特許 7453054 アイウェア表示システム

(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】

(24)【登録日】2024-03-11

(45)【発行日】2024-03-19

(54)【発明の名称】アイウェア表示システム

(51)【国際特許分類】

   G01C 15/00 20060101AFI20240312BHJP

   G06F 3/0484 20220101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

G01C15/00 103Z

G06F3/0484

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020082864

(22)【出願日】2020-05-08

(65)【公開番号】P2021177156

(43)【公開日】2021-11-11

【審査請求日】2023-04-28

(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】110004060

【氏名又は名称】弁理士法人あお葉国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100187182

【弁理士】

【氏名又は名称】川野 由希

(72)【発明者】

【氏名】安富 敏

(72)【発明者】

【氏名】菊池 武志

【審査官】山▲崎▼ 和子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３５２２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国登録特許第１０－１９１０７５１（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開２０２０－０５６６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２７８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６４８８４７０（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１９－０３９８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２３２６６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｃ １／００－１／１４

５／００－１５／１４

Ｇ０６Ｆ １／００

３／０４８－３／０４９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測距光を照射し、照射点を測距測角して該照射点の３次元座標を取得する測定部と、該測定部により、測距光を鉛直方向および水平方向に回転照射して、観測データとして点群データを取得する点群データ取得部と、通信部とを備えるスキャナ；
ディスプレイと、装置の位置を検出する相対位置検出センサと、装置の向きの方向を検出する相対方向検出センサと、通信部とを備えるアイウェア装置；
観測現場のＣＡＤ設計データを備える記憶装置；および、
前記スキャナの位置および方向に関する情報と、前記アイウェア装置の位置および方向に関する情報を受信し、前記スキャナの座標空間と前記アイウェア装置の座標空間と、前記ＣＡＤ設計データの座標空間を同期する同期計測部を備えるデータ処理装置を備え、
前記同期計測部は、前記観測データを同期した座標系のデータに変換して前記アイウェア装置に出力し、
前記アイウェア装置は、前記観測データを、現物に重ねて前記ディスプレイに表示し、
前記アイウェア装置は、前記ディスプレイの表示上において、次の器械点を仮指定可能に構成され、仮指定された前記次の器械点の座標を算出して、前記データ処理装置に出力し、
前記データ処理装置は、前記次の器械点の座標を取得して、前記スキャナを前記次の器械点に設置した場合に取得される点群データの観測データ予測を算出し、前記アイウェア装置に出力する、観測データ予測算出部を備え、
前記アイウェア装置は、前記観測データ予測を現物に重ねて前記ディスプレイに表示することを特徴とするアイウェア表示システム。

【請求項2】

前記アイウェア装置は、前記観測データを、点群密度が所定の範囲となる第１の領域と、該第１の領域の外周側に配置された第２の領域とを識別可能に表示することを特徴とする請求項１に記載のアイウェア表示システム。

【請求項3】

測距光を照射し、照射点を測距測角して該照射点の３次元座標を取得する測定部と、該測定部により、測距光を鉛直方向および水平方向に回転照射して、点群データを取得する点群データ取得部と、通信部とを備えるスキャナ；
ディスプレイと、装置の位置を検出する相対位置検出センサと、装置の向きの方向を検出する相対方向検出センサと、通信部とを備えるアイウェア装置；
観測現場のＣＡＤ設計データを備える記憶装置；および、
前記スキャナの位置および方向に関する情報と、前記アイウェア装置の位置および方向に関する情報を受信し、前記スキャナの座標空間と前記アイウェア装置の座標空間と、前記ＣＡＤ設計データの座標空間を同期する同期計測部を備えるデータ処理装置を備え、
前記アイウェア装置は、前記ディスプレイの表示上において、次の器械点を仮指定可能 に構成され、
前記データ処理装置は、仮指定された前記次の器械点の座標を算出して、前記スキャナ を前記次の器械点に設置した場合に取得される前記点群データである観測データ予測を算出し、前記アイウェア装置に出力する、観測データ予測算出部を備え、
前記アイウェア装置は、前記観測データ予測を現物に重ねて前記ディスプレイに表示することを特徴とするアイウェア表示システム。

【請求項4】

前記アイウェア装置は、前記観測データ予測を、点群密度が所定の範囲となる第１の領域と、第１の領域の外周側に配置された第２の領域とを識別可能に表示することを特徴とする請求項１～３の何れかに記載のアイウェア表示システム。

【請求項5】

前記観測データ予測は、２次元または３次元で、あるいは２次元と３次元で切換可能に表示されることを特徴とする請求項１～４の何れかに記載のアイウェア表示システム。

【請求項6】

前記観測データ予測は、前記スキャナの性能と前記ＣＡＤ設計データにおける立体構造物を考慮して算出されることを特徴とする請求項１～５の何れかに記載のアイウェア表示システム。

【請求項7】

前記アイウェア装置は、観測した全ての点の前記観測データを、累積的に表示するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のアイウェア表示システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アイウェア表示システムに関し、より詳細には、地上設置型スキャナを用いた点群データ観測を支援するためのアイウェア表示システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、地上設置型スキャナを用いた点群データの観測が知られている（例えば特許文献1参照）。点群データ観測では、所望の観測精度を達成するために、点群密度を確保する必要がある。点群密度は、スキャナからの距離と、スキャナの回転速度に依存する。すなわち、スキャナから近距離にある領域では、点群密度が高いが、スキャナから遠ざかるに従って、点群の密度は低くなる。

【0003】

また、スキャナの回転速度が遅いと、点群密度は高くなるが、回転速度が早いと点群密度が低くなる。このため、所望の点群密度を確保するために、測定領域がある程度重なりあうように、複数のスキャナの設置点を設定して、点群データを取得する。

【0004】

従って、点群観測においては、測定領域が重なり合う様にスキャナの設置点を順次設定し、測定を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－２８４６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

取得した点群データが観測領域全体で所望の点群密度を達成するように観測できているか否かは、データを事務所に持ち帰り、絶対座標系に変換して表示することにより確認しなければわからないため、重なりが不十分な場合、再測が必要となる。

