JP7122230B2

JP7122230B2 - 測量システム、測量システムの測量方法及び取り付け器具

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Inventors: 茂雄草木; 誉光森
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Description

特許法第３０条第２項適用（１）平成３０年５月２５日、東亜道路工業株式会社関西支社工事課研修プログラムにて公開（２）平成３０年６月２０日、第４回測量・地理空間情報イノベーション大会にて公開（３）平成３０年９月２６日、第５５回京都市ベンチャー企業目利き委員会にて公開（４）平成３０年１０月１８日、「企業の森・産学の森」補助金事業プレゼンテーションにて公開（５）平成３０年１０月１８日、金の卵発掘プロジェクト２０１８の応募の為のプレゼンテーション資料にて公開（６）平成３０年１０月２４日、ものづくり中小企業・小規模事業者試作開発等支援事業成果事例発表会・事例展示商談会にて公開（７）平成３０年１１月１１日、金の卵発掘プロジェクト２０１８一次審査の為のプレゼンテーションにて公開

本発明は、トータルステーションと、レーザ光を出射してスキャニングを行い、測定対象物の３次元形状を測量可能なレーザスキャナとを備えた測量システム、測量システムの測量方法及び取り付け器具に関する。

従来から、レーザスキャナを用いて、測定対象物の３次元形状を測量する技術が知られている。レーザスキャナを用いた３次元形状の測量では、まず、予め座標が特定された既知点に、レーザスキャナを設置する（例えば特許文献１）。そして、既知点に設置されたレーザスキャナから、測定対象物に向けてレーザ光を出射し、水平方向及び垂直方向にスキャンニングを行い、測定対象物から反射されたレーザ光を受光し、測定対象物の３次元形状を測量する。

特開２００８－０８２７８２号公報

特許文献１のように、レーザスキャナを用いて測定対象物の３次元形状を測量する場合、まず、レーザスキャナを予め座標が特定された位置に正確に配置する必要がある。したがって、従来のレーザスキャナを用いた測量システム５０１では、図７に示すように、まず、例えば基準点に設置されたトータルステーション２を用いて、基準点に対する２つの第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標を測定し、レーザスキャナ３を用いて、２つの第１ターゲット４及び第２ターゲット５のスキャニングを行うことにより、レーザスキャナ３に対する２つの第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標を測定する。その後、基準点に対する２つの第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標と、レーザスキャナ３に対する２つの第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標とに基づいて、レーザスキャナ３の基準点に対する位置を予め正確に測量する必要がある。よって、従来の測量システム５０１では、レーザスキャナ３を用いて、２つの第１ターゲット４及び第２ターゲット５のそれぞれに対し、スキャニングを行う必要があって、レーザスキャナ３の位置の測量作業に時間がかかるという問題がある。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、レーザスキャナを用いた３次元測量において、レーザスキャナの位置の測量作業を簡略化することを目的としている。

本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明に係る測量システムは、既知点に設置されたトータルステーションと、レーザ光を出射してスキャニングを行い、測定対象物の３次元形状を測量可能なレーザスキャナとを備えた測量システムであって、前記トータルステーションは、第１ターゲットを有しており、第２ターゲットに対して、測距光を出射し、前記第２ターゲットにおいて反射した反射光を受光して、前記既知点に対する前記第２ターゲットの座標を測定し、前記レーザスキャナは、２箇所に設置された前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットに対して、レーザ光をそれぞれ出射してスキャニングを行い、前記レーザスキャナに対する前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットの座標を測定するものであって、前記トータルステーションと前記第１ターゲットとの距離に基づいて、前記既知点に対する前記第１ターゲットの座標が取得されると共に、前記既知点に対する前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットの座標と、前記レーザスキャナに対する前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットの座標とに基づいて、前記既知点に対する前記レーザスキャナの座標が取得されることを特徴とする。

