特許 6174199 誘導方法及び画像表示システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6174199

(24)【登録日】2017年7月14日

(45)【発行日】2017年8月2日

(54)【発明の名称】誘導方法及び画像表示システム

(51)【国際特許分類】

   G01C 15/00 20060101AFI20170724BHJP

【ＦＩ】

   G01C15/00 103E

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-103453(P2016-103453)

(22)【出願日】2016年5月24日

【審査請求日】2016年5月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000166627

【氏名又は名称】五洋建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】599098127

【氏名又は名称】株式会社ソーキ

(74)【代理人】

【識別番号】110000752

【氏名又は名称】特許業務法人朝日特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】前田 一成

(72)【発明者】

【氏名】中川 智史

(72)【発明者】

【氏名】平山 達也

(72)【発明者】

【氏名】増田 兼士

(72)【発明者】

【氏名】小川 邦利

(72)【発明者】

【氏名】宣原 晃司

(72)【発明者】

【氏名】清野 大輔

【審査官】 八木 智規

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１１２８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３５２２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９１１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／１４２１２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ １／００− １／１４

Ｇ０１Ｃ ５／００−１５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定方向を基準として、測量対象の視準点を視準する光軸方向の角度を計測して測量情報として出力する測量情報出力手段と、前記光軸方向を変更する駆動手段と、前記測量情報出力手段にて得られた測量情報をコントローラへ送信する測量情報送信手段と、前記光軸方向の視準点を含む画像を撮像して電気信号に変換して画像情報として出力し、前記コントローラから送信された制御信号に基づいて撮像倍率を変更する撮像手段と、目標位置に配置された対象物の位置及び姿勢を示す仮想的な３次元画像を前記撮像手段を視点とし前記撮像倍率に応じて倍率を調整して生成し、生成した前記３次元画像と、前記撮像手段にて得られた画像情報に基づく撮像画像とを合成する画像合成手段と、前記画像合成手段により合成された画像の画像情報を前記コントローラへ送信する画像情報送信手段とを備え、前記視準点を視準する光軸と前記撮像手段の光軸とが所定の相対関係を維持した測量装置を、作業員が前記目標位置を撮像するように配置するステップと、
前記測量装置に撮像倍率を指定する制御信号を送信する通信手段と、前記測量装置から送信された画像情報に基づく画像を表示する表示手段とを備える前記コントローラによって表示される画像に基づいて、作業員が前記対象物を前記目標位置に誘導するステップと、
作業員が前記コントローラに対し撮像倍率を指定するステップと、
前記測量装置が前記コントローラから送信された制御信号に基づいて変更した撮像倍率で生成し、前記コントローラにより表示される画像に基づいて、作業員が前記対象物を前記目標位置にさらに誘導するステップと
を備える誘導方法。