【0007】

このように、観測現場では、点群データの重なりあいを意識しながら、データの不足がないように次の器械点を設定することは困難であるという問題があった。

【0008】

本発明は、係る事情を鑑みてなされたものであり、地上設置型スキャナによる点群データ観測において、測量現場で点群データの取得状況または観測データ予測を確認しながら次の器械点を設定することを可能とす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】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係るアイウェア表示システムは、測距光を照射し、照射点を測距測角して該照射点の３次元座標を取得する測定部と、該測定部により測距光を鉛直方向および水平方向に回転照射して、観測データとして点群データを取得する点群データ取得部と、通信部と、を備えるスキャナ；ディスプレイと、装置の位置を検出する相対位置検出センサと、装置の方向を検出する相対方向検出センサと、通信部と、を備えるアイウェア装置；観測現場のＣＡＤ設計データを備える記憶装置；および、前記スキャナの位置・方向に関する情報と、前記アイウェア装置の位置および方向に関する情報を受信し、前記スキャナの座標空間と、前記アイウェア装置の座標空間と、前記ＣＡＤ設計データの座標空間とを同期する同期計測部を備えるデータ処理装置；を備え、前記同期計測部は、前記観測データを前記ＣＡＤ設計データの座標空間のデータに変換して前記アイウェア装置に出力し、前記アイウェア装置は、前記観測データを、現物に重ねて前記ディスプレイに表示する。

【0010】

上記態様において、前記アイウェア装置は、前記点群データを、点群密度が所定の範囲となる第１の領域と、該第１の領域の外周側に配置された第２の領域とを識別可能に表示することも好ましい。

【0011】

また、本発明の第２の態様に係るアイウェア表示システムは、測距光を照射し、照射点を測距測角して該照射点の３次元座標を取得する測定部と、該測定部により、測距光を鉛直方向および水平方向に回転照射して、点群データを取得する点群データ取得部と、通信部とを備えるスキャナ；ディスプレイと、装置の位置を検出する相対位置検出センサと、装置の向きの方向を検出する相対方向検出センサと、通信部とを備えるアイウェア装置；観測現場のＣＡＤ設計データを備える記憶装置；および、前記スキャナの位置および方向に関する情報と、前記アイウェア装置の位置および方向に関する情報を受信し、前記スキャナの座標空間と前記アイウェア装置の座標空間と、前記ＣＡＤ設計データの座標空間を同期する同期計測部を備えるデータ処理装置を備え、前記同期計測部は、前記アイウェア装置は、前記ディスプレイの表示上において、次の器械点を仮指定可能に構成され、前記データ処理装置は、仮指定された前記次の器械点の座標を算出して、前記スキャナを前記次の器械点に設置した場合に取得される点群データである観測データ予測を算出し、前記アイウェア装置に出力する、観測データ予測算出部を備え、前記アイウェア装置は、前記観測データ予測を現物に重ねて前記ディスプレイに表示する。

【0012】

また、上記第１の態様において、前記アイウェア装置は、前記ディスプレイの表示上において、次の器械点を仮指定可能に構成され、仮指定された前記次の器械点の座標を算出して、前記データ処理装置に出力し、前記データ処理装置は、前記次の器械点の座標を取得して、前記スキャナを前記次の器械点に設置した場合に取得される点群データの観測データ予測を算出し、前記アイウェア装置に出力する、観測データ予測算出部を備え、前記アイウェア装置は、前記観測データ予測を実際の現場風景に重ねて前記ディスプレイに表示することも好ましい。

【0013】

上記態様において、前記アイウェア装置は、前記観測データ予測を、点群密度が所定の範囲となる第１の領域と、第１の領域の外周側に配置された第２の領域とを識別可能に表示することも好ましい。

【0014】

また、上記態様において、前記観測データ予測は、２次元または３次元で、あるいは２次元と３次元で切換可能に表示されることも好ましい。

【0015】

また、上記態様において、前記観測データ予測は、前記スキャナの性能と前記ＣＡＤ設計データにおける立体構造物を考慮して算出されることも好ましい。

【発明の効果】

【0016】

上記態様に係る表示システムによれば、地上設置型スキャナによる点群データ観測において、測量現場で点群データの取得状況または観測データ予測を確認しながら次の器械点を設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施の形態に係るアイウェア表示システム（以下、表示システムともいう。）の外観斜視図である。

【図2】同形態に係る表示システムの構成ブロック図である。

【図3】同表示システムにおけるスキャナの構成ブロック図である。

【図4】同表示システムにおけるアイウェア装置の外観斜視図である。

【図5】同アイウェア装置の構成ブロック図である。

【図6】同形態に係る処理ＰＣの構成ブロック図である。

【図7】同形態に係る表示システムを用いた点群観測方法の第１の例のフローチャートである。

【図8】同点群観測方法における初期設定の作業イメージを示す図である。

【図9】同方法において表示システムにより得られる画像の俯瞰したイメージを示す図である。

【図10】同方法における次の器械点の仮指定を説明する図である。

【図11】上記表示システムにおける観測データ予測の算出方法を説明する図である。

【図12】同表示システムを用いた点群観測方法の第２の例のフローチャートである。

【図13】同方法において表示システムにより得られる画像の俯瞰したイメージを示す図である。

【図14】同形態の１つの変形例に係る表示システムの構成ブロック図である。

【図15】同形態の別の変形例に係る表示システムの構成ブロック図である。

【図16】同形態のさらに別の変形例に係る表示システムの構成ブロック図である。

【図17】同形態のさらに別の変形例に係る表示システムの構成ブロック図である。

【図18】同形態のさらに別の変形例に係る表示システムの構成ブロック図である。

【図19】同変形例を用いた次の器械点の仮指定の方法を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、実施の形態および各変形例に共通する同一の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

【0019】

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るアイウェア表示システム（以下、単に「表示システム」という。）１の外観斜視図であり、測定現場での作業イメージを示す。本形態に係る表示システム１は、スキャナ２、アイウェア装置４、および処理ＰＣ６を備える。

【0020】

スキャナ２は、三脚上に取り付けられた整準台を介して任意の点に設置される。スキャナ２は、整準台の上に設けられた基盤部２αと、基盤部２α上を軸Ｈ－Ｈ周りに水平回転する托架部２βと、托架部２βの中央で鉛直回転する投光部２γとを有する。アイウェア装置４は、作業者の頭部に装着される。処理ＰＣ６は、観測現場に設置される。

【0021】

図２は、同表示システム１の構成ブロック図である。表示システム１において、スキャナ２とアイウェア装置４は、処理ＰＣ６に無線または有線で接続されている。アイウェア装置４の数は、特に限定されず、１つであってもよく複数であってもよい。アイウェア装置４が複数の場合、各アイウェア装置４は固有のＩＤ等で識別可能に構成される。

【0022】

（スキャナ）
図３は、本形態に係るスキャナ２の構成ブロック図である。スキャナ２は、測距部２１、鉛直回転駆動部２２、鉛直角検出器２３、水平回転駆動部２４、水平角検出器２５、演算処理部２６、表示部２７、操作部２８、記憶部２９、外部記憶装置３０、および通信部３１を備える。本実施の形態において、測距部２１、鉛直角検出器２３、および水平角検出器２５が測定部を構成する。

