(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】P2023058999
(43)【公開日】2023-04-26
(54)【発明の名称】計測システム、計測方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G01C 15/00 20060101AFI20230419BHJP
【FI】
G01C15/00 103Z
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021168856
(22)【出願日】2021-10-14
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-09-07
(71)【出願人】
【識別番号】399105715
【氏名又は名称】株式会社インフォマティクス
(74)【代理人】
【識別番号】110001151
【氏名又は名称】あいわ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】金野 幸治
(57)【要約】
【課題】2点間距離の計測及び活用を行うための計測システム、計測方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】計測システム1は、レーザー距離計10と処理装置20とを含む。レーザー距離計10は、対象物上の測定点までの距離を測定する距離測定部101と、距離を出力する測定結果出力部103と、を含み、処理装置20は、距離を取得する測定結果取得部201と、計測システム1の位置及び姿勢を算出する自己位置推定部203と、距離、位置及び姿勢に基づき測定点の座標を算出する座標計算部205と、異なる位置において測定された2つの測定点間の距離を、測定点の座標に基づき計算する2点間距離計算部207と、を含む。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザー距離計と処理装置とを含む計測システムであって、
前記レーザー距離計は、
対象物上の測定点までの距離を測定する距離測定部と、
前記距離を出力する測定結果出力部と、を含み、
前記処理装置は、
前記距離を取得する測定結果取得部と、
前記計測システムの位置及び姿勢を算出する自己位置推定部と、
前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算部と、
異なる前記位置において測定された2つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する2点間距離計算部と、を含む
計測システム。
【請求項2】
前記処理装置は、
前記対象物の図面を保持しており、前記図面内に前記測定点を配置する図面管理部をさらに有し、
前記自己位置推定部は、前記位置及び前記姿勢を算出する際の座標系を、前記図面の座標系と一致させるためのキャリブレーションを実行する
請求項1記載の計測システム。
【請求項3】
前記レーザー距離計は、
前記測定点を拡大して観測するための望遠観測部をさらに有する
請求項1又は2記載の計測システム。
【請求項4】
処理装置が、
レーザー距離計が計測した対象物上の測定点までの距離を取得する測定結果取得ステップと、
前記レーザー距離計と前記処理装置とを含む計測システムの位置及び姿勢を算出する自己位置推定ステップと、
前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算ステップと、
異なる前記位置において測定された2つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する2点間距離計算ステップと、を含む
計測方法。
【請求項5】
前記対象物の図面内に前記測定点を配置する図面管理ステップをさらに有し、
前記自己位置推定ステップでは、前記位置及び前記姿勢を算出する際の座標系を、前記図面の座標系と一致させるためのキャリブレーションを実行する
請求項4記載の計測方法。
【請求項6】
請求項4又は5記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、2点間距離の計測及び活用を行うための計測システム、計測方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
レーザー光を使用して距離を測定するレーザー距離計が広く知られている。典型的な測定方法として、TOF(Time of Flight方式)や位相差方式がある。TOF方式では、レーザー距離計が光パルスを照射してから、対象物から反射した光パルスを検出するまでの時間に基づいて距離を計算する。位相差方式では、レーザー距離計が対象物に照射した振幅変調された光と、対象物から反射してきた光との位相差に基づいて距離を計算する。いずれの方式でも、レーザー距離計が測定可能な距離は基本的にレーザー光が到達可能な対象物上の一点までの直線距離である。
【0003】
