JP2017151013A - 測量支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測量機を使用した作業を効率的に行うことができる。【解決手段】測量支援装置３Ａは、測量機の視準点を含むように撮影された撮影画像を取得する画像取得部４２と、前記撮影画像を画像処理することによって、指定マークに関連付けられた指定点と前記視準点との位置ずれを算出する画像解析処理部４３と、算出された前記位置ずれに基づいて前記測量機を使用して行われる作業の支援を行う作業支援部４４とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、測量支援装置に関する。

建設現場では、柱や梁などの垂直・水平や、平面位置・立面位置を調整する作業（建て入れ作業）や、施工対象物が設計通りになっているかを確認する作業（出来形測量）が行われる。建て入れ作業や出来形測量では、柱、梁などにターゲットを設定し、設定したターゲットの位置と設計に基づく目標点の位置（正規位置）との位置ずれを算出する。そして、建て入れ作業であれば位置ずれに基づいて柱や梁などの位置を調整し、また、出来形測量であれば位置ずれに基づいて施工対象物の評価を行う。ターゲットの位置は、測量機を使用して計測される。

従来、トータルステーションなどの測量機にカメラを備え付け、このカメラから送られる映像を利用して離れた位置から測量機を遠隔操作する技術が開発されている（例えば、特許文献１，２参照）。

測量機を用いたターゲットの計測作業は、例えば、次の手順で行われる。最初に、カメラで映像を撮影しながら目標点に視準方向を向けることで、目標点が画面中央になるようにする。柱、梁などは、設計に基づいて施工されるので、通常、目標点を画面中央にして撮影した映像にはターゲットが写ることになる。次に、撮影された映像を見ながら、ターゲットが画面中央にくるように遠隔操作によってターゲットに視準方向を向けてからターゲットを測距する。これにより、ターゲットの座標を取得できるので、ターゲットと目標点との位置ずれが分かる。

特開２０００−２７５０４４号公報 特許第３８５４１６８号

しかしながら、従来の測量機は、撮影された映像を見ながら遠隔操作されるので、測量機をどちらにどれだけ回転させればよいのかが分かりづらく、さらに回転方向や回転量が分かったとしても微調整が難しかった。その為、測量機を使用した作業（例えば、建て入れ作業や出来形測量作業など）を効率的に行うことができないという問題があった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、測量機を使用した作業を効率的に行うことができる測量支援装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る測量支援装置は、画像取得部と、画像解析処理部と、作業支援部とを備えることを特徴とする。
画像取得部は、測量機の視準点を含むように撮影された撮影画像を取得する。
画像解析処理部は、前記撮影画像を画像処理することによって、指定マークに関連付けられた指定点と前記視準点との位置ずれを算出する。
作業支援部は、算出された前記位置ずれに基づいて前記測量機を使用して行われる作業の支援を行う。

このような測量支援装置によれば、測量機によって撮影された撮影画像から、測量機の視準点と指定マークの指定点との位置ずれを算出できる。ここで、指定点とは、指定マークから位置が特定できる点であればよく、例えば、指定マークの中心点や重心点、指定マークを構成する線の交点や頂点などである。その為、この位置ずれを用いることで、測量機を使用した作業を効率的に行うことができる。

前記画像解析処理部は、二値化処理部と、指定点位置算出部と、位置ずれ算出部とをさらに備えるのがよい。
二値化処理部は、取得した前記撮影画像の前記指定マークをそれ以外の部分に対して判別可能に二値化処理した二値化画像データを作成する。
指定点位置算出部は、前記二値化画像データから前記指定マークを検出し、二値化画像データに設定された直交座標系における当該指定マークの指定点の座標を算出する。
位置ずれ算出部は、前記視準点の座標と前記指定マークの指定点の座標との位置ずれを算出する。

前記作業支援部は、例えば、算出した前記位置ずれから測量機の視準方向を前記指定マークの指定点に向けるのに要する角度を算出し、算出した角度が含まれる情報を前記測量機に通知する。

このような測量支援装置によれば、測量機の視準方向を指定マークの指定点に向けるのに要する角度が測量機に通知されるので、計測者の操作なしに測量機の視準方向を指定マークの指定点に合わせることが可能である。その為、計測者は、撮影された映像を見ながら測量機を遠隔操作する必要がない。

また、前記作業支援部は、算出した前記位置ずれを撮影画像に重ねた位置合わせガイド画面を表示部に表示させるものであってもよい。

この位置合わせガイド画面は、位置合わせの方向および距離を視覚的に示すので、計測者は、位置合わせガイド画面に従って建て入れ作業を行うことで、指定マークの指定点を視準点に簡単に合わせることができる。その為、指定マークの指定点の位置を計測することなしに、建て入れ作業を行える。