【0023】

測距部２１は、送光部、受光部、送光光学系、該送光光学系と光学素子を共有する受光光学系および回動ミラー２１αを備える。送光部は、半導体レーザ等の発光素子を備え、測距光としてパルス光を出射する。出射された測距光は、送光光学系を介して回動ミラー２１αに入射し、回動ミラー２１αによって偏向されて測定対象物に照射される。回動ミラー２１αは、鉛直回転駆動部２２により駆動されて回転軸Ｖ－Ｖ周りに回転する。

【0024】

測定対象物により再帰反射された測距光は、回動ミラー２１α、および受光光学系を経て、受光部に入射する。受光部は、フォトダイオードなどの受光素子を備える。また、受光部には、測距光の一部が内部参照光として入射するようになっており、反射測距光および内部参照光に基づいて、演算処理部２６により、照射点までの距離を求めるようになっている。

【0025】

鉛直回転駆動部２２と水平回転駆動部２４は、モータであり、演算処理部２６に制御される。鉛直回転駆動部２２は回動ミラー２１αを鉛直方向にＶ－Ｖ軸周りに回転させる。水平回転駆動部２４は、托架部２βを水平方向にＨ－Ｈ軸周りに回転させる、

【0026】

鉛直角検出器２３と水平角検出器２５は、エンコーダである。鉛直角検出器２３は、回動ミラー２１αの鉛直方向の回転角を測定する。水平角検出器２５は、托架部２βの水平方向の回転角を測定する。この結果、鉛直角検出器２３と水平角検出器２５は、測距光の照射方向の角度を測定する測角部を構成する。

【0027】

演算処理部２６は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を集積回路に実装したマイクロコントローラである。演算処理部２６は、送光部の発光タイミングと、受光部の受光タイミングの時間差（パルス光の往復時間）に基づき、測距光の１パルス光ごとに照射点までの距離を算出する。また、その時の測距光の照射角度を算出して、照射点の角度を算出する。

【0028】

また、演算処理部２６は、ソフトウェア的に構成された点群データ取得部２６１を備える。点群データ取得部２６１は、測距部２１、鉛直回転駆動部２２、および水平回転駆動部２４を制御して測距光を全周（３６０°）に走査（フルドームスキャン）して、各照射点の３次元座標を取得して、全周の点群データを取得する。

【0029】

表示部２７は、例えば、液晶ディスプレイである。操作部２８は、電源キー、数字キー、小数点キー、プラス／マイナスキー、実行キー、スクロールキー等を有し、作業者が、スキャナ２の操作、スキャナ２に対する情報の入力を可能となるように構成されている。

【0030】

記憶部２９は、例えばハードディスクドライブであり、演算処理部２６の機能を実行するためのプログラムを格納している。

【0031】

外部記憶装置３０は例えばメモリカード等であり、スキャナ２が取得する種々のデータを記憶する。

【0032】

通信部３１は、外部ネットワークとの通信を可能にするものであり、例えばインターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）を用いてインターネットと接続し、アイウェア装置４および処理ＰＣ６との情報の送受信を行う。

【0033】

（アイウェア装置）
図４は、本実施の形態に係るアイウェア装置４の外観斜視図、図５は、アイウェア装置４の構成ブロック図である。アイウェア装置４は、作業者の頭部に装着されるウェアラブルデバイスである。アイウェア装置４は、ディスプレイ４１と、制御部４２とを備える。

【0034】

ディスプレイ４１は、作業者が装着した時に、作業者の両目を覆うゴーグルレンズ型の透過型ディスプレイである。一例として、ディスプレイ４１は、ハーフミラーによる光学シースルーのディスプレイであり、現場風景（以下、「現物」という。）の実像に重ねて、制御部４２の受信した虚像が合成された映像を観察できるように構成されている。

【0035】

制御部４２は、演算処理部４３、通信部４４、相対位置検出センサ（以下、単に「相対位置センサ」という。）４５、相対方向検出センサ（以下、単に「相対方向センサ」という。）４６、記憶部４７、操作スイッチ４８を備える。

【0036】

演算処理部４３は、少なくともＣＰＵおよびメモリ(ＲＡＭ，ＲＯＭ)を集積回路に実装したマイクロコンピュータである。演算処理部４３は、相対位置センサ４５および相対方向センサ４６の検出したアイウェア装置４の位置および方向の情報を処理ＰＣ６に出力する。

【0037】

また、処理ＰＣ６から３次元のＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ・Ａｉｄｅｄ・Ｄｅｓｉｇｎ）設計データ６６１を受信して、ワイヤフレームをディスプレイ４１上に現場の風景に重ねて表示する。なお、ＣＡＤ設計データ６６１は、ＣＡＤを用いて作成した、観測現場の３次元の設計図面である。
また、演算処理部４３は、スキャナ２の観測により取得し、処理ＰＣ６により同期された座標系に変換された点群データを、ディスプレイ４１上の現物とワイヤフレームに重ねて表示する。

【0038】

演算処理部４３はまた、ソフトウェア的に構成された器械点設定部４３１を備える。器械点設定部４３１は、現場の風景を表示するディスプレイ４１上で、作業者の指示に従って、次の器械点を設定する。次の器械点の設定は、器械点設定部３４１が、現場の風景を表示するディスプレイ上に、次の器械点を仮指定するための十字のポインタを表示し、十字のポインタの表示が、作業者が次の器械点としたい点と合致したときに、仮指定を実行するための機能ボタン（図１０（Ｃ）における機能ボタン４８β_１）を押し下げることで仮指定する。器械点設定部４３１は、仮指定した次の器械点の座標を、重ね合わされたＣＡＤ設計データ６６１の座標空間における地面平面上の点として算出し、処理ＰＣ６に出力する。また、器械点設定部４３１は、仮指定状態において、作業者が確定を入力することにより次の器械点を設定する。器械点の設定については、以下の第１の点群観測方法の説明において、図１０を参照して詳細に説明する。

【0039】

通信部４４は、外部ネットワークとの通信を可能にするものであり、インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）を用いてインターネットに接続し、処理ＰＣ６と情報の送受信を行う。

【0040】

相対位置センサ４５は、観測現場に設置されたＧＰＳ用アンテナ、ＷｉＦｉ（登録商標）アクセスポイント、超音波発振器などから無線測位を行い、観測現場内でのアイウェア装置４の位置を検出する。

【0041】

相対方向センサ４６は、三軸加速度センサまたはジャイロセンサと、傾斜センサとの組み合わせからなる。相対方向センサ４６は、上下方向をＺ軸方向、左右方向をＹ軸方向、前後方向をＸ軸方向として、アイウェア装置４の傾きを検出する。

