TWI741904B - 測量系統及測量方法 - Google Patents
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Abstract
測量機用攝影控制部203將含有預先設置於建築物的測量對象的二維標記的攝影圖樣像予以攝影。測量機用辨識控制部204將二維標記所對應的二維標記圖像的攝影圖樣與資料庫的二維標記的識別圖樣比對而辨識特定的識別圖樣。測量機用資訊顯示控制部205將關連附加於特定的識別圖樣的含有測量對象的設定值的測量資訊顯示於攝影圖像。計算控制部206計算攝影圖像內的二維標記圖像的標記中心位置與望遠鏡的十字線的中心位置的差值。調整控制部207調整望遠鏡的方向以使十字線的中心位置對準標記中心位置。測距控制部208使用測量機在十字線的中心位置對準標記中心位置的狀態下測距該標記中心位置作為測定值。資訊儲存控制部209將測定值儲存於資料庫。
Description
本發明係關於一種測量系統及測量方法。
習知有利用特徵標記(標識)的測量關連技術。例如,日本特開平5-149748號公報(專利文獻1)公開了一種相對位置姿勢計測用目標標記,其係由設置於同一平面上四個標記及設置於另一平面上的一個標記構成,使標記具有特徵量。日本特開2016-138802號公報(專利文獻2)公開了一種測量系統,具有稜鏡及全站儀,該全站儀係對稜鏡照射測距光,基於來自稜鏡的反射測距光而進行測距。日本特開2017-151013號公報(專利文件3)公開了一種測量支援裝置,具有影像取得部、利用指定標記的影像分析處理部及作業支援部。日本特開2019-113491號公報(專利文獻4)公開了一種標的裝置,於表面具有螺旋狀的圖樣顯示。
再者,日本特開2017-201281號公報(專利文獻5)公開了一種自動準直裝置,以計算機比較測定資訊與構造物的設計資訊。中國專利申請公開第104778488號說明書(專利文獻6)公開了貼於鋼構造體構件的二維條碼。日本特開2017-15445號公報(專利文獻7)公開了一種計測程式,在無法從影像資訊檢測出檢測標記的場合,為了適當喚起注意而發出警告音並且於顯示畫面進行錯誤顯示。日本特開2017-72442號公報(專利文獻8)公開了一種測定裝置,終端將預先定出的測定預定位置與位置測定裝置所測定的反射稜鏡的測定位置
予以比較,計算出其位置關係,將反射稜鏡的測定預定位置與實際測定的測定位置的位置關係予以圖像化地顯示於終端的顯示部。
〔專利文獻1〕日本特開平5-149748號公報
〔專利文獻2〕日本特開2016-138802號公報
〔專利文獻3〕日本特開2017-151013號公報
〔專利文獻4〕日本特開2019-113491號公報
〔專利文獻5〕日本特開2017-201281號公報
〔專利文獻6〕中國專利申請公開第104778488號說明書
〔專利文獻7〕日本特開2017-15445號公報
〔專利文獻8〕日本特開2017-72442號公報
通常的測量中,測量者於建造物或柱子等的建築物的測量對象設置測量專用的目標薄片(反射片),於正前方面對目標薄片的位置(正對的位置)設置測量機,以測量機的望遠鏡準直目標薄片,以測量機測距,藉此測定目標薄片的座標。
測量機在測距之際,於望遠鏡的準直方向照射雷射,檢測出從目標薄片反射的雷射的反射光的強度。於此,雷射光從測量機發出,在目標薄片反射,該反射光從目標薄片返回至測量機。以測量機檢測出的反射光,往返測
量機到目標薄片的距離,因而會就往返距離的量產生延遲,此延遲則成為位相差。測量機基於位相差計算出至目標薄片為止的距離,而測定目標薄片的座標。
於此,目標薄片的座標的測定,反射光必須有一定強度的返回,因而相對於目標薄片的雷射的入射角,只要是例如從測量機正對於目標薄片的位置於左右至約45度為止的範圍,測量機就能夠測定目標薄片的座標,但是入射角愈大反射光的強度愈弱。再者,因環境的明暗,測量機所檢測出的反射光的強度會變動。由於這些理由,測量機存在於正對目標薄片的位置為佳。因此,測量者會有於正對目標薄片的位置設置測量機及測量機的設置會費時費工的課題。再者,測量者看測量機的望遠鏡並以手動準直目標薄片的場合,會因測量者的本領而影響對於目標薄片的準直精確度,而有容易產生對於準直的人為誤差的課題。
現今於測量機搭載有自動準直的功能,當在測量者將望遠鏡朝向目標薄片的狀態下對測量機指示自動準直的命令,測量機於望遠鏡的準直方向照射雷射,檢測出該雷射的反射光的強度,基於反射光的光量分布而決定目標薄片的中心位置。目標薄片為測距用的稜鏡也為同樣。因此,自動準直的場合,測量機僅檢測出從特定的光反射物的反射光為佳。另一方面,自動準直的場合,如果測量機不在正對目標薄片的位置至左右15度為止的範圍,則無法將來自目標薄片的反射光的強度予以適當地檢測出來,而有無法將特定的目標薄片予以準直的課題。再者,建築物有目標薄片以外的光反射物的場合或二個以上的目標薄片鄰近的場合,當測量者利用自動準直的功能,來自複數個光反射物的反射光變成原因,使得測量機無法將來自特定的目標薄片的反射光的強度予以適當地檢測出來,而有準直精確度低落的課題。
再者,建築物有二個以上的目標薄片鄰近的場合,當測量者以望遠鏡準直目標薄片,對於準直了的是哪一個目標薄片會有混淆的疑慮,而有將測定的目標薄片的測定值予以關連附加於不同的目標薄片的可能性之課題。
專利文獻1記載的技術,雖然能夠進行標記的確認,但是有無法對標記本身附加資訊的課題。專利文獻2記載的技術,有於對應目標薄片的稜鏡之外必須另外設置設定識別資訊,且無法對設定識別資訊本身附加資訊的課題。專利文獻3記載的技術,由於指定標記設於目標的緣故,測量者為了提高測定值的精確度,而有必須在正對於目標的位置設置測量機的課題。專利文獻4記載的技術,有必須於目標之外另外設置螺旋狀的圖樣顯示,且無法對圖樣顯示本身附加資訊的課題。
專利文獻5、7、8記載的技術,有無法對標記關連附加資訊的課題。專利文獻6記載的技術,由於採用格子細的QR碼作為二維條碼,而有在測量現場無法辨識二維條碼的課題。
於此,本發明為了解決前述課題,目的在於提供一種測量系統及測量方法,能夠減輕測量的時間及工夫的同時,高精確度地準直且正確地進行測定值的關連附加。
關於本發明的測量系統包含一攝影控制部、一辨識控制部、一資訊顯示控制部、一計算控制部、一調整控制部、一測距控制部以及一資訊儲存控制部。該攝影控制部,使用測量機的望遠鏡將攝影圖像予以攝影,該攝影圖像包含預先設置於建築物的測量對象的二維標記。該辨識控制部,將該攝影圖像之中的對應於二維標記的二維標記圖像的攝影圖樣予以檢測,並將所檢測出的攝影圖樣與一標記資訊表的二維標記的識別圖樣予以比對,以將對應於該攝影圖樣的特定的識別圖樣予以辨識。該資訊顯示控制部,當該特定的識別圖樣
的辨識完成時,將該標記資訊表之中的測量資訊予以取得並顯示於該攝影圖像,該測量資訊係關連附加於該特定的識別圖樣且含有該測量對象的設定值。該計算控制部,將該攝影圖像內的二維標記圖像的標記中心位置與該望遠鏡的十字線的中心位置的差值予以計算。該調整控制部,基於該差值調整該望遠鏡的方向,使該十字線的中心位置對準該標記中心位置。該測距控制部,使用該測量機,在該十字線的中心位置與該標記中心位置對準的狀態下,將該標記中心位置予以測距而作為測定值。該資訊儲存控制部,當測距完成時,將該測定值與該測量資訊的設定值一同關連附加於該特定的識別圖樣的二維標記,並且儲存於該標記資訊表。
關於本發明的測量方法包含:一攝影控制步驟、一辨識控制步驟、一資訊顯示控制步驟、一計算控制步驟、一調整控制步驟、一測距控制步驟以及一資訊儲存控制步驟。測量方法的各步驟對應於測量系統的各部構件。
藉由本發明,能夠減輕測量的時間及工夫的同時,高精確度地準直且正確地進行測定值的關連附加。
1:測量系統
10:測量機
11:測量機用終端裝置
12:伺服器
13:網路
14:柱
14a:柱頭
14a:頂部
14b:底部
15:二維標記
15a:二維標記
15b:二維標記
16:事務所用終端裝置
17:管理者用終端裝置
17a:攝影機
