特開 2024-151269 測量システム

(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】P2024151269

(43)【公開日】2024-10-24

(54)【発明の名称】測量システム

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/30 20060101AFI20241017BHJP

   G01C 7/04 20060101ALI20241017BHJP

【ＦＩ】

G01B11/30 101

G01C7/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023064518

(22)【出願日】2023-04-11

(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】100083563

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 祥二

(72)【発明者】

【氏名】西田 信幸

【テーマコード（参考）】

2F065

【Ｆターム（参考）】

2F065AA53

2F065CC14

2F065DD06

2F065FF11

2F065FF31

2F065GG04

2F065JJ03

2F065JJ26

2F065MM13

2F065MM23

2F065PP22

(57)【要約】      （修正有）

【課題】容易に測定対象面の設定高さに対する偏差、或は不陸状態を測定可能であり、設定対象面の高さ或は不陸状態の測定と並行して打設作業或は整地作業等の施工作業を可能とする測量システムを提供する。
【解決手段】測量システムは、高さ測定装置１と高低偏差測定装置２とを具備する。前記高低偏差測定装置は、測定対象物１８と、移動体１５と、該移動体に設けられた不陸測定装置１４とを具備し、前記高さ測定装置と前記測定対象物とで構成される基準レベル測定装置により、基準レベルが検出され、前記測定対象物と既知の関係に設けられ、施工面迄の距離を測定する測距センサと、施工面に高低情報を投影する投影装置１７と、演算制御部２１とを具備し、該演算制御部は、前記基準レベルと、前記測距センサが測定した前記施工面に対する距離情報と、施工仕上り面の設計高さとに基づき前記高低情報を演算する様構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

高さ測定装置と高低偏差測定装置とを具備する測量システムであって、前記高低偏差測定装置は、測定対象物と、移動体と、該移動体に設けられた不陸測定装置とを具備し、前記高さ測定装置と前記測定対象物とで構成される基準レベル測定装置により、基準レベルが検出され、前記測定対象物と既知の関係に設けられ、施工面迄の距離を測定する測距センサと、施工面に高低情報を投影する投影装置と、演算制御部とを具備し、該演算制御部は、前記基準レベルと、前記測距センサが測定した前記施工面に対する距離情報と、施工仕上り面の設計高さとに基づき前記高低情報を演算する様構成された測量システム。

【請求項2】

前記高さ測定装置は、既知の高さの水平基準面を形成し、前記測定対象物は前記水平基準面を検出する受光器であり、前記演算制御部は前記受光器の検出結果に基づき前記基準レベルを演算する様構成された請求項１に記載の測量システム。

【請求項3】

前記測定対象物はプリズムであり、前記高さ測定装置は、既知の高さに設けられた測量機であり、追尾機能を有し、前記測定対象物の測定結果を送信可能なＴＳ通信部を有し、前記高低偏差測定装置は、前記ＴＳ通信部からの測定結果を受信可能な端末通信部を有し、前記演算制御部は前記端末通信部を介して前記測定結果を取得し、該測定結果に基づき前記基準レベルを演算する様構成された請求項１に記載の測量システム。

【請求項4】

前記高低偏差測定装置は、傾斜センサを更に具備し、前記演算制御部は、前記傾斜センサの検出結果に基づき前記高低情報を補正する様構成された請求項１～請求項３のうちいずれか１項に記載の測量システム。

【請求項5】

前記高低偏差測定装置は傾斜センサを更に具備し、前記演算制御部は、前記傾斜センサの検出結果に基づき前記測距センサの測距結果を補正する様構成された請求項１又は請求項２に記載の測量システム。

【請求項6】

前記移動体はドローンである請求項１に記載の測量システム。

【請求項7】

前記移動体は走行台車である請求項１に記載の測量システム。

【請求項8】

前記移動体が追尾装置を具備し、人の動きに追従可能である請求項１に記載の測量システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は測定対象面の不陸状態を測定する測量システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

コンクリートの打設作業、或は整地作業に於いて、打設面或は整地面の不陸状態を解消し、設定した高さに施工することが望まれる。

【0003】

従来、例えば、コンクリートの打設作業に於いては、打設済部分に測定棒をコンクリートに当て、打設済部分のコンクリートの高さを所定間隔で実測していた。

【0004】

高さの実測後、凹凸が生じていた場合、凹部分にはコンクリートを継足し、凸部分にはコンクリートを削除する等の修正作業をしていた。

【0005】

従来の方法では、個々の高さ測定が人手作業となり、不陸測定の作業性が悪いと言う問題があり、又、コンクリートの打設作業、高さ測定作業、修正作業が別工程となることから作業能率が悪いという問題があった。

【0006】

又、整地作業に於いても、整地後所定高さに糸を張る等して、整地高さ（不陸状態）の測定を行い、設定高さに対する偏差、不陸を生じている場合は、土盛り、除去の修正を行っていた。

【0007】

又、均し材としてのコンクリート以外の砂、砂利、ビーズ玉等の均し材を施工面に打設し、表面を均一に均し、設定高さに施工する場合も同様に、人手作業で実測し、凹凸があった場合は、均し材を継足し、或は削除する等の作業を繰返していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平７－４９２２８号公報

