JP2024004339A - Measurement device and measurement method - Google Patents

Measurement device and measurement method Download PDF

Info

Publication number
JP2024004339A
JP2024004339A JP2022103958A JP2022103958A JP2024004339A JP 2024004339 A JP2024004339 A JP 2024004339A JP 2022103958 A JP2022103958 A JP 2022103958A JP 2022103958 A JP2022103958 A JP 2022103958A JP 2024004339 A JP2024004339 A JP 2024004339A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanner
spheres
sphere
measurement
point cloud
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2022103958A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7201863B1 (en
Inventor
和秀 中庭
Kazuhide Nakaniwa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kumonos Corp
Original Assignee
Kumonos Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kumonos Corp filed Critical Kumonos Corp
Priority to JP2022103958A priority Critical patent/JP7201863B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7201863B1 publication Critical patent/JP7201863B1/en
Publication of JP2024004339A publication Critical patent/JP2024004339A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for acquiring point cloud data.
SOLUTION: A method for acquiring the point cloud data on an environment by a 3D scanner while intermittently moving the 3D scanner includes: a globe arrangement step of arranging four globes (241-244) with a space therebetween regarding the movement direction of the 3D scanner; a measurement step of acquiring the point cloud data on an environment including the four globes using the 3D scanner; a scanner movement step for moving the 3D scanner after the measurement step; a globe movement step of moving, after the measurement step, a globe among the four globes (241-244) that is located most upstream regarding the movement direction of the 3D scanner at the time of the measurement step to a globe among the four globes that is located most downstream regarding the movement direction of the 3D scanner at the time of the measurement step; and a repeat step of repeatedly executing the measurement step, the scanner movement step, and the globe movement step.
SELECTED DRAWING: Figure 5
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、３Ｄスキャナを搭載するための計測装置及び３Ｄスキャナを用いた計測方法に関する。 The present invention relates to a measuring device equipped with a 3D scanner and a measuring method using the 3D scanner.

３Ｄスキャナ（以下、「スキャナ」という。）を用いて構造物等の点群データを取得する場合、出来るだけ死角を無くすために、複数の場所にスキャナを移動する必要がある。また、スキャナ移動前に取得した点群データとスキャナ移動後に取得した点群データを合成（結合）して一つの点群データにするためには、周辺に少なくとも３つのターゲットを配置し、移動前及び移動後の点群データにそれら３つのターゲットの点群データが共通に含まれるようにしなければならない。 When acquiring point cloud data of a structure or the like using a 3D scanner (hereinafter referred to as "scanner"), it is necessary to move the scanner to multiple locations in order to eliminate blind spots as much as possible. In addition, in order to synthesize (combine) the point cloud data acquired before the scanner movement and the point cloud data acquired after the scanner movement into one point cloud data, place at least three targets around the And point cloud data of these three targets must be included in common in the point cloud data after movement.

例えば、非特許文献１に開示された計測では、建物室内の４か所にターゲットを固定した状態でスキャナを室内の３か所に順次設置（移動）して計測を繰り返すことで、室内全体の点群データを取得している。 For example, in the measurement disclosed in Non-Patent Document 1, targets are fixed at four locations inside a building, and a scanner is sequentially installed (moved) at three locations inside the building and measurements are repeated to cover the entire room. Obtaining point cloud data.

このように、比較的狭い室内の計測でも４か所にターゲットを配置しなければならないわけで、これが大型構造物の計測になると、必要なターゲットの数は計り知れない程になる。 In this way, even when measuring a relatively small room, targets must be placed at four locations, and when measuring a large structure, the number of targets required becomes immeasurable.

「３Ｄスキャナ―の活用について」『建築コスト研究、Ｎｏ．８８， ２０１５．１、（一財）建築コスト管理システム研究所、新技術調査検討会“About the use of 3D scanners” “Architectural Cost Research”, No. 88, 2015.1, Building Cost Management System Research Institute, New Technology Research Committee

そこで、本発明は、出来るだけ少ない数のターゲットを用いて、大型の構造物や広い敷地であってもその全体の点群データを取得可能な方法及びその方法に好適に使用できる装置の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention aims to provide a method that can obtain point cloud data of an entire large structure or wide site using as few targets as possible, and an apparatus that can be suitably used in the method. purpose.

具体的に、本発明に係る計測方法の実施形態１は、
３Ｄスキャナを間欠的に移動しながら前記３Ｄスキャナで環境の点群データを取得する方法であって、
前記３Ｄスキャナの移動方向に関して、４つの球体を互いに間隔をあけて配置する球体配置工程と、
３Ｄスキャナを用いて前記４つの球体を含む環境の点群データを取得する計測工程と、
前記計測工程の後、前記３Ｄスキャナを移動するスキャナ移動工程と、
前記計測工程の後、前記４つの球体のうちで前記計測工程の時点で前記３Ｄスキャナの移動方向に関して最も上流側に位置する球体を、前記４つの球体のうちで前記計測工程の時点で前記３Ｄスキャナの移動方向に関して最も下流側に位置する球体の下流側に移動する球体移動工程と、
前記計測工程、前記スキャナ移動工程及び前記球体移動工程を繰り返し実行する繰り返し工程を含む。
なお、本実施形態は、球体配置工程は「４つの球体」を互いに間隔をあけて配置すること記載しているが、本実施形態は４つ以上の球体を含み、それら４つ以上の球体のうちの４つが「４つの球体」に該当する形態を含むと解釈すべきである。 Specifically, Embodiment 1 of the measurement method according to the present invention is as follows:
A method of acquiring point cloud data of an environment with the 3D scanner while intermittently moving the 3D scanner, the method comprising:
a sphere arrangement step of arranging four spheres at intervals with respect to the moving direction of the 3D scanner;
a measurement step of acquiring point cloud data of the environment including the four spheres using a 3D scanner;
After the measurement step, a scanner movement step of moving the 3D scanner;
After the measurement step, among the four spheres, the sphere located most upstream in the moving direction of the 3D scanner at the time of the measurement step is selected as the 3D sphere among the four spheres at the time of the measurement step. a sphere moving step of moving to the downstream side of the sphere located most downstream with respect to the movement direction of the scanner;
The method includes a repeating step of repeatedly performing the measuring step, the scanner moving step, and the sphere moving step.
Note that although this embodiment describes that the sphere arrangement step arranges "four spheres" at intervals, this embodiment includes four or more spheres, and Four of them should be interpreted as including forms that correspond to "four spheres."

本発明の計測方法の実施形態２は、
３つの第１の球体を互いに間隔をあけて配置した第１の球体セット、３つの第２の球体を互いに間隔をあけて配置した第２の球体セットと、３Ｄスキャナとを用い、前記第１の球体セット、前記第２の球体セット、及び前記３Ｄスキャナを移動させながら、環境の点群データを取得する方法であって、
移動方向の上流側から下流側に向かって、前記第１の球体セット、前記３Ｄスキャナ及び前記第２の球体セットを順番に設置する第１の設置工程と、
前記３Ｄスキャナで前記第１の球体セットと前記第２の球体セットを含む第１の環境の第１の点群データを取得する第１の計測工程と、
前記第１の計測工程に続いて、前記第１の球体セットを前記第２の球体セットに向けて移動して、前記移動方向に前記第１の球体セット、前記３Ｄスキャナ及び前記第２の球体セットを順番に設置する第２の設置工程と、
前記第２の設置工程に続いて、前記３Ｄスキャナで前記第１の球体セットと前記第２の球体セットを含む第２の環境の第２の点群データを取得する第２の計測工程と、
前記第２の計測工程に続いて、前記第２の球体セットを前記移動方向に移動して、前記移動方向に、前記第１の球体セット、前記３Ｄスキャナ及び前記第２の球体セットを順番に設置する第３の設置工程と、
前記第３の設置工程に続いて、前記３Ｄスキャナで前記第１の球体セットと前記第２の球体セットを含む第３の環境の第１の点群データを取得する第３の計測工程と、
前記第３の計測工程に続いて、前記第１の球体セットを前記第２の球体セットに向けて移動して、前記移動方向に前記第１の球体セット、前記３Ｄスキャナ及び前記第２の球体セットを順番に設置する第４の設置工程と、
前記第４の設置工程に続いて、前記３Ｄスキャナで前記第１の球体セットと前記第２の球体セットを含む第４の環境の第４の点群データを取得する第４の計測工程と、
前記第４の計測工程に続いて、前記第２の球体セットを前記移動方向に移動して、前記移動方向に、前記第１の球体セット、前記３Ｄスキャナ及び前記第２の球体セットを順番に設置する第５の設置工程と、
前記第５の設置工程に続いて、前記３Ｄスキャナで前記第１の球体セットと前記第２の球体セットを含む第５の環境の第５の点群データを取得する第５の計測工程
を含む。
なお、本実施形態において、第１の球体セットは３つの第１の球体を有し、第２の球体セットは３つの第２の球体を有するものと記載しているが、本実施形態は、それぞれの球体セットは３つ以上の球体を有していてもよく、それら３つ以上の球体のうちの３つが「３つの第１の球体」及び「３つの第２の球体」を構成する形態を含むと解釈すべきである。 Embodiment 2 of the measurement method of the present invention is
A first sphere set in which three first spheres are spaced apart from each other, a second sphere set in which three second spheres are spaced apart from each other, and a 3D scanner are used. A method of acquiring point cloud data of an environment while moving a set of spheres, the second set of spheres, and the 3D scanner, the method comprising:
a first installation step of installing the first sphere set, the 3D scanner, and the second sphere set in order from the upstream side to the downstream side in the moving direction;
a first measurement step of acquiring first point cloud data of a first environment including the first sphere set and the second sphere set with the 3D scanner;
Following the first measuring step, the first sphere set is moved toward the second sphere set, and the first sphere set, the 3D scanner, and the second sphere set are moved in the moving direction. a second installation step of installing the sets in order;
Following the second installation step, a second measurement step of acquiring second point cloud data of a second environment including the first sphere set and the second sphere set with the 3D scanner;
Following the second measurement step, the second sphere set is moved in the movement direction, and the first sphere set, the 3D scanner, and the second sphere set are sequentially moved in the movement direction. a third installation step of installing;
Following the third installation step, a third measurement step of acquiring first point cloud data of a third environment including the first sphere set and the second sphere set with the 3D scanner;
Following the third measurement step, the first sphere set is moved toward the second sphere set, and the first sphere set, the 3D scanner, and the second sphere set are moved in the moving direction. a fourth installation step of installing the sets in order;
Following the fourth installation step, a fourth measurement step of acquiring fourth point cloud data of a fourth environment including the first sphere set and the second sphere set with the 3D scanner;
Following the fourth measurement step, the second sphere set is moved in the movement direction, and the first sphere set, the 3D scanner, and the second sphere set are sequentially moved in the movement direction. a fifth installation step of installing;
Following the fifth installation step, the method includes a fifth measurement step of acquiring fifth point cloud data of a fifth environment including the first sphere set and the second sphere set using the 3D scanner. .
Note that in this embodiment, the first sphere set has three first spheres, and the second sphere set has three second spheres, but in this embodiment, Each sphere set may have three or more spheres, and three of the three or more spheres constitute "three first spheres" and "three second spheres". should be interpreted as including.

実施形態２は、前記第１の設置工程、前記第１の計測工程、前記第２の設置工程、前記第２の計測工程、前記第３の設置工程、前記第３の計測工程、前記第４の設置工程、前記第４の計測工程、前記第５の設置工程、及び前記第５の計測工程、を繰り返す繰り返し工程を有することが好ましい。 Embodiment 2 includes the first installation step, the first measurement step, the second installation step, the second measurement step, the third installation step, the third measurement step, and the fourth It is preferable to have a repeating step of repeating the installation step, the fourth measurement step, the fifth installation step, and the fifth measurement step.

