KR20180051388A - 측량 방법 및 측량 장치 - Google Patents

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Abstract

(과제) 측량 대상이 되는 벽면에 뒤틀림이나 요철이 있어도 그 벽면을 정확하게 특정할 수 있다.
(해결 수단) 벽면 상에 있는 제 1~제 4 점의 좌표를 구하는 제 1 공정; 제 1, 제 2, 및 제 3 점을 포함하는 제 1 면, 제 2, 제 3, 및 제 4 점을 포함하는 제 2 면, 제 3, 제 4, 및 제 1 점을 포함하는 제 3 면, 및 제 4, 제 1, 및 제 2 점을 포함하는 제 4 면을 특정하는 제 2 공정; 제 1 면과 제 4 점의 제 4 거리(δ4), 제 2 면과 제 1 점의 제 1 거리(δ1), 제 3 면과 제 2 점의 제 2 거리(δ2), 및 제 4 면과 제 3 점의 제 3 거리(δ3)를 구하는 제 3 공정; 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 거리(δ1~δ4) 중 최대값(δmax)을 평가값으로 하는 제 4 공정; 평가값(δmax)이 미리 결정된 역치(δth) 미만인 경우, 상기 제 1~제 4 면 중 어느 하나를 상기 벽면을 특정하는 특정면으로 하는 제 5 공정을 갖는 측량 방법.

Description

측량 방법 및 측량 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SURVEY}
본 발명은 측량 방법 및 측량 장치, 특히 건물 또는 구조물의 벽면 또는 면 부분을 정확하게 특정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재 논 프리즘식 토탈 스테이션이 각종 측량에 이용되고 있다. 이 토탈 스테이션을 이용하면 높은 장소에 있는 관측점도 발판을 설치하는 일 없이 간단히 또한 고정밀도로 측량할 수 있다.
논 프리즘식 토탈 스테이션은 관측점을 향해 조사한 레이저광의 반사광을 이용하는 것이다. 그러나, 예를 들면 건물의 코너(각부)에 대해서는 거기로부터의 반사광을 얻을 수 없기 때문에 코너의 좌표를 정확하게 얻을 수 없다. 그 때문에 종래 코너의 극히 근방의 벽면 상에 관측점을 형성하고, 그 관측점의 좌표를 코너의 좌표로 간주하는 것이 행해지고 있었다. 그러나, 얻어지는 관측점의 좌표는 정확하게 코너의 좌표를 특정하는 것이 아니다.
또한, 논 프리즘식 토탈 스테이션을 사용하여 1개의 평탄한 면을 특정하는 것이 요구되는 장면이 있다. 예를 들면, 건물의 벽면에 발생한 크랙의 분포를 그 3차원 좌표 데이터와 함께 나타내는 경우, 벽면 그것을 특정하는 데이터가 필요하다. 그러나, 현실의 벽면은 완전히 평탄한 면이 아니고 경년 열화에 따라 발생한 요철을 포함하는 경우가 있다. 그 때문에 벽면 상의 예를 들면 3점을 관측하고, 그들의 좌표 데이터로부터 특정된 벽면(구체적으로는 면 방정식)이 현실의 벽면을 정확하게 나타내고 있다고는 말하기 어려운 경우가 있다.
일본특허공개 2004-333211호 공보 일본특허공개 2010-85311호 공보
그래서, 본원 발명은 예를 들면 논 프리즘식 토탈 스테이션을 사용하여 관측된 면 데이터가 현실의 벽면을 정확하게 반영하고 있는지 아닌지를 평가하는 방법과 장치, 또한 면이 코너(각부)나 엣지(가장자리부)를 포함하는 경우, 그들 코너나 엣지의 좌표를 정확하게 계측하는 방법을 제공하는 것이다.
