で
きるだけ詳細なものとし、図４の表示画面３１の画像
は、できるだけ簡略なものとする。
【０１２０】図３および図５のＢａｃｋ（背景）モード
表示のいずれにおいても、モード切換ボタン１４、左ス
クロールボタン１５、右スクロールボタン１６、ズーム
ボタン１７、時刻表示部１８などが表示される。さら
に、目標点表示部１９には、次回処理の目標点（たとえ
ば２３点目の目標点）と、所定地域内で処理する目標点
の全数（たとえば４５点）が表示される。さらに勾配
（Ｕｐ又はＤｏｗｎ）も表示される。
【０１２１】図３では、表示画面１１の右側に、次の目
標点１３に対する移動局１２の現在位置の高低差に関す
る図形表示の例を図示している。
【０１２２】次の目標点１３の高さ位置を基準として、
移動局１２の現在位置が三角形の図形により表示され
る。ここでは次の目標点１３と移動局１２との高低差の
変化に従って三角図形の位置が変化する。
【０１２３】図３と図５の表示画面１１には、上辺に沿
って左側から右側に２９０゜〜３６０゜（０゜）〜１０
゜の水平角が１０゜毎に表示されている。表示画面１１
に表示される水平角は、次の目標点に向かってオペレー
タ（移動局１２）が移動していくにつれて変更されてい
く。
【０１２４】前述のいずれの表示景観も、撮像手段によ
る撮影画像で表示され、被写体の実測した３次元位置座
標と関連付けて表示される。
【０１２５】また、撮影時の方向（水平角）に基づき、
複数の撮像画像を合成することにより、連続した３６０
゜パノラマ景観の画像が形成される。
【０１２６】このパノラマ景観画像はオペレータによる
操作により自由にスクロールすることが出来る。
【０１２７】オペレータは、指示により、任意の場所
で、保持する移動局１２の３次元位置座標を測定可能で
ある。
【０１２８】杭打ちや位置測定を行うべき目標点を表示
する際、未処理、次回処理、処理済の各状態に応じ、異
なる表示を行う。とくに次回処理の場合に点滅するなど
して注意を喚起する。このようにすると、視野内におけ
る全目標点と、各目標点の状態を視覚的に確認できるの
で、作業中のオペレータに対して次回の目標点の位置を
指示する場合、移動すべき方向と距離を理解しやすくな
る。
【０１２９】表示手段は、仮想的に３次元表示を作成す
る機能と、撮像画像とその仮想３次元画像を関連付けて
合成する機能を有する。
【０１３０】図６に示すように、座標データを撮像画像
データに合成する機能における画像上の奥行き方向位置
ｈは、座標データの距離データＬと機械高Ｈと撮像手段
の焦点距離ｆにより、下記計算式により算出する。
【０１３１】ｈ＝Ｈｆ／Ｌ機械高Ｈはデフォルト値（例
えば１．５ｍ）を使って算出する。機械高Ｈは実際に機
械高を測定して入力する。
【０１３２】基地局１０は、撮像画像を通信手段（光通
信、無線通信など）又は記憶媒体（コンパクトフラッシ
ュ（登録商標）メモリ、ＳＤチップなど）により移動局
１２の表示手段に受け渡す機能を有する。測定した座標
データは通信手段によって移動局１２の表示手段に伝達
される。
【０１３３】図８〜９は、図１〜４に示したオペレータ
誘導システムを使用した作業フローの一例を示してい
る。
【０１３４】まず、図８を参照する。
【０１３５】多数の目標点が点在する所定の地域内に基
地局１０を設置する。具体的には、その所定の地域内の
基準ポイント（たとえば多数の目標点のほぼ中心の位
置）に基地局１０を設置する。
【０１３６】基地局１０の電源をＯＮにして、基地局１
０の機器本体により整準を開始する。必要な自動整準が
終了したら、基地局１０の撮像手段により周辺の３６０
゜のパノラマ景観を撮像して記憶する。たとえば、水
平、垂直がそれぞれ±１０゜のＣＣＤ画像を１０゜毎に
３６枚取得する。それらの画像と角度データを移動局１
２の表示手段の表示画面１１、３１に表示する。
【０１３７】それらの３６枚のＣＣＤ画像と各画像の角
度データは光通信により、移動局１２へ転送する。
【０１３８】移動局１２で、それらの画像と角度データ
を関連付けてパノラマ画像を合成して作成し、表示手段
の表示画面１１、３１に表示する。
【０１３９】次は、図９を参照する。
【０１４０】オペレータは、移動局１２側の表示画面１
１、３１を見て、次の目標点が指定されているか否かを
確認する。指定されている場合は、次のステップに進
む。指定されていない場合は、移動局１２の表示手段に
次の目標点を指定して、次のステップに進む。
【０１４１】基地局１０は、移動局１２のプリズムを認
識して、３Ｄデータをリアルタイムで移動局１２へ光通
信にて送る。
【０１４２】移動局１２は、その３Ｄデータを受信す
る。
【０１４３】受信したデータの内容に応じて、移動局１
２の表示手段に表示する画像をＦｏｒｗａｒｄ（前景）
モードおよびＢａｃｋ（背景）モードのいずれか一方に
選択して表示する。
【０１４４】次の目標点での作業が終了したら、さらに