【0042】

記憶部４７は、例えばメモリカードである。記憶部４７は、演算処理部４３が機能を実行するためのプログラムを格納している。

【0043】

操作スイッチ４８は、例えば、図４に示すような、アイウェア装置４の電源をＯＮＯＦＦするための電源ボタン４８α、および実行する処理に応じて異なる機能を発揮するための機能ボタン４８β_１、４８β_２，４８β_３を備える。機能ボタン４８β_１、４８β_２，４８β_３の機能は、ディスプレイ４１に表示されるようになっている。

【0044】

（処理ＰＣ）
図６は、本形態に係る処理ＰＣ６の構成ブロック図である。処理ＰＣ６は、汎用パーソナルコンピュータ、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ・Ｌｏｇｉｃ・Ｄｅｖｉｃｅ）等による専用ハードウェア、タブレット端末、またはスマートフォン等である。処理ＰＣ６は、少なくとも演算処理部６０、ＰＣ通信部６３、ＰＣ表示部６４、ＰＣ操作部６５、およびＰＣ記憶部６６を備える。本実施の形態において、演算処理部６０が、データ処理装置であり、ＰＣ記憶部６６が記憶装置である。

【0045】

ＰＣ通信部６３は、外部ネットワークとの通信を可能にするものであり、インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）を用いてインターネットと接続し、スキャナ２およびアイウェア装置４と情報の送受信を行う。

【0046】

ＰＣ表示部６４は、例えば液晶ディスプレイである。ＰＣ操作部６５は、例えば、キーボード、マウス等であり、種々の入力・選択・決定等を可能にする。

【0047】

ＰＣ記憶部６６は、例えば、ＨＤＤドライブである。ＰＣ記憶部６６は、少なくとも、観測現場の３次元のＣＡＤ設計データ６６１を格納している。

【0048】

演算処理部６０は、少なくともＣＰＵおよびメモリ（ＲＡＭ，ＲＯＭ等）を集積回路に実装した制御ユニットである。演算処理部６０には、同期計測部６０１と、観測データ予測算出部６０２がソフトウェア的に構成されている。

【0049】

同期計測部６０１は、スキャナ２の位置および方向に関する情報と、アイウェア装置４の位置・方向に関する情報を受信し、スキャナ２の座標空間と、ＣＡＤ設計データ６６１の座標空間を、アイウェア装置４の座標空間と一致するように変換してアイウェア装置４に送信する。

【0050】

以下、このように座標空間の異なる装置または設計データにおける位置および方向に関する情報の座標空間を一致させ、共通の基準点を原点とする空間で、それぞれの装置に関する相対位置・相対方向を管理することを同期という。

【0051】

また、同期計測部６０１は、後述するように観測データ予測算出部６０２で算出した観測データ予測ＤＰをアイウェア装置４の座標空間と一致するように変換して、アイウェア装置４に送信する。

【0052】

観測データ予測算出部６０２は、アイウェア装置４で仮指定された次の器械点にスキャナ２を設置した場合の、観測データ予測ＤＰを算出する。ここで観測データ予測ＤＰは、スキャナ２を仮指定された次の器械点に設置した場合に、スキャナ２が取得すると予測される点群データである。点群データは、スキャナ２の中心の平面座標が仮指定された次の器械点の平面座標であるとして、スキャナ２の性能、すなわち、スキャナ２の測距光の照射距離、測距光のパルス間隔、およびスキャナ２の回転速度設定、ならびにＣＡＤ設計データ６６１における立体構造物を考慮して算出される。

【0053】

（表示システム１を使用した第１の点群観測方法）
次に、表示システム１を使用した点群観測方法の１つの例について説明する。図７は、本点群観測方法のフローチャートである。図８は、図７のステップＳ１０１～Ｓ１０４の作業イメージ図である。また、図９は、表示システム１を用いた表示の例を俯瞰して見た図を示す。

【0054】

まずステップＳ１０１で、作業者は、観測現場に基準点と基準方向を設定する。基準点は、現場内の任意の点を選択する。基準方向は、基準点とは別の特徴点を任意に選択し、基準点から特徴点の方向とする。

【0055】

次にステップＳ１０２で、作業者は、スキャナ２の同期を行う。具体的には、作業者は、現場内の任意の点にスキャナ２を設置し、ステップＳ１０１で選択した基準点および特徴点を含む後方交会法等の観測により、スキャナ２の絶対座標を把握する。スキャナ２は、自機の座標情報を処理ＰＣ６に送信する。

【0056】

処理ＰＣ６の同期計測部６０１は、基準点の絶対座標を（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，０，０）に変換し、かつ、基準方向を水平角０°と認識して、以後、スキャナ２からの情報に関して、基準点を原点とする空間で、スキャナ２の相対位置および相対方向を管理する。

【0057】

次にステップＳ１０３で、作業者は、アイウェア装置４の同期を行う。具体的には、作業者は、基準点にアイウェア装置４を設置し、ディスプレイ４１の中心を基準方向に一致させ、相対位置センサ４５の（ｘ，ｙ，ｚ）を（０，０，０）、かつ、相対方向センサの（ｒｏｌｌ，ｐｉｔｃｈ，ｙａｗ）を（０，０，０）とする。処理ＰＣ６の同期計測部６０１は、以後、アイウェア装置４から取得するデータについて、基準点を原点とする空間で、アイウェア装置４の相対位置・相対方向を管理する。

【0058】

アイウェア装置４の同期は、上記方法に限定されず、例えば、アイウェア装置４に、アイウェア装置４の中心および方向軸を示すためのレーザ装置を設け、レーザをガイドにして、基準点および基準方向を一致させることにより行ってもよい。

【0059】

或いは、アイウェア装置４に視線センサ等を設け、ＣＡＤ設計データ６６１と現物とで、特徴点を３点以上マーキングし、アイウェア装置４と特徴点とを結ぶ測線の角度からアイウェア装置４の座標を特定し、基準点の座標と対応づけてもよい。

【0060】

ステップＳ１０３の動作を実行することで、ステップＳ１０４では、アイウェア装置４は現物に重ねてＣＡＤ設計データ６６１のワイヤフレームの虚像を表示するようになる。アイウェア装置４の現物に対する相対位置および相対方向は、処理ＰＣ６の同期計測部６０１で、管理されている。従って、処理ＰＣ６からアイウェア装置４に現物に同期されたＣＡＤ設計データ６６１の情報が送られる。すると、ディスプレイ４１には、現物に重ねられて、破線で示すようにＣＡＤ設計データ６６１のワイヤフレームの虚像が表示される。

【0061】

以上のステップＳ１０１～Ｓ１０４は、本表示システム１の初期設定として行われる。

【0062】

図９（Ａ）は、初期設定が完了した状態で、アイウェア装置４を装着した作業者が観察するディスプレイ４１上の表示の例を示す。なお、図９において、作図の便宜上、スキャナ２の器械中心が地面にある、すなわち器械高が０であると仮定して表すが、実際には、スキャナ２の器械中心は器械高の分だけ上方向へ変位しているものとする。