【請求項2】

前記対象物は、鋼管杭打設工、矢板打設工、ジャケット据付工、ケーソン据付工、又は鋼板セル設置工のうち少なくともいずれかである
請求項１に記載の誘導方法。

【請求項3】

請求項１に記載の誘導方法に用いられる画像表示システムであって、
所定方向を基準として、測量対象の視準点を視準する光軸方向の角度を計測して測量情報として出力する測量情報出力手段と、前記光軸方向を変更する駆動手段と、前記測量情報出力手段にて得られた測量情報をコントローラへ送信する測量情報送信手段と、前記光軸方向の視準点を含む画像を撮像して電気信号に変換して画像情報として出力し、前記コントローラから送信された制御信号に基づいて撮像倍率を変更する撮像手段と、目標位置に配置された対象物の位置及び姿勢を示す仮想的な３次元画像を前記撮像手段を視点とし前記撮像倍率に応じて倍率を調整して生成し、生成した前記３次元画像と、前記撮像手段にて得られた画像情報に基づく撮像画像とを合成する画像合成手段と、前記画像合成手段により合成された画像の画像情報を前記コントローラへ送信する画像情報送信手段とを備え、前記視準点を視準する光軸と前記撮像手段の光軸とが所定の相対関係を維持した測量装置と、
前記測量装置に撮像倍率を指定する制御信号を送信する通信手段と、前記測量装置から送信された画像情報に基づく画像を表示する表示手段とを備える前記コントローラと
を備える画像表示システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対象物を目標位置に誘導する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、撮像した画像を送信する機能を備えた測量装置を用いた測量に関する技術が開示されている。この測量装置は、所定方向を基準として、測量対象の第１地点を視準する光軸方向の角度を計測して測量情報として出力する測量手段、光軸方向を変更する駆動手段、および測量手段にて得られた測量情報を第４地点へ送信する測量情報送信手段を備え、位置情報が既知の第２および第３地点に設置される。また、この測量装置は、測量手段の光軸と所定の相対関係を維持する光軸を有し、第１地点の視準点を含む画像を撮像して電気信号に変換して画像情報として出力する撮像手段、撮像手段にて得られた画像情報を第４地点へ送信する画像情報送信手段、第４地点から送信された制御信号を受信する受信手段、および受信した制御信号に基づいて測量手段の光軸方向を変更するように駆動手段を制御する制御手段をそれぞれ備える。測量対象の第１地点に斜杭を打設する場合には、測量対象の第１地点を含む画像を、第２および第３地点にそれぞれ配設した撮像手段で撮像させて画像情報を出力させるとともに、第２および第３地点を基準として第１地点を測量手段でそれぞれ測量させて第１地点の測量情報を出力させ、得られた画像情報および測量情報を電気信号に変換させて画像情報送信手段および測量情報送信手段によって第４地点に送信させる。第４地点には、第２および第３地点における測量装置へ制御信号を送信するとともに、第２および第３地点における測量装置から画像情報および測量情報を受信する通信手段と、制御信号を作成して通信手段に送信させ、かつ通信手段で受信した第２および第３地点における斜杭の画像に、斜杭を打設すべき所定の角度を、既知である第２および第３地点の第１地点に対する挟み角に応じて補正演算して、斜めの補助線として合成して出力する補助線合成手段と、第２および第３地点における補助線が合成された斜杭の画像を表示する画面とを有するコントローラが備えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５５５０８５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の技術では、補助線は対象物を誘導する位置の目安に過ぎず、設計で定められた位置や姿勢に対象物が誘導されたことを確認することが難しい。
そこで、本発明は、対象物を目標位置に精度よく誘導するための３次元画像を取得することのできる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、所定方向を基準として、測量対象の視準点を視準する光軸方向の角度を計測して測量情報として出力する測量情報出力手段と、前記光軸方向を変更する駆動手段と、前記測量情報出力手段にて得られた測量情報をコントローラへ送信する測量情報送信手段と、前記光軸方向の視準点を含む画像を撮像して電気信号に変換して画像情報として出力し、前記コントローラから送信された制御信号に基づいて撮像倍率を変更する撮像手段と、目標位置に配置された対象物の位置及び姿勢を示す仮想的な３次元画像を前記撮像手段を視点とし前記撮像倍率に応じて倍率を調整して生成し、生成した前記３次元画像と、前記撮像手段にて得られた画像情報に基づく撮像画像とを合成する画像合成手段と、前記画像合成手段により合成された画像の画像情報を前記コントローラへ送信する画像情報送信手段とを備え、前記視準点を視準する光軸と前記撮像手段の光軸とが所定の相対関係を維持した測量装置を、作業員が前記目標位置を撮像するように配置するステップと、前記測量装置に撮像倍率を指定する制御信号を送信する通信手段と、前記測量装置から送信された画像情報に基づく画像を表示する表示手段とを備える前記コントローラによって表示される画像に基づいて、作業員が前記対象物を前記目標位置に誘導するステップと、作業員が前記コントローラに対し撮像倍率を指定するステップと、前記測量装置が前記コントローラから送信された制御信号に基づいて変更した撮像倍率で生成し、前記コントローラにより表示される画像に基づいて、作業員が前記対象物を前記目標位置にさらに誘導するステップとを備える誘導方法を提供する。
上記の構成において、前記対象物は、鋼管杭打設工、矢板打設工、ジャケット据付工、ケーソン据付工、又は鋼板セル設置工のうち少なくともいずれかであってもよい。
また、本発明は、上記の誘導方法に用いられる画像表示システムであって、所定方向を基準として、測量対象の視準点を視準する光軸方向の角度を計測して測量情報として出力する測量情報出力手段と、前記光軸方向を変更する駆動手段と、前記測量情報出力手段にて得られた測量情報をコントローラへ送信する測量情報送信手段と、前記光軸方向の視準点を含む画像を撮像して電気信号に変換して画像情報として出力し、前記コントローラから送信された制御信号に基づいて撮像倍率を変更する撮像手段と、目標位置に配置された対象物の位置及び姿勢を示す仮想的な３次元画像を前記撮像手段を視点とし前記撮像倍率に応じて倍率を調整して生成し、生成した前記３次元画像と、前記撮像手段にて得られた画像情報に基づく撮像画像とを合成する画像合成手段と、前記画像合成手段により合成された画像の画像情報を前記コントローラへ送信する画像情報送信手段とを備え、前記視準点を視準する光軸と前記撮像手段の光軸とが所定の相対関係を維持した測量装置と、前記測量装置に撮像倍率を指定する制御信号を送信する通信手段と、前記測量装置から送信された画像情報に基づく画像を表示する表示手段とを備える前記コントローラとを備える画像表示システムを提供する。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、対象物を目標位置に精度よく誘導するための３次元画像を取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】測量装置１０を示す図。