次の次の目標点に対しても同じ手順をくり返し行う。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による移動局側の表示画面の表示形式の
一例を示している。とくに、Ｆｏｒｗａｒｄ（前景）モ
ードの１つの例（すなわち、オペレータ（移動局）が基
地局方向を見た場合の景観の画像と疑似景観の画像を同
時に表示している例）を示す。
【図２】本発明による移動局側の表示画面の表示形式の
他の例を示している。
【図３】本発明による移動局側の表示画面の表示形式の
さらに他の例を示している。本発明によるＢａｃｋ（背
景）モード表示の一例を示している。つまり、オペレー
タ（移動局）基地局方向を背にした場合の景観の画像と
移動の方向及び距離を表示している。
【図４】図２の表示画面をモード切換えしたときの、本
発明による移動局側の表示画面のＢａｃｋ（背景）モー
ドの表示例を示している。
【図５】本発明による、さらに他のＢａｃｋ（背景）モ
ードの表示例を示す。すなわち、図３とは違う目標点に
おいてオペレータが基地局方向を背にした場合の景観の
画像と移動の方向及び距離を表示している。
【図６】本発明による基地局のＣＣＤ上の位置と距離を
説明するための図。
【図７】従来の測位作業におけるオペレータ誘導システ
ムを示す。
【図８】本発明のオペレータ誘導システムを使ったとき
の、途中までの作業フローの一例を示す。
【図９】図８の続きの作業フローの一例を示す。
【符号の説明】
１０ 基地局 １１ 表示画面 １２ 移動局 １３ 次の目標点 １４ モード切換ボタン １５ 左スクロールボタン １６ 右スクロールボタン １７ ズームボタン １８ 時刻表示部 １９ 目標点表示部 ２１ 目標線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊谷 薫 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社ト プコン内 (72)発明者 大佛 一毅 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社ト プコン内 (72)発明者 林 邦広 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社ト プコン内 Ｆターム(参考） 2C032 HB22 HC23 HC25 HC26

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 設置された基地局の周辺でオペレータが
    移動局とともに移動する際にオペレータを誘導するシス
    テムにおいて、 基地局における、撮像手段と、撮像手段の撮影方向を検
    出する測角手段とにより得られる景観データに基き、移
    動局に設けられた表示手段の表示画面上に所定位置から
    基地局の方向を見たときの景観を表示することを特徴と
    するオペレータ誘導システム。
  2. 【請求項２】 設置された基地局の周辺でオペレータが
    移動局とともに移動する際にオペレータを誘導するシス
    テムにおいて、 基地局における、撮像手段と、撮像手段の撮影方向を検
    出する測角手段とにより得られる景観データに基き、移
    動局に設けられた表示手段の表示画面上に所定位置から
    基地局の方向に対して１８０°をなす方向を見たときの
    景観を表示することを特徴とするオペレータ誘導システ
    ム。
  3. 【請求項３】 所定位置は予め決められた施工計画デー
    タにおける次の目標点の位置座標である請求項１および
    ２のいずれか１項に記載のオペレータ誘導システム。
  4. 【請求項４】 景観データ上において、次の目標点から
    基地局が視準される方向、または基地局が視準される方
    向に対して１８０°をなす方向に該当する水平角位置に
    目標線を表示する請求項１および３のいずれか１項に記
    載のオペレータ誘導システム。
  5. 【請求項５】 所定位置は基地局における測角手段およ
    び測距手段により測定された、移動局の現在位置である
    請求項１および２のいずれか１項に記載のオペレータ誘
    導システム。
  6. 【請求項６】 景観データ上の現在位置から基地局の視
    準方向に視準線を表示する請求項１〜５のいずれか１項
    に記載のオペレータ誘導システム。
  7. 【請求項７】 目標線を中心に配置して景観を表示する
    請求項６に記載のオペレータ誘導システム。
  8. 【請求項８】 視準線と同一画像内に目標線を表示する
    請求項７に記載のオペレータ誘導システム。
  9. 【請求項９】 視準線から目標線の方向に矢印を表示す
    る請求項８に記載のオペレータ誘導システム。
  10. 【請求項１０】 設置された基地局の周辺でオペレータ
    が移動局とともに移動する際にオペレータを誘導するシ
