特開 2024-145599 測量システム、測量装置、測量方法及び測量プログラム

(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】P2024145599

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】測量システム、測量装置、測量方法及び測量プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01C 15/00 20060101AFI20241004BHJP

   G01C 15/06 20060101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

G01C15/00 103

G01C15/06 T

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023058031

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【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】110003937

【氏名又は名称】弁理士法人前川知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 康平

(72)【発明者】

【氏名】西 義弘

(72)【発明者】

【氏名】田中 崇

(72)【発明者】

【氏名】西田 信幸

(57)【要約】

【課題】ポールを揺動させて測点の位置を算出する測量において、ポールを適切に揺動させることを促進させることができる測量システム、測量装置、測量方法又は測量プログラムを提供する。
【解決手段】この測量システム１は、測距光により測量対象３０１までの距離を測定する測距部１０２と、測距光の出射方向を検出する方向検出部１０６、１０７と、測距部１０２により測定された距離と、方向検出部１０６、１０７により検出された出射方向とに基づいて、測量対象３０１の位置情報を取得する演算部１０１ｂと、測量対象３０１から測点Ｐまでの距離情報であるオフセット情報Ｒを記憶する記憶部１１１と、演算部１０１ｂにより取得された複数の位置情報とオフセット情報とに基づいて、測量対象３０１の揺動状態を推定し、推定した揺動状態に応じて測量対象３０１の揺動案内情報を生成する揺動案内部２０１ｂとを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

測距光により測量対象までの距離を測定する測距部と、
前記測距光の出射方向を検出する方向検出部と、
前記測距部により測定された距離と、前記方向検出部により検出された出射方向とに基づいて、前記測量対象の位置情報を取得する演算部と、
前記測量対象から測点までの距離情報であるオフセット情報を記憶する記憶部と、
前記演算部により取得された複数の前記位置情報と、前記オフセット情報とに基づいて、前記測量対象の揺動状態を推定し、推定した前記揺動状態に応じて前記測量対象の揺動案内情報を生成する揺動案内部とを備える測量システム。

【請求項2】

前記演算部は、前記複数の位置情報と前記オフセット情報とから前記測点の位置座標を算出し、
前記揺動案内部は、前記推定した揺動状態から、算出した前記測点の位置座標の確度を算出し、前記確度が所定の閾値以上であると判定した場合には、前記揺動案内情報の生成を終了する、請求項１に記載の測量システム。

【請求項3】

前記演算部は、前記複数の位置情報と前記オフセット情報とから前記測点の位置座標を算出し、
前記揺動案内部は、前記推定した揺動状態から、算出した前記測点の位置座標の確度を算出し、前記確度が所定の閾値未満であると判定した場合には、前記確度を高めるための揺動案内情報を生成する、請求項１に記載の測量システム。

【請求項4】

前記確度を高めるための揺動案内情報は、前記測量対象の揺動軌跡に関する情報である、請求項３に記載の測量システム。

【請求項5】

前記確度を高めるための揺動案内情報は、前記測量対象の揺動回数に関する情報である、請求項３に記載の測量システム。

【請求項6】

前記確度を高めるための揺動案内情報は、前記測量対象の揺動速度に関する情報である、請求項３に記載の測量システム。

【請求項7】

前記確度を高めるための揺動案内情報は、前記確度の高さに関する情報である請求項３に記載の測量システム。

【請求項8】

測距光により測量対象までの距離を測定する測距部と、
前記測距光の出射方向を検出する方向検出部と、
前記測距部により測定された距離と、前記方向検出部により検出された出射方向とに基づいて、前記測量対象の位置情報を取得する演算部と、
前記測量対象から測点までの距離情報であるオフセット情報を記憶する記憶部と、
前記演算部により取得された複数の前記位置情報と、前記オフセット情報とに基づいて、前記測量対象の揺動状態を推定し、推定した前記揺動状態に応じて前記測量対象の揺動案内情報を生成する揺動案内部とを備える測量装置。

【請求項9】

測距光により測量対象までの距離を測定する測距工程と、
前記測距光の出射方向を検出する方向検出工程と、
前記測距工程により測定された距離と、前記方向検出工程により検出された出射方向とに基づいて、前記測量対象の位置情報を取得する演算工程と、
前記演算工程により取得された複数の前記位置情報と、前記測量対象から測点までの距離情報であるオフセット情報とに基づいて、前記測量対象の揺動状態を推定し、推定した前記揺動状態に応じて前記測量対象の揺動案内情報を生成する揺動案内工程とを備える測量方法。