【特許文献2】特許第６１３００７８号公報

【特許文献3】米国特許出願公開第２０１１／０２３５０５３号明細書

【特許文献4】特開２００５－１４０５２３号公報

【特許文献5】特開２００６－８４３４６号公報

【特許文献6】特開平９－２１０６８７号公報

【特許文献7】特開２００４－４５１５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、容易に測定対象面の設定高さに対する偏差、或は不陸状態を測定可能であり、設定対象面の高さ或は不陸状態の測定と並行して打設作業或は整地作業等の施工作業を可能とする測量システムを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、高さ測定装置と高低偏差測定装置とを具備する測量システムであって、前記高低偏差測定装置は、測定対象物と、移動体と、該移動体に設けられた不陸測定装置とを具備し、前記高さ測定装置と前記測定対象物とで構成される基準レベル測定装置により、基準レベルが検出され、前記測定対象物と既知の関係に設けられ、施工面迄の距離を測定する測距センサと、施工面に高低情報を投影する投影装置と、演算制御部とを具備し、該演算制御部は、前記基準レベルと、前記測距センサが測定した前記施工面に対する距離情報と、施工仕上り面の設計高さとに基づき前記高低情報を演算する様構成された測量システムに係るものである。

【0011】

又本発明は、前記高さ測定装置は、既知の高さの水平基準面を形成し、前記測定対象物は前記水平基準面を検出する受光器であり、前記演算制御部は前記受光器の検出結果に基づき前記基準レベルを演算する様構成された測量システムに係るものである。

【0012】

又本発明は、前記測定対象物はプリズムであり、前記高さ測定装置は、既知の高さに設けられた測量機であり、追尾機能を有し、前記測定対象物の測定結果を送信可能なＴＳ通信部を有し、前記高低偏差測定装置は、前記ＴＳ通信部からの測定結果を受信可能な端末通信部を有し、前記演算制御部は前記端末通信部を介して前記測定結果を取得し、該測定結果に基づき前記基準レベルを演算する様構成された測量システムに係るものである。

【0013】

又本発明は、前記高低偏差測定装置は、傾斜センサを更に具備し、前記演算制御部は、前記傾斜センサの検出結果に基づき前記高低情報を補正する様構成された測量システムに係るものである。

【0014】

又本発明は、前記高低偏差測定装置は傾斜センサを更に具備し、前記演算制御部は、前記傾斜センサの検出結果に基づき前記測距センサの測距結果を補正する様構成された測量システムに係るものである。

【0015】

又本発明は、前記移動体はドローンである測量システムに係るものである。

【0016】

又本発明は、前記移動体は走行台車である測量システムに係るものである。

【0017】

更に又本発明は、前記移動体が追尾装置を具備し、人の動きに追従可能である測量システムに係るものである。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、高さ測定装置と高低偏差測定装置とを具備する測量システムであって、前記高低偏差測定装置は、測定対象物と、移動体と、該移動体に設けられた不陸測定装置とを具備し、前記高さ測定装置と前記測定対象物とで構成される基準レベル測定装置により、基準レベルが検出され、前記測定対象物と既知の関係に設けられ、施工面迄の距離を測定する測距センサと、施工面に高低情報を投影する投影装置と、演算制御部とを具備し、該演算制御部は、前記基準レベルと、前記測距センサが測定した前記施工面に対する距離情報と、施工仕上り面の設計高さとに基づき前記高低情報を演算する様構成されたので、その場の測定情報、高低情報が直接投影される為、容易に測定対象面の不陸状態を視認でき、不陸状態の測定と並行して打設作業或は整地作業等の施工作業が可能となるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１の実施例に係る測量システムの概略図である。

【図2】第１の実施例に係るレーザレベルプレーナの概略構成図である。

【図3】第１の実施例に係る高低偏差測定装置の概略構成図である。

【図4】第１の実施例に係る不陸状態の測定についての説明図である。

【図5】第１の実施例に係る不陸測定作業のフローチャートである。

【図6】第２の実施例に係る測量システムの概略図である。

【図7】第２の実施例に於けるトータルステーションの概略構成図である。

【図8】第２の実施例に於ける高低偏差測定装置の概略構成図である。

【図9】第２の実施例に於ける不陸状態の測定についての説明図である。

【図10】第３の実施例に係る測量システムの概略図である。

【図11】第４の実施例に係る測量システムの概略図である。

【図12】第４の実施例に係る高低偏差測定装置の概略構成図である。

【図13】第５の実施例に係る測量システムの概略図である。

【図14】第６の実施例を示す要部概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

【0021】

図１は第１の実施例に係る測量システムの概略を示しており、測量システムは主に高さ測定装置１、高低偏差測定装置２によって構成されている。尚、図１中、４は不陸マップを示している。

【0022】

第１の実施例に於いて、前記高さ測定装置１としてレーザレベルプレーナ３が用いられている。

【0023】

該レーザレベルプレーナ３は、レーザ光線により所定高さの水平基準面を形成するものである。水平基準面としては、レーザ光線を水平面に回転照射し、形成されるものであっても、或は、扇状のレーザ光線を水平に照射し、形成されるものであってもよい。以下の説明では、レーザ光線を水平面に回転照射して、水平基準面Ｏを形成した場合を説明する。

【0024】

図２を参照して、前記レーザレベルプレーナ３の概略を説明する。

【0025】

該レーザレベルプレーナ３は、三脚等の支持装置（図示せず）を介して所要の位置に設置される。該レーザレベルプレーナ３は、主に制御部５、第１傾斜センサ（チルトセンサ）６、レーザ光線照射部７、整準部８、水平回転駆動部９、操作部１１、表示部１２を含んでいる。