그 때문에, 본 발명의 실시형태에 의한 측량 방법(면 측량)은,
1개의 벽면 상 에 있는 제 1~제 4 점의 좌표를 구하는 제 1 공정과,
상기 제 1 공정에 계속하여 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 점을 포함하는 제 1 면, 상기 제 2, 제 3, 및 제 4 점을 포함하는 제 2 면, 상기 제 3, 제 4, 및 제 1 점을 포함하는 제 3 면, 및 상기 제 4, 제 1, 및 제 2 점을 포함하는 제 4 면을 특정하는 제 2 공정과,
상기 제 2 공정에 계속하여 상기 제 1 면과 상기 제 4 점의 제 4 거리(δ4), 상기 제 2 면과 상기 제 1 점의 제 1 거리(δ1), 상기 제 3 면과 상기 제 2 점의 제 2 거리(δ2), 및 상기 제 4 면과 상기 제 3 점의 제 3 거리(δ3)를 구하는 제 3 공정과,
상기 제 3 공정에 계속하여 상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 거리(δ1~δ4) 중 최대값(δmax)을 평가값으로 하는 제 4 공정과,
상기 제 4 공정에 계속하여 상기 평가값(δmax)이 미리 결정된 역치(δth) 미만인 경우, 상기 제 1~제 4 면 중 어느 하나를 상기 벽면을 특정하는 특정면으로 하는 제 5 공정을 갖는 것이다.
본 발명의 다른 형태에 의한 측량 방법은 상기 제 4 공정에 계속하여 상기 평가값(δmax)이 미리 결정된 역치(δth) 이상인 경우, 상기 제 1 공정으로 되돌아가는 제 6 공정을 갖는 것이다.
이상의 측량 방법에서는 논 프리즘식 토탈 스테이션을 사용하여 상기 제 1~제 4 점의 좌표를 구하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 형태에 의한 측량 방법은,
상기 벽면이 적어도 1개의 코너를 갖는 경우,
상기 논 프리즘식 토탈 스테이션에 대한 상기 코너의 방향각과 고도각을 요구하는 공정과,
상기 방향각, 상기 고도각, 및 상기 특정면으로부터 상기 각의 좌표를 구하는 공정을 갖는다.
본 발명의 다른 형태에 의한 측량 방법은,
상기 벽면이 적어도 1개의 엣지를 갖는 경우,
상기 엣지에 포함되는 적어도 2개의 제 1과 제 2 엣지 포인트 각각에 대해서 상기 논 프리즘식 토탈 스테이션에 대한 방향각과 고도각을 구하는 공정과,
상기 제 1과 제 2 엣지 포인트의 방향각 및 고도각과 상기 특정면으로부터 상기 제 1과 제 2 엣지 포인트의 좌표를 구하는 공정을 갖는다.
또한, 이상의 측량 방법 및 측량 장치에 있어서 「벽면」이란 평탄한 면을 말하고, 건물이나 구조물의 벽을 구성하고 있는 면뿐만 아니라 철탑 등의 공작물을 구성하는 부재의 면 부분을 포함하는 개념이다. 또한, 엣지 포인트는 엣지의 종단인 코너를 포함하는 개념이다.
(발명의 효과)
본 발명의 측량 방법 및 측량 장치에 의하면 측량 대상이 되는 벽면에 뒤틀림이나 요철이 있어도 그 벽면을 정확하게 특정할 수 있다. 또한, 본 발명의 측량 방법 및 측량 장치에 의하면 벽면이 코너나 엣지를 갖는 경우, 그들 코너나 엣지를 정확하게 특정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 측량 방법(면 측량)을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 토탈 스테이션에 탑재된 컴퓨터의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 측량 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 벽면의 뒤틀림을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 측량 방법(코너 측량, 엣지 측량)을 설명하는 도면이다.
도 6은 건물 벽면의 측량 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 철탑의 일부를 구성하고 있는 부재(산형강)와 거기에 설정된 관측점을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본원 발명의 측량 방법 및 측량 장치를 설명한다.
1. 개략 구성
도 1은 본 발명의 측량 방법에 사용하는 논 프리즘 방식의 토탈 스테이션(10)을 나타낸다. 토탈 스테이션(10)은 일반 토탈 스테이션과 마찬가지로 레이저를 사용하여 거리를 측정하는 측거 기능, 망원경의 시준방향(방향각, 고도각)을 측정하는 측각 기능, 측정된 거리와 각도를 사용하여 관측점(망원경의 시준점)의 3차원 좌표 데이터를 취득하는 좌표 연산 기능, 및 관측점의 3차원 좌표를 사용하여 각종 연산을 행하는 특수 기능을 갖는다.