【請求項10】

測距光により測量対象までの距離を測定する測距工程と、
前記測距光の出射方向を検出する方向検出工程と、
前記測距工程により測定された距離と、前記方向検出工程により検出された出射方向とに基づいて、前記測量対象の位置情報を取得する演算工程と、
を備える測量方法により取得された複数の前記位置情報と、前記測量対象から測点までの距離情報であるオフセット情報とに基づいて、前記測量対象の揺動状態を推定し、推定した前記揺動状態に応じて前記測量対象の揺動案内情報を生成する揺動案内工程をコンピュータに実行させるための測量プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測量システム、測量装置、測量方法及び測量プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、トータルステーション（ＴＳ）を用いた光波方式の測量にあたっては、プリズム等の測量対象（再帰反射部）を有するポールを測点に鉛直に設置していた。このような測量では、ポールを測点に鉛直に設置するために、気泡管等を用いて整準を行う等の手間が多く作業性が悪かった。

【0003】

そこで下記特許文献１には、トータルステーション（ＴＳ）を用いた光波方式の測量方法として、測量対象であるプリズムを有するポール（ポールプリズム）の端部を地面等の測点に設置し、ポールを鉛直方向から傾斜させて測点周りに揺動（傾動）させながらプリズムの位置を複数回測量し、ポール端部の位置に相当する測点の位置を計算により算出することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２－２２４４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１に記載の技術においては、測点の位置を正確に算出するには適切にポールを揺動させる必要があり、作業者の技量が求められる。つまり、必ずしも測量可能なようにポールを適切に揺動させられるとは限らないため、測点の位置を円滑に算出することができずに測量の作業効率が低下するという問題が生ずる。しかも、この問題は、ポール端部を地面の測点に設置する場合だけでなく、天井面又は立壁面の測点に設置する場合においても生ずるし、天井面又は立壁面の測点に設置する場合においては、ポールを揺動できる範囲が限られるため、より顕著となる。

【0006】

そこで、本発明の目的は、ポールを揺動させて測点の位置を算出する測量において、ポールを適切に揺動させることを促進させることができる測量システム、測量装置、測量方法又は測量プログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記した目的を達成するために、本発明の第１項目に係る測量システムは、測距光により測量対象までの距離を測定する測距部と、前記測距光の出射方向を検出する方向検出部と、前記測距部により測定された距離と、前記方向検出部により検出された出射方向とに基づいて、前記測量対象の位置情報を取得する演算部と、前記測量対象から測点までの距離情報であるオフセット情報を記憶する記憶部と、前記演算部により取得された複数の前記位置情報と、前記オフセット情報とに基づいて、前記測量対象の揺動状態を推定し、推定した前記揺動状態に応じて前記測量対象の揺動案内情報を生成する揺動案内部とを備える。

【0008】

本発明の第２項目に係る測量システムでは、前記第１項目に係る測量システムにおいて、前記演算部は、前記複数の位置情報と前記オフセット情報とから前記測点の位置座標を算出し、前記揺動案内部は、前記推定した揺動状態から、算出した前記測点の位置座標の確度を算出し、前記確度が所定の閾値以上であると判定した場合には、前記揺動案内情報の生成を終了する。

【0009】

本発明の第３項目に係る測量システムでは、前記第１項目又は前記第２項目に係る測量システムにおいて、前記演算部は、前記複数の位置情報と前記オフセット情報とから前記測点の位置座標を算出し、前記揺動案内部は、前記推定した揺動状態から、算出した前記測点の位置座標の確度を算出し、前記確度が所定の閾値未満であると判定した場合には、前記確度を高めるための揺動案内情報を生成する。

【0010】

本発明の第４項目に係る測量システムでは、前記第３項目に係る測量システムにおいて、前記確度を高めるための揺動案内情報は、前記測量対象の揺動軌跡に関する情報である。

【0011】

本発明の第５項目に係る測量システムでは、前記第３項目に係る測量システムにおいて、前記確度を高めるための揺動案内情報は、前記測量対象の揺動回数に関する情報である。

【0012】

本発明の第６項目に係る測量システムでは、前記第３項目に係る測量システムにおいて、前記確度を高めるための揺動案内情報は、前記測量対象の揺動速度に関する情報である。

【0013】

本発明の第７項目に係る測量システムでは、前記第３項目に係る測量システムにおいて、前記確度を高めるための揺動案内情報は、前記確度の高さに関する情報である。

【0014】

本発明の第８項目に係る測量装置は、測距光により測量対象までの距離を測定する測距部と、前記測距光の出射方向を検出する方向検出部と、前記測距部により測定された距離と、前記方向検出部により検出された出射方向とに基づいて、前記測量対象の位置情報を取得する演算部と、前記測量対象から測点までの距離情報であるオフセット情報を記憶する記憶部と、前記演算部により取得された複数の前記位置情報と、前記オフセット情報とに基づいて、前記測量対象の揺動状態を推定し、推定した前記揺動状態に応じて前記測量対象の揺動案内情報を生成する揺動案内部とを備える。

