特許 7591910 測量装置及び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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-21

(45)【発行日】2024-11-29

(54)【発明の名称】測量装置及び測量方法及び測量プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01C 15/00 20060101AFI20241122BHJP

【ＦＩ】

G01C15/00 103E

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020195717

(22)【出願日】2020-11-26

(65)【公開番号】P2022084096

(43)【公開日】2022-06-07

【審査請求日】2023-11-07

(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】100083563

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 祥二

(72)【発明者】

【氏名】大友 文夫

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 剛

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 薫

【審査官】山▲崎▼ 和子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０４１９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１１５１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２７０１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０２９６０７５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｃ １／００－１５／１４

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

Ｇ０１Ｓ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象の測定を行う測量装置であって、基準光軸を有する測量装置本体と、該測量装置本体と通信可能な操作パネルとを具備し、前記測量装置本体は、測距光を照射し、反射測距光を受光して前記測定対象迄の距離と反射強度を測定する測距部と、前記基準光軸に対して前記測距光を偏向する光軸偏向部と、前記測距光の射出方向を検出する射出方向検出部と、前記基準光軸と所定の関係で前記測定対象を含む観察画像を取得する測定方向撮像部と、演算制御部とを有し、前記操作パネルは、操作部と、表示部と、演算部とを有し、前記演算制御部は、前記射出方向検出部に前記測距光の射出方向を検出させながら前記光軸偏向部に所定のスキャンパターンでスキャンさせ、メッシュパターン軌跡を形成し、該メッシュパターン軌跡に沿って前記測距部に前記測定対象を測定させ、前記演算部或は前記演算制御部は、前記測定方向撮像部で撮像された観察画像上に前記メッシュパターン軌跡と重ね合せてオーバレイ画像を作成して前記表示部に表示させ、表示された前記オーバレイ画像上で前記測定対象の稜線や輪郭に沿って描写された直線と、前記メッシュパターン軌跡との交点又は交点に最も近い点を少なくとも２点を選択し、又は前記オーバレイ画像上で前記測定対象の稜線や輪郭に沿って描写された曲線と、前記メッシュパターン軌跡との交点又は交点に最も近い点を少なくとも３点を選択し、前記メッシュパターン軌跡の測定結果に基づき前記交点の３次元座標を演算し、該３次元座標から前記直線又は前記曲線の式を演算する様構成された測量装置。

【請求項2】

前記演算部或は前記演算制御部は、前記メッシュパターン軌跡に沿って得られた各測定結果に対して微分処理して閾値と比較し変化点を抽出する変化点検出処理を実行し、前記変化点に直線又は曲線をフィッティングさせる様構成された請求項１に記載の測量装置。

【請求項3】

前記スキャンパターンは、前記メッシュパターン軌跡が所定の間隔で互いに交差し、前記メッシュパターン軌跡のメッシュの１辺の長さは前記測定対象迄の距離が１０ｍである時に１５ｃｍ程度となる様に設定される請求項１又は請求項２に記載の測量装置。

【請求項4】

前記測量装置本体の水平に対する傾斜を検出する姿勢検出器を更に具備し、前記演算制御部は、前記姿勢検出器の検出結果に基づき前記メッシュパターン軌跡に沿って得られた測定点の鉛直方向の高さを演算する様構成された請求項１～請求項３のうちのいずれか１項に記載の測量装置。

【請求項5】

前記オーバレイ画像中に不要領域が指定され、前記演算部或は前記演算制御部は測定結果の中から前記不要領域内の測定結果を削除する様構成された請求項１～請求項３のうちのいずれか１項に記載の測量装置。

【請求項6】

前記オーバレイ画像中に測定領域が指定され、前記演算部或は前記演算制御部は前記測定領域の測定結果に基づき該測定領域の傾斜やうねりを測定する様構成された請求項１～請求項４のうちのいずれか１項に記載の測量装置。

【請求項7】

前記測量装置本体は、前記姿勢検出器の検出結果に基づき、前記測量装置本体の高さを基準とした水平及び鉛直に対する傾斜角を演算し、該傾斜角に基づき前記オーバレイ画像中に水平線及び鉛直線を描写し、前記水平線及び鉛直線に沿って得られた測定結果に基づき前記測定対象の水平断面及び鉛直断面を測定する様構成された請求項４に記載の測量装置。

【請求項8】

基準光軸を有する測量装置本体と、該測量装置本体と通信可能な操作パネルとを具備し、前記測量装置本体は、測距光を照射し、反射測距光を受光して測定対象迄の距離と反射強度を測定する測距部と、前記基準光軸に対して前記測距光を偏向する光軸偏向部と、前記測距光の射出方向を検出する射出方向検出部と、前記基準光軸と所定の関係で前記測定対象を含む観察画像を取得する測定方向撮像部と、演算制御部とを有し、前記操作パネルは、操作部と、表示部と、演算部とを有し、前記測定対象の測定を行う測量装置であって、前記射出方向検出部に前記測距光の射出方向を検出させながら前記光軸偏向部に所定のスキャンパターンでスキャンさせ、メッシュパターン軌跡を形成する工程と、該メッシュパターン軌跡に沿って前記測距部に前記測定対象を測定させる工程と、前記測定方向撮像部で撮像された観察画像上に前記メッシュパターン軌跡と重ね合せてオーバレイ画像を作成する工程と、該オーバレイ画像上で前記測定対象の稜線や輪郭に沿って描写された直線と、前記メッシュパターン軌跡との交点又は交点に最も近い点を少なくとも２点選択し、又は前記オーバレイ画像上で前記測定対象の稜線や輪郭に沿って描写された曲線と、前記メッシュパターン軌跡との交点又は交点に最も近い点を少なくとも３点を選択し、前記メッシュパターン軌跡の測定結果に基づき前記交点の３次元座標を演算し、該３次元座標から前記直線又は前記曲線の式を演算する工程とを有する測量方法。