이들의 기능을 실행하기 위해서 토탈 스테이션(10)은 삼각(三脚)에 고정되는 하부 구조(정준대)(11)와, 하부 구조(11)에 지지된 상부 구조(12)를 갖는다. 상부 구조(12)는 하부 구조(11)에 대해 연직축(V)을 중심으로 회전가능하다. 상부 구조(12)는 후술하는 입력 장치와 출력 장치를 일체화한 입출력부(13), 망원경(14) 등을 구비하고 있다. 망원경(14)은 상부 구조(12)에 대하여 연직축(V)에 직교하는 수평축(H)을 중심으로 회전가능하다. 망원경(14)의 시준축(C)은 수평축(H)에 직교하고, 연직축(V)과 수평축(H)의 교점을 통과한다. 이하, 이 교점을 「기준점」이라고 한다.
토탈 스테이션(10)은 컴퓨터를 내장하고 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이 컴퓨터(20)는 중앙 처리 장치(21)(제어 장치(22), 연산 장치(23)), 기억 장치(24), 주변 장치〔입력 장치(예를 들면, 텐 키, 펑션 키 등)(25), 출력 장치(예를 들면, 디스플레이, 외부 출력 단자)(26)를 구비하고 있다. 기억 장치(24)는 후술하는 연산 처리의 프로그램, 입력된 데이터, 각종 프로그램에 따라 계산된 데이터(중간 결과를 포함한다) 등을 기억한다. 연산 장치(23)는 입력된 데이터를 프로그램에 따라 연산 처리한다. 제어 장치(22)는 프로그램의 명령을 해독하고, 그 내용에 따라서 연산 장치(23), 기억 장치(24), 입력 장치(25), 및 출력 장치(26)에 지령을 출력한다.
실시형태에서는 토탈 스테이션(10)의 기억 장치에 후술하는 연산 프로그램 및 연산 결과를 기억한다. 토탈 스테이션의 외부 접속 단자에 외부 컴퓨터(예를 들면, 소위 퍼스컴이나 휴대단말)을 접속하고, 연산 프로그램, 연산 결과, 그 외의 측량에 필요한 데이터를 거기에 기억하여 표시시킬 수도 있다.
2. 측량의 종류
토탈 스테이션(10)을 사용하여 행해지는 각종 측량에는 평탄한 면(예를 들면, 건물의 벽면)을 특정하는 측량(이하, 「면 측량」이라고 한다)과, 그 평탄한 면의 코너(각부)나 엣지(가장자리부)를 특정하는 측량(이하, 각각 「코너 측량」, 「엣지 측량」이라고 한다)이 포함된다. 이하, 면 측량, 코너 측량, 및 엣지 측량 에 대하여 설명한다.
2. 1: 면 측량
면 측량을 건물의 벽면에 적용했을 경우를 예로 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이 측량의 대상이 되는 건물(31)은 외견상 평탄한 벽면(32)을 갖는 것으로 한다. 통상, 외견상 평탄한 벽면이어도 엄밀하게는 뒤틀림이나 요철을 갖는다. 예를 들면, 콘크리트 구조물의 경우, 뒤틀림은 형틀의 뒤틀림에 기인한다. 타일 외벽의 경우, 타일과 타일 사이의 줄눈이 함몰되게 된다. 따라서, 레이저(관측점)가 벽면의 함몰부나 돌기에 닿는 경우가 있고, 그 경우 벽면(32) 상의 3점의 좌표 데이터를 가지고 특정되는 면이 실제의 벽면(32)을 정확하게 나타내고 있다고는 말하기 어렵다. 이 문제에 대처하기 위해서 본 발명의 면 측량은 특정된 면이 실제의 벽면을 정확 또는 거의 정확하게 나타내고 있는지 아닌지를 판단하기 위한 평가 기능을 갖는다. 이하, 이 평가 기능을 면 측량과 함께 설명한다.
(1) 준비
면 측량에 있어서 오퍼레이터는 대상 건물(31)이 보이는 위치에 논 프리즘 방식의 토탈 스테이션(10)을 설치한다. 다음에 오퍼레이터는 토탈 스테이션(10)을 기동하고, 토탈 스테이션(10)의 기계점(x0, y0, z0')과, 기계점으로부터 기준점(h0)까지의 높이(기계 높이)를 구한다. 기계점의 좌표와 기계 높이로부터 기준점의 좌표(x0, y0, z0)(z0=z0'＋h0)를 계산할 수 있다.
(2) 계측(공정 1)
면 측량이 대상으로 하는 영역(벽면 전체 또는 벽면의 일부분)을 정하고, 상기 영역에 포함되는 4개의 계측점(P1(제 1 점), P2(제 2 점), P3(제 3 점), P4(제 4 점))을 망원경으로 시준하고, 4점의 좌표(x1, y1, z1), (x2, y2, z2), (x3, y3, z3), (x4, y4, z4)를 얻는다.