【図2】測量装置１０の電気的構成を示す図。

【図3】コントローラ１５を示す図。

【図4】測量装置１０を用いた測量の様子を示す図。

【図5】ディスプレイ１５３に表示された画像を示す図。

【図6】ケーソン据付工に本発明を適用した例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明を実施するための形態の一例について説明する。図１は、測量装置１０を示す図である。図２は、測量装置１０の機能構成を示す図である。図３は、コントローラ１５を示す図である。

【0009】

測量装置１０は、測量装置本体１、付加制御部１１、通信部１２を備える。測量装置本体１は、駆動部２、測距部３、本体制御部４、望遠鏡５、回転ツマミ６、ＣＣＤ撮像部８、３次元画像合成部８１、回転ツマミ駆動装置９を備える。この例では、付加制御部１１と通信部１２が測量装置本体１と分離されているが、付加制御部１１と通信部１２が測量装置本体１と一体に構成されていてもよい。測量装置本体１は、駆動部２を介して三脚などの架台１０１に取り付けられる。駆動部２は、垂直軸回り及び水平軸回りの回転駆動機構を備え、測距部３の光軸方向を水平面内及び垂直面内で回転移動させる。駆動部２は、測距部３の光軸方向を示す角度情報を本体制御部４に出力する。

【0010】

測距部３は、例えば、レーザ光や赤外光などを照射して視準点からの反射光を受光し、照射光と反射光との位相差から、測距部３と視準点との距離を計測する。測距部３は、計測された距離を示す距離情報を本体制御部４に出力する。望遠鏡５の光軸は、測距部３の光軸と平行となるように調整されている。

【0011】

回転ツマミ６は、上下回転用のツマミ６ａと左右回転用のツマミ６ｂを含む。上下回転用のツマミ６ａは、駆動部２の水平軸回りの回転駆動機構を手動で駆動するためのツマミである。左右回転用のツマミ６ｂは、駆動部２の垂直軸回りの回転駆動機構を手動で駆動するためのツマミである。測量装置本体１を直接操作する場合には、作業員が望遠鏡５で測量対象を目視しながら回転ツマミ６を操作して視準する。この場合、駆動部２から出力された角度情報と、測距部３から出力された距離情報が、測量装置本体１に設けられた液晶表示パネルなどの表示部（図示省略）に表示される。

【0012】

回転ツマミ駆動装置９は、測量装置本体１を遠隔操作する場合に測量装置本体１に装着される。回転ツマミ駆動装置９は、モータ（図示省略）で正逆方向に回転駆動される駆動ギア９ａ、９ｂを備える。ツマミ６ａ、６ｂには、それぞれ駆動ギア９ａ、９ｂの歯に対応する凹凸が形成されており、回転ツマミ駆動装置９が測量装置本体１に装着されると、駆動ギア９ａがツマミ６ａと、駆動ギア９ｂがツマミ６ｂと、それぞれ噛み合わされる。付加制御部１１は、コントローラ１５から通信部１２を介して入力された制御信号を駆動ギア９ａ、９ｂに出力して回転を制御する。

【0013】

駆動部２から出力される角度情報と測距部３から出力される距離情報は、本発明に係る測量情報の一例である。駆動部２は、所定方向を基準として、測量対象の視準点を視準する光軸方向の角度を計測して測量情報として出力する測量情報出力手段の一例である。また、駆動部２は、光軸方向を変更する駆動手段の一例である。