【請求項9】

請求項１に記載の測量装置に於いて、前記演算部或は前記演算制御部に請求項８の各工程を実行させる測量プログラム。

【請求項10】

前記演算部或は前記演算制御部に、更に前記メッシュパターン軌跡に沿って得られた各測定結果に対して微分処理して閾値と比較し変化点を抽出する変化点検出処理を実行させ、前記変化点に直線又は曲線に対するフィッティングを実行させる請求項９に記載の測量プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、形状測定が可能な測量装置及び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】

測量装置を用いて測量（３次元形状や３次元座標の測定）を実施する場合、測定対象の方向角と距離を測定する必要があり、３次元レーザスキャナが用いられることが多い。

【0003】

３次元レーザスキャナにより測定対象の３次元形状を測定する場合、詳細な形状測定を行う為にはスキャン密度（点群密度）を高くする必要がある。この為、測定の際には不必要なデータが大量に取得されるので、データ処理の効率が悪かった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１０９１５４号公報

【文献】特開２０１９－１９４５３５号公報

【文献】特開２０１６－１６１４１１号公報

【文献】特開２０１６－１５１４２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、効率よく測定対象の形状測定を可能とする測量装置及び測量方法及び測量プログラムを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、基準光軸を有する測量装置本体と、該測量装置本体と通信可能な操作パネルとを具備し、前記測量装置本体は、測距光を照射し、反射測距光を受光して測定対象迄の距離と反射強度を測定する測距部と、前記基準光軸に対して前記測距光を偏向する光軸偏向部と、前記測距光の射出方向を検出する射出方向検出部と、前記測定対象を含み、前記基準光軸と所定の関係で観察画像を取得する測定方向撮像部と、演算制御部とを有し、前記操作パネルは、操作部と、表示部と、演算部とを有し、前記演算制御部は、前記射出方向検出部に前記測距光の射出方向を検出させながら前記光軸偏向部に所定のスキャンパターンでスキャンさせ、該スキャンパターンの軌跡に沿って前記測距部に前記測定対象を測定させ、前記演算部或は前記演算制御部は、前記測定方向撮像部で撮像された観察画像上に前記軌跡と重ね合せてオーバレイ画像を作成して前記表示部に表示させ、表示された前記オーバレイ画像上で前記測定対象の稜線や輪郭に沿って描写された直線又は曲線と、前記スキャンパターンの軌跡の交点又は交点に最も近い点の測定結果に基づき、前記直線又は曲線の式を演算する様構成された測量装置に係るものである。

【0007】

又本発明は、前記演算部或は前記演算制御部は、前記直線と前記軌跡との交点から少なくとも２点を選択し、前記曲線と前記軌跡との交点から少なくとも３点を選択する様構成された測量装置に係るものである。

【0008】

又本発明は、前記演算部或は前記演算制御部は、前記軌跡に沿って得られた各測定結果に対して変化点検出処理を実行し、予め設定された変化状態を変化点としてそれぞれ抽出し、該変化点に直線又は曲線をフィッティングさせる様構成された測量装置に係るものである。

【0009】

又本発明は、前記スキャンパターンは、前記軌跡が所定の間隔で互いに交差し、該間隔が前記測定対象の曲率より小さく設定される様構成された測量装置に係るものである。

【0010】

又本発明は、前記測量装置本体の水平に対する傾斜を検出する姿勢検出器を更に具備し、前記演算制御部は、前記姿勢検出器の検出結果に基づき前記軌跡に沿って得られた測定点の鉛直方向の高さを演算する様構成された測量装置に係るものである。

【0011】

又本発明は、前記オーバレイ画像中に不要領域が指定され、前記演算部或は前記演算制御部は測定結果の中から前記不要領域内の測定結果を削除する様構成された測量装置に係るものである。

【0012】

又本発明は、前記オーバレイ画像中に測定領域が指定され、前記演算部或は前記演算制御部は前記測定領域の測定結果に基づき該測定領域の傾斜やうねりを測定する様構成された測量装置に係るものである。

【0013】

又本発明は、基準光軸を有する測量装置本体と、該測量装置本体と通信可能な操作パネルとを具備し、前記測量装置本体は、測距光を照射し、反射測距光を受光して測定対象迄の距離と反射強度を測定する測距部と、前記基準光軸に対して前記測距光を偏向する光軸偏向部と、前記測距光の射出方向を検出する射出方向検出部と、前記測定対象を含み、前記基準光軸と所定の関係で観察画像を取得する測定方向撮像部と、演算制御部とを有し、前記操作パネルは、操作部と、表示部と、演算部とを有する測量装置であって、前記射出方向検出部に前記測距光の射出方向を検出させながら前記光軸偏向部に所定のスキャンパターンでスキャンさせる工程と、前記スキャンパターンの軌跡に沿って前記測距部に前記測定対象を測定させる工程と、前記測定方向撮像部で撮像された観察画像上に前記軌跡と重ね合せてオーバレイ画像を作成する工程と、該オーバレイ画像上で前記測定対象の稜線や輪郭に沿って描写された直線又は曲線と、前記スキャンパターンの軌跡の交点又は交点に最も近い点の測定結果に基づき、前記直線又は曲線の式を演算する工程とを有する測量方法に係るものである。