本発明によれば、測量機を使用した作業を効率的に行うことができる。

本発明の第１実施形態に係る測量支援装置を用いた出来形測量システムの概略図である。 出来形測量システムで使用されるターゲットの例示である。 測量機の機能構成図である。 測量機を使用した計測作業を説明するための図であり、（ａ）はターゲットの計測を正しく行えない状態を示し、（ｂ）はターゲットの計測を正しく行える状態を示す。 本発明の第１実施形態に係る測量支援装置の機能構成図である。 本発明の第１実施形態に係る測量支援装置を用いた出来形測量システムの処理を示すフローチャートの例示である。 画像解析処理を説明するための図であり、（ａ）は二値化画像データのイメージ図であり、（ｂ）は指定マークの指定点を座標値で表したものである。 本発明の第２実施形態に係る測量支援装置を用いた建て入れ調整システムの概略図である。 建て入れ調整システムで使用されるターゲットの例示である。 測量機を使用した建て入れ作業を説明するための図であり、（ａ）は建て入れ作業の完了前の状態を示し、（ｂ）は建て入れ作業が完了した状態を示す。 本発明の第２実施形態に係る測量支援装置の機能構成図である。 位置合わせガイドの例示であり、（ａ），（ｂ）は箱型のガイドを示し、（ｃ）は矢印型のガイドを示す。 本発明の第２実施形態に係る測量支援装置を用いた建て入れ調整システムの処理を示すフローチャートの例示である。 ターゲットや指定マークの変形例を説明するための図であり、（ａ）〜（ｃ）はターゲットや指定マークの例示である。

以下、本発明の実施をするための形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、参照する図面において、各部材の寸法は、説明を明確にするために誇張して表現されている場合がある。なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

［第１実施形態］
≪第１実施形態に係る測量支援装置の構成について≫
図１を参照して、第１実施形態に係る測量支援装置３Ａについて説明する。図１は、第１実施形態に係る測量支援装置３Ａを用いた出来形測量システム１Ａの概略構成図である。出来形測量システム１Ａは、一人の計測者による施工対象物の出来形測量を実現するものである。出来形測量システム１Ａは、測量機２と、測量機２と通信可能である測量支援装置３Ａと、を備えて構成されている。

測量機２は、視準点までの距離、基準線に対する視準方向の水平角度、水平面に対する視準方向の角度（以下、まとめて「位置」と称す）を計測するものである。測量機２は、例えば、イメージングステーションであって、デジタルカメラが内蔵されたノンプリズム方式の三次元測量機である。本実施形態では出来形が設計通りになっていることの確認作業を行う場面を想定する。その為、本実施形態における測量機２は、目標点（正規位置）に対応する位置に設置されたターゲットＴ_Aを計測する。
測量支援装置３Ａは、計測者によって操作されるものであり、測量機２を遠隔操作することができる。また、測量支援装置３Ａは、測量機２を使用した作業（ここでは、出来形測量）を支援する機能を有している。当該機能の詳細は後記する。測量支援装置３Ａは、例えば、モバイル端末やＰＣ（Personal Computer）であってよく、ここでは測量支援装置３Ａとしてモバイル端末を想定して図示している。

図２を参照して、出来形測量システム１Ａで使用されるターゲットＴ_Aの構成の一例を説明する。ここでのターゲットＴ_Aは、例えば、円と十字線とが組み合された指定マークＵ_Aを矩形状（正方形も含む）のシートに印したものである。指定マークＵ_Aの十字線の交点Ｓ_Aは、指定マークＵ_Aの中心点になっている。ターゲットＴ_Aは、測量機２の位置から指定マークＵ_Aが視認できるようにして施工対象物に設置されればよい。つまり、ターゲットＴ_Aは、測量機２に対して必ずしも正対していなくてもよく、測量機２に対して所定の角度を持って設置されてもよい。ターゲットＴ_Aの設置角度の許容量は、後記する画像解析処理に依存する。なお、画像解析処理を行い易くするために、ターゲットＴ_Aの下地の色と指定マークＵ_Aの色とは、コントラストに差があることが望ましい。例えば、指定マークＵ_Aの下地を「白色」にした場合、指定マークＵ_Aを「黒色」にする。なお、ターゲットＴ_Aは、必ずしも四角形である必要はなく、その他の形状（例えば、四角形以外の多角形や円形）であってもよい。

図３を参照して、測量機２の具体的な構成について説明する。図３は、測量機２の機能構成図である。測量機２は、撮影部２１と、駆動部２２と、計測部２３と、通信部２４と、制御部２５とを備えて構成されている。
撮影部２１は、レンズの光軸方向（撮影方向）に存在する物体を撮影するものである。撮影部２１は、例えば、撮影方向および焦点の調整可能なＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラである。
駆動部２２は、水平面および垂直面に対して撮影部２１を回転させるためのものであり、例えば、モータやギアなどからなる。