    ステムにおいて、 移動局における表示手段に表示される景観画像に加え
    て、オペレータの現在位置から次の目標点までの方向と
    距離を表示することを特徴とするオペレータ誘導システ
    ム。
  11. 【請求項１１】 移動局に設けられた表示手段の表示画
    面上に、水平角の目盛りを表示する請求項１〜１０のい
    ずれか１項に記載のオペレータ誘導システム。
  12. 【請求項１２】 移動局に設けられた表示手段の表示画
    面上に、距離の目盛りを表示する請求項１〜１１のいず
    れか１項に記載のオペレータ誘導システム。
  13. 【請求項１３】 撮像画像データ上の所定点と３次元位
    置座標とを関連付けた景観データを作成する請求項１〜
    １２のいずれか１項に記載のオペレータ誘導システム。
  14. 【請求項１４】 設置された基地局の周辺でオペレータ
    が移動局とともに移動する際にオペレータを誘導するシ
    ステムにおいて、 検出された、撮像手段の撮影方向に基いて、複数の撮影
    画像をパノラマ画像として合成することを特徴とするオ
    ペレータ誘導システム。
  15. 【請求項１５】 施工計画データにおける目標点の位置
    座標と、景観データ上の位置座標とを関連付けること
    で、景観データ上に目標点を表示する請求項１〜１４の
    いずれか１項に記載のオペレータ誘導システム。
  16. 【請求項１６】 設置された基地局の周辺でオペレータ
    が移動局とともに移動する際にオペレータを誘導するシ
    ステムにおいて、 現在位置と、景観データ上の位置座標とを関連付けるこ
    とで、景観データ上に現在位置を表示することを特徴と
    するオペレータ誘導システム。
  17. 【請求項１７】 設置された基地局の周辺でオペレータ
    が移動局とともに移動する際にオペレータを誘導するシ
    ステムにおいて、 基地局における測角手段および測距手段により測定され
    た移動局の現在位置に基づき、少くとも次の目標点及び
    移動局の現在位置の相対的な位置関係を移動局に設けら
    れた表示手段の表示画面上に表示することを特徴とする
    オペレータ誘導システム。
  18. 【請求項１８】 基地局、移動局の現在位置、及び次の
    目標点の相対的な位置関係は擬似的に表示されることを
    特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載のオペ
    レータ誘導システム。
  19. 【請求項１９】 少くとも次の目標点と移動局の現在位
    置との相対的な位置関係を三次元で表示する請求項１７
    又は１８に記載のオペレータ誘導システム。
  20. 【請求項２０】 設置された基地局の周辺でオペレータ
    が移動局とともに移動する際にオペレータを誘導するシ
    ステムにおいて、 移動局に設けられた表示手段の表示画面上に、次の目標
    点、処理前の目標点、処理済みの目標点の３種類の目標
    点を表示することを特徴とするオペレータ誘導システ
    ム。
  21. 【請求項２１】 次の目標点が移動局からみて基地局方
    向にある場合は、前景モードとし、基地局とは反対方向
    にある場合は後景モードとし、前景モードと後景モード
    を自動切り替えにする請求項１〜２０のいずれか１項に
    記載のオペレータ誘導システム。
  22. 【請求項２２】 次の目標点の現在位置からの高さを表
    示する請求項１〜２１のいずれか１項に記載のオペレー
    タ誘導システム。
  23. 【請求項２３】 移動局と基地局の間で通信手段により
    データを送る請求項１〜２２のいずれか１項に記載のオ
    ペレータ誘導システム。
  24. 【請求項２４】複数の目標点から次の目標点をオペレー
    タにより選択可能である請求項１〜２３のいずれか１項
    に記載のオペレータ誘導システム。
  25. 【請求項２５】表示される景観は任意にスクロール可能
    にする請求項１〜２４のいずれか１項に記載のオペレー
    タ誘導システム。
  26. 【請求項２６】 座標データを撮像された画像データに
    合成する場合、画像データ上の水準線に対応する位置を
    基準とした上下方向の位置ｈは、座標データの距離デー
    タＬと機械高Ｈと撮像手段の焦点距離ｆにより、ｈ＝Ｈ
    ｆ／Ｌなる式により求められる請求項１〜２５のいずれ
    か１項に記載のオペレータ誘導システム。
  27. 【請求項２７】 前景モードと後景モードはオペレータ
    により任意に選択可能である請求項１〜２１のいずれか
    １項に記載のオペレータ誘導システム。
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