【0014】

又本発明は、上記の測量装置に於いて、該演算部或は前記演算制御部に上記の各工程を実行させる測量プログラムに係るものである。

【0015】

更に又本発明は、前記演算部或は前記演算制御部に、更に前記軌跡に沿って得られた各測定結果に対して変化点検出処理を実行させ、予め設定された変化状態を変化点としてそれぞれ抽出させ、該変化点に直線又は曲線に対するフィッティングを実行させる測量プログラムに係るものである。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、基準光軸を有する測量装置本体と、該測量装置本体と通信可能な操作パネルとを具備し、前記測量装置本体は、測距光を照射し、反射測距光を受光して測定対象迄の距離と反射強度を測定する測距部と、前記基準光軸に対して前記測距光を偏向する光軸偏向部と、前記測距光の射出方向を検出する射出方向検出部と、前記測定対象を含み、前記基準光軸と所定の関係で観察画像を取得する測定方向撮像部と、演算制御部とを有し、前記操作パネルは、操作部と、表示部と、演算部とを有し、前記演算制御部は、前記射出方向検出部に前記測距光の射出方向を検出させながら前記光軸偏向部に所定のスキャンパターンでスキャンさせ、該スキャンパターンの軌跡に沿って前記測距部に前記測定対象を測定させ、前記演算部或は前記演算制御部は、前記測定方向撮像部で撮像された観察画像上に前記軌跡と重ね合せてオーバレイ画像を作成して前記表示部に表示させ、表示された前記オーバレイ画像上で前記測定対象の稜線や輪郭に沿って描写された直線又は曲線と、前記スキャンパターンの軌跡の交点又は交点に最も近い点の測定結果に基づき、前記直線又は曲線の式を演算する様構成されたので、取得されるデータ量の低減が図れると共に、測定時間の短縮を図ることができる。

【0017】

又本発明によれば、基準光軸を有する測量装置本体と、該測量装置本体と通信可能な操作パネルとを具備し、前記測量装置本体は、測距光を照射し、反射測距光を受光して測定対象迄の距離と反射強度を測定する測距部と、前記基準光軸に対して前記測距光を偏向する光軸偏向部と、前記測距光の射出方向を検出する射出方向検出部と、前記測定対象を含み、前記基準光軸と所定の関係で観察画像を取得する測定方向撮像部と、演算制御部とを有し、前記操作パネルは、操作部と、表示部と、演算部とを有する測量装置であって、前記射出方向検出部に前記測距光の射出方向を検出させながら前記光軸偏向部に所定のスキャンパターンでスキャンさせる工程と、前記スキャンパターンの軌跡に沿って前記測距部に前記測定対象を測定させる工程と、前記測定方向撮像部で撮像された観察画像上に前記軌跡と重ね合せてオーバレイ画像を作成する工程と、該オーバレイ画像上で前記測定対象の稜線や輪郭に沿って描写された直線又は曲線と、前記スキャンパターンの軌跡の交点又は交点に最も近い点の測定結果に基づき、前記直線又は曲線の式を演算する工程とを有するので、取得されるデータ量の低減が図れると共に、測定時間の短縮を図ることができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１の実施例を示す概略図である。

【図2】測量装置本体を示す概略ブロック図である。

【図3】操作パネルの概略ブロック図である。

【図4】観察画像とメッシュパターンの軌跡とを重ね合せたオーバレイ画像を示す説明図である。

【図5】本発明の第１の実施例に係る形状測定を説明する説明図である。

【図6】本発明の第２の実施例に係る形状測定を説明する説明図である。

【図7】本発明の第２の実施例に係る形状測定を説明するフローチャートである。

【図8】本発明の第３の実施例に係る形状測定を説明する説明図である。

【図9】（Ａ）は水平線を用いた鉛直断面を測定する場合の説明図であり、（Ｂ）は鉛直線を用いた水平断面を測定する場合の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

【0020】

図１は本発明の実施例の概略を示す図であり、図１中、１はモノポール支持方式の測量装置、２は測定対象を示す。

【0021】

前記測量装置１は、主に、一脚（モノポール）３、該一脚３の上端に設けられた測量装置本体４、前記一脚３の適宜位置に、例えば測定作業者が立ち姿勢で操作し易い位置に、操作パネル７が設けられる。

【0022】

該操作パネル７は、前記一脚３に対して固定的に設けられてもよく、或は着脱可能であってもよい。前記操作パネル７が前記一脚３に取付けられた状態で操作可能である。又、前記操作パネル７を前記一脚３から分離し、該操作パネル７単体で操作可能としてもよい。該操作パネル７と前記測量装置本体４とは、有線、無線等各種通信手段を介してデータ通信が可能となっている。

【0023】

又、前記一脚３の前記操作パネル７より下方の位置に１本の補助脚６が折畳み可能に取付けられている。

【0024】

前記一脚３の下端は尖端となっており、該下端は基準点Ｒ（測定の基準となる点）に設置される。又、前記一脚３の下端から前記測量装置本体４の機械中心（測量装置本体４に於ける測定の基準となる点）迄の距離は既知となっている。

