(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022074298
(43)【公開日】2022-05-18
(54)【発明の名称】測量方法
(51)【国際特許分類】
G01B 11/00 20060101AFI20220511BHJP
G01C 15/00 20060101ALI20220511BHJP
【ＦＩ】
G01B11/00 B
G01C15/00 104C
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020184230
(22)【出願日】2020-11-04
(71)【出願人】
【識別番号】520431100
【氏名又は名称】基幹構造株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100129425
【弁理士】
【氏名又は名称】小川 護晃
(74)【代理人】
【識別番号】100099623
【弁理士】
【氏名又は名称】奥山 尚一
(74)【代理人】
【識別番号】100168642
【弁理士】
【氏名又は名称】関谷 充司
(74)【代理人】
【識別番号】100166268
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 祐
(74)【代理人】
【識別番号】100217076
【弁理士】
【氏名又は名称】宅間 邦俊
(74)【代理人】
【識別番号】100218604
【弁理士】
【氏名又は名称】池本 理絵
(72)【発明者】
【氏名】吉村 憲士
【テーマコード（参考）】
2F065
【Ｆターム（参考）】
2F065AA04
2F065AA06
2F065AA53
2F065BB15
2F065BB27
2F065CC14
2F065DD03
2F065FF04
2F065FF11
2F065FF61
2F065GG04
2F065HH04
2F065JJ01
2F065JJ03
2F065LL62
2F065MM06
2F065MM16
2F065PP22
2F065QQ03
2F065QQ21
2F065QQ24
2F065QQ28
2F065QQ31
2F065UU06
2F065UU09
(57)【要約】
【課題】ＳＬＡＭ技術を利用したモバイル３Ｄスキャナを用いて測量に必要な精度を有した３Ｄ点群データを取得することのできる測量方法を提供する。
【解決手段】ＳＬＡＭ技術を利用したモバイル３Ｄスキャナ１１を用いて通路１及びその周辺の３Ｄ点群データを取得する測量方法は、通路１に沿って複数の標定ターゲット３を等間隔に設置すること、及び、測量作業者１０がモバイル３Ｄスキャナ１１を携帯して通路１を歩行で移動すること、を含む。測量作業者１０は、モバイル３Ｄスキャナ１１の向き及び姿勢を一定に保持しながら、各標定ターゲット３の側方の所定範囲を通過するように通路１を直線状に且つ断続的に移動する。
【選択図】図１
【解決手段】ＳＬＡＭ技術を利用したモバイル３Ｄスキャナ１１を用いて通路１及びその周辺の３Ｄ点群データを取得する測量方法は、通路１に沿って複数の標定ターゲット３を等間隔に設置すること、及び、測量作業者１０がモバイル３Ｄスキャナ１１を携帯して通路１を歩行で移動すること、を含む。測量作業者１０は、モバイル３Ｄスキャナ１１の向き及び姿勢を一定に保持しながら、各標定ターゲット３の側方の所定範囲を通過するように通路１を直線状に且つ断続的に移動する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＳＬＡＭ技術を利用したモバイル３Ｄスキャナを用いて通路及びその周辺の３Ｄ点群データを取得する測量方法であって、
前記通路に沿って複数の標定ターゲットを等間隔に設置すること、及び、
測量作業者が前記モバイル３Ｄスキャナを携帯して前記通路を歩行で移動すること、
を含み、
前記測量作業者は、前記モバイル３Ｄスキャナの向き及び姿勢を一定に保持しながら、各標定ターゲットの側方の所定範囲を通過するように前記通路を直線状に且つ断続的に移動する、測量方法。
前記通路に沿って複数の標定ターゲットを等間隔に設置すること、及び、
測量作業者が前記モバイル３Ｄスキャナを携帯して前記通路を歩行で移動すること、
を含み、
前記測量作業者は、前記モバイル３Ｄスキャナの向き及び姿勢を一定に保持しながら、各標定ターゲットの側方の所定範囲を通過するように前記通路を直線状に且つ断続的に移動する、測量方法。
【請求項2】
前記測量作業者は、前記モバイル３Ｄスキャナを前記通路の路面に対して垂直な姿勢であり且つ前面が移動方向を向いた状態に保持する、請求項１に記載の測量方法。
【請求項3】
前記測量作業者は、１歩進むごとに一定時間止まることによって前記通路を断続的に移動する、請求項１又は２に記載の測量方法。
【請求項4】
ＳＬＡＭ技術を利用したモバイル３Ｄスキャナを用いて３Ｄ点群データを取得する測量方法であって、
複数の標定ターゲットを等間隔に設置すること、
前記モバイル３Ｄスキャナが各標定ターゲットの側方の所定範囲を通過するように前記モバイル３Ｄスキャナを直線状に且つ断続的に移動させること、及び、
前記モバイル３Ｄスキャナを移動させている間、前記モバイル３Ｄスキャナの向き及び姿勢を一定に保持すること、
を含む、測量方法。
複数の標定ターゲットを等間隔に設置すること、
前記モバイル３Ｄスキャナが各標定ターゲットの側方の所定範囲を通過するように前記モバイル３Ｄスキャナを直線状に且つ断続的に移動させること、及び、
前記モバイル３Ｄスキャナを移動させている間、前記モバイル３Ｄスキャナの向き及び姿勢を一定に保持すること、
を含む、測量方法。
【請求項5】