実施形態２において、前記第１の球体セットを第１の支持体に支持させ、前記第２の設置工程と前記第４の設置工程において、前記第１の球体セットを前記第１の支持体と共に移動させることが好ましい。 In Embodiment 2, the first sphere set is supported by a first support, and in the second installation step and the fourth installation step, the first sphere set is supported together with the first support. It is preferable to move it.

実施形態２において、前記第２の球体セットを第２の支持体に支持させ、前記第３の設置工程と前記第５の設置工程において、前記第２の球体セットを前記第２の支持体と共に移動させることが好ましい。 In Embodiment 2, the second sphere set is supported by a second support, and in the third installation step and the fifth installation step, the second sphere set is supported together with the second support. It is preferable to move it.

実施形態２において、前記３Ｄスキャナを第３の支持体に支持させ、前記第２の設置工程、前記第３の設置工程、前記第４の設置工程及び前記第５の設置工程の少なくとも１つにおいて、前記３Ｄスキャナを前記第３の支持体と共に移動させることが好ましい。 In Embodiment 2, the 3D scanner is supported by a third support, and in at least one of the second installation step, the third installation step, the fourth installation step, and the fifth installation step. , it is preferable that the 3D scanner is moved together with the third support.

実施形態２において、
前記第１の球体セットは、
基台と、
基台に支持された複数の柱と、
前記複数の柱のそれぞれに昇降可能に支持された複数の球体と、
前記複数の球体の高さをそれぞれ調整する機構を備えており、
前記複数の球体が、前記３つの第１の球体を含むことが好ましい。 In Embodiment 2,
The first set of spheres is
The base and
multiple pillars supported by a base,
a plurality of spheres supported by each of the plurality of columns so as to be movable up and down;
A mechanism is provided to adjust the height of each of the plurality of spheres,
Preferably, the plurality of spheres includes the three first spheres.

実施形態２において、
前記第２の球体セットは、
基台と、
基台に支持された複数の柱と、
前記複数の柱のそれぞれに昇降可能に支持された複数の球体と、
前記複数の球体の高さをそれぞれ調整する機構を備えており、
前記複数の球体が、前記３つの第２の球体を含むことが好ましい。 In Embodiment 2,
The second set of spheres is
The base and
multiple pillars supported by a base,
a plurality of spheres supported by each of the plurality of columns so as to be movable up and down;
A mechanism is provided to adjust the height of each of the plurality of spheres,
Preferably, the plurality of spheres includes the three second spheres.

実施形態３は計測装置に関し、該計測装置は、
基台と、
基台に支持された複数の柱と、
前記複数の柱のそれぞれに昇降可能に支持された球体と、
前記球体の高さを調整する機構を備えている。 Embodiment 3 relates to a measuring device, and the measuring device includes:
The base and
multiple pillars supported by a base,
a sphere supported so as to be movable up and down on each of the plurality of pillars;
A mechanism is provided to adjust the height of the sphere.

実施形態４は別の計測装置に関し、該計測装置は、
計測対象の点群データを取得するために３Ｄスキャナと共に使用される計測装置であって、
３つの球体を互いに間隔をあけた状態で支持する支持体を備えている。
なお、「３つの球体」は限定的ではなく、実施形態４は３つ以上の球体を含む形態も含むと解釈すべきである。 Embodiment 4 relates to another measuring device, which includes:
A measurement device used with a 3D scanner to obtain point cloud data of a measurement target, the measurement device comprising:
A support body is provided that supports three spheres at intervals.
Note that "three spheres" is not limiting, and Embodiment 4 should be interpreted to include forms including three or more spheres.

実施形態４において、前記支持体（５５）が三脚（５０）であることが好ましい。 In Embodiment 4, it is preferable that the support (55) is a tripod (50).

実施形態４において、前記３つの球体（４１，４２，４３）のそれぞれが前記三脚（５０）を構成する３つの脚（５１，５２，５３）に設けられていることが好ましい。 In Embodiment 4, it is preferable that each of the three spheres (41, 42, 43) is provided on three legs (51, 52, 53) constituting the tripod (50).

実施形態４において、前記３つの球体（４１，４２，４３）のそれぞれが前記三脚（５０）に着脱可能であることが好ましい。 In Embodiment 4, it is preferable that each of the three spheres (41, 42, 43) is removably attached to the tripod (50).

前記三脚（５０）が前記３Ｄスキャナ（１７）を支持していることが好ましい。 Preferably, the tripod (50) supports the 3D scanner (17).

上述の実施形態に係る計測装置又は方法によれば、最小限の数のターゲットを用いて、大型の構造物や広い敷地であってもその全体の点群データを取得できる。 According to the measurement device or method according to the embodiments described above, it is possible to obtain point cloud data for the entirety of even a large structure or a wide site using a minimum number of targets.

図１は、本発明の実施に使用されるスキャナ装置の側面図。FIG. 1 is a side view of a scanner device used to implement the present invention. 図２は、図１に示す３Ｄスキャナの構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the 3D scanner shown in FIG. 1. 図３は、図１に示すスキャナ装置の制御ブロック図。FIG. 3 is a control block diagram of the scanner device shown in FIG. 1. 図４は、本発明の実施に使用されるターゲット装置の側面図。FIG. 4 is a side view of a target device used to implement the present invention. 図５は、一つのスキャナ装置と４つのターゲット装置を用いて点群データを取得する方法を説明する概念図。FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a method of acquiring point cloud data using one scanner device and four target devices. 図６は、図５に示す方法で取得された点群データと球体との関係を説明する概念図。FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating the relationship between the point cloud data acquired by the method shown in FIG. 5 and a sphere. 図７は、一つのスキャナ装置と６つのターゲット装置を用いて点群データを取得する方法を説明する概念図。FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a method of acquiring point cloud data using one scanner device and six target devices. 図８は、球体と３Ｄスキャナを取り付けた三脚の斜視図。FIG. 8 is a perspective view of a tripod with a sphere and a 3D scanner attached. 図９は、４つの球体を昇降可能に支持した支持体の斜視図。FIG. 9 is a perspective view of a support body that supports four spheres in a movable manner. 図１０は、図９の一部を拡大した斜視図。FIG. 10 is an enlarged perspective view of a part of FIG. 9. 図１１は、球体の位置（平面上の位置）を調整する機構の一部を示す斜視図。FIG. 11 is a perspective view showing part of a mechanism for adjusting the position of the sphere (position on a plane). 図１２は、４つの球体の位置（高さと、水平位置）を調整する機構を備えた装置の斜視図。FIG. 12 is a perspective view of a device equipped with a mechanism for adjusting the positions (height and horizontal position) of four spheres. 図１３は、図１２に示す装置の一部を示す斜視図。FIG. 13 is a perspective view showing a part of the apparatus shown in FIG. 12. 図１４は、図１２に示す装置の制御ブロック図。FIG. 14 is a control block diagram of the device shown in FIG. 12.

以下、添付図面を参照して、本発明の複数の実施形態を説明する。 Hereinafter, multiple embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

［実施形態１］
実施形態１は、３Ｄスキャナ（以下、「スキャナ」という。）と４つのターゲットを用いた点群データの取得方法であって、特に、スキャナと４つのターゲットを移動しながら点群データを取得する手順に特徴を有するものである。 [Embodiment 1]
Embodiment 1 is a point cloud data acquisition method using a 3D scanner (hereinafter referred to as "scanner") and four targets, and in particular, point cloud data is acquired while moving the scanner and four targets. It is characterized by its procedure.

［使用装置］
実施形態１に使用する装置は、図１に示すスキャナ装置１と図４に示すターゲット装置２である。 [Equipment used]
The devices used in the first embodiment are the scanner device 1 shown in FIG. 1 and the target device 2 shown in FIG. 4.

［スキャナ装置］
スキャナ装置１は、リモートコントローラからの信号に基づいて任意の方向に移動可能な自走式が好ましい。ただし、スキャナ装置は、自走式である必要はなく、スキャナ装置に取り付けたけん引装置又は手押し装置等を介して人が移動させる非自走式であってもよい。以下の説明では、自走式のスキャナ装置を説明する。 [Scanner device]
The scanner device 1 is preferably of a self-propelled type that can move in any direction based on a signal from a remote controller. However, the scanner device does not need to be self-propelled, and may be a non-self-propelled type that is moved by a person via a towing device or a hand-held device attached to the scanner device. In the following description, a self-propelled scanner device will be described.

図１を参照すると、スキャナ装置１は、台車１０を有する。 Referring to FIG. 1, the scanner device 1 includes a cart 10. As shown in FIG.

台車１０は、基台１１と、基台１１に取り付けた複数（実施形態では４つ）の車輪（２つの前輪１２と２つの後輪１３）を有する。２つの前輪１２は、スキャナ装置１の移動方向を変えることができるように、ステアリング機構（図示せず）を介して基台１１に連結されている。一方、２つの後輪１３は、基台１１に固定された車軸（図示せず）に連結されている。 The trolley 10 has a base 11 and a plurality of (four in the embodiment) wheels (two front wheels 12 and two rear wheels 13) attached to the base 11. The two front wheels 12 are connected to the base 11 via a steering mechanism (not shown) so that the direction of movement of the scanner device 1 can be changed. On the other hand, the two rear wheels 13 are connected to an axle (not shown) fixed to the base 11.

基台１１の上面には、４つの柱１４が固定されている。４つの柱１４は、水平２方向（前後方向Ｘ方向（図１の左右方向）と、それに直交するＹ方向（図１の表裏方向）に対して対称に配置されている。 Four pillars 14 are fixed to the upper surface of the base 11. The four columns 14 are arranged symmetrically with respect to two horizontal directions (the front-rear direction X direction (left-right direction in FIG. 1) and the Y direction (front-back direction in FIG. 1) perpendicular thereto.

４つの柱１４は、テーブル１５を支持している。 Four pillars 14 support a table 15.

テーブル１５の中央（４つの柱１４の中央）には、３Ｄスキャナ（以下、「スキャナ」という。）１６が固定されている。実施形態において、スキャナ１６は、例えば、ＦＡＲＯ社から提供されている３Ｄスキャナ「FARO Focus Premium」が利用可能である。 A 3D scanner (hereinafter referred to as "scanner") 16 is fixed to the center of the table 15 (the center of the four pillars 14). In the embodiment, the scanner 16 can be, for example, a 3D scanner "FARO Focus Premium" provided by FARO.

周知のとおり、スキャナ１６は、周辺環境（測定対象物を含む）に照射したレーザが周辺環境に反射して帰ってくるまでの時間又は位相差から距離情報を算出し、また、レーザの移動方向角度から角度情報を算出し、これら距離情報と角度情報から周辺環境の３次元位置情報（点群データ）を取得するものである。 As is well known, the scanner 16 calculates distance information from the time or phase difference taken by the laser irradiated onto the surrounding environment (including the object to be measured) until it is reflected back to the surrounding environment, and also calculates distance information based on the direction of movement of the laser. Angle information is calculated from the angle, and three-dimensional position information (point cloud data) of the surrounding environment is obtained from the distance information and angle information.