【0026】

前記第１傾斜センサ６は前記レーザレベルプレーナ３の水平に対する傾斜、即ち照射するレーザ光線の水平に対する傾斜を検出する。前記第１傾斜センサ６の検出結果は、前記制御部５に入力される。

【0027】

前記制御部５は前記第１傾斜センサ６の検出結果に基づき前記整準部８を駆動し、前記レーザレベルプレーナ３を水平に調整する。前記制御部５は、前記レーザ光線照射部７にレーザ光線を照射させ、前記水平回転駆動部９により前記レーザ光線照射部７を回転させ、水平基準面Ｏが形成される様にレーザ光線を回転照射する。

【0028】

前記レーザレベルプレーナ３は、水平基準面Ｏが既知の高さとなる様に設置される。例えば、基準となる床面からの前記水平基準面Ｏの高さは、実測、或は前記レーザレベルプレーナ３の仕様等から既知とされる。既知の水平基準面Ｏが形成されることで、測定対象面及び測定対象面の凹凸の該水平基準面Ｏを基準とした高さを測定することができる。

【0029】

前記操作部１１から前記レーザレベルプレーナ３の動作のＯＮ／ＯＦＦ指令、作動条件の設定等が入力され、前記表示部１２には作動状態等が表示される。

【0030】

図３を参照して、前記高低偏差測定装置２を説明する。

【0031】

該高低偏差測定装置２は、移動体、遠隔操縦器、前記移動体に搭載された不陸測定装置１４を含んでいる。第１の実施例では、移動体としてドローン１５が用いられている。

【0032】

前記不陸測定装置１４は、主に測距センサ１６、投影装置としてのプロジェクタ１７、受光器１８、第２傾斜センサ１９、画像カメラ２０、演算制御部２１を具備し、これらは一体に構成されている。尚、前記画像カメラ２０は省略してもよい。

【0033】

前記測距センサ１６の光軸と、前記プロジェクタ１７の光軸との関係は、固定され既知の関係となっている。又、前記測距センサ１６の測距範囲３１は、前記プロジェクタ１７の前記不陸マップ４の投影範囲より広くなっており、該投影範囲が前記測距範囲３１から食出さない様に前記測距センサ１６の光軸と、前記プロジェクタ１７の光軸との関係が設定されている。

【0034】

又、前記測距センサ１６の光軸及び前記プロジェクタ１７の光軸は、前記ドローン１５が水平姿勢の状態で、鉛直となる様に設定されている。尚、前記測距センサ１６の光軸及び前記プロジェクタ１７の光軸は、前記ドローン１５が水平姿勢の状態で、所定角度（既知の角度）、オフセットされてもよい。

【0035】

測定対象物としての前記受光器１８は、前記測距センサ１６の光軸と平行で上下方向に延び、所定の長さを有する受光センサ２３を有し、該受光センサ２３は前記レーザ光線を検知し、検知信号を発する。前記受光センサ２３は受光基準位置（例えば、前記受光センサ２３の上下方向の中心、或は前記受光センサ２３の下端等）を有し、該受光基準位置は前記高低偏差測定装置２に於いて既知の位置となっている。例えば、前記受光基準位置と前記測距センサ１６の測距基準位置間の鉛直距離が既知となっている。

【0036】

前記検知信号は受光信号と共に検知位置情報を含んでいる。検知位置情報としては、前記受光基準位置に対する鉛直方向の偏差等が含まれる。従って、前記検知信号に基づき、前記水平基準面Ｏに対する前記受光基準位置の高さ（基準位置のレベル）を測定することができる。前記検知信号は、前記演算制御部２１に入力される。

【0037】

前記水平基準面Ｏを形成する前記レーザレベルプレーナ３及び前記水平基準面Ｏの位置を検出する前記受光センサ２３は、不陸測定の基準となる基準レベルを測定するものであり、基準レベル測定装置として機能する。

【0038】

前記測距センサ１６は下方に向けられ、地表迄の距離を測定するものであり、前記測距センサ１６としては、種々のものが採用可能である。一例として、測距カメラ２２が用いられる。該測距カメラ２２は、多数のピクセルからなる測距素子を有し、各ピクセル毎に測距光を発し、反射光を受光し、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）により測距を行うものであり、画像の様に面的に測距データを取得する。各ピクセルが出力する測距データは前記測距素子上での位置情報を含んでいる。測距データは前記演算制御部２１に入力される。尚、測距データは、測距光を高速に２次元に走査して面的に測定して取得してもよい。

【0039】

前記プロジェクタ１７は、後述する不陸情報を測定対象面に投影する。

【0040】

前記測距カメラ２２は測定基準位置を有し、該測距カメラ２２が測定する距離は前記測定基準位置からの距離となっている。又、上記した様に、前記測距カメラ２２の測定基準位置と前記受光センサ２３の受光基準位置との関係は既知となっている。

【0041】

従って、前記受光センサ２３によって前記水平基準面Ｏの高さを測定することで、前記水平基準面Ｏに対する前記測定基準位置の高さを取得できる。又、前記測距データを前記水平基準面Ｏを基準とした距離データに変換することができる。

【0042】

前記第２傾斜センサ１９は、前記測距カメラ２２の光軸の鉛直に対する傾斜を検出する。前記第２傾斜センサ１９の傾斜検出結果は、前記演算制御部２１に入力される。又、該演算制御部２１は、前記ドローン１５が傾斜している場合に、前記第２傾斜センサ１９の傾斜検出結果に基づき前記測距カメラ２２が測定した測距値を補正する。

