JP7394275B2 - 測量端末装置、及び測量端末プログラム - Google Patents

Description

本発明は、測量端末装置、及び測量端末プログラムに係り、例えば、トータルステーションから現在位置情報を取得し、測定位置における設計データとの差を表示する技術に関する。

測量による地形情報は建築工事や土木工事等の各種建設工事において基礎となる情報である。
建設工事の各種現場において、用地測量や縦横断観測などにより地形情報を得る場合、トータルステーション等の観測機器が広く使用されている。例えば、設計データで指定される位置や任意点における出来形観測や、丁張り設置用の観測、逆打ち観測、横断観測などにおいて使用されている。
このようなトータルステーションを使用して測量を行う場合、三脚を使用して観測機器を既知点上に配置すると共に、測量点（計測点）上にミラー等のターゲットを配置する。そして、トータルステーションは、観測対象であるターゲットを自動追尾しながら、ターゲットに対して所定周期（例えば、２０Ｈｚ）で光を照射し、その反射光に基づいてターゲットの位置を算出する機能や、算出した位置情報を、測量端末装置に送信する機能を備えている。

測量端末装置は、受信した測量点に対する観測結果を使用し、表示情報としてのターゲット位置を観測地点周辺の図面上に表示したり、出来形管理などに利用されている。
例えば、特許文献１記載の発明では、受信したターゲットの位置情報と設計情報とに基づいて、現在位置における設計情報に相当する補間値を算出し、位置情報と補間値との差を画面表示する技術について記載されている。

しかし、特許文献記載技術では、トータルステーションが所定周期２０Ｈｚでターゲット位置を観測して測量端末装置に送信し、測量端末装置では受信した位置情報に基づく補間値の算出と表示画面の更新を所定周期２０Ｈｚで行っている。
このため、例えば任意点における出来形管理を行う場合、ターゲット位置における横断面位置の計算と表示の更新を２０Ｈｚで繰り返す必要があり、無駄な処理と電力が消費されていた。

例えば、逆打ちを行う場合には、予め指定された設計値の地点まで誘導するため、表示画面に指定地点とターゲット位置とを表示すると共に、ターゲット位置から指定地点までの距離や方向がわかる物理量を画面表示するようにしている。
この場合、例えば指定地点から１０ｍも離れた地点では、２０Ｈｚで現在位置表示を更新する必要性がきわめて低い。
逆に、頻繁に画像が更新されることにより表示されている数値が頻繁に変化するため、表示が更新されることで画面がちらついたり、数値の確認がしづらくなるという問題がある。

特開２０１７－３７０１６号公報

本発明は、取得した現在位置に基づく、表示情報の表示の更新をより効率的に行うことを目的とする。

（１）請求項１に記載の発明では、現場計測の対象となる現場に対応し、設計値である構成点の座標を含む図面データを取得するデータ取得手段と、前記現場に対応する表示情報を表示する表示画面と、ターゲットの観測点Ｅの座標を取得する座標取得手段と、前記取得した観測点Ｅの座標に対応する表示情報を、前記図面データを用いて算出する算出手段と、前記算出した表示情報で、前記表示画面の表示を更新する更新手段と、前記表示情報を更新した際の観測点Ｅの座標を表示座標として記憶する表示座標記憶手段と、を備え、前記更新手段は、前記表示座標記憶手段に記憶した表示座標から、前記取得した観測点Ｅの座標までの距離ｍが所定の閾値Ｔｈ以上である場合に、前記算出手段で算出した表示情報で前記表示画面の表示を更新する、ことを特徴とする測量端末装置を提供する。
（２）請求項２に記載の発明では、前記算出手段は、前記表示座標記憶手段に記憶した表示座標から、前記取得した観測点Ｅの座標までの距離が所定の閾値Ｔｈ以上である場合に、当該観測点Ｅの座標に対応する表示情報を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載の測量端末装置を提供する。
（３）請求項３に記載の発明では、前記所定の閾値Ｔｈは、作業者によって指定された対象点や設計地点等の目標点が無い場合、一定値ＴＬ０である、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の測量端末装置を提供する。
（４）請求項４に記載の発明では、前記所定の閾値Ｔｈは、作業者によって対象点や設計地点等の目標点が指定されている場合、当該目標点から観測点Ｅまでの離間距離Ｌに応じて、当該離間距離Ｌが大きいほど大きい閾値が使用される、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の測量端末装置を提供する。
（５）請求項５に記載の発明では、前記閾値Ｔｈは、
離間距離Ｌが１ｍ以上である場合、閾値ＴＬ１＝１０ｃｍ、
離間距離Ｌが１ｍ未満、１０ｃｍ以上である場合、閾値ＴＬ２＝１ｃｍ、
離間距離Ｌが１０ｃｍ未満、１ｃｍ以上である場合、閾値ＴＬ３＝１ｍｍ、
を使用する、ことを特徴とする請求項４に記載の測量端末装置を提供する。
（６）請求項６に記載の発明では、前記更新手段は、前記図面データにおける、座標軸ｘ、座標軸ｙ、座標軸ｚ毎の移動距離（ｍ＝Δｘ、Δｙ、Δｚ）の少なくとも１つが前記閾値Ｔｈ以上である場合に、前記算出手段で算出した表示に更新する、ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちの何れか１の請求項に記載の測量端末装置を提供する。
（７）請求項７に記載の発明では、前記更新手段は、前記表示座標記憶手段に記憶した表示座標と、前記取得した観測点Ｅの座標との距離ｍが所定の閾値Ｔｈ以上である場合に、前記算出手段で算出した表示に更新する、ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちの何れか１の請求項に記載の測量端末装置を提供する。
（８）請求項８に記載の発明では、前記算出手段は、前記表示情報として、観測点Ｅにおける任意管理横断面線、任意管理横断面線の横断面、横断面上での観測点Ｅの位置、断面位置、任意管理横断面線と観測点Ｅの距離、のうちの少なくとも１つを算出する、ことを特徴とする請求項１から請求項７のうちの何れか１の請求項に記載の測量端末装置を提供する。
（９）請求項９に記載の発明では、前記対象となる現場計測は、出来形観測、丁張り設置用の観測、逆打ち用の観測、横断観測のうちの少なくとも１つを対象とする、ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちの何れか１の請求項に記載の測量端末装置を提供する。
（１０）請求項１０に記載の発明では、現場計測の対象となる現場に対応し、設計値である構成点の座標を含む図面データを取得するデータ取得機能と、ターゲットの観測点Ｅの座標を取得する座標取得機能と、前記取得した観測点Ｅの座標に対応する表示情報を、前記図面データを用いて算出する算出機能と、前記算出した表示情報で、前記現場に対応する表示情報を表示する表示画面の表示を更新する更新機能と、前記表示情報を更新した際の観測点Ｅの座標を表示座標として記憶手段に記憶させる表示座標記憶機能と、をコンピュータに実現させる測量端末プログラムであって、前記更新機能は、前記記憶手段に記憶させた表示座標から、前記取得した観測点Ｅの座標までの距離ｍが所定の閾値Ｔｈ以上である場合に、前記算出機能で算出した表示情報で前記表示画面の表示を更新する、ことを特徴とする測量端末プログラムを提供する。