そのために、例えば図２に示すように、スキャナ１６は、テーブル１５に固定された下部固定部１７と、下部固定部１７に支持された上部回転部１８を有する。上部回転部１８は、鉛直軸１９を中心に下部固定部１７に対して、水平面上で回転可能に連結されている。 To this end, for example, as shown in FIG. 2, the scanner 16 includes a lower fixed part 17 fixed to the table 15 and an upper rotating part 18 supported by the lower fixed part 17. The upper rotating part 18 is rotatably connected to the lower fixed part 17 about a vertical axis 19 on a horizontal plane.

下部固定部１７と上部回転部１８には、下部固定部１７に対して上部回転部１８を回転するために必要な水平回転機構が設けられている。実施形態では、水平回転機構は、モータ２０と、モータ２０の回転を上部回転部１８の回転に変換する回転伝達機構を含む。実施形態では、モータ２０は、例えば上部回転部１８に収容され、回転伝達機構が下部固定部１７と上部回転部との間に介在している。 The lower fixed part 17 and the upper rotating part 18 are provided with a horizontal rotation mechanism necessary for rotating the upper rotating part 18 with respect to the lower fixed part 17. In the embodiment, the horizontal rotation mechanism includes a motor 20 and a rotation transmission mechanism that converts rotation of the motor 20 into rotation of the upper rotation portion 18 . In the embodiment, the motor 20 is housed, for example, in the upper rotating part 18, and the rotation transmission mechanism is interposed between the lower fixed part 17 and the upper rotating part.

上部回転部１８は、水平軸２１を中心に回転可能に支持された円筒ミラー２２を有する。円筒ミラー２２は、水平軸２１及び鉛直軸１９と４５度の角度をもって交叉する反射面２３を有する。円筒ミラー２２は、水平軸２１を中心に円筒ミラー２２を回転する鉛直回転機構に連結されている。実施形態では、鉛直回転機構は、モータ２４7と、モータ２４の回転を円筒ミラー２２に伝達する回転伝達機構を含む。 The upper rotating section 18 has a cylindrical mirror 22 rotatably supported around a horizontal axis 21 . The cylindrical mirror 22 has a reflective surface 23 that intersects the horizontal axis 21 and the vertical axis 19 at an angle of 45 degrees. The cylindrical mirror 22 is connected to a vertical rotation mechanism that rotates the cylindrical mirror 22 about the horizontal axis 21 . In the embodiment, the vertical rotation mechanism includes a motor 247 and a rotation transmission mechanism that transmits the rotation of the motor 24 to the cylindrical mirror 22.

上部回転部１８はまた、レーザを発振するレーザ発振部２５、発振されたレーザを案内する光学系２６、周辺環境から戻ってくる反射レーザを検出するセンサ２７、オペレータが保持するリモートコントローラ３からの信号を受信する通信部２８、上述した複数の装置を予め決められた手順にしたがって駆動するとともに後に説明するように取得した点群データを保存し処理するプロセッサ２９、及びそれらの装置に電力を供給する電源部３０を有する。 The upper rotating section 18 also includes a laser oscillation section 25 that oscillates a laser, an optical system 26 that guides the oscillated laser, a sensor 27 that detects reflected laser returning from the surrounding environment, and a remote controller 3 held by an operator. A communication unit 28 that receives signals, a processor 29 that drives the plurality of devices described above according to a predetermined procedure, and stores and processes acquired point cloud data as will be explained later, and supplies power to these devices. The power supply unit 30 has a power supply unit 30 that has

このような構成を備えたスキャナ装置１によれば、リモートコントローラ３から発信された起動信号を通信部２８が受信し、その情報がプロセッサ１９に伝達されると、プロセッサ１９はモータ２０，２４を駆動する。これにより、上部回転部１８が鉛直軸１９を中心に回転し、円筒ミラー２２が水平軸２１を中心に回転する。この状態で、プロセッサ１９は、レーザ発振部２５を起動してレーザを発振する。光学系２６は、レーザ発振部２５が発振したレーザを水平軸２１に沿って反射面２３に案内し、反射面２３を介して周辺環境に投射する。周辺環境（計測対象を含む。）で反射したレーザは、反射面２３から光学系２６を介してセンサ２７で検出される。例えばタイムオブフライト方式のスキャナでは、プロセッサ２９は、発振されたレーザがセンサ２７で検出されるまでの時間に基づいて周辺環境までの距離情報を算出し、また、レーザの移動方向角度から角度状態を算出し、これら距離情報を角度情報に基づいて計測対象の３次元位置情報（点群データ）を取得し保存する。 According to the scanner device 1 having such a configuration, when the communication unit 28 receives the activation signal transmitted from the remote controller 3 and the information is transmitted to the processor 19, the processor 19 starts the motors 20 and 24. Drive. As a result, the upper rotating portion 18 rotates around the vertical axis 19, and the cylindrical mirror 22 rotates around the horizontal axis 21. In this state, the processor 19 activates the laser oscillation section 25 to oscillate a laser. The optical system 26 guides the laser oscillated by the laser oscillation unit 25 to the reflective surface 23 along the horizontal axis 21, and projects it onto the surrounding environment via the reflective surface 23. The laser reflected from the surrounding environment (including the measurement target) is detected by the sensor 27 from the reflective surface 23 via the optical system 26. For example, in a time-of-flight scanner, the processor 29 calculates distance information to the surrounding environment based on the time it takes for the oscillated laser to be detected by the sensor 27, and also calculates the angular state from the moving direction angle of the laser. is calculated, and three-dimensional position information (point cloud data) of the measurement target is acquired and stored based on the distance information and the angle information.

図３に示すように、スキャナ装置１は、自走するために必要な設備を搭載している。例えば、それらの設備には、図３に示すように、後輪１３に駆動連結されて後輪１３に回転を伝える走行モータ３１、前輪１２のステアリング機構に連結されて前輪の方向を調整する操舵モータ３２と、リモートコントローラ４からの制御信号を受信する通信部３３、通信部３３が受信した信号に基づいて走行モータ３１と操舵モータ３２の駆動を制御するプロセッサ３４と、それらの各部に必要な電力を供給する電源部３５等が含まれる。 As shown in FIG. 3, the scanner device 1 is equipped with equipment necessary for self-propulsion. For example, as shown in FIG. 3, these facilities include a travel motor 31 that is drivingly connected to the rear wheels 13 to transmit rotation to the rear wheels 13, and a steering wheel that is connected to the steering mechanism of the front wheels 12 to adjust the direction of the front wheels. The motor 32, a communication unit 33 that receives control signals from the remote controller 4, a processor 34 that controls driving of the travel motor 31 and the steering motor 32 based on the signals received by the communication unit 33, and components necessary for each of these units. A power supply section 35 and the like that supply electric power are included.

［ターゲット装置］
図４を参照すると、ターゲット装置２は、スキャナ装置１と同様に自走式の装置で、スキャナ装置１が３Ｄスキャナを支持しているのに対し、スキャナに代えてターゲット用の球体４０を支持している点でのみ、スキャナ装置と相違する。したがって、ターゲット装置２に表れる構成のうち、ターゲット装置２の構成と同じ又は類似する構成には、図１に示す符号にダッシュ（’）を加えた数字を付して説明を省略する。なお、ターゲット装置２は、非自走式の装置であってもよい。 [Target device]
Referring to FIG. 4, the target device 2 is a self-propelled device similar to the scanner device 1, and while the scanner device 1 supports a 3D scanner, it supports a target sphere 40 instead of the scanner. It differs from a scanner device only in that it is Therefore, among the configurations appearing in the target device 2, the configurations that are the same as or similar to the configurations of the target device 2 are designated with numbers obtained by adding a dash (') to the reference numerals shown in FIG. 1, and the description thereof will be omitted. Note that the target device 2 may be a non-self-propelled device.

［計測方法］
上述のスキャナ装置１とターゲット装置２を用いて周辺環境の計測対象を計測する（すなわち、点群データを取得する）際の、スキャナ装置とターゲット装置の配置と動きを説明する。 [Measurement method]
The arrangement and movement of the scanner device and target device when measuring a measurement target in the surrounding environment (that is, acquiring point cloud data) using the above-described scanner device 1 and target device 2 will be explained.

［実施形態１］
図５は、１つのスキャナ装置１００（上述のスキャナ装置１を含む。）と４つのターゲット装置２０１～２０４（上述のターゲット装置２を含む。）を用いて、周辺環境（計測対象物）を計測するプロセスの実施形態１を示し、特に、図５（ａ）～図５（ｄ）及び図６は、時間が異なる複数時点におけるスキャナ装置１００とターゲット装置２０１～２０４の位置関係と、スキャナ装置１００からレーザが投射された領域およびその領域の点群データ３０１～３０４を概念的に示す。 [Embodiment 1]
FIG. 5 shows the measurement of the surrounding environment (object to be measured) using one scanner device 100 (including the above-described scanner device 1) and four target devices 201 to 204 (including the above-described target device 2). In particular, FIGS. 5(a) to 5(d) and FIG. 6 show the positional relationship between the scanner device 100 and the target devices 201 to 204 at a plurality of time points different from each other, and the scanner device 100 and the target devices 201 to 204 at different times. A region onto which a laser is projected and point cloud data 301 to 304 of the region are conceptually shown.

［工程１：図５（ａ）］
図示するように、図５（ａ）の時点では、スキャナ装置１００が移動する方向（矢印Ａ方向）に関して、スキャナ装置１０１の後方（上流側）に２つのターゲット装置２０１，２０２が配置され、スキャナ装置１０１の前方（下流側）に別の２つのターゲット装置２０３，２０４が配置される。後方に位置する２つのターゲット装置２０１，２０２のうち、一方（図の下側のターゲット装置）２０１は他方（図の上側のターゲット装置）２０２よりも後方（上流側）にあることが好ましい。同様に、前方に位置する２つのターゲット装置２０３，２０４のうち、一方（図の下側のターゲット装置）２０３は他方（図の上側のターゲット装置）２０４よりも後方（上流側）にあることが好ましい。 [Step 1: Figure 5(a)]
As shown in the figure, at the time of FIG. 5A, two target devices 201 and 202 are arranged at the rear (upstream side) of the scanner device 101 with respect to the direction in which the scanner device 100 moves (direction of arrow A). Two other target devices 203 and 204 are arranged in front of the device 101 (on the downstream side). Of the two target devices 201 and 202 located at the rear, one (the lower target device in the figure) 201 is preferably located at the rear (upstream side) of the other (the upper target device in the figure) 202. Similarly, among the two target devices 203 and 204 located in the front, one (the lower target device in the figure) 203 may be located at the rear (upstream side) of the other (the upper target device in the figure) 204. preferable.

この状態で、４つのターゲット装置２０１～２０４（特に、ターゲット球体２４１～２４４）は、スキャナ装置１０１から直接観察できる位置にあることが必要である。 In this state, the four target devices 201 to 204 (particularly the target spheres 241 to 244) need to be in positions where they can be directly observed from the scanner device 101.

点群データ取得時、リモートコントローラ３からの信号により、スキャナ装置１０１がスキャナ１６を駆動し、上部回転部１８が鉛直軸１９を中心に回転しながら円筒ミラー２２が水平軸２１を中心に回転し、レーザ発信器２５で発振されたレーザを光学系２６と円筒ミラー２２の反射面２３を介して周辺環境に投射する。周辺環境で反射したレーザは、円筒ミラー２２の反射面２３から光学系２６を介してセンサ２７に入射する（受振される）。プロセッサ２９は、発振から受振までの時間差に基づいて距離情報を算出し、また、レーザの移動方向角度から角度情報を算出し、これら距離情報と角度情報から周辺環境の点群データ３０１を取得する。 When acquiring point cloud data, the scanner device 101 drives the scanner 16 in response to a signal from the remote controller 3, and while the upper rotating section 18 rotates around the vertical axis 19, the cylindrical mirror 22 rotates around the horizontal axis 21. , the laser oscillated by the laser transmitter 25 is projected onto the surrounding environment via the optical system 26 and the reflective surface 23 of the cylindrical mirror 22. The laser reflected from the surrounding environment enters (receives) the sensor 27 from the reflective surface 23 of the cylindrical mirror 22 via the optical system 26. The processor 29 calculates distance information based on the time difference from oscillation to reception, and also calculates angle information from the moving direction angle of the laser, and obtains point cloud data 301 of the surrounding environment from these distance information and angle information. .