【0043】

前記第２傾斜センサ１９は、前記演算制御部２１に内蔵されてもよい。又、前記第２傾斜センサ１９としては、加速度センサ、ジャイロセンサ等、種々のＩＭＵセンサの使用が可能である。

【0044】

前記画像カメラ２０は、前記測距センサ１６の光軸と平行又は略平行な光軸を有し、前記測距センサ１６の画角と同等或は広い画角を有し、前記測距センサ１６の測距範囲を含む画像を取得する様設定されている。取得した画像は前記演算制御部２１に入力される。

【0045】

前記画像カメラ２０により取得した測定場所、施工場所の画像を不陸情報と共に保存することで、不陸情報の位置、場所を画像から確認することができる。

【0046】

前記演算制御部２１は、演算処理部２４及び記憶部２５を含む。前記演算処理部２４は本実施例に特化されたＣＰＵ、或は汎用性ＣＰＵ、埋込みＣＰＵ、マイクロプロセッサ等が用いられる。又、前記記憶部２５としてはＲＡＭ、ＲＯＭ、ＦｌａｓｈＲＯＭ、ＤＲＡＭ等の半導体メモリ、ＨＤＤ等の磁気記録メモリが用いられる。

【0047】

前記演算処理部２４は、前記記憶部２５に格納された各種プログラムを展開して所要の処理、作動を実行し、前記受光器１８、前記プロジェクタ１７、前記画像カメラ２０、前記測距カメラ２２、前記記憶部２５を所要のタイミングで、所要の作動をさせる様制御する。又、前記演算制御部２１は、前記受光器１８の検知信号（即ち、レーザ光線の受光位置）を飛行制御部２６（後述）にフィードバックする。

【0048】

前記記憶部２５には、本実施例を実行する為の種々のプログラムが格納されている。プログラムとしては、例えば、前記測距カメラ２２、前記プロジェクタ１７の同期等の統合制御する為の制御プログラム、前記プロジェクタ１７に不陸情報を投影させる為のプログラム、前記測距カメラ２２に撮像、測距を実行させる為の測距プログラム、測距データに基づき３次元データを演算する演算プログラム、３次元データに基づき不陸情報を演算するプログラム等が含まれる。

【0049】

又、前記記憶部２５には、高低状態を判断する為の閾値が格納され、或は測定結果、画像データ等が格納される。

【0050】

前記高低状態とは、測定対象面の設定高さに対する偏差の状態、設定面に対する凹凸（不陸）の状態、水平面に対する傾斜の状態を含むものとする。又、高低情報とは測定対象面の設定高さに対する偏差の情報、設定面に対する不陸の情報、水平面に対する傾斜の状態を含むものとする。

【0051】

次に、前記ドローン１５の概略を説明する。

【0052】

該ドローン１５は市販のものを使用することができ、該ドローン１５の底面に前記不陸測定装置１４が搭載される。

【0053】

前記ドローン１５は、飛行制御部２６、飛行体通信部２７、ジャイロユニット２８を有し、遠隔操縦器（図示せず）からの遠隔操作により飛行する様になっている。前記飛行制御部２６は、前記ジャイロユニット２８からの信号に基づきドローン１５の飛行姿勢を制御する。又、前記飛行制御部２６は、前記演算制御部２１からフィードバックされた前記受光センサ２３の検知信号に基づき、前記ドローン１５の高さ制御を行う。

【0054】

前記ドローン１５は遠隔操作により、所要の飛行、向きの変更及び設定、更にホバリングを行うことができる。尚、図３中、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは前記飛行制御部２６によって駆動、出力が制御されるプロペラユニットを示している。

【0055】

図４を参照して、測定対象面が床面である場合の、床面の不陸状態を測定する場合について説明する。

【0056】

図４中、３３は基準となる床面を示し、前記レーザレベルプレーナ３は前記床面３３に対して既知の高さに設置され、前記床面３３に対して既知の高さの水平基準面Ｏを形成する。

【0057】

前記床面３３から所定量下がった施工床面３４に均し材としてコンクリートを打設するとし、施工仕上り面を３４ａとする。

【0058】

作業者は、前記ドローン１５を施工位置迄飛行させ、施工位置の上方でホバリングさせる。

【0059】

以下は、前記ドローン１５が水平姿勢に保持され、前記測距カメラ２２、前記プロジェクタ１７の光軸は鉛直状態であるとして説明する。

【0060】

図４中、Ｏ１は前記測距カメラ２２の測定基準位置を通過する水平線を示し、Ｏ２は前記受光センサ２３の受光基準位置を通過する水平線を示している。前記施工仕上り面３４ａは、所定の打設高さ（設計高さ）になる様、水平基準面Ｏに対して高さの差Ｄに設定されている。

【0061】

前述した様に、測定基準位置と受光基準位置とは既知の関係にあり、水平線Ｏ１と水平線Ｏ２との間の距離は既知の値ｄとなっている。又、前記受光センサ２３のレーザ光線受光位置と受光基準位置との偏差Δ（即ち、水平基準面Ｏと受光基準位置との偏差Δ）とし、前記測距カメラ２２による施工面（コンクリート打設表面）３４ｂの測距値（即ち、前記測距カメラ２２の測定基準位置と施工面３４ｂ迄の距離）をＳとする。