また、近年ではチルトセンサ(例えばジャイロ等)を内蔵することで2点間距離を計測可能としたレーザー距離計も提供されている。このタイプのレーザー距離計は、レーザー距離計の設置位置Oから対象物上の測定点A及びBまでの距離、並びにチルトセンサにより測定されたOA及びOBの傾きに基づいてAB間の距離を算出する(特許文献1及び非特許文献1参照)。また、複数の測定点により構成される3次元図形を図面データとして出力する機能を備えるレーザー距離計も存在する(非特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】Leica Geosystems、「ポイント・トゥ・ポイント(P2P)入門」、[online]、2021年、[2021年9月14日検索]、インターネット(https://shop.leica-geosystems.com/jp/ja-JP/disto-p2p-technology)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、2点間距離の計測が可能な従来のレーザー距離計では、レーザー距離計の設置位置は固定することが前提となっている。そのため、設置位置から2つの測定点の両方を見通す(すなわちレーザー光を照射する)ことができる場合にしか2点間距離を計測できなかった。例えば、レーザー距離計と測定点との間に障害物があり、障害物を回り込まないと測定点にレーザー光を照射できないような場合は、従来のレーザー距離計では2点間距離を測定することは困難であった。
【0007】
また、従来のレーザー距離計が出力する図面データは、例えば測定対象物である建物や構造物等の既存の図面や3次元モデルとは無関係に生成されていた。そのため、せっかく建物や構造物等の測定を行なったとしても、測定結果を既存の図面や3次元モデルと関連づけて活用することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【0008】
一実施の形態によれば、計測システムは、レーザー距離計と処理装置とを含む計測システムであって、前記レーザー距離計は、対象物上の測定点までの距離を測定する距離測定部と、前記距離を出力する測定結果出力部と、を含み、前記処理装置は、前記距離を取得する測定結果取得部と、前記計測システムの位置及び姿勢を算出する自己位置推定部と、前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算部と、異なる前記位置において測定された2つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する2点間距離計算部と、を含む。
一実施の形態によれば、前記処理装置は、前記対象物の図面を保持しており、前記図面内に前記測定点を配置する図面管理部をさらに有し、前記自己位置推定部は、前記位置及び前記姿勢を算出する際の座標系を、前記図面の座標系と一致させるためのキャリブレーションを実行する。
一実施の形態によれば、前記レーザー距離計は、前記測定点を拡大して観測するための望遠観測部をさらに有する。
一実施の形態によれば、計測方法は、処理装置が、レーザー距離計が計測した対象物上の測定点までの距離を取得する測定結果取得ステップと、前記レーザー距離計と前記処理装置とを含む計測システムの位置及び姿勢を算出する自己位置推定ステップと、前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算ステップと、異なる前記位置において測定された2つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する2点間距離計算ステップと、を含む。
一実施の形態によれば、計測方法は、前記対象物の図面内に前記測定点を配置する図面管理ステップをさらに有し、前記自己位置推定ステップでは、前記位置及び前記姿勢を算出する際の座標系を、前記図面の座標系と一致させるためのキャリブレーションを実行する。
一実施の形態によれば、プログラムは、上記方法をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【0009】
本発明により、2点間距離の計測及び活用を行うための計測システム、計測方法及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】実施の形態1にかかる計測システム1のハードウェア構成を示すブロック図である。
【
図2】実施の形態1にかかる計測システム1の機能構成を示すブロック図である。
【
図3】実施の形態1にかかる計測システム1の動作例を示すフローチャートである。
【
図4】実施の形態2にかかる計測システム1の機能構成を示すブロック図である。
【
図5】実施の形態2にかかる計測システム1の動作例を示すフローチャートである。
【
図6】実施の形態1にかかる計測システム1のハードウェア構成の一例を示す模式図である。
【
図7】実施の形態1にかかる計測システム1のハードウェア構成の一例を示す模式図である。
【