［工程２：図５（ｂ）］
図５（ａ）に示す状態での計測が終了すると、リモートコントローラ４の信号に基づいて、４つのターゲット装置２０１～２０４のうちで最も上流側に位置するターゲット装置２０１が計測作業の進行方向（矢印Ａ方向）に移動し、図５（ａ）の状態で最も下流側にあったターゲット装置２０４の下流側に移動する。また、リモートコントローラ３からの信号に基づいて、スキャナ装置１０１が下流側に移動する。ただし、図５（ａ）に示す位置のスキャナ装置１０１が移動後のターゲット装置２０１～２０４を直接観察できれば、移動しなくてもよい。移動後のスキャナ装置１０１と４つのターゲット装置２０１～２０４の配置が、図５（ｂ）に示されている。そして、図５（ｂ）に示す状態で、リモートコントローラ３からの信号により、スキャナ装置１０１が駆動し、点群データ３０２を取得する。 [Step 2: Figure 5(b)]
When the measurement in the state shown in FIG. The target device 204 moves in the direction of arrow A), and moves to the downstream side of the target device 204, which was the most downstream in the state of FIG. 5(a). Further, based on a signal from the remote controller 3, the scanner device 101 moves downstream. However, if the scanner device 101 at the position shown in FIG. 5(a) can directly observe the target devices 201 to 204 after the movement, it is not necessary to move. The arrangement of the scanner device 101 and the four target devices 201 to 204 after the movement is shown in FIG. 5(b). Then, in the state shown in FIG. 5(b), the scanner device 101 is driven by a signal from the remote controller 3 and acquires point cloud data 302.

［工程３：図５（ｃ）］
図５（ｂ）に示す状態での計測が終了すると、リモートコントローラ４の信号に基づいて、４つのターゲット装置２０１～２０４のうち、図５（ｂ）の状態で最も上流側に位置するターゲット装置２０２が計測作業の進行方向（矢印Ａ方向）に移動し、図５（ｂ）の状態で最も下流側にあったターゲット装置２０１の下流側に移動する。また、リモートコントローラ３からの信号に基づいて、スキャナ装置１０１が下流側に移動する。ただし、図５（ｂ）に示す位置のスキャナ装置１０１が移動後のターゲット装置２０１～２０４を直接観察できれば、移動しなくてもよい。移動後のスキャナ装置１０１と４つのターゲット装置の配置２０１～２０４が、図５（ｃ）に示されている。そして、図５（ｃ）に示す状態で、リモートコントローラ３からの信号により、スキャナ装置１０１が駆動し、点群データ３０３を取得する。 [Step 3: Figure 5(c)]
When the measurement in the state shown in FIG. 5(b) is completed, based on the signal from the remote controller 4, the target device located most upstream in the state shown in FIG. 5(b) among the four target devices 201 to 204 is determined. 202 moves in the direction of progress of the measurement work (direction of arrow A), and moves to the downstream side of the target device 201, which was the most downstream in the state of FIG. 5(b). Further, based on a signal from the remote controller 3, the scanner device 101 moves downstream. However, if the scanner device 101 at the position shown in FIG. 5(b) can directly observe the target devices 201 to 204 after the movement, it is not necessary to move. The arrangement of the scanner device 101 and the four target devices 201 to 204 after the movement is shown in FIG. 5(c). Then, in the state shown in FIG. 5C, the scanner device 101 is driven by a signal from the remote controller 3 and acquires point cloud data 303.

［工程４：図５（ｄ）］
図５（ｃ）に示す状態での計測が終了すると、リモートコントローラ４の信号に基づいて、４つのターゲット装置２０１～２０４のうち、図５（ｃ）の状態で最も上流側に位置するターゲット装置２０３が計測作業の進行方向（矢印Ａ方向）に移動し、図５（ｃ）の状態で最も下流側にあったターゲット装置２０４の下流側に移動する。また、リモートコントローラ３からの信号に基づいて、スキャナ装置１０１が下流側に移動する。ただし、図５（ｃ）に示す位置のスキャナ装置１０１が移動後のターゲット装置２０１～２０４を直接観察できれば、移動しなくてもよい。移動後のスキャナ装置１０１と４つのターゲット装置２０１～２０４の配置が、図５（ｄ）に示されている。そして、図５（ｄ）に示す状態で、リモートコントローラ３からの信号により、スキャナ装置１０１が駆動し、点群データ３０４を取得する。 [Step 4: Figure 5(d)]
When the measurement in the state shown in FIG. 5(c) is completed, based on the signal from the remote controller 4, the target device located most upstream in the state shown in FIG. 5(c) among the four target devices 201 to 204 is determined. 203 moves in the direction of progress of the measurement work (direction of arrow A), and moves to the downstream side of the target device 204, which was the most downstream in the state of FIG. 5(c). Further, based on a signal from the remote controller 3, the scanner device 101 moves downstream. However, if the scanner device 101 at the position shown in FIG. 5(c) can directly observe the target devices 201 to 204 after the movement, it is not necessary to move. The arrangement of the scanner device 101 and the four target devices 201 to 204 after the movement is shown in FIG. 5(d). Then, in the state shown in FIG. 5(d), the scanner device 101 is driven by a signal from the remote controller 3, and the point cloud data 304 is acquired.

［工程５］
図５（ｄ）に示す状態での計測が終了すると、リモートコントローラ４の信号に基づいて、４つのターゲット装置２０１～２０４のうち、図５（ｄ）の状態で最も上流側に位置するターゲット装置２０４が計測作業の進行方向（矢印Ａ方向）に移動し、図５（ｄ）の状態で最も下流側にあったターゲット装置２０３の下流側に移動する。また、リモートコントローラ３からの信号に基づいて、スキャナ装置１０１が下流側に移動する。ただし、図５（ｄ）に示す位置のスキャナ装置１０１が移動後のターゲット装置２０１～２０４を直接観察できれば、移動しなくてもよい。移動後のスキャナ装置１０１と４つのターゲット装置２０１～２０４の配置が、図５（ａ）の状態である。そして、この状態で、リモートコントローラ３からの信号により、スキャナ装置１０１が駆動し、点群データを取得する。 [Step 5]
When the measurement in the state shown in FIG. 5(d) is completed, based on the signal from the remote controller 4, the target device located most upstream in the state shown in FIG. 5(d) among the four target devices 201 to 204 is determined. 204 moves in the progress direction of the measurement work (direction of arrow A), and moves to the downstream side of the target device 203, which was the most downstream in the state of FIG. 5(d). Further, based on a signal from the remote controller 3, the scanner device 101 moves downstream. However, if the scanner device 101 at the position shown in FIG. 5(d) can directly observe the target devices 201 to 204 after the movement, it is not necessary to move. The arrangement of the scanner device 101 and the four target devices 201 to 204 after the movement is as shown in FIG. 5(a). In this state, the scanner device 101 is driven by a signal from the remote controller 3 and acquires point cloud data.

以後、上述の工程１～５が繰り返されることにより、大型構造物や広大な敷地の全体の点群データが取得される。 Thereafter, the above steps 1 to 5 are repeated to obtain point cloud data of the entire large structure or vast site.

このように、実施形態の計測方法では、一つの場所での計測が終了すると、最も上流側に配置されたターゲット装置が最も上流側に移動するとともに、スキャナ装置が４つのターゲット装置（特に、ターゲット球体）を観察できる位置に移動する。そして、この動作を繰り返すことによって、周辺環境全体の点群データを取得する。 In this way, in the measurement method of the embodiment, when the measurement at one location is completed, the target device located furthest upstream moves to the furthest upstream side, and the scanner device moves the four target devices (in particular, the target Move the sphere to a position where you can observe it. By repeating this operation, point cloud data of the entire surrounding environment is obtained.

なお、各工程でスキャナ装置が移動することは必須ではなく、スキャナ装置が移動後のターゲット装置の球体を直接観察できれば移動しなくてもよい。 Note that it is not essential that the scanner device move in each step, and it is not necessary to move the scanner device as long as it can directly observe the spherical body of the target device after the movement.

[合成（結合）処理]
以上の計測によって得られた点群データは合成（結合）されて一つの点群データ（合成後）が得られる。例えば、図５（ｂ）で示す点群データ３０２を前後の点群データ３０１，３０３と合成する場合、点群データ３０２と３０１に共通して含まれる３つの球体２４２，２４３，２４４の点群が重なり、点群データ３０２と３０３に共通して含まれる３つの球体２４３，２４４，２４１の点群が重なるように、点群データ３０２が調整される。 [Composition (combination) processing]
The point group data obtained through the above measurements are combined (combined) to obtain one point group data (after combination). For example, when combining point cloud data 302 shown in FIG. The point cloud data 302 is adjusted so that the point clouds of the three spheres 243, 244, and 241 included in common in the point cloud data 302 and 303 overlap.

同様に、点群データ３０３を前後の点群データ３０２，３０４と合成する場合、点群データ３０３と３０２に共通して含まれる３つの球体２４３，２４４，２４１の点群が重なり、点群データ３０３と３０４に共通して含まれる３つの球体２４４，２４１，２４２の点群が重なるように、点群データ３０３が調整される。 Similarly, when combining the point cloud data 303 with the previous and subsequent point cloud data 302, 304, the point clouds of the three spheres 243, 244, 241 included in common in the point cloud data 303 and 302 overlap, and the point cloud data The point cloud data 303 is adjusted so that the point clouds of the three spheres 244, 241, and 242 commonly included in the spheres 303 and 304 overlap.

以上の処理が順次隣接する点群データとの間で行われることにより、すべての点群データが調整されて合成される。 By sequentially performing the above processing on adjacent point group data, all the point group data are adjusted and combined.

このように、上述の実施形態では、４つのターゲット装置を用い、それら４つのターゲット装置を一定の規則に従って移動配置することで、周辺環境全体の点群データを得ることができるとともに、取得された点群データが適切に合成される。 In this way, in the above-described embodiment, by using four target devices and moving and arranging the four target devices according to certain rules, it is possible to obtain point cloud data of the entire surrounding environment, and also to obtain point cloud data of the entire surrounding environment. Point cloud data is properly synthesized.

［実施形態２］
実施形態２は、３Ｄレーザスキャナ（以下、「スキャナ」という。）と６つのターゲットを用いて点群データを取得する方法であって、特に、スキャナと複数のターゲットを移動する手順に特徴を有するものである。 [Embodiment 2]
Embodiment 2 is a method for acquiring point cloud data using a 3D laser scanner (hereinafter referred to as "scanner") and six targets, and is particularly characterized by a procedure for moving the scanner and a plurality of targets. It is something.