計測部２３は、物体の位置（視準点の位置）を計測するものである。計測部２３は、視準方向に存在する物体までの距離を測定する光波距離計と、視準方向の角度を測定するエンコーダとからなる。
光波距離計は、望遠鏡の対物レンズの中央部から視準方向に存在する物体に向けてレーザー光を照射してその反射光を検知し、検知までに光波が発振した回数から距離を算出する。レーザー光を物体に照射する位置が視準点となり、視準点の計測が行われるので視準点を計測点と呼ぶ場合がある。光波距離計の視準方向は、撮影部２１の撮影方向と一致している。その為、図４（ａ）に示すように撮影部２１により撮影された映像Ｍ_Aの画面中央Ｌ_A（つまり、視準方向）とターゲットＴ_Aとがずれた状態では、ターゲットＴ_Aの計測を行うことができない。ターゲットＴ_Aの計測を行うためには、図４（ｂ）に示すようにターゲットＴ_Aが画面中央Ｌ_Aに位置した状態でなければならない。なお、光波距離計は、撮影部２１内部に収容されることで一体構造となっていてもよい。
エンコーダは、駆動部２２に設置されており、光波距離計の水平面および垂直面における回転角度を検出する。

図３に戻って、測量機２の説明を続ける。通信部２４は、測量支援装置３Ａとの間で無線通信を行うものであり、例えば、無線通信用の送受信機である。
制御部２５は、撮影部２１、駆動部２２、計測部２３および通信部２４を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）からなる。ＣＰＵは、中央制御装置であり、プログラムの実行処理を行う。ＲＡＭは、ＣＰＵによって使用される一時記憶手段である。ＲＯＭは、不揮発性の記憶手段であり、ＣＰＵによって実行されるプログラムなどを記憶する。

図５を参照して、測量支援装置３Ａの具体的な構成について説明する。図５は、測量支援装置３Ａの機能構成図である。測量支援装置３Ａは、入力部３１と、表示部３２と、記憶部３３と、通信部３４と、制御部４０Ａとを備えて構成されている。
入力部３１は、計測者による種々の情報の入力を受けるものである。表示部３２は、計測者に対して種々の情報を表示するものである。入力部３１と表示部３２とは別々の装置（例えば、キーボード、マウス、ディスプレイ）であってもよいし、一体の装置（例えば、タッチディスプレイ）であってもよい。

記憶部３３は、測量支援装置３Ａで使用する様々な情報を記憶する。記憶部３３には、例えば、入力部３１を介して計測者によって入力される基準点の位置、測量機の位置、目標点の位置など（何れも全体座標系の三次元座標値）や通信部３４を介して測量機２から受信する映像などが記憶される。
通信部３４は、測量機２との間で無線通信ないし有線通信を行うものであり、例えば、無線通信用の送受信機である。測量支援装置３Ａは、通信部３４を介して、測量機２に制御信号を送信する。また、測量支援装置３Ａは、通信部３４を介して、測量機２から撮影部２１によって撮影された映像を受信する。

制御部４０Ａは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭからなり、入力部３１、表示部３２、記憶部３３、通信部３４を制御する。また、制御部４０Ａは、遠隔操作部４１と、画像取得部４２と、画像解析処理部４３と、作業支援部４４とを備えている。これらの機能は、ＣＰＵによるプログラム実行処理により実現される。以下では、制御部４０Ａが備える機能を説明するが、ここでは概略のみ説明することにし、処理の詳細な説明は後記する。

遠隔操作部４１は、測量機２を遠隔操作するものであり、例えば、入力部３１を介して入力された操作情報を制御信号に変換し、通信部３４を介して変換した制御信号を測量機２に送信する。
画像取得部４２は、測量機２の撮影部２１によって撮影された映像を画像データとして取り込む（キャプチャーする）。取り込まれた画像データは、記憶部３３に格納される。

