特許 6602139 測定方法およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6602139

(24)【登録日】2019年10月18日

(45)【発行日】2019年11月6日

(54)【発明の名称】測定方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01J 1/42 20060101AFI20191028BHJP

   G01J 1/02 20060101ALI20191028BHJP

   G01C 15/00 20060101ALI20191028BHJP

【ＦＩ】

   G01J1/42 J

   G01J1/02 S

   G01C15/00 103A

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-197586(P2015-197586)

(22)【出願日】2015年10月5日

(65)【公開番号】特開2017-72390(P2017-72390A)

(43)【公開日】2017年4月13日

【審査請求日】2018年6月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000220343

【氏名又は名称】株式会社トプコン

(74)【代理人】

【識別番号】100096884

【弁理士】

【氏名又は名称】末成 幹生

(72)【発明者】

【氏名】永島 裕記

(72)【発明者】

【氏名】東海林 篤史

(72)【発明者】

【氏名】大出 顕

【審査官】 平田 佳規

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−０６８４７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０４３０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−００９９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０５７９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２４７４３９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｊ １／００− １／０２

Ｇ０１Ｊ １／４２− １／４４

Ｇ０１Ｃ １５／００

Ｇ０１Ｒ ２９／０８

Ｈ０４Ｑ ９／００− ９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザー光を用いた位置の測定およびレーザースキャンによる点群データの取得を行う測定装置を利用して、照明設備を備えた施設の予め定められた位置における照度の測定に利用される方法であって、
前記測定装置を用いた前記施設に対するレーザースキャンを行うことで取得した前記施設における多数の測定点により構成される点群データを得るステップと、
前記点群データに基づき前記施設の三次元モデルを作成するステップと、
前記施設の設計データから得た前記施設の三次元モデルと前記点群データに基づき作成された前記施設の前記三次元モデルとの対応関係を求めるステップと、
前記対応関係に基づき、交会法を用いて前記施設における前記測定装置の位置を求めるステップと、
前記施設における照度の測定を行う予定位置のデータを得るステップと、
前記施設における位置を求めた前記測定装置を用いて照度計と一体であり、前記測定装置から照射される前記レーザー光を反射する反射プリズムの前記施設における位置を前記測定装置から照射される前記レーザー光により測定するステップと、
前記施設における前記予定位置と前記施設における前記反射プリズムの位置の位置関係を算出し、該位置関係を端末の表示部に表示するステップと
を含む測定方法。

【請求項2】

レーザー光を用いた位置の測定およびレーザースキャンによる点群データの取得を行う測定装置を利用して、照明設備を備えた施設の予め定められた位置における照度の測定に利用されるプログラムであって、
コンピュータに
前記測定装置を用いた前記施設に対するレーザースキャンを行うことで取得した前記施設における多数の測定点により構成される点群データを得るステップと、
前記点群データに基づき前記施設の三次元モデルを作成するステップと、
前記施設の設計データから得た前記施設の三次元モデルと前記点群データに基づき作成された前記施設の前記三次元モデルとの対応関係を求めるステップと、
前記対応関係に基づき、交会法を用いて前記施設における前記測定装置の位置を求めるステップと、
前記施設における照度の測定を行う予定位置のデータを得るステップと、
前記施設における位置を求めた前記測定装置を用いて照度計と一体であり、前記測定装置から照射される前記レーザー光を反射する反射プリズムの前記施設における位置を前記測定装置から照射される前記レーザー光により測定するステップと、
前記施設における前記予定位置と前記施設における前記反射プリズムの位置の位置関係を算出し、該位置関係を端末の表示部に表示するステップと
を実行させる測定用プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、照明光等の電磁波の測定を行なう技術に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、照明設備のある環境の照度は、ＪＩＳ規格の照度基準により定められている。各種の照明設備は、このＪＩＳ規格を満足する必要がある。このため、照明設備の設置や更新を行った際に、照明の具合が上記のＪＩＳ規格を満たしているか否かを調べる作業が必要となる。この技術に関しては、例えば特許文献１に記載されたものが公知である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７−２８０６４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、各種の運動用のグランドの場合、上記のＪＩＳ規格を満たしているか否かを調べる作業は、格子状に設けられた多数の測定点で行う必要がある。この作業では、測定点の特定（マーキング）および特定された位置での照度の測定が行われる。ところで、陸上競技グランドやサッカーグランドは広いので、測定点は、数十×数十箇所以上に及び、煩雑で時間のかかる作業が強いられる。また、照明の照度を変えての測定を行う場合もあり、その場合は、更に作業が煩雑になる。