図７は、１つのスキャナ装置２１０１（上述のスキャナ装置１を含む。）と６つのターゲット装置２２０１～２２０６（上述のターゲット装置２を含む。）を用いて、周辺環境（計測対象物）を計測するプロセスの実施形態２を示し、特に、図７（ａ）～図７（ｅ）は、時間が異なる複数時点におけるスキャナ装置２１０１とターゲット装置２２０１～２２０６の位置関係と、スキャナ装置２１０１からレーザが投射された領域およびその領域の点群データ２３０１～２３０６を概念的に示す。 FIG. 7 shows the measurement of the surrounding environment (object to be measured) using one scanner device 2101 (including the above-described scanner device 1) and six target devices 2201 to 2206 (including the above-described target device 2). In particular, FIGS. 7(a) to 7(e) show the positional relationship between the scanner device 2101 and the target devices 2201 to 2206 at different times, and the laser beam output from the scanner device 2101. A projected area and point cloud data 2301 to 2306 of the area are conceptually shown.

［工程１：図７（ａ）］ 図示するように、図７（ａ）の時点では、スキャナ装置２１０１が移動する方向（矢印Ａ方向）に関して、スキャナ装置２１０１の後方（上流側）３つのターゲット装置２２０１～２２０３が配置され、スキャナ装置２１０１の前方（下流側）に別の３つのターゲット装置２２０４～２２０６が配置される。図面上、後方の３つのターゲット装置２２０１～２２０３と前方の３つのターゲット装置２２０４～２２０６はそれぞれ縦一列に表されているが、これは発明の理解を容易にするためにであって、必要なことではない。ただし、６つのターゲット装置２１０１～２１０６（特に、ターゲット球体２２４１～２２４６）は、スキャナ装置２１０１から直接観察できる位置にあることが必要である。 [Step 1: FIG. 7(a)] As illustrated, at the time of FIG. 7(a), three targets are located behind (upstream side) of the scanner device 2101 with respect to the direction in which the scanner device 2101 moves (direction of arrow A). Devices 2201 to 2203 are arranged, and three other target devices 2204 to 2206 are arranged in front (downstream side) of the scanner device 2101. In the drawing, the three rear target devices 2201 to 2203 and the three front target devices 2204 to 2206 are shown in a vertical line, but this is to facilitate understanding of the invention, and the necessary That's not the point. However, the six target devices 2101 to 2106 (particularly the target spheres 2241 to 2246) need to be located at positions where they can be directly observed from the scanner device 2101.

点群データ取得時、リモートコントローラ３からの信号により、スキャナ装置２１０１のスキャナ１６駆動し、上部回転部１８が鉛直軸１９を中心に回転しながら円筒ミラー２２が水平軸２１を中心に回転し、レーザ発信器２５で発振されたレーザを光学系２６と円筒ミラー２２の反射面を介して周辺環境（計測対象物を含む。）に投射する。これにより、周辺環境で反射したレーザが円筒ミラー２２の反射面２３から光学系２６を介してセンサ２７に入射する（受振される）。プロセッサ２９は、発振から受振までの時間差に基づいて距離情報を算出し、また、レーザの移動方向角度から角度情報を算出し、これら距離情報と角度情報から周辺環境の点群データ２３０１を取得する。 When acquiring point cloud data, the scanner 16 of the scanner device 2101 is driven by a signal from the remote controller 3, and the cylindrical mirror 22 rotates around the horizontal axis 21 while the upper rotating section 18 rotates around the vertical axis 19. The laser oscillated by the laser transmitter 25 is projected onto the surrounding environment (including the object to be measured) via the optical system 26 and the reflective surface of the cylindrical mirror 22. Thereby, the laser reflected from the surrounding environment enters the sensor 27 from the reflective surface 23 of the cylindrical mirror 22 via the optical system 26 (is received). The processor 29 calculates distance information based on the time difference from oscillation to reception, and also calculates angle information from the moving direction angle of the laser, and obtains point cloud data 2301 of the surrounding environment from these distance information and angle information. .

［工程２：図７（ｂ）］
図７（ａ）に示す状態での計測が終了すると、リモートコントローラ４の信号に基づいて、後方の３のターゲット装置２２０１～２２０３が計測作業の進行方向（矢印Ａ方向）に移動する。また、リモートコントローラ３からの信号に基づいて、スキャナ装置２１０１が下流側に移動する。ただし、図７（ａ）に示す位置のスキャナ装置２１０１が移動後のターゲット装置２２０１～２２０３を直接観察できれば、移動しなくてもよい。移動後のスキャナ装置１１０１と６つのターゲット装置２２０１～２２０３、２２０４～２２０６の配置が、図７（ｂ）に示されている。そして、リモートコントローラ３からの信号により、スキャナ装置２１０１が駆動し、点群データ２３０２を取得する。 [Step 2: Figure 7(b)]
When the measurement in the state shown in FIG. 7A is completed, the three rear target devices 2201 to 2203 move in the direction of progress of the measurement work (in the direction of arrow A) based on the signal from the remote controller 4. Further, based on a signal from the remote controller 3, the scanner device 2101 moves downstream. However, if the scanner device 2101 at the position shown in FIG. 7A can directly observe the target devices 2201 to 2203 after the movement, it is not necessary to move. The arrangement of the scanner device 1101 and the six target devices 2201 to 2203 and 2204 to 2206 after the movement is shown in FIG. 7(b). Then, the scanner device 2101 is driven by a signal from the remote controller 3 and acquires point cloud data 2302.

［工程３：図７（ｃ）］
図７（ｂ）に示す状態での計測が終了すると、リモートコントローラ４の信号に基づいて、前方の３のターゲット装置２２０４～２２０６が計測作業の進行方向（矢印Ａ方向）に移動する。また、リモートコントローラ３からの信号に基づいて、スキャナ装置２１０１が下流側に移動する。ただし、図７（ｂ）に示す位置のスキャナ装置２１０１が移動後のターゲット装置２２０１～２２０３を直接観察できれば、移動しなくてもよい。移動後のスキャナ装置１１０１と６つのターゲット装置２２０１～２２０３、２２０４～２２０６の配置が、図７（ｃ）に示されている。そして、リモートコントローラ３からの信号により、スキャナ装置２１０１が駆動し、点群データ２３０３を取得する。 [Step 3: Figure 7(c)]
When the measurement in the state shown in FIG. 7(b) is completed, the three target devices 2204 to 2206 in front move in the direction of progress of the measurement work (in the direction of arrow A) based on the signal from the remote controller 4. Further, based on a signal from the remote controller 3, the scanner device 2101 moves downstream. However, if the scanner device 2101 at the position shown in FIG. 7(b) can directly observe the target devices 2201 to 2203 after the movement, it is not necessary to move. The arrangement of the scanner device 1101 and the six target devices 2201 to 2203 and 2204 to 2206 after the movement is shown in FIG. 7(c). Then, the scanner device 2101 is driven by a signal from the remote controller 3 and acquires point cloud data 2303.

［工程４：図７（ｄ）］
図７（ｃ）に示す状態での計測が終了すると、リモートコントローラ４の信号に基づいて、後方の３のターゲット装置２２０１～２２０３が計測作業の進行方向（矢印Ａ方向）に移動する。また、リモートコントローラ３からの信号に基づいて、スキャナ装置１１００が下流側に移動する。ただし、図７（ｃ）に示す位置のスキャナ装置２１０１が移動後のターゲット装置２２０１～２２０３を直接観察できれば、移動しなくてもよい。移動後のスキャナ装置２２０１と６つのターゲット装置２２０１～２２０３、２２０４～２２０６の配置が、図７（ｄ）に示されている。そして、リモートコントローラ３からの信号により、スキャナ装置２１０１が駆動し、点群データ２３０４を取得する。 [Step 4: Figure 7(d)]
When the measurement in the state shown in FIG. 7C is completed, the three rear target devices 2201 to 2203 move in the direction of progress of the measurement work (in the direction of arrow A) based on the signal from the remote controller 4. Further, based on a signal from the remote controller 3, the scanner device 1100 moves downstream. However, if the scanner device 2101 at the position shown in FIG. 7(c) can directly observe the target devices 2201 to 2203 after the movement, it is not necessary to move. The arrangement of the scanner device 2201 and the six target devices 2201 to 2203 and 2204 to 2206 after the movement is shown in FIG. 7(d). Then, the scanner device 2101 is driven by a signal from the remote controller 3 and acquires point cloud data 2304.

［工程５：図７（ｅ）］
図７（ｄ）に示す状態での計測が終了すると、リモートコントローラ４の信号に基づいて、前方の３のターゲット装置２２０４～２２０６が計測作業の進行方向（矢印Ａ方向）に移動する。また、リモートコントローラ３からの信号に基づいて、スキャナ装置２１０１が下流側に移動する。ただし、図７（ｄ）に示す位置のスキャナ装置２１０１が移動後のターゲット装置２２０１～２２０３を直接観察できれば、移動しなくてもよい。移動後のスキャナ装置２１０１と６つのターゲット装置２２０１～２２０３、２２０４～２２０６の配置が、図７（ｅ）に示されている。そして、リモートコントローラ３からの信号により、スキャナ装置２１０１が駆動し、点群データ２３０５を取得する。 [Step 5: Figure 7(e)]
When the measurement in the state shown in FIG. 7D is completed, the three front target devices 2204 to 2206 move in the direction of progress of the measurement work (in the direction of arrow A) based on the signal from the remote controller 4. Further, based on a signal from the remote controller 3, the scanner device 2101 moves downstream. However, if the scanner device 2101 at the position shown in FIG. 7(d) can directly observe the target devices 2201 to 2203 after the movement, it is not necessary to move. The arrangement of the scanner device 2101 and the six target devices 2201 to 2203 and 2204 to 2206 after the movement is shown in FIG. 7(e). Then, the scanner device 2101 is driven by a signal from the remote controller 3 and acquires point cloud data 2305.

以後、上述の工程が繰り返されることにより、大型構造物や広大な敷地の全体の点群データが取得される。特に、実施形態２の方法は、幅が狭くて長い計測対象、例えば隧道などの計測に有効である。 Thereafter, by repeating the above steps, point cloud data of the entire large structure or vast site is acquired. In particular, the method of the second embodiment is effective for measuring a narrow and long measurement object, such as a tunnel.

[合成処理]
以上の計測によって得られた点群データは合成（結合）されて一つの点群データ（合成後）が得られる。例えば、図７（ｂ）で示す点群データ２３０２を前後の点群データ２３０１，２３０３と合成する場合、点群データ２３０２と２３０１に共通して含まれる３つの球体２２０４～２２０６の点群が重なり、点群データ２３０と２３０３に共通して含まれる３つの球体２２０１～２２０３の点群が重なるように、点群データ２３０２が調整される。 [Composition processing]
The point group data obtained through the above measurements are combined (combined) to obtain one point group data (after combination). For example, when combining the point cloud data 2302 shown in FIG. 7(b) with the previous and subsequent point cloud data 2301 and 2303, the point clouds of three spheres 2204 to 2206 commonly included in the point cloud data 2302 and 2301 overlap. , point cloud data 2302 is adjusted so that the point clouds of three spheres 2201 to 2203 commonly included in point cloud data 230 and 2303 overlap.

同様に、点群データ２３０３を前後の点群データ２３０２，２３０４と合成する場合、点群データ２３０３と２３０２に共通して含まれる３つの球体２２０１～２２０３の点群が重なり、点群データ２３０３と２３０４に共通して含まれる３つの球体２２０４～２２０６の点群が重なるように、点群データ２３０３が調整される。 Similarly, when the point cloud data 2303 is combined with the previous and subsequent point cloud data 2302 and 2304, the point clouds of the three spheres 2201 to 2203 commonly included in the point cloud data 2303 and 2302 overlap, and the point cloud data 2303 and Point cloud data 2303 is adjusted so that the point clouds of three spheres 2204 to 2206 commonly included in sphere 2304 overlap.