画像解析処理部４３は、測量機２の撮影部２１によって撮影された映像の画像解析処理を行う。画像解析処理部４３は、コントラスト調整部４３ａと、二値化処理部４３ｂと、指定点位置算出部４３ｃと、位置ずれ算出部４３ｄとからなる。
コントラスト調整部４３ａは、二値化処理部４３ｂによる二値化処理を容易にするために、画像データのコントラストの調整を行う。
二値化処理部４３ｂは、閾値判別法によって画像データを例えば白黒に二値化処理し、二値化画像データを作成する。この二値化画像データには、任意の位置を原点とする直交座標系（例えば、横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸とする二次元座標）が設定されている。なお、二値化画像データは、白と黒以外の組み合わせであってもよい。
指定点位置算出部４３ｃは、指定マークＵ_Aに関連付けられた指定点の位置を二値化画像データから算出する。ここで、指定点は、指定マークＵ_Aから位置が特定できる点であればよく、例えば、指定マークＵ_Aの中心点や重心点、指定マークＵ_Aを構成する線の交点や頂点などでよい。ここでは、指定マークＵ_Aの指定点として交点Ｓ_A（図２参照）を二値化画像データから算出する。指定マークＵ_Aの交点Ｓ_Aは、指定マークＵ_Aの中心点でもある。なお、指定点位置算出部４３ｃは、指定マークＵ_Aの重心位置を指定マークＵ_Aの指定点として算出してもよい。指定マークＵ_Aの交点Ｓ_Aは、二値化画像データに設定された直交座標系に基づく座標値として算出される。
位置ずれ算出部４３ｄは、視準点である画面中央Ｌ_Aの座標値と、指定マークＵ_Aの指定点（ここでは、交点Ｓ_A）の座標値との位置ずれを算出する。

作業支援部４４は、位置ずれ通知部４４ａを備える。位置ずれ通知部４４ａは、位置ずれ算出部４３ｄによって算出された位置ずれから、視準方向と指定マークＵ_Aの指定点（ここでは、交点Ｓ_A）とが一致するのに要する測量機２の回転方向および回転角度を算出する。そして、位置ずれ通知部４４ａは、算出した測量機２の回転方向および回転角度を測量機２に通知する。測量機２は、通知された回転方向および回転角度に基づいて視準方向の角度を制御することにより、ターゲットＴ_Aが画面中央Ｌ_Aに位置した状態、つまり、視準点である画面中央Ｌ_Aの座標値と指定マークＵ_Aの指定点（ここでは、交点Ｓ_A）の座標値との位置ずれがない状態になる。なお、位置ずれ通知部４４ａは、算出した回転方向や回転角度をそのままの情報として送信するのではなく、何らかの形に変換した情報（回転方向や回転角度を含む情報）として測量機２に対して送信してもよい。

≪第１実施形態に係る測量支援装置の処理について≫
図６を参照して、測量支援装置３Ａの処理について説明する。図６は、第１実施形態に係る測量支援装置３Ａを用いた出来形測量システム１Ａの処理を示すフローチャートの例示である。
ここで、計測者は、施工対象物にターゲットＴ_Aを予め設置する。施工対象物は、設計に基づいて施工されているので、ターゲットＴ_Aは、概ね目標点の近傍に設置されることになる。また、計測者は、出来形測量に必要な情報を測量支援装置３Ａに予め入力する。入力される情報は、例えば、測量機２の位置や目標点の位置など（何れも全体座標系の三次元座標値）である。

最初に、測量機２は、駆動部２２を制御して撮影部２１を目標点に向けることで目標点を視準させ、画面中央Ｌ_Aを目標点にした目標点近傍の撮影を開始する（ステップＳ１０）。この処理は、例えば、計測者が測量支援装置３Ａを用いて測量機２に対して撮影の開始を指示することにより開始される。ターゲットＴ_Aは、概ね目標点の近傍に設置されているので、図４（ａ）に示すように、視準方向を目標点に向けて撮影した映像Ｍ_AにはターゲットＴ_Aが写ることになる。ただし、この状態では位置ずれがあるので、ターゲットＴ_Aを計測することはできない。なお、もし仮にターゲットＴ_Aが写っていない場合には、ズームの倍率を小さくするなどして、ターゲットＴ₁が映像に収まるようにする。撮影された映像は、測量支援装置３Ａに送信される。

続いて、測量支援装置３Ａの画像取得部４２ａは、測量機２から取得した映像Ｍ_Aを画像データＰとしてキャプチャーする（ステップＳ１１）。以降では、各時点の画像データＰを用いて処理が行われるので、ある時点（時刻t_i）での画像データを画像データＰ（t_i）で表すことにする（ここで、ｉは自然数）。次に、コントラスト調整部４３ａは、二値化処理が容易になるように画像データＰ（t_i）のコントラストの調整を行う（ステップＳ１２）。

続いて、二値化処理部４３ｂは、閾値判別法によって画像データＰ（t_i）の二値化処理を行う（ステップＳ１３）。二値化処理は、例えば、指定マークＵ_Aをそれ以外の部分に対して判別可能にすることができればよい。例えば、指定マークＵ_Aが鮮明に抽出できる輝度を閾値として、画像データＰ（t_i）内でこの閾値を超えない画素を指定マークＵ_Aに対応する画素として黒色画素に変換する。また、この閾値を超える画素をそれ以外の部分に対応する画素として白色画素に変換する。これによって、画像データＰ（t_i）を二値化処理した二値化画像データＱ（t_i）が作成される（図７（ａ）参照）。なお、この二値化処理は、例えば、一般的な画像処理のソフトウェアにより実現されてもよく、また、ひび割れ画像処理技術で用いられるウェーブレット変換処理などの高度な画像処理技術を利用したソフトウェアにより実現されてもよい。