【0062】

前記施工仕上り面３４ａを基準とした、前記施工面３４ｂの不陸ΔＦ（高低差）は以下の式で求められる。

【0063】

ΔＦ＝Ｄ＋（ｄ－Δ）－Ｓ…（１式）

【0064】

ここで、Δは受光基準位置より上方で＋、下方で－を示す。又、不陸ΔＦは、＋で施工仕上り面３４ａより凸の状態、－で施工仕上り面３４ａより凹の状態を示している。

【0065】

前記高さの差Ｄ、測定基準位置と受光基準位置との距離ｄは、予め前記演算制御部２１に設定され、前記測距カメラ２２の測距結果、及び前記受光センサ２３の検知信号はそれぞれ前記演算制御部２１に入力され、該演算制御部２１は前記高さの差Ｄ、距離ｄ、前記測距結果、検知信号に基づき前記不陸ΔＦを演算する。

【0066】

又、前記測距カメラ２２は、測距素子のピクセル単位で測距が可能であり、前記演算制御部２１がピクセル単位で前記不陸ΔＦを演算することで、前記測距カメラ２２の画角全体の不陸ΔＦデータ（高低の数値データ）、及び該不陸ΔＦデータと測距データが有する位置情報から得られる不陸ΔＦ分布をリアルタイムで取得することができる。

【0067】

更に、前記演算制御部２１は、不陸ΔＦを前記記憶部２５に設定されている閾値により区分することで、不陸マップ４（図６参照）を作成することができる。

【0068】

前記不陸マップ４は、前記不陸ΔＦの値に応じて着色されたヒートマップとして可視化することができる。例えば、不陸ΔＦが前記施工仕上り面３４ａに対して＋の場合は暖色系とし、例えば３ｍｍの増加毎に濃度或は色調を濃くする。更に、不陸ΔＦが前記施工仕上り面３４ａに対して－の場合は寒色系とし、例えば３ｍｍの減少毎に濃度或は色調を濃くする等である。

【0069】

尚、区分する閾値について、３ｍｍに限らず、５ｍｍ、１ｃｍとする等、適宜設定することができる。又、閾値について全面で同一の数値ではなく、周辺にいく程漸次大きくしてもよい。又、区分分けについては、一色で濃淡のみで表示してもよい。

【0070】

前記演算制御部２１は、不陸ΔＦデータ、不陸ΔＦ分布、作成した不陸マップを含む不陸情報を前記記憶部２５に保存する。又、前記演算制御部２１は、作成した不陸マップ４を、映像信号として前記プロジェクタ１７に入力し、前記測距カメラ２２による不陸測定と同期して前記不陸マップ４は該プロジェクタ１７によって前記施工面３４ｂに投影される。

【0071】

投影される不陸マップ４の位置、範囲は、前記測距カメラ２２で測定した位置及び測距範囲と合致しており、前記施工面３４ｂの不陸情報が不陸マップ４により、正確に表示される。又、作業者は、投影された不陸マップ４から視覚により前記施工面３４ｂの不陸状態を確認することができる。不陸マップ４の投影は、連続的であってもよいし、点滅させてもよい。

【0072】

不陸マップがコンクリート打設状態の前記施工面３４ｂに投影される場合は、作業者はコンクリート打設時の不陸状態をリアルタイムで確認することができ、不陸状態をリアルタイムで修正することができる。従って、コンクリート打設作業を不陸状態を修正しつつ実行することができる。

【0073】

又、不陸マップがコンクリート打設済の前記施工面３４ｂに投影される場合は、該施工面３４ｂの仕上り状態、仕上り精度を確認することができる。

【0074】

上記説明では、前記ドローン１５が水平を保持されたとして説明したが、実際には前記ドローン１５は傾斜、或は揺動することが考えられる。前記ドローン１５の傾斜、揺動によって前記不陸測定装置１４も傾斜、揺動する。

【0075】

一方、前記不陸測定装置１４は前記第２傾斜センサ１９を具備しており、前記不陸測定装置１４の傾斜をリアルタイムで検出し、傾斜検出結果は、前記演算制御部２１にリアルタイムで入力されている。

【0076】

該演算制御部２１は、前記第２傾斜センサ１９の傾斜検出結果に基づき、前記測距カメラ２２の測定結果（測定距離Ｓ（図４参照）及び測定位置）をリアルタイムで補正する。従って、前記ドローン１５が傾斜、或は揺動した場合でも、補正された不陸マップが投影され、作業者は正確な高低情報を確認することができる。

【0077】

次に、図５を参照して不陸測定作業について更に説明する。

【0078】

ＳＴＥＰ：０１ 高さ測定装置１（本実施例ではレーザレベルプレーナ３）を所定の位置に設置し、整準後、射出されるレーザ光線の基準位置からの高さ（本実施例では前記床面３３の位置）を実測する等し、既知化する。

【0079】

ＳＴＥＰ：０２ レーザ光線を回転照射し、水平基準面Ｏを形成する。

【0080】

ＳＴＥＰ：０３ 遠隔操縦器から移動体（ドローン１５）に水平基準への高さ移動指示をする。前記ドローン１５は、前記受光器１８が前記レーザ光線を受光可能な位置に移動する。

【0081】

ＳＴＥＰ：０４ 前記受光器１８により水平基準面Ｏを検出する。前記受光センサ２３の受光位置から前記水平基準面Ｏに対する前記測距センサ１６（本実施例では測距カメラ２２）の測定基準位置の高さを求める。又、前記受光器１８による水平基準面Ｏの検出結果は前記演算制御部２１を介して前記飛行制御部２６にフィードバックされ、前記受光センサ２３が基準位置で前記レーザ光線を受光する様、前記ドローン１５の高さが制御される。