【0063】

ステップＳ１０５で、アイウェア装置４は、作業者の指定に従って、次の器械点Ｐ_１（図９（Ｂ））を仮指定する。具体的には以下のように行う。

【0064】

ディスプレイ４１上には、図１０（Ａ）に示すように、操作スイッチ４８（電源ボタン４８α、および機能ボタン４８β_１，４８β_２，４８β_３）の配置に対応して、それぞれの機能が表示されている。作業者は、機能ボタン４８β_１を押し下げて器械点設定モードを選択する。

【0065】

すると、器械点設定部４３１は、図１０（Ｂ）に示すように、ディスプレイ４１の中央に、ディスプレイ４１の中央を示す十字のポインタ９０を表示する。ディスプレイ４１上には、機能ボタン４８β_１，４８β_２，４８β_３の機能を表示する。このように表示することで、作業者は特段の意識をすることなくボタンの機能を容易に把握して、アイウェア装置４を操作することができる。

【0066】

作業者は、ディスプレイ４１の表示を確認しながら、ポインタ９０を次の器械点を設定しようとする位置に合わせて、機能ボタン４８β_１を押し下げることで、次の器械点Ｐ_１を空間上の点として仮指定する。このとき、図１０（Ｃ）に示すように、機能ボタン４８β_２を押して表示を拡大し、次の器械点Ｐ_１を仮指定するようにしてもよい。機能ボタン４８β_２を１回押すことで、所定の倍率で表示を拡大するようになっている。このようにすれば、仮指定のする際の正確性が向上する。

【0067】

次に、器械点設定部４３１は、仮指定された器械点Ｐ_１の座標を算出し、処理ＰＣ６に送信する。これにより、器械点Ｐ_１は仮指定された状態となり、ディスプレイ４１上の、「仮指定」の表示は、確定するかどうかを選択する表示に切り替わる。

【0068】

次に、ステップＳ１０６で、処理ＰＣ６では、観測データ予測算出部６０２が、仮指定された次の器械点Ｐ_１の座標情報と、３ＤのＣＡＤ設計データ６６１とを同期する。そして、スキャナ２を次の器械点に設置した場合にスキャナ２が取得すると予測される点群データ、すなわち観測データ予測ＤＰを、スキャナ２の性能、すなわちスキャナ２の測距光の照射距離、測距光のパルス間隔、およびスキャナ２の回転速度設定、ならびにＣＡＤ設計データ６６１における立体構造物を考慮して算出する。

【0069】

具体的には、スキャナ２は、測距光を器械中心から鉛直に３６０°、水平に１８０°回転スキャン（フルドームスキャン）して、点群データを取得する。従って、点群データ取得可能な領域は、器械中心の座標を中心として水平および鉛直方向に全方向に延在している。

【0070】

また、点群データの点群密度は、測距光のパルス間隔が狭いほど高くなり、スキャナ２の回転速度が早いほど低くなり、スキャナ２からの距離が遠ざかるに従って低くなる。この様に、点群密度は、測距光のパルス間隔、測距光の照射距離、およびスキャナ２の回転速度に依存する。また、スキャナ２は、地上に設置されているので、相対的に地上に近接している。従って、所定の点群密度を満たす点群データ取得可能領域Ａは、スキャナ２の中心座標を中心とする、図１１（Ａ）に示すような略半球状のドーム形状となる。なお、便宜上、図面は、器械高を無視して器械中心が地面上の点Ｐ_１と同じ位置にあるとして作図しているが、実際の器械中心は、点Ｐ_１から上方向に器械高だけずれていることに留意されたい。

【0071】

図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）の地面平面に沿う断面図であり、図１１（Ｃ）は、図１１（Ｂ）のＸＩＣ－ＸＩＣ線に沿う断面図である。フルドームスキャンの場合、点群データ取得可能領域Ａの中で、測距光はスキャナ２の器械中心からから全方向に放射状に出射される。点群データ取得可能領域内に立体構造物Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３があると、測距光は立体構造物Ｓ_１，Ｓ_２，Ｓ_３で反射（遮蔽）され、スキャナ２の反対側は、点群データ取得不可能領域Ｂとなる。

【0072】

従って、観測データ予測算出部６０２は、測距光の照射距離とスキャナ２の器械中心の座標から求められる点群データ取得可能領域Ａと、ＣＡＤ設計データ６６１における立体構造物との３次元的な関係と、測距光の照射距離、測距光のパルス間隔、およびスキャナ２の回転速度設定から求められる点群密度を考慮して、所定の密度以上で点群データを取得可能と予測される領域を観測データ予測ＤＰとして算出する。

【0073】

このとき、観測データ予測ＤＰの算出に用いるスキャナ２の測距光の照射距離、測距光のパルス間隔、スキャナ２の回転速度設定の値、およびスキャナ２の中心座標を求めるためのスキャナ２の器械高等の値は、観測データ予測算出部６０２がスキャナ２の通信部３１を介して取得可能になっていてもよい。或いは、ＰＣ操作部６５から、作業者により入力可能になっていてもよい。

【0074】

次に、ステップＳ１０７で、アイウェア装置４が、処理ＰＣ６より観測データ予測ＤＰを受信して、図９（Ｃ－１）に示す観測データ予測ＤＰを、ディスプレイ４１に、現物とワイヤフレームに重ねて表示する。

【0075】

観測データ予測ＤＰの表示の態様としては、例えば図９（Ｃ－１）のように、３次元的に表示しても良い。または、図９（Ｃ－２）のように、観測現場の地面平面上に、２次元的に表示してもよい。あるいは、図９（Ｃ－１）の３次元表示と、図９（Ｃ－２）の２次元表示とが、切り替え可能となっていても良い。

【0076】

また、例えば図９（Ｃ－３）のように、点群密度が所定（所望）の範囲となる第１の領域Ｅ１と、第１の領域Ｅ１の外周側に配置され、点群密度が、第１の領域Ｅ１よりも低くなるが、その領域にさらに次の器械点を設定して、点群データを取得することで、所望の重なり合いを達成できる第２の領域Ｅ２とを、異なる色で表示する等、識別可能に表示しても良い。

【0077】

また、異なる色で表示する場合には、第１の領域Ｅ１と、第２の領域Ｅ２とを、同系色の濃淡（例えば、第１の領域Ｅ１を濃色、第２の領域Ｅ２を淡色）となるように、しても良い。また、図９（Ｃ－４）のように、第１の領域Ｅ１と、第２の領域Ｅ２を、観測現場の地面に、２次元的に表示してもよい。