【0015】

本発明の第９項目に係る測量方法は、測距光により測量対象までの距離を測定する測距工程と、前記測距光の出射方向を検出する方向検出工程と、前記測距工程により測定された距離と、前記方向検出工程により検出された出射方向とに基づいて、前記測量対象の位置情報を取得する演算工程と、前記演算工程により取得された複数の前記位置情報と、前記測量対象から測点までの距離情報であるオフセット情報とに基づいて、前記測量対象の揺動状態を推定し、推定した前記揺動状態に応じて前記測量対象の揺動案内情報を生成する揺動案内工程とを備える。

【0016】

本発明の第１０項目に係る測量プログラムは、測距光により測量対象までの距離を測定する測距工程と、前記測距光の出射方向を検出する方向検出工程と、前記測距工程により測定された距離と、前記方向検出工程により検出された出射方向とに基づいて、前記測量対象の位置情報を取得する演算工程と、を備える測量方法により取得された複数の前記位置情報と、前記測量対象から測点までの距離情報であるオフセット情報とに基づいて、前記測量対象の揺動状態を推定し、推定した前記揺動状態に応じて前記測量対象の揺動案内情報を生成する揺動案内工程をコンピュータに実行させるための測量プログラムである。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、ポールを揺動させて測点の位置を算出する測量において、ポールを適切に揺動させることを促進させることができる測量システム、測量装置、測量方法及び測量プログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】測量システムを示す全体構成図である。

【図2】測量システムにおける本体測量装置と端末測量装置とのブロック図である。

【図3】端末測量装置の表示画面の遷移を示す画面遷移図である。

【図4】測点の推定位置座標の確度を算出する方法の説明図である。

【図5】測量方法のプロセスを説明するためのフローチャートである。

【図6】測量プログラムを実行するためのコンピュータのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１～図６を適宜参照しつつ、本発明に係る測量システム、測量装置、測量方法及び測量プログラムの一実施形態について説明する。

【0020】

（測量システムの構成）
まず、本発明に係る測量システムの一実施形態について説明する。図１に示すように、この測量システム１は、地面Ｅと立壁Ｗとの境界線にある測点Ｐの位置座標を算出するためのものである。

【0021】

図１に示すように、測量システム１は、本体測量装置１００と、端末測量装置２００と、再帰反射器具３００とを備えている。本体測量装置１００は、例えばミラーデバイス（ＭＤ）を有するトータルステーション（ＴＳ）であり、地面Ｅに載置されている支持部１００ａ（三脚）と、支持部１００ａに支持されている円筒状の本体部１００ｂとを備えている。端末測量装置２００は、例えば、本体測量装置１００との間でデータＤの送受信を可能とするスマートフォン、フィーチャーフォン、タブレット、ハンドヘルドコンピュータデバイス（一例として、ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）、ウェアラブル端末（一例として、メガネ型デバイス、時計型デバイス）、パーソナルコンピュータ等である。再帰反射器具３００は、本体部１００ｂから出射される光Ｌ（後述する測距光及び追尾光）を反射可能なプリズム３０１（測量対象である再帰反射部）を有するポール３０２である。本発明に係る測量装置の一実施形態は、本体測量装置１００と端末測量装置２００とに相当する。

【0022】

図２に示すように、本体測量装置１００の本体部１００ｂは、本体制御部１０１と、測距部１０２と、追尾光送受部１０３と、水平駆動部１０４と、鉛直駆動部１０５と、水平方向検出部１０６と、鉛直方向検出部１０７と、本体操作部１０８と、本体表示部１０９と、望遠鏡部１１０と、記憶部１１１と、本体通信部１１２とを備えている。本体制御部１０１は、各種制御部１０１ａと演算部１０１ｂとを備えている。

【0023】

本体制御部１０１の各種制御部１０１ａは、測距部１０２と、追尾光送受部１０３と、水平駆動部１０４と、鉛直駆動部１０５と、水平方向検出部１０６と、鉛直方向検出部１０７と、本体操作部１０８と、本体表示部１０９と、望遠鏡部１１０と、記憶部１１１と、本体通信部１１２と、演算部１０１ｂとを制御可能に構成されている。

【0024】

測距部１０２は、測距光をプリズム３０１に向かって送光するための送光部と、プリズム３０１からの反射光を受光するための受光部と、これら送光及び受光によって本体測量装置１００とプリズム３０１との距離を算出する算出部とを備えている。測距光は、例えば、直線方向に出射される可視光、近赤外線又は紫外線である。算出方式（測距方式）としては、例えば、周知の技術であるパルス方式又は位相差方式を採用することができる。