図8】実施の形態2にかかる計測システム1のハードウェア構成の一例を示す模式図である。
【
図9】実施の形態2にかかる計測システム1のハードウェア構成の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
<実施の形態1>
実施の形態1では、設置位置を移動させたとしても2点間距離を計測できる計測システム1について説明する。
【0012】
図1は、本発明の実施の形態1にかかる計測システム1のハードウェア構成を示すブロック図である。
計測システム1は、レーザー距離計10、処理装置20を含む。
【0013】
レーザー距離計10は、対象物上の測定点にレーザー光を照射して反射光を検出し、測定点までの距離を計算及び出力する装置である。
【0014】
処理装置20は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより各種機能を実現する情報処理装置である。処理装置20はまた、レーザー距離計10から測定結果を受信するための通信装置、自己の移動量を検出するために使用される各種センサ(例えばカメラ、デプスセンサ、音響センサ等)、及び自己の姿勢を検出するためのチルトセンサ(例えばジャイロ等)を備えている。典型的には、スマートフォンやタブレット端末を処理装置20として利用することができる。
【0015】
本実施の形態では、計測システム1はレーザー距離計10、処理装置20という複数の装置により構成される例を想定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、レーザー距離計10の筐体に処理装置20の構成要素を内蔵することで、計測システム1をひとつの装置として構成することも可能である。
【0016】
図6は、本発明の実施の形態1にかかる計測システム1のハードウェア構成の一例を示す模式図である。この例では、レーザー距離計10及び処理装置20が、治具(例えばスタンド)に固定されている。これによりレーザー距離計10と処理装置20との相対位置が一定に保たれる。また、レーザー距離計10と処理装置20とが通信可能に接続されている。これにより、レーザー距離計10による測定結果を処理装置20により加工することが可能となる。
【0017】
図2は、本発明の実施の形態1にかかる計測システム1の機能構成を示すブロック図である。
【0018】
レーザー距離計10は、距離測定部101、測定結果出力部103を含む。
【0019】
距離測定部101は、従来のレーザー距離計と同様に、対象物に対してレーザー光を照射して反射光を検出することにより、測定点までの距離を計算する。典型的には、レーザー光を発生させて対象物に向けて照射する照射部、対象物からの反射光を検出する検出部、照射光と反射光とを対照することにより(典型的にはTOF方式や位相差方式により)対象物までの距離を算出する算出部を含む。
【0020】
計測システム1を使用して測定を行う際、測定者は通常、対象物上の点Aにレーザー光が照射されていることを目視で確認する。しかしながら、例えば外壁補修や橋脚の下床版補修等の場面では、計測システム1から点Aまでの距離が遠いため、点Aにレーザー光が当たっているかどうかを測定者が目視確認することが困難な場合がある。
【0021】
このような場合に備えて、レーザー距離計10は、望遠観測部105を備えても良い。望遠観測部105は、例えば望遠鏡、双眼鏡、望遠機能を備えたカメラ、又はこのようなカメラを備えたデバイス(スマートフォン、タブレット、PC等)等でありうる。測定者は、望遠観測部105を利用して対象物上の点Aを拡大して観測することで、点Aにレーザー光が確実に照射されていることを確認できる。
【0022】
図7は、レーザー距離計10が望遠観測部105を備える場合の計測システム1のハードウェア構成の一例を示す模式図である。この例では、カメラ部に望遠アタッチメントを装着したタブレット端末が望遠観測部105として使用されている。そして望遠観測部105、距離測定部101、測定結果出力部103、及び処理装置20が、治具(例えばスタンド)に固定されている。この例でもレーザー距離計10と処理装置20との相対位置が一定に保たれている。
【0023】
測定結果出力部103は、距離測定部101による測定結果、すなわち対象物上の測定点までの距離を処理装置20に対して出力する。
【0024】
処理装置20は、測定結果取得部201、自己位置推定部203、座標計算部205、2点間距離計算部207を含む。
【0025】
測定結果取得部201は、レーザー距離計10による測定結果、すなわち対象物上の測定点までの距離を測定結果出力部103から受信する。
【0026】