続いて、指定点位置算出部４３ｃは、二値化画像データＱ（t_i）内に映る指定マークＵ_Aを抽出する（ステップＳ１４）。指定マークＵ_Aを抽出できない場合（ステップＳ１４で“無”）には、処理をステップＳ１２に戻してコントラストの再調整を行う。一方、指定マークＵ_Aを抽出できた場合（ステップＳ１４で“有り”）には、指定点位置算出部４３ｃは、指定マークＵ_Aの指定点である交点Ｓ_Aの位置を算出する（ステップＳ１５）。ここで、二値化画像データＱ（t_i）には、任意の位置を原点とする直交座標系（例えば、横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸）が設定されており、指定マークＵ_Aの交点Ｓ_Aは、この座標系に基づく座標値（Ｘ（t_i），Ｙ（t_i））として算出される（図７（ｂ）参照）。ここでは、指定マークＵ_Aの指定点として交点Ｓ_Aを算出する場合を例示して説明を行う。

位置ずれ算出部４３ｄは、二値化画像データＱ（t_i）の画面中央Ｌ_Aの座標（Ｘo，Ｙo）と指定マークＵ_Aの指定点である交点Ｓ_Aの座標（Ｘ（t_i），Ｙ（t_i））との位置ずれを算出し、算出した位置ずれが許容値以内であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。ここで、画面中央Ｌ_Aは視準方向である。算出した位置ずれが許容値を超えている場合（ステップＳ１６で“有”）に、位置ずれ通知部４４ａは、視準方向である画面中央Ｌ_Aと指定マークＵ_Aの交点Ｓ_Aとが一致するのに要する測量機２の回転方向および回転角度を算出する。そして、位置ずれ通知部４４ａは、算出した測量機２の回転方向および回転角度を測量機２に通知し、測量機２は、通知された回転方向および回転角度に基づいて駆動部２２を制御して撮影部２１を旋回する（ステップＳ１７）。旋回終了後、ステップＳ１５に処理を戻して、旋回後の視準方向で撮影された二値化画像データＱ（t_i+1）の指定マークＵ_Aの交点Ｓ_Aを算出する。

つまり、ステップＳ１５〜ステップＳ１７は、位置ずれが許容値以内になるまでこの処理を繰り返し行うことを意味する。例えば、目標点に向けて撮影された最初の時点t₁の二値化画像データＱ（t₁）における位置ずれに基づいて測量機２の撮影部２１の旋回を行う。次に、旋回後の位置で撮影された次の時点（t₂）の二値化画像データＱ（t₂）における位置ずれに基づいて測量機２の撮影部２１の旋回をさらに行っていく。このようにして、位置ずれ量を徐々に縮めていき、最終的には、図４（ｂ）に示すように、ターゲットＴ_Aが画面中央Ｌ_Aに位置した状態になる。

算出した位置ずれが許容値以内の場合（ステップＳ１６で“無”）に、位置ずれ通知部４４ａは、測量機２にターゲットＴ_Aの測距の指示を送信する（ステップＳ１８）。これにより、測量機２の計測部２３は、ターゲットＴ_Aの計測を行う。

以上のように、第１実施形態に係る測量支援装置３Ａは、測量機２によって撮影された映像から画像解析処理によって指定マークＵ_Aの指定点である交点Ｓ_Aを算出する。また、指定マークＵ_Aの交点Ｓ_Aと視準方向である画面中央Ｌ_Aとの位置ずれを算出し、算出した位置ずれから画面中央Ｌ_Aと指定マークＵ_Aの交点Ｓ_Aとが一致するのに要する測量機２の回転方向および回転角度を算出する。そして、算出した回転方向および回転角度を測量機２に通知する。測量機２では、受信した回転方向および回転角度に基づいて撮影部２１を旋回するので、視準方向である画面中央Ｌ_Aを指定マークＵ_Aの指定点である交点Ｓ_Aに合わせることができる。その為、計測者は、撮影された映像を見ながら測量機２を遠隔操作する必要がなく、ターゲットＴ_Aの計測が行える。