本発明に係る測量システムの測量方法は、既知点に設置され且つ第１ターゲットを有するトータルステーションと前記第１ターゲットとの距離に基づいて、前記既知点に対する前記第１ターゲットの座標を取得する第１ステップと、前記トータルステーションにより、第２ターゲットに対して、測距光を出射し、前記第２ターゲットにおいて反射した反射光を受光して、前記既知点に対する前記第２ターゲットの座標を測定する第２ステップと、レーザスキャナにより、２箇所に設置された前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットに対して、レーザ光をそれぞれ出射してスキャニングを行い、前記レーザスキャナに対する前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットの座標を測定する第３ステップと、前記既知点に対する前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットの座標と、前記レーザスキャナに対する前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットの座標とに基づいて、前記既知点に対する前記レーザスキャナの座標を取得する第４ステップと、前記レーザスキャナにより、レーザ光を出射してスキャニングを行い、測定対象物の３次元形状を測量する第５ステップとを備えることを特徴とする。

本発明に係る測量システム及び測量システムの測量方法では、トータルステーションに対する第１ターゲットの相対位置が変化しないことから、トータルステーションにより、第１ターゲットに対して、測距光を出射して、既知点に対する第１ターゲットの座標を測定する必要がない。したがって、レーザスキャナを用いた３次元測量において、レーザスキャナの位置の測量作業を簡略できる。

本発明に係る測量システム及び測量システムの測量方法において、前記第１ターゲットは、前記トータルステーションの中心位置の上方に所定距離だけ離れて配置されることを特徴とする。

本発明では、既知点に対する第１ターゲットの座標を容易に取得できる。

以上、本発明によれば、トータルステーションに対する第１ターゲットの相対位置が変化しないことから、トータルステーションにより、第１ターゲットに対して、測距光を出射して、既知点に対する第１ターゲットの座標を測定する必要がない。したがって、レーザスキャナを用いた３次元測量において、レーザスキャナの位置の測量作業を簡略できる。

本発明の第１実施形態に係る測量システムの概略構成を示した図である。図２（ａ）は、図１のトータルステーションの上面に第１ターゲットを取り付ける方法を示した図であって、図２（ｂ）は、図１のトータルステーションの上面に第１ターゲットを取り付けた状態を示した図である。図２の取り付け器具を示した図である。本発明の第１実施形態に係る測量システムの測量方法を示した図である。本発明の第２実施形態に係る測量システムの概略構成を示した図である。本発明の第２実施形態に係る測量システムの測量方法を示した図である。従来の測量システムの概略構成を示した図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る測量システム１は、図１に示すように、トータルステーション２と、レーザスキャナ３と、第１ターゲット４と、第２ターゲット５とを備える。トータルステーション２は、基準点（既知点）の上方に設置される。第１ターゲット４は、例えば反射板であり、第２ターゲット５は、例えば反射プリズム（３６０度反射プリズム）である。

トータルステーション２は、第２ターゲット５に向けて測距光を出射し、第２ターゲット５において反射した反射光を受光する。これにより、トータルステーション２は、出射から受光までに光波が発振した回数に基づいて、その第２ターゲット５までの距離を得ることができる。したがって、トータルステーション２は、基準点に対する第２ターゲット５の座標を求めることができる。

本実施形態の測量システム１において、第１ターゲット４は、図２に示すように、取り付け器具１０によってトータルステーション２の上方に配置される。取り付け器具１０は、トータルステーション２の上面に取り付けられる。取り付け器具１０は、図３に示すように、矩形状の平面部１１と、平面部１１の下面から下方に向かって突出した２つの突出部１２と、平面部１１の上面から上方に向かって突出した円筒部１３とを有している。２つの突出部１２は、平面状であって、平面部１１の下面において長辺側の端部にそれぞれ配置される。したがって、平面部１１と２つの突出部１２とによって凹部１６が形成される。２つの突出部１２の長手方向の長さは、トータルステーション２の上端部２ａの長さと略同一であって、凹部１６の幅（２つの突出部１２間の距離）は、トータルステーション２の上端部２ａの幅と略同一である。トータルステーション２の上端部２ａには、位置決め用の凸部２Ａが突出するように形成され、取り付け器具１０の凹部１６の内周面には、位置決め用の凸部２Ａが嵌合される嵌合凹部１０Ａが形成される。したがって、トータルステーション２の上端部２ａが凹部１６の内側に配置されるように、取り付け器具１０をトータルステーション２の上面に配置すると、凸部２Ａが嵌合凹部１０Ａに嵌合されることにより、取り付け器具１０がトータルステーション２の上端部２ａに対して位置決めされる。