18:目標薄片
18a:目標薄片
18b:目標薄片
100:本體部
101:望遠鏡
201:產生控制部
202:關連控制部
203:測量機用攝影控制部
204:測量機用辨識控制部
205:測量機用資訊顯示控制部
206:計算控制部
207:調整控制部
208:測距控制部
209:資訊儲存控制部
210:終端用攝影控制部
211:終端用辨識控制部
212:終端用資訊顯示控制部
400:標記資訊表
401:二維標記項目
402:測量資訊項目
403:測量資訊
403a:測定值
403b:精確度
403c:測定值
403d:精確度
404:機器臂
500:攝影圖像
501:二維標記圖像
502:攝影圖像
503:二維標記圖像
600:攝影圖像
601:二維標記圖像
602:警示
603:攝影圖像
604:二維標記圖像
700:箭號標記
701:訊息
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801:攝影圖像
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900:攝影圖像
901:二維標記圖像
902:訊息
903:訊息
1000:攝影圖像
1001:二維標記圖像
1002:對話框線
1003:測量資訊
1400:紙
1401:正對位置
1402:設置位置
1500:攝影圖像
1501:二維標記圖像
1600:紙
a:角落
C:十字線的中心位置
Cm:標記中心位置
di:差值
dix:差值
diy:差值
H:水平角度
L:斜向距離
M:機械點
p:格子
P:識別圖樣
p0:格子
q:格子
Q:攝影圖樣
。
圖1係關於本發明的實施方式的自動測量系統的示意圖。
圖2係關於本發明的實施方式的自動測量系統的功能方塊圖。
圖3係用於表示關於本發明的實施方式的器械點測定的實行順序的流程圖。
圖4的A係表示二維標記的產生及標記資訊表的一範例的圖;圖4的B係表示二維標記的設置的一範例的圖。
圖5的A係表示測量現場中測量機的機械點的測定及含有二維標記的攝影圖像的攝影的一範例的圖;圖5的B係表示測量機位於正對二維標記的位置的場合的攝影圖像及測量機位於斜對二維標記的位置的場合的攝影圖像的一範例的圖。
圖6的A係表示測量機位於相對於二維標記為急傾斜的位置的場合的攝影圖像、攝影圖樣與識別圖樣的比較及錯誤顯示的一範例的圖;圖6的B係表示攝影圖像內的測量資訊的顯示及標記中心位置與十字線的中心位置的差值的計算的一範例的圖。
圖7的A係表示攝影圖像內的箭頭標記與訊息的引導顯示及十字線的中心位置對準於標記中心位置的場合的訊息的顯示的一範例的圖;圖7的B係表示管理值的範圍內的測定值與精確度的顯示及反映有測定值的標記資訊表的一範例的圖。
圖8的A係表示管理值的範圍外的測定值、精確度與訊息的顯示及反映有測定值的標記資訊表的一範例的圖;圖8的B係表示單一個攝影圖像拍到複數個二維條碼的場合及單一個攝影圖像拍到複數個目標薄片的場合的一範例的圖。
圖9的A係表示測量現場中包含二維標記的攝影圖像的攝影的一範例的圖;圖9的B係表示管理值的範圍內的測定值與精確度的顯示及管理值的範圍外的測定值與精確度的顯示的一範例的圖。
圖10係表示單一個攝影圖像拍到複數個二維標記的場合的測量資訊的顯示的一範例的圖。
圖11的A係表示六乘六的圖樣中的角度、攝影圖樣、檢出率及辨識率的一範例的圖;圖11的B係表示七乘七的圖樣中的角度、攝影圖樣、檢出率及辨識率的一範例的圖。
圖12的A係表示使用二維標記的實驗現場的概要的立體圖及俯視圖;圖12的B係表示從設置位置「1」至設置位置「3」的攝影圖樣的一範例的圖。
圖13的A係表示從設置位置「4」至設置位置「6」的攝影圖樣的一範例的圖;圖13的B係表示實施例(二維標記)及比較例(目標薄片)的設置位置、尺寸及測定結果的評價的一範例的圖。
圖14的A係表示包含複數個二維標記的紙張及使用二維標記的實驗現場的概要的立體圖;圖14的B係表示實驗現場的狀況的照片。
圖15係表示單一個攝影圖像拍到各個二維標記圖像的辨識的一範例的圖。
圖16的A係表示包含複數個目標薄片的紙張的立體圖;圖16的B係表示對包含複數個目標薄片的紙張的自動準直的結果的照片。
圖17的A係表示對包含複數個目標薄片的紙張的自動準直的其它結果的照片;圖17的B係表示對包含複數個目標薄片的紙張的自動準直的其它結果的照片。
圖18的A係表示二維標記為正方形的場合的一範例的圖;圖18的B係表示二維標記為圓形的場合的一範例的圖。
圖19的A係表示簡易識別圖樣的二維標記的實施例及複雜識別圖樣的二維條碼的比較例的一範例的圖;圖19的B係表示使用實施例及比較例的標記的實驗現場的概要的立體圖及平面圖。
圖20係表示以實施例的二維標記的識別圖樣的辨識結果的各個設置位置的照片。
圖21係表示以比較例的二維條碼的識別圖樣的無法辨識結果的畫面。
以下參考附圖對本發明的實施方式進行說明,以供本發明的理解。另外,以下的實施方式為具體化本發明的一範例,並非限定本發明的技術範圍的特徵。
關於本發明的實施方式的測量系統1(亦稱為測量裝置),基本上具備:測量機10、測量機用終端裝置11、伺服器12及網路13。測量機10及測量機用終端裝置11,例如由測量者搬送,拿進測量現場。在測量現場,建築物14(例如柱子)的測量對象14a(例如柱頭)設置有二維標記15。
再者,測量系統1進一步具備事務所用終端裝置16及管理者用終端裝置17亦可。事務所用終端裝置16設於事務所、工廠等據點。管理者用終端裝置17例如由管理者攜帶,拿進測量現場。
測量機10一般在建設現場或土木現場使用,能夠自動準直及自動追蹤。測量機用終端裝置11為一般使用的電腦,例如包含小型電腦,外接於測量機10,或安裝而內藏於測量機10。測量機用終端裝置11基於來自測量者的指示而控制測量機10的動作。再者,測量機用終端裝置11透過網路13取得來自伺服器12的資訊,或將來自測量機10的測量結果發送至伺服器12。
測量機10具備本體部100及(準直)望遠鏡101。本體部100構成為能夠於水平方向旋轉。望遠鏡101設置為相對於本體部100能夠於垂直方向旋轉。因此,望遠鏡101相對於測量機10能夠於水平方向及垂直方向旋轉。
望遠鏡101具有數位相機的功能,能夠將位在望遠鏡的觀測方向(光軸的方向)的對象物的圖像予以攝影。數位相機具備於望遠鏡101的透鏡的光軸平行地設置的感光元件(例如CCD影像元件、CMOS影像元件),感光元件的攝影圖像的中心與望遠鏡的光軸一致,因此以數位相機攝影的攝影圖像的十字線的中心位置,與望遠鏡所準直而測距的對象物的表面的測定位置一致。
二維標記15具有能夠獨特識別的識別圖樣。雖然識別圖樣的構成沒有特別限定,例如,二維標記15為正方形的場合,識別圖樣係以縱長均等分割成規定的數量且橫長分割成規定的數量而形成複數個格子,並且以白色或黑色將該複數個格子著色而得到的圖樣,構成為能夠獨特識別。另外,二維標記15的形態沒有特別限定,例如亦可是印刷物、貼紙、標籤等,直接印刷在建築物14的測量對象14a或3D列印也無妨。再者,二維標記15的形狀沒有特別限定,能夠例舉有正方形、長方形、圓形、橢圓形等。
測量機10的望遠鏡101的準直係對到二維標記15的中心位置,當測量機10輸入有測定命令,測量機10從望遠鏡101對二維標記15的中心位置照射掃描光,該掃描光從二維標記15的標記中心位置反射,再次入射至望遠鏡101。入射的反射光藉由測量機10的感光元件變換成感光訊號。測量機10以角度檢測器檢測出望遠鏡101的水平角度及垂直角度。然後,測量機10的雷射測距儀使用感光訊號,將從測量機10至二維標記15的標記中心位置為止的斜距離予以計測。雷射測距儀具有使用反射稜鏡及目標薄片的規定的模式與不使用目標薄片及稜鏡的無稜鏡模式,在本發明之中以無稜鏡模式為基本。測量機10的本體部100(計測部)基於檢測出的望遠鏡101的水平角度及垂直角度與計測的斜距離,將二維標記15的標記中心位置的座標(三維座標值)予以計測以作為計測值。此二維標記15的標記中心位置的座標,例如以測量機10的機械點的座標為基準而算出。