구체적으로는 오퍼레이터가 입출력부(13)의 면 측량 키(15)를 누른다. 이것에 의해 제어 장치(22)가 기억 장치(24)에 기억되어 있는 면 측량 프로그램이 기동한다. 다음에 오퍼레이터가 망원경(14)으로 계측점을 시준하고 입출력부(13)의 측정 키(16)를 누른다. 이것에 의해 제어 장치(22)는 면 측량 프로그램에 따라서 계측점의 좌표를 자동 계산한다. 4개의 계측점에 대해서 시준·키 조작을 반복함으로써 4개의 계측점의 좌표가 얻어진다. 주지한 바와 같이 계측점(P1, P2, P3, P4)의 좌표(x1, y1, z1), (x2, y2, z2), (x3, y3, z3), (x4, y4, z4)는 각각 기준점의 좌표(x0, y0, z0), 기준점으로부터 관측점까지의 경사 거리(L1, L2, L3, L4), 시준축의 방향각(α1, α2, α3, α4)과 고도각(h1, h2, h3, h4)을 바탕으로 계산된다(도 1, 3 참조).
(3) 면 방정식(공정 2)
제어 장치(22)는 면 측량 프로그램에 따라 계측점(P1, P2, P3, P4)의 좌표(x1, y1, z1), (x2, y2, z2), (x3, y3, z3), (x4, y4, z4)를 사용하고, 점 P1, P2, P3을 연결하는 제 1 면의 면 방정식〔수식 1〕, 점 P2, P3, P4를 연결하는 제 2 면의 면 방정식〔수식 2〕, 점 P3, P4, P1을 연결하는 제 3 면의 면 방정식〔수식 3〕, 점 P4, P1, P2를 연결하는 제 4 면의 면 방정식〔수식 4〕을 구한다. 구체적으로는 이하에 나타내는 면 방정식의 계수(a1, b1, c1, d1···a4, b4, c4, d4)를 계산한다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
(4) 수선 길이(공정 3)
상술한 바와 같이 4개의 계측점(P1, P2, P3, P4)이 동일 평면 상에 위치한다고는 할 수 없다. 예를 들면, 벽면의 뒤틀림 등에 의해 도 4에 나타내는 바와 같이 점 P4는 다른 3개의 점 P1, P2, P3을 연결해서 형성되는 삼각형 P1P2P3의 면 상에 존재하지 않는 경우가 있다(도 4(b) 참조). 마찬가지로, 점 P2는 다른 3개의 점 P3, P4, P1을 연결해서 형성되는 삼각형 P3P4P1의 면 상에 존재하지 않는 경우가 있다(도 4(c) 참조). 도 4(b), (c)에 있어서 점 P4로부터 삼각형 P1P2P3의 평면에 내린 수선의 길이가 δ4, 점 P2로부터 삼각형 P3P4P1의 평면에 내린 수선의 길이가 δ2이며, 각각 나타내어져 있다.
제어 장치(22)는 면 측량 프로그램에 따라서 점 P4로부터 삼각형 P1P2P3의 면에 내린 수선의 길이(δ4)〔수식5〕, 점 P1로부터 삼각형 P2P3P4의 평면에 내린 수선의 길이(δ1)〔수식 6〕, 점 P2로부터 삼각형 P3P4P1의 평면에 내린 수선의 길이(δ2)〔수식 7〕, 점 P3으로부터 삼각형 P4P1P2의 평면에 내린 수선의 길이(δ3)〔수식 8〕를 계산한다.
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
Figure pat00008
(4) 최대 수선 길이(공정 4)
제어 장치(22)는 면 측량 프로그램에 따라서 수선의 길이(δ1, δ2, δ3, δ4) 중 최대값을 갖는 수선 길이를 평가값(δMAX)으로 한다.
(5) 평가(공정 5)
제어 장치(22)는 면 측량 프로그램에 따라서 기억 장치(24)에 기억되어 있는 역치(δTH)를 읽어낸다. 역치(δTH)는 측량 대상에 따라 적당히 결정된다. 제어 장치(22)는 역치(δTH)와 평가값(δMAX)을 비교하고 평가값(δMAX)이 역치(δTH) 이상이면 입출력부(13)의 표시부(예를 들면, 액정 화면)(17)에 소정의 경고(예를 들면, 「측정 불능」)을 표시시킨다.