前記モバイル３Ｄスキャナの向き及び姿勢を一定に保持することは、前記モバイル３Ｄスキャナを前面が移動方向を向いた状態に保持すること及び前記モバイル３Ｄスキャナを地面に対して垂直な姿勢に保持することを含む、請求項４に記載の測量方法。
【請求項6】
前記モバイル３Ｄスキャナを直線状に且つ断続的に移動させることは、前記モバイル３Ｄスキャナを１度に１．５ｍ未満の所定距離移動させること及び移動後の位置に前記モバイル３Ｄスキャナを一定時間停止させることを含む、請求項４又は５に記載の測量方法。
【請求項7】
前記所定範囲は、各標定ターゲットから１～１．５ｍの範囲であり、
前記一定時間は、３秒以上５秒以下である、
請求項３又は６に記載の測量方法。
前記一定時間は、３秒以上５秒以下である、
請求項３又は６に記載の測量方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、測量方法に関し、特に移動型３次元レーザスキャナ（以下「モバイル３Ｄスキャナ」という）を用いて測量座標系の３次元点群データ（以下「３Ｄ点群データ」という）を取得する測量方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から設置型３次元レーザスキャナ（以下「設置型３Ｄスキャナ」という）を用いて地形や地物の３次元形状を測定（測量）する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。設置型３Ｄスキャナを用いることにより、比較的短い時間で地形や地物の多数の３Ｄ点群データを取得することが可能である。但し、設置型３Ｄスキャナの場合、測定エリアに障害物などが存在するとオクルージョンによるデータの欠損が発生する。このようなデータ欠損を防ぐためには、スキャナの設置場所を変更し、及び／又は、複数のスキャナを異なる場所に設置する必要があり、現場での作業負担が大きい。
【0003】
他方、近年では、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）技術を利用したモバイル３Ｄスキャナの普及が進んでいる。このようなモバイル３Ｄスキャナは、移動しながら周辺の地形や地物の３次元形状を測定することが可能であり、オクルージョンの発生も抑制される。このため、スキャナの設置場所を変更したり、複数のスキャナを異なる場所に設置したりする必要がなく、設置型３Ｄスキャナに比べて、現場での作業負担が大幅に軽減され得る。そこで、モバイル３Ｄスキャナを測量機材として利用することが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－１５２６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ＳＬＡＭ技術を利用したモバイル３Ｄスキャナは、自己位置を推定しながら周辺の地形や地物の３次元形状を測定すること可能であり、各移動位置におけるモバイル３Ｄスキャナのスキャンデータを合成し、及び、座標変換を行うことで周辺の地形や地物の３Ｄ点群データを取得することができる。しかし、ＳＬＡＭ技術の特性上、自己位置の推定誤差が蓄積するなどして自己位置の推定値が真の位置から大きくずれることがある。このようなずれが発生すると、得られる３Ｄ点群データの精度も大きく低下してしまう。このため、モバイル３Ｄスキャナを測量機材として利用した場合、測量に必要な精度を有した３Ｄ点群データを得られないおそれがあるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、特定の条件下でモバイル３Ｄスキャナを用いて３次元測定を行うことにより、測量に必要な精度を有した３Ｄ点群データが得られることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいてなされたものである。
【0007】
本発明の一側面によると、ＳＬＡＭ技術を利用したモバイル３Ｄスキャナを用いて通路及びその周辺の３Ｄ点群データを取得する測量方法が提供される。この測量方法は、前記通路に沿って複数の標定ターゲットを等間隔に設置すること、及び、測量作業者が前記モバイル３Ｄスキャナを携帯して前記通路を歩行で移動すること、を含む。前記測量作業者は、前記モバイル３Ｄスキャナの向き及び姿勢を一定に保持しながら、各標定ターゲットの側方の所定範囲を通過するように前記通路を直線状に且つ断続的に移動する。
【0008】
本発明の他の側面によると、ＳＬＡＭ技術を利用したモバイル３Ｄスキャナを用いて３Ｄ点群データを取得する測量方法が提供される。この測量方法は、複数の標定ターゲットを等間隔に設置すること、前記モバイル３Ｄスキャナが各標定ターゲットの側方の所定範囲を通過するように前記モバイル３Ｄスキャナを直線状に且つ断続的に移動させること、及び、前記モバイル３Ｄスキャナを移動させている間、前記モバイル３Ｄスキャナの向き及び姿勢を一定に保持すること、を含む。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ＳＬＡＭ技術を利用したモバイル３Ｄスキャナを用いた測量方法であって、測量に必要な精度を有した３Ｄ点群データを取得することのできる測量方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明による測量方法の一実施形態を示す図である。
【図2】実施形態に係る測量方法における測量作業者の一例を示す図である。
【図3】本発明による測量方法の実施例１を説明するための図である。
【図4】実施例１と比較例１－１～１－５との比較結果を示す図である。
【図5】本発明による測量方法の実施例２を説明するための図である。