【0082】

ＳＴＥＰ：０５ 前記測距センサ１６により、施工面を測定する。

【0083】

ＳＴＥＰ：０６ 前記第２傾斜センサ１９により前記測距センサ１６の光軸の傾斜を検出する。

【0084】

ＳＴＥＰ：０７ 傾斜検出結果に基づき前記測距センサ１６の測定結果を補正する。

【0085】

ＳＴＥＰ：０８ 補正された測定結果（以下、補正測定結果）と、前記水平基準面Ｏに対する測定基準位置の高さに基づき前記水平基準面Ｏに対する施工面３４ｂとの高さを求める。

【0086】

ＳＴＥＰ：０９ 予め設定してある施工仕上り面３４ａと前記施工面３４ｂとの高さの差を演算し、高低情報を取得する。

【0087】

ＳＴＥＰ：１０ 高低情報と予め設定した閾値に基づき不陸マップ画像を作成する。

【0088】

ＳＴＥＰ：１１ 前記測距センサ１６と前記プロジェクタ１７との位置関係、及び前記補正測定結果に基づき、前記プロジェクタ１７と投影面（施工面３４ｂ）迄の距離を演算し、不陸マップ画像を投影する。

【0089】

測定位置を変更して、測定を継続する場合は、ＳＴＥＰ：０２～ＳＴＥＰ：１１を繰返して実行する。

【0090】

図６～図９を参照して第２の実施例を説明する。

【0091】

図６、図９は第２の実施例に係る測量システムの概略を示しており、第１の実施例と同様、測量システムは主に高さ測定装置１、高低偏差測定装置２′によって構成されている。

【0092】

第２の実施例では、高さ測定装置１として追尾機能を有する光波距離装置、例えば、トータルステーション３７が用いられている。尚、追尾機能を有する測定装置としては、イメージセンサを用いた画像による追尾やレーザスキャナによる形状追尾等の機能を有する測定装置が挙げられる。

【0093】

尚、図９中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付しその説明を省略する。

【0094】

前記トータルステーション３７は、所要の位置に水平に整準されて設置される。前記トータルステーション３７は既知の高さに設置される。即ち、前記トータルステーション３７は測量基準点を有し、該測量基準点の３次元座標、少なくとも高さの座標（高さ位置）が既知とされる様設置される。例えば、図９を参照して、床面３３に前記トータルステーション３７が設置されるものとして、床面３３を測量基準高さとすると、該床面３３から前記測量基準点迄の高さＤが既知とされる。

【0095】

高低偏差測定装置２′は、第１の実施例と同様、移動体、遠隔操縦器、前記移動体に搭載された不陸測定装置１４′を含んでいる。第２の実施例は、移動体として第１の実施例に示されたドローン１５が用いられた場合を示している。

【0096】

前記高低偏差測定装置２′は、高さを測定する為の測定対象物として再帰反射特性を有するプリズム３５を有する。該プリズム３５の光学中心と測距カメラ２２の測定基準位置とは既知の関係となっている。前記プリズム３５は前記ドローン１５に設けられてもよく、或は前記不陸測定装置１４′に設けられてもよい。要は、前記トータルステーション３７によって視準できる位置に設けられていればよい。図示では、前記測距カメラ２２に前記プリズム３５が設けられた場合を示している。又、測定対象物として反射シートを用いてもよい。

【0097】

前記トータルステーション３７は、前記プリズム３５を視準する望遠鏡部（図示せず）を有し、該望遠鏡部を介して追尾光を射出し、前記プリズム３５を追尾し、又望遠鏡部を介して測距光を射出し、前記プリズム３５からの反射光を受光し、前記プリズム３５について３次元の光波距離測定を行う。

【0098】

図７を参照して、トータルステーション３７の概略の構成を説明する。

【0099】

該トータルステーション３７は、主に演算制御部３８、ＴＳ通信部４２、記憶部４３、測距部４４、追尾部４５、水平角検出器４７、鉛直角検出器４８、水平回転駆動部４９、鉛直回転駆動部５０、表示部５１、操作部５２を有している。

【0100】

前記演算制御部３８は、ＴＳ通信部４２、測距部４４、追尾部４５、水平回転駆動部４９、鉛直回転駆動部５０、表示部５１の駆動制御、同期制御等、個々の制御と共に統合制御を行う。

【0101】

前記ＴＳ通信部４２は前記不陸測定装置１４′との間で、データ通信を行い、前記追尾部４５は追尾光を射出し、前記プリズム３５からの反射光を受光して追尾を行う。又、前記追尾部４５による追尾と並行して、前記測距部４４は測距光を射出し、前記プリズム３５からの反射光を受光し、該プリズム３５を測定対象物として測距を行う。

【0102】

又、前記水平角検出器４７は、基準点を有し、この基準点に対する望遠鏡の光軸の水平角を検出する様になっている。又、前記鉛直角検出器４８は水平に対する高低角を検出する様になっている。

【0103】

前記水平回転駆動部４９、前記鉛直回転駆動部５０は、前記プリズム３５を追尾する様、望遠鏡を鉛直回転及び水平回転する。前記水平角検出器４７、前記鉛直角検出器４８は、測距時の水平角、鉛直角を検出する。従って、前記トータルステーション３７は、測定対象物を測距すると共に測定対象物の３次元座標を測定する。

【0104】

前記ＴＳ通信部４２は測定された３次元座標をリアルタイムで、前記不陸測定装置１４′に送信する。

【0105】

前記操作部５２から前記トータルステーション３７の動作のＯＮ／ＯＦＦ、作動条件の設定等が入力され、前記表示部１２にはトータルステーション３７の作動状態等が表示される。