本発明によれば、表示座標記憶手段に記憶した表示座標から観測点Ｅの座標までの距離ｍが所定の閾値Ｔｈ以上である場合に、算出した表示情報で表示画面の表示を更新するので、表示情報の表示の更新をより効率的に行うことができる。

測量端末装置を使用した測量システムを説明するための図である。 測量端末装置の構成図である。 トータルステーションの構成図である。 路線データに基づく斜視図と、任意点での出来形管理の説明図である。 任意点での出来形管理、任意断面の出来形管理による画面表示例の説明図である。 測量端末処理の手順を説明するフローチャートである。 測量端末装置の表示画面を表す説明図である。

（１）実施形態の概要
本実施形態の測量端末装置１は、トータルステーション４から送信されるターゲット３の位置情報を使用して、建設施工現場における観測（計測）作業を効率的に行うための端末である。すなわち、測量端末装置１は、トータルステーション４から送信されるターゲット３の位置情報については所定周期毎に受信するが、受信した所定周期毎には、表示情報の算出や表示の更新を行わず、前回の表示更新を行った地点（表示位置）を基準として、表示位置から所定距離だけ移動した時点で表示情報の算出や算出した表示情報の更新を行う。
所定距離は、目標点が無い場合には、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の各々に対する共通の閾値Ｔｈ＝１ｃｍが規定されている。
一方、目標点がある場合には、目標点からの離間距離Ｌが大きくなるほど大きな閾値Ｔｈが規定されている。
このように、本実施形態によれば、ターゲット３が現在の表示位置から閾値Ｔｈだけ移動した時点で表示情報の算出、表示の更新を行い、それ以前の僅かな移動に対しては算出、更新を行わないので、処理の効率化や表示画面のちらつきを回避することができる。
特に、目標点から離れた地点での閾値Ｔｈが大きく設定されることで、より効率的な処理とすることができる。

表示情報としては、例えば、設計データで指定される位置や任意点における出来形観測（出来形管理観測）や、丁張り設置用の観測、逆打ち観測、横断観測などにおいて画面表示対象となる情報である。具体的には、平面図や横断面に表示した設計点に対するターゲット３の表示位置や、指定された設計地点に対する距離情報や方向情報、基本設計データがある管理断面からの距離などの各種情報が対象である。
また表示位置（計測箇所）の横断面位置、中心線からの水平離れ、設計高さとの差、指定された対象点からの水平、高さの差等も表示対象として算出される。

（２）実施形態の詳細
図１は、本実施形態の測量端末装置１を利用した測量システムの構成を説明するための図である。
測量システムは、本実施形態の測量端末装置１と、作業者２によって測量点に配置されるターゲット３と、基準点や座標値が既知の地点（以下単に基準点という）上に三脚で設置されるトータルステーション４を用いて構成されている。
測量端末装置１は作業者２によって常時携帯可能であり、トータルステーション４は作業者２によって基準点上に設置され、ターゲット３は作業者２によって測量点上に配置および支持される。
なお、設置及び配置されたトータルステーション４とターゲット３について、次の値が既知である。即ち、トータルステーション４に対して、機器設置地点（基準点）の座標（Ｘ、Ｙ）と高度（Ｚ）、及び、トータルステーション４の高さＨが既知であり、ターゲット３に対して、ターゲット３に配設されているミラー（反射プリズム）の高さ（ｈ）が既知である。これら既知の値と、移動距離ｍに関する閾値Ｔｈ（ＴＬ０～ＴＬ３）が基礎パラメータ１３０としてＲＡＭ１３に保存される。

トータルステーション４は、１台の機械で角度（鉛直角、水平角）と斜距離とを同時に測定することができる電子式測距測角儀であり、ターゲット３の位置や地形や構造物の３次元情報を観測する。
トータルステーション４は、基準点に設置した三脚上に据えられ、基準点の鉛直上方に配置されるように位置調節がなされる。
トータルステーション４は、操作部（入力部）を備えており、この操作部の操作によって観測の実行が操作された場合、及び、測量端末装置１から送信される観測信号を受信した場合に、測量点上に配置され作業者２により支持されているターゲット３に対する観測を実行し、観測結果（水平角、鉛直角、斜距離）を測量端末装置１に送信する。
なお、トータルステーション４は、観測したターゲット３に対する角度と斜距離からターゲット３の座標値（ｘ、ｙ、ｚ）を算出して測量端末装置１に送信するようにしてもよい。