【0078】

次に、ステップＳ１０８で、作業者は、ディスプレイ４１上に表示された観測データ予測ＤＰを目視で確認して、仮指定した点を次の器械点に設定するかどうかを判断し、測定領域に満足する場合（Ｙｅｓ）、作業者が機能ボタン４８β_１（「確定」ボタン）を押すことで、ステップＳ１０９に移行して、器械点設定部４３１が次の器械点を確定し、確定した次の器械点情報として処理ＰＣ６に出力して処理を終了する。

【0079】

ステップＳ１０８で、作業者が、仮指定した点に満足できない場合（Ｎｏ）、作業者が機能ボタン４８β_３を押すことで仮指定状態をリセットする。そして、処理はステップＳ１０５に戻り、別の点を、次の器械点Ｐ_１として仮指定する。次の器械点Ｐ_１の確定は、アイウェア装置４のゴーグル部分の外面に、タッチセンサを備え、作業者がゴーグルの外面に触れることで、確定するように構成してもよい。

【0080】

なお、ステップＳ１０９で、確定後、次の器械点Ｐ_１は、例えば図１０（Ｄ）に示すように、星印など確定された点であることを認識可能に表示される。作業者は、ディスプレイ４１の確定された器械点の表示と、実際の風景画像の表示を確認しながら、実際の地面上に次の器械点をマーキング等する。この作業は、アイウェア装置４を装着した作業者の指示により、別の作業者が行ってもよい。

【0081】

その後、確定した器械点Ｐ_１にスキャナ２を設置して、後方交会法等の方法により、スキャナ２の座標および方向角を測定する。また、スキャナ２で点群データの観測を行う。

【0082】

そして、作業者は、ステップＳ１０５～Ｓ１０８と同様にして、次の器械点Ｐ_２を設定する。このとき、第２の領域Ｅ２内に次の器械点Ｐ_２を設定すると、点群データの重なり合いが好適になる。そして、ステップＳ１０１～Ｓ１０９を繰り返して、順次、次の器械点Ｐ_３，Ｐ_４・・・を設定しながら各点において点群観測を行い、観測現場全体の観測を行う。なお、１度初期設定を行った同じ観測現場内においては、ステップＳ１０１の基準点、基準方向の設定と、ステップＳ１０３のアイウェア装置の同期は、省略することができる。

【0083】

このとき、新たに設定した器械点についての観測データ予測ＤＰだけを表示するのではなく、これまで設定してきた器械点の観測データ予測ＤＰを累積的に表示するようにしてもよい。この様にすれば、観測現場全体としての観測データの予測を認識することができるので好ましい。

【0084】

このように、本実施の形態においては、アイウェア装置４を用いて、次の器械点Ｐ_１を指定可能とし、設定した器械点Ｐ_１からの観測データ予測ＤＰを、現物に重ねて表示するように構成した。この結果、観測現場で視覚的に観測データ予測ＤＰを確認しながら、器械点の設定を行うことができ、再測を防止して効率よく点群観測を行うことができる。

【0085】

なお、観測データ予測ＤＰを３次元の半球ドーム状に表示すれば、作業者にとって、観測可能範囲が認識しやすくなる。また、観測データ予測ＤＰを観測現場の地面平面上に、２次元的に表示すれば、次の器械点は地面平面上で指定されるので、器械点を指定するのに好適な領域が認識容易となる。

【0086】

また、観測データ予測ＤＰの表示にあたり、点群密度が所望の範囲となる第１の領域Ｅ１と、第１の領域Ｅ１の外周側に配置され、点群密度が、第１の領域Ｅ１よりも低くなるが、その領域にさらに次の器械点を設定して、点群データを取得することで、所望の重なり合いを達成できる第２の領域Ｅ２とを、識別可能に表示するようにすると、作業者は、次の器械点を設定するのに好ましい領域が、明確に認識することができる。この結果、作業者は、点群データの重なり合いを保持しながらも、無駄な重なり合いを最小限度にするような次の器械点を設定しやすくなるので、観測現場全体を効率よく測定できる。

【0087】

また、第１の領域Ｅ１と、第２の領域Ｅ２とを、例えば、同系色の濃淡で示すようにすれば、作業者が、実際の点群密度の違いを直感的に認識することができるので好ましい。

【0088】

（表示システム１を用いた第２の点群観測方法）
次に、表示システム１を使用した点群観測方法の別の例について説明する。図１２は、第２の点群観測方法のフローチャートである。図１３は、表示システム１を用いた表示の例を示す。

【0089】

まずステップＳ２０１～Ｓ２０４では、ステップＳ１０１～Ｓ１０４と同様にして表示システム１の初期設定を行う。なお、ステップＳ２０２では、スキャナ２を最初の器械点Ｐ_０に設置する。

【0090】

次に、ステップＳ２０５で、スキャナ２は、最初の器械点Ｐ_０で点群データの観測（フルドームスキャン）を行う。

【0091】

次に、ステップＳ２０６で、スキャナ２は、観測により取得した点群データ（以下、「観測データ」と言う。）ＯＤを、処理ＰＣ６に送信し、同期計測部６０１により、同期した座標系に変換する。処理ＰＣ６は同期した観測データＯＤをアイウェア装置４に送信し、アイウェア装置４は観測データＯＤを受信する。

【0092】

次に、ステップＳ２０７で、アイウェア装置４は、ディスプレイ４１上の現物とワイヤフレームに、観測データＯＤを重ねて表示する（図１３（Ａ－１）～（Ａ－４））。

【0093】

観測データＯＤの表示の態様としては、例えば図１３（Ａ－１）のように、３次元的に表示しても良い。または、図１３（Ａ－２）のように、観測現場の地面上に、２次元的に表示してもよい。

【0094】

また、例えば図１３（Ａ－３）のように、点群密度が所望の範囲となる第１の領域Ｅ１と、第１の領域Ｅ１の外周側に配置され、点群密度が、第１の領域Ｅ１よりも低くなるが、その領域にさらに次の器械点を設定して、点群データを取得することで、重なり合いを達成できる第２の領域Ｅ２とを、異なる色で表示する等、識別可能に表示しても良い。

【0095】

また、異なる色で表示する場合には、第１の領域Ｅ１と、第２の領域Ｅ２とを、同系色の濃淡（例えば、第１の領域Ｅ１を濃色、第２の領域Ｅ２を淡色）となるように、しても良い。また、図１３（Ａ－４）のように、第１の領域Ｅ１と、第２の領域Ｅ２とを、観測現場の地面に、２次元的に表示してもよい。また、２次元の表示と、３次元の表示とを切替可能に構成してもよい。