경고가 표시된 경우, 오퍼레이터는 공정 1로 되돌아가고, 새로운 4개의 계측점(P1(제 1 점), P2(제 2 점), P3(제 3 점), P4(제 4 점))을 망원경(14)으로 시준하고 그들 4점의 좌표(x1, y1, z1), (x2, y2, z2), (x3, y3, z3), (x4, y4, z4)를 얻는다. 이후, 공정 2~5를 반복한다.
(6) 면의 특정(공정 6)
평가값(δMAX)이 역치(δTH) 미만인 경우, 제어 장치(22)는 면 측량 프로그램 에 따라 식(1)~(4) 중 어느 하나를 영역의 면 방정식으로 한다.
2. 2. 측량
코너의 좌표를 얻는 코너 측량을 설명한다.
예를 들면, 도 5에 나타내는 바와 같이 구조물(41)의 벽면(42)이며, 상하좌우의 코너(P10, P20, P30, P40)와, 그들의 코너를 연결하는 상하의 엣지(E12, E34)와 좌우의 엣지를 갖는 벽면이 상정한다.
(7) 면 방정식(공정 7)
오퍼레이터가 입출력부(13)의 코너 측량 키(18)를 누른다. 이것에 의해 제어 장치(22)가 기억 장치(24)에 기억되어 있는 코너 측량 프로그램이 기동하고, 상술한 공정 1~5를 실행하고, 벽면(32) 내의 영역에 설정된 4개의 계측점(P1, P2, P3, P4)의 좌표(x1, y1, z1), (x2, y2, z2), (x3, y3, z3), (x4, y4, z4)를 취득하고, 벽면(32)을 특정하는 면 방정식을 얻는다. 도면에 나타내는 바와 같이 계측점(P1, P2, P3, P4)은 4개의 코너(P10, P20, P30, P40) 가까이에 설치하는 것이 바람직하다. 이미 계측점(P1, P2, P3, P4)을 사용한 면 측량의 좌표 데이터가 기억 장치(24)에 기억되어 있는 경우, 기억된 계측점의 좌표 및 면 방정식이 코너 측량에 이용할 수 있다.
(8) 방향 벡터(공정 8)
다음에 오퍼레이터가 망원경(14)으로 코너(P10, P20, P30, P40)를 시준한다. 각 코너를 시준한 상태에서 오퍼레이터가 측정 키(16)를 누르면 제어 장치(22)는 코너 측량 프로그램에 따라서 시준축의 방향각(α10, α20, α30, α40) 및 고도각(h10, h20, h30, h40)과, 기준점의 좌표(x0, y0, z0)를 바탕으로 기준점과 코너를 연결하는 방향 벡터 〔수식(9), (10), (11), (12)〕를 구한다. 구체적으로는 이하의 수식 9~12에 나타내는 값(a10, b10, c10, ···a40, b40, c40)을 계산한다.
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
기준점의 좌표(x0, y0, z0)와 방향 벡터(수식 9~12)에 의거하여 기준점과 코너(P10, P20, P30, P40)를 연결하는 직선의 방정식〔수식(13), (14), (15), (16)〕이 구해진다.
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
(9) 코너의 좌표(공정 9)
제어 장치(22)는 코너 측량 프로그램에 따라 공정 7에서 특정한 면 방정식〔예를 들면, 수식 (1), (2), (3), (4) 중 어느 하나〕과 수식 13~16을 사용하여 코너(P10, P20, P30, P40)의 좌표(x10, y10, z10), (x20, y20, z20), (x30, y30, z30), (x40, y40, z40)을 각각 구하여 기억 장치(24)에 기억시킨다.
2. 3. 엣지 측량
코너(P10)와 코너(P20)를 연결하는 상측 엣지, 코너(P20)와 코너(P30)를 연결하는 우측 엣지, 코너(P30)와 코너(P40)를 연결하는 하측 엣지, 및 코너(P40)와 코너(P10)를 연결하는 좌측 엣지를 특정하는 엣지 측량을 설명한다.