取り付け器具１０をトータルステーション２の上面に配置すると、トータルステーション２の上端部２ａが、平面部１１の下面を支持することによって、平面部１１は水平となる。２つの突出部１２には、その長手方向に延びた長穴１２ａがそれぞれ形成される。２つの突出部１２において、２つの長穴１２ａは、平面部１１の下面からトータルステーション２の上端部２ａの厚さだけ離れて形成される。取り付け器具１０の平面部１１の下面がトータルステーション２の上端部２ａに支持された状態で、取付部材１２ｂが、２つの長穴１２ａの内側に配置される。取付部材１２ｂは、長穴１２ａと略同一断面形状であって、２つの突出部１２間の距離より長い部材である。取付部材１２ｂは、２つの長穴１２ａの内側に配置された状態では、平面部１１の下面と平行となる。

したがって、取り付け器具１０の平面部１１の下面がトータルステーション２の上端部２ａに支持された状態で、取付部材１２ｂが長穴１２ａの内側に配置されると、平面部１１の下面と取付部材１２ｂの上面とによって、取り付け器具１０の凹部１６の内部に配置されたトータルステーション２の上端部２ａが保持される。このようにして、取り付け器具１０が、トータルステーション２の上面に取り付けられる。トータルステーション２の上面に取り付けられた取り付け器具１０の円筒部１３の中心位置は、平面視において、トータルステーション２の中心位置（トータルステーション２の基準位置）と一致する。

その後、取り付け器具１０の円筒部１３に対し、第１ターゲット４が取り付けられる。第１ターゲット４の下面には、円筒部１３と略同一形状の保持溝５ａが形成され、取り付け器具１０の円筒部１３が、保持溝５ａの内部に配置されるように取り付けられる。保持溝５ａの中心位置は、平面視において、円筒部１３の中心位置と一致する。したがって、第１ターゲット４の中心位置は、平面視において、トータルステーション２の中心位置と一致する。よって、第１ターゲット４の中心位置は、トータルステーション２の中心位置の上方に所定距離だけ離れて配置されることになる。第１ターゲット４の中心位置と、トータルステーション２の中心位置との距離（所定距離）は、取り付け器具１０の構成等によって予め設定される。したがって、トータルステーション２は、トータルステーション２に対する第１ターゲット４の座標を求めることができる。

レーザスキャナ３は、例えば３Ｄレーザスキャナであり、測定対象物に対して、例えば垂直方向及び水平方向にラインレーザ光を出射し、測定対象物の測定点とセンサの間をレーザパルスが往復する時間を計測することで、測定点までの距離を求めることができる。また、レーザスキャナ３は、ラインレーザ光を出射した方向を計測することで、レーザスキャナ３に対する測定点の水平角と垂直角を求めることができる。したがって、レーザスキャナ３は、レーザ光を出射してスキャニングを行い、レーザスキャナ３に対する第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標を求めることができると共に、測定対象物の３次元形状を測量可能である。

本実施形態の測量システム１の測量方法について、図４に基づいて説明する。

第１ステップＳ１において、トータルステーション２により、第２ターゲット５に対して、測距光を出射し、第２ターゲット５において反射した反射光を受光して、基準点に対する第２ターゲット５の座標を測定する。基準点に対する第２ターゲット５の座標は、トータルステーション２の高さ（基準点とトータルステーション２の基準位置または中心位置との距離）を考慮して測定される。

第２ステップＳ２において、トータルステーション２の中心位置と第１ターゲット４との距離に基づいて、基準点に対する第１ターゲット４の座標を取得する。基準点に対する第１ターゲット４の座標は、トータルステーション２の高さ（基準点とトータルステーション２の基準位置または中心位置との距離）を考慮して測定される。例えば、平面視において、第１ターゲット４の位置とトータルステーション２の中心位置とが一致している場合、トータルステーション２の高さ（トータルステーション２の中心位置の高さ）と、第１ターゲット４とトータルステーション２の中心位置との距離に基づいて、第１ターゲット４の高さを取得する。

第３ステップＳ３において、レーザスキャナ３により、第１ターゲット４及び第２ターゲット５に対して、レーザ光をそれぞれ出射してスキャニングを行い、レーザスキャナ３（レーザスキャナ３の基準位置）に対する第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標を測定する。

第４ステップＳ４において、基準点に対する第１ターゲット３及び第２ターゲット５の座標と、レーザスキャナ３に対する第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標とに基づいて、基準点に対するレーザスキャナ３（レーザスキャナ３の基準位置）の座標を取得する。