【0025】

前記測量装置本体４の光学系は、およそ水平方向に延出する基準光軸Ｏを有し、該基準光軸Ｏは前記一脚３の軸心Ｐと直交する線に対して所定角度下方に傾斜する様に設定される。従って、前記一脚３が鉛直に設定されると前記基準光軸Ｏは水平に対して前記所定角度下方に傾斜する。

【0026】

前記補助脚６は、上端で前記一脚３に折畳み可能に連結され、前記補助脚６は折畳み状態では、前記一脚３と密着し、密着した状態を保持する様なロック機構（図示せず）が設けられる。或は簡易的に前記一脚３と前記補助脚６とを束ねるバンド（図示せず）が設けられてもよい。前記補助脚６が折畳まれた状態で、作業者が一脚３を把持し、測定を実行できる。

【0027】

前記補助脚６は、上端を中心に所定の角度回転し、前記一脚３から離反させることが可能となっており、離反させた位置で固定可能となっている。前記補助脚６を使用することで、前記測量装置本体４は該補助脚６と前記一脚３との２点支持となり、前記測量装置本体４の支持は安定し、前記測量装置本体４による測定の安定性が向上する。尚、前記補助脚６は、１本の場合を説明したが２本であってもよい。この場合、前記一脚３は自立可能となる。

【0028】

前記測量装置本体４は、測距部２４（後述）、測定方向撮像部２１（後述）を有している。前記測距部２４の光学系の基準光軸が前記基準光軸Ｏである。前記測定方向撮像部２１の測定方向光軸６１は前記基準光軸Ｏに対して所定角ずれた関係となっており、又前記測定方向撮像部２１と前記測距部２４との距離及び位置関係は既知となっている。前記測距部２４と前記測定方向撮像部２１は前記測量装置本体４の筐体内部に収納されている。

【0029】

図２を参照して、前記測量装置本体４の概略構成を説明する。

【0030】

該測量装置本体４は、測距光射出部１１、受光部１２、測距演算部１３、演算制御部１４、第１記憶部１５、撮像制御部１６、画像処理部１７、第１通信部１８、光軸偏向部１９、姿勢検出器２０、前記測定方向撮像部２１、射出方向検出部２２、モータドライバ２３を具備し、これらは筐体２５に収納され、一体化されている。尚、前記測距光射出部１１、前記受光部１２、前記測距演算部１３、前記光軸偏向部１９等は、測距部２４を構成する。

【0031】

前記測距光射出部１１は、射出光軸２６を有し、該射出光軸２６上に発光素子２７、例えばレーザダイオード（ＬＤ）が設けられている。又、前記射出光軸２６上に投光レンズ２８が設けられている。更に、前記射出光軸２６上に設けられた偏向光学部材としての第１反射鏡２９と、受光光軸３１（後述）上に設けられた偏向光学部材としての第２反射鏡３２とによって、前記射出光軸２６は、前記受光光軸３１と合致する様に偏向される。前記第１反射鏡２９と前記第２反射鏡３２とで射出光軸偏向部が構成される。

【0032】

前記測距演算部１３は前記発光素子２７を発光させ、前記発光素子２７はレーザ光線を発する。前記測距光射出部１１は、前記発光素子２７から発せられたレーザ光線を測距光３３として射出する。尚、レーザ光線としては、連続光或はパルス光、或は特許文献３に示される断続変調光のいずれが用いられてもよい。

【0033】

前記受光部１２について説明する。該受光部１２には、測定対象２からの反射測距光３４が入射する。前記受光部１２は、前記受光光軸３１を有し、該受光光軸３１には、前記第１反射鏡２９、前記第２反射鏡３２によって偏向された前記射出光軸２６が合致する。尚、該射出光軸２６と前記受光光軸３１とが合致した状態を測距光軸３５とする。

【0034】

前記基準光軸Ｏ上に前記光軸偏向部１９が配設される。該光軸偏向部１９の中心を透過する真直な光軸は、前記基準光軸Ｏとなっている。該基準光軸Ｏは、前記光軸偏向部１９によって偏向されなかった時の前記射出光軸２６又は前記受光光軸３１又は前記測距光軸３５と合致或は所定の関係となっている。

【0035】

前記反射測距光３４が前記光軸偏向部１９を透過し、入射した前記受光光軸３１上に結像レンズ３８が配設される。又、前記受光光軸３１上に受光素子３９、例えばアバランシフォトダイオード（ＡＰＤ）が設けられている。前記結像レンズ３８は、前記反射測距光３４を前記受光素子３９に結像する。該受光素子３９は、前記反射測距光３４を受光し、受光信号を発生し、前記測距演算部１３に入力される。該測距演算部１３は前記演算制御部１４の制御に従って前記発光素子２７を発光させ、受光信号との往復時間と光速に基づき前記測定対象２迄の測距値を求める。又、受光信号には前記反射測距光３４を受光した際の受光強度の情報も含んでおり、前記演算制御部１４によって、前期測距値のデータと共に反射強度データとして前記第１記憶部１５に格納される。

【0036】

前記第１通信部１８は、前記測定方向撮像部２１で取得した画像データ、前記画像処理部１７で処理された画像データ、前記測距部２４が取得した測距データ、或は前記第１記憶部１５に格納されたデータを前記操作パネル７に送信し、更に該操作パネル７からの操作コマンドを受信する。