伺服器12為一般使用的電腦,將來自測量機用終端裝置11的資訊儲存至儲存媒體,或從儲存媒體輸出資訊。再者,伺服器12透過網路以能夠通訊的方式與事務所用終端裝置16及管理者用終端裝置17連接,對事務所用終端裝置16及管理者用終端裝置17進行資訊的取得或輸出。
網路13以能夠通訊的方式分別與測量機用終端裝置11、伺服器12、事務所用終端裝置16及管理者用終端裝置17連接。網路13,除了透過Wi-Fi®熱點的LAN(Local Area Network),包含透過無線基地台的WAN(Wide Area Network)、第三世代(3G)的通訊方式、LTE等的第四世代(4G)的通訊方式、第五世代(5G)以後的通訊方式、Bluetooth®、特定小功率無線方式等的無線通訊網路。
事務所用終端裝置16及管理者用終端裝置17為一般使用的電腦,包含:例如桌上型終端裝置、附有觸控面板的攜帶終端裝置、平板型終端裝置及穿戴型終端裝置。事務所用終端裝置16由事務所或工場等的第三者操作,透過網路13存取伺服器12,讀取伺服器12的資料,顯示在事務所用終端裝置16。管理者用終端裝置17也是相同。
另外,測量機用終端裝置11、伺服器12、事務所用終端裝置16及管理者用終端裝置17具有用於輸入指令的輸入部、用於存放資訊的儲存部及用於顯示資訊的顯示部。測量機10、測量機用終端裝置11、伺服器12、事務所用終端裝置16及管理者用終端裝置17內藏有未以圖式表示的CPU、ROM、RAM等,CPU係例如利用RAM作為作業區域,執行儲存在ROM等的電腦程式。關於後述的各部,也是藉由CPU執行電腦程式而實現各部的功能。
接著參考圖2至圖10,同時對關於本發明的實施方式的構成及執行順序進行說明。首先,測量者、管理者等的使用者,使用事務所、工場等據點的事務所用終端裝置16,當指示測量用的二維標記15的產生的命令,事務所用終端裝置16的產生控制部201產生二維標記15(圖3,S101)。
產生控制部201的產生方法沒有特別限定。例如,如圖4的A所示,產生控制部201基於使用者的指示,使用二維標記15用的字典,將具有特定的識別圖樣P的二維標記15予以產生。二維標記15例如以正方形構成。再者,二維標
記15的識別圖樣P為例如藉由將縱長分割成六等份且將橫長分割成六份而形成複數個格子,並以白色或黑色將該複數個格子著色所得的圖樣,構成為能夠獨特識別。
接著,當二維標記15的產生結束,使用者輸入規定的測量資訊{例如,設定值(x0,y0,z0)},事務所用終端裝置16的關連控制部202將產生的二維標記15予以關連附加於該測量資訊並儲存(圖3,S102)。
於此,測量資訊是指使用二維標記15進行測量的場合所必須的資訊,至少包含關係於測量結果的設定值。例如,二維標記15設置在柱14的柱頭14a的場合,測量資訊除了設定值以外,能夠列舉有現場名、通道名、節、管理值等的關係於柱的資訊。再者,測量資訊亦可包含柱14的關於製造的資訊(製造者、製造年月日等)。若建築物14或測量對象14a的種類不同的話,測量資訊則被適當設計。
關連控制部202的關連附加方法沒有特別限定。例如,如圖4的A所示,關連控制部202透過網路13存取伺服器12,參照伺服器12的標記資訊表400。標記資訊表400中,二維標記項目401、測量資訊項目402關連附加而作為資料庫而被儲存。
於此,關連控制部202使先前產生的二維標記15儲存於標記資訊表400的二維標記項目401,同時使先前輸入的測量資訊403{設定值(x0,y0,z0)}儲存於標記資訊表400的測量資訊項目402。藉此,能夠將測量資訊403關連附加於二維標記15。
然後,測量資訊403的關連附加完成,使用者將二維標記15設置在建築物14(例如:柱)的測量對象14a(例如:柱頭)(圖3,S103)。
於此,二維標記15的設置方法沒有特別限定。例如,在測量現場,將二維標記15設置於測量現場的柱14的柱頭14a的場合,如圖4的B所示,使用者
能夠將二維標記15帶到測量現場,並且貼附於已經存在的柱14的柱頭14a,藉此設置二維標記15。再者,例如,在柱14的製造工廠,將二維標記15設置於柱14的柱頭14a的場合,用於貼附二維標記15的機器臂404,從伺服器12或事務所用終端裝置16取得二維標記15,自動地將二維標記15貼附於產線製造的柱14的柱頭14a,藉此能夠設置二維標記15。其他,機器臂404能夠以3D列印機進行3D印刷的場合,自動地將二維標記15予以3D印刷於柱14的柱頭14a也有沒問題。當然,在柱14的製造工廠,使用者將二維標記15直接貼附於柱14的柱頭14a也沒有問題。
另外,存在有複數個測量對象的場合,則返回S101,重覆S101至S103的處理。
然後,在測量現場,當柱14的柱頭14a設置了二維標記15,或從柱14的製造工廠搬送至測量現場的柱14設置於規定的位置並且柱14的柱頭14a設置了二維標記15,測量的準備完成。
於此,測量者將具有測量機用終端裝置11的測量機10搬送至測量現場,如圖5的A所示,於看得見設置於柱14的柱頭14a的二維標記15的場所設置測量機10。然後,當測量者為了測量機10的機械點的測定而操作測量機10,測量機10測定機械點M的座標(xm,ym,zm)(圖3,S201)。
機械點M的座標(xm,ym,zm)的測定方法沒有特別限定。例如,在測量機10的設置場所,測量者將二個已知點分別進行準直及測距,測量機10基於以測量機10為中心的二點的已知點的各自的距離及方位角,測定測量機10的機械點M的座標(xm,ym,zm)。亦可使用其他已知的方法。藉由測定測量機10的機械點M的座標(xm,ym,zm),能夠以測量機10的機械點M的座標(xm,ym,zm)將後述的二維標記15的標記中心位置的座標予以計算出來。
接著,當機械點M的座標(xm,ym,zm)的測定完成,測量者操作測量機用終端裝置11,以自動或手動將測量機10的望遠鏡101朝向柱14的柱頭14a的二維標記15,對測量機用終端裝置11指示攝影的命令。然後,測量機用終端裝置11的測量機用攝影控制部203,使用測量機10的望遠鏡101,將含有柱14的柱頭14a的二維標記15的攝影圖像予以攝影(圖3,S202)。
測量機用攝影控制部203的攝影方法沒有特別限定。例如,如圖5的A所示,測量者以望遠鏡101或測量機用終端裝置11觀看柱14的柱頭14a,並操作測量機用終端裝置11,將含有二維標記15的柱頭14a的附近予以準直。然後,測量機用攝影控制部203將以望遠鏡101所見的攝影圖像予以攝影。
測量者以望遠鏡101觀看含有二維標記15的柱頭14a的附近,並如圖5的B所示,操作測量機用終端裝置11,在攝影圖像500之中,使表示攝影圖像500的中心位置(光軸、焦點)的十字線的中心位置C朝向二維標記15移動。然後,測量機用攝影控制部203,伴隨著望遠鏡101的方向的移動,將望遠鏡101所見的攝影圖像500予以攝影。另外,於攝影圖像500的攝影之際,適當地對攝影圖像500內所拍到的二維標記15進行對焦的聚焦處理也無妨。
當測量機用攝影控制部203開始攝影圖像的攝影,測量機用終端裝置11的測量機用辨識控制部204,將攝影圖像之中的對應於二維標記15的二維標記圖像的攝影圖樣與標記資訊表400(資料庫)的二維標記15的識別圖樣予以比對,而將對應於攝影圖樣的特定的識別圖樣予以辨識(圖3,S203)。
測量機用辨識控制部204的辨識方法沒有特別限定。例如,如圖5的B所示,測量機用辨識控制部204將攝影圖像500之中的二維標記圖像501予以檢測。於此,測量機用辨識控制部204檢測二維標記圖像501之際,亦可對攝影圖像500進行二值化處理等的圖像處理,而使二維標記圖像501的檢測變得容易。