【0025】

追尾光送受部１０３は、追尾光をプリズム３０１に向かって送光するための送光部と、プリズム３０１からの反射光を受光するための受光部とを備えている。追尾光は、例えば、放射状に出射される可視光、近赤外線又は紫外線である。追尾光送受部１０３は、測距部１０２による測距光の出射方向と同一方向に追尾光を出射するように配置されている。

【0026】

水平駆動部１０４は、追尾光送受部１０３がプリズム３０１から反射された追尾光を継続的に受光するように、各種制御部１０１ａによる制御によって、本体部１００ｂ全体又は望遠鏡部１１０単独を水平方向に回転させるためのものである。

【0027】

鉛直駆動部１０５は、追尾光送受部１０３がプリズム３０１から反射された追尾光を継続的に受光するように、各種制御部１０１ａによる制御によって、望遠鏡部１１０を鉛直方向に回転させるためのものである。

【0028】

水平方向検出部１０６は、望遠鏡部１１０の水平方向における回転角である水平角（すなわち、鉛直軸周りにおける基準方向からの回転角）を検出可能な水平エンコーダである。

【0029】

鉛直方向検出部１０７は、望遠鏡部１１０の鉛直方向における回転角である鉛直角（すなわち、水平軸周りにおける基準方向からの回転角）を検出可能な鉛直エンコーダである。

【0030】

本体制御部１０１の演算部１０１ｂは、測距部１０２により測定された距離と、水平方向検出部１０６により検出された水平角と、鉛直方向検出部１０７により検出された鉛直角とに基づき、本体部１００ｂに対するプリズム３０１の位置座標（位置情報）を３次元座標（ｘ、ｙ、ｚ）で算出可能に構成されている。また、演算部１０１ｂは、プリズム３０１の複数の位置座標（位置情報）と、プリズム３０１からポール３０２の端部（ポール先端）までの距離情報であるオフセット情報（図１に示すオフセットＲ）とから、ポール３０２の端部の設置位置に相当する測点Ｐの３次元座標を算出することも可能である。

【0031】

本体操作部１０８は、作業者が本体制御部１０１の各種制御部１０１ａに制御指示を与える入力を実施可能な操作手段であり、例えば、タッチパネル、スイッチ、ボタン、ダイアル等の任意のデバイスを含んでいる。

【0032】

本体表示部１０９は、各種データを表示するためのものであり、例えば液晶パネルにより構成されている。本明細書において、各種データとは、測距部１０２により測定された距離、水平方向検出部１０６により検出された水平角、鉛直方向検出部１０７により検出された鉛直角、演算部１０１ｂにより算出されたプリズム３０１及び測点Ｐの位置座標等、測量システム１において取得済み又は取得可能なあらゆるデータである。本体表示部１０９は、本体操作部１０８と一体に構成されていてもよい。

【0033】

望遠鏡部１１０は、作業者が望遠鏡部１１０を介してプリズム３０１の位置を視認可能なように構成されている。望遠鏡部１１０の視準方向は、測距部１０２による測距光の出射方向、及び、追尾光送受部１０３による追尾光の出射方向と同一方向になっている。

【0034】

記憶部１１１は、例えば、ＨＤＤ、ＳＳＤ又はフラッシュメモリ等の記憶媒体により実現され、本体測量装置１００の寸法（高さ、幅、奥行きなど）、各種プログラム、測量データ、ＧＰＳ時刻、撮影画像等の各種データを記憶可能に構成されている。

【0035】

そして、記憶部１１１は、測距部１０２により測定された距離（例えば斜距離）と、水平方向検出部１０６により検出された水平角と、鉛直方向検出部１０７により検出された鉛直角と、演算部１０１ｂにより算出されたプリズム３０１及び測点Ｐの位置座標（位置情報）と、プリズム３０１からポール３０２の端部（ポール先端）までの距離情報であるオフセット情報とを記憶している。また、ここでの位置座標（位置情報）は、演算部１０１ｂにより算出されたものでなくてもよい。

【0036】

また、記憶部１１１は、プリズム３０１の揺動案内情報をさらに記憶している。この揺動案内情報は、揺動案内部２０１ｂにより生成されるものであり、例えば、プリズム３０１の揺動軌跡、揺動回数若しくは揺動速度、又は、演算部１０１ｂにより算出された測点Ｐの位置座標の確度の高さである。

【0037】

本体通信部１１２は、端末測量装置２００の端末通信部２０２等との間で各種データＤを送受信可能に構成されている。

【0038】

図２に示すように、端末測量装置２００は、端末制御部２０１と、端末通信部２０２と、端末表示部２０３と、端末操作部２０４とを備えている。端末制御部２０１は、各種制御部２０１ａと、揺動案内部２０１ｂとを備えている。