［第２実施形態］
≪第２実施形態に係る測量支援装置の構成について≫
図８を参照して、第２実施形態に係る測量支援装置３Ｂの構成について説明する。図８は、第２実施形態に係る測量支援装置３Ｂを用いた建て入れ調整システム１Ｂの概略構成図である。建て入れ調整システム１Ｂは、計測者による柱や梁などの垂直・水平を調整する建て入れの作業を実現するものである。

建て入れ調整システム１Ｂは、測量機２と、測量機２と通信可能である測量支援装置３Ｂと、を備えて構成されている。測量機２は、第１実施形態と同じ構成である。
測量支援装置３Ｂは、計測者によって操作されるものであり、測量機２を遠隔操作することができる。また、測量支援装置３Ｂは、測量機２を使用した作業（ここでは、建て入れ作業）を支援する機能を有している。当該機能の詳細は後記する。

図９を参照して、建て入れ調整システム１Ｂで使用されるターゲットＴ_Bの構成の一例を説明する。ここでのターゲットＴ_Bは、例えば、十字線からなる指定マークＵ_Bを矩形状（正方形を含む）のシートに印したものである。指定マークＵ_Bの十字線の交点Ｓ_Bは、指定マークＵ_Bの中心点になっている。ターゲットＴ_Bは、測量機２の位置から指定マークＵ_Bが視認でき、かつ測量機２に対して所定の角度を持って柱や梁に設置される。ターゲットＴ_Bの設置角度の許容量は、画像解析処理に依存する。なお、画像解析処理を行い易くするために、ターゲットＴ_Bの下地の色と指定マークＵ_Bの色とは、コントラストに差があることが望ましい。例えば、指定マークＵ_Bの下地を「白色」にした場合、指定マークＵ_Bを「黒色」にする。なお、ターゲットＴ_Bが、図９で説明するものに限定されないのは、ターゲットＴ_Aと同様である。例えば、ターゲットＴ_Bは、図２に示すターゲットＴ_Aと同じものであってもよい。

図１０（ａ）に示すように、目標点を視準方向として撮影された映像Ｍ_Bの画面中央Ｌ_BとターゲットＴ_Bの交点Ｓ_Bとがずれた状態は、建て入れ位置の調整作業が必要な状態（建て入れ作業の完了前の状態）である。一方、図１０（ｂ）に示すように、目標点を視準方向として撮影された映像Ｍ_Bの画面中央Ｌ_BとターゲットＴ_Bの交点Ｓ_Bとが一致した状態は、建て入れ作業が完了した状態である。

図１１を参照して、測量支援装置３Ｂの具体的な構成について説明する。図１１は、測量支援装置３Ｂの機能構成図である。測量支援装置３Ｂは、入力部３１と、表示部３２と、記憶部３３と、通信部３４と、制御部４０Ｂとを備えて構成されている。制御部４０Ｂ以外の構成は、第１実施形態と同様なので説明を省略する。

制御部４０Ｂは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭからなり、入力部３１、表示部３２、記憶部３３、通信部３４を制御する。また、制御部４０Ｂは、遠隔操作部４１と、画像取得部４２と、画像解析処理部４３と、作業支援部４４とを備えている。これらの機能は、ＣＰＵによるプログラム実行処理により実現される。第２実施形態に係る制御部４０Ｂは、作業支援部４４がガイド画面作成部４４ｂと、ガイド画面出力部４４ｃとからなる点で第１実施形態に係る制御部４０Ａと異なる。

ガイド画面作成部４４ｂは、位置ずれ算出部４３ｄによって算出された位置ずれを示す図形を、撮影部２１によって撮影された映像に重ねた位置合わせガイド画面を作成する。ここでは、計測者は、位置ずれを示す図形に基づいて建て入れ作業を行うので、以下ではこの図形を「ガイドＧ」と称することにする。ガイド画面出力部４４ｃは、ガイド画面作成部４４ｂによって作成されたガイド画面を表示部３２に表示させる。ガイドＧは、例えば、全体座標系と同様の三次元座標系を撮影された映像に仮想的に設定し、その三次元座標系に基づいて生成される。ガイドＧは、例えば、箱型（直方体状）のもの（図１２（ａ），（ｂ）参照）や、矢印型のもの（図１２（ｃ）参照）であってよい。

図１２（ａ），（ｂ）に示す箱型のガイドＧは、直方体の対角線の一端が指定マークＵ_Bの指定点である交点Ｓ_Bに位置し、他端が画面中央Ｌ_Bに位置している。つまり、位置ずれが大きいほどにガイドＧのサイズも大きくなり、位置ずれが小さいほどにガイドＧのサイズも小さくなる。これにより、計測者は、箱型のガイドＧの向きから位置合わせの方向を把握することができ、また、ガイドＧの大きさから位置合わせの距離を把握することができる。なお、ガイドＧの各辺の長さ（位置合わせの距離）を数値として表記してもよい。