【図6】実施例２と比較例２－１～２－３との比較結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
まず、本発明の概要を説明する。本発明は、ＳＬＡＭ技術を利用したモバイル３Ｄスキャナを用いて周辺の地形や地物などの３Ｄ点群データを取得する測量方法を提供する。本発明による測量方法で用いられるモバイル３Ｄスキャナは、３Ｄ－ＬｉＤＡＲセンサ、ＩＭＵ（慣性計測装置）及びカメラなどを備えており、ＳＬＡＭ技術によって自己位置を推定しつつ自己の周辺の３次元形状を測定（スキャン）することが可能に構成されている。また、前記モバイル３Ｄスキャナは、測量作業者が携帯して（主に手に持って）歩行することが可能に構成されているのが好ましい。
【0012】
本発明による測量方法において、前記モバイル３Ｄスキャナの測定結果、すなわち、前記モバイル３Ｄスキャナによるスキャンデータ（点群データ）、より具体的には、前記モバイル３Ｄスキャナの各移動位置でのスキャンデータ（点群データ）は、前記モバイル３Ｄスキャナの内部ストレージや前記モバイル３Ｄスキャナに取り付けられた外部ストレージなどに保存される。また、前記モバイル３Ｄスキャナによるスキャンデータは、例えば近距離無線通信によって、表示部を備えた処理装置に順次送信される。
【0013】
前記処理装置は、前記モバイル３Ｄスキャナによるスキャンデータを処理する装置である。特に制限されないが、前記処理装置は、所定のソフトウェアがインストールされたタブレットＰＣやタブレット端末であり得る。前記処理装置は、前記モバイル３Ｄスキャナから順次送信されるスキャンデータをこれらの共通部分などを利用して合成すること（１つの三次元空間にまとめること）、合成後のスキャンデータを測定エリアに設置された基準点（標定点）に基づき測量座標系に変換すること、及び、変換結果を前記表示部に表示することが可能に構成されている。このため、前記モバイル３Ｄスキャナによって地形や地物などの３次元形状を測定（スキャン）することで、これらの３Ｄ点群データ（測量座標系の点群データ）を取得することが可能である。なお、前記スキャンデータの合成において、前記基準点（標定点）に設置されるターゲット（以下「標定ターゲット」という）が前記共通部分として利用されることが好ましいが、これに限られるものではない。
【0014】
本発明による測量方法は、一例として、測量作業者が前記モバイル３Ｄスキャナを携帯して道路などの人が移動可能な通路を歩行で移動することにより、当該通路及びその周辺（の地形や地物）の３Ｄ点群データを取得することを可能とする。
【0015】
但し、測量作業者が単に前記モバイル３Ｄスキャナを携帯して前記通路を歩行で移動するだけでは、既述のように、測量に必要な精度を有した３Ｄ点群データを取得できないおそれがある。本発明者らは、鋭意実験を行った結果、前記モバイル３Ｄスキャナを用いて測量に必要な精度を有した３Ｄ点群データを取得することのできる方法を見出した。以下に具体的に説明する。
【0016】
なお、以下では測量作業者が前記モバイル３Ｄスキャナを携帯して前記通路を歩行で移動する場合について説明する。しかし、これに限られるものではない。測量作業者が前記モバイル３Ｄスキャナを携帯することに代えて、前記モバイル３Ｄスキャナが小型移動体や台車などに搭載され、これら小型移動体や台車などが前記通路を移動することにより、当該通路及びその周辺（の地形や地物）の３Ｄ点群データを取得するようにしてもよい。
【0017】
図１は、本発明による測量方法の一実施形態を示す図であり、図２は、実施形態に係る測量方法における測量作業者の一例を示す図である。実施形態に係る測量方法では、測量作業者１０がモバイル３Ｄスキャナ１１を携帯して直線状に延びる通路１を歩行で移動することにより、当該通路１及びその周辺の３Ｄ点群データを取得する。
【0018】
図１に示されるように、実施形態に係る測量方法において、測量作業者１０（及び／又は図示省略の測量補助者）は、まず、通路１に沿って複数（好ましくは３つ以上）の標定ターゲット３を等間隔（厳密に等間隔である必要はなく、概ね等間隔であればよい。以下同じ。）に設置する。具体的には、測量作業者１０は、通路１上に又は通路１の側方近傍にあらかじめ設置された３つ以上の基準点（標定点）のそれぞれの上に三脚５を配置し、配置された各三脚５に標定ターゲット３を装着する。各標定ターゲット３は、測量開始位置の方向を向いた状態（測量開始位置の方向に正対させた状態）で対応する三脚５に装着される。また、隣り合う２つの標定ターゲット３の間隔（＝隣り合う２つの基準点（標定点）の間隔）Ｌは、３５ｍ以下、好ましくは３０ｍ以下である。
【0019】
測量作業者１０は、測定中（測量中）、すなわち、通路１を移動する間、モバイル３Ｄスキャナ１１の向き及び姿勢を一定に保持する。具体的には、測量作業者１０は、モバイル３Ｄスキャナ１１を前面が移動方向（厳密に移動方向である必要はなく、概ね移動方向であればよい。以下同じ。）を向いた状態に保持するとともに、モバイル３Ｄスキャナ１１を通路１の路面（又は地面）に対して垂直（厳密に垂直である必要はなく、概ね垂直であればよい。以下同じ。）な姿勢（以下「垂直姿勢」という）に保持する。また、高さ方向に関して、測量作業者１０は、モバイル３Ｄスキャナ１１を通路１の路面（又は地面）から１ｍ以上、好ましくは１．５ｍ以上の高さ位置に保持する。
【0020】
例えば、図２に示されるように、モバイル３Ｄスキャナ１１がポール（棒）状の支持部材１３の上端部に取り付けられている場合、測量作業者１０は、支持部材１３の下端部側を手で持ち、モバイル３Ｄスキャナ１１の前面を移動方向に向かせた状態で支持部材１３を通路１の路面に対して垂直に保持し、モバイル３Ｄスキャナ１１の向き及び姿勢を変えないようにして通路１を歩行で移動する。なお、図２中の符号１５は、モバイル３Ｄスキャナ１１によるスキャンデータの処理などを行う前記処理装置を示している。本実施形態においては、処理装置１５が支持部材１３に取り付けられているが、これに限られるものではなく、図示省略の測量補助者などが処理装置１５を携帯してもよい。