ターゲット３は、測量点上に配置され、トータルステーション４による観測が行われる間、作業者２によって支持される。ターゲット３にはトータルステーション４からの光を反射するためのミラー（反射プリズム）が取り付けられている。
トータルステーション４はターゲット３のミラーを対象として観測しているが、本実施形態の測量端末装置１では、受信した観測値と基礎パラメータ１３０を使用して、ターゲット３における先端位置の観測点Ｅの座標（ｘ、ｙ、ｚ）を算出している。
本明細書では、観測点Ｅの座標（ｘ、ｙ、ｚ）のことを、ターゲット３の位置やターゲット３の座標値として説明する。

測量端末装置１は、バッテリで駆動する携帯型のコンピュータであって、例えば、建設現場等での使用に耐えられるように強靱に作られたタブレット端末やスマホ等によって構成されている。
測量端末装置１には、測量に必要な各種のコンピュータプログラムがインストールされており、各プログラムを実行することにより、無線回線を介してトータルステーション４と通信し、トータルステーション４に対して観測実行信号を送信すると共に、トータルステーション４から送信される観測情報を取得する。

測量端末装置１とトータルステーション４との無線回線としては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）が使用され、測量現場にて、数メートルから数百メートルの距離（通常は１００ｍ～１５０ｍ程度）の無線通信を媒介する。
なお、本実施の形態では、無線方式としてＢｌｕｅｔｏｏｔｈを用いるが、これは一例
であって、Ｗｉ－Ｆｉ等の他の無線方式を用いてもよい。

図２は、測量端末装置１のハードウェア構成を説明するための図である。
測量端末装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３、入力部１４、出力部１５、通信制御部１６、記憶部１７などがバスラインで接続されて構成されている。
本実施形態では、タブレット端末等のコンピュータとしての機能を備えた汎用の端末装置に後述する現場計測プログラムを搭載および実行することで、汎用の端末装置を測量端末装置１として機能させているが、専用機として構成するようにしてもよい。
但し、汎用の端末装置を使用する場合、本実施形態で必要な、トータルステーション４との通信を行う通信制御部を備えていることが必要である。

ＣＰＵ１１は、各種記憶媒体に保存されたコンピュータプログラムに従って所定の情報処理を行う中央処理装置であって、バスラインを介してＲＯＭ１２～記憶部１７と協働して各種処理を行う。
具体的には、ＣＰＵ１１は、後述する現場計測プログラム１７１に従って、トータルステーション４から送信される観測情報から特定したターゲット３の位置が所定距離だけ移動したことを条件に、出来形観測や丁張り、逆打ち等の各種現場作業に対応した各種表示情報の計算や表示画面の作成更新などを行う。
ＲＯＭ１２は、読み取り専用のメモリであって、ＣＰＵ１１が動作する上での基本的なプログラムやパラメータが記憶されている。

ＲＡＭ１３は、読み書きが可能なメモリであって、ＣＰＵ１１が情報処理をする際のワーキングメモリとして機能する。例えば、ＲＡＭ１３には、現場計測プログラム１７１で使用される情報として、基礎パラメータ１３０、受信位置１３１、表示位置１３２、図面データ１３３が一時保存される。
基礎パラメータ１３０には、トータルステーション４の機器設置地点座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と高さＨ（図１参照）、ターゲット３に配設されたミラーの高さｈ、ターゲット３の移動距離ｍに対する閾値Ｔｈが保存される。

受信位置１３１は、トータルステーション４から所定周期で送信される観測情報から算出したターゲット３の観測点Ｅの座標（ｘ、ｙ、ｚ）が更新保存される。
表示位置１３２は、表示情報の更新を行った際における、観測点Ｅの座標（ｘ、ｙ、ｚ）が、表示位置の座標（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ）として保存される。具体的には、観測開始直後の場合、最初に算出した観測点Ｅの座標が保存され、それ以後は、ターゲット３の観測点Ｅにおける座標と、表示装置１３２に保存されている座標との差（各値ｘ、ｙ、ｚ毎に判断）が閾値Ｔｈ以上である場合に、当該観測点Ｅの座標で更新される。
図面データ１３３は、後述する基本設計データ１７２から作業者２によって選択された、当該現場に対応した図面データが保存される。

入力部１４は、タッチパネル１４１及び、電源ボタン（図示しない）などの各種入力デバイスを備えており、作業者２からの入力操作を受け付ける。
タッチパネル１４１は、表示画面の上に形成されており、表示画面１５０に表示されたメニューボタンや文字ボタンなどを作業者２が触れるなどして選択すると、当該選択した表示に対応する入力がＣＰＵ１１に対してなされるようになっている。

出力部１５は、例えば、液晶パネルなどの表示デバイスを用いた表示画面１５０を備えている。
本実施形態の表示画面１５０には、各種操作メニューを表示するメイン画面、作業現場に対応する地図データを選択する地図選択画面、選択された地図（平面図、断面図）と共に、受信した観測情報と地図データとから作成した各種表示情報を表示する。
通信制御部１６は、無線回線の電波を送受信するアンテナを備えており、これを駆動してトータルステーション４と無線通信を行う。
通信制御部１６には、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈに加えて、Ｗｉ－Ｆｉ、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や携帯電話網などの他の無線回線を利用する機能を備えることも可能である。