【0106】

図８は、第２の実施例の不陸測定装置１４′の概略を示している。第２の実施例に於ける不陸測定装置１４′と第１実施例に於ける不陸測定装置１４とは略同様な構成を有しており、前記受光器１８の代りに前記プリズム３５が設けられている。更に前記トータルステーション３７とのデータ通信の為の端末通信部５３を備えている。

【0107】

第２の実施例では、前記トータルステーション３７によって測定される前記プリズム３５の高さが、不陸測定の基準となるものであり、前記トータルステーション３７及び前記プリズム３５は、不陸測定の基準となる基準レベルを測定する基準レベル測定装置として機能する。

【0108】

第２の実施例に於ける不陸測定について、図９を参照して説明する。尚、図９中、図４中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0109】

前記トータルステーション３７により前記プリズム３５を測定し、測定データとして前記プリズム３５の３次元座標を前記ＴＳ通信部４２から前記不陸測定装置１４′の前記端末通信部５３に送信する。該端末通信部５３は受信した３次元データを前記演算制御部２１に入力する。

【0110】

３次元データは更に演算処理部２４に入力され、該演算処理部２４は、３次元データから前記プリズム３５の高さ、即ちトータルステーション３７の測距光の照射位置の高さを取得する。

【0111】

取得した測距光の照射位置の高さは、前記床面３３（図４参照）を基準とした前記プリズム３５の高さ（プリズム３５の光学中心の高さ）となっている。得られる前記照射位置の高さは、基準レベルとなる。

【0112】

更に、前記演算処理部２４は、前記プリズム３５の光学中心と前記測距カメラ２２の測定基準位置との既知の関係と前記プリズム３５の高さから、前記床面３３を基準とした前記測距カメラ２２の高さを取得することができる。

【0113】

而して、前記測距カメラ２２の測定結果から施工面３４ｂの不陸状態を測定することができる。

【0114】

不陸マップ４の作成、不陸マップ画像の前記施工面３４ｂへの投影については、第１の実施例と同様であるので説明を省略する。

【0115】

図１０を参照して第３の実施例を説明する。

【0116】

第３の実施例に於ける測量システムは、高さ測定装置１と高低偏差測定装置２′によって構成され、該高さ測定装置１としてトータルステーション３７が用いられ、前記高低偏差測定装置２′は不陸測定装置１４′及び移動体として自走可能な走行台車５５で構成される。

【0117】

前記トータルステーション３７、前記不陸測定装置１４′は第２の実施例に説明したものと同等であるので説明を省略する。

【0118】

前記走行台車５５は、遠隔操作で自走可能となっており、前記不陸測定装置１４′は前記走行台車５５に立設したポール５６に設けられ、プリズム３５を有している。

【0119】

該プリズム３５の光学中心と前記不陸測定装置１４′の測定基準点間の位置関係は既知とされている。尚、第３の実施例に於いては、前記不陸測定装置１４′の測距カメラ２２、プロジェクタ１７の光軸は下方に向けられ、鉛直に対して既知の角度で傾斜している。

【0120】

前記走行台車５５は遠隔操作により、測定位置或は施工位置に遠隔操作で移動する。

【0121】

前記トータルステーション３７は前記プリズム３５を追尾し、測定位置での前記プリズム３５の３次元座標を測定する。又、前記トータルステーション３７は、測定結果（３次元座標）を前記不陸測定装置１４′に送信する。該不陸測定装置１４′は、受信した３次元座標から前記不陸測定装置１４′の測定基準レベルを検出し、施工面３４ｂの不陸を測定する（図９参照）。

【0122】

第３の実施例に於いて、前記トータルステーション３７及び前記プリズム３５は、不陸測定の基準となる基準レベルを測定する基準レベル測定装置として機能する。

【0123】

不陸測定後の不陸マップ４の作成、不陸マップ画像の前記施工面３４ｂへの投影については、第１の実施例と同様であるので説明を省略する。

【0124】

又、移動体にＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）等の衛星測位システムを搭載することもできる。この場合、ＧＮＳＳ装置で前記不陸測定装置１４′の測定基準位置の３次元座標を測定する様にした場合、ＧＮＳＳ装置が高さ測定装置としての機能を発揮するので、レーザレベルプレーナ、トータルステーションは省略することができる。

【0125】

尚、第３の実施例に於いて、移動体として走行台車５５を用いた場合を説明したが、自走機能を省略し、作業者が台車を移動させる様にしてもよい。

【0126】

次に、移動体に人を追尾する追尾機能を設けることも可能である。

【0127】

図１１、図１２に於いて第４の実施例を説明する。第４の実施例では、高さ測定装置１としては、トータルステーション３７が用いられ、移動体のドローン１５が人の動きに追従する追尾装置を具備している。尚、図１１、図１２に於いて、図３、図６、図８中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0128】

市販されているドローン１５には、搭載されているカメラにより撮像した画像から人を認識し、更に画像上から人の動きを検知し、人の動きに追従する追尾装置６０を具備したものがある。第４の実施例では、前記ドローン１５の前記追尾装置６０を利用している。