【0039】

端末制御部２０１の各種制御部２０１ａは、端末通信部２０２と、端末表示部２０３と、端末操作部２０４と、揺動案内部２０１ｂとを制御可能なものである。

【0040】

端末通信部２０２は、各種データＤを送受信可能なように構成されている。

【0041】

端末表示部２０３は、各種データを表示するためのものであり、例えば液晶パネルにより構成されている。端末表示部２０３は、端末操作部２０４と一体に構成されていてもよい。

【0042】

端末操作部２０４は、作業者が端末制御部２０１の各種制御部２０１ａに制御指示を与えるための入力を実施可能な操作手段であり、例えば、タッチパネル、スイッチ、ボタン、ダイアル、マイク等の任意のデバイスを含んでいる。

【0043】

端末制御部２０１の揺動案内部２０１ｂは、本体制御部１０１の演算部１０１ｂにより取得された複数のプリズム３０１の位置情報（点群データ）と、予め記憶部１１１に記憶されているオフセット情報とに基づいて、プリズム３０１の揺動中にプリズム３０１の揺動状態を推定し、推定した揺動状態に応じてプリズム３０１の揺動案内情報を生成するものである。揺動案内部２０１ｂは、生成した揺動案内情報を端末表示部２０３に表示することでプリズム３０１の揺動状態を作業者に案内するものである。揺動案内部２０１ｂは、初期設定状態の端末測量装置２００において機能するものであっても、所定のアプリケーションソフトウェアをインストールした端末測量装置２００においてのみ機能するものであってもよい。

【0044】

また、揺動案内部２０１ｂは、推定した揺動状態から測点Ｐの位置座標の確度を算出する。そして、揺動案内部２０１ｂは、この確度が所定の閾値（例えば確度１００％）以上であると判定した場合には、端末表示部２０３における揺動案内情報の表示と、揺動案内情報の生成とを終了する。また、揺動案内部２０１ｂは、この確度が所定の閾値未満であると判定した場合には、確度を高めるための揺動案内情報（揺動改善情報）を生成する。

【0045】

ここで、確度を高めるための揺動案内情報としては、例えば確度が低い原因としての揺動状況（一例としては、プリズム３０１の揺動軌跡が円形ではなく楕円形になっているなど）、又は、確度が低い原因に基づいた適切な揺動方法（一例としては、図３（ｂ）に示すように、測点Ｐを中心に８の字を描くようにプリズム３０１を揺動すること）等である。また、確度を高めるための揺動案内情報は、プリズム３０１の揺動軌跡に関する情報（例えば図４に示す揺動軌跡）、プリズム３０１の揺動回数に関する情報（例えば図３（ｂ）に示すインジゲータＩ）、プリズム３０１の揺動速度に関する情報（例えば揺動速度が理想速度よりも速いか遅いか）、確度の高さに関する情報（例えば最新で算出された確度の値）等である。

【0046】

プリズム３０１の揺動中における、端末制御部２０１の揺動案内部２０１ｂによる揺動状態（揺動状況及び揺動方法）の案内について説明する。例えば、端末表示部２０３において表示される図３（ａ）に示す画面のＯＫボタンをタッチすると、端末表示部２０３には図３（ｂ）に示す画面が表示される。この画面において、揺動案内部２０１ｂは、プリズム３０１の揺動中における揺動状況を示しており、具体的には、測点Ｐの推定位置座標の確度を所定の閾値以上であると判定可能な点群データを演算部１０１ｂが取得するまでの状況を、インジゲータＩにより示している。つまり、インジゲータＩは測点Ｐの位置座標の確度の高さに対応しており、確度が所定の閾値以上となるとインジゲータＩが満タン表示になり、端末表示部２０３に表示される画面が図３（ｂ）から図３（ｃ）に遷移する。図３（ｃ）の画面では、演算部１０１ｂにより算出された測点Ｐの位置座標（501mm,209mm,327mm）及びオフセットＲ（300mm）が表示される。

【0047】

また、図３（ｂ）に示す画面においては、プリズム３０１の揺動中における一時点での揺動案内情報が示されており、揺動案内部２０１ｂは、測点Ｐの位置座標の確度が所定の閾値未満であると判定し、「目標となる座標を中心に８の字を描くようにプリズムを動かしてください。」といった理想的な揺動軌跡（この場合８の字状）に関する案内を端末表示部２０３に示している。