自己位置推定部203は、処理装置20を含む計測システム1の移動量を逐次推定し、現在の自己位置を示す3次元座標を出力する。移動量の算出方式としては、典型的にはSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)方式、加速度センサ方式等がある。SLAM方式の場合、自己位置推定部203は、センサ(例えばカメラ、デプスセンサ、音響センサ等)により移動中の周囲の環境をセンシングし、3次元の環境地図を作成する。同時に処理装置20の移動量を逐次的に推定し、環境地図上での自己位置を推定する。加速度センサ方式では、自己位置推定部203は、加速度センサにより得られた加速度に基づいて移動距離を計算することで自己位置を推定する。いずれの場合も、チルトセンサ(例えばジャイロ等)から得られる情報を用いて推定精度を向上させることも可能である。
【0027】
また、自己位置推定部203は、チルトセンサ(例えばジャイロ等)により、計測システム1の姿勢すなわち座標軸に対する傾きを計測及び出力する。
【0028】
座標計算部205は、測定結果取得部201が受信した測定結果、すなわち測定点までの距離と、自己位置推定部203が推定した測定時(典型的には測定結果の受信時を測定時とみなして良い)における自己位置及び姿勢の計算値と、に基づいて測定点の3次元座標を計算する。すなわち、計測システム1の自己位置を起点として、計測システム1の姿勢により決定されるレーザー光の照射方向に、レーザー距離計10による測定距離を移動した点が測定点の座標となる。
【0029】
2点間距離計算部207は、測定点の座標が2つ与えられた場合、それら2点間の距離を計算する。
【0030】
図3は、本発明の実施の形態1にかかる計測システム1の動作例を示すフローチャートである。
【0031】
S101:初期動作
計測システム1が起動する。
処理装置20の自己位置推定部203が、起動時の自己位置を起点O(0,0,0)として、移動量及び自己位置の推定を開始する。同時に姿勢すなわち傾きの計測を開始する。
【0032】
S102:点Aまでの距離測定
測定者は、点Aを見通せる位置P1において計測システム1を設置又は保持する。この時点で自己位置推定部203は、起点Oからの推定移動量に基づいて自己位置をP1(xP1,yP1,zP1)に更新する。
【0033】
レーザー距離計10の距離測定部101が、点Aまでの距離dAを測定する。測定結果出力部103が、測定した距離dAを処理装置20に出力する。
【0034】
S103:点Aの座標計算
処理装置20の測定結果取得部201が、点Aまでの距離dAを取得する。自己位置推定部203が、距離測定時点における自己位置P1(xP1,yP1,zP1)及び傾きを出力する。座標計算部205が、点Aまでの距離dA、自己位置(xP1,yP1,zP1)及び傾きに基づいて点Aの座標(xA,yA,zA)を算出する。
【0035】
S104:点Bまでの距離測定
測定者は、点Bを見通せる位置P2に移動し計測システム1を設置又は保持する。この時点で自己位置推定部203は、P1からの推定移動量に基づいて自己位置をP2(xP2,yP2,zP2)に更新する。
【0036】
レーザー距離計10の距離測定部101が、点Bまでの距離dBを測定する。測定結果出力部103が、測定した距離dBを処理装置20に出力する。
【0037】
S105:点Bの座標計算
処理装置20の測定結果取得部201が、点Bまでの距離dBを取得する。自己位置推定部203が、距離測定時点における自己位置P2(xP2,yP2,zP2)及び傾きを出力する。座標計算部205が、点Bまでの距離dB、自己位置(xP2,yP2,zP2)及び傾きに基づいて点Bの座標(xB,yB,zB)を算出する。
【0038】
S106:点AB間の距離計算
2点間距離計算部207が、点Aの座標(xA,yA,zA)及び点Bの座標(xB,yB,zB)に基づいて、点Aと点B間の距離を計算し出力する。例えば、処理装置20が備えるディスプレイに計算結果を表示する。具体的には、点A,点B,線分AB等のオブジェクトを3次元空間に配置した画像を表示することができる。このとき点A,点Bの座標や、線分ABの長さを示す文字等を併せて表示しても良い。又は、点A,点B,線分AB等のオブジェクトを含む3次元モデル(例えばCADデータ等)を生成しても良い。
【0039】
本実施の形態によれば、処理装置20が備える自己位置推定機能を用いることにより、計測システム1が移動したとしても同一の座標系のもとで2点の座標及び2点間の距離を算出することができる。これにより、例えば、レーザー距離計と測定点との間に障害物があり、障害物を回り込まないと測定点にレーザー光を照射できないような場合であっても、2点間距離を測定することが可能である。
【0040】
<実施の形態2>
実施の形態2では、測定結果を既存の図面や3次元モデルと関連づけて活用することができる計測システム1について説明する。
【0041】
本発明の実施の形態2にかかる計測システム1のハードウェア構成は実施の形態1と同様である。すなわち計測システム1は、レーザー距離計10、処理装置20を含む。
【0042】
図4は、本発明の実施の形態2にかかる計測システム1の機能構成を示す図である。実施の形態1との相違点は、処理装置20が図面管理部209をさらに含むことである。
【0043】
図面管理部209は、計測システム1の測定対象物である建物や構造物等の図面(建築図面等の2次元図面データ、建物や構造物等の3次元モデルデータ等を含む)を予め保持している。また、図面を処理装置20が備えるディスプレイに表示することができる。