【0096】

次に、ステップＳ２０８で、ステップＳ１０５と同様に、アイウェア装置４は、作業者の指定に従って、次の器械点Ｐ_１を仮指定し、次の器械点Ｐ_１の同期された座標空間における座標を算出し、処理ＰＣ６に送信する。

【0097】

次に、ステップＳ２０９で、ステップＳ１０６と同様に、処理ＰＣ６の観測データ予測算出部６０２が、仮指定された器械点Ｐ_１の座標に基づいて、観測データ予測ＤＰを算出し、アイウェア装置４に送信する。

【0098】

次に、ステップＳ２１０で、ステップＳ１０７と同様に、アイウェア装置４に観測データ予測ＤＰを表示する。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ－２）の形式で表示した観測データＯＤに、図９（Ｃ－３）の形式で観測データ予測ＤＰを表示した例を示す。

【0099】

次に、ステップＳ２１１で、ステップＳ１０８と同様に、作業者は、ディスプレイ４１上に表示された観測データ予測ＤＰを目視で確認して、仮指定した点を次の器械点に設定するかどうかを判断し、測定領域に満足する場合（Ｙｅｓ）、作業者が機能ボタン４８β_１（「確定」ボタン）を押すことで、ステップＳ２１２に移行して、器械点設定部４３１が次の器械点を確定して処理を終了する。

【0100】

ステップＳ２１１で、作業者が、仮指定した点に満足できない場合（Ｎｏ）、作業者が仮指定状態をリセットし、再度そして、別の点を、次の器械点Ｐ_１として仮指定する。

【0101】

ステップＳ２１２では、アイウェア装置４は、確定された次の器械点Ｐ_１の座標を次の器械点情報として処理ＰＣ６に送信する。

【0102】

処理ＰＣ６は、ＰＣ記憶部６６に次の器械点Ｐ_１の座標データを保存して処理を終了する。

【0103】

次の器械点Ｐ_１を確定すると、作業者は、ディスプレイ４１の表示を確認しながら、マーキング等する。そして、次の器械点Ｐ_１にスキャナ２を設置して、ステップＳ２０１～Ｓ２１２を繰り返す。次の器械点を順次設定しながらこれを繰り返すことで、観測現場全体の点群観測を行う。なお、１度初期設定を行った同じ観測現場内においては、ステップＳ２０１の基準点・基準方向の設定と、ステップＳ２０３のアイウェア装置４の同期は再度行う必要はなく、省略してもよい。

【0104】

また、ステップＳ２０１～Ｓ２１２を繰り返す際に、新たに指定する器械点における観測点群データのみでなく、それまでに観測した全ての点の観測点群データを累積的に表示するようにしてもよい。

【0105】

本方法では、実際にスキャナ２で取得した観測データＯＤを、アイウェア装置４のディスプレイ４１に、現物と重ねて表示して、その画像を確認しながら次の器械点Ｐ_１を設定出来るようにした。実際に取得した観測データＯＤに基づいて、点群の重なりあいを意識した次の器械点の設定を行うことができるので的確に次の器械点を設定することができ、再測を防止して効率よく点群観測を行うことができる。

【0106】

また、観測データＯＤを３次元で表示する場合には、３次元的な点群の重なりあいも考慮することができるので、より的確な次の器械点Ｐ_１の設定が可能となる。

【0107】

また、観測データＯＤを２次元で、地面平面上に表示する場合には、次の器械点Ｐ_１は、地面平面上に設定することから、設定をする際の見やすさが向上する。

【0108】

さらに、観測データＯＤの表示に基づいて設定した次の器械点にスキャナ２を設置した場合の、観測データ予測ＤＰを表示して、次の器械点Ｐ_１を設定可能としたので、的確に次の器械点を選択することができ、観測現場全体での観測の効率が向上する。

【0109】

また、観測データＯＤを表示する場合に、点群密度が所望の範囲となる第１の領域Ｅ１と、第１の領域Ｅ１の外周側に配置され、点群密度が、第１の領域Ｅ１よりも低くなるが、その領域にさらに次の器械点を設定して、点群データを取得することで、重なり合いを達成できる第２の領域Ｅ２とを識別可能に表示することにより、第２の領域Ｅ２内に確実に次の器械点を設定することができる。

【0110】

また本方法では、実際にスキャナ２で取得した観測データＯＤを、アイウェア装置４のディスプレイ４１に、現物と重ねて表示することができるので、各点における観測データＯＤを累積的に表示させることにより、当該現場での適切なデータの取得ができているかどうかを視覚的に確認することができるので、事務所に持ち帰ってからの再測を防止することができる。

【0111】

また、本方法では、実際にスキャナ２で取得した観測データＯＤを確認した上で、次の器械点を設定することができる。例えば、観測現場で、人、車、自転車等の通り、電線や森林等のＣＡＤ設計データ６６１からは予測できないが、点群データの取得に障害となる事物があった場合にも、それに応じて次の器械点を設定することができるので、データの取り残しを防止でき、再測を防止することができる。

【0112】

＜変形例１＞
図１４は、表示システム１の１つの変形例に係る表示システム１ａの構成ブロック図である。

【0113】

表示システム１ａは、スキャナ２ａと、アイウェア装置４とを備え、処理ＰＣ６を備えない。スキャナ２ａは、演算処理部２６ａに、同期計測部６０１と、観測データ予測算出部６０２とを備え、記憶部２９ａにＣＡＤ設計データ６６１を備える。すなわち、本変形例において、スキャナ２ａの演算処理部２６ａがデータ処理装置であり、記憶部２９ａが記憶装置である。

【0114】

本変形例では、スキャナ２ａが高性能な演算処理部２６ａと、小型大容量の記憶部２９ａを備えた場合に実施可能であり、表示システム１ａの構成をさらにシンプルにすることができる。

【0115】

＜変形例２＞
図１５は、本形態の別の変形例に係る表示システム１ｂの構成ブロック図である。表示システム１ｂは、スキャナ２と、アイウェア装置４と、処理ＰＣ６ｂと、サーバ８とを備える。サーバ８は、少なくとも、通信部８１、演算処理部８２、および記憶部８３を備える。

【0116】

本変形例では、ＣＡＤ設計データ６６１が、処理ＰＣ６ｂのＰＣ記憶部６６ではなく、サーバ８の記憶部８３に保存されている。処理ＰＣ６ｂは、本実施の形態に係る、動作フローのステップＳ１０４，Ｓ２０４において、必要な箇所のＣＡＤ設計データ６６１を、ＰＣ通信部６３を介してサーバ８から取得する。本変形例において、ＰＣ６ｂの演算処理部６０がデータ処理装置であり、サーバ８の記憶部８３が記憶装置である。