【0048】

ここで、測点Ｐの位置座標の算出及び判断方法について図４を参照しながら説明する。この算出及び判断方法としては次の（１）～（４）が挙げられる。図４（ａ）に示すように、（１）は、オフセットＲを半径とする仮想球体Ｃ１の表面又は表面付近に点群を配置し、仮想球体Ｃ１の中心座標Ｏ１を測点Ｐの位置座標であると推定し、仮想球体Ｃ１をその半径が１となるように規格化し、これら点群を含む最小の曲面の面積Ａ１を算出し、基準面積Ｂ１に対する面積Ａ１の比率「Ａ１／Ｂ１」である確度を算出する方法（凸包を用いた方法）である。基準面積Ｂ１は、高精度の測量がなされたと判断可能である場合の点群面積である。確度が１（１００％）を超えたら、測量完了（つまり適切な揺動がなされたということ）であり、推定した位置座標を測点Ｐの位置座標であると判断する。

【0049】

図４（ａ）（ｂ）に示すように、（２）は、オフセットＲを半径とする仮想球体Ｃ１の表面又は表面付近に点群を配置し、仮想球体Ｃ１の中心座標Ｏ１を測点Ｐの位置座標であると推定し、仮想球体Ｃ１をその半径が１となるように規格化し、これら点群の平均座標を算出し、この平均座標を極座標（λ、φ）に変換し、これら点群を極座標平面Ｆに投影し、極座標平面Ｆを経度方向λにＮ分割（図４（ｂ）では８分割）し、Ｎ分割された各平面において中心極Ｏ２から最も遠い点を抽出し、抽出した点を結んで得られる面の面積Ａ２を算出し、基準面積Ｂ２に対する面積Ａ２の比率「Ａ２／Ｂ２」である確度を算出する方法である。基準面積Ｂ２は、高精度の測量がなされたと判断可能である場合の点群面積である。確度が１（１００％）を超えたら測量完了（つまり適切な揺動がなされたということ）であり、推定した位置座標を測点Ｐの位置座標であると判断する。

【0050】

図４（ｃ）に示すように、（３）は、半径Ｑｉの仮想球体Ｃ２の表面又は表面付近に点群を配置し、仮想球体Ｃ２の中心座標Ｏ３を測点Ｐの位置座標であると推定し、確度＝「1-|1-(Qi/R)|」として確度を算出する方法である。確度が１を超えたら測量完了（つまり適切な揺動がなされたということ）であり、推定した位置座標を測点Ｐの位置座標であると判断する。

【0051】

図４（ｃ）に示すように、（４）は、半径Ｑｉの仮想球体Ｃ２の表面又は表面付近に点群を配置し、仮想球体Ｃ２の中心座標Ｏ３を測点Ｐの位置座標であると推定し、(i-n)番目に推定した位置座標とi番目に推定した位置座標との距離「√(P(i)-P(i-n))^2」を確度として算出する方法である。確度が基準値未満となったら測量完了（つまり適切な揺動がなされたということ）であり、i番目に推定した位置座標を測点Ｐの位置座標であると判断する。ここでの基準値は、２つの推定した位置座標同士のずれのうち許容可能な範囲の最大値である。

【0052】

さらに、上記の（１）～（４）において、測点Ｐの位置座標の判断精度を高めるために、算出した確度を次の補正式により補正してから測点Ｐの位置座標を判断してもよい。補正式は、「補正後の確度＝補正前の確度－(σR/R)」である。ここで、「σR」は、各点群と測点Ｐの推定位置座標との距離Riと、オフセットＲとの距離差を正負の数で表現し、これら距離差に基づいて算出される標準偏差（Ｒで規格化されたもの）である。

【0053】

（測量方法の手順）
次に、本発明に係る測量方法の一実施形態について説明する。本実施形態に係る測量方法は、図５に示すステップＳ１～ステップＳ８を備えている。まず、本実施形態に係る測量方法の前提として、作業者は、測点Ｐにポール３０２の端部を接触させた状態でプリズム３０１を測点Ｐの周りで揺動させている。

【0054】

ステップＳ１において、図２に示す本体制御部１０１の各種制御部１０１ａは、追尾光送受部１０３から出射される追尾光によりプリズム３０１の位置を認知し、水平駆動部１０４及び鉛直駆動部１０５を駆動させることにより、測距部１０２から出射される測距光をプリズム３０１に継続して当て続ける。これによって、測距部１０２が測距光により測距部１０２からプリズム３０１までの距離を測定し（測距工程）、水平方向検出部１０６が水平方向における測距光の出射方向を検出し（水平方向検出工程）、鉛直方向検出部１０７が鉛直方向における測距光の出射方向を検出し（鉛直方向検出工程）、本体制御部１０１の演算部１０１ｂがプリズム３０１の揺動軌跡における複数の位置情報を取得する（演算工程）。