第５ステップＳ５において、レーザスキャナ３により、レーザ光を出射してスキャニングを行い、測定対象物の３次元形状を測量する。

本実施形態の測量システム１は、基準点に設置されたトータルステーション２と、レーザ光を出射してスキャニングを行い、測定対象物の３次元形状を測量可能なレーザスキャナ３とを備えた測量システムであって、トータルステーション２は、第１ターゲット４を有しており、第２ターゲット５に対して、測距光を出射し、第２ターゲット５において反射した反射光を受光して、基準点に対する第２ターゲット５の座標を測定し、レーザスキャナ３は、２箇所に設置された第１ターゲット４及び第２ターゲット５に対して、レーザ光をそれぞれ出射してスキャニングを行い、レーザスキャナ３に対する第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標を測定するものであって、トータルステーション２と第１ターゲット４との距離に基づいて、基準点に対する第１ターゲット４の座標が取得されると共に、基準点に対する第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標と、レーザスキャナ３に対する第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標とに基づいて、基準点に対するレーザスキャナ３の座標が取得される。

本実施形態の測量システム１の測量方法は、基準点に設置され且つ第１ターゲット４を有するトータルステーション２により、第２ターゲット５に対して、測距光を出射し、第２ターゲット５において反射した反射光を受光して、基準点に対する第２ターゲットの座標を測定する第１ステップ（Ｓ１）と、トータルステーション２と第１ターゲット４との距離に基づいて、基準点に対する第１ターゲット４の座標を取得する第２ステップ（Ｓ２）と、レーザスキャナ３により、２箇所に設置された第１ターゲット４及び第２ターゲット５に対して、レーザ光をそれぞれ出射してスキャニングを行い、レーザスキャナ３に対する第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標を測定する第３ステップ（Ｓ３）と、基準点に対する第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標と、レーザスキャナ３に対する第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標とに基づいて、基準点に対するレーザスキャナ３の座標を取得する第４ステップ（Ｓ４）と、レーザスキャナ３により、レーザ光を出射してスキャニングを行い、測定対象物の３次元形状を測量する第５ステップ（Ｓ５）とを備える。

これにより、本実施形態の測量システム１及び測量システム１の測量方法では、トータルステーション２に対する第１ターゲット４の相対位置が変化しないことから、トータルステーション２により、第１ターゲット４に対して、測距光を出射して、基準点に対する第１ターゲット４の座標を測定する必要がない。したがって、レーザスキャナ３を用いた３次元測量において、レーザスキャナ３の位置の測量作業を簡略できる。

本実施形態の測量システム１及び測量システム１の測量方法において、第１ターゲット４は、トータルステーション２の中心位置の上方に所定距離だけ離れて配置される。

これにより、本実施形態の測量システム１では、基準点に対する第１ターゲット４の座標を容易に取得できる。

本実施形態の取り付け器具１０は、本実施形態の測量システム１及び測量システム１の測量方法に使用されるものであり、第１ターゲット４をトータルステーション２に取り付け可能に構成される。

これにより、本実施形態の取り付け器具１０では、レーザスキャナ３から出射されたレーザ光を反射する第１ターゲット４を、トータルステーション２に容易に取り付けることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る測量システム１０１は、図５に示すように、トータルステーション２と、レーザスキャナ３と、第１ターゲット４と、第２ターゲット５とを備える。トータルステーション２は、基準点（既知点）の上方に設置される。第１ターゲット４は、例えば反射板であり、第２ターゲット５は、例えば反射プリズム（３６０度反射プリズム）である。

トータルステーション２は、第１ターゲット４が取り付けられたものであり、第２ターゲット５に向けて測距光を出射し、第２ターゲット５において反射した反射光を受光する。これにより、トータルステーション２は、出射から受光までに光波が発振した回数に基づいて、その第２ターゲット５までの距離を得ることができる。したがって、トータルステーション２は、基準点に対する第２ターゲット５の座標を求めることができる。第１ターゲット４は、図５に示すように、取り付け器具１０によってトータルステーション２の上方に配置される。取り付け器具１０は、第１実施形態と同様の構成であり、トータルステーション２の上面に取り付けられる。取り付け器具１０は、トータルステーション２の上端部２ａに保持されると、取り付け器具１０に支持された第１ターゲット４の中心位置は、平面視において、トータルステーション２の中心位置（トータルステーション２の基準位置）と一致する。よって、第１ターゲット４の中心位置は、トータルステーション２の中心位置の上方に所定距離だけ離れて配置されることになる。第１ターゲット４の中心位置と、トータルステーション２の中心位置との距離（所定距離）は、取り付け器具１０の構成等によって予め設定される。