【0044】
また、図面管理部209は、レーザー距離計10が測定した測定点を図面内に配置する。例えば2点A,Bを測定した場合、点A,点B,線分AB等のオブジェクトを図面内に配置する。このとき、測定点の座標系は、図面の座標系と一致するよう調整される。すなわち、現実の建築物において柱の上端Aと下端Bを計測したならば、図面内の柱の上端及び下端に点A,Bが配置される。
【0045】
測定点の図面内への配置を実現するため、本実施の形態における自己位置推定部203は、自己位置推定及び姿勢計測の際の座標系を図面の座標系と一致させるためのキャリブレーション処理を最初に実行することができる。
【0046】
例えば、自己位置推定部203は、現実の建物や構造物等に予め設置されたARマーカーを読み取る。典型的には、図面の座標系における原点(0,0,0)に対応する現実空間内の位置にARマーカーが設置される。ARマーカーには座標軸の方向がエンコードされている。自己位置推定部203は、処理装置20が備えるカメラを用いてARマーカーを読み取り、ARマーカーの設置位置を処理装置20の測定起点(0,0,0)として設定する。また、処理装置20の座標軸の方向を、ARマーカーにエンコードされている座標軸の方向と一致させる。これにより、計測システム1が使用する起点及び座標軸が、図面の原点及び座標軸と一致する。換言すれば、計測システム1の座標系と図面の座標系とが一致する。
【0047】
ARマーカーを使用しないキャリブレーションも可能である。例えば、まず図面内に予めキャリブレーション用の参照点を少なくとも3点設けておく(DR1,DR2,DR3とする)。そして、実施の形態1に示した方法で、点DR1,DR2,DR3に対応する現実の建物や構造物等上の点(点RR1,RR2,RR3とする)の座標を測定する。すなわちレーザー距離計10の距離測定部101が点RR1,RR2,RR3までの距離を順に測定し、処理装置20の座標計算部205が点RR1,RR2,RR3の座標を算出する。このとき座標計算部205が出力する点RR1,RR2,RR3の座標は、計測システム1の起動時の位置を測定起点(0,0,0)とした座標系で表現されている。次に、自己位置推定部203が、計測システム1の使用する座標系における点RR1,RR2,RR3を、図面座標系における点DR1,DR2,DR3に変換するための変換パラメータ(すなわち図面原点と測定起点とのオフセット量、各座標軸の回転量、スケーリング(拡大・縮小)量)を算出する。なお変換パラメータの算出処理は公知であるため説明を省略する。自己位置推定部203は、算出した変換パラメータを座標計算部205に与える。座標計算部205は、キャリブレーション処理以降に測定点の座標を出力する場合、変換パラメータを使用して、測定点の座標を図面座標系に変換してから出力する。これにより、計測システム1が使用する起点及び座標軸が、図面の原点及び座標軸と一致する。換言すれば、計測システム1の座標系と図面の座標系とが一致する。しかもこの例によれば、例えば測定対象(外壁など)が測定者から遠くにあり、図面原点に相当する位置にARマーカーを設置できない、又は設置できても測定できないような場合であってもキャリブレーションを行うことが可能である。
【0048】
その他の処理部の動作は実施の形態1と同様であるため説明を省略する。
【0049】
図8は、本発明の実施の形態2にかかる計測システム1のハードウェア構成の一例を示す模式図である。この例では、処理装置20のうち図面管理部209を除く処理部(201乃至207)がスマートフォンに実装されている。処理装置20のうち図面管理部209は、スマートフォンと通信可能なタブレット端末に実装されている。すなわち、処理装置20はスマートフォンとタブレット端末とに分散して実装されている。そしてレーザー距離計10及びスマートフォン(201乃至207)が、治具(例えばスタンド)に固定されている。これによりレーザー距離計10とスマートフォン(201乃至207)との相対位置が一定に保たれる。図面管理部209を備えるタブレット端末は、座標計算部205や2点間距離計算部207が計算した座標又は距離をスマートフォンから受信し、図面上に描画する。
【0050】
図9は、本発明の実施の形態2にかかる計測システム1のハードウェア構成の他の例を示す模式図である。
図8の例との違いは、レーザー距離計10が望遠観測部105を備える点である。この例では、カメラ部に望遠アタッチメントを装着したタブレット端末が望遠観測部105として使用されている。そして望遠観測部105、距離測定部101、測定結果出力部103、及びスマートフォン(201乃至207)が、治具(例えばスタンド)に固定されている。この例でもレーザー距離計10とスマートフォン(201乃至207)との相対位置が一定に保たれている。ここで望遠観測部105を構成するタブレット端末は、図面管理部209を兼ねることができる。このように構成することで、例えば望遠観測部105により観測された測定点の画像と、図面上にプロットされた測定点の座標とを並べて表示するといったことも可能となる。また、この画面において測定点の画像の現在の倍率又は画角を表示したり(典型的には望遠アタッチメントから取得しうる)、測定点付近に観察された構造物の変状(ひび割れの形状など)を記録する機能(例えば特願2019-103965参照)を提供しても良い。これにより、計測システム1を使用して構造物の遠くからでも変状の位置や状態を特定し、その情報を図面に記録することが可能となる。