【0005】

このような背景において、本発明は、施設の照明の照度の測定を行なう技術において、ＧＮＳＳを利用した位置決めが利用できない環境における照度の測定位置の特定に係る作業を効率化できる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の発明は、レーザー光を用いた位置の測定およびレーザースキャンによる点群データの取得を行う測定装置を利用して、照明設備を備えた施設の予め定められた位置における照度の測定に利用される方法であって、前記測定装置を用いた前記施設に対するレーザースキャンを行うことで取得した前記施設における多数の測定点により構成される点群データを得るステップと、前記点群データに基づき前記施設の三次元モデルを作成するステップと、前記施設の設計データから得た前記施設の三次元モデルと前記点群データに基づき作成された前記施設の前記三次元モデルとの対応関係を求めるステップと、前記対応関係に基づき、交会法を用いて前記施設における前記測定装置の位置を求めるステップと、前記施設における照度の測定を行う予定位置のデータを得るステップと、前記施設における位置を求めた前記測定装置を用いて照度計と一体であり、前記測定装置から照射される前記レーザー光を反射する反射プリズムの前記施設における位置を前記測定装置から照射される前記レーザー光により測定するステップと、前記施設における前記予定位置と前記施設における前記反射プリズムの位置の位置関係を算出し、該位置関係を端末の表示部に表示するステップとを含む測定方法である。

【0007】

レーザー光を用いた位置の測定およびレーザースキャンによる点群データの取得を行う測定装置を利用して、照明設備を備えた施設の予め定められた位置における照度の測定に利用されるプログラムであって、コンピュータに前記測定装置を用いた前記施設に対するレーザースキャンを行うことで取得した前記施設における多数の測定点により構成される点群データを得るステップと、前記点群データに基づき前記施設の三次元モデルを作成するステップと、前記施設の設計データから得た前記施設の三次元モデルと前記点群データに基づき作成された前記施設の前記三次元モデルとの対応関係を求めるステップと、前記対応関係に基づき、交会法を用いて前記施設における前記測定装置の位置を求めるステップと、前記施設における照度の測定を行う予定位置のデータを得るステップと、前記施設における位置を求めた前記測定装置を用いて照度計と一体であり、前記測定装置から照射される前記レーザー光を反射する反射プリズムの前記施設における位置を前記測定装置から照射される前記レーザー光により測定するステップと、前記施設における前記予定位置と前記施設における前記反射プリズムの位置の位置関係を算出し、該位置関係を端末の表示部に表示するステップとを実行させる測定用プログラムである。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、施設の照明の照度の測定を行なう技術において、ＧＮＳＳを利用した位置決めが利用できない環境における照度の測定位置の特定に係る作業を効率化できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】照度の測定を行なう作業の概要を示す概念図である。

【図2】実施形態における位置測定装置のブロック図である。

【図3】実施形態における端末のブロック図である。

【図4】ＵＩ表示の一例を示す図である。

【図5】処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図6】照度の測定を行う位置の一例を示す図である。

【図7】処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図8】実施形態における端末のブロック図である。

【図9】処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図10】後方交会法の原理を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

１．第１の実施形態
（概要）
図１には、実施形態における照度の測定を行なう作業の概要が示されている。この例では、作業者１００が、測定ユニット２００と端末３００を携帯し、予め定められた測定点における照度を測定する。図１には、作業者１００が測定ユニット２００および端末３００を持って移動し、３カ所において測定を行なう場合の例が概念的に示されている。

【0017】

（ハードウェアの構成）
（測定ユニット）
測定ユニット２００は、棒状の支持部２０１、支持部２０１の先端に固定された反射プリズム２０２、反射プリズム２０２の上に固定された照度計２０３を備えている。反射プリズム２０２は、位置測定装置４００からの測定用レーザ光を反射する。照度計２０３は、作業者が手にする端末３００に接続されており、端末３００の操作により動作する。照度計２０３が測定した照度のデータは、端末３００に記憶される。