於此,測量機用辨識控制部204的檢測方法沒有特別限定,例如,攝影圖像500之中,將對應於辨識圖樣P的形狀的形狀圖像且周端部以規定的顏色(例如:黑色)著色的形狀圖像作為二維標記圖像501而予以檢索,將檢索出的二維標記圖像501之中的該周緣部以外的內部的圖樣作為攝影圖樣Q而予以檢測。於此,形狀圖像係依存於識別圖樣P的形狀,例如,以正方形或圓形為基本,但是根據相對於二維標記15的測量機10的位置,為菱形或橢圓形也無妨。藉此,周緣部以規定顏色著色的形狀圖像,在測量現場極為稀奇,因而能夠迅速地檢索二維標記圖像501。再者,二維標記圖像501之中,將周緣部用於檢索,將周緣部以外的內部用於圖樣,藉此能夠賦予二維標記15二個功能。
另外,測量機用辨識控制部204在無法將攝影圖像500之中的二維標記圖像501檢索的場合或無法從二維標記圖像501檢測攝影圖樣Q的場合(圖3,S203 NO),測量機用辨識控制部204將催促二維標記15的適當攝影的警示予以顯示於攝影圖像500(圖3,S204)。藉此,能夠催促測量者使以望遠鏡101適當地攝影二維標記15。此場合,返回S201,重新進行處理。
接著,測量機用辨識控制部204存取伺服器12,參照標記資訊表400的二維標記項目401的二維標記15,將篩選的二維標記圖像501的攝影圖樣Q與所參照的二維標記15的識別圖樣P予以比較,判定兩者是否一致。
於此,攝影圖樣Q與識別圖樣P是否為一致的判定,例如,藉由將構成攝影圖樣Q的格子的顏色的配置,是否與構成識別圖樣P的格子的顏色的配置為一致予以判定而成。具體而言,如圖5的B所示,二維標記15的識別圖樣P為將縱長分割成六等份且將橫長分割成六份,因而,測量機用辨識控制部204將二維標記圖像501的攝影圖樣Q的縱長分割成六等份,將橫長分割成六份,並將該分割所形成的複數個格子q的顏色分類成白色或黑色。於此,格子p的顏色的分類,例如藉由實施圖像的二值化處理等的圖像處理而容易分類也無妨。然後,
測量機用辨識控制部204將攝影圖樣Q的格子q的顏色的配置與識別圖樣P的格子p的顏色的配置予以比較,而將與攝影圖樣Q的格子q的顏色的配置為一致的格子p的顏色的配置的識別圖樣P予以辨識(特定)。
再者,相對於二維標記15,測量機10位於正對的位置的場合,對應於二維標記15的二維標記圖像501則表示成正方形。此場合,測量機用辨識控制部204將正方形的二維標記圖像501的攝影圖樣Q與標記資訊表400的二維標記15的識別圖樣P比較,藉此從標記資訊表400辨識一致的識別圖樣P(圖3,S203 YES)。
再者,相對於二維標記15,測量機10位於斜對的位置的場合,攝影圖像502之中,對應於二維標記15的二維標記圖像503則變形成菱形來表示。此場合,雖然二維標記圖像503會多少變形,但是各個格子q的顏色的配置為特定,二維標記圖像601的攝影圖樣Q能夠辨識是哪一個識別圖樣P。因此,測量機用辨識控制部204將菱形的二維標記圖像503的攝影圖樣Q與標記資訊表400的二維標記15的識別圖樣P予以比較,藉此從標記資訊表400辨識一致的識別圖樣P(圖3,S203 YES)。如此一來,即使測量機10位於相對於二維標記15為斜對的位置的場合,也能夠檢測而辨識二維標記15。再者,即使柱14的柱頭14a的附近存在光反射物,由於不是根據反射光來特定二維標記15的緣故,因而能夠適當地辨識二維標記15。
另一方面,如圖6的A所示,相對於二維標記15,測量機10位於極傾斜的位置的場合,對應於二維標記15的二維標記圖像601則表示成變形甚多的菱形。此場合,即使測量機用辨識控制部204成功檢測二維標記圖像601,但是二維標記圖像601過度變形,各個格子q擠壓或重疊,無法特定各個格子q的顏色的配置,二維標記圖像601的攝影圖樣Q無法辨識是哪一個識別圖樣P。換言之,即使測量機用辨識控制部204將變形甚多的菱形的二維標記圖像601的攝影圖樣
Q與標記資訊表400的二維標記15的識別圖樣P比較,也無法從標記資訊表400辨識一致的識別圖樣P(圖3,S203 NO)。此場合,測量機用辨識控制部204,如圖6所示,將催促測量機10的移動的警示602(例如:「認識 場所变。」(錯誤 無法辨識。請改變場所。)予以顯示於攝影圖像600(圖3,S204)。藉此,在無法辨識二維標記15的測量機10的設置位置不適當的場合,能夠將其意旨傳遞給測量者,催促測量機10的再設置以使測量機10的設置位置變得適當。此場合,返回S201,重新進行處理。
再者,測量機用辨識控制部204的其他比對方法,能夠列舉如下。例如,測量機用辨識控制部204,亦可藉由將攝影圖樣Q由規定的規則所變換的攝影ID編號與識別圖樣P由規則所變換的識別ID編號予以比對,而比對攝影圖樣Q與識別圖樣P。規則,例如能夠從構成攝影圖樣Q與識別圖樣P的格子的顏色的配置,將特定的ID編號予以獨特地決定。識別ID編號,係藉由規則將標記資訊表400的二維標記15的識別圖樣P變換而得到,並預先儲存於標記資訊表400的二維標記15的識別圖樣P。藉此,在測量現場,藉由規則將檢測的攝影圖樣Q變換成攝影ID編號,與預先變換的識別ID編號比對即可,因而能夠提升比對的正確性。
然後,當特定的識別圖樣P的辨識完成,測量機用終端裝置11的測量機用資訊顯示控制部205,將關連附加於特定的識別圖樣P的包含柱14的柱頭14a的設定值的測量資訊予以顯示於攝影圖像603(圖3,S205)。
測量機用資訊顯示控制部205的顯示方法沒有特別限定。例如,測量機用資訊顯示控制部205存取伺服器12,取得標記資訊表400的測量資訊項目402之中的關連附加於具有經辨識的特定的識別圖樣P的二維標記15的測量資訊403{設定值(x0,y0,z0)等},如圖6的B所示,顯示於攝影圖像603。藉此,測量者能夠透過攝影圖像603,容易地掌握設置有二維標記15的柱14的柱頭14a
的測量資訊403。再者,藉由測量資訊403顯示於攝影圖像603,測量者能夠再次確認測量對象,而能夠防止測量者弄錯或誤會等人為失誤。
然後,當測量資訊403的顯示完成,測量機用終端裝置11的計算控制部206,將攝影圖像603內的二維標記圖像604的標記中心位置Cm與望遠鏡101的攝影圖像603的十字線的中心位置C的差值(dix,diy)予以計算(圖3,S206)。
計算控制部206的計算方法沒有特別限定。例如,如圖6的B所示,攝影圖像603構成為:以攝影圖像603的規定的位置(例如:左下角)為原點,縱方向定為y軸,橫方向定為x軸的相機座標系統(二維座標系統)。於此,計算控制部206分別取得攝影圖像603之中的二維標記圖像604的四個角落a的座標,計算二維標記圖像604的四個角落a的座標的平均值,藉此計算二維標記圖像604的標記中心位置Cm的座標。於此,二維標記圖像604為正方形等的四邊形的場合,雖然二維標記圖像604的四個角落a的座標的平均值對應於二維標記圖像604的標記中心位置Cm的座標,但是計算控制部206計算二維標記圖像604的標記中心位置Cm的座標的方法沒有特別限定,根據二維標記圖像604的形狀而使用其他方法也無妨。
再者,柱14為角柱的場合,雖然攝影圖像603之中的二維標記圖像604不易產生歪斜,但是柱14為圓柱的場合,二為標記圖像604容易產生歪斜。此場合,計算控制部206對攝影圖像603之中的二維標記圖像604進行正射影像修正,而修正該二維標記圖像604的歪斜,分別取得修正後的二維標記圖像604的四個角落a的座標,計算二維標記圖像604的四個角落a的座標的平均值,藉此計算二維標記圖像604的標記中心位置Cm的座標即可。
然後,計算控制部206取得攝影圖像603的十字線的中心位置C的座標,將二維標記圖像604的標記中心位置Cm的座標減去十字線的中心位置C的座標,而計算標記中心位置Cm與十字線的中心位置C的差值(dix,diy)。
然後,當差值(dix,diy)的計算完成,測量機用終端裝置11的調整控制部207根據差值(dix,diy),以將十字線的中心位置C對準標記中心位置Cm的方式,調整望遠鏡101的方向(圖3,S207)。