記憶部１７は、例えば、ハードディスクや半導体記憶装置によって構成された大容量の記憶装置（記憶媒体）を備えており、現場計測プログラム１７１等の各種プログラムや、基本設計データ１７２等の各種データが保存されている。
現場計測プログラム１７１は、本実施形態における現場計測処理において、トータルステーション４と通信して測量データ（観測結果）を記録するプログラムである。

基本設計データ１７２は、設計図書に規定されている工事目的物の形状、出来形管理対象項目、工事基準点情報及び利用する座標系情報などが保存される。この基本設計データ１７２は、設計成果の線形計算書、平面図、縦断面図及び横断面図から３次元データ化したもので、ＣＡＤ等で作成された設計値の情報であり、通信や所定の記憶媒体を介して取得し、保存される。
基本設計データ１７２は、例えば、工事目的物の形状データとして、道路中心線形、法線、出来形横断面形状を表す管理横断面線等を定義する構成点（設計情報が決定している点）の座標情報等から構成されている。

図４に示した路線データによる斜視図の例では、法線ｐ、ｑ、ｒ、ｔ、ｕ、道路中心線形ｓと、各管理横断面線Ｄ０～Ｄ２…（横断面Ｎｏ．０～Ｎｏ．２…）との交点を構成点として、各構成点の座標値（ｘ、ｙ、ｚ）が定義されている。
すなわち、基本設計データ１７２には、法線ｐ上の構成点Ｐ０～Ｐ２…、法線ｑ上の構成点Ｑ０～Ｑ２…、法線ｒ上の構成点Ｒ０～Ｒ２…、法線ｔ上の構成点Ｔ０～Ｔ２…、法線ｕ上の構成点Ｕ０～Ｕ２…、及び道路中心線形ｓ上の構成点Ｓ０～Ｓ２…等が保存される。
なお、横断面Ｎｏ．０に対応する各法線と道路中心線形の構成点Ｐ０、Ｑ０、Ｒ０、Ｔ０、Ｕ０、Ｓ０が各平面線形の起点である。

図３はトータルステーション４のハードウェア構成を説明するための図である。
トータルステーション４は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、入力部４４、出力部４５、通信制御部４６、記憶部４７、測量部４８などがバスラインで接続されて構成されている。
ＣＰＵ４１～記憶部４７の構成は、ＣＰＵ１１～記憶部１７と同様である。

トータルステーション４は、測量端末装置１からの観測実行の指示信号を通信制御部４６で受信すると、測量点に配設したターゲット３に対する観測を実行し、観測結果を測量端末装置１に送信するようになっており、そのための観測プログラムが記憶部４７に保存されている。
測量部４８は、例えば、レンズなどの光学装置やレーザ装置、これらを駆動する駆動装置、測量値の検出機構などを備え、測量対象を測量して測量値を検出する。
測量部４８は、観測プログラムにより、例えば、通常の観測モード、目標を自動追尾する自動追尾モード等の各種モードで動作することができる。
本実施形態のトータルステーション４における測量部４８は、ターゲット３を自動追尾しながら、ターゲット３に対して所定周期（例えば、２０Ｈｚ）で光を照射し、その反射光に基づく観測結果（水平角、鉛直角、斜距離）を測量端末装置１に送信する。

以上のように構成された測量システムにおける、現場計測の処理について次に説明する。
最初に、出来形管理において、ターゲット３の位置に対応する、任意断面（横断面）の決定方法について図４を参照して説明する。
図４に示すように、作業者２のターゲット３が、出来形横断面形状を表す管理横断面線Ｄ１とＤ２の間にあり、ターゲット３の観測点Ｅの座標が（ｘ、ｙ、ｚ）である場合について説明する。
なお、観測点Ｅは、ターゲット３が距離の閾値Ｔｈ以上移動することで、表示情報の更新条件を満たした位置にあるものとする。
また、図４に表示された斜視図は、基本設計データ１７２に基づいて表示された、ＣＡＤ等で作成された設計値に基づいて表示されている。一方、図４のターゲット３の観測点Ｅは、実際の現場位置（出来形上に設置された位置）を示している。

最初に、測量端末装置１は、観測点Ｅから道路中心線形ｓに直交する垂線ａを求め、当該垂線ａと道路中心線形ｓとの交点を求め、この交点を任意構成点Ｓ１２とする。
次に、道路中心線形ｓを軸として断面間で比例的に変化するものとして増加、減少分を断面間距離で比例計算して配分して断面形状を求める。
具体的には、求めた任意構成点Ｓ１２を挟む道路中心線形ｓ上の２つの構成点Ｓ１と構成点Ｓ２を決定し、構成点Ｓ１から構成点Ｓ２までの距離Ｓ１Ｓ２と、構成点Ｓ１から任意構成点Ｓ１２までの距離Ｓ１Ｓ１２から、比（Ｓ１Ｓ１２／Ｓ１Ｓ２）を求める。
次に、構成点Ｓ１と構成点Ｓ２を通る管理横断面線Ｄ１、Ｄ２と各法線ｐ、ｑ、ｒ、ｔ、ｕとの交点位置の構成点Ｐ１、Ｐ２、構成点Ｑ１、Ｑ２、構成点Ｒ１、Ｒ２、構成点Ｔ１、Ｔ２、構成点Ｕ１、Ｕ２を求め、各構成点間の距離Ｐ１Ｐ２、距離Ｑ１Ｑ２、距離Ｒ１Ｒ２、距離Ｔ１Ｔ２、距離Ｕ１Ｕ２を求める。
そして、構成点Ｐ１から、構成点Ｐ２方向に向かって、距離Ｐ１Ｐ２×（Ｓ１Ｓ１２／Ｓ１Ｓ２）を加えた地点を法線ｐ上の任意構成点Ｐ１２に決定する。
同様に、法線ｑ上の任意構成点Ｑ１２、法線ｒ上の任意構成点Ｒ１２、法線ｔ上の任意構成点Ｔ１２、法線ｕ上の任意構成点Ｕ１２を決定する。
最後に、求めた各任意構成点Ｐ１２、Ｑ１２、Ｒ１２、Ｓ１２、Ｔ１２、Ｕ１２を結ぶ仮想線（図４では点線で示す）を任意管理横断面線Ｄ１２とする。