(10) 코너의 좌표
제어 장치(22)는 엣지 측량 프로그램에 따라 상술한 공정 1~5를 실행하고, 벽면(32) 내의 영역에 설정된 4개의 계측점(P1, P2, P3, P4)의 좌표(x1, y1, z1), (x2, y2, z2), (x3, y3, z3), (x4, y4, z4)를 취득하고, 벽면(32)을 특정하는 면 방정식을 얻는다. 도시하는 바와 같이 계측점(P1, P2, P3, P4)는 4개의 코너 가까이 설치하는 것이 바람직하다. 이미 계측점(P1, P2, P3, P4)을 사용한 면 측량 또는 코너 측량의 좌표 데이터가 기억 장치(24)에 기억되어 있는 경우, 기억된 계측점의 좌표 및 면 방정식을 이용할 수 있다. 또한, 제어 장치(22)는 엣지 측량 프로그램에 따라 상술의 공정 6~9를 실행하고, 코너(P10, P20, P30, P40)의 좌표(x10, y10, z10), (x20, y20, z20), (x30, y30, z30), (x40, y40, z40)를 각각 구하고 기억 장치(24)에 기억시킨다.
(11) 엣지의 방정식
코너(P10, P20, P30, P40)의 좌표(x10, y10, z10), (x20, y20, z20), (x30, y30, z30), (x40, y40, z40)의 좌표로부터 코너(P10)와 코너(P20)를 연결하는 상측 엣지(상부 가장자리)(E12)의 직선 방정식〔수식(17)〕, 코너(P20)와 코너(P30)를 연결하는 우측 엣지(우측 가장자리)(E23)의 직선 방정식〔수식(18)〕, 코너(P30)와 코너(P40)를 연결하는 하측 엣지(하부 가장자리)(E34)의 직선 방정식〔수식(19)〕, 및 코너(P40)와 코너(P10)를 연결하는 좌측 엣지(좌측 가장자리)(E41)의 직선 방정식〔수식(20)〕을 구할 수 있다.
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
이상의 설명에서는 벽면의 P10, P20, P30, P40의 좌표를 사용하여 상측 엣지(E12), 우측 엣지(E23), 하측 엣지(E34), 및 좌측 엣지(E41)의 방정식을 구했지만 코너 이외의 엣지 포인트(가장자리점)(도 5에 나타내는 엣지 포인트(P10'，P20'，P30'，P40'，P10", P20", P30", P40")를 사용하여 상측 엣지, 우측 엣지, 하측 엣지, 및 하측 엣지의 방정식을 구해도 좋다. 이 실시형태에서는 계산 상 엣지 포인트가 코너에 상당하다.
상술한 면 측량, 코너 측량, 엣지 측량을 이용함으로써 예를 들면 도 6에 나타내는 건물(51)의 벽면(52) 전체 및 그 코너나 엣지에 관한 정확한 데이터를 얻을 수 있다. 구체적으로 도 6에 나타내는 건물(51)을 측량하는 경우, 대상 벽면(52)에 복수의 관측점(P11~P61, P12~도62)을 설정함과 아울러 그들의 관측점을 사용하여 복수개 영역(531~535)으로 분할하고, 각각의 영역에 대해서 상기 면 측량을 행하여 면 방정식을 얻는다. 필요하면 코너 측량 및 엣지 측량을 행하고 코너나 엣지를 특정한다. 또한, 이상의 설명에서는 벽면을 사각형의 복수의 영역으로 분할했지만 영역의 형상이나 크기 등은 측량의 대상에 따라 임의로 결정하면 좋다.
본 발명의 실시형태는 또한,
하나의 벽면 상에 있는 제 1~제 4 점의 좌표를 구하는 제 1 공정과,
상기 제 1 공정에 계속하여 상기 제 1 점, 제 2 점, 및 제 3 점을 포함하는 하나의 면을 특정하는 제 2 공정과,
상기 제 2 공정에서 특정된 면과 상기 제 4 점의 거리(δ)를 구하는 제 3 공정과,
상기 거리(δ)가 미리 결정된 역치(δth) 이상인지 아닌지 판단하는 제 4 공정과,
상기 거리(δ)가 상기 미리 결정된 역치(δth) 이상인 경우, 상기 제 1 공정으로 되돌아가고, 상기 거리(δ)가 상기 미리 결정된 역치(δth) 미만인 경우, 상기 제 2 공정에서 특정한 면이 상기 벽면을 나타내는 면으로 하는 제 5 공정을 갖는 측량 방법을 포함한다.