調整控制部207的調整方法沒有特別限定。例如,如圖7的A所示,調整控制部207於攝影圖像603顯示用於從十字線的中心位置C對準標記中心位置Cm的導引顯示。具體而言,調整控制部207,於攝影圖像603,顯示從十字線的中心位置C朝向標記中心位置Cm的箭號標記700,同時顯示催促將十字線的中心位置C對準標記中心位置Cm的訊息701(例如:「十字線中心位置中心位置合」(請將十字線的中心位置對準標記中心位置。))。藉此,能夠導引測量者使望遠鏡101的方向至適當的方向。
再者,每次當調整控制部207,於攝影圖像603顯示差值(dix,diy)的同時,伴隨著望遠鏡101的方向的調整而十字線的中心位置C移動,調整控制部207計算並顯示標記中心位置Cm與十字線的中心位置C的差值(dix,diy)。藉此,測量者能夠看著差值(dix,diy)並將望遠鏡101的方向對準二維標記15。
於此,每次測量者移動望遠鏡101的方向,調整控制部207將差值(dix,diy)是否在規定的閾值的範圍內予以判定。閾值由例如測量者、管理者等預先設定。差值(dix,diy)在閾值的範圍外的場合,調整控制部207藉由進行箭號標記700或訊息701等的導引顯示,能夠對測量者催促望遠鏡101的方向的調整。
另一方面,測量者調整望遠鏡101的方向,而十字線的中心位置C鄰近標記中心位置Cm,差值(dix,diy)成為在閾值的範圍內。然後,調整控制
部207判定差值di在閾值的範圍內,如圖7的A所示,將催促測距的訊息702(例如:「測距」(請測距))予以顯示。藉此,能夠容易地進行對二維標記15的準直,且高精確度地進行準直。再者,能夠適當地通知測量者測距的時機。
另外,上述之中,藉由調整控制部207進行上述的導引顯示,藉由測量者的手動而調整望遠鏡101的方向,但是為其他的構成也無妨。例如,亦可構成為:調整控制部207以根據差值(dix,diy),於水平方向及垂直方向操作望遠鏡101,將十字線的中心位置C對準標記中心位置Cm的方式自動地調整望遠鏡101的方向。藉此,不用透過測量者來調整望遠鏡101的方向,測量者只要確認十字線的中心位置C是否與標記中心位置Cm一致即可完成,能夠削減測量者的麻煩及時間。再者,能夠讓測量者的技術所致的對於準直的人為誤差難以發生。
然後,當望遠鏡101的方向的調整完成,測量機用終端裝置11的測距控制部208使用測量機10,在十字線的中心位置C對準標記中心位置Cm的狀態下,將該標記中心位置Cm作為測定值進行測距(圖3,S208)。
測距控制部208的測距方法沒有特別限定。例如,當測量者透過測量機用終端裝置11,對測量機10指示測量的命令,測距控制部208以機械點M為原點,以已經設置的角度檢測器測定望遠鏡101的水平角度H及垂直角度V,接著,使用測量機10的無稜鏡型光波距離計,將自測量機10至二維標記15的標記中心位置Cm為止的斜向距離L予以測定。然後,測距控制部208根據二維標記15的標記中心位置Cm的水平角度H及垂直角度V與斜向距離L,將三維座標系統之中的二維標記15的標記中心位置Cm的座標(x1,y1,z1)作為測定值計算。於此,三維座標系統能夠例舉有世界座標系統或在測量現場定義的任意的座標系統。
另外,測量機10所測定的水平角度H,例如,定義為:三維座標系統之中,以X方向(例如:正北)為0度,以向Y方向(正西)旋轉的方向為正值。測量機10所測定的垂直角度V,定義為:三維座標系統之中,以Z方向(例如:正上)為0度,自上方向下方旋轉的方向為正值。
然後,當測距完成,測量機用終端裝置11的資訊儲存控制部209,將測定值(x1,y1,z1)與測量資訊403的設定值(x0,y0,z0)關連附加於特定的識別圖樣P的二維標記15,並儲存於標記資訊表400(資料庫)(圖3,S209)。
資訊儲存控制部209的儲存方法沒有特別限定。例如,資訊儲存控制部209計算測定值(x1,y1,z1)與設定值(x0,y0,z0)的差值(精確度){dx1(=x1-x0),dy1(=y1-y0),dz1(=z1-z0)},並判定所計算的差值(dx1,dy1,dz1)是否在測量資訊403的管理值的範圍內。管理值可由例如測量者、管理者等預先設定。
判定的結果,差值(dx1,dy1,dz1)在管理值的範圍內的場合,資訊儲存控制部209,如圖7的B所示,攝影圖像603之中,與測量資訊403同時將測定值403a(x1,y1,z1)與差值(精確度403b)(dx1,dy1,dz1)予以顯示。藉此,測量者能夠同時確認測量結果的測定值403a、精確度403b即測量資訊403。
於此,測量者判斷測定值403a或精確度403b為適當的場合,當對測量機用終端裝置11指示儲存的命令,資訊儲存控制部209存取伺服器12,如圖7所示,於標記資訊表400之中,於與特定的識別圖樣P的二維標記15關連附加的測量資訊項目402的測量資訊403,儲存測定值403a(x1,y1,z1)與差值(精確度403b)(dx1,dy1,dz1)(圖3,S209 YES)。藉此,能夠將測量結果的測定值403a與精確度403b反應在測量資訊403,換言之,能夠將測量結果的測定值403a與精確度403b直接關連附加於測量資訊403所對應的二維標記15。
另一方面,判定的結果,差值(dx2,dy2,dz2)在管理值的範圍外的場合,有測量者將二維標記15的標記中心位置Cm的座標(x2,y2,z2)弄錯而測距的可能性。於此,資訊儲存控制部209,如圖8的A所示,攝影圖像603之中,於測量資訊403顯示測定值403c(x2,y2,z2)與差值(精確度403d)(dx2,dy2,dz2)的同時,將催促確認的訊息800(例如:「管理值外確認」(管理值外。請確認標記。))予以顯示。藉此,測量者弄錯不同的二維標記15而測距的場合,能夠給測量者再次確認測量對象的二維標記15而重新測量的機會。
於此,測量者再次重新測量的場合,當測量者對測量機用終端裝置11指示不儲存的命令,資訊儲存控制部209不儲存測定值403c(x2,y2,z2)與差值(精確度403d)(dx2,dy2,dz2)(圖3,S209 NO)。然後,測量者,例如,返回S207,調整望遠鏡101的方向,或返回S201,將測量機10再設置於適當的場所。
另一方面,即使差值(dx2,dy2,dz2)在管理值的範圍外,判斷為儲存測定值403c及精確度403d的場合,藉由對測量機用終端裝置11指示儲存的命令,資訊儲存控制部209,將測定值403c及精確度403d儲存於標記資訊表400之中的與特定的識別圖樣P的二維標記15關連附加的測量資訊403(圖3,S209 YES)。藉此,無論測定值403c及精確度403d是怎樣的值,測量者也能將其留在標記資訊表400。另外,上述之中,雖然於標記資訊表400儲存測定值403c及精確度403d,但是成為至少儲存測定值403c也無妨。
再者,存在有複數個建築物14的測量對象14a的場合,亦可返回S201,重覆S201至S209為止的處理。
於此,本發明之中,代替目標薄片,而將二維標記15予以辨識、準直及測距,因而能夠從二維標記15取得測量資訊403的同時,將測量結果的測
定值直接關連附加於二維標記15。再者,本發明之中,即使二維標記15多少會變形,由於能夠辨識變形後的二維標記15,因而能夠將一個攝影畫面拍到的複數個二維標記15分別辨識、準直及測距。
例如,如圖8的B所示,一個攝影圖像801拍到三個二維標記15,一個二維標記15a於正面呈現正方形,二個二維標記15b於左右側呈現菱形的場合,本發明之中,適當地辨識分別的二維標記15a、15b。此場合,例如,當測量者在攝影圖像801之中進行點選(用手指輕敲畫面的操作)等的操作而指定特定的二維標記圖像,計算控制部206計算特定的二維標記圖像的標記中心位置及與望遠鏡的攝影圖像的十字線的中心位置的差值。然後,調整控制部207根據差值,以將十字線的中心位置對準標記中心位置的方式,自動地調整望遠鏡101的方向。藉此,以簡單的操作將望遠鏡101的方向調整至二維標記15,能夠高精確度地準直。