なお、道路中心線形ｓが定義されている場合を例に説明したが、道路中心線形ｓが定義されていない場合には、観測点Ｅからの距離が最も短い法線を決定し、当該法線に直交する垂線ａとの交点を最初に決定する任意構成点とするようにしてもよい。例えば、図４に示す道路中心線形ｓが仮に存在しないものとした場合、観測点Ｅからの距離が最も短い法線として法線ｔが選択され、任意構成点Ｔ１２が最初に決定される。

図５は、観測点Ｅが示す任意点での出来形管理、任意断面の出来形管理により画面表示の対象となる表示情報を示したものである。
図５（ａ）（ｂ）は、任意点での高さの差を確認する機能について、異なる断面に対して表している。
図５（ａ）に示すように、図４で説明した方法により求めた、断面形状が画面表示されるとともに、観測点Ｅの位置が画像表示されている。
断面位置１５２が「Ｎｏ．１＋１４．３３２」と表示されることにより、表示している断面が、横断面Ｎｏ．１の管理横断面線Ｄ１から管理横断面線Ｄ２の方向に１４．３３２ｍだけ離れた断面であること、及び、当該表示断面が任意管理横断面線Ｄ１２によることが解る。

また、設計箇所（観測点Ｅ）における、中心線（任意構成点Ｓ１２を通る、道路中心線形ｓ）からの水平離れΔＷと、設計高さとの差ΔＨが表示されている。
設計高さは、観測点Ｅから下ろした鉛直線と、求めた任意管理横断面線Ｄ１２との交点までの高さである。
以上の通り、任意点での出来形管理では、断面形状、観測点Ｅの位置、断面位置１５２、水平離れΔＷ、設計高さとの差ΔＨが、表示情報として算出され表示される。
なお、図５には示していないが、観測点Ｅから、最も近い面に下ろした垂線の交点までの距離を「垂直離れ」として表示することも可能である。観測点Ｅに最も近い面は、図５（ａ）の場合には左側の面が該当する。一方、図５（ｂ）の場合には下側の面が該当し、この場合の垂直離れは、設計高さとの差ΔＨと同じになる。

図５（ｂ）の例では、（ａ）の場合に比べて、ターゲット３の位置が管理横断面線Ｄ１から離れた位置で、道路脇の斜面上から道路上の位置に移動した状態である。
すなわち、断面位置１５２が「Ｎｏ．１＋１５．３１２」と表示され、図５（ａ）の場合よりも管理横断面線Ｄ１から離れた位置に移動していることが解る。
また、観測点Ｅの表示位置も、斜面上から道路上に移動している。
なお、表示対象となる表示情報については（ａ）と同じである。

図５（ｃ）の例では、（ｂ）の画面において、観測点Ｅに対応する任意断面（任意管理横断面線Ｄ１２による横断面）の出来形管理を行うために、作業者２が対象となる任意構成点Ｔ１２を目標点として指定した場合を表している。
図５（ｃ）では、任意構成点Ｔ１２が指定された目標点であることを明示するために、二重丸で表示している。
そして、計測箇所の対象点（目標点）から、観測点Ｅまでの水平の差（離れ）ΔＷと、高さの差ΔＨが表示されている。これにより、目標点における実際の道路形状は、差ΔＷ、差ΔＨだけズレていることを示す情報を収集することができる。
また、断面位置１５２としては、「Ｎｏ．１＋１５．３１２」と表示されている。

なお、出来形管理や丁張りにおいて指定された目標点は、法線（又は道路中心線形）と任意管理横断面線との交点である。従って、観測点Ｅが移動すると目標点も当該法線等上で移動する。
図４の例で説明すると、作業者２が管理横断面線Ｄ１２上の任意構成点Ｔ１２を目標点として指定した場合、任意構成点Ｔ１２に対応する法線ｔも指定される。そして、ターゲット３の移動に伴い、画面表示される管理横断面線Ｄ１２も形状を変えながら変化するため、指定された法線ｔと変化後の管理横断面線Ｄ１２との交点が新たな任意構成点Ｔ１２が目標点となる。

次に、測量端末装置１による、測量端末処理について説明する。
前提として、作業者２やその補助者によって、トータルステーション４が、基準点（基準点及び、座標が既知の点）に設置されているものとする。既知の点は、トータルステーション４を後方交会法を用いて任意の位置に設置した地点である。

図６は測量端末処理の手順を説明するフローチャートである。
測量端末装置１のＣＰＵ１１は、最初に観測準備を行う（ステップ１０）。即ちＣＰＵ１１は、トータルステーション４の基準点座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と高さＨ、ターゲット３のミラー高さｈ、移動距離ｍの閾値Ｔｈ（ＴＬ０～ＴＬ３）を取得し、ＲＡＭ１３の基礎パラメータ１３０に保存する。
また、ＣＰＵ１１は、作業者２による画面操作によって選択された図面データを基本設計データ１７２から読込み、ＲＡＭ１３の図面データ１３３に保存する。