トータルステーション２は、リモコン２ａを有している。トータルステーション２のリモコン２ａは、レーザスキャナ３の上方に配置された第２ターゲット５の上方に取り付けられる。トータルステーション２は、リモコン２ａを操作すると、トータルステーション２の測距光を出射する部分（出射方向）がリモコン２ａの方向を自動的に向くように回転する機構を備えている。したがって、取り付け器具１０により第１ターゲット４がトータルステーション２の上端部に取り付けられる際、第１ターゲット４の反射面の方向が、トータルステーション２の測距光を出射する部分の方向と一致するように取り付けられる。また、トータルステーション２は、リモコン２ａの方向に回転した後、３６０度反射プリズムを探して自動的に回転し、トータルステーション２の測距光を出射する部分（出射方向）が３６０度反射プリズムの方向を向いた状態で固定される機構を有している。

レーザスキャナ３は、測定対象物に対して、例えば垂直方向及び水平方向にラインレーザ光を出射し、測定対象物の測定点とセンサの間をレーザパルスが往復する時間を計測することで、測定点までの距離を求めることができる。したがって、レーザスキャナ３は、レーザスキャナ３に対する第１ターゲット４の座標を求めることができる。第２ターゲット５は、図５に示すように、取り付け器具１０によってレーザスキャナ３の上方に配置される。取り付け器具１０は、第１実施形態と同様の構成であり、レーザスキャナ３の上面に取り付けられる。したがって、レーザスキャナ３は、トータルステーション２の上端部２ａと略同一形状の上端部を有しており、取り付け器具１０は、レーザスキャナ３の上端部に取り付けられる。レーザスキャナ３の上端部には、トータルステーション２の上端部２ａと同様に、位置決め用の凸部が突出するように形成され、その凸部が取り付け器具１０の凹部１６の内周面に形成された嵌合凹部１０Ａに嵌合されることにより、取り付け器具１０がレーザスキャナ３の上端部に対して位置決めされる。また、第２ターゲット５の下面には、円筒部１３と略同一形状の保持溝が形成され、取り付け器具１０の円筒部１３が、第２ターゲット５の保持溝の内部に配置されるように取り付けられる。取り付け器具１０は、レーザスキャナ３の上端部に保持されると、取り付け器具１０に支持された第２ターゲット５の中心位置は、平面視において、レーザスキャナ３の中心位置（レーザスキャナ３の基準位置）と一致する。よって、第２ターゲット５の中心位置は、レーザスキャナ３の中心位置の上方に所定距離だけ離れて配置されることになる。第２ターゲット５の中心位置と、レーザスキャナ３の中心位置との距離（所定距離）は、取り付け器具１０の構成等によって予め設定される。したがって、レーザスキャナ３は、レーザスキャナ３に対する第２ターゲット５の座標を求めることができる。上述したように、リモコン２ａが第２ターゲット５の上方に取り付けられているが、リモコン２ａの中心位置は、平面視において、第２ターゲット５の中心位置及びレーザスキャナ３の中心位置（レーザスキャナ３の基準位置）と一致する。

本実施形態の測量システム１０１の測量方法について、図６に基づいて説明する。

第１ステップＳ１０１において、トータルステーション２により、第２ターゲット５に対して、測距光を出射し、ターゲット５において反射した反射光を受光して、基準点に対する第２ターゲット５の座標を測定する。基準点に対する第２ターゲット５の座標は、トータルステーション２の高さを考慮して測定される。トータルステーション２から測距光を出射して測量を開始する際には、第２ターゲット５の反射面がトータルステーション２の方向を向いた状態にする必要がある。本実施形態では、レーザスキャナ３の周辺にいる作業員が、トータルステーション２のリモコン２ａを操作することにより、トータルステーション２が、リモコン２ａの方向を向くように回転し、その後、レーザスキャナ３に取り付けられた第２ターゲット５である３６０度反射プリズムを探して自動的に回転する。これにより、トータルステーション２の測距光を出射する部分が３６０度反射プリズムの方向を向いた状態で固定される。したがって、レーザスキャナ３の周辺にいる作業員は、リモコン２ａを操作することにより、レーザスキャナ３の周辺にいた状態で、トータルステーション２から第２ターゲット５に対して測距光を出射して測量が可能である。