【0037】

前記第１記憶部１５には、撮像の制御プログラム、画像処理プログラム、測距プログラム、表示プログラム、通信プログラム、操作コマンド作成プログラム、前記姿勢検出器２０からの姿勢検出結果に基づき前記一脚３の傾斜角、傾斜方向を演算し、更に傾斜角の鉛直成分（前記一脚３の測定対象２に対する前後方向の傾斜角）、傾斜角の水平成分（前記一脚３の測定対象２に対する左右方向の傾斜角）を演算する傾斜角演算プログラム、前記測距光３３によるスキャンの密度を制御する為のスキャン制御プログラム、前記光軸偏向部１９の偏向作動を制御する為の偏向制御プログラム、回転前後の画像をマッチングするマッチングプログラム、回転前後の画像を合成する合成プログラム、回転前後の画像に基づき回転角を演算する回転角演算プログラム、１つの測定位置での１周期のスキャン中に前記測量装置本体４が動いたかどうかを確認する確認プログラム、各種演算を実行する演算プログラム等の各種プログラムが格納される。又、測距データ、反射強度データ、測角データ、傾斜角データ、画像データ等の各種データが格納される。

【0038】

前記演算制御部１４は、前記測量装置本体４の作動状態に応じて、前記各種プログラムを展開し、画像と測定データ（測距データ、反射強度データ、測角データ）との関連付け等を実行する。

【0039】

前記光軸偏向部１９について説明する。

【0040】

該光軸偏向部１９は、一対のディスクプリズム４１，４２から構成される。該ディスクプリズム４１，４２は、それぞれ同径の円板形であり、前記基準光軸Ｏと直交して同心に配置され、所定間隔で平行に配置されている。前記ディスクプリズム４１は、光学ガラスにて成形され、平行に配置された３つの三角プリズムを有している。同様に、前記ディスクプリズム４２も、光学ガラスにて成形され、平行に配置された３つの三角プリズムを有している。尚、前記ディスクプリズム４１を構成する三角プリズムと、前記ディスクプリズム４２を構成する前記三角プリズムは、全て同一偏角の光学特性を有している。

【0041】

各三角プリズムの幅、形状は全て同じでもよく、或は異なっていてもよい。尚、中心に位置する前記三角の幅は、前記測距光３３のビーム径よりも大きくなっており、該測距光３３は中心に位置する三角プリズムのみを透過する様になっている。中心以外に位置する三角プリズムについては、多数の小さい三角プリズムで構成してもよい。

【0042】

更に、中心の前記三角プリズムについては、光学ガラス製とし、中心以外の前記三角プリズムについては、光学プラスチック製としてもよい。

【0043】

前記光軸偏向部１９の中央部（中心の前記三角プリズム）は、前記測距光３３が透過し、射出される測距光偏向部となっている。前記光軸偏向部１９の中央部を除く部分（中心の前記三角プリズムの両端部及び中心以外の前記三角プリズム）は、前記反射測距光３４が透過し、入射する反射測距光偏向部となっている。

【0044】

前記ディスクプリズム４１，４２は、それぞれ前記基準光軸Ｏを中心に独立して個別に回転可能に配設されている。前記ディスクプリズム４１，４２は、回転方向、回転量、回転速度が独立して制御されることで、射出される前記測距光３３の前記射出光軸２６を任意の方向に偏向し、又受光される前記反射測距光３４の前記受光光軸３１を前記射出光軸２６と平行に偏向する。

【0045】

前記ディスクプリズム４１の外周にはリングギア４５が嵌設され、駆動ギア４７を介してモータ４８により回転駆動される。同様に、ディスクプリズム４２の外周にはリングギア４６が嵌設され、駆動ギア４９を介してモータ５０により回転駆動される。

【0046】

前記モータ４８，５０は、回転角を検出できるモータ、或は駆動入力値に対応した回転をするモータ、例えばパルスモータが用いられる。或は、モータの回転量（回転角）を検出する回転角検出器、例えばエンコーダ等を用いて前記モータ４８，５０の回転量を検出してもよい。該モータ４８，５０の回転量がそれぞれ検出され、前記モータドライバ２３により前記モータ４８，５０が個別に制御されるので、前記測距光３３のスキャン軌跡を任意の２次元パターンでスキャンすることができる。

【0047】

該２次元パターンでスキャンとしては、例えば特許文献２に開示された花びら模様のスキャンパターンを用いたスキャン（以後花びらスキャン）も可能である。又、前記花びらスキャンの一周期は一連の軌跡を作り、メッシュ状のパターン軌跡（以後メッシュパターン軌跡）を形成することができる。該メッシュパターン軌跡のメッシュサイズは前記モータ４８，５０の回転比によって決まる（例えば双方の回転が逆回転で３～４倍の比率）。

【0048】

尚、メッシュパターン軌跡は、一周期分の花びらスキャン軌跡を複数回分合成してもよく、複数のスキャンパターンを組合わせてもよい。例えば、花びらスキャンを一周期実行する毎に、所定のステップ角だけ前記ディスクプリズム４１，４２を回転させる処理を繰返すことで、高密度のメッシュパターン軌跡を得ることができる。

【0049】

前記射出方向検出部２２は、前記モータ４８，５０に入力する駆動パルスをカウントすることで、前記モータ４８，５０の回転角を検出する。或は、エンコーダからの信号に基づき、前記モータ４８，５０の回転角を検出する。又、前記射出方向検出部２２は、前記モータ４８，５０の回転角に基づき、前記ディスクプリズム４１，４２の回転位置を演算する。