【0055】

ステップＳ２において、図２に示す端末制御部２０１の揺動案内部２０１ｂは、演算部１０１ｂにより取得された複数の位置情報と、記憶部１１１において記憶されているオフセット情報とを端末通信部２０２経由で取得する。そして、揺動案内部２０１ｂは、これら複数の位置情報とオフセット情報とに基づいて、プリズム３０１の揺動状態を推定し、推定した揺動状態に応じてプリズム３０１の揺動案内情報（揺動状態情報）を生成し、必要に応じて端末表示部２０３に表示する。ここでの揺動案内情報としては、例えば、図４に示すような揺動軌跡に関する情報、又は、図３（ｂ）に示すようなインジゲータＩ（揺動回数に関する情報）等が挙げられる。

【0056】

ステップＳ３において、揺動案内部２０１ｂは、揺動案内部２０１ｂにおけるプリズム３０１の位置情報の取得数が所定数以上（例えば３つ以上）であるか否かを判定する。そして、ステップＳ３がＮｏである場合、すなわち、揺動案内部２０１ｂにおけるプリズム３０１の位置情報の取得数が所定数未満であると揺動案内部２０１ｂが判定した場合には、揺動案内部２０１ｂは、所定時間経過後において再度ステップＳ１を実施する。ステップＳ３がＹｅｓである場合、演算部１０１ｂはステップＳ４に処理を進める。

【0057】

ステップＳ４において、演算部１０１ｂは、揺動案内部２０１ｂから本体通信部１１２経由で揺動案内情報（例えば図４に示す揺動軌跡に関する情報）を取得する。そして、演算部１０１ｂは、この揺動案内情報と、演算部１０１ｂの演算により取得した複数の位置情報と、記憶部１１１において記憶されているオフセット情報とから測点Ｐ（図１）の位置座標を算出する。さらに、ステップＳ５において、演算部１０１ｂは、この位置座標の確度を算出する。

【0058】

ステップＳ６において、揺動案内部２０１ｂは、演算部１０１ｂにより算出された確度を端末通信部２０２経由で取得し、取得した確度が閾値以上であるか否かを判定する。そして、揺動案内部２０１ｂは、この確度が閾値以上であると判定した場合（ステップＳ６がＹｅｓである場合）にはステップＳ７に処理を進め、この確度が閾値未満であると判定した場合（ステップＳ６がＮｏである場合）にはステップＳ８に処理を進める。

【0059】

ステップＳ７において、揺動案内部２０１ｂは、取得した確度が閾値以上であることを本体通信部１１２経由で各種制御部１０１ａに伝達する。すると、各種制御部１０１ａは、演算部１０１ｂにより算出された測点Ｐの位置座標を記憶部１１１に登録し、例えば図３（ｃ）に示すような測量完了報告を本体表示部１０９に表示させる。また、揺動案内部２０１ｂは、揺動案内情報の生成を終了し、端末表示部２０３における揺動案内情報の表示を停止する。

【0060】

ステップＳ８において、揺動案内部２０１ｂは、取得した確度が閾値未満であることを本体通信部１１２経由で各種制御部１０１ａに伝達する。すると、各種制御部１０１ａは、演算部１０１ｂにより算出された測点Ｐの位置座標を破棄する。また、揺動案内部２０１ｂは、確度を高めるための揺動案内情報（揺動改善情報）を生成し、具体的には、取得した確度が低い原因を揺動状況として案内するか、あるいは、例えば図３（ｂ）に記載のように、この確度が低い原因に基づいて揺動方法（８の字を描くようにプリズム３０１を動かすなど）を案内する。ステップＳ８の実施後には再度ステップＳ３を実施する。

【0061】

なお、本実施形態に係る測量方法においては、上述した測量システム１において可能な動作を必要に応じて実施することができる。

【0062】

（測量システム及び測量方法の効果）
本実施形態に係る測量システム１及び測量方法によれば、揺動案内部２０１ｂは、プリズム３０１の揺動状態を推定して揺動案内情報（揺動状態情報）を生成するため、作業者が適切にプリズム３０１を揺動させることを促進することができる。

【0063】

また、本実施形態に係る測量システム１及び測量方法によれば、演算部１０１ｂが測点Ｐの位置座標を算出し、揺動案内部２０１ｂがその確度を算出するため、その確度に応じた適切な処理（図５に示すステップＳ７又はステップＳ８）を各種制御部１０１ａ及び揺動案内部２０１ｂが実施することができる。

【0064】

さらに、本実施形態に係る測量システム１及び測量方法によれば、揺動案内部２０１ｂは、確度が所定の閾値未満であると判定した場合には確度を高めるための揺動案内情報である揺動改善情報（例えば揺動軌跡、揺動回数、揺動速度、確度の高さに関する情報）を生成するため、作業者がさらに適切にプリズム３０１を揺動させることを促進することができる。