第２ステップＳ１０２において、トータルステーション２の中心位置と第１ターゲット４との距離に基づいて、基準点に対する第１ターゲット４の座標を取得する。基準点に対する第１ターゲット４の座標は、トータルステーション２の高さ（基準点とトータルステーション２の基準位置または中心位置との距離）を考慮して測定される。例えば、平面視において、第１ターゲット４の位置とトータルステーション２の中心位置とが一致している場合、トータルステーション２の高さ（トータルステーション２の中心位置の高さ）と、第１ターゲット４とトータルステーション２の中心位置との距離に基づいて、第１ターゲット４の高さを取得する。

第３ステップＳ１０３において、レーザスキャナ３により、第１ターゲット４に対して、レーザ光を出射してスキャニングを行い、レーザスキャナ３に対する第１ターゲット４の座標を測定する。上述したように、レーザ光を出射してスキャニングを開始する際には、第１ターゲット４の反射面がレーザスキャナ３の方向を向いた状態にする必要がある。その方法としては、レーザスキャナ３の周辺にいる作業員が、第１ターゲット４の所まで行って、第１ターゲット４の反射面がレーザスキャナ３の方向を向くように、第１ターゲット４を回転させることが考えられるが、特にレーザスキャナ３と第１ターゲット４との距離が遠い場合、その作業は非常に煩雑である。これに対して、本実施形態では、レーザスキャナ３の周辺にいる作業員が、トータルステーション２のリモコン２ａを操作することにより、トータルステーション２が、リモコン２ａの方向を向くように回転し、その後、レーザスキャナ３に取り付けられた第２ターゲット５である３６０度反射プリズムを探して自動的に回転する。これにより、トータルステーション２の測距光を出射する部分が３６０度反射プリズムの方向を向いた状態で固定される。なお、上述したように、ステップＳ１０２において、トータルステーション２から第２ターゲット５に対して測距光を出射して測量が行われた場合、既に、トータルステーション２の測距光を出射する部分が３６０度反射プリズムの方向を向いた状態になっている。したがって、レーザスキャナ３のレーザ光を出射する部分は、平面視において、トータルステーション２に取り付けられた第１ターゲット４の方向を向いた状態である。レーザスキャナ３の周辺にいる作業員は、レーザスキャナ３を操作して、レーザスキャナ３のレーザ光を出射する部分の高さ方向の向き（出射方向の高さ）を調整することにより、第１ターゲット４の反射面がレーザスキャナ３の方向を向いた状態になる。したがって、レーザスキャナ３の周辺にいる作業員は、レーザスキャナ３の周辺にいた状態で、レーザスキャナ３から第１ターゲット４に対してレーザ光を出射してスキャニングが可能である。よって、レーザ光を出射してスキャニングを開始する際に、レーザスキャナ３の周辺にいる作業員が、第１ターゲット４の反射面がレーザスキャナ３の方向を向くようにするために、第１ターゲット４の所まで行く必要がなくなり、測量作業の効率が向上する。

第４ステップＳ１０４において、レーザスキャナ３の中心位置と第２ターゲット５との距離に基づいて、レーザスキャナ３（レーザスキャナ３の基準位置）に対する第２ターゲット５の座標を取得する。

第５ステップＳ１０５において、基準点に対する第１ターゲット３及び第２ターゲット５の座標と、レーザスキャナ３に対する第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標とに基づいて、基準点に対するレーザスキャナ３（レーザスキャナ３の基準位置）の座標を取得する。