【0018】

位置測定装置４００は、測定用レーザ光を周囲に向かって走査しつつ照射する。この測定用レーザ光が反射プリズム２０２に当たるとそこで反射され、その反射光が位置測定装置４００で受光される。位置測定装置４００は、測定用レーザ光の照射方向と伝搬時間とから位置測定装置４００からの反射プリズム２０２の方向と距離を算出する。この結果、位置測定装置４００に対する反射プリズム２０２の相対的な位置関係が判明する。ここで、位置測定装置４００の位置を予め定めておくことで、反射プリズム２０２の位置の情報が得られる。なお、位置測定装置４００の位置は、予め高精度ＧＮＳＳ装置等を用いて測定しておくか、位置が既知の点に位置測定装置４００を設置することで既知としておく。

【0019】

図２に位置測定装置４００のブロック図を示す。位置測定装置４００は、測定光照射部４０１、反射光受光部４０２、スキャン制御部４０３、ターゲット方位取得部４０４、距離算出部４０５、ターゲット位置算出部４０６および通信部４０７を備えている。測定光照射部４０１は、距離測定用のレーザ光を周囲に向けて走査しつつ照射する。反射光受光部４０２は、ターゲット（図１の反射プリズム２０２）に当たり、そこで反射された測定光を受光する。測定光照射部４０１と反射光受光部４０２とは、回転が可能な架台に乗せられており、周囲をスキャンしつつ測定光の照射と反射光の受光が可能とされている。

【0020】

スキャン制御部４０３は、上記の測定光のスキャンを制御する。ターゲット方位取得部４０４は、測定光の照射方向（反射光の入射方向）から、位置測定装置４００から見たターゲット（この場合は、反射プリズム２０１）の方向を取得する。距離算出部４０５は、測定光の飛翔時間（伝搬時間）と光速から位置測定装置４００からターゲットまでの距離を算出する。

【0021】

ターゲット位置算出部４０６は、既知である位置測定装置４００の位置、位置測定装置４００から見たターゲットの方向、位置測定装置４００とターゲットの間の距離に基づき、ターゲットの位置を算出する。すなわち、位置測定装置４００から見たターゲットの方向とターゲットまでの距離が判ることで位置測定装置４００とターゲットの相対位置関係が判る。ここで、予め位置測定装置４００の絶対位置が判っていれば、この相対位置関係からターゲットの絶対位置を知ることができる。この原理により、ターゲット位置算出部４０６は、ターゲット（図１の反射プリズム２０２）の絶対位置、あるいは測定フィールドにおける位置を算出する。この例では、反射プリズム２０２と照度計２０３とは近接して配置されており、反射プリズム２０２の位置を照度計２０３の位置とみなす。

【0022】

通信部４０７は、端末３００との間で無線通信を行う。無線通信の規格は特に限定されないが、例えばＷｉ−Ｆｉ、Bluetooth（登録商標）、各種の無線LAN、携帯電話網等の通信規格が利用される。通信部４０７は、ターゲット位置算出部４０６が算出したターゲット（図１の反射プリズム２０２）の位置に関するデータを端末３００に送信する。

【0023】

（端末）
図１に戻り、作業者は、端末３００を携帯している。端末は、携帯型の汎用コンピュータとして利用可能な市販のタブレットであり、ＣＰＵ、メモリおよび各種のインターフェースを備えている。端末３００としては、汎用のコンピュータを利用する以外に専用の端末を用意し、それを用いてもよい。作業者は、端末３００を用いて照度の測定に係る作業を行う。

【0024】

端末３００は、通信部３０１、測定予定位置データ受付部３０２、測定位置データ受付部３０３、位置判定部３０４、測定指示報知部３０５、ＧＵＩ制御部３０６および表示部３０７を備えている。この例では、通信部３０１および表示部３０７は、タブレットが備えたハードウェアが利用され、それ以外の機能部は、ソフトウェア的に構成されており、ＣＰＵの動作によりその動作が実現される。

【0025】

図示する各機能部の少なくとも一部を専用の回路によって構成してもよい。例えば、図示する各機能部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのＰＬＤ（Programmable Logic Device）などの電子回路により構成することができる。