【0129】

作業者が施工場所に移動すると、前記追尾装置６０が作業者を認識し、作業者に追従して施工場所に移動する。

【0130】

作業者が施工場所で作業を行うと、前記追尾装置６０は、作業者の動きから作業範囲、作業範囲の中心位置を認定し、その中心位置でホバリングを行う。

【0131】

前記トータルステーション３７は前記ドローン１５（又は、前記不陸測定装置１４′）に設けられたプリズム３５の３次元位置を測定し、測距データを前記不陸測定装置１４′に送信する。該不陸測定装置１４′は、受信した３次元位置の高さ情報から基準レベルを取得する。前記測距カメラ２２による測距を行うと共に前記基準レベルに基づき該不陸測定装置１４′の測定基準位置の高さを検出し、該測定基準位置の高さを基準レベルとして不陸測定を実行する。

【0132】

又、前記測定基準位置の高さは、飛行制御部２６に送信され、該飛行制御部２６は前記ドローン１５を適正高さに維持する。

【0133】

第４の実施例に於いて、前記トータルステーション３７及び前記プリズム３５は、不陸測定の基準となる基準レベルを測定する基準レベル測定装置として機能する。

【0134】

作業が完了し、作業者が移動すると、前記ドローン１５は作業者に追従して次の施工場所に移動する。尚、作業者の施工動作、移動動作の判別は動作中に反復動作が含まれるかどうかで判断してもよい。

【0135】

又、作業者の認識を容易にする為、作業者に識別マークを装着してもよい。例えば、ヘルメットの上面にマークを付す。或は、マークの付いたゼッケンを作業者に着装させてもよい。或は、均し作業具（例えば、トンボ）にマークを付してもよい。

【0136】

作業者が識別マークを装着することで、マークの向きから作業方向、作業位置の認識が容易になり、又作業者が複数人居た場合でも、前記追尾装置６０が作業者を誤認することがなくなる。

【0137】

第４の実施例に於いても、不陸測定後の不陸マップ４の作成、不陸マップ画像の施工面への投影については、第１の実施例と同様であるので説明を省略する。

【0138】

図１３は第５の実施例を示しており、第５の実施例は、第３の実施例と同様な構成であり、第３の実施例の走行台車５５に人を追尾する追尾装置６１が設けられている。

【0139】

該追尾装置６１は、カメラを含みカメラで取得した画像から作業者を認識し、又画像上から作業者の動きを検出し、作業者の動きに追従する。

【0140】

所定場所での作業が完了し、作業者が次の施工場所に移動すると、前記走行台車５５は作業者に追従して次の施工場所に移動する。

【0141】

第５の実施例に於いても、不陸測定後の不陸マップ４の作成、不陸マップ画像の施工面への投影については、第１の実施例と同様であるので説明を省略する。

【0142】

上記第１の実施例～第５の実施例に於いて、基準位置のレベルを測定する為の高さ情報を取得する為、レーザレベルプレーナ３、或はトータルステーション３７を使用したが、移動体がＧＮＮＳ装置を備えている場合、ＧＮＮＳ装置が取得する３次元座標から高さ情報を取得し、該高さ情報を測定基準レベルとしても良い。又、３次元座標の水平座標から作業位置の特定をしても良い。

【0143】

更に、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）装置、ＩＮＳ装置（慣性航法装置：inertial navigation system）を備えている場合、ＳＬＡＭ装置或はＩＮＳ装置によって移動体の現在位置を推定し、現在位置から測定基準レベルとしての高さ情報を取得し、或は作業位置の特定をしても良い。

【0144】

尚、ＧＮＮＳ装置、ＳＬＡＭ装置、ＩＮＳ装置を備える場合は、レーザレベルプレーナ３、トータルステーション３７等の高さ測定装置１を省略することができる。

【0145】

尚、作業者の施工動作、移動動作の判別、作業範囲、作業範囲の中心位置の認定、作業者の認識を容易にする識別マーク等については、第４の実施例と同様である。

【0146】

尚、図１４は第６の実施例を示しており、図１４に示す様に、上記測量システムが、端末装置６５を具備しても良い。該端末装置６５としては、スマートフォン、携帯可能なＰＣ等、通信部６６、表示部６７を有するものが用いられる。

【0147】

不陸測定装置１４が、不陸情報データ、不陸マップを前記端末装置６５に送信する。該端末装置６５は、前記通信部６６により受信した前記不陸情報データ、前記不陸マップを前記表示部６７に表示する様に構成される。図１４中、６８は前記通信部６６によるデータ通信、前記表示部６７の情報表示を制御する制御部である。

【0148】

前記不陸情報データ、前記不陸マップが前記端末装置６５の表示部６７に表示されることで、作業者は任意の位置で不陸情報を確認することができる。この場合、前記プロジェクタ１７を省略することができる。

【0149】

上記説明では、測定対象面或は施工面の不陸を測定する場合について説明したが、測定対象面或は施工面の設定高さ（施工仕上り面）に対する偏差、或は施工面を複数箇所測定することによって、水平に対する傾斜を測定し得ることは言う迄もない。

【0150】

更に、本発明は均し材が、コンクリート以外の砂、砂利、ビーズ玉等であった場合にも実施可能であることは言う迄もない。

【符号の説明】

【0151】

１ 高さ測定装置
２ 高低偏差測定装置
３ レーザレベルプレーナ
４ 不陸マップ
５ 制御部
６ 第１傾斜センサ
１４ 不陸測定装置
１５ ドローン
１７ プロジェクタ
１８ 受光器
１９ 第２傾斜センサ
２１ 演算制御部
２２ 測距カメラ
２４ 演算処理部
３５ プリズム
３７ トータルステーション
５５ 走行台車
６０ 追尾装置
６１ 追尾装置
６５ 端末装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】