【0050】

更に、前記射出方向検出部２２は、前記ディスクプリズム４１，４２の屈折率と、該ディスクプリズム４１，４２を一体とした時の回転位置、両ディスクプリズム４１，４２間の相対回転角とに基づき、各パルス光毎の前記測距光３３の前記基準光軸Ｏに対する偏角、射出方向をリアルタイムで演算する。演算結果（測角結果）は、測距結果に関連付けられて前記演算制御部１４を介して第１記憶部１５に格納される。

【0051】

前記姿勢検出器２０は、前記測量装置本体４の水平、又は鉛直に対する傾斜角を検出し、検出結果は前記演算制御部１４に入力される。又、前記姿勢検出器２０として、チルトセンサ等の傾斜検出器が用いられ、更に、特許文献４に開示された姿勢検出器を使用することができる。

【0052】

前記測定方向撮像部２１は、前記測量装置本体４の前記基準光軸Ｏと平行な前記測定方向光軸６１と、該測定方向光軸６１に配置された撮像レンズ６２とを有している。前記測定方向撮像部２１は、前記ディスクプリズム４１，４２による最大偏角と略等しい、例えば５０°～６０°の画角を有するカメラである。

【0053】

又、前記測定方向撮像部２１は、静止画像又は連続画像或は動画像がリアルタイムで取得可能である。本実施例では、前記画像は前記操作パネル７の前記表示部６８に静止画像の観察画像として表示される。

【0054】

尚、前記測定方向撮像部２１の撮像素子６３は、画素の集合体であるＣＣＤ、或はＣＭＯＳセンサであり、各画素は前記撮像素子６３上での位置が特定できる様になっている。例えば、各画素は、前記測定方向光軸６１を原点とした画素座標を有し、該画素座標によって前記撮像画像素子６３上での位置が特定される。又、前記測定方向光軸６１と前記基準光軸Ｏとの関係（距離）が既知であるので、前記測距部２４による測定位置と前記撮像素子６３上での位置（画素）との相互関連付けが可能である。前記撮像素子６３から出力される画像信号は、前記撮像制御部１６を介して前記第１記憶部１５に格納、或は前記画像処理部１７に入力される。

【0055】

前記撮像制御部１６は、前記測定方向撮像部２１の撮像を制御する。前記撮像制御部１６は、前記測定方向撮像部２１が前記動画像、又は連続画像を撮像する場合に、前記動画像、又は連続画像を構成するフレーム画像を取得するタイミングと、前記測量装置本体４でスキャンし測距するタイミングとの同期を取っている。

【0056】

前記操作パネル７について図３を参照して略述する。

【0057】

該操作パネル７は、上記した様に、前記一脚３に対して固定的に設けられてもよく、或は着脱可能であってもよい。又、着脱可能な場合は、前記操作パネル７を前記一脚３から取外し、前記操作パネル７単体の状態で、作業者が保持し、操作可能としてもよい。

【0058】

前記操作パネル７は、主に演算部６５、第２記憶部６６、前記第２通信部６７、前記表示部６８、操作部６９を具備している。尚、前記表示部６８をタッチパネルとし、該表示部６８に前記操作部６９を兼用させてもよい。前記表示部６８をタッチパネルとした場合には、前記操作部６９は省略することができる。

【0059】

前記第２記憶部６６には、前記測量装置本体４との間で通信を行う為の通信プログラム、前記測定方向撮像部２１で取得した画像、前記測距部２４で測定した測定情報、前記姿勢検出器２０の検出結果（姿勢データ）等を前記表示部６８に表示させる為の表示プログラム、該表示部６８に表示された画像に対して直線や円等を書込む為の書込みプログラム、書込まれた直線や円と前記測距光３３のスキャン軌跡との交点を演算する為の交点演算プログラム、交点の演算結果に基づき直線や円の式を演算する為の演算プログラム、前記操作部６９で操作された情報から前記測量装置本体４へのコマンドを作成する為のコマンド作成プログラム等の各種プログラムが格納されている。又、前記第１記憶部１５に格納された測距データ、反射強度データ、測角データ、傾斜角データ、画像データ等の各種データは前記第１通信部１８と前記第２通信部６７を介して転送されて格納され、前記操作パネル７は測量装置本体４と分担或は分散処理を可能にしている。

【0060】

前記第２通信部６７は、前記第１記憶部１５に格納された各種のデータを前記演算制御部１４、前記第１通信部１８を経由して受信し、又、コマンドデータを送信する。

【0061】

前記表示部６８は、前記測量装置本体４の測定状態、距離、偏角、反射光量等の測定結果等を表示し、前記測定方向撮像部２１が取得した観察画像、或は前記画像処理部１７で画像処理された画像を表示する。又、前記表示部６８は、前記測定方向撮像部２１が取得した画像と前記測距光３３の前記花びらスキャンの軌跡（前記メッシュパターン軌跡７８）とを重ね合せたオーバレイ画像７９を表示可能である。

【0062】

本実施例では、特許文献２に示される測量装置と同様の測定作用により測定を実行する。前記測距光３３は前記基準光軸Ｏを中心とした所定のスキャンパターンによりスキャンされる。例えば、この時のスキャンパターンとして、前記花びらスキャンが適用される。又、前記基準光軸Ｏは前記測定方向撮像部２１が取得した観察画像の中心と所定関係となっている。従って、前記測距光軸３５は、前記観察画像上で、前記基準光軸Ｏを中心として所定のスキャンパターンを描く様に偏向される。