【0026】

各機能部を専用のハードウェアで構成するのか、ＣＰＵにおけるプログラムの実行によりソフトウェア的に構成するのかは、要求される演算速度、コスト、消費電力等を勘案して決定される。例えば、特定の機能部をＦＰＧＡで構成すれば、処理速度の上では優位であるが高コストとなる。他方で、ＣＰＵでプログラムを実行することで特定の機能部を実現する構成は、汎用のハードウェアを利用できるのでコスト的に優位となる。しかしながら、ＣＰＵで機能部を実現する場合、処理速度は、専用のハードウェアに比較して見劣りする。また、ＣＰＵで機能部を実現する場合、複雑な演算に対応できない場合もあり得る。なお、機能部を専用のハードウェアで構成することとソフトウェア的に構成することは、上述した違いはあるが、特定の機能を実現するという観点からは、等価である。また、一つの回路で複数の機能部を実現する構成も可能である。

【0027】

通信部３０１は、位置測定装置４００（図１および図２参照）と通信を行う。測定予定位置データ受付部３０２は、照度の測定を行う予定の測定予定位置に係るデータを受け付ける。この例では、位置データとして２次元平面上におけるものが利用される。照度の測定を行う測定予定位置は、予め決められており、通信部３０１を介して端末３００に入力される。勿論、公知の記憶媒体（ＵＳＢメモリ等）を介して、測定予定位置のデータを端末３００に入力してもよい。なお、受け付けた測定予定位置のデータは、端末３００の図示しない記憶手段（半導体メモリ等）に記憶される。

【0028】

測定位置データ受付部３０３は、位置測定装置４００が測定した反射プリズム２０３の測定位置のデータを受け付ける。この測定位置のデータは、通信部３０１で受信され、測定位置データ受付部３０３に送られる。位置判定部３０４は、測定位置データ受付部３０３が受け付けた反射プリズム２０３の測定位置と、測定予定位置データ受付部３０２が受け付けた予め決められている測定予定位置とを比較し、測定位置と測定予定位置の差が予め定めた範囲以下であるか否かを判定する。測定指示報知部３０５は、位置判定部３０４が測定位置と測定予定位置の差が予め定めた範囲以下であると判定した場合に、照度の測定を作業者に促す報知に係る処理を行う。

【0029】

ＧＵＩ制御部３０６は、後述するＧＵＩ(Graphical User Interface)の制御を行う。ＧＵＩの制御は、通常のタブレットが備える機能を利用して行われる。ＧＵＩ制御部により、後述するＵＩ(User Interface)表示の制御が行なわれる。表示部３０７は、端末３００が備える液晶表示装置である。表示部３０７は、タッチパネルセンサを備え、画面を用いた各種の操作が行なえる仕様となっている。この点は、市販されているタブレットの機能を利用している。

【0030】

また、端末３００は、姿勢センサを備えており（外付けでもよい）、後述するキャリブレーションを行うことで、測定環境における端末３００の姿勢を取得する機能を有している。

【0031】

（動作の概要）
位置測定装置４００は、ターゲットである図１の反射プリズム２０３の位置を測定し、その情報を端末３００に無線通信で送信する。この情報は端末３００で受信される。端末３００は、予め定めた測定予定位置と位置測定装置４００が測定した反射プリズム２０２の測定位置とを比較し、その位置関係を算出する。この反射プリズム２０２の測定予定位置と実際に測定した測定位置との位置関係がＧＵＩ制御部３０６の働きにより、端末３００の表示部３０７にグラフィカルに表示される（図４参照）。

【0032】

作業者は、端末３００の表示部３０７に表示された図４に例示されるＵＩ画面を見て、測定ユニット２００と共に測定予定位置に近づく。そして、特定の条件が満足された場合に、照度の測定を促す報知が作業者に行われる。この報知を受け、作業者は、その位置で照度計２０３（図１参照）を用いた照度の測定を行う。この作業を測定予定位置毎に繰り返すことで、各測定予定位置における照度の測定が行われる。

【0033】

（ＧＵＩ表示画面の一例）
図４に端末３００（図３参照）の表示部３０７に表示されるＧＵＩ画面（ＵＩ画面）の一例を示す。図４に示す画面を用いたＧＵＩの制御は、ＧＵＩ制御部３０６において行われる。図４（Ａ）には、測定予定位置までの距離と方向が表示されている。端末３００は、姿勢センサを有し、図４の表示画面の向きを周囲環境に合った向きとなるように表示が制御される。したがって、例えば図４（Ａ）の場合、現在の位置から見て、右斜め４５°の方向に１２ｍ離れた位置に測定予定位置があることが示されている。