次に、ＣＰＵ１１は、作業者２の観測を開始ボタンの画面操作に基づいて、観測信号をトータルステーション４に送信する（ステップ１２）。これにより、トータルステーション４からは、ターゲット３の位置が自動追尾され、所定周期で観測結果（水平角、鉛直角、斜距離）が測量端末装置１に送信される。
以後、ＣＰＵ１１は、所定周期で送信される観測結果を受信し、ＲＡＭ１３に更新保存する（ステップ１４）。
次にＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３に保存した観測結果と、基礎パラメータ１３０とから、観測されたターゲット３の観測点Ｅの座標（ｘ、ｙ、ｚ）を算出し（ステップ１６）、算出した座標（ｘ、ｙ、ｚ）でＲＡＭ１３の受信位置１３１を更新する（ステップ１８）。

次いでＣＰＵ１１は、ターゲット３の移動距離ｍ（Δｘ、Δｙ、Δｚ）が閾値Ｔｈ以上になったか否かを判断する（ステップ２０）。
すなわち、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３から表示位置１３２の座標位置（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ）から受信位置１３１の座標（ｘ、ｙ、ｚ）までの座標軸毎の移動距離ｍ（ｘ軸方向の移動距離Δｘ、ｙ軸方向の移動距離Δｙ、ｚ軸方向の移動距離Δｚ）を求め、各々を閾値Ｔｈと比較し、少なくとも１つが閾値Ｔｈ以上であるか否かを判断する。

ここで、ターゲット３の移動距離ｍに対する閾値Ｔｈについて説明する。
移動距離ｍの閾値Ｔｈは、作業者２によって指定された対象点や設計地点等の目標点が無い場合には、閾値Ｔｈは、ＴＬ０＝ｎ（＝１ｃｍ）が規定されている。
従って目標点が無い場合、ターゲット３が、各ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の何れかの方向に１ｃｍ以上移動している場合に、後述する横断面図などの表示情報の更新が行われる。

一方、目標点が指定されている場合、当該目標点からの離間距離Ｌに応じて閾値Ｔｈが規定され、離間距離Ｌが大きい（離れている）ほど大きな値に規定されている。
すなわち、本実施形態では、次の通り規定されている。
離間距離ＬがＬ１（例えば、Ｌ１＝１ｍ）以上である場合には、閾値ＴＬ１（例えば、ＴＬ１＝１０ｃｍ）である。
離間距離ＬがＬ１未満で、Ｌ２（例えば、Ｌ２＝１０ｃｍ）以上の場合には、閾値ＴＬ２（例えば、ＴＬ２＝１ｃｍ）である。
離間距離ＬがＬ３（例えば、Ｌ３＝１０ｃｍ）未満の場合には、閾値Ｌ３（例えば、ＴＬ３＝１ｍｍ）である。
以上の各閾値Ｔｈ＝ＴＬ１、ＴＬ２、ＴＬ３についても、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向毎に同じ閾値Ｔｈの値が規定される。

このように、本実施形態によれば、ターゲット３が現在の表示位置から閾値Ｔｈだけ移動した時点で表示情報の算出、表示の更新を行い、それ以前の僅かな移動に対しては算出、更新を行わないので、処理の効率化や表示画面のちらつき回避をすることができる。
特に、目標点がある場合、目標点に近いほどターゲット３の位置を微調整するために頻繁に画面確認を行う必要が高く、逆に目標点から離れる程大まかな距離と方向を確認できれば良いため画面確認の頻度は低くなる。

各座標軸の移動距離ｍ（Δｘ、Δｙ、Δｚ）の全てが閾値Ｔｈ以下である場合（ステップ２０；Ｎ）、ＣＰＵ１１は、ターゲット３の作業者２に有効な情報を提供できる程度には移動していないと判断して、ステップ２６に移行して観測終了の指示がだされているか判断し、処理の終了が指示されていなければ（ステップ２６；Ｎ）、ステップ１４の観測結果の受信処理に戻り、処理を繰返す。
一方、各座標軸の移動距離ｍ（Δｘ、Δｙ、Δｚ）の少なくとも１つが閾値Ｔｈ以上である場合（ステップ２０；Ｙ）、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３の表示位置１３２（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ）の値を、受信位置１３１（ｘ、ｙ、ｚ）の値で更新する。

次に、ＣＰＵ１１は、表示位置１３２に対する表示更新処理を行う（ステップ２４）。
すなわち、ＣＰＵ１１は、ステップ２２で更新した、新しい表示位置（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ）１３２（＝最新の観測点Ｅ＝受信位置１３１）における、表示更新処理を行う。
具体的な表示更新処理としては次の通りである。
測量端末装置１の表示画面１５０において、現場計測として任意点での出来形管理が作業者２によって選択されている場合であれば、図４、図５で説明した、各種表示情報が算出され、画面表示される。すなわち、観測点Ｅ（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ）における任意管理横断面線（図４の場合のＤ１２）と、その横断面、横断面上での観測点Ｅの位置、断面位置１５２、水平離れΔＷ、垂直離れ、設計高さとの差ΔＨが、表示情報として算出され、表示画面１５０に表示される。

一方、表示画面１５０で丁張りが選択されている場合も、出来形管理と同様に観測点Ｅにおける横断面が丁張りの対象となる横断面が算出、表示されると共に、観測点Ｅの位置（表示位置１３２の座標位置）が画像表示される。
なお、丁張りの場合には、出来形管理における作業者２が指定した目標点と同様に、丁張りをする任意管理横断面線（図４の場合、Ｄ１２）上の位置（丁張り位置）が決まっている。従って、ＣＰＵ１１は、当該丁張り位置に対する観測点Ｅの水平離れ、垂直離れ、鉛直離れ等も算出、表示される。

図７は、測量端末装置１の表示画面１５０の具体的表示状態として、出来形管理の画面を表したもので、（ａ）は観測点Ｅにおける横断面図を表示した状態、（ｂ）は平面図を表した状態の接続である。
図７（ａ）に示すように、表示画面１５０の条件欄１５１には、現場計測の対象が出来形管理における「点検・検査」であることが表示される。
条件欄１５１には、現場計測の対象に応じて、他に「丁張り」、「逆打ち」等が表示される。