以上の処理が順次隣接する点群データとの間で行われることにより、すべての点群データが調整されて合成される。 By sequentially performing the above processing on adjacent point group data, all the point group data are adjusted and combined.

このように、上述の実施形態では、６つのターゲット装置を用い、それら６つのターゲット装置を一定の規則に従って移動配置することで、周辺環境全体の点群データを得ることができるとともに、取得された点群データが適切に合成される。 In this way, in the above-described embodiment, by using six target devices and moving and arranging the six target devices according to certain rules, it is possible to obtain point cloud data of the entire surrounding environment, and also to obtain point cloud data of the entire surrounding environment. Point cloud data is properly synthesized.

［改変例１］
実施形態２において、後方に配置した６つの球体２２４１～２２４６はそれぞれが別々の支持体（台車）に支持されているが、後方の３つのターゲット球体２２４１～２２４３を一つの支持体に支持させ、前方の３つのターゲット球体２２４４～２２４６を別の支持体に支持させてもよい。 [Modification example 1]
In the second embodiment, the six spheres 2241 to 2246 arranged at the rear are each supported by separate supports (bogies), but the three target spheres 2241 to 2243 at the rear are supported by one support body, The front three target spheres 2244-2246 may be supported by separate supports.

具体的には、図８に示すように、測量用三脚５０のそれぞれの脚５１～５３に球体４１～４３（上述の球体４０を含む。）を取り付けた支持体５５からなる計測装置（球体セット）を２つ（第１の球体セットと第２の球体セット）用意し、これら２つの計測装置を上述の実施形態２で説明した規則に従って移動させてもよい。 Specifically, as shown in FIG. 8, a measuring device (a sphere set ) (a first set of spheres and a second set of spheres), and these two measuring devices may be moved according to the rules described in the second embodiment above.

図８に示す支持体５５では、３つの球体４１～４３を脚５１～５３のほぼ同じ位置（高さ）に取り付けているが、点群データの中に表れる３つのターゲット球体を容易に区別できるように、３つのターゲット球体４１～４３を脚に取り付ける位置（高さ）を違えることが好ましい。そのために、支持体５５の脚５１～５３のそれぞれに、高さの異なる複数の位置にそれぞれ球体取付部を設けることが好ましい。 In the support 55 shown in FIG. 8, the three spheres 41 to 43 are attached to the legs 51 to 53 at approximately the same positions (heights), but the three target spheres appearing in the point cloud data can be easily distinguished. As such, it is preferable to attach the three target spheres 41 to 43 to the legs at different positions (heights). For this purpose, it is preferable to provide each of the legs 51 to 53 of the support body 55 with spherical attachment portions at a plurality of positions at different heights.

三脚と球体の持ち運びの容易性を考慮すると、３つの球体４１～４３は、脚５１～５３に着脱可能であることが好ましい。これにより、球体４１～４３は、三脚とは別に持ち運ぶことができる。 Considering the ease of carrying the tripod and the spheres, it is preferable that the three spheres 41 to 43 be removable from the legs 51 to 53. This allows the spheres 41 to 43 to be carried separately from the tripod.

［改変例２］
改変例１で説明した支持体５５（球体付三脚）には、図８に示すように、実施形態１で説明したスキャナ１６を搭載してもよい。このように球体付三脚５０にスキャナ１６を搭載したスキャナ及び球体付き三脚（計測装置）は、実施形態２で説明した、スキャナ装置１２１０１と後方の３つのターゲット装置２２０１～２２０３の組み合わせ、または、スキャナ装置２１０１と前方の３つのターゲット球体装置２２０４～２２０６の組み合わせに代えることができる。また、実施形態２で説明した、３つのターゲット装置２２０１～２２０３、または、前方の３つのターゲット装置２２０４～２２０６を一つの球体付三脚に代えることができる。これら球体付き三脚とスキャナ及び球体付き三脚を用いると、一つの球体付き三脚と一つのスキャナ及び球体付き三脚を交互に移動方向に移動させることによって、大型構造物の点群データも簡易に得ることができる。 [Modification example 2]
As shown in FIG. 8, the scanner 16 described in Embodiment 1 may be mounted on the support 55 (tripod with sphere) described in Modified Example 1. As described above, the scanner and the tripod with a sphere (measuring device) in which the scanner 16 is mounted on the tripod with a sphere 50 are the combination of the scanner device 12101 and the three rear target devices 2201 to 2203, or the combination of the scanner device 12101 and the three rear target devices 2201 to 2203, or It is possible to replace the device 2101 with a combination of the three target sphere devices 2204 to 2206 in front. Further, the three target devices 2201 to 2203 or the three front target devices 2204 to 2206 described in the second embodiment can be replaced with one tripod with a sphere. By using these tripods with spheres, scanners, and tripods with spheres, point cloud data of large structures can be easily obtained by alternately moving one tripod with spheres, one scanner, and tripod with spheres in the moving direction. Can be done.

［改変例３］
上述の改変例１，２は、測量用三脚に３つの球体を取り付けたが、支持体の構造はこれに限るものではなく、例えば、図９に示す形態の支持体５００であってもよい。この支持体５００は、実施形態１で説明した車輪付基台と同様の基台５０１の上に、球体を支持するための４本の柱５０２が、直交する水平２方向（Ｘ方向とＹ方向）に一定の間隔をあけて固定されている。図１０に示すように、各柱５０２には、一定の間隔をあけて水平方向の貫通孔（ピン挿入孔）５０３が形成されており、その貫通孔５０３にピン５０４が挿入できるように構成されている。 [Modification example 3]
In Modifications 1 and 2 described above, three spheres are attached to the surveying tripod, but the structure of the support body is not limited to this, and for example, a support body 500 in the form shown in FIG. 9 may be used. This support 500 has four pillars 502 for supporting a sphere on a base 501 similar to the wheeled base described in Embodiment 1 in two orthogonal horizontal directions (X direction and Y direction). ) are fixed at regular intervals. As shown in FIG. 10, horizontal through holes (pin insertion holes) 503 are formed in each column 502 at regular intervals, and the pins 504 are configured to be inserted into the through holes 503. ing.

球体５１０は、球体の中心を通る貫通孔５１１が形成されている。貫通孔５１１の横断面は柱５０２の横断面とほぼ同じである。したがって、球体５１０は、貫通孔５１１に柱５０２を挿入するとによって、柱５０２に昇降可能である。また、球体５１０の位置（高さ）は、ピン５０４を挿入する貫通孔５０３を選択するとによって、容易に変更又は調整できる。このように、改変例３では、４つの球体５１０が一つの球体セットを構成している。 The sphere 510 has a through hole 511 formed through the center of the sphere. The cross section of the through hole 511 is approximately the same as the cross section of the column 502. Therefore, the sphere 510 can be moved up and down the pillar 502 by inserting the pillar 502 into the through hole 511. Further, the position (height) of the sphere 510 can be easily changed or adjusted by selecting the through hole 503 into which the pin 504 is inserted. In this way, in the third modification, the four spheres 510 constitute one sphere set.

［改変例４］
改変例３における各柱５０２及びそれに支持された球体５１０の水平方向の位置は、適当な水平位置調整機構によって変更できるようにしてもよい。例えば、図１１に示す水平位置調整機構５２０は、基台５０１の上に固定された一対の細長い縦方向（図９のＸ方向）のサイドフレーム５２１（一方のフレームは図示せず）を有する。サイドフレーム５２１の間には、サイドフレーム５２１に直交する方向に延在する横方向レール５２２が固定されている。横方向レール５２２の上面には、長手方向に溝（ガイド溝）５２３が形成されている。横方向レール５２２の上には、改変例３で説明した柱５０２を支持する可動ブロック５２４が配置される。可動ブロック５２４の下面には、溝５２３に係合する突条（被ガイド部）５２５が形成されており、突条５２５を溝５２３に係合した状態で、可動ブロック５２４は横方向レール５２２に沿って移動できるように構成されている。可動ブロック５２４には、突条５２５と平行に、可動ブロック５２４を貫通する孔が形成され、その孔にナット５２６が固定されている。ナット５２にはねじ軸５２７が螺合され、ねじ軸５２７の一端は、基台５０１又はサイドフレーム５２１に固定されたモータ５２８の回転軸が直接又は変速機構を介して間接的に連結されている。モータ５２８は、リモートコントローラ４からの信号によって調整できるようにすることが好ましい。このように構成された移動機構５２０によれば、リモートコントローラ４からの信号に基づいてモータ５２８が駆動し、柱５０２及び球体５１０の水平位置を適宜変更又は調整できる。 [Modification example 4]
The horizontal position of each pillar 502 and the sphere 510 supported therein in Modification 3 may be changed by an appropriate horizontal position adjustment mechanism. For example, the horizontal position adjustment mechanism 520 shown in FIG. 11 has a pair of elongated vertically (X direction in FIG. 9) side frames 521 (one frame is not shown) fixed on the base 501. A lateral rail 522 extending in a direction perpendicular to the side frames 521 is fixed between the side frames 521 . A groove (guide groove) 523 is formed in the upper surface of the lateral rail 522 in the longitudinal direction. A movable block 524 that supports the column 502 described in the third modification is arranged on the horizontal rail 522. A protrusion (guided portion) 525 that engages with the groove 523 is formed on the lower surface of the movable block 524. With the protrusion 525 engaged with the groove 523, the movable block 524 is moved toward the lateral rail 522. It is configured so that it can be moved along. A hole passing through the movable block 524 is formed in parallel with the protrusion 525, and a nut 526 is fixed to the hole. A threaded shaft 527 is screwed onto the nut 52, and one end of the threaded shaft 527 is connected directly or indirectly to a rotating shaft of a motor 528 fixed to the base 501 or the side frame 521. . Preferably, the motor 528 can be adjusted by signals from the remote controller 4. According to the moving mechanism 520 configured in this way, the motor 528 is driven based on a signal from the remote controller 4, and the horizontal positions of the column 502 and the sphere 510 can be changed or adjusted as appropriate.

［改変例５］
改変例４における球体の高さは、遠隔操作によって調整できるようにしてもよい。そのように構成された装置の実施形態を図１２、１３に示す。図１２に示す垂直位置調整機構は、基台６０１のＸ方向に延在する縁に沿って配置された一対の下部サイドフレーム６０２を有する。サイドフレーム６０２は、図１１に示す改変例４のサイドフレーム５２１と同じである。一対のサイドフレーム６０２の間には、Ｘ方向に一定の間隔をあけて、Ｙ方向（Ｘ方向に直交する方向）に延在する４つの下部横方向レール６０３が配置されている。横方向レール６０３は、図１１に示す改変例４の横方向レールと同じで、図１３に示すように、上面に溝（ガイド溝）６０４が形成されている。横方向レール６０３の上面には、可動ブロック６０５が配置される。可動ブロック６０５は、図１１に示す改変例４の可動ブロックと同様に下面の突条６０６とナット６０７を有し、ナット６０７にねじ軸６０８が螺合され、ねじ軸６０８の一端がモータ（下部移動モータ）６０９に直接又は変速機構を介して間接的に連結されている。このように、可動ブロック６０５は、横方向レール６０３、溝６０４と突条６０６の噛み合い、ねじ軸６０８とナット６０７の噛み合い、及びモータ６０９、を含む下部可動ブロック移動機構によってＹ方向に移動するようになっている。 [Modification example 5]
The height of the sphere in Modification 4 may be adjusted by remote control. An embodiment of a device configured in this way is shown in FIGS. 12 and 13. The vertical position adjustment mechanism shown in FIG. 12 has a pair of lower side frames 602 arranged along the edge of the base 601 extending in the X direction. The side frame 602 is the same as the side frame 521 of Modified Example 4 shown in FIG. Between the pair of side frames 602, four lower horizontal rails 603 are arranged at regular intervals in the X direction and extend in the Y direction (direction perpendicular to the X direction). The lateral rail 603 is the same as the lateral rail of Modified Example 4 shown in FIG. 11, and as shown in FIG. 13, a groove (guide groove) 604 is formed on the upper surface. A movable block 605 is arranged on the upper surface of the lateral rail 603. The movable block 605 has a protrusion 606 on the lower surface and a nut 607 similarly to the movable block of Modified Example 4 shown in FIG. 609 directly or indirectly via a speed change mechanism. In this way, the movable block 605 is moved in the Y direction by the lower movable block moving mechanism including the lateral rail 603, the engagement between the groove 604 and the protrusion 606, the engagement between the screw shaft 608 and the nut 607, and the motor 609. It has become.