【0051】
図5は、本発明の実施の形態2にかかる計測システム1の動作例を示すフローチャートである。
【0052】
S201:初期動作
計測システム1が起動する。
処理装置20の自己位置推定部203が、現実空間内に予め設置されたARマーカーを認識し、ARマーカーの設置位置を起点O(0,0,0)に設定し、起点Oからの相対距離に応じて自己位置をP0(xP0,yP0,zP0)に設定する。また、処理装置20の座標軸の向きを調整し、ARマーカーにエンコードされた座標軸の方向に一致させる。又は、自己位置推定部203が、少なくとも3つの参照点を測定することにより測定値を図面座標系に変換するための変換パラメータを算出する。その後、移動量及び自己位置の推定を開始する。同時に姿勢すなわち傾きの計測を開始する。
【0053】
S202:点Aまでの距離測定
測定者は、点Aを見通せる位置P1において計測システム1を設置又は保持する。この時点で自己位置推定部203は、P0からの推定移動量に基づいて自己位置をP1(xP1,yP1,zP1)に更新する。
【0054】
レーザー距離計10の距離測定部101が、点Aまでの距離dAを測定する。測定結果出力部103が、測定した距離dAを処理装置20に出力する。
【0055】
S203:点Aの座標計算
処理装置20の測定結果取得部201が、点Aまでの距離dAを取得する。自己位置推定部203が、距離測定時点における自己位置P1(xP1,yP1,zP1)及び傾きを出力する。座標計算部205が、点Aまでの距離dA、自己位置P1(xP1,yP1,zP1)及び傾きに基づいて点Aの座標(xA,yA,zA)を算出する。
【0056】
S204:点Bまでの距離測定
測定者は、点Bを見通せる位置P2に移動し計測システム1を設置又は保持する。この時点で自己位置推定部203は、P1からの推定移動量に基づいて自己位置をP2(xP2,yP2,zP2)に更新する。
【0057】
レーザー距離計10の距離測定部101が、点Bまでの距離dBを測定する。測定結果出力部103が、測定した距離dBを処理装置20に出力する。
【0058】
S205:点Bの座標計算
処理装置20の測定結果取得部201が、点Bまでの距離dBを取得する。自己位置推定部203が、距離測定時点における自己位置P2(xP2,yP2,zP2)及び傾きを出力する。座標計算部205が、点Bまでの距離dB、自己位置P2(xP2,yP2,zP2)及び傾きに基づいて点Bの座標(xB,yB,zB)を算出する。
【0059】
S206:点AB間の距離計算
2点間距離計算部207が、点Aの座標(xA,yA,zA)及び点Bの座標(xB,yB,zB)に基づいて、点Aと点B間の距離を計算し出力する。例えば、処理装置20が備えるディスプレイに図面を表示しておき、その図面上に点A,点B,線分AB等のオブジェクトを表示させることができる。このとき点A,点Bの座標や、線分ABの長さを示す文字等を併せて表示しても良い。又は、点A,点B,線分AB等のオブジェクトを含む図面データ(例えばCADデータ等)を生成しても良い。
【0060】
本実施の形態によれば、図面の原点を起点とする絶対座標で測定点の位置を表現することができる。これにより、図面内に測定点を配置して、測定結果を図面上で確認することが可能となる。また、レーザー距離計10を用いて現実空間での建物や構造物を測定することで、図面上で点を指定した場合と同じイベントを発生させられるので、例えば図面上に線分や図形等を作図することも可能となる。当然ながら、測定ごとに計測システム1の位置が移動したとしても、測定点の座標は同じ座標系のもとで計測、出力される。
本実施の形態によれば、例えば対象物の寸法検査、構造物の変状検査等を計測システム1を使用することで実施し、作業結果を記録することができる。
【0061】
また本発明を構成する各処理手段は、ハードウェアにより構成されるものであってもよく、任意の処理をCPUにコンピュータプログラムを実行させることにより実現するものであってもよい。また、コンピュータプログラムは、様々なタイプの一時的又は非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。一時的なコンピュータ可読媒体は、例えば有線又は無線によりコンピュータに供給される電磁的な信号を含む。
【符号の説明】
【0062】
1 計測システム
10 レーザー距離計
101 距離測定部
103 測定結果出力部
105 望遠観測部
20 処理装置
201 測定結果取得部
203 自己位置推定部
205 座標計算部