第６ステップＳ１０６において、レーザスキャナ３により、レーザ光を出射してスキャニングを行い、測定対象物の３次元形状を測量する。

本実施形態の測量システム１０１は、基準点に設置されたトータルステーション２と、レーザ光を出射してスキャニングを行い、測定対象物の３次元形状を測量可能なレーザスキャナ３とを備えた測量システムであって、トータルステーション２は、第１ターゲット４を有しており、第２ターゲット５に対して、測距光を出射し、第２ターゲット５において反射した反射光を受光して、基準点に対する第２ターゲット５の座標を測定し、レーザスキャナ３は、第２ターゲット５を有しており、第１ターゲット４に対して、レーザ光を出射してスキャニングを行い、レーザスキャナ３に対する第１ターゲット４の座標を測定するものであって、トータルステーション２と第１ターゲット４との距離に基づいて、基準点に対する第１ターゲット４の座標が取得され、レーザスキャナ３と第２ターゲット５との距離に基づいて、レーザスキャナ３に対する第２ターゲット５の座標が取得されると共に、基準点に対する第１ターゲット及び第２ターゲット５の座標と、レーザスキャナ３に対する第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標とに基づいて、基準点に対するレーザスキャナの座標が取得される。

本実施形態の測量システム１０１の測量方法は、基準点に設置され且つ第１ターゲット４を有するトータルステーション２により、第２ターゲット５に対して、測距光を出射し、第２ターゲット５において反射した反射光を受光して、基準点に対する第２ターゲット５の座標を測定する第１ステップ（Ｓ１０１）と、トータルステーション２と第１ターゲット４との距離に基づいて、基準点に対する第１ターゲット４の座標を取得する第２ステップ（Ｓ１０２）と、レーザスキャナ３により、第１ターゲット４に対して、レーザ光を出射してスキャニングを行い、レーザスキャナ３に対する第１ターゲットの座標を測定する第３ステップ（Ｓ１０３）と、レーザスキャナ３と第２ターゲット５との距離に基づいて、レーザスキャナ３に対する第２ターゲット５の座標を取得する第４ステップ（Ｓ１０４）と、基準点に対する第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標と、レーザスキャナ３に対する第１ターゲット４及び第２ターゲット５の座標とに基づいて、基準点に対するレーザスキャナ３の座標を取得する第５ステップ（Ｓ１０５）と、レーザスキャナ３により、レーザ光を出射してスキャニングを行い、測定対象物の３次元形状を測量する第６ステップ（Ｓ１０６）とを備える。

これにより、本実施形態の測量システム１０１及び測量システム１０１の測量方法では、トータルステーション２に対する第１ターゲット４の相対位置が変化しないことから、第１ターゲット４に対して、測距光を出射し、基準点に対する第１ターゲット４の座標を測定する必要がない。また、レーザスキャナ３に対する第２ターゲット５の相対位置が変化しないことから、レーザスキャナ３に対する第２ターゲットの座標を測定するために、レーザスキャナ３により、第２ターゲット５に対して、レーザ光を出射してスキャニングを行う必要がない。したがって、レーザスキャナ３を用いた３次元測量において、レーザスキャナ３の位置の測量作業を簡略できる。また、レーザスキャナ３により、第１ターゲット４に対して、レーザ光を出射してスキャニングを行う際、トータルステーション２の自動回転機構を使用することにより、トータルステーション２上の第１ターゲット４の方向を自動的にレーザスキャナ３の方向に変化させることができる。したがって、測量作業の効率が向上する。

本実施形態の測量システム１０１及び測量システム１０１の測量方法において、第１ターゲット４は、トータルステーション２の中心位置の上方に所定距離だけ離れて配置されると共に、第２ターゲット５は、レーザスキャナ３の中心位置の上方に所定距離だけ離れて配置される。

これにより、本実施形態の測量システム１０１では、基準点に対する第１ターゲット４の座標を容易に取得できると共に、レーザスキャナ３に対する第２ターゲット５の座標を容易に取得できる。

本実施形態の取り付け器具１０は、本実施形態の測量システム１０１及び測量システム１０１の測量方法に使用されるものであり、第１ターゲット４をトータルステーション２に取り付け可能に構成される。

以上、本発明の実施形態を説明したが、各部の具体的な構成は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

上記第１及び第２実施形態において、第１ターゲット４は、取り付け器具１０によりトータルステーション２に取り付けられているが、第１ターゲット４が、トータルステーション２と一体に形成されてよい。第２ターゲット５は、取り付け器具１０によりレーザスキャナ３に取り付けられているが、第２ターゲット５が、レーザスキャナ３と一体に形成されてよい。上記第１及び第２実施形態では、第１ターゲット４は、トータルステーション２の中心位置の上方に所定距離だけ離れて配置されるが、トータルステーション２に対する第１ターゲット４の配置は変更してよい。したがって、第１ターゲット４は、トータルステーション２の中心位置の上方以外に配置されてよい。上記第２実施形態では、第２ターゲット５は、レーザスキャナ３の中心位置の上方に所定距離だけ離れて配置されるが、レーザスキャナ３に対する第２ターゲット５の配置は変更してよい。したがって、第２ターゲット５は、レーザスキャナ３の中心位置の上方以外に配置されてよい。