可動ブロック６０５は、鉛直方向に向けて配置された昇降用ねじ軸６１０の下端を回転可能に支持している。また、可動ブロック６０５は、ねじ軸６１０の近傍にねじ軸６１０と平行に鉛直方向に配置された案内棒６１１の下端を支持している。昇降用のねじ軸６１０と案内棒６１１の上端は、可動ブロック６１２に連結されている。 The movable block 605 rotatably supports the lower end of a vertically-oriented lifting screw shaft 610. Furthermore, the movable block 605 supports the lower end of a guide rod 611 that is vertically arranged near the screw shaft 610 and parallel to the screw shaft 610. The upper ends of the lifting screw shaft 610 and the guide rod 611 are connected to a movable block 612.

図１２に示すように、基台６０１の上には、４つの横方向レール６０３のそれぞれの両端近傍に柱６１５が固定されている。図１３に示すように、柱６１５の上端は、Ｘ方向に延在する上部サイドフレーム６１６によって連結されている。また、左右一対のサイドフレーム６１６は、下部横方向レール６０３と平行に配置された上部横方向フレーム６１７によって連結されている。図示する形態では、横方向フレーム６１７は、ブラケット形状の横断面を有し、上部フランジと下部フランジの間に案内溝６１７が形成されており、案内溝６１７に可動ブロック６１２が案内溝６１７に沿って移動可能に嵌め込まれている。 As shown in FIG. 12, pillars 615 are fixed on the base 601 near both ends of each of the four horizontal rails 603. As shown in FIG. 13, the upper ends of the pillars 615 are connected by an upper side frame 616 extending in the X direction. Further, the pair of left and right side frames 616 are connected by an upper lateral frame 617 arranged parallel to the lower lateral rail 603. In the illustrated form, the horizontal frame 617 has a bracket-shaped cross section, and a guide groove 617 is formed between the upper flange and the lower flange, and the movable block 612 is inserted into the guide groove 617 along the guide groove 617. It is fitted in such a way that it can be moved.

可動ブロック６１２には、Ｙ方向の貫通孔が形成され、そこにナット６１８が嵌められている。ナット６１８にはねじ軸６１９が螺合しており、ねじ軸６１９の一端が、サイドフレーム６１６に固定されたモータ（上部移動モータ）６２０に駆動連結されている。このように、上部可動ブロック６１２は、横方向レール６１７、溝６１７と可動ブロック６１２の噛み合い、ねじ軸６１９とナット６１８の噛み合い、及びモータ６２０を含む上部可動ブロック移動機構によってＹ方向に移動するようになっている。 A through hole in the Y direction is formed in the movable block 612, and a nut 618 is fitted into the through hole. A screw shaft 619 is screwed into the nut 618, and one end of the screw shaft 619 is drivingly connected to a motor (upper moving motor) 620 fixed to the side frame 616. In this way, the upper movable block 612 is moved in the Y direction by the upper movable block moving mechanism including the lateral rail 617, the engagement between the groove 617 and the movable block 612, the engagement between the screw shaft 619 and the nut 618, and the motor 620. It has become.

球体６２１を昇降するために、可動ブロック６１２はモータ（昇降モータ）６２２を支持しており、モータ６２２の回転軸に縦方向ねじ軸６１０の上端が連結されている。可動ブロック６１２はまた、案内棒６１１の上端を支持している。一方、球体６２１の中心を通る貫通孔にはナット６２３が固定され、このナット６２３にねじ軸６１０が螺合されている。球体６２１にはまた、貫通孔の近くに該貫通孔と平行に案内貫通孔６２４が形成されており、この貫通孔６２４に案内棒６１１が挿通されている。このように、球体６２１は、ねじ軸６１０とナット６２３の噛み合い、案内棒６１１、及びモータ６２２を含む昇降機構によって、上下方向に移動するようになっている。 In order to raise and lower the sphere 621, the movable block 612 supports a motor (lifting motor) 622, and the upper end of the vertical screw shaft 610 is connected to the rotating shaft of the motor 622. The movable block 612 also supports the upper end of the guide rod 611. On the other hand, a nut 623 is fixed to a through hole passing through the center of the sphere 621, and a screw shaft 610 is screwed into this nut 623. The sphere 621 also has a guide through hole 624 formed near the through hole and parallel to the through hole, and the guide rod 611 is inserted into this through hole 624 . In this way, the sphere 621 is moved in the vertical direction by a lifting mechanism including the engagement between the screw shaft 610 and the nut 623, the guide rod 611, and the motor 622.

図１４は、４つの横方向レール６０３のそれぞれの列に対応して設けたモータ及びその駆動を制御するプロセッサ６２５等を示す。なお、図４において、各列に設けたモータを区別するために、第１列目（図１２の最も左側に表れる列）～第４列目（図１２の最も右側に表れる列）のモータにはそれぞれ添え字（小文字）の１～４を付して区別する。 FIG. 14 shows motors provided corresponding to each row of the four horizontal rails 603, a processor 625 for controlling the drive thereof, and the like. In FIG. 4, in order to distinguish the motors provided in each column, the motors in the first column (the column appearing on the leftmost side in FIG. 12) to the fourth column (the column appearing on the rightmost side in FIG. 12) are are distinguished by adding subscripts (lowercase letters) 1 to 4, respectively.

図１４に示すように、各列の下部移動モータ６０９、上部移動モータ６２０、及び昇降モータ６２２は、プロセッサ６２５からの信号に基づいてそれぞれ駆動されるように接続される。プロセッサ６２５は、通信部６２６に接続されている。したがって、オペレータが操作するリモートコントローラ６２７からの信号を通信部６２６が受信すると、その受信信号に対応する信号がプロセッサに送信される。その結果、各列のモータ６０９，６２０，６２２が、オペレータからの指示に基づいて適宜駆動し、球体６２１の位置及び高さが調整される。 As shown in FIG. 14, the lower moving motor 609, the upper moving motor 620, and the lifting motor 622 of each column are connected to be driven based on signals from the processor 625, respectively. Processor 625 is connected to communication section 626. Therefore, when the communication unit 626 receives a signal from the remote controller 627 operated by the operator, a signal corresponding to the received signal is transmitted to the processor. As a result, the motors 609, 620, 622 in each row are driven appropriately based on instructions from the operator, and the position and height of the sphere 621 are adjusted.

なお、下部と上部の可動ブロック６０５，６１２は、ねじ軸６１０を鉛直に保った状態を維持することが好ましいため、下部移動モータ６０９と上部移動モータ６２０の回転数及び回転角度は精度良く制御することが好ましい。そのために、下部移動モータ６０９と上部移動モータ６２０は、パルスモータで構成することが好ましい。 In addition, since it is preferable that the lower and upper movable blocks 605 and 612 maintain the state in which the screw shaft 610 is kept vertical, the rotational speed and rotation angle of the lower movement motor 609 and the upper movement motor 620 are controlled with high precision. It is preferable. For this reason, it is preferable that the lower movement motor 609 and the upper movement motor 620 are configured with pulse motors.

１、１０１、２１０１：スキャナ装置
２、２０１～２０４，２２０１～２２０６：ターゲット装置
１６：３Ｄスキャナ
４０、４１～４３：球体
５０：三脚
５５：支持体 1, 101, 2101: Scanner device 2, 201-204, 2201-2206: Target device 16: 3D scanner 40, 41-43: Sphere 50: Tripod 55: Support body

Claims (14)