另一方面,目標薄片的場合,雖然一個攝影圖像802拍到三個目標薄片18,但是正面的目標薄片18a與左右側的目標薄片18b分別反射測量機10的雷射光。因此,在測量機10一方,會檢測到來自複數個目標薄片18a、18b的反射光,難以特定一個目標,因而難以藉由測量機10分別準直正面的目標薄片18a及左右側的目標薄片18b。當然,即使利用測量機10的自動準直的功能,也無法藉由測量機10分別自動地識別而準直正面的目標薄片18a及左右側的目標薄片18b。如此的場合,例如,柱14的柱頭14a的一側表面設置有第一目標薄片18,鄰接於該柱頭14a的一側表面的另一側表面設置有第二目標薄片18的場合。
如此一來,根據本發明,只要映在攝影圖像內的二維標記15是能夠辨識的,就能夠適當地辨識該二維標記15並高精確度地準直,因而與目標薄片18相比,能夠減少測量機10的設置次數,削減測量者的麻煩及時間。再者,根據本發明,即使一個攝影圖像801存在有複數個二維標記15,也能夠將分別的
二維標記15予以適當地辨識並高精確度地準直,並且將測定值關連附加於分別的二維標記15。另一方面,測量者測距目標薄片18之際,會有對於應將測定值關連附加於哪個目標薄片18有所混淆的風險,但是根據本發明,自動地進行二維標記15的識別及測定值的關連附加,因而能夠確實地防止如此的人為失誤。
然後,在測量現場,對設置於柱14的柱頭14a的二維標記15關連附加並儲存測量值等的測量結果之後,測量者為了確認測量結果,攜帶管理者用終端裝置17並造訪測量現場。然後,如圖9的A所示,當管理者將管理者用終端裝置17的攝影機17a朝向柱14的柱頭14a的二維標記15,對管理者用終端裝置17指示攝影的命令,管理者用終端裝置17的終端用攝影控制部210使用管理者用終端裝置17的攝影機17a,將包含柱14的柱頭14a的二維標記15的攝影圖像予以攝影(圖3,S301)。
當終端用攝影控制部210開始攝影圖像的攝影,管理者用終端裝置17的終端用辨識控制部211,檢測攝影圖像之中的對應於二維標記15的二維標記圖像的攝影圖樣,比對所檢測的攝影圖樣與標記資訊表400(資料庫)的二維標記15的識別圖樣,藉此辨識對應於攝影圖樣的特定的識別圖樣(圖3,S302)。
終端用辨識控制部211的辨識方法沒有特別限定,但是與測量機用辨識控制部204的辨識方法同樣,故省略其說明。
然後,當特定的識別圖樣的辨識完成,管理者用終端裝置17的終端用資訊顯示控制部212,將關連附加於特定的識別圖樣的測量資訊(設定值、測定值及精確度等)顯示於攝影圖像(圖3,S303)。
終端用資訊顯示控制部212的顯示方法沒有特別限定。例如,終端用資訊顯示控制部212,將標記資訊表400的測量資訊項目402之中的關連附加於具有辨識的特定的識別圖樣的二維標記15的測量資訊403{設定值(x0,y0,z0)、測定值(x1,y1,z1)、精確度(dx1,dy1,dz1)等}予以取得,顯示於攝
影圖像900。藉此,管理者僅藉由確認攝影圖像900,就能夠一眼確認設置有二維標記15的柱14的柱頭14a的測量結果。
於此,測量資訊403的精確度(dx1,dy1,dz1)在管理值的範圍內的場合,終端用資訊顯示控制部212,於對應於二維標記15的二維標記圖像901的附近,將顯示管理值的範圍內的訊息902(例如:「管理值內」(管理值內))予以顯示。另一方面,測量資訊403的精確度(dx2,dy2,dz2)為管理值的範圍外的場合,終端用資訊顯示控制部212,於對應於二維標記15的二維標記圖像901的附近,將顯示管理值的範圍外的訊息903(例如:「管理值外」(管理值外))予以顯示。藉此,管理者能夠一眼確認設置有二維標記15的柱14的柱頭14a的測量結果是否適當。
於此,終端用資訊顯示控制部212亦可利用二維標記15實現擴增實境(AR)或複合實境(MR)的功能,而以表示許可的顏色(例如藍色)顯示管理值的範圍內的柱14,以表示不許可的顏色(例如紅色)顯示管理值的範圍外的柱14。
再者,如圖10所示,一個攝影圖像1000拍到複數個二維標記15的場合,終端用辨識控制部211將對應於二維標記15的二維標記圖像1001予以分別檢測,將對應於分別的二維標記圖像1001的攝影圖樣的特定的識別圖樣予以辨識。然後,終端用資訊顯示控制部212,將關連附加於特定的識別圖樣的測量資訊(設定值、測定值、精確度等)顯示於攝影圖像1000。於此,終端用資訊顯示控制部212,如圖10所示,對分別的二維標記15二維標記圖像1001設置對話框線1002並顯示測量資訊1003(「柱」(柱標記)、「節」(節)、「通」(通道)、「製造者」(製造者)、「製造年月日」(製造年月日)、「建精度」(建造精確度)的狀況(「本締完了後」(正式鎖緊完成後)等)、
測定值、管理值內外的適當與否等),藉此,管理者容易確認,能夠提升管理者的方便性。
另外,具有測量資訊的資料庫,與其他測量系統(例如:三維成品形狀系統、施工管理系統等)連動,藉此使測量現場的管理者的在現場的完成度的確認能夠容易進行。再者,近年,二維標記15的辨識變得能夠以網路的瀏覽器進行,因而終端用辨識控制部211沒有作為應用程式而安裝於管理者用終端裝置17的必要,管理者用終端裝置17設於能夠存取的網路13的伺服器,終端用辨識控制部211以網路的瀏覽器而發揮功能也無妨。
另一方面,作為其他利用方法,例如,亦可將具有監控攝影機的管理者用終端裝置17設置於測量現場,以監控攝影機將建築物(柱14)的測量對象(柱頭14a)的二維標記15予以連續攝影,辨識二維標記15的同時,以事務所內的事務所用終端裝置16確認關連附加於二維標記15的測量資訊,藉此能夠在事務所確認建築物14的完成度進度。
再者,本發明的實施方式之中,雖然構成為測量機用辨識控制部204搭載於測量機用終端裝置11,但是亦可構成為:測量機用辨識控制部204搭載於伺服器12,測量機用終端裝置11的測量機用攝影控制部203將攝影圖像送到伺服器12,伺服器12的測量機用辨識控制部204利用攝影圖像,將對應於二維標記圖像的攝影圖樣的特定的識別圖樣予以辨識,將關連附加於該識別圖樣的測量資訊送到測量機用終端裝置11,測量機用終端裝置11的測量機用資訊顯示控制部205將測量資訊顯示於測量機用終端裝置11的攝影圖像。再者,本發明的實施方式之中,雖然測量機用攝影控制部203的攝影圖像為靜態圖,但為動畫也無妨。
以下藉由實施例及比較例而具體說明本發明,但是本發明並不限定於此。
首先確認變形後的攝影圖樣的辨識率。具體而言,使用字典產生規定的識別圖樣,以規定的角度(0度、9度、18度、27度)將對應於所產生的識別圖樣的攝影圖樣予以於水平方向變形。此角度,例如,模擬從正對攝影圖樣的位置向左右移動的角度。然後,比對變形後的攝影圖樣與識別圖樣,確認變形後的攝影圖樣是否辨識成識別圖樣。識別圖樣,準備了:將縱長分割成六等份且將橫長分割成六份所得到的六乘六的圖樣,以及將縱長分割成七等份且橫長分割成七份所得到的七乘七的圖樣。然後,產生5000個識別圖樣,將5000個攝影圖樣變形並比對的結果,對於全部的攝影圖樣毫無遺漏地檢測出的場合,將檢測率評價為「○」,即便有一個無法檢測的場合,將檢測率評價為「×」。再者,對於全部的攝影圖樣辨識特定的識別圖樣的場合,將辨識率評價為「○」,即便有一個無法辨識的場合,將辨識率評價為「×」。另外,檢測率係指是否成功檢測攝影圖樣本身,辨識率係指是否成功將攝影圖樣辨識(特定)成特定的識別圖樣。
其結果,如圖11的A所示,六乘六的圖樣中,變形角度在0度至27度的範圍內,攝影圖樣的檢測率為「○」。更驚人的是變形角度在0度至27度的範圍內,攝影圖樣的辨識率為「○」。
再者,如圖11的B所示,七乘七的圖樣中,變形角度在0度至27度的範圍內,攝影圖樣的檢測率為「○」。更驚人的是變形角度在0度至27度的範圍內,攝影圖樣的辨識率為「○」。
如此一來,得知:即使攝影圖樣變形,檢測率及辨識率皆良好,能夠將攝影圖樣辨識成特定的識別圖樣。