断面位置１５２には、図５で説明したように、表示対象となっている断面図の位置が表示されている。すなわち、図７（ａ）の例では、「Ｎｏ．０＋０．２４３」と表示されている。これは、表示している横断面が、横断面Ｎｏ．０の管理横断面線Ｄ０から管理横断面線Ｄ１の方向に０．２４３ｍだけ離れた断面であることを表している。
表示選択欄１５３は、図面欄１５４に表示する図面を選択するための選択ボタンが表示されている。「横断」ボタンの選択により、観測点Ｅに対する横断面図が表示され（図７（ａ））、「平面」ボタンの選択により平面図が表示される（図７（ｂ））。

図面欄１５４には、指定された横断面図、平面図が表示される。
図７（ａ）の横断面図では、図４、図５で説明したように、観測点Ｅに対応する横断面を表す任意管理横断面線Ｄ０１が表示されると共に、各任意構成点Ｐ０１、Ｑ０１、Ｒ０１、…が表示される。なお、図７（ａ）の表示例では、任意構成点Ｒ０１が、道路中心線形上に位置している。
また、観測点Ｅの位置も表示されている。
なお、図４、５では斜面の脇に道路を敷設する現場について表しているのに対し、図７の図面欄１５４には、河川脇の土手（堤）の現場について表している。

表示情報欄１５５には、観測点Ｅとの関係を示す情報を表示する、垂直離れ、ＣＬ離れ、上下方向、左右方向、設計、実測用の各欄が表示される。
「垂直離れ」には、観測点Ｅから、最も近い面（図７の例では、右側の斜面）におろした垂線の交点までの距離（図７（ａ）の例では０．０５２ｍ）、上下の方向（同、下）が表示される。
なお、「垂直離れ」に代えて／加えて、図５（ａ）、（ｂ）で説明した、計測箇所（観測点Ｅ）における設計高さとの差ΔＨに対応する「鉛直離れ」を表示するようにしてもよい。

「ＣＬ離れ」は、図５（ａ）、（ｂ）で説明した、中心線からの水平離れΔＷに対応する距離（図７（ａ）の例では０．３２５ｍ）、左右方向（同、右）が表示される。
「左右方向」と「上下方向」は、図５（ｃ）で説明したように、目標点が選択された場合に、観測点Ｅから目標点までの距離と方向が表示される。図７の例では、目標点が選択されていないので、「左右方向」（上側の欄）と「上下方向」（下側の欄）には「？」と、距離欄には「－．－」が表示されている。
「左右方向」の距離と方向は、平面図で表されたｘｙ座標上の距離と、左右方向を示す矢印が表示される。
「上下方向」の距離と方向は、観測点Ｅから目標点までの高さの差と、上下方向を示す矢印が表示される。

「設計」欄は、目標点が選択された場合に当該目標点の各座標値が表示される。図７の例では、目標点が選択されていないので、「－．－」が表示されている。
「実測」欄は、観測点Ｅの座標で、ＲＡＭ１３の表示位置１３２の座標値（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ）が表示される。
操作ボタン欄１５６には、「設定」、「接続」、「自動追尾」、…戻るボタン、メイン画面ボタン等の各操作ボタンが表示されている。

図６に戻り、表示情報の算出と表示画面１５０の更新処理（ステップ２４）が終了した後、ＣＰＵ１１は、作業者２によって処理の終了が指示されたか否かを判断する（ステップ２６）。
終了指示がされていなければ（ステップ２６；Ｎ）、ＣＰＵ１１は、ステップ１４の観測結果の受信処理に戻り、処理を繰返す。
一方、終了指示がされた場合（ステップ２６；Ｙ）、ＣＰＵ１１は測量端末処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、画面に表示している表示情報を算出する元になった現在位置（表示位置１３２の座標位置）と、新たに取得した現在位置（受信位置１３１の座標位置）との距離が所定の閾値Ｔｈ以上になった場合に、新たに取得した現在位置に基づく表示情報の算出と表示の更新を行うので、表示情報の算出や表示の更新をより効率的に行うことができると共に、頻繁更新による画面のちらつきを抑制することができる。

以上、測量端末装置１の構成および動作について説明したが、あくまで実施形態の説明であり、本発明としては各種変形をすることが可能である。
例えば、説明した実施形態では、測量端末装置１において表示情報の算出と表示画面の更新については、共にトータルステーション４から観測結果を受信する所定周期とは別に、ターゲット３の移動距離ｍに基づいて行う場合について説明した。
これに対し、表示情報の算出についてはトータルステーション４から観測結果を所定周期で受信する毎に行い、ターゲット３の移動距離ｍが閾値Ｔｈ以上である場合に、表示画面の更新を行うようにしてもよい。

また、トータルステーション４から受信した観測結果に基づいて、観測点Ｅの座標（ｘ、ｙ、ｚ）を算出しているが、他の方法で観測点の座標（ｘ、ｙ、ｚ）を取得するようにしてもよい。
例えば、高精度のＧＰＳ受信装置をターゲット３に搭載し、ターゲット３から座標（ｘ、ｙ、ｚ）を取得するようにしてもよい。
また、測量端末装置１が構成度のＧＰＳ受信装置を搭載するようにしてもよい。
なお、ＧＰＳ受信装置では、観測精度を上げるための補正手段等を備えることが好ましい。