【0014】

ＣＣＤ撮像部８は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）を備えるイメージセンサであり、その光軸は、測距部３及び望遠鏡５の光軸と平行になるように調整されている。ＣＣＤ撮像部８は、視準点を含む領域を撮像して画像情報を生成する。ＣＣＤ撮像部８は、ズーム機能を備え、付加制御部１１は、コントローラ１５から通信部１２を介して入力された制御信号をＣＣＤ撮像部８に出力してズーム倍率を変更する。ＣＣＤ撮像部８は、生成した画像信号、撮像時のズーム倍率、シャッター速度などを含む撮像条件情報を付加制御部１１に出力する。ＣＣＤ撮像部８は、測量装置本体１と一体に構成されていてもよく、測量装置本体１に着脱されるように構成されていてもよい。ＣＣＤ撮像部８は、光軸方向の視準点を含む画像を撮像して電気信号に変換して画像情報として出力し、遠隔地から送信された制御信号に基づいて撮像倍率を変更する撮像手段の一例である。測量装置本体１は、測量情報出力手段の光軸と撮像手段の光軸とが所定の相対関係を維持した測量装置の一例である。

【0015】

３次元画像合成部８１は、任意の３次元画像を生成し、ＣＣＤ撮像部８にて得られた撮像画像に３次元画像を合成する。３次元画像は、杭Ｐの位置や姿勢など決める目安となる。３次元画像合成部８１は、画像情報に応じた撮像画像に任意の３次元画像を合成して出力する３次元画像合成手段の一例である。３次元画像の具体例については、後述する。

【0016】

付加制御部１１は、ＣＣＤ撮像部８から出力された画像情報と撮像条件情報、本体制御部４から出力された測量情報（距離情報と角度情報を含む）を、通信部１２を介してコントローラ１５に出力する。また、付加制御部１１は、コントローラ１５から通信部１２を介して入力された制御信号を測量装置本体１の各部へ出力する。具体的には、駆動部２、測距部３．望遠鏡５などを制御するための制御信号が入力された場合には、その制御信号を本体制御部４へ出力し、ＣＣＤ撮像部８のズーム倍率などの撮像条件を変更するための制御信号が入力された場合には、その制御信号をＣＣＤ撮像部８へ出力し、ＣＣＤ撮像部８の視準方向を指示する制御信号が入力された場合には、その制御信号を回転ツマミ駆動装置９に出力する。

【0017】

通信部１２は、本体制御部４及び付加制御部１１を介して得られた視準点までの距離情報と角度情報とを含む測量情報と、付加制御部１１を介してＣＣＤ撮像部８から得られた画像情報と撮像条件情報とを、有線通信又は無線通信によりコントローラ１５へ送信する送信機能を備える。また、通信部１２は、コントローラ１５から送信された制御信号を受信して、付加制御部１１へ出力する受信機能を備える。通信部１２は、測量情報出力手段にて得られた測量情報を遠隔地へ送信する測量情報送信手段の一例である。また、通信部１２は、撮像手段にて得られた画像情報を遠隔地へ送信する画像情報送信手段の一例である。

【0018】

コントローラ１５は、通信装置１５１、コンピュータ１５２、ディスプレイ１５３、入力装置１５４を含む。通信装置１５１は、通信部１２との間で有線通信又は無線通信を行う。コンピュータ１５２は、例えばノートブック型のパーソナルコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置と、ハードディスク装置や半導体メモリなどの記憶装置を備え、測量装置本体１を遠隔操作するためのソフトウェアがインストールされている。コンピュータ１５２は、通信部１２を介して測量装置本体１から送信された測量情報、画像情報、撮像条件情報などを通信装置１５１を介して受信して記憶装置に記憶するとともに、これらの情報をディスプレイ１５３に表示させる。

【0019】

入力装置１５４は、キーボード、タッチパネル、ジョイスティックなどを含み、作業員は、測量装置本体１の各部を制御するための制御信号を、入力装置１５４を用いて入力する。入力された制御信号は、通信装置１５１を介して通信部１２に送信される。

【0020】

測量に先立って、調整用のターゲットを使用してＣＣＤ撮像部８の光軸の調整を行っておく。調整用のターゲットは、測量軸の垂直方向上部にオフセットした位置にカメラ軸を表示している。まず、測量軸を合わせた状態で、ＣＣＤ撮像部８の光軸を合わせる。この光軸合わせは、ＣＣＤ撮像部８に備えられた機械的な光軸調整機構を用いて行う。測量軸を視準するのに通常は自動視準機能を使用する。なお、視準は、目視によって行ってもよい。このように視準軸とＣＣＤ撮像部８の光軸とを平行にする光軸合わせを行うが、平行でなく、一定の相対関係でありさえすれば光軸を変化させた場合の角度の情報は相対的に知ることが可能である。