上記第１及び第２実施形態において、トータルステーション２は基準点に配置されている場合を説明したが、トータルステーション２が基準点に配置されてない場合、トータルステーション２の位置を特定した後で、トータルステーション２が既知点に配置されたとして、既知点に対するレーザスキャナ３の座標を取得してよい。上記第１及び第２実施形態において、第１ターゲット４をトータルステーション２の上方に取り付ける取り付け器具１０の例について説明したが、取り付け器具１０の構成や取付方法は、これに限られない。したがって、取り付け器具１０は、トータルステーション２やレーザスキャナ３の上端部以外に取り付けられてよい。取り付け器具１０は、トータルステーション２の上端部２ａに形成された位置決め用の凸部２Ａ、または、レーザスキャナ３の上端部に形成された位置決め用の凸部が、取り付け器具１０の凹部１６の内周面に形成された嵌合凹部１０Ａに嵌合されることにより、トータルステーション２の上端部２ａまたはレーザスキャナ３の上端部に対して位置決めされているが、取り付け器具１０をトータルステーション２またはレーザスキャナ３に対して位置決めするための構成は、これに限られない。

上記第１及び第２実施形態において、測量システムの測量方法の例について説明したが、第１実施形態では、第１ステップＳ１、第２ステップＳ２及び第３ステップＳ３の順は異なる順であってよい。第２実施形態では、第１ステップＳ１０１、第２ステップＳ１０２、第３ステップＳ１０３及び第４ステップＳ１０４の順は異なる順であってよい。

１、１０１測量システム
２トータルステーション
３レーザスキャナ
４第１ターゲット
５第２ターゲット
１０取り付け器具

Claims

既知点に設置されたトータルステーションと、レーザ光を出射してスキャニングを行い、測定対象物の３次元形状を測量可能なレーザスキャナとを備えた測量システムであって、
前記トータルステーションは、第１ターゲットを有しており、第２ターゲットに対して、測距光を出射し、前記第２ターゲットにおいて反射した反射光を受光して、前記既知点に対する前記第２ターゲットの座標を測定し、
前記レーザスキャナは、２箇所に設置された前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットに対して、レーザ光をそれぞれ出射してスキャニングを行い、前記レーザスキャナに対する前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットの座標を測定するものであって、
前記トータルステーションと前記第１ターゲットとの距離に基づいて、前記既知点に対する前記第１ターゲットの座標が取得されると共に、
前記既知点に対する前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットの座標と、前記レーザスキャナに対する前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットの座標とに基づいて、前記既知点に対する前記レーザスキャナの座標が取得されることを特徴とする測量システム。
前記第１ターゲットは、前記トータルステーションの中心位置の上方に所定距離だけ離れて配置されることを特徴とする請求項１に記載の測量システム。
既知点に設置され且つ第１ターゲットを有するトータルステーションにより、第２ターゲットに対して、測距光を出射し、前記第２ターゲットにおいて反射した反射光を受光して、前記既知点に対する前記第２ターゲットの座標を測定する第１ステップと、
前記トータルステーションと前記第１ターゲットとの距離に基づいて、前記既知点に対する前記第１ターゲットの座標を取得する第２ステップと、
レーザスキャナにより、２箇所に設置された前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットに対して、レーザ光をそれぞれ出射してスキャニングを行い、前記レーザスキャナに対する前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットの座標を測定する第３ステップと、
前記既知点に対する前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットの座標と、前記レーザスキャナに対する前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットの座標とに基づいて、前記既知点に対する前記レーザスキャナの座標を取得する第４ステップと、
前記レーザスキャナにより、レーザ光を出射してスキャニングを行い、測定対象物の３次元形状を測量する第５ステップとを備えることを特徴とする測量システムの測量方法。
前記第１ターゲットは、前記トータルステーションの中心位置の上方に所定距離だけ離れて配置されることを特徴とする請求項３に記載の測量システムの測量方法。