【0065】

（測量プログラム）
次に、本発明に係る測量プログラムの一実施形態について説明する。本実施形態に係る測量プログラムは、図５に示すステップＳ１～ステップＳ８を、図６に示すコンピュータ８００に実行させるためのものである。

【0066】

コンピュータ８００は、ＣＰＵ８０１と、主記憶装置８０２と、一時的でない有形の媒体である補助記憶装置８０３と、インタフェース８０４とを備えている。ＣＰＵ８０１は、本実施形態に係る測量プログラムを補助記憶装置８０３から読み出して主記憶装置８０２に展開することにより、図５に示すステップＳ１～ステップＳ８を実行する。

【0067】

本実施形態に係る測量プログラムによっても、上述した測量システム１と同様の効果を生じさせることができる。

【0068】

本実施形態においては、補助記憶装置８０３に代えて、一時的でない有形の媒体として
、例えば、インタフェース８０４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、Ｃ
Ｄ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ及び半導体メモリを用いることができる。

【0069】

本実施形態に係る測量プログラムは、図５に示すステップＳ１～ステップＳ８を、補助記憶装置８０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実行するためのものである差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

【0070】

（測量システムの変形例）
上述した測量システム１の説明においては、作業者が地面Ｅと立壁Ｗとの境界線の測点Ｐを測量する場合を例にとったが、測量システム１は、作業者が任意の箇所における測点を測量する場合に適用可能なものである。例えば、測量システム１は、作業者が立壁と天井との境界線の側点を測量する場合、または、作業者が測点付近の障害物を避けて測点にポール３０２の端部を配置して測量する場合等、作業者がポール３０２を鉛直又は水平に配置することができない様々な状況において適用可能なものである。なお、測量システム１は、作業者がポール３０２を鉛直又は水平に配置することができる場所の測点を測量する場合においても適用可能なものである。

【0071】

測量システム１においては、本体部１００ｂが円筒状に形成されているが、本体部１００ｂは円筒状以外の形状（例えば直方体）に形成されていてもよい。

【0072】

測量システム１においては、水平駆動部１０４が本体部１００ｂ全体及び望遠鏡部１１０を水平方向に駆動可能に構成されているが、水平駆動部１０４は本体部１００ｂ全体又は望遠鏡部１１０のいずれかのみを水平方向に駆動可能に構成されていてもよい。

【0073】

測量システム１においては、鉛直駆動部１０５が望遠鏡部１１０を鉛直方向に駆動可能に構成されているが、鉛直駆動部１０５は、望遠鏡部１１０に代えて本体部１００ｂ全体を鉛直方向に駆動可能に構成されてもよく、あるいは、望遠鏡部１１０及び本体部１００ｂ全体の両方を鉛直方向に駆動可能に構成されていてもよい。

【0074】

また、測量システム１において、本体制御部１０１が揺動案内部２０１ｂとして機能するものであってもよく、端末制御部２０１が演算部１０１ｂとして機能するものであってもよい。さらに、再帰反射器具３００に制御部を設け、この制御部が揺動案内部２０１ｂ及び演算部１０１ｂとして機能するものであってもよい。

【0075】

さらに、測量システム１においては、データコレクタとしての機能を有する外部コントローラ等の外部装置がさらに備わっていてもよい。この場合、この外部装置が、演算部１０１ｂ、揺動案内部２０１ｂ、記憶部及び通信部を備え、本体測量装置１００の本体部１００ｂとの間でデータの送受信をしながら演算及び揺動案内を行ってもよい。

【符号の説明】

【0076】

１ 測量システム
１００ 本体測量装置
１００ａ 支持部
１００ｂ 本体部
１０１ 本体制御部
１０１ａ 各種制御部
１０１ｂ 演算部
１０２ 測距部
１０３ 追尾光送受部
１０４ 水平駆動部
１０５ 鉛直駆動部
１０６ 水平方向検出部
１０７ 鉛直方向検出部
１０８ 本体操作部
１０９ 本体表示部
１１０ 望遠鏡部
１１１ 記憶部
１１２ 本体通信部
２００ 端末測量装置
２０１ 端末制御部
２０１ａ 各種制御部
２０１ｂ 揺動案内部
２０２ 端末通信部
２０３ 端末表示部
２０４ 端末操作部
３００ 再帰反射器具
３０１ プリズム（測量対象）
３０２ ポール
Ａ１、Ａ２ 面積
Ｃ１、Ｃ２ 仮想球体
Ｄ データ
Ｅ 地面
Ｆ 極座標平面
Ｉ インジゲータ
Ｌ 光
Ｏ１ 中心座標
Ｏ２ 中心極
О３ 中心座標
Ｐ 測点
Ｑｉ 半径
Ｒ オフセット
Ｗ 立壁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】