【0021】

図４は、測量装置１０を用いた測量の様子を示す図である。ここでは、一例として、第１地点Ａに杭Ｐを打設する場合について説明する。第１地点Ａには、打設船が配置されている。この打設船は、指定された角度で杭を打設する機能を備える。第２地点Ｂと第３地点Ｃには、それぞれ測量装置１０Ｂ、１０Ｃが配置されている。測量装置１０Ｂ、１０Ｃは、いずれも測量装置１０と同じ構成を有する。第４地点Ｄには、コントローラ１５が配置されている。第４地点Ｄは、例えば打設船の船上である。ディスプレイ１５３には、測量装置１０Ｂ、１０Ｃから送信された画像情報に基づく画像が表示される。作業員は、表示された画像で杭の位置や姿勢を観察しながら杭の誘導を行う。

【0022】

なお、測量装置１０Ｂ、１０Ｃの位置情報は、例えば後方交会法などの方法により特定され、打設作業開始時には既知である。測量装置１０Ｂ、１０Ｃは、第２地点Ｂと第１地点Ａを結ぶ直線と第３地点Ｃと第１地点Ａを結ぶ直線とのなす角θが９０度になる位置に配置することが望ましい。

【0023】

図５は、ディスプレイ１５３に表示された画像を示す図である。ディスプレイ１５３には、測量装置１０Ｂから送信された画像情報に基づく画像Ｄ２（第２地点Ｂから撮像された杭Ｐの画像）と、測量装置１０Ｃから送信された画像情報に基づく画像Ｄ３（第３地点Ｃから撮像された杭Ｐの画像）が表示される。画像Ｄ２、Ｄ３には、それぞれ測量装置１０Ｂ、１０Ｃの３次元画像合成部８１により杭Ｐの３次元画像が合成されている。また、それぞれの画像の中央を垂直方向及び水平方向に通るスタジア線Ｓが表示されている。

【0024】

ズーム倍率は、入力装置１５４を用いて指定される。ズーム倍率が指定されない場合には、予め設定された初期値が用いられる。作業員が入力装置１５４を用いてズーム倍率を指定すると、コンピュータ１５２がそのズーム倍率を示す制御信号を生成し、その制御信号を通信装置１５１を介して測量装置１０Ｂ、１０Ｃに送信する。送信された制御信号は、通信部１２を介して付加制御部１１に入力され、付加制御部１１は、その制御信号をＣＣＤ撮像部８に出力してズーム倍率を変更する。ディスプレイ１５３には、表示されている画像のズーム倍率の値（倍率：× ）が表示される。この例では、ズーム倍率は４倍である。

【0025】

杭Ｐの３次元画像は、杭Ｐの施工の或る時点における仮想的な３次元画像である。杭Ｐの施工においては、設計で定められた位置及び姿勢で杭Ｐを建込んだ後、打込みを開始する。そのため、設計で定められた位置及び姿勢に杭Ｐを正確に誘導することが必要となる。本実施形態では、建込み完了時の杭Ｐの仮想的な３次元画像を設計値に基づいて生成し、生成した３次元画像を撮像画像に合成して表示することで、３次元画像を杭Ｐの誘導の目安とする。

【0026】

３次元画像合成部８１には、杭Ｐの３次元ＣＡＤ（computer-aided design）データと、測量装置１０の設置位置や建込み完了時の杭Ｐの位置及び姿勢などを示す３次元位置情報が入力される。３次元位置情報は、例えば、測量の基準点を原点とした３次元直交座標系で表される。３次元画像合成部８１は、杭Ｐの３次元ＣＡＤデータを、この３次元直交座標系における建込み完了時の杭Ｐの位置及び姿勢に対応するように座標変換する。

【0027】

３次元画像合成部８１は、透視投影の手法で３次元画像を生成するようにプログラミングされている。具体的には、ＣＣＤ撮像部８を視点として、視点と杭Ｐとの間に仮想的な投影面を設け、座標変換後の３次元ＣＡＤデータに含まれる各点と視点とを結ぶ直線の投影面との交点の座標を求めることにより、ＣＣＤ撮像部８を視点とした杭Ｐの３次元画像を生成する。３次元画像合成部８１は、設定されたズーム倍率に応じて３次元画像の倍率を調整し、ＣＣＤ撮像部８にて得られた撮像画像に合成する。