ガイドＧの各辺の長さ（位置合わせの距離）は、種々の方法によって算出することができる。例えば、ターゲットＴ_Bや指定マークＵ_Bの実際の寸法を予め記憶しておき、撮影画像におけるターゲットＴ_Bや指定マークＵ_Bの大きさ（画素数）との比率からガイドＧの各辺の長さを算出してもよい。この場合、撮影部２１であるカメラを複眼にしてターゲットＴ_Bや指定マークＵ_Bの実際の寸法を取得するようにしてもよい。
また、撮影部２１の画角から撮影画像のサイズを算出し、撮影画像の横幅および縦幅の画素数との比率からガイドＧの各辺の長さを算出してもよい。

図１２（ｃ）に示す矢印型のガイドＧは、矢印の出発点が指定マークＵ_Bの交点Ｓ_Bになっており、矢印の向きが位置合わせの方向を示し、矢印の近傍の数字が位置合わせの距離を示す。これにより、計測者は、矢印型のガイドＧの向きから位置合わせの方向を把握することができ、また、矢印近くの数値から位置合わせの距離を把握することができる。なお、矢印型のガイドＧは、位置ずれが小さくなることによって箱型のガイドＧでは表記が難しい場合に有効である。その為、位置ずれの距離に応じて、箱型のガイドＧと矢印型のガイドＧとを使い分けてもよい。

≪第２実施形態に係る測量支援装置の処理について≫
図１３を参照して、測量支援装置３Ｂの処理について説明する。図１３は、第２実施形態に係る測量支援装置３Ｂを用いた建て入れ調整システム１Ｂの処理を示すフローチャートの例示である。
ここで、計測者は、建て入れ作業に必要な情報を測量支援装置３Ｂに予め入力する。入力される情報は、例えば、測量機２の位置や目標点の位置など（何れも全体座標系の三次元座標値）である。また、計測者は、建て込む柱や梁にターゲットＴ_Bを予め設置し、ターゲットＴ_Bが目標点の近傍に位置するように柱等を誘導しておく。

図１３に示すステップＳ３０〜ステップＳ３６までの処理は、第１実施形態のステップＳ１０〜ステップＳ１６までの処理と同じである（図６参照）。その為、これらの処理については説明を省略する。
ステップＳ３６で算出した位置ずれが許容値を超えている場合（ステップＳ３６で“有”）に、ガイド画面作成部４４ｂは、位置ずれ（方向や距離など）を示すガイドＧ（図１２参照）を画像データＰ（t_i）に重ねた位置合わせガイド画面を作成する。そして、ガイド画面出力部４４ｃは、位置合わせガイド画面を表示部３２に表示させる（ステップＳ３７）。計測者は、表示部３２に表示されるガイド画面に基づいて柱や梁の建て入れを行う（ステップＳ３８）。建て入れ終了後、ステップＳ３５に処理を戻して、建て入れ後に撮影された二値化画像データＱ（t_i+1）の指定マークＵ_Bの指定点である交点Ｓ_Bを算出する。

つまり、ステップＳ３５〜ステップＳ３８は、位置ずれが許容値以内になるまでこの処理を繰り返し行うことを意味する。例えば、計測者は、最初の時点t₁のガイド画面（例えば、図１２（ａ）参照）に従って建て入れを行う。次に、建て入れ後の位置で撮影された次の時点（t₂）の映像から新たなガイド画面（例えば、図１２（ｂ）参照）を作成し、そのガイド画面に従ってさらに建て入れを行っていく。このようにして、例えば、図１２（ａ）に示す状態から図１２（ｂ）に示す状態、図１２（ｃ）に示す状態と位置ずれ量を徐々に縮めていき、最終的には、図１０（ｂ）に示すように、ターゲットＴ_Bを画面中央Ｌ_Bに位置した状態にする。

算出した位置ずれが許容値以内の場合（ステップＳ３６で“無”）に、ガイド画面出力部４４ｃは、建て入れ終了の画面を表示部３２に表示させ、これにより、建て入れ作業が終了する（ステップＳ３９）。なお、建て入れ終了後に、ターゲットＴ_Bの計測を行うのが好ましい。これによって、建て入れ作業をより精度よく行うことが可能になる。

以上のように、第２実施形態に係る測量支援装置３Ｂは、測量機２によって撮影された映像から画像解析処理によって指定マークＵ_Bの指定点である交点Ｓ_Bを算出する。また、指定マークＵ_Bの交点Ｓ_Bと視準方向である画面中央Ｌ_Bとの位置ずれを算出し、算出した位置ずれを示すガイドＧを映像に重ねた位置合わせガイド画面を表示部３２に表示する。このガイドＧは、位置合わせの方向および距離を視覚的に示すので、計測者は、位置合わせガイド画面に従って建て入れ作業を行うことで、指定マークＵ_Bの指定点である交点Ｓ_Bを画面中央Ｌ_Bに簡単に合わせることができる。その為、ターゲットＴ_Bの位置を計測することなしに、建て入れ作業を行える。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を変えない範囲で実施することができる。実施形態の変形例を以下に示す。