【0021】
モバイル３Ｄスキャナはいわゆる自動整順機能やこれに準ずる機能を有している場合が多いこと、及び、測定物がないエリアをスキャンすることを抑制した方がよいと考えられることから、測定中（測量中）のモバイル３Ｄスキャナの姿勢として前記垂直姿勢よりもそこから少し下向きに傾けた姿勢が推奨されることがある。しかし、本発明者らによる実験によれば、道路のように表面が比較的滑らかな通路を移動しながらの測定（スキャン）においては、モバイル３Ｄスキャナを前記垂直姿勢に保持した場合の方が、モバイル３Ｄスキャナを前記垂直姿勢から少し下向きに傾けた姿勢に保持した場合に比べて、得られる３Ｄ点群データの精度がよいことが確認されている。これは、モバイル３Ｄスキャナを傾けた姿勢に保持すると、モバイル３Ｄスキャナの姿勢のずれが生じ易くなったり、ＳＬＡＭ技術におけるマッチングのずれが生じ易くなったりするためであると考えられる。そのため、本実施形態において、測量作業者１０は、測定中（測量中）、モバイル３Ｄスキャナ１１を前面が移動方向を向いた状態に保持するとともに、モバイル３Ｄスキャナ１１を前記垂直姿勢に保持するようにしている。
【0022】
測量作業者１０は、７分間を超える測定（測量）、好ましくは６分間を超える測定（測量）を行わない。また、測量作業者１０は、移動距離が７０ｍを超える測定（測量）、好ましくは移動距離が６０ｍを超える測定（測量）を行わない。このようにするのは、本発明者らによる実験によれば、モバイル３Ｄスキャナを用いて移動しながら３Ｄ点群データを取得する場合、測定（測量）時間が概ね７分間を超えると、及び／又は、測量作業者１０（モバイル３Ｄスキャナ１１）の移動距離が概ね７０ｍを超えると、得られる３Ｄ点群データの精度が低下してしまい、ほとんどの場合、測量データとして利用できなくなることが確認されているからである。
【0023】
測量作業者１０は、通路１を直線状（厳密に直線状である必要はなく、概ね直線状であればよい。以下同じ。）に移動し、途中で曲がるという行動はとらない。このようにするのは、主にＳＬＡＭ技術における自己位置の推定精度の低下、ひいては３Ｄ点群データの精度の低下を抑制するためである。また、測量作業者１０は、標定ターゲット３の横（側方）を通過するときには当該標定ターゲット３から１．０～１．５ｍの範囲を通過する。このようにするのは、本発明者らによる実験によれば、測量作業者１０が標定ターゲット３に近い位置（例えば標定ターゲット３から０．５ｍ以下の位置）を通過し及び／又は測量作業者１０が標定ターゲット３から比較的離れた位置（例えば標定ターゲット３から２ｍを超える位置）を通過した場合に、得られる３Ｄ点群データの精度が低下することが確認されているからである。つまり、測量作業者１０は、各標定ターゲット３の側方の所定範囲、好ましくは各標定ターゲット３の側方１．０～１．５ｍの範囲を通過するように通路１を直線状に移動する。換言すれば、測量作業者１０は、モバイル３Ｄスキャナ１１が各標定ターゲット３の側方の前記所定範囲（すなわち、各標定ターゲット３の側方１．０～１．５ｍの範囲）を通過するようにモバイル３Ｄスキャナ１１を直線状に移動させる。
【0024】
測量作業者１０は、通路１を断続的に移動する。換言すれば、測量作業者１０は、モバイル３Ｄスキャナ１１を断続的に移動させる。具体的には、測量作業者１０は、１歩進むごとに一定時間（ここでは３秒間）止まることによって、通路１を断続的に移動する。ここで、測量作業者１０が１歩に要する時間は、通常、約１秒である。また、測量作業者１０の１歩の長さは、通常、０．７～０．９ｍであり、１．５ｍを超えることはほとんどない。そうすると、測量作業者１０が通路１を断続的に移動することは、測量作業者１０がモバイル３Ｄスキャナ１１を１度に（又は１秒間に）１．５ｍ以下の所定距離移動させること及び移動後の位置に一定時間（ここでは３秒間）停止させることを繰り返す、ということもできる。
【0025】
なお、測量作業者１０が通路１を断続的に移動する（モバイル３Ｄスキャナ１１を断続的に移動させる）ようにしたのは、次のような理由による。すなわち、本発明者らによる実験によれば、測量作業者１０が単に歩行で移動した場合、すなわち、測量作業者１０が連続的に移動した場合には測量に必要な精度を有する３Ｄ点群データが得られないこと、及び、測量作業者１０が１歩ごとに止まりながら移動する場合の方が、測量作業者１０が連続的に移動する場合に比べて、得られる３Ｄ点群データの精度がよいこと、が確認されているからである。
【0026】
また、測量作業者１０が歩行を停止する時間（モバイル３Ｄスキャナ１１の移動を停止させる時間）を３秒間としたのは、次のような理由による。第１に、本発明者らによる実験の結果によれば、３Ｄ点群データの精度に関し、測量作業者１０が歩行を停止する時間を１秒間や２秒間とした場合には測量作業者１０が連続的に移動する場合に対して明らかな優位性が認められなかった。第２に、既述のように、得られる３Ｄ点群データの精度を確保するためには測定時間を制限する（７分間未満にする）必要があるところ、測量作業者１０が歩行を停止する時間を長くすると結果的に測量作業者１０が通路１を移動できる距離が短く（すなわち、測量可能な範囲が狭く）なってしまい、好ましくない。そこで、本発明者は、測量作業者１０が連続的に移動する場合に対して３Ｄ点群データの精度の優位性が認められた最小時間である３秒間を測量作業者１０が歩行を停止する時間とした。したがって、測量作業者１０が移動する距離が比較的短い場合（測量可能な範囲が比較的狭い場合）には、測量作業者１０が歩行を停止する時間を、３秒間を超える時間とすることも可能である。但し、測量作業者１０が歩行を停止する時間が５秒間を超えると測量作業者１０の移動距離がかなり短くなる（測量可能な範囲がかなり狭くなる）おそれがあるので避けた方が好ましい。