【0034】

図４（Ｂ）には、測定予定位置まで、Ｘ方向（右方向）に１．４５ｍ、Ｙ方向（前方向）に１．３８ｍの位置まで反射プリズム２０２が近付いた状態が示されている。図４（Ｃ）には、Ｘ方向（右方向）に０．５８ｍ、Ｙ方向（前方向）に０．５６ｍの位置まで反射プリズム２０２が近付いた状態が示されている。この例では、測定予定位置から半径７０ｃｍ以内で照度の測定を行う仕様とされており、反射プリズム２０２の測定位置と測定予定位置との距離が７０ｃｍに近くなると、その旨が画面上で確認できるように画面上に半径７０ｃｍに相当する同心円が表示される。また、反射プリズム２０２の測定予定位置と測定位置との距離が７０ｃｍ以下になると、画面の一部の色や濃淡が変化する強調表示となり、その旨が作業者に報知される。この報知は、音響的なものを利用することもできる。図４（Ｃ）には、「測定」を指示するアイコンが強調表示され、作業者が画面上のその位置に触れると、照度の測定が照度計２０３によって行われる例が示されている。

【0035】

（処理の一例）
図５には、処理の手順の一例を示すフローチャートが示されている。図５の処理を実行するためのプログラムは、端末３００内のメモリに記憶されている。このプログラムは、適当な記憶媒体に記憶させ、そこから提供される形態であってもよい。これは、図７や図９の処理についても同じである。

【0036】

ここでは、陸上競技場における照明設備に係る照度の測定を行う場合の例を説明する。まず、陸上競技場のフィールド上の適切な位置に位置測定装置４００を設置する。位置測定装置４００の位置は、測量用の高精度ＧＮＳＳ装置を用い正確に特定する。位置測定装置４００の位置データは、端末３００に記憶される。また、端末３００のキャリブレーションを行い端末３００が方位を測定できるようにする。この処理は、以下のようにして行われる。

【0037】

まず、端末３００に当該陸上競技場の地図情報を入力する。次に、当該陸上競技場内の複数の位置で端末３００の位置を、位置測定装置４００を用いて測定する、各測定点における端末３００の姿勢は、端末３００が内蔵する姿勢センサによって判るので、上記の当該陸上競技場の地図情報と端末の姿勢との関係を取得する。この結果、当該陸上競技場の地図情報を端末３００の表示部３０７に表示させた際に、現場の状況にあった地図の向きが常に表示できるようになる。

【0038】

次に、ＪＩＳ規格等の予め定められた規格、あるいは当該陸上競技場において定められた規格に従って測定予定位置のデータを作成する（ステップＳ１０１）。この例では、図６に示すように陸上競技場のフィールドに複数の格子点を測定予定位置として設定する。測定予定位置のデータは、端末３００に記憶される（ステップＳ１０２）。

【0039】

端末上で図４に例示する処理に係るプログラムを起動すると、最初に到達すべき測定予定位置（図６の格子点の一つ）が選択され、そこへの誘導を促すＵＩ画面表示（図４参照）が端末３００の表示部３０７に表示される。作業者は、図４に例示されるＵＩ表示を利用して、格子状に設定された測定予定位置に照度計２０３を誘導する（Ｓ１０３）。この作業は、作業者が端末３００を見ながら測定ユニット２００を手に持ち、徒歩で移動することで行われる。

【0040】

例えば、最初に図４（Ａ）の表示が行われた場合、作業者は、表示された測定予定位置の方位と距離を把握し、当該測定予定位置に向かって徒歩で移動する。測定予定位置に近づくと、図４（Ｂ）に示すような、現在位置と測定予定位置との相対位置関係が視覚的に把握し易い表示画面に切り替わる。図４（Ｂ）において、同心円の中心が測定予定位置であり、黒点がその時点における反射プリズム２０２の測定位置である。また、内側の同心円が測定予定位置と見なせる範囲を示す表示である。

【0041】

図４（Ｂ）の状態から更に測定予定位置に近づき、反射プリズム２０２の位置が測定予定位置と見なせる範囲（この場合は、半径７０ｃｍの範囲）に入ると、その旨を作業者に報知する図４（Ｃ）に例示するような報知画面に切り替わる。図４（Ｃ）の報知画面では、照度の測定が可能な位置にある旨を作業者に報知する強調表示が行われる。