接著,實際使用二維標記進行攝影、準直,並確認了可否準直。具體而言,將具有六乘六的識別圖樣的二維標記以規定的尺寸(縱50mm×横50mm、縱100mm×横100mm)印刷,如圖12的A所示,將該二維標記15設置於高11m的建築物14的頂部14a。再者,從設置有二維標記15的頂部14a的底部14b,於正對的方向遠離的順序,設定測量機10的設置位置(「1」、「2」、「3」)。從建築物14的底部14b至設置位置「3」為止的距離設定成11m。接著,從設置位置「3」,於相對於正對的方向為直角的方向遠離的順序,設定測量機10的設置位置(「4」、「5」、「6」)。從設置位置「3」至設置位置「6」為止的距離設定成9m。然後,從設置位置「1」至「6」為止設置測量機10,使用根據本發明的測量系統1,攝影二維標記15,辨識對應於二維標記圖像的攝影圖樣的特定的識別圖樣,計算標記中心位置與望遠鏡的十字線的中心位置的差值,調整望遠鏡的方向,嘗試準直。準直係藉由目視使程式所計算出的標記中心位置與望遠鏡的十字線的中心位置一致而進行。成功準直的場合則評價為「○」,無法準直的場合則評價為「×」。再者,代替二維標記15而設置目標薄片18,對測量機10指示自動準直的命令,嘗試自動準直。成功自動準直的場合則評價為「○」,無法自動準直的場合則評價為「×」。將二維標記15的準直的結果作為實施例,將目標薄片18的準直的結果作為比較例。
其結果,如圖12的B所示,得知:設置位置「1」至設置位置「3」之中,能夠進行二維標記15的攝影及標記中心位置與望遠鏡的十字線的中心位置的差值的計算,能夠準直。再者,如圖13的A所示,得知:設置位置「4」至設置位置「6」之中,能夠進行二維標記15的攝影及標記中心位置與望遠鏡的十字線的中心位置的差值的計算,能夠精確度高地準直。
然後,如圖13的B所示,得知:實施例之中,設置位置「1」至設置位置「6」的任一個準直的結果,評價皆為「○」,能夠高精確度地準直。另
一方面,比較例之中,雖然對應於正對的位置的設置位置「1」至設置位置「3」的準直的結果,評價為「○」,但是對應於斜向位置的設置位置「4」或對應於更為斜向的位置的設置位置「5」及「6」的自動準直的結果,評價為「×」,無法自動準直。
如此一來,得知:根據本發明,相對於二維標記15,測量機10不限於正對的位置,即使為斜向的位置也能夠高精確度地準直。這些結果比測量機的能夠自動準直的角度(例如:15度)更為優良。
接著,使用互相鄰近的複數個二維標記進行攝影、準直,並確認可否準直。具體而言,如圖14的A所示,於一張紙1400,將具有六乘六的識別圖樣的二維標記15以規定的尺寸(縱50mm×横50mm)印刷複數個,將該紙1400設置於高13.8m的建築物14的頂部14a。再者,從設置有含二維標記15的紙1400的頂部14a的底部14b,於正對的方向遠離12.0m的位置設定為正對位置1401,接著,將從正對位置於相對於正對的方向為垂直的方向遠離4.0m的位置設定為設置位置1402。將測量機10設置於設置位置1402,使用根據本發明的測量系統1,如圖14的B所示,攝影紙1400內的二維標記15,進行對應於二維標記圖像的攝影圖樣的特定的識別圖樣的辨識,並嘗試準直。將二維標記15的準直的結果作為實施例。
其結果,如圖15所示,能夠對一個攝影圖像1500所拍到的各二維標記圖像1501的攝影圖樣辨識特定的識別圖樣,能夠顯示關連附加於識別圖樣的ID。進一步得知:能夠計算各二維標記圖像1501的標記中心位置Cm與望遠鏡101的十字線的中心位置C的差值,能夠高精確度地準直。
另一方面,如圖16的A所示,準備與具有複數個二維標記15的紙1400同等的紙1600,於該紙1600設置複數個與二維標記15同等的目標薄片18,於設置有含複數個二維標記15的紙1400的頂部14a設置具有複數個目標薄片18
的紙1600,對測量機10指示自動準直的命令,嘗試自動準直。將目標薄片18的準直的結果作為比較例。
其結果,如圖16的B所示,當於二個目標薄片18鄰近的規定的位置存在有望遠鏡101的十字線的中心位置C的場合進行自動準直,自動準直開始時,雖然以從望遠鏡101的十字線的中心位置C對準最近的目標薄片18的中心位置的方式將望遠鏡101的十字線的中心位置C準直於最近的目標薄片18的中心位置,但是,望遠鏡101的十字線的中心位置C些微偏離了最近的目標薄片18的中心位置,而得知準直精確度低落。此因推測是複數個目標薄片18的存在以致準直精確度低落。再者,如圖17的A、圖17的B所示,當於二個目標薄片18鄰近的其他位置存在有望遠鏡101的十字線的中心位置C的場合進行自動準直,會以於二個目標薄片18的正中央對準望遠鏡101的十字線的中心位置C的方式準直,得知無法對一個目標薄片18準直。此因推測是測量機10檢測來自二個目標薄片18的反射光,而將二個目標薄片18的反射光的光量分布誤認成一個目標薄片18的反射光。
如此一來得知:根據本發明,即使於一個攝影圖像存在有複數個二維標記15,也能夠分別適當地準直,且高精確度地準直。
另外,雖然本發明的實施方式之中構成為測量系統1具有各個部位,但是以將實現該各個部位的程式儲存於儲存媒體,提供該儲存媒體的方式構成也無妨。該構成中,使規定的處理裝置讀取程式,該處理裝置實現各個部位。此場合,從儲存媒體讀取的程式本身發揮本發明的作用功效。進一步,作為本發明的位置計測方法能夠提供各個部位所執行步驟。
再者,雖然本發明的實施方式中,如圖18的A所示,將二維標記15構成為正方形,但是如圖18的B所示,將二維標記15構成為圓形也無妨。於此,二維標記15為正方形的場合,例如,識別圖樣能夠列舉六乘六的圖樣及七乘七
的圖樣。再者,在七乘七的圖樣等的奇數乘奇數的圖樣之中,亦可於識別圖樣的中心位置,設置成為準直對象的一個格子p0,準直對象的格子p0,以表示中心位置的十字線分割成四個,以上下左右相異的指定的顏色(例如:白色或黑色)將四個分割格子p0予以著色而構成,使容易準直。
再者,如圖18的B所示,二維標記15為圓形的場合,例如,識別圖樣P係為以圓形的同心圓將圓形的半徑均等分割成指定的數量,且以自圓形的圓心延伸的線將圓形的圓心角均等分割成指定的數量,形成複數個格子p,以白色或黑色著色該複數個格子p,藉此得到的圖樣,構成為能夠獨特識別。例如,識別圖樣能夠列舉:以圓形的同心圓將圓形的半徑分割成三等份且以自圓形的圓心延伸的線將圓形的圓心角分割成十二等份所得到的三乘十二的圖樣、以及以圓形的同心圓將圓形的半徑分割成五等份且以自圓形的圓心延伸的線將圓形的圓心角分割成十二等份所得到的五乘十二的圖樣。再者,即使為圓形的二維標記15,與正方形的二維標記15同樣,亦可於識別圖樣的中心位置設置成為準直對象的格子p0,準直對象的格子p0,以表示中心位置的十字線分割成四個,以上下左右相異的指定的顏色(例如:白色或黑色)將四個分割格子p0予以著色而構成,使容易準直。
另外,二維標記15的形狀及識別圖樣P的格子p的形狀,由準直容易性的點來看,例如,亦可採用利用1:1.62的黃金比例的形狀。
於此,本發明中,以使用七乘七的圖樣的簡易的識別圖樣的二維標記的場合的實施例以及使用複雜的識別圖樣的二維標記(例如:相當於QR碼)的場合的比較例,顯示兩者的辨識率的不同。具體而言,如圖19的A所示,以縱50mm×橫50mm的尺寸印刷具有七乘七的圖樣(格子數為49個)的識別圖樣的二維標記,作為實施例的二維標記。另一方面,於指定的QR碼(約40×40的圖樣,格子數為1600個)的中心追加能夠準直的測量標識,以縱50mm×橫50mm
的尺寸印刷該條碼,作為比較例的二維條碼。於此,預先將能夠解碼比較例的二維條碼的軟體內藏於測量系統。
接著,如圖19的B所示,於高11m的建築物的頂部,將實施例與比較例的二個標記並排配置,從該頂部的底部於正對的方向遠離的順序設定測量機10的設置位置(「1」、「2」),從設置位置「2」於相對於正對的方向為直角的方向遠離的順序設定測量機10的設置位置(「3」、「4」)。從建築物的底部至設置位置「1」為止的距離設定為6m,從建築物的底部至設置位置「2」為止的距離設定為11m,從設置位置「2」至設置位置「3」為止的距離設定為8m,從設置位置「2」至設置位置「4」為止的距離設定為19.1m。然後,從設置位置「1」至設置位置「4」為止設置測量機10,使用本發明的測量系統,攝影實施例與比較例的二個標記,確認是否能夠辨識。