【0027】
測量作業者１０は、自分の周囲に自分とほぼ同じ速度で同じ方向に移動する移動体がある場合、換言すれば、モバイル３Ｄスキャナ１１とほぼ同じ速度で同じ方向に移動する移動体がある場合には、測定（測量）を行わない。このようにするのは、主にＳＬＡＭ技術における自己位置の推定精度の低下、ひいては３Ｄ点群データの精度の低下を抑制するためである。
【0028】
以上のような条件を満たすことで、モバイル３Ｄスキャナを用いて測量に必要な精度を有した３Ｄ点群データを取得することが可能である。
【実施例0029】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は下記の実施例によって何ら限定されるものではない。
【0030】
［実施例１及び比較例１－１～１－５］
測量作業者１０がモバイル３Ｄスキャナ１１を持って図３に示される直線状に延びる通路１Ａ（ここでは一般道路）を歩行で移動することにより、通路１Ａ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。その手順は、以下のとおりである。
測量作業者１０がモバイル３Ｄスキャナ１１を持って図３に示される直線状に延びる通路１Ａ（ここでは一般道路）を歩行で移動することにより、通路１Ａ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。その手順は、以下のとおりである。
【0031】
まず、測量作業者１０は、３つの標定ターゲット３Ａ～３Ｃを通路１Ａに沿って等間隔（間隔Ｌ）に設置する。各標定ターゲット３Ａ～３Ｃは、既述のように、測量開始位置ＳＰ１の方向を向いた状態で、あらかじめ設置された基準点（標定点）の上に配置された三脚５に装着される（図１参照）。なお、隣り合う２つの標定ターゲット３の間隔Ｌは、約３０ｍ（２８～３０ｍ）である。
【0032】
そして、標定ターゲット３Ａ～３Ｃの設置後、測量作業者１０は、上端部にモバイル３Ｄスキャナ１１が取り付けられた支持部材１３の下端部側を手で持ち（図２参照）、測量開始位置ＳＰ１から矢印Ｘ方向に通路１Ａを歩行で移動することにより、通路１Ａ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得する。
【0033】
ここで、図３中のＶＰ１～ＶＰ１４は、取得された３Ｄ点群データの精度を確認するための検証点を示している。各検証点ＶＰ１～ＶＰ１４は、特に制限されないが、例えば通路１Ａにおける車道と歩道との境界（歩車道境界ブロック上）に設置される。各検証点ＶＰ１～ＶＰ１４の位置（座標値）は、多角測量などによってあらかじめ求められている。
【0034】
以下、実施例１及び比較例１－１～１－５について説明するが、実施例１及び比較例１－１～１－５のそれぞれにおいては、Ｐａｒａｃｏｓｍ社製のＰＸ－８０がモバイル３Ｄスキャナ１１として用いられ、６インチ径の白黒ターゲットが標定ターゲット３Ａ～３Ｃとして用いられている。
【0035】
［実施例１］
測量作業者１０は、モバイル３Ｄスキャナ１１を通路１Ａの路面に対して垂直な姿勢であり且つ前面が移動方向（矢印Ｘ方向）を向いた状態に保持する。そして、測量作業者１０は、１歩進むごとに３秒間止まりながら、各標定ターゲット３Ａ～３Ｃの側方約１．３ｍの位置を通過するように測量開始位置ＳＰ１から矢印Ｘ方向に直線状に移動し、これによって、通路１Ａ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。測定（測量）時間は、約６分間であり、測量作業者１０の移動距離は、約６０ｍである。
測量作業者１０は、モバイル３Ｄスキャナ１１を通路１Ａの路面に対して垂直な姿勢であり且つ前面が移動方向（矢印Ｘ方向）を向いた状態に保持する。そして、測量作業者１０は、１歩進むごとに３秒間止まりながら、各標定ターゲット３Ａ～３Ｃの側方約１．３ｍの位置を通過するように測量開始位置ＳＰ１から矢印Ｘ方向に直線状に移動し、これによって、通路１Ａ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。測定（測量）時間は、約６分間であり、測量作業者１０の移動距離は、約６０ｍである。
【0036】
［比較例１－１］
測量作業者１０は、実施例１に対してモバイル３Ｄスキャナ１１を下向きに約１０°傾けた状態に保持する。そして、測量作業者１０は、１歩ごとに止まることなく、各標定ターゲット３Ａ～３Ｃの側方約１．３ｍの位置を通過するように測量開始位置ＳＰ１から矢印Ｘ方向に直線状に且つ連続的に移動し、これによって、通路１Ａ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。測量作業者１０の移動距離は、約６０ｍである。
測量作業者１０は、実施例１に対してモバイル３Ｄスキャナ１１を下向きに約１０°傾けた状態に保持する。そして、測量作業者１０は、１歩ごとに止まることなく、各標定ターゲット３Ａ～３Ｃの側方約１．３ｍの位置を通過するように測量開始位置ＳＰ１から矢印Ｘ方向に直線状に且つ連続的に移動し、これによって、通路１Ａ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。測量作業者１０の移動距離は、約６０ｍである。
【0037】