３Ｄスキャナを間欠的に移動しながら前記３Ｄスキャナで環境の点群データを取得する方法であって、
前記３Ｄスキャナの移動方向に関して、４つの球体を互いに間隔をあけて配置する球体配置工程と、
３Ｄスキャナを用いて前記４つの球体を含む環境の点群データを取得する計測工程と、
前記計測工程の後、前記３Ｄスキャナを移動するスキャナ移動工程と、
前記計測工程の後、前記４つの球体のうちで前記計測工程の時点で前記３Ｄスキャナの移動方向に関して最も上流側に位置する球体を、前記４つの球体のうちで前記計測工程の時点で前記３Ｄスキャナの移動方向に関して最も下流側に位置する球体の下流側に移動する球体移動工程と、
前記計測工程、前記スキャナ移動工程及び前記球体移動工程を繰り返し実行する繰り返し工程を含む、方法。 A method of acquiring point cloud data of an environment with the 3D scanner while intermittently moving the 3D scanner, the method comprising:
a sphere arrangement step of arranging four spheres at intervals with respect to the moving direction of the 3D scanner;
a measurement step of acquiring point cloud data of the environment including the four spheres using a 3D scanner;
After the measurement step, a scanner movement step of moving the 3D scanner;
After the measurement step, among the four spheres, the sphere located most upstream in the moving direction of the 3D scanner at the time of the measurement step is selected as the 3D sphere among the four spheres at the time of the measurement step. a sphere moving step of moving to the downstream side of the sphere located most downstream with respect to the movement direction of the scanner;
A method comprising a repeating step of repeatedly performing the measuring step, the scanner moving step, and the sphere moving step. ３つの第１の球体を互いに間隔をあけて配置した第１の球体セット、３つの第２の球体を互いに間隔をあけて配置した第２の球体セットと、３Ｄスキャナとを用い、前記第１の球体セット、前記第２の球体セット、及び前記３Ｄスキャナを移動させながら、環境の点群データを取得する方法であって、
移動方向の上流側から下流側に向かって、前記第１の球体セット、前記３Ｄスキャナ及び前記第２の球体セットを順番に設置する第１の設置工程と、
前記３Ｄスキャナで前記第１の球体セットと前記第２の球体セットを含む第１の環境の第１の点群データを取得する第１の計測工程と、
前記第１の計測工程に続いて、前記第１の球体セットを前記第２の球体セットに向けて移動して、前記移動方向に前記第１の球体セット、前記３Ｄスキャナ及び前記第２の球体セットを順番に設置する第２の設置工程と、
前記第２の設置工程に続いて、前記３Ｄスキャナで前記第１の球体セットと前記第２の球体セットを含む第２の環境の第２の点群データを取得する第２の計測工程と、
前記第２の計測工程に続いて、前記第２の球体セットを前記移動方向に移動して、前記移動方向に、前記第１の球体セット、前記３Ｄスキャナ及び前記第２の球体セットを順番に設置する第３の設置工程と、
前記第３の設置工程に続いて、前記３Ｄスキャナで前記第１の球体セットと前記第２の球体セットを含む第３の環境の第１の点群データを取得する第３の計測工程と、
前記第３の計測工程に続いて、前記第１の球体セットを前記第２の球体セットに向けて移動して、前記移動方向に前記第１の球体セット、前記３Ｄスキャナ及び前記第２の球体セットを順番に設置する第４の設置工程と、
前記第４の設置工程に続いて、前記３Ｄスキャナで前記第１の球体セットと前記第２の球体セットを含む第４の環境の第４の点群データを取得する第４の計測工程と、
前記第４の計測工程に続いて、前記第２の球体セットを前記移動方向に移動して、前記移動方向に、前記第１の球体セット、前記３Ｄスキャナ及び前記第２の球体セットを順番に設置する第５の設置工程と、
前記第５の設置工程に続いて、前記３Ｄスキャナで前記第１の球体セットと前記第２の球体セットを含む第５の環境の第５の点群データを取得する第５の計測工程
を含む方法。 A first sphere set in which three first spheres are spaced apart from each other, a second sphere set in which three second spheres are spaced apart from each other, and a 3D scanner are used. A method of acquiring point cloud data of an environment while moving a set of spheres, the second set of spheres, and the 3D scanner, the method comprising:
a first installation step of installing the first sphere set, the 3D scanner, and the second sphere set in order from the upstream side to the downstream side in the moving direction;
a first measurement step of acquiring first point cloud data of a first environment including the first sphere set and the second sphere set with the 3D scanner;
Following the first measuring step, the first sphere set is moved toward the second sphere set, and the first sphere set, the 3D scanner, and the second sphere set are moved in the moving direction. a second installation step of installing the sets in order;
Following the second installation step, a second measurement step of acquiring second point cloud data of a second environment including the first sphere set and the second sphere set with the 3D scanner;
Following the second measurement step, the second sphere set is moved in the movement direction, and the first sphere set, the 3D scanner, and the second sphere set are sequentially moved in the movement direction. a third installation step of installing;
Following the third installation step, a third measurement step of acquiring first point cloud data of a third environment including the first sphere set and the second sphere set with the 3D scanner;
Following the third measurement step, the first sphere set is moved toward the second sphere set, and the first sphere set, the 3D scanner, and the second sphere set are moved in the moving direction. a fourth installation step of installing the sets in order;
Following the fourth installation step, a fourth measurement step of acquiring fourth point cloud data of a fourth environment including the first sphere set and the second sphere set using the 3D scanner;
Following the fourth measurement step, the second sphere set is moved in the movement direction, and the first sphere set, the 3D scanner, and the second sphere set are sequentially moved in the movement direction. a fifth installation step of installing;
Following the fifth installation step, the method includes a fifth measurement step of acquiring fifth point cloud data of a fifth environment including the first sphere set and the second sphere set using the 3D scanner. Method. 前記第１の設置工程、前記第１の計測工程、前記第２の設置工程、前記第２の計測工程、前記第３の設置工程、前記第３の計測工程、前記第４の設置工程、前記第４の計測工程、前記第５の設置工程、及び前記第５の計測工程、を繰り返す繰り返し工程を有する、請求項２に記載の方法。 the first installation step, the first measurement step, the second installation step, the second measurement step, the third installation step, the third measurement step, the fourth installation step, the The method according to claim 2, comprising a repeating step of repeating the fourth measuring step, the fifth installing step, and the fifth measuring step. 前記第１の球体セットを第１の支持体に支持させ、前記第２の設置工程と前記第４の設置工程において、前記第１の球体セットを前記第１の支持体と共に移動させる、請求項３に記載の方法。 Claim: The first set of spheres is supported by a first support, and in the second installation step and the fourth installation step, the first set of spheres is moved together with the first support. The method described in 3. 前記第２の球体セットを第２の支持体に支持させ、前記第３の設置工程と前記第５の設置工程において、前記第２の球体セットを前記第２の支持体と共に移動させる、請求項３に記載の方法。 Claim: The second set of spheres is supported by a second support, and in the third installation step and the fifth installation step, the second set of spheres is moved together with the second support. The method described in 3. 前記３Ｄスキャナを第３の支持体に支持させ、前記第２の設置工程、前記第３の設置工程、前記第４の設置工程及び前記第５の設置工程の少なくとも１つにおいて、前記３Ｄスキャナを前記第３の支持体と共に移動させる、請求項３に記載の方法。 The 3D scanner is supported by a third support body, and the 3D scanner is supported in at least one of the second installation step, the third installation step, the fourth installation step, and the fifth installation step. 4. The method according to claim 3, wherein the method is moved together with the third support. 前記第１の球体セットは、
基台と、
基台に支持された複数の柱と、
前記複数の柱のそれぞれに昇降可能に支持された複数の球体と、
前記複数の球体の高さをそれぞれ調整する機構を備えており、
前記複数の球体が、前記３つの第１の球体を含む、請求項２の方法。 The first set of spheres is
The base and
multiple pillars supported by a base,
a plurality of spheres supported by each of the plurality of columns so as to be movable up and down;
A mechanism is provided to adjust the height of each of the plurality of spheres,
3. The method of claim 2, wherein the plurality of spheres includes the three first spheres. 前記第２の球体セットは、
基台と、
基台に支持された複数の柱と、
前記複数の柱のそれぞれに昇降可能に支持された複数の球体と、
前記複数の球体の高さをそれぞれ調整する機構を備えており、
前記複数の球体が、前記３つの第２の球体を含む、請求項２の方法。 The second set of spheres is
The base and
multiple pillars supported by a base,
a plurality of spheres supported by each of the plurality of columns so as to be movable up and down;
A mechanism is provided to adjust the height of each of the plurality of spheres,
3. The method of claim 2, wherein the plurality of spheres includes the three second spheres. 基台と、
基台に支持された複数の柱と、
前記複数の柱のそれぞれに昇降可能に支持された球体と、
前記球体の高さを調整する機構を備えた、ことを特徴とする計測装置。 The base and
multiple pillars supported by a base,
a sphere supported so as to be movable up and down on each of the plurality of pillars;
A measuring device comprising a mechanism for adjusting the height of the sphere. 計測対象の点群データを取得するために３Ｄスキャナと共に使用される計測装置であって、
３つの球体を互いに間隔をあけた状態で支持する支持体を備えた計測装置。 A measurement device used with a 3D scanner to obtain point cloud data of a measurement target, the measurement device comprising:
A measuring device equipped with a support that supports three spheres at a distance from each other. 前記支持体が三脚である、請求項１０に記載の計測装置。 The measuring device according to claim 10, wherein the support is a tripod. 前記３つの球体のそれぞれが前記三脚を構成する３つの脚に設けられている、請求項１１に記載の計測装置。 The measuring device according to claim 11, wherein each of the three spheres is provided on three legs constituting the tripod. 前記３つの球体のそれぞれが前記三脚に着脱可能である、請求項１１に記載の計測装置。 The measuring device according to claim 11, wherein each of the three spheres is removable from the tripod. 前記三脚が前記３Ｄスキャナを支持している請求項１１に記載の計測装置。 The measurement device according to claim 11, wherein the tripod supports the 3D scanner.
JP2022103958A 2022-06-28 2022-06-28 Measuring device and measuring method Active JP7201863B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022103958A JP7201863B1 (en) 2022-06-28 2022-06-28 Measuring device and measuring method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022103958A JP7201863B1 (en) 2022-06-28 2022-06-28 Measuring device and measuring method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP7201863B1 JP7201863B1 (en) 2023-01-10
JP2024004339A true JP2024004339A (en) 2024-01-16

Family

ID=84817443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022103958A Active JP7201863B1 (en) 2022-06-28 2022-06-28 Measuring device and measuring method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7201863B1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007093479A (en) * 2005-09-29 2007-04-12 Tokyo Institute Of Technology Three-dimensional coordinate measuring method
JP2015087319A (en) * 2013-10-31 2015-05-07 三菱重工業株式会社 Three-dimensional shape measuring device, three-dimensional shape measuring method, and program
JP2016017931A (en) * 2014-07-11 2016-02-01 株式会社パスコ Measurement marker and measurement method
JP2016197098A (en) * 2015-03-31 2016-11-24 ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ Tracking measurement system and method
JP2018173388A (en) * 2017-03-31 2018-11-08 計測技研株式会社 Position measuring device and position measurement method
WO2019103154A1 (en) * 2017-11-27 2019-05-31 株式会社トプコン Surveying device, surveying system, surveying method, and surveying program
JP2021085770A (en) * 2019-11-28 2021-06-03 東亜道路工業株式会社 Method, system and computer program for acquiring position information of mobile body
JP2021099681A (en) * 2019-12-23 2021-07-01 株式会社安藤・間 Position measurement system and position measurement method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007093479A (en) * 2005-09-29 2007-04-12 Tokyo Institute Of Technology Three-dimensional coordinate measuring method
JP2015087319A (en) * 2013-10-31 2015-05-07 三菱重工業株式会社 Three-dimensional shape measuring device, three-dimensional shape measuring method, and program
JP2016017931A (en) * 2014-07-11 2016-02-01 株式会社パスコ Measurement marker and measurement method
JP2016197098A (en) * 2015-03-31 2016-11-24 ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ Tracking measurement system and method
JP2018173388A (en) * 2017-03-31 2018-11-08 計測技研株式会社 Position measuring device and position measurement method
WO2019103154A1 (en) * 2017-11-27 2019-05-31 株式会社トプコン Surveying device, surveying system, surveying method, and surveying program
JP2021085770A (en) * 2019-11-28 2021-06-03 東亜道路工業株式会社 Method, system and computer program for acquiring position information of mobile body
JP2021099681A (en) * 2019-12-23 2021-07-01 株式会社安藤・間 Position measurement system and position measurement method

Also Published As

Publication number Publication date
JP7201863B1 (en) 2023-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4564827B2 (en) 3D position measurement sensor
US20180128601A1 (en) Profile measuring apparatus, structure manufacturing system, method for measuring profile, method for manufacturing structure, and non-transitory computer readable medium
CN109791045B (en) Vehicle wheel alignment measurement system camera and ADAS calibration support structure
AU2011328191B2 (en) Device for measuring and marking space points along horizontally running contour lines
KR101794690B1 (en) Tunnel inspection system having individual driving rail-guided vehicle (rgv) and inertial navigation system (ins)
JP5490321B2 (en) Device for optically scanning and measuring the surrounding environment
EP2951525B1 (en) Three-dimensional (3d) emitting apparatus
JP2006308592A (en) Laser device for construction
CN1673682A (en) Laser measuring method and laser measuring system
JP2010221002A (en) Radiation imaging apparatus
KR20170083379A (en) A flight vehicle comprising LADAR system
CN114270136A (en) Vehicle alignment and sensor calibration system
JP7448397B2 (en) Surveying equipment and surveying systems
KR101823671B1 (en) Laser type 3D scanner and method for fast scanning thereof
JP2015156896A (en) Radiographic apparatus, control method thereof, and program
JP2024004339A (en) Measurement device and measurement method
JP6952507B2 (en) Mobiles, methods of guiding and positioning mobiles, devices, and systems
JP2007118165A (en) Ink position recording device
KR101103356B1 (en) Installation for measurement with auto control function
JP5134912B2 (en) X-ray imaging apparatus and alignment adjustment support method
JP5217683B2 (en) Mark generating apparatus and mark generating method
KR101283932B1 (en) Method for measuring direction error of gimbal platform and apparatus thereof
KR102434648B1 (en) Method for setting position of welding robot using laser pointer
JP2000326082A (en) Laser beam machine
KR20220058211A (en) Automatic forming Apparatus for curved panel

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220906

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20220906

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221025

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221128

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221213

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221222

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7201863

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150