【0028】

図５の例では、杭Ｐの輪郭を示す線画の３次元画像Ｇが表示されている。この３次元画像Ｇは、設計で定められた建込み完了時の杭Ｐの位置及び姿勢を表している。この例は、建込み完了時の杭Ｐを俯瞰する位置に測量装置１０Ｂ、１０Ｃが設置された例である。そのため、画像Ｄ２、Ｄ３においては、杭Ｐの天端の面が見えている。また、天端から下方に向って杭Ｐの側面がすぼまるように見えるのは、透視投影によって遠近感が表現されているためである。

【0029】

画像Ｄ２（第２地点Ｂから撮像された杭Ｐの画像）は、設計位置に対して杭Ｐの現在位置が第３地点Ｃから遠ざかる方向にずれていることを示している。画像Ｄ３（第３地点Ｃから撮像された杭Ｐの画像）は、設計位置に対して杭Ｐの現在位置が第２地点Ｂに近づく方向にずれていることを示している。従って、画像Ｄ２、Ｄ３から、杭Ｐを、第３地点Ｃに近づく方向、且つ、第２地点Ｂから遠ざかる方向に誘導する必要があることがわかる。作業員は、打設船を操作して、杭Ｐを、第３地点Ｃに近づく方向、且つ、第２地点Ｂから遠ざかる方向に誘導する。このとき、ディスプレイ１５３には、杭Ｐが移動する様子がリアルタイムで表示される。表示されている杭Ｐが３次元画像Ｇに概ね重なったならば、杭Ｐの誘導を一旦停止し、入力装置１５４によりズーム倍率を上げる。すると、杭Ｐと３次元画像Ｇが同じ倍率に拡大される。作業員は、倍率を上げる前と同様の手順で、杭Ｐの現在位置と設計位置とのずれの方向を判別し、杭Ｐの誘導を再開する。このように、段階的にズーム倍率を拡大して杭Ｐを誘導することにより、杭Ｐの誘導の精度が段階的に高められる。よって、本実施形態によれば、対象物を目標位置に精度よく誘導するための３次元画像を取得することができる。

【0030】

上記の実施形態を次のように変形してもよい。
＜変形例１＞
上記の実施形態では、建込み完了時の杭Ｐの仮想的な３次元画像を表示する例を示したが、打込み完了時の杭Ｐの仮想的な３次元画像を表示してもよい。この３次元画像は、施工対象の出来形を表す画像の一例である。この構成によれば、杭Ｐの出来形を確認することができる。

【0031】

＜変形例２＞
杭打設工以外の工種に本発明を適用してもよい。例えば、鋼管杭打設工、矢板打設工、ジャケット据付工、ケーソン据付工、鋼板セル設置工、又は造成工などに本発明を適用してもよい。
図６は、ケーソン据付工に本発明を適用した例を示す図である。この例は、第１地点ＡにケーソンＱを誘導する例であり、ディスプレイ１５３には、ケーソンＱの輪郭を示す線画の３次元画像Ｇが表示されている。この３次元画像Ｇは、誘導完了時のケーソンＱの位置及び姿勢を表している。

【0032】

＜変形例３＞
コントローラ１５を設置する第４地点Ｄは、陸上でもよい。この場合、陸上の作業員がコントローラ１５の画面上で杭の位置や姿勢を観察し、打設船上の作業員に杭の移動方向や移動距離に関する指示を無線通信で与えてもよい。また、陸上の作業員がコントローラ１５の画面上で杭の位置や姿勢を観察しながら打設船を遠隔操作して杭の移動方向や移動距離を制御してもよい。

【0033】

＜変形例４＞
実施形態では、１台のコントローラ１５で測量装置１０Ｂ、１０Ｃを操作する例を示したが、測量装置１０Ｂを操作するためのコントローラ１５Ｂと、測量装置１０Ｃを操作するためのコントローラ１５Ｃとを設置してもよい。