［比較例１－２］
測量作業者１０は、実施例１と同様、モバイル３Ｄスキャナ１１を通路１Ａの路面に対して垂直な姿勢であり且つ前面が移動方向を向いた状態に保持する。そして、測量作業者１０は、１歩進むごとに３秒間止まりながら、測量開始位置ＳＰ１から矢印Ｘ方向にジグザグに移動し、これによって、通路１Ａ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。測定（測量）時間は、実施例１と同様、約６分間である。なお、測量作業者１０は、各標定ターゲット３Ａ～３Ｃの側方１．２～２．５ｍの範囲を通過した。
測量作業者１０は、実施例１と同様、モバイル３Ｄスキャナ１１を通路１Ａの路面に対して垂直な姿勢であり且つ前面が移動方向を向いた状態に保持する。そして、測量作業者１０は、１歩進むごとに３秒間止まりながら、測量開始位置ＳＰ１から矢印Ｘ方向にジグザグに移動し、これによって、通路１Ａ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。測定（測量）時間は、実施例１と同様、約６分間である。なお、測量作業者１０は、各標定ターゲット３Ａ～３Ｃの側方１．２～２．５ｍの範囲を通過した。
【0038】
［比較例１－３］
測量作業者１０は、実施例１と同様、モバイル３Ｄスキャナ１１を通路１Ａの路面に対して垂直な姿勢であり且つ前面が移動方向を向いた状態に保持する。そして、測量作業者１０は、１歩進むごとに４秒間止まりながら、各標定ターゲット３Ａ～３Ｃの側方約１．３ｍの位置を通過するように測量開始位置ＳＰ１から矢印Ｘ方向に直線状に移動し、これによって、通路１及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。なお、測量作業者１０は、実施例１と同じ距離を移動したため、測定（測量）時間は、７分間を超えていた。
測量作業者１０は、実施例１と同様、モバイル３Ｄスキャナ１１を通路１Ａの路面に対して垂直な姿勢であり且つ前面が移動方向を向いた状態に保持する。そして、測量作業者１０は、１歩進むごとに４秒間止まりながら、各標定ターゲット３Ａ～３Ｃの側方約１．３ｍの位置を通過するように測量開始位置ＳＰ１から矢印Ｘ方向に直線状に移動し、これによって、通路１及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。なお、測量作業者１０は、実施例１と同じ距離を移動したため、測定（測量）時間は、７分間を超えていた。
【0039】
［比較例１－４］
測量作業者１０は、実施例１と同様にして通路１Ａ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。但し、測定中（測量中）、測量作業者１０の近くには測量作業者１０と同じ速度で同じ方向に移動する移動体（ここでは追尾者）が存在した。
測量作業者１０は、実施例１と同様にして通路１Ａ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。但し、測定中（測量中）、測量作業者１０の近くには測量作業者１０と同じ速度で同じ方向に移動する移動体（ここでは追尾者）が存在した。
【0040】
［実施例１と比較例１－１～１－４との比較］
取得された３Ｄ点群データにおける検証点ＶＰ１～ＶＰ１４の位置と、多角測量などによってあらかじめ求められている検証点ＶＰ１～ＶＰ１４の位置とに基づき、実施例１及び比較例１－１～１－４における検証点ＶＰ１～ＶＰ１４の位置の測量誤差（ｍｍ）を算出した。結果を図４に示す。図４に示されるように、実施例１では全ての検証点ＶＰ１～ＶＰ１３における測量誤差が３０ｍｍ未満であり、実施例１で取得された３Ｄ点群データが測量データとして利用可能であることが確認された。他方、比較例１－１～１－４では測量誤差が５０ｍｍを超える検証点が複数ある。このため、比較例１－１～１－４で取得された３Ｄ点群データは測量データとして利用できない。
取得された３Ｄ点群データにおける検証点ＶＰ１～ＶＰ１４の位置と、多角測量などによってあらかじめ求められている検証点ＶＰ１～ＶＰ１４の位置とに基づき、実施例１及び比較例１－１～１－４における検証点ＶＰ１～ＶＰ１４の位置の測量誤差（ｍｍ）を算出した。結果を図４に示す。図４に示されるように、実施例１では全ての検証点ＶＰ１～ＶＰ１３における測量誤差が３０ｍｍ未満であり、実施例１で取得された３Ｄ点群データが測量データとして利用可能であることが確認された。他方、比較例１－１～１－４では測量誤差が５０ｍｍを超える検証点が複数ある。このため、比較例１－１～１－４で取得された３Ｄ点群データは測量データとして利用できない。
【0041】
［実施例２及び比較例２－１～２－３］
測量作業者１０がモバイル３Ｄスキャナ１１を持って図５に示される直線状に延びる通路１Ｂ（ここでは一般道路である）を歩行で移動することにより、通路１Ｂ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。その手順は、次のとおりである。
測量作業者１０がモバイル３Ｄスキャナ１１を持って図５に示される直線状に延びる通路１Ｂ（ここでは一般道路である）を歩行で移動することにより、通路１Ｂ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。その手順は、次のとおりである。
【0042】
まず、測量作業者１０は、実施例１と同様、３つの標定ターゲット３Ｄ～３Ｆを通路１Ｂに沿って等間隔（間隔Ｌ）に設置する。標定ターゲット３Ｄ～３Ｆの設置後、測量作業者１０は、モバイル３Ｄスキャナ１１が取り付けられた支持部材１３を手で持ち、測量開始位置ＳＰ２から矢印Ｙ方向に通路１Ｂを歩行で移動することにより、通路１Ｂ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得する。なお、図５中のＶＰ２１～ＶＰ２５は、検証点を示している。