【0063】

尚、前記操作パネル７として、例えばスマートフォン、タブレットが用いられてもよく、ノートパソコンで代用してもよい。

【0064】

次に、図４、図５に於いて、第１の実施例に於ける前記測定対象２の形状測定について説明する。尚、以下の説明では、前記表示部６８が前記操作部６９を兼用する場合について説明している。

【0065】

図４は、前記表示部６８に表示された前記観察画像に、花びらスキャンによる前記メッシュパターン軌跡７８を重ねて表示させた前記オーバレイ画像７９を示している。尚、図４中では、該オーバレイ画像７９中に前記メッシュパターン軌跡７８が全て含まれる様に構成され、前記観察画像が所定のサイズに画像処理されている。

【0066】

又、該観察画像は、例えば前記測定対象２として室内を撮影したものであり、天井８２、床８３、柱８４、台８５、時計８６、窓８７、扉８８、照明８９、パネル９１等種々の部材が含まれている。

【0067】

前記メッシュパターン軌跡７８中には、前記測距光３３の軌跡で形成された複数の略ひし形状のメッシュ９２が形成される。ここで、前記測定対象２の物体形状は、人工的な物体であり、直線と曲線とから構成されている。従って、本実施例では、前記メッシュパターン軌跡７８のスキャン密度、即ち前記メッシュ９２の１辺のサイズは、前記測定対象２が有する曲線部の曲率より小さくなる様設定される。例えば、本実施例では、測定間隔（測定点密度）を通常のスキャナの全周スキャンと同程度（測距レートは数＋ＫＨｚ以上、例えば距離が１０ｍで測距間隔５ｍｍ以下）とし、前記測定対象２迄の距離が１０ｍである時に前記メッシュ９２の一辺の長さを１５ｃｍ程度となる様に設定している。

【0068】

作業者は、前記表示部６８中の前記オーバレイ画像７９を参照し、前記表示部６８を介して所望の部材の一部を選択する。或は、前記表示部６８を介して、前記メッシュパターン軌跡７８と直線である部屋や柱の角（稜線）や曲線である部材の輪郭等をなぞり、前記オーバレイ画像７９中に直線又は曲線を描写する。

【0069】

又、作業者は、前記メッシュパターン軌跡７８と描写した直線との交点のうち少なくとも２点、或は前記メッシュパターン軌跡７８と描写した曲線との交点のうち少なくとも３点を指定する。前記演算部６５は、指定された交点の前記オーバレイ画像７９中での位置と、前記メッシュパターン軌跡７８上の測定点の測定結果に基づき、指定された交点の３次元座標を演算する。尚、指定された交点と合致する測定点が存在しない場合には、前記交点に隣接する２つの測定点の３次元座標に基づき、前記交点の３次元座標を内挿により求めることができる。

【0070】

図５は、前記オーバレイ画像７９中の任意の位置に描写された直線又は曲線、及び前記メッシュパターン軌跡７８と直線又は曲線との交点を示している。例えば、前記柱８４の鉛直方向に延出する稜線の上部先端（始点）と下部先端（終点）を指定し、稜線に沿った直線９３を描写し、該直線９３と前記メッシュパターン軌跡７８との交点のうちの少なくとも ２点、即ち交点９４ａ，９４ｂを選択する。

【0071】

前記直線９３と前記交点９４ａ，９４ｂが選択されると、前記演算部６５は、前記交点９４ａ，９４ｂの３次元座標を演算すると共に、該交点９４ａ，９４ｂを結んだ直線の式、即ち前記直線９３の式を演算し、該直線９３の始点と終点を求める。尚、指定した前記交点９４ａ，９４ｂが実際の交点とずれていた場合には、前記演算部６５は、前記交点９４ａ，９４ｂと最も近い実際の交点を選択する。

【0072】

ここで、前記直線９３と前記メッシュパターン軌跡７８との交点のうちの少なくとも２点の選択に於いては、該直線９３中の始点と終点に最も近い前記メッシュパターン軌跡７８との交点としてもよい。又、前記直線９３と前記メッシュパターン軌跡７８との交点を多数点選択し、最小二乗法による直線フィッティングをして求めてもよい。

【0073】

又、作業者は、前記時計８６の輪郭に沿って曲線９５を描写し、該曲線９５と前記メッシュパターン軌跡７８との交点のうちの少なくとも３点、即ち交点９６ａ，９６ｂ，９６ｃを選択する。前記演算部６５は、前記交点９６ａ，９６ｂ，９６ｃの３次元座標を演算する。又、前記演算部６５は、該交点９６ａ，９６ｂ，９６ｃの３次元座標に基づき、長径及び短径を調整した楕円をフィッティングさせ、前記時計８６の輪郭の円又は楕円（前記曲線９５）の式を演算する。尚、前記曲線９５と前記メッシュパターン軌跡７８との交点を、多数点選択し、最小二乗法による円又は楕円フィッティングをして求めてもよく、或は曲線の式を求めてもよい。

【0074】

同様に、前記オーバレイ画像７９中の指定された全ての稜線及び輪郭に対して、直線又は曲線を順次描写し、前記メッシュパターン軌跡７８と直線との少なくとも２つの交点、前記メッシュパターン軌跡７８と曲線との少なくとも３つの交点を順次指定する。

【0075】

図５中では、直線９７と交点９８ａ，９８ｂ、直線９９と交点１０１ａ，１０１ｂ、直線１０２と交点１０３ａ，１０３ｂ、直線１０４と交点１０５ａ，１０５ｂ、直線１０６と交点１０７ａ，１０７ｂがそれぞれ描写され、指定されている。