【0042】

この段階で作業者が端末３００を操作し、照度の測定を指示すると、照度計２０３による照度の測定が行われる（ステップＳ１０４）。測定された照度のデータは、端末３００内のメモリに設定された記憶ファイルに記憶される。この際、測定位置の座標データおよび測定時刻のデータと関連付けして照度のデータが記憶される（ステップＳ１０５）。

【0043】

以上の処理を格子状に設定された各点において順次行うことで、各測定予定位置における照度のデータが得られる。

【0044】

図７にステップＳ１０３に係る処理の一例を示す。この処理は、端末３００の位置判定部３０４において行われる。この処理では、まず測定予定位置Ｐ１の位置データを取得する（ステップＳ２０１）。次に、実際に測定した反射プリズム２０２の位置データＰ２を取得する（ステップＳ２０２）。次に、Ｐ１とＰ２の位置の差（Ｐ１とＰ２の距離）ΔＰを算出する（ステップＳ２０３）。

【0045】

ΔＰを算出したら、ΔＰが予め定めた規定値（例えば７０ｃｍ）以下であるか否か、を判定する（ステップＳ２０４）。ΔＰが規定値以下であれば、報知処理を行い（ステップＳ２０５）。ΔＰが規定値以下でなければ、ステップＳ２０２以下の処理を繰り返す。

【0046】

（優位性）
上記の例によれば、端末の表示部に測定すべき位置への誘導を促す表示が行われるので、照度計２０３の位置の特定に係る作業を効率化できる。

【0047】

２．第２の実施形態
（初めに）
本実施形態は、第１の実施形態において、位置測定装置４００の位置のデータを取得する技術に関する。例えば、屋根付き競技場や屋内設備の場合、ＧＮＳＳを利用した位置決めができない場合や困難な場合がある。このような場合に位置測定装置４００の位置を測定できる技術について以下に説明する。

【0048】

（構成）
本実施形態では、図３の端末３００の代わりに図８に示す端末３１０を利用する。端末３１０は、図３の端末３００に点群位置データ取得部３１１、三次元モデル作成部３１２、三次元モデルマッチング部３１３および位置測定装置の位置算出部３１４を追加した構成を有する。図８において、図３と共通する部分の機能は、図３の場合と同じである。また、機能部をソフトウェア的に構成するのか、専用のハンドウェアで構成するのかに関する点も図３の場合と同じである。

【0049】

この例では、図２の位置測定装置４００として、レーザスキャナの機能を有したものを用いる。この場合、測定光照射部４０１から照射されたレーザ光の対象物からの反射光が反射光受光部４０２で検出（受光）される。この動作を対象物の各点で行うことで、対象物の点群位置データが得られる。レーザスキャナについては、例えば特開２０１０−１５１６８２号公報に記載されている。

【0050】

測定光照射部４０１から照射された測定光が反射光受光部４０２で受光されるまでの飛翔時間から測定点（測定光が当たった点）までの距離が判る。この測定点までの距離と測定光の照射方向から、位置測定装置４００に対する測定点の相対位置が判る。この測定は測定体対象物をスキャンしながら行われ、多数の点において行われる。この多数の測定点の位置情報の集まり（群）のことを点群位置データという。点群位置データは、対象物を点（測定点）の集まり（群）として取り扱ったデータである。点群位置データに基づき、対象物の各点を三次元空間中にプロットすることで、点の集まりとして把握される対象物の三次元モデルが得られる。

【0051】

点群位置データ取得部３１１は、位置測定装置４００のレーザスキャナ機能を用いて測定した点群位置データを取得する。三次元モデル作成部３１２は、点群位置データ取得部３１１が取得した点群位置データに基づき、測定対象物の三次元モデルを作成する。この技術については、例えば特開２０１２−２３０５９４号公報、特開２０１４−３５７０２号公報等に記載されている。

【0052】

三次元モデルマッチング部３１３は、予め用意された測定環境の三次元モデルと三次元モデル作成部３１２が作成した三次元モデルとのマッチング（対応関係を求める処理）を行う。三次元モデルのマッチングに関しては、例えば国際公開番号ＷＯ２０１２／１４１２３５号公報、特開２０１４−３５７０２号公報、特開２０１５−４６１２８号公報、特願２０１５−１３３７３６号等に記載されている。

【0053】

測定環境の三次元モデルというのは、位置測定装置４００が設置された位置から見える構造物の三次元モデルのことである。例えば、野球場が測定環境であれば、その野球場の構造を三次元モデル化したものが測定環境の三次元モデルとして利用される。現在では、ＣＡＤを用いて各種の建築物は設計されており、ＣＡＤデータから当該建築物の三次元モデルデータを得ることができる。