【0034】

＜変形例５＞
３次元画像合成部８１の機能がハードウェア回路で実装されていてもよいし、その機能の一部又は全部がソフトウェアで実装されていてもよい。
３次元画像合成部８１の機能がコントローラ１５に備えられていてもよい。つまり、本発明は、所定方向を基準として、測量対象の視準点を視準する光軸方向の角度を計測して測量情報として出力する測量情報出力手段と、前記光軸方向を変更する駆動手段と、前記測量情報出力手段にて得られた測量情報をコントローラへ送信する測量情報送信手段と、前記光軸方向の視準点を含む画像を撮像して電気信号に変換して画像情報として出力し、前記コントローラから送信された制御信号に基づいて撮像倍率を変更する撮像手段と、目標位置に配置された対象物の位置及び姿勢を示す仮想的な３次元画像を前記撮像手段を視点とし前記撮像倍率に応じて倍率を調整して生成し、生成した前記３次元画像と、前記撮像手段にて得られた画像情報に基づく撮像画像とを合成する画像合成手段と、前記画像合成手段により合成された画像の画像情報を前記コントローラへ送信する画像情報送信手段とを備え、前記視準点を視準する光軸と前記撮像手段の光軸とが所定の相対関係を維持した測量装置と、前記測量装置に撮像倍率を指定する制御信号を送信する通信手段と、前記測量装置から送信された画像情報に基づく画像を表示する表示手段とを備える前記コントローラとを備える画像表示システムとしても特定され得る。

【0035】

＜変形例６＞
また、本発明は、所定方向を基準として、測量対象の視準点を視準する光軸方向の角度を計測して測量情報として出力する測量情報出力手段と、前記光軸方向を変更する駆動手段と、前記測量情報出力手段にて得られた測量情報をコントローラへ送信する測量情報送信手段と、前記光軸方向の視準点を含む画像を撮像して電気信号に変換して画像情報として出力し、前記コントローラから送信された制御信号に基づいて撮像倍率を変更する撮像手段と、目標位置に配置された対象物の位置及び姿勢を示す仮想的な３次元画像を前記撮像手段を視点とし前記撮像倍率に応じて倍率を調整して生成し、生成した前記３次元画像と、前記撮像手段にて得られた画像情報に基づく撮像画像とを合成する画像合成手段と、前記画像合成手段により合成された画像の画像情報を前記コントローラへ送信する画像情報送信手段とを備え、前記視準点を視準する光軸と前記撮像手段の光軸とが所定の相対関係を維持した測量装置を、作業員が前記目標位置を撮像するように配置するステップと、前記測量装置に撮像倍率を指定する制御信号を送信する通信手段と、前記測量装置から送信された画像情報に基づく画像を表示する表示手段とを備える前記コントローラによって表示される画像に基づいて、作業員が前記対象物を前記目標位置に誘導するステップと、作業員が前記コントローラに対し撮像倍率を指定するステップと、前記測量装置が前記コントローラから送信された制御信号に基づいて変更した撮像倍率で生成し、前記コントローラにより表示される画像に基づいて、作業員が前記対象物を前記目標位置にさらに誘導するステップとを備える誘導方法としても特定され得る。

【符号の説明】

【0036】

１ 測量装置本体、２ 駆動部、３ 測距部、４ 本体制御部、５ 望遠鏡、６ 回転ツマミ、８ ＣＣＤ撮像部、８１ ３次元画像合成部、９ 回転ツマミ駆動装置、８ ＣＣＤ撮像部、１０ 測量装置、１１ 付加制御部、１２ 通信部、１５ コントローラ、１５１ 通信装置、１５２ コンピュータ、１５３ ディスプレイ、１５４ 入力装置

【要約】

【課題】対象物を目標位置に精度よく誘導するための３次元画像を取得すること。
【解決手段】画像表示システムは、視準点を視準する光軸方向の角度を計測して測量情報として出力する測量情報出力手段と、光軸方向を変更する駆動手段と、測量情報出力手段にて得られた測量情報をコントローラへ送信する測量情報送信手段と、光軸方向の視準点を含む画像を撮像して出力し、コントローラから送信された制御信号に基づいて撮像倍率を変更する撮像手段と、目標位置に配置された対象物の位置及び姿勢を示す仮想的な３次元画像を撮像手段を視点とし撮像倍率に応じて倍率を調整して生成し、生成した３次元画像と、撮像手段により撮像された撮像画像とを合成する画像合成手段とを備える測量装置と、測量装置に撮像倍率を指定する制御信号を送信する通信手段と、測量装置から送信された３次元画像の合成された撮像画像を表示する表示手段とを備えるコントローラとを備える。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】