이 측량 방법에 있어서 제 4 점은 제 1~제 3 점을 연결해서 형성되는 삼각형 영역의 내측에 있어도 좋고 외측에 있어도 좋다.
이 측량 및 상술한 복수의 측량 방법에 있어서 벽면 상의 점의 좌표는 논 프리즘식 토탈 스테이션을 사용하여 구하는 것이 바람직하지만 이것에 한정되는 것은 아니다.
3. 실시예
본 발명의 측량 방법을 실시하는 토탈 스테이션을 사용하여 철탑의 일부를 구성하고 있는 부재(도 7에 나타내는 산형강)의 판 폭을 계측했다. 상술한 방법에 따라 대상의 부재 표면에 있어서의 5개의 점(P1, P2, P3, P4, P5)의 좌표를 구함과 아울러 그들의 좌표를 사용하여 판 폭을 계산했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pat00021
표 1에 나타내는 바와 같이 면 1235와 면 1345를 사용한 계측한 측량 결과에서는 각각 1개의 수직선의 길이(δb=-25.410㎜, δc=-25.368㎜)가 다른 수직선의 길이보다 현저하게 크게 계산되었다. 또한, 최대 δ값을 사용하여 계산한 판 두께(계산값)은 실측값과는 크게 다르지 않았다. 그러나, 그 외의 계산값은 실측값과 거의 동일한 것이 확인되었다. 따라서, 본 실시형태에서는 평가값은 예를 들면 ±5㎜로 설정하면 좋은 것을 알 수 있다.
10 토탈 스테이션 11 하부 구조(정준대)
12 상부 구조 13 입출력부
14 망원경 15 면 측량 키
16 측정 키 17 표시부
18 각 측량 키 20 컴퓨터
21 중앙 처리 장치 22 제어 장치
23 연산 장치 24 기억 장치
25 입력 장치 26 출력 장치
31 건물 32 벽면

Claims (5)

1개의 벽면 상에 있는 제 1~제 4 점의 좌표를 구하는 제 1 공정과,
상기 제 1 공정에 계속하여 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 점을 포함하는 제 1 면, 상기 제 2, 제 3, 및 제 4 점을 포함하는 제 2 면, 상기 제 3, 제 4, 및 제 1 점을 포함하는 제 3 면, 및 상기 제 4, 제 1, 및 제 2 점을 포함하는 제 4 면을 특정하는 제 2 공정과,
상기 제 2 공정에 계속하여 상기 제 1 면과 상기 제 4 점의 제 4 거리(δ4),상기 제 2 면과 상기 제 1 점의 제 1 거리(δ1), 상기 제 3 면과 상기 제 2 점의 제 2 거리(δ2), 및 상기 제 4 면과 상기 제 3 점의 제 3 거리(δ3)를 구하는 제 3 공정과,
상기 제 3 공정에 계속하여 상기 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 거리(δ1~δ4) 중 최대값(δmax)을 평가값으로 하는 제 4 공정과,
상기 제 4 공정에 계속하여 상기 평가값(δmax)이 미리 결정된 역치(δth) 미만인 경우, 상기 제 1~제 4 면 중 어느 하나를 상기 벽면을 특정하는 특정면으로 하는 제 5 공정을 갖는 측량 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 4 공정에 계속하여 상기 평가값(δmax)이 미리 결정된 역치(δth) 이상인 경우, 상기 제 1 공정으로 되돌아가는 제 6 공정을 갖는 측량 방법.
제 2 항에 있어서,
논 프리즘식 토탈 스테이션을 사용하여 상기 제 1~제 4 점의 좌표를 구하는 측량 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 벽면이 적어도 1개의 코너를 갖는 경우,
상기 논 프리즘식 토탈 스테이션에 대한 상기 코너의 방향각과 고도각을 구하는 공정과,
상기 방향각, 상기 고도각, 및 상기 특정면으로부터 상기 코너의 좌표를 구하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 측량 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 벽면이 적어도 1개의 엣지를 갖는 경우,
상기 엣지에 포함되는 적어도 2개의 제 1과 제 2 엣지 포인트 각각에 대해서 상기 논 프리즘식 토탈 스테이션에 대한 방향각과 고도각을 구하는 공정과,
상기 제 1과 제 2 엣지 포인트의 방향각 및 고도각과 상기 특정면으로부터 상기 제 1과 제 2 엣지 포인트의 좌표를 구하는 공정을 갖는 측량 방법.
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