【0054】

（動作）
この例では、位置測定装置４００の測定環境における位置を決める処理が以下のようにして行われる。この例では、測定環境として陸上競技場の場合を説明する。図９に処理の手順の一例を示す。この処理では、まず、位置測定装置４００を当該陸上競技場の適切な位置に設置する。設置位置としては、競技が行われるフィールド内が適当である。この時点で位置測定装置４００の当該陸上競技場における位置は不明あるいは不明確であってもよい。この状態で以下の処理が開始される。

【0055】

まず、位置測定装置４００のレーザスキャン機能を利用して、位置測定装置４００周囲の三次元点群位置データの取得を行う（ステップＳ３０１）。取得する三次元点群位置データは、周囲（この場合は、位置測定装置４００の位置から見える陸上競技場の設備等）の全でなくてもよく、その一部であってもよい。この処理は、点群位置データ取得部３１１により行われる。

【0056】

点群位置データを得たら、この点群位置データに基づく三次元モデルを作成する（ステップＳ３０２）。この処理は、三次元モデル作成部３１２において行われる。この処理において、当該陸上競技場の構造物を内側から見た場合の三次元モデルが得られる。この場合、当該陸上競技場外側の構造物はモデル化されないが、当該三次元モデルは、位置測定装置４００の設置場所の特定に用いられるモデルであるので、特に不都合は生じない。

【0057】

三次元モデルが得られたら、予め入手しておいた当該陸上競技場の三次元モデル（第１の三次元モデル）とステップＳ３０２で作成した三次元モデル（第２の三次元モデル）とのマッチング（対応関係の特定）を行う（ステップＳ３０３）。この処理は、三次元モデルマッチング部３１３において行われる。

【0058】

第１の三次元モデルと第２の三次元モデルとの対応関係を特定したら、後方交会法を用いて、第１の三次元モデルと位置測定装置４００との相対位置関係を特定する（ステップＳ３０４）。後方交会法の原理を図１０に示す。後方交会法とは、未知点から３つ以上の既知点へ向かう方向を観測して、それらの方向線の交点として未知点の位置を定める方法である。後方交会法としては、単写真標定、ＤＬＴ法（Ｄｉｒｅｃｔ Ｌｉｎｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）が挙げられる。交会法については、基礎測量学（電気書院：2010/4発行）182p,p184に記載されている。また、特開2013―186816号公報には交会法に関して具体的な計算方法の例が示されている。

【0059】

例えば、図１０の場合、点Ｐ_１〜Ｐ_３は、第１の三次元モデルおよび第２の三次元モデルの間で対応関係が取れた領域から選択される。ここで、第１の三次元モデルは、既知のデータ（例えば、当該陸上競技場の設計データ）から得ているので、第１の三次元モデルを構成する点の位置は既知である。すなわち、点Ｐ_１〜Ｐ_３の位置は既知である。他方において、第２の三次元モデルで考えた場合、未知点Ｏから点Ｐ_１〜Ｐ_３への方向線は、測定用のレーザ光の光路に相当する。したがって、点Ｐ_１〜Ｐ_３を得た際のレーザスキャン方向から、３本の方向線が得られる。そして、この３本の方向線の交点の座標を求めることで、点Ｏの座標、すなわち位置測定装置４００の座標（点Ｐ_１〜Ｐ_３を記述する座標系における座標）が得られる。

【0060】

すなわち、第２の三次元モデルは、位置測定装置４００を視点として得られた点群位置データに基づいて作成したものであり、第２の三次元モデルと位置測定装置４００との相対位置関係は特定されている。ここで、第１の三次元モデルと第２の三次元モデルの対応関係が判明することで、第１の三次元モデルと位置測定装置４００との相対位置関係が特定できるようになる。第１の三次元モデルの位置は既知であるので、第１の三次元モデルと位置測定装置４００との相対位置関係が特定されることで、位置特定装置４００の位置を求めることができるようになる。

【0061】

ステップＳ３０４の処理により、当該陸上競技場における位置測定装置４００の位置が特定される。すなわち、位置測定装置４００が当該陸上競技場のどの位置に設置されているのかが判明する。当該陸上競技場における位置測定装置４００の位置が特定されたら、第１の実施形態で説明した処理に従って当該陸上競技場の予め定められた位置における照明の照度の測定が行われる。

