JP6099728B1 - レーザ計測システム及びレーザ計測方法 - Google Patents
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Abstract
Description
地上にレーザ光を照射し上記地上からの反射光によって上記レーザ光のフットプリントの位置を計測可能なレーザ計測装置からレーザを照射し、
上記レーザ計測装置から照射され上記地上の構造物の三面角部における隣接する第1の面、第2の面及び第3の面にそれぞれ反射したと推定される反射光から算出される各三次元位置座標を基に、上記三面角部の頂点の水平位置座標を算出し、
上記算出された水平位置座標と上記三面角部の頂点について別途計測された水平位置座標との差から、上記フットプリントの位置の誤差を算出することを含む。
図1は、本発明の一実施形態に係るレーザ計測システムの概要を示した図である。
図2は、上記データ解析装置100のハードウェア構成を示した図である。データ解析装置100は、本システムにおける各種演算処理を実行する専用のハードウェアとして構成されてもよいが、本実施形態では、汎用のコンピュータ及び当該コンピュータ上で実行されるプログラムによって構成されている。
次に、本実施形態における検証対象となる、上記構造物1の三面角部について説明する。図3は当該構造物1の外観を示した図である。
次に、以上のように構成されたレーザ計測システムの動作について説明する。航空機10によるレーザ計測データ取得後の動作は、データ解析装置100のCPU110等のハードウェアと、記憶部18に記憶されたソフトウェアとの協働により実行される。
Xi = xi −(面1のxiと面2のxiと面3のxiの全ての計測値からの平均値)
Yi = yi −(面1のyiと面2のyiと面3のyiの全ての計測値からの平均値)
Zi = zi −(面1のziと面2のziと面3のziの全ての計測値からの平均値)
面1:Z=A1X+B1Y+C1…(1)
面2:Z=A2X+B2Y+C2…(2)
面3:Z=A3X+B3Y+C3…(3)
Ei =Zi - (AXi + BYi +C)
S = Σ{Zi - (AXi + BYi +C)}2
ここで、Σはi=1からi=nまでの合計をとることを示す記号として用いている。以下の説明でも同様である。
dS/dA = 2Σ{Zi - (AXi + BYi +C)}(- Xi)
dS/dB = 2Σ{Zi - (AXi + BYi +C)}(- Yi)
dS/dC = 2Σ{Zi - (AXi + BYi +C)}(- 1)
AΣXi2 + BΣXiYi + CΣXi = ΣXiZi
AΣXiYi+ BΣYi2 + CΣYi = ΣYiZi
AΣXi + BΣYi + CΣ1 = ΣZi
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更され得る。
10…航空機
11…レーザ測距装置
12…GNSS受信機
13…IMU
100…データ解析装置
110…CPU
180…記憶部
T…検証三角錐
P…検証三角錐の頂点
Claims (8)
- 地上にレーザ光を照射し、前記地上からの反射光によって前記レーザ光のフットプリントの位置を計測可能なレーザ計測装置と、
前記レーザ計測装置から照射され前記地上の構造物の三面角部における隣接する第1の面、第2の面及び第3の面にそれぞれ反射したと推定される反射光から算出される各三次元位置座標を基に、前記三面角部の頂点の水平位置座標を算出し、当該算出された水平位置座標と前記三面角部の頂点について別途計測された水平位置座標との差から、前記フットプリントの位置の誤差を算出可能な算出装置と
を具備するレーザ計測システム。 - 請求項1に記載のレーザ計測システムであって、
前記算出装置は、前記三面角部におけるフットプリントの点群データまたは前記レーザ計測装置によって撮像された航空写真上の前記三面角部の画像データを基に検出された、前記第1の面、第2の面及び第3の面の各境界線となる各エッジから、所定距離以上離れた位置に反射したと推定される反射光から算出される各三次元位置座標を、前記三面角部の頂点の水平位置座標の算出に用いる
レーザ計測システム。 - 請求項1または2に記載のレーザ計測システムであって、
前記算出装置は、前記第1の面、第2の面及び第3の面それぞれにおける少なくとも3つの前記反射光から算出される各三次元位置座標を基に、最小二乗法を用いて前記第1の面、第2の面及び第3の面を近似する式をそれぞれ算出し、当該各式を基に、前記三面各部の3つの稜線を示す第1の直線、第2の直線及び第3の直線の式をそれぞれ算出し、当該各式を基に前記三面角部の頂点の水平位置座標を算出する
レーザ計測システム。 - 請求項3に記載のレーザ計測システムであって、
前記算出装置は、前記第1の直線と第2の直線の双方に直交する第1の線分の中点と、前記第2の直線と第3の直線の双方に直交する第2の線分の中点と、前記第1の直線と第3の直線の双方に直交する第3の線分の中点を算出し、前記各中点を各頂点とする三角形の重心の水平位置座標を前記三面角部の頂点の水平位置座標として算出する
レーザ計測システム。 - 請求項4に記載のレーザ計測システムであって、
前記算出装置は、前記各中点を各頂点とする三角形の外接円の半径を算出し、当該算出された半径が所定の閾値以上である場合に、前記三角形の重心の水平位置座標を異常値と判定する
レーザ計測システム。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載のレーザ計測システムであって、
前記三面角部は、所定のエリアに複数設置され、
前記算出装置は、前記複数の三面角部に関する複数の前記誤差をそれぞれ算出し、当該算出された複数の誤差の平均誤差を算出する
レーザ計測システム。 - 請求項6に記載のレーザ計測システムであって、
前記算出装置は、前記算出された平均誤差によって前記レーザ計測装置による計測結果を補正する
レーザ計測システム。 - 地上にレーザ光を照射し前記地上からの反射光によって前記レーザ光のフットプリントの位置を計測可能なレーザ計測装置からレーザを照射し、
前記レーザ計測装置から照射され前記地上の構造物の三面角部における隣接する第1の面、第2の面及び第3の面にそれぞれ反射したと推定される反射光から算出される各三次元位置座標を基に、前記三面角部の頂点の水平位置座標を算出し、
前記算出された水平位置座標と前記三面角部の頂点について別途計測された水平位置座標との差から、前記フットプリントの位置の誤差を算出する
レーザ計測方法。
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