各実施形態では、指定マークＵ_Aとして円と十字線とが組み合されたものを例示し、また、指定マークＵ_Bとして十字線を例示した。しかしながら、指定マークＵ_A，Ｕ_Bはこれに限定されるものではなく、種々の形状を採用することができる。例えば、指定マークＵ_A，Ｕ_Bとして、四角形、ひし形などの図形やこれらの図形と十字線とを組み合わせたものを用いてもよい。
また、図１４（ａ）に示すように、円や十字線などの図形がない無地の四角形のシールをターゲットＴ_Cとしてもよい。この場合、ターゲットＴ_Cの外形が指定マークＵ_Cとなり、例えば、指定マークＵ_Cの指定点として重心を算出する。なお、ターゲットＴ_Cの色は任意のものであってよい。
また、図１４（ｂ）に示すように、矢印形状のシールをターゲットＴ_Dとしてもよい。この場合、ターゲットＴ_Dの外形が指定マークＵ_Dとなり、例えば、指定マークＵ_Dの指定点として矢印の先端Ｓ_Dを算出する。なお、ターゲットＴ_Dの色は任意のものであってよい。

また、各実施形態では、シールに指定マークＵ_A，Ｕ_Bを印していたが、施工対象物（柱、梁などを含む）に直接指定マークＵ_A，Ｕ_Bを印すようにしてもよいし、また、ターゲットとしてシール以外のもの（例えば、板材）を用い、これらのものに指定マークを印すようにしてもよい。例えば、図１４（ｃ）に示すように、矩形状の板材を直角に折り曲げたターゲットＴ_Eの外側の一方の面に指定マークＵ_Eを印したものを用いてもよい。

また、第１実施形態では、位置ずれ通知部４４ａが、視準方向である画面中央Ｌ_Aと指定マークＵ_Aの指定点である交点Ｓ_Aとが一致するのに要する測量機２の回転方向および回転角度を算出し、算出した測量機２の回転方向および回転角度を測量機２に通知していた。しかしながら、位置ずれ通知部４４ａは、位置ずれに関する情報（例えば、方向や距離など）を測量機２に送信し、測量機２が回転方向および回転角度を算出するようにしてもよい。

また、第２実施形態では、計測者が所有する測量支援装置３Ｂにガイド画面を表示していたが、計測者以外の者が建て入れ作業を行う場合に、その作業者が所有する装置にガイド画面を送信するようにしてもよい。

１Ａ 出来形測量システム
１Ｂ 建て入れ調整システム
２ 測量機
３Ａ，３Ｂ 測量支援装置
４２ 画像取得部
４３ 画像解析処理部
４３ａ コントラスト調整部
４３ｂ 二値化処理部
４３ｃ 指定点位置算出部
４３ｄ 位置ずれ算出部
４４ 作業支援部
４４ａ 位置ずれ通知部
４４ｂ ガイド画面作成部
４４ｃ ガイド画面出力部
Ｔ_A〜Ｔ_E ターゲット
Ｕ_A〜Ｕ_E 指定マーク
Ｇ ガイド

Claims (4)

1. 測量機の視準点を含むように撮影された撮影画像を取得する画像取得部と、
   前記撮影画像を画像処理することによって、指定マークに関連付けられた指定点と前記視準点との位置ずれを算出する画像解析処理部と、
   算出された前記位置ずれに基づいて前記測量機を使用して行われる作業の支援を行う作業支援部と、
   を備えることを特徴とする測量支援装置。
2. 前記画像解析処理部は、
   取得した前記撮影画像の前記指定マークをそれ以外の部分に対して判別可能に二値化処理した二値化画像データを作成する二値化処理部と、
   前記二値化画像データから前記指定マークを検出し、二値化画像データに設定された直交座標系における当該指定マークの指定点の座標を算出する指定点位置算出部と、
   前記視準点の座標と前記指定マークの指定点の座標との位置ずれを算出する位置ずれ算出部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の測量支援装置。
3. 前記作業支援部は、算出した前記位置ずれから測量機の視準方向を前記指定マークの指定点に向けるのに要する角度を算出し、算出した角度が含まれる情報を前記測量機に通知する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測量支援装置。
4. 前記作業支援部は、算出した前記位置ずれを撮影画像に重ねた位置合わせガイド画面を表示部に表示させる、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測量支援装置。

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