其結果,如圖20所示,實施例的標記在任意的設置位置,皆能夠辨識標記的識別圖樣。具體而言,使用指定的規則,成功從攝影圖樣變換成攝影ID編號(id=5000),同時成功計算標記的中心位置。另一方面,如圖21所示,比較例的標記,以測量機的望遠鏡攝影的圖像,無法辨識標記(解碼失敗)。
如此一來,比較例的二維條碼(相當於QR碼),在測量現場無法以測量機的望遠鏡攝影而辨識。該理由是本來比較例的二維條碼中,於細小的黑白格子的圖樣賦予資訊,因而若沒有指定量以上的格子,就無法賦予資訊。另一方面,格子的圖樣變得複雜的話,如同上述,在測量現場,當以測量機的望遠鏡攝影,攝影圖像內的格子的圖樣會變得粗糙,而無法正確地辨識二維條碼。
實施例之中,由於並非於二維標記的識別圖樣賦予資訊,是採用具有簡易的識別圖樣的二維標記,因而即使在測量現場,也不會使二維標記圖像的攝影圖樣的辨識率降低,能夠正確地辨識。因此,如同上述,能夠從標記
資訊表取得測量資訊,將測定值儲存於標記資訊表。再者,格子數為指定量,因而賦予識別圖樣的識別性,即使於複數個建築物的測量對象設置二維標記,也能夠分別識別出各個測量對象的二維標記,同時依照各個測量對象取得測量資訊,將測量值關連附加並儲存。如此一來,測量現場的特定的識別圖樣的辨識變得容易,減輕測量的時間及麻煩,能夠高精確度地準直。
近年,對應AR(擴增實境),推出了具有攝影功能及測距功能的眼鏡型裝置,能夠將如此的眼鏡型裝置代替測量機來利用。
二維標記的識別圖樣之中,七乘七的圖樣以外,六乘六的圖樣的格子數為36個,三乘十二的圖樣的格子數為36個,五乘十二的圖樣的格子數為60個,因而這些圖樣與七乘七的圖樣有同等的格子數,與七乘七的圖樣同樣,為在測量現場能夠識別的簡易的識別圖樣,具有與上述同樣的作用功效。
如同以上,關於本發明的測量系統及測量方法,於一般的構造物、建築物、機器裝置、地基、道路、車輛、鐵路等的計測領域、土木領域、測量領域等為有用,作為有效能夠減輕測量的時間及麻煩的同時,高精確度地準直,正確地進行測定值的關連附加的測量系統及測量方法。
1:測量系統
10:測量機
11:測量機用終端裝置
12:伺服器
13:網路
16:事務所用終端裝置
17:管理者用終端裝置
201:產生控制部
202:關連控制部
203:測量機用攝影控制部
204:測量機用辨識控制部
205:測量機用資訊顯示控制部
206:計算控制部
207:調整控制部
208:測距控制部
209:資訊儲存控制部
210:終端用攝影控制部
211:終端用辨識控制部
212:終端用資訊顯示控制部
Claims (4)
- 一種測量系統,包含:一攝影控制部,使用測量機的望遠鏡將攝影圖像予以攝影,該攝影圖像包含預先設置於建築物的測量對象的二維標記;一辨識控制部,將該攝影圖像之中的對應於二維標記的二維標記圖像的攝影圖樣與一標記資訊表的二維標記的識別圖樣予以比對,以將對應於該攝影圖樣的特定的識別圖樣予以辨識;一資訊顯示控制部,當該特定的識別圖樣的辨識完成時,將該標記資訊表之中的測量資訊予以取得並顯示於該攝影圖像,該測量資訊係關連附加於該特定的識別圖樣且含有該測量對象的設定值;一計算控制部,將該攝影圖像內的二維標記圖像的標記中心位置與該望遠鏡的十字線的中心位置的差值予以計算;一調整控制部,基於該差值調整該望遠鏡的方向,使該十字線的中心位置對準該標記中心位置;一測距控制部,使用該測量機,在該十字線的中心位置與該標記中心位置對準的狀態下,將該標記中心位置予以測距而作為測定值;以及一資訊儲存控制部,當測距完成時,將該測定值與該測量資訊的設定值一同關連附加於該特定的識別圖樣的二維標記,並且儲存於該標記資訊表;其中,該識別圖樣為下列其中一種:於正方形上將縱長分割成六等份且橫長分割成六份所得到的六乘六的圖樣、以及於正方形上將縱長分割成七等份且橫長分割成七份所得到的七乘七的圖樣。
- 一種測量方法,包含:一攝影控制步驟,使用測量機的望遠鏡將攝影圖像予以攝影,該攝影圖像包含預先設置於建築物的測量對象的二維標記;一辨識控制步驟,將該攝影圖像之中的對應於二維標記的二維標記圖像的攝影圖樣與一標記資訊表的二維標記的識別圖樣予以比對,以將對應於該攝影圖樣的特定的識別圖樣予以辨識;一資訊顯示控制步驟,當該特定的識別圖樣的辨識完成時,將該標記資訊表之中的測量資訊予以取得並顯示於該攝影圖像,該測量資訊係關連附加於該特定的識別圖樣且含有該測量對象的設定值;一計算控制步驟,將該攝影圖像內的二維標記圖像的標記中心位置與該望遠鏡的十字線的中心位置的差值予以計算;一調整控制步驟,基於該差值調整該望遠鏡的方向,使該十字線的中心位置對準該標記中心位置;一測距控制步驟,使用該測量機,在該十字線的中心位置與該標記中心位置對準的狀態下,將該標記中心位置予以測距而作為測定值;以及一資訊儲存控制步驟,當測距完成時,將該測定值與該測量資訊的設定值一同關連附加於該特定的識別圖樣的二維標記,並且儲存於該標記資訊表;其中,該識別圖樣為下列其中一種:於正方形上將縱長分割成六等份且橫長分割成六份所得到的六乘六的圖樣、以及於正方形上將縱長分割成七等份且橫長分割成七份所得到的七乘七的圖樣。
- 一種測量系統,包含: 一攝影控制部,使用測量機的望遠鏡將攝影圖像予以攝影,該攝影圖像包含預先設置於建築物的測量對象的二維標記;一辨識控制部,將該攝影圖像之中的對應於二維標記的二維標記圖像的攝影圖樣與一標記資訊表的二維標記的識別圖樣予以比對,以將對應於該攝影圖樣的特定的識別圖樣予以辨識;一資訊顯示控制部,當該特定的識別圖樣的辨識完成時,將該標記資訊表之中的測量資訊予以取得並顯示於該攝影圖像,該測量資訊係關連附加於該特定的識別圖樣且含有該測量對象的設定值;一計算控制部,將該攝影圖像內的二維標記圖像的標記中心位置與該望遠鏡的十字線的中心位置的差值予以計算;一調整控制部,基於該差值調整該望遠鏡的方向,使該十字線的中心位置對準該標記中心位置;一測距控制部,使用該測量機,在該十字線的中心位置與該標記中心位置對準的狀態下,將該標記中心位置予以測距而作為測定值;以及一資訊儲存控制部,當測距完成時,將該測定值與該測量資訊的設定值一同關連附加於該特定的識別圖樣的二維標記,並且儲存於該標記資訊表;其中,該識別圖樣為下列其中一種:於圓形上以圓形的同心圓將圓形的半徑分割成三等份且以自圓形的圓心延伸的線將圓形的圓心角分割成十二等份所得到的三乘十二的圖樣、以及於圓形上以圓形的同心圓將圓形的半徑分割成五等份且以自圓形的圓心延伸的線將圓形的圓心角分割成十二等份所得到的五乘十二的圖樣。
- 一種測量方法,包含:一攝影控制步驟,使用測量機的望遠鏡將攝影圖像予以攝影,該攝影圖像包含預先設置於建築物的測量對象的二維標記; 一辨識控制步驟,將該攝影圖像之中的對應於二維標記的二維標記圖像的攝影圖樣與一標記資訊表的二維標記的識別圖樣予以比對,以將對應於該攝影圖樣的特定的識別圖樣予以辨識;一資訊顯示控制步驟,當該特定的識別圖樣的辨識完成時,將該標記資訊表之中的測量資訊予以取得並顯示於該攝影圖像,該測量資訊係關連附加於該特定的識別圖樣且含有該測量對象的設定值;一計算控制步驟,將該攝影圖像內的二維標記圖像的標記中心位置與該望遠鏡的十字線的中心位置的差值予以計算;一調整控制步驟,基於該差值調整該望遠鏡的方向,使該十字線的中心位置對準該標記中心位置;一測距控制步驟,使用該測量機,在該十字線的中心位置與該標記中心位置對準的狀態下,將該標記中心位置予以測距而作為測定值;以及一資訊儲存控制步驟,當測距完成時,將該測定值與該測量資訊的設定值一同關連附加於該特定的識別圖樣的二維標記,並且儲存於該標記資訊表;其中,該識別圖樣為下列其中一種:於圓形上以圓形的同心圓將圓形的半徑分割成三等份且以自圓形的圓心延伸的線將圓形的圓心角分割成十二等份所得到的三乘十二的圖樣、以及於圓形上以圓形的同心圓將圓形的半徑分割成五等份且以自圓形的圓心延伸的線將圓形的圓心角分割成十二等份所得到的五乘十二的圖樣。
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