【0117】

これにより、処理ＰＣ６ｂのＰＣ記憶部６６の負担を軽減することができる。

【0118】

＜変形例３＞
図１６は、本実施の形態のさらに別の変形例に係る表示システム１ｃの構成ブロック図である。表示システム１ｃは、処理ＰＣ６を備えず、スキャナ２と、アイウェア装置４と、サーバ８ｃを備える。表示システム１ｃでは、ＰＣ記憶部６６ではなく、サーバ８ｃの記憶部８３がＣＡＤ設計データ６６１を保存している。

【0119】

また、処理ＰＣ６に代えて、サーバ８ｃの演算処理部８２ｃが、同期計測部６０１および観測データ予測算出部６０２を備える。すなわち、本変形例において、サーバ８ｃの演算処理部８２ｃがデータ処理装置であり、サーバ８ｃの記憶部８３が記憶装置である。

【0120】

これにより、ステップＳ１０１～１０３、Ｓ２０１～Ｓ２０３、ステップＳ１０６の演算処理を高速化することができる。

【0121】

＜変形例４＞
図１７は、本実施の形態のさらに別の変形例に係る表示システム１ｄの構成ブロック図である。表示システム１ｄは、表示システム１のアイウェア装置４に代えて、アイウェア装置４ｄを備える。

【0122】

アイウェア装置４ｄは、アイウェア装置４と概略同じ構成を備えるが、さらに、視線センサ４９を備える。また、アイウェア装置４ｄは器械点設定部４３１に代えて器械点設定部４３１ｄを備える。

【0123】

視線センサ４９は、ディスプレイ４１の後ろ側（アイウェア装置４を装着する作業者の顔側）に設けられている。視線センサ４９は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等のイメージセンサである。視線センサ４９は、作業者の目頭位置と虹彩位置の位置関係に基づいて作業者の視線を検出する。

【0124】

器械点設定部４３１ｄは、視線センサ４９でディスプレイ４１における作業者の視線の位置を次の器械点として設定し、次の器械点の座標を算出する。

【0125】

具体的には、ステップＳ１０５では、器械点設定モードを選択すると、作業者は、視線を次の器械点に向ける。器械点設定部４３１ｄは、作業者が、まばたきを一度することで、ディスプレイ４１における、直前の視点の位置を次の器械点として仮指定する。

【0126】

また、ステップＳ１０８で、作業者が、ディスプレイ４１上に表示された観測データ予測ＤＰを目視で確認して、仮指定した点を次の器械点に設定するかどうかを判断し、測定領域に満足する場合（Ｙｅｓ）、作業者がまばたきを２回すること、ステップＳ１０９に移行して、器械点設定部４３１が次の器械点を確定する。作業者が、仮指定した点に満足できない場合（Ｎｏ）、作業者が一定時間目を閉じることで、仮指定状態をリセットする。

【0127】

このようにすると、作業者は、視点を変える、目を閉じるという動作を行うだけで次の器械点の設定を行うことができ、操作が容易である。

【0128】

＜変形例５＞
図１８は、本実施の形態のさらに別の変形例に係る表示システム１ｅの構成ブロック図である。表示システム１ｅは、表示システム１の構成に加えて、モーションキャプチャ装置７を備える。また、処理ＰＣ６ｅは、同期計測部６０１に代えて、同期計測部６０１ｅを備える。

【0129】

モーションキャプチャ装置７は、いわゆる磁気式のモーションキャプチャ装置である。モーションキャプチャ装置７は、処理ＰＣ６との通信を可能とする通信部７１と、作業者の手指に装着されるデバイスである複数の磁気式３次元位置姿勢センサ７２と、３次元位置姿勢センサ７２で検出された信号を作業者の動作情報として、時系列で処理ＰＣ６に出力する信号処理部７３とを備える。３次元位置姿勢センサ７２としては、例えば、特開２００７－２３６６０２号公報に開示された磁気式位置姿勢センサを用いた手指用モーションキャプチャ装置が好適である。

【0130】

モーションキャプチャ装置７は、複数の３次元位置姿勢センサ７２を柔軟性のあるグローブに配置したものであり、手指の繊細な動きを検出することが出来るようになっている。

【0131】

モーションキャプチャ装置７は、図１９（Ａ）に示すように、例えば人差し指の先端に位置するセンサ７２ａの中心を原点と仮定して、信号処理部７３の固定基準点から見たそれらの位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）およびＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周りの回転角から求められる姿勢を示すオイラー角の情報が得る。なお、Ｚ軸は、図１９（Ａ）における、ＸＹ平面の原点を通り、ＸＹ平面に直交する軸である。

【0132】

また、同期計測部６０１ｅは、同期計測部６０１の機能に加えて、モーションキャプチャ装置７から受信する位置・方向に関する情報を同期させたスキャナ２、ＣＡＤ設計データ６６１およびアイウェア装置４の座標空間と一致するように変換して管理する。

【0133】

また、モーションキャプチャ装置７の同期は、基準点にモーションキャプチャ装置７を装着した、作業者の人差し指の先端を配置し、人差し指の先端をスキャナ２等の基準方向に一致するように向けて、位置座標およびオイラー角を０とする。

【0134】

アイウェア装置４は、モーションキャプチャ装置７で取得された手指を、ディスプレイ４１上に表示可能に構成されている。

【0135】

そして、ステップＳ１０５の器械点設定モードにおいて、図１９（Ｂ）に示す様に、ディスプレイ４１の表示上で、人指し指の先端で次の器械点にしたい点を指し示すことで、器械点を指定するようにしてもよい。

【0136】

このようにすると、作業者が、指定する点を指で指し示すという簡単な動作で次の器械点の仮指定を行うことができるので、操作が容易である。

【0137】

以上、本発明の好ましい実施の形態について述べたが、上記の実施の形態は本発明の一例であり、これらを当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0138】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ ：表示システム
２，２ａ ：スキャナ
２６ａ ：演算処理部（データ処理装置）
２６１ ：点群データ取得部
２９ａ ：記憶部（記憶装置）
３１ ：（スキャナ）通信部
４ ：アイウェア装置
４１ ：ディスプレイ
４３１ ：器械点設定部
４４ ：（アイウェア装置）通信部
４５ ：相対位置検出センサ
４６ ：相対方向検出センサ
６，６ｂ，６ｃ ：処理ＰＣ
６０，１６０ ：演算処理部（データ処理装置）
６０１ ：同期計測部
６０２ ：観測データ予測算出部
６３ ：ＰＣ通信部
６６ ：ＰＣ記憶部
６６１ ：ＣＡＤ設計データ
８１ ：（サーバ）通信部
８２ ：演算処理部（データ処理装置）
Ｅ１ ：第１の領域
Ｅ２ ：第２の領域

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】