【0043】
以下、実施例２及び比較例２－１～２－３について説明するが、実施例２及び比較例２－１～２－３のそれぞれにおいては、ＧｅｏＳＬＡＭ社製のＺＥＢ－ＨＯＲＩＺＯＮがモバイル３Ｄスキャナ１１として用いられ、６インチ径の白黒ターゲットが標定ターゲット３として用いられている。
【0044】
［実施例２］
測量作業者１０は、モバイル３Ｄスキャナ１１を通路１Ｂの路面に対して垂直な姿勢であり且つ前面が移動方向（矢印Ｙ方向）を向いた状態に保持する。そして、測量作業者１０は、１歩進むごとに３秒間止まりながら、各標定ターゲット３Ｄ～３Ｆの側方約１．３ｍの位置を通過するように測量開始位置ＳＰ２から矢印Ｙ方向に直線状に移動し、これによって、通路１Ｂ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。測定（測量）時間は、約６分間であり、測量作業者１０の移動距離は、約６０ｍである。
測量作業者１０は、モバイル３Ｄスキャナ１１を通路１Ｂの路面に対して垂直な姿勢であり且つ前面が移動方向（矢印Ｙ方向）を向いた状態に保持する。そして、測量作業者１０は、１歩進むごとに３秒間止まりながら、各標定ターゲット３Ｄ～３Ｆの側方約１．３ｍの位置を通過するように測量開始位置ＳＰ２から矢印Ｙ方向に直線状に移動し、これによって、通路１Ｂ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。測定（測量）時間は、約６分間であり、測量作業者１０の移動距離は、約６０ｍである。
【0045】
［比較例２－１］
測量作業者１０は、モバイル３Ｄスキャナ１１の姿勢及び各標定ターゲット３Ｄ～３Ｆの側方における通過位置などを意識することなく、また、１歩ごとに停止することなく、単に測量開始位置ＳＰ２から矢印Ｙ方向に歩行で移動し、これによって、通路１Ｂ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。測量作業者１０の移動距離は、実施例２と同様、約６０ｍである。
測量作業者１０は、モバイル３Ｄスキャナ１１の姿勢及び各標定ターゲット３Ｄ～３Ｆの側方における通過位置などを意識することなく、また、１歩ごとに停止することなく、単に測量開始位置ＳＰ２から矢印Ｙ方向に歩行で移動し、これによって、通路１Ｂ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。測量作業者１０の移動距離は、実施例２と同様、約６０ｍである。
【0046】
［比較例２－２］
測量作業者１０は、実施例２と同様、モバイル３Ｄスキャナ１１を通路１Ｂの路面に対して垂直な姿勢であり且つ前面が移動方向（矢印Ｙ方向）を向いた状態に保持する。そして、測量作業者１０は、２歩進むごとに３秒間止まりながら、各標定ターゲット３Ｄ～３Ｆの側方約１．３ｍの位置を通過するように測量開始位置ＳＰ２から矢印Ｙ方向に直線状に移動し、これによって、通路１Ｂ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。測量作業者１０の移動距離は、実施例２と同様、約６０ｍである。
測量作業者１０は、実施例２と同様、モバイル３Ｄスキャナ１１を通路１Ｂの路面に対して垂直な姿勢であり且つ前面が移動方向（矢印Ｙ方向）を向いた状態に保持する。そして、測量作業者１０は、２歩進むごとに３秒間止まりながら、各標定ターゲット３Ｄ～３Ｆの側方約１．３ｍの位置を通過するように測量開始位置ＳＰ２から矢印Ｙ方向に直線状に移動し、これによって、通路１Ｂ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。測量作業者１０の移動距離は、実施例２と同様、約６０ｍである。
【0047】
［比較例２－３］
測量作業者１０は、実施例２と同様、モバイル３Ｄスキャナ１１を通路１Ｂの路面に対して垂直な姿勢であり且つ前面が移動方向（矢印Ｙ方向）を向いた状態に保持する。そして、測量作業者１０は、３歩進むごとに３秒間止まりながら、各標定ターゲット３Ｄ～３Ｆの側方約１．３ｍの位置を通過するように測量開始位置ＳＰ２から矢印Ｙ方向に直線状に移動し、これによって、通路１Ｂ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。測量作業者１０の移動距離は、実施例２と同様、約６０ｍである。
測量作業者１０は、実施例２と同様、モバイル３Ｄスキャナ１１を通路１Ｂの路面に対して垂直な姿勢であり且つ前面が移動方向（矢印Ｙ方向）を向いた状態に保持する。そして、測量作業者１０は、３歩進むごとに３秒間止まりながら、各標定ターゲット３Ｄ～３Ｆの側方約１．３ｍの位置を通過するように測量開始位置ＳＰ２から矢印Ｙ方向に直線状に移動し、これによって、通路１Ｂ及びその周辺の３Ｄ点群データを取得した。測量作業者１０の移動距離は、実施例２と同様、約６０ｍである。
【0048】
［実施例２と比較例２－１～２－３との比較］
取得された３Ｄ点群データにおける検証点ＶＰ２１～ＶＰ２５の位置と、多角測量などによってあらかじめ求められている検証点ＶＰ２１～ＶＰ２５の位置とに基づき、実施例２及び比較例２－１～２－３のそれぞれにおける検証点ＶＰ２１～ＶＰ２５の位置の測量誤差（ｍｍ）を算出した。結果を図６に示す。図６に示されるように、実施例２では全ての検証点ＶＰ２１～ＶＰ２５における測量誤差が３０ｍｍ未満であり、実施例２で取得された３Ｄ点群データが測量データとして利用可能であることが確認された。他方、比較例２－１～２－３では、全ての検証点ＶＰ２１～ＶＰ２５における測量誤差が大きく（ほとんどが５０ｍｍを超えている）。このため、比較例２－１～２－３で取得された３Ｄ点群データは測量データとして利用できない。