207 2点間距離計算部
209 図面管理部
【手続補正書】
【提出日】2022-03-04
【手続補正1】
【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】
一実施の形態によれば、計測システムは、レーザー距離計と処理装置とを含む計測システムであって、前記レーザー距離計は、対象物上の測定点までの距離を測定する距離測定部と、前記距離を出力する測定結果出力部と、を含み、前記処理装置は、前記距離を取得する測定結果取得部と、前記計測システムの位置及び姿勢を算出する自己位置推定部と、前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算部と、異なる前記位置において測定された2つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する2点間距離計算部と、前記対象物の図面を保持しており、前記測定点又は前記測定点間の距離を示すオブジェクトを生成し前記図面内に配置する図面管理部と、を含む。
一実施の形態によれば、前記レーザー距離計は、前記測定点を拡大して観測するための望遠観測部をさらに有する。
一実施の形態によれば、前記図面管理部は、前記望遠観測部により観測された前記測定点の画像と、前記図面内に配置された前記オブジェクトとを並べて表示する。
一実施の形態によれば、前記図面管理部は、前記測定点の画像の倍率又は画角を表示する。
一実施の形態によれば、前記距離測定部は、前記図面内に予め設定された3以上の参照点に対応する、前記対象物上の前記測定点の座標をそれぞれ測定し、前記自己位置推定部は、前記測定点と前記参照点との間の座標変換を行うための変換パラメータを算出する。
一実施の形態によれば、計測方法は、処理装置が、レーザー距離計が計測した対象物上の測定点までの距離を取得する測定結果取得ステップと、前記レーザー距離計と前記処理装置とを含む計測システムの位置及び姿勢を算出する自己位置推定ステップと、前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算ステップと、異なる前記位置において測定された2つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する2点間距離計算ステップと、前記測定点又は前記測定点間の距離を示すオブジェクトを生成し、前記対象物の図面内に配置する図面管理ステップと、を含む。
一実施の形態によれば、プログラムは、上記方法をコンピュータに実行させる。
【手続補正2】
【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】
レーザー距離計と処理装置とを含む計測システムであって、
前記レーザー距離計は、
対象物上の測定点までの距離を測定する距離測定部と、
前記距離を出力する測定結果出力部と、を含み、
前記処理装置は、
前記距離を取得する測定結果取得部と、
前記計測システムの位置及び姿勢を算出する自己位置推定部と、
前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算部と、
異なる前記位置において測定された2つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する2点間距離計算部と、
前記対象物の図面を保持しており、前記測定点又は前記測定点間の距離を示すオブジェクトを生成し前記図面内に配置する図面管理部と、を含む
計測システム。
【請求項2】
前記レーザー距離計は、
前記測定点を拡大して観測するための望遠観測部をさらに有する
請求項1記載の計測システム。
【請求項3】
前記図面管理部は、前記望遠観測部により観測された前記測定点の画像と、前記図面内に配置された前記オブジェクトとを並べて表示する
請求項2記載の計測システム。
【請求項4】
前記図面管理部は、前記測定点の画像の倍率又は画角を表示する
請求項3記載の計測システム。
【請求項5】
前記距離測定部は、前記図面内に予め設定された3以上の参照点に対応する、前記対象物上の前記測定点の座標をそれぞれ測定し、
前記自己位置推定部は、前記測定点と前記参照点との間の座標変換を行うための変換パラメータを算出する
請求項1記載の計測システム。
【請求項6】
処理装置が、
レーザー距離計が計測した対象物上の測定点までの距離を取得する測定結果取得ステップと、
前記レーザー距離計と前記処理装置とを含む計測システムの位置及び姿勢を算出する自己位置推定ステップと、
前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算ステップと、
異なる前記位置において測定された2つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する2点間距離計算ステップと、
前記測定点又は前記測定点間の距離を示すオブジェクトを生成し、前記対象物の図面内に配置する図面管理ステップと、を含む
計測方法。
【請求項7】