更に、実施形態では、ターゲット３の移動距離ｍが閾値Ｔｈ（ＴＬ０～ＴＬ３）以上移動したか否かの判断をする際に、座標軸ｘ、座標軸ｙ、座標軸ｚ毎の移動距離ｍ（Δｘ、Δｙ、Δｚ）の何れかが閾値Ｔｈ以上であるか否かを判断する場合について説明した。
これに対して、表示位置（ｘｄ、ｙｄ、ｚｄ）と受信位置（ｘ、ｙ、ｚ）との距離が閾値Ｔｈ以上になったか否かを判断するようにしてもよい。

１ 測量端末装置
２ 作業者
３ ターゲット
Ｅ 観測点
４ トータルステーション
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１３０ 基礎パラメータ
１３１ 受信位置
１３２ 表示位置
１３３ 図面データ
１４ 入力部
１４１ タッチパネル
１５ 出力部
１５０ 表示画面
１５１ 条件欄
１５２ 断面位置
１５３ 表示選択欄
１５４ 図面欄
１５５ 表示情報欄
１５６ 操作ボタン欄
１６ 通信制御部
１７ 記憶部
１７１ 現場計測プログラム
１７２ 基本設計データ
ｐ、ｑ、ｒ、ｔ、ｕ 法線
ｓ 道路中心線形
Ｐ０…、Ｑ０…、Ｒ０…、Ｓ０…、Ｔ０…、Ｕ０… 構成点
Ｐ１２、Ｑ１２、Ｒ１２、Ｓ１２、Ｔ１２、Ｕ１２ 任意構成点
Ｄ１、Ｄ２、… 管理横断面線
Ｄ１２ 任意管理横断面線

Claims (10)

1. 現場計測の対象となる現場に対応し、設計値である構成点の座標を含む図面データを取得するデータ取得手段と、
   前記現場に対応する表示情報を表示する表示画面と、
   ターゲットの観測点Ｅの座標を取得する座標取得手段と、
   前記取得した観測点Ｅの座標に対応する表示情報を、前記図面データを用いて算出する算出手段と、
   前記算出した表示情報で、前記表示画面の表示を更新する更新手段と、
   前記表示情報を更新した際の観測点Ｅの座標を表示座標として記憶する表示座標記憶手段と、を備え、
   前記更新手段は、前記表示座標記憶手段に記憶した表示座標から、前記取得した観測点Ｅの座標までの距離ｍが所定の閾値Ｔｈ以上である場合に、前記算出手段で算出した表示情報で前記表示画面の表示を更新する、
   ことを特徴とする測量端末装置。
2. 前記算出手段は、前記表示座標記憶手段に記憶した表示座標から、前記取得した観測点Ｅの座標までの距離が所定の閾値Ｔｈ以上である場合に、当該観測点Ｅの座標に対応する表示情報を算出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の測量端末装置。
3. 前記所定の閾値Ｔｈは、作業者によって指定された対象点や設計地点等の目標点が無い場合、一定値ＴＬ０である、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の測量端末装置。
4. 前記所定の閾値Ｔｈは、作業者によって対象点や設計地点等の目標点が指定されている場合、当該目標点から観測点Ｅまでの離間距離Ｌに応じて、当該離間距離Ｌが大きいほど大きい閾値が使用される、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の測量端末装置。
5. 前記閾値Ｔｈは、
   離間距離Ｌが１ｍ以上である場合、閾値ＴＬ１＝１０ｃｍ、
   離間距離Ｌが１ｍ未満、１０ｃｍ以上である場合、閾値ＴＬ２＝１ｃｍ、
   離間距離Ｌが１０ｃｍ未満、１ｃｍ以上である場合、閾値ＴＬ３＝１ｍｍ、
   を使用する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の測量端末装置。
6. 前記更新手段は、前記図面データにおける、座標軸ｘ、座標軸ｙ、座標軸ｚ毎の移動距離（ｍ＝Δｘ、Δｙ、Δｚ）の少なくとも１つが前記閾値Ｔｈ以上である場合に、前記算出手段で算出した表示に更新する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちの何れか１の請求項に記載の測量端末装置。
7. 前記更新手段は、前記表示座標記憶手段に記憶した表示座標と、前記取得した観測点Ｅの座標との距離ｍが所定の閾値Ｔｈ以上である場合に、前記算出手段で算出した表示に更新する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちの何れか１の請求項に記載の測量端末装置。
8. 前記算出手段は、前記表示情報として、観測点Ｅにおける任意管理横断面線、任意管理横断面線の横断面、横断面上での観測点Ｅの位置、断面位置、任意管理横断面線と観測点Ｅの距離、のうちの少なくとも１つを算出する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項７のうちの何れか１の請求項に記載の測量端末装置。
9. 前記対象となる現場計測は、出来形観測、丁張り設置用の観測、逆打ち用の観測、横断観測のうちの少なくとも１つを対象とする、
   ことを特徴とする請求項１から請求項８のうちの何れか１の請求項に記載の測量端末装置。
10. 現場計測の対象となる現場に対応し、設計値である構成点の座標を含む図面データを取得するデータ取得機能と、
    ターゲットの観測点Ｅの座標を取得する座標取得機能と、
    前記取得した観測点Ｅの座標に対応する表示情報を、前記図面データを用いて算出する算出機能と、
    前記算出した表示情報で、前記現場に対応する表示情報を表示する表示画面の表示を更新する更新機能と、
    前記表示情報を更新した際の観測点Ｅの座標を表示座標として記憶手段に記憶させる表示座標記憶機能と、をコンピュータに実現させる測量端末プログラムであって、
    前記更新機能は、前記記憶手段に記憶させた表示座標から、前記取得した観測点Ｅの座標までの距離ｍが所定の閾値Ｔｈ以上である場合に、前記算出機能で算出した表示情報で前記表示画面の表示を更新する、
    ことを特徴とする測量端末プログラム。

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