【0062】

第２の三次元モデルを平面モデル（鉛直上方の視点から見た平面図に対応する２次元モデル）に変換し、それと図６に例示するような測定フィールドの周辺構造物の平面図とを比較し、両者の対応関係を特定してもよい。この場合、図６の平面図上における位置測定装置４００の位置が特定される。ここで、平面図の代わりに鉛直上方から当該陸上競技場を撮影した写真画像を利用することもできる。この場合のマッチングは、平面画像同士の対応関係を求めるマッチング技術を利用して行われる。平面画像同士の対応関係を求めるマッチング技術としては、テンプレートマッチングや特開２０１３−１７８６５６号公報に記載された技術がある。

【0063】

ところで、近年、スマートフォンにＧＮＳＳを利用した位置測定機能が付いたものがある。また、携帯電話の基地局からの電波を利用する方法、無線ＬＡＮの電波を利用する方法による測位技術も知られている。これらの技術は簡便であるが、測位精度が５〜１０ｍ程度以上であり、それだけでは、本発明技術の用途には利用できない。しかしながら、上記の簡便な位置決め方法と本実施形態の点群位置データを用いた位置測定装置４００の位置決め方法とを併用することで、専用のＧＮＳＳ装置を用いずに簡便に作業が行なえ、且つ、高精度の位置決めが可能となる。

【0064】

３．その他
図５の処理では、測定予定位置への誘導→照度の測定の処理を繰り返し行うことで照度のデータを得るが、測定予定位置の特定をまず行って各測定予定位置のマーキングを行い、その後にマーキングされた各測定予定位置における照度の測定を行ってもよい。また、照度に加えて、色度や波長分布特性等のデータの測定を行うこともできる。また、通信用の電磁波（例えば、無線ＬＡＮの電波）の測定、ガンマ線等の放射線の測定、視認できない紫外領域や赤外領域の光の測定、高圧送電線や高圧電気設備が発生する電磁波の測定といった技術に本発明を利用することができる。

【0065】

特定の方位からの光線の照度を測定することもできる。この場合、測定ユニット２００に姿勢センサ固定し、その出力が端末３００に入力されるようにする。そして、図４の表示画面上に照度計２０３の方向が表示されるようにする。この場合、測定ユニット２００を鉛直軸回りで回転させると照度計２０３の方向が図４の画面内に表示され、作業者はどの方向からの入射光の照度を測定できるかを把握できる。

【0066】

測定の対象となるフィールドは、運動場に限定されず、室内、駅等の公共空間、商業施設、公共交通機関の室内、山野等が挙げられる。

【0067】

ステップＳ２０５の段階で照度の測定を作業者に促す報知処理を行わず、特定の条件を満たした段階で自動的に照度の測定が行われるようにしてもよい。

【0068】

図１には、作業者が徒歩で移動しながら測定を行う状況が示されているが、作業者が適当な移動手段（例えば、移動用電動カート）に乗って移動してもよい。この場合、当該移動手段に測定ユニット２００を固定する。

【0069】

自律移動が可能な移動手段（例えば、無人の電動カート）に測定ユニット２００を固定し、図４のＵＩを行うための制御データを利用して当該移動手段の自律移動を行う構成も可能である。この場合、図４のＵＩを行うための制御データを利用して当該移動手段の移動を制御する自律移動制御部が端末３００内に用意される。なお、この自律移動制御部は、外付けの装置として用意してもよい。

【0070】

自律移動制御部は、例えば以下の制御を行う。例えば、図４（Ａ）の状況では、当該移動手段を右斜め４５°の方向に１２ｍ移動させる制御信号を生成し、この制御信号に従って当該移動手段が移動する。同様に、図４（Ｂ）の状況では、当該移動手段をＸ軸方向に１．４５ｍ、Ｙ軸方向に１．３８ｍ移動させる制御信号を生成し、この制御信号に従って当該移動手段が移動する。そして、図４（Ｃ）になった段階で端末３００から照度計２０３に照度の測定を指示する制御信号が送られ、照度の測定が行われる。以上の処理は、当該移動手段が移動可能な全ての測定予定位置で行われる。この自律制御を利用した場合、作業者の負担が大きく軽減される。また、移動手段として遠隔操作される移動手段（無線操縦される電動カート等）を利用することもできる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】