請求項6記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【手続補正書】
【提出日】2022-07-15
【手続補正1】
【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】
一実施の形態によれば、計測システムは、レーザー距離計と処理装置とを含む計測システムであって、前記レーザー距離計は、対象物上の測定点までの距離を測定する距離測定部と、前記距離を出力する測定結果出力部と、を含み、前記処理装置は、前記距離を取得する測定結果取得部と、前記計測システムの測定時の位置及び姿勢を算出する自己位置推定部と、前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算部と、それぞれ異なる前記位置において測定された2つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する2点間距離計算部と、前記対象物の図面を保持しており、前記測定点又は前記測定点間の距離を示すオブジェクトを生成し前記図面内に配置する図面管理部と、を含み、前記レーザー距離計は、前記測定点を拡大して観測するための望遠観測部をさらに有し、前記図面管理部は、前記望遠観測部により観測された前記測定点の画像と、前記図面内に配置された前記オブジェクトとを並べて表示する。
一実施の形態によれば、前記図面管理部は、前記測定点の画像の倍率又は画角を表示する。
一実施の形態によれば、計測方法は、処理装置が、レーザー距離計が計測した対象物上の測定点までの距離を取得する測定結果取得ステップと、前記レーザー距離計と前記処理装置とを含む計測システムの測定時の位置及び姿勢を算出する自己位置推定ステップと、前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算ステップと、それぞれ異なる前記位置において測定された2つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する2点間距離計算ステップと、前記測定点又は前記測定点間の距離を示すオブジェクトを生成し、前記対象物の図面内に配置する図面管理ステップと、前記レーザー距離計の望遠観測部が、前記測定点を拡大して観測するステップと、前記処理装置が、前記望遠観測部により観測された前記測定点の画像と、前記図面内に配置された前記オブジェクトとを並べて表示するステップと、を有する。
一実施の形態によれば、プログラムは、上記方法をコンピュータに実行させる。
【手続補正2】
【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】
レーザー距離計と処理装置とを含む計測システムであって、
前記レーザー距離計は、
対象物上の測定点までの距離を測定する距離測定部と、
前記距離を出力する測定結果出力部と、を含み、
前記処理装置は、
前記距離を取得する測定結果取得部と、
前記計測システムの測定時の位置及び姿勢を算出する自己位置推定部と、
前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算部と、
それぞれ異なる前記位置において測定された2つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する2点間距離計算部と、
前記対象物の図面を保持しており、前記測定点又は前記測定点間の距離を示すオブジェクトを生成し前記図面内に配置する図面管理部と、を含み、
前記レーザー距離計は、
前記測定点を拡大して観測するための望遠観測部をさらに有し、
前記図面管理部は、前記望遠観測部により観測された前記測定点の画像と、前記図面内に配置された前記オブジェクトとを並べて表示する
計測システム。
【請求項2】
前記図面管理部は、前記測定点の画像の倍率又は画角を表示する
請求項1記載の計測システム。
【請求項3】
処理装置が、
レーザー距離計が計測した対象物上の測定点までの距離を取得する測定結果取得ステップと、
前記レーザー距離計と前記処理装置とを含む計測システムの測定時の位置及び姿勢を算出する自己位置推定ステップと、
前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算ステップと、
それぞれ異なる前記位置において測定された2つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する2点間距離計算ステップと、
前記測定点又は前記測定点間の距離を示すオブジェクトを生成し、前記対象物の図面内に配置する図面管理ステップと、
前記レーザー距離計の望遠観測部が、前記測定点を拡大して観測するステップと、
前記処理装置が、前記望遠観測部により観測された前記測定点の画像と、前記図面内に配置された前記オブジェクトとを並べて表示するステップと、を有する
計測方法。
【請求項4】
請求項3記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。