取得された３Ｄ点群データにおける検証点ＶＰ２１～ＶＰ２５の位置と、多角測量などによってあらかじめ求められている検証点ＶＰ２１～ＶＰ２５の位置とに基づき、実施例２及び比較例２－１～２－３のそれぞれにおける検証点ＶＰ２１～ＶＰ２５の位置の測量誤差（ｍｍ）を算出した。結果を図６に示す。図６に示されるように、実施例２では全ての検証点ＶＰ２１～ＶＰ２５における測量誤差が３０ｍｍ未満であり、実施例２で取得された３Ｄ点群データが測量データとして利用可能であることが確認された。他方、比較例２－１～２－３では、全ての検証点ＶＰ２１～ＶＰ２５における測量誤差が大きく（ほとんどが５０ｍｍを超えている）。このため、比較例２－１～２－３で取得された３Ｄ点群データは測量データとして利用できない。
【符号の説明】
【0049】
１（１Ａ，１Ｂ）…通路、３（３Ａ～３Ｆ）…標定ターゲット、５…三脚、１０…測量作業者、１１…モバイル３Ｄスキャナ、１３…支持部材、１５…処理装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【手続補正書】
【提出日】2022-03-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＳＬＡＭ技術を利用したモバイル３Ｄスキャナを用いて通路及びその周辺の３Ｄ点群データを取得する測量方法であって、
前記通路に沿って複数の標定ターゲットを等間隔に設置すること、及び、
前記モバイル３Ｄスキャナの向き及び姿勢を一定に保持した測量作業者が各標定ターゲットの側方の所定範囲を通過するように前記通路を歩行で直線状に且つ断続的に移動しながら前記通路及びその周辺の３Ｄ点群データを取得すること、
を含む、測量方法。
前記通路に沿って複数の標定ターゲットを等間隔に設置すること、及び、
前記モバイル３Ｄスキャナの向き及び姿勢を一定に保持した測量作業者が各標定ターゲットの側方の所定範囲を通過するように前記通路を歩行で直線状に且つ断続的に移動しながら前記通路及びその周辺の３Ｄ点群データを取得すること、
を含む、測量方法。
【請求項2】
前記測量作業者は、測量中、前記モバイル３Ｄスキャナを前記通路の路面に対して垂直な姿勢であり且つ前面が移動方向を向いた状態に保持する、請求項１に記載の測量方法。
【請求項3】
前記測量作業者は、１歩進むごとに一定時間止まることを繰り返すことによって前記通路を断続的に移動しながら前記通路及びその周辺の３Ｄ点群データを取得する、請求項１又は２に記載の測量方法。
【請求項4】
ＳＬＡＭ技術を利用したモバイル３Ｄスキャナを用いて３Ｄ点群データを取得する測量方法であって、
複数の標定ターゲットを等間隔に設置すること、
前記モバイル３Ｄスキャナが各標定ターゲットの側方の所定範囲を通過するように前記モバイル３Ｄスキャナを直線状に且つ断続的に移動させながら３Ｄ点群データを取得すること、及び、
前記モバイル３Ｄスキャナを移動させている間、前記モバイル３Ｄスキャナの向き及び姿勢を一定に保持すること、
を含む、測量方法。
複数の標定ターゲットを等間隔に設置すること、
前記モバイル３Ｄスキャナが各標定ターゲットの側方の所定範囲を通過するように前記モバイル３Ｄスキャナを直線状に且つ断続的に移動させながら３Ｄ点群データを取得すること、及び、
前記モバイル３Ｄスキャナを移動させている間、前記モバイル３Ｄスキャナの向き及び姿勢を一定に保持すること、
を含む、測量方法。
【請求項5】
前記モバイル３Ｄスキャナの向き及び姿勢を一定に保持することは、前記モバイル３Ｄスキャナを前面が移動方向を向いた状態に保持すること及び前記モバイル３Ｄスキャナを地面に対して垂直な姿勢に保持することを含む、請求項４に記載の測量方法。
【請求項6】
前記モバイル３Ｄスキャナを直線状に且つ断続的に移動させることは、前記モバイル３Ｄスキャナを１度に１．５ｍ未満の所定距離移動させること及び移動後の位置に前記モバイル３Ｄスキャナを一定時間停止させることを含む、請求項４又は５に記載の測量方法。
【請求項7】
前記所定範囲は、各標定ターゲットから１～１．５ｍの範囲であり、
前記一定時間は、３秒以上５秒以下である、
請求項３又は６に記載の測量方法。
前記一定時間は、３秒以上５秒以下である、
請求項３又は６に記載の測量方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
本発明の一側面によると、ＳＬＡＭ技術を利用したモバイル３Ｄスキャナを用いて通路及びその周辺の３Ｄ点群データを取得する測量方法が提供される。この測量方法は、前記通路に沿って複数の標定ターゲットを等間隔に設置すること、及び、前記モバイル３Ｄスキャナの向き及び姿勢を一定に保持した測量作業者が各標定ターゲットの側方の所定範囲を通過するように前記通路を歩行で直線状に且つ断続的に移動しながら前記通路及びその周辺の３Ｄ点群データを取得すること、を含む。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
本発明の他の側面によると、ＳＬＡＭ技術を利用したモバイル３Ｄスキャナを用いて３Ｄ点群データを取得する測量方法が提供される。この測量方法は、複数の標定ターゲットを等間隔に設置すること、前記モバイル３Ｄスキャナが各標定ターゲットの側方の所定範囲を通過するように前記モバイル３Ｄスキャナを直線状に且つ断続的に移動させながら３Ｄ点群データを取得すること、及び、前記モバイル３Ｄスキャナを移動させている間、前記モバイル３Ｄスキャナの向き及び姿勢を一定に保持すること、を含む。