【0076】

尚、描写した直線の一部は交差する。例えば、前記直線９３と前記直線９７、前記直線９９と前記直線１０６は交差する。前記直線９３と前記直線９７の交点１０８は、前記交点９４ａ，９４ｂの３次元座標に基づき求められた直線の式と、前記交点９８ａ，９８ｂの３次元座標に基づき求められた直線の式との交点を演算することで得られる。同様に、前記直線９９と前記直線１０６の交点１０９は、前記交点１０１ａ，１０１ｂの３次元座標に基づき求められた直線の式と、前記交点１０７ａ，１０７ｂの３次元座標に基づき求められた直線の式との交点を演算することで得られる。

【0077】

又、各直線の式が得られることで、障害物により測定できなかった交点、即ち前記オーバレイ画像７９中に存在していない交点についても演算することができる。例えば、図５中では、前記直線１０４と前記直線１０６の一部（波線）が前記台８５によって隠れ、前記直線１０４と前記直線１０６との交点も前記台８５によって隠れている。本実施例では、前記直線１０４と前記直線１０６の式が求められるので、演算により前記直線１０４と前記直線１０６との交点（推定交点）１１１を演算することができる。

【0078】

又、作業者は、前記オーバレイ画像７９中から所定の部材に含まれ、且つ前記メッシュパターン軌跡７８の内部に位置する１点を指定することができる。図５中では、前記天井８２に含まれる点１１２、前記照明８９に含まれる点１１３、前記床８３に含まれる点１１４がそれぞれ指定される。

【0079】

前記演算部６５は、前記点１１２，１１３，１１４の周辺に位置する前記メッシュパターン軌跡７８上の測定結果に基づき、内挿により前記点１１２，１１３，１１４の３次元座標を演算する。

【0080】

上記の処理により、前記測定対象２の柱や壁面間の境界、部材の輪郭や高さ等、種々のデータを測定することができ、前記測定対象２の形状を測定することができる。

【0081】

上述の様に、第１の実施例では、所定のスキャンパターンにより前記測定対象２を２次元スキャンし、作業者が前記表示部６８を介して前記測定対象２の直線又は曲線を前記オーバレイ画像７９に描写する。又、前記スキャンパターンと前記直線との少なくとも２点の交点、又は前記スキャンパターンと前記曲線との少なくとも３点の交点の３次元座標に基づき直線及び曲線を演算し、該直線及び曲線の演算結果に基づき前記測定対象２の形状を測定している。

【0082】

又、第１の実施例では、例えば前記測定対象２迄の距離を１０ｍ、１０ｍの位置でのスキャン上の測距間隔を５ｍｍ、前記メッシュ９２の１辺を１５ｃｍとした前記メッシュパターン軌跡７８により前記測定対象２をスキャンしている。

【0083】

従って、同一の条件で通常のレーザスキャナにより全周スキャンを実行し、形状測定を実行した場合と比べて、取得されるデータ量を１／３０程度迄低減することができる。更に、測定時間も大幅に短縮することができる。

【0084】

又、前記メッシュ９２の間隔を前記測定対象２が有する曲線部の曲率よりも小さくすることで、前記測定対象２の形状測定を実質的に正しく実行することができる。

【0085】

又、前記測定対象２の直線及び曲線と前記メッシュパターン軌跡７８との交点が演算されることで、直線及び曲線に前記メッシュパターン軌跡７８の測定範囲外に位置する部分があっても測定可能であり、例えば室内の柱角部（直線９３の両端）等の３次元座標を演算できると共に、前記台８５に遮られて測定できなかった交点等の３次元座標も演算により求めることが可能になるという特徴がある。

【0086】

又、前記測量装置本体４は前記姿勢検出器２０を有し、該姿勢検出器２０の検出結果に基づき、各測定点の基準点Ｒに対する鉛直基準の高さ及び座標を演算することができる。従って、例えば前記床８３に対する各部材の高さを演算することができる。

【0087】

又、姿勢検出器２０の検出結果に基づき前記観察画像を鉛直画像へと変換することができるので、前記測量装置本体４の傾斜に拘らず、作業者が鉛直画像に基づき作業を行うことができ、作業性を向上させることができる。

【0088】

更に、前記オーバレイ画像７９中の指定した点が、前記メッシュパターン軌跡７８の軌跡上に位置しない点であったとしても、周辺に位置する軌跡上の測定点の測定結果に基づき、内挿により演算可能である。従って、スキャン密度を高くする必要がなく、取得データ数の低減が図れると共に、測定時間の短縮を図ることができる。

【0089】

次に、図６及び図７のフローチャートを参照し、本発明の第２の実施例に係る形状測定について説明する。尚、図５中、図４中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0090】

第１の実施例では、作業者が表示部６８（図３参照）を介して部材の稜線や輪郭に沿って直線又は曲線を描写し、描写した直線又は曲線とメッシュパターン軌跡７８との複数の交点を作業者が指定し、指定した複数の交点の３次元座標に基づき直線又は曲線の式を演算していた。

【0091】

第２の実施例では、演算部６５（図３参照）が部材の稜線や輪郭に沿って自動で直線や曲線を描写すると共に、直線や曲線の式を演算する様になっている。

【0092】

ＳＴＥＰ：０１ 先ず一脚３（図１参照）の下端を基準点Ｒに合致させた状態で、前記測量装置本体４（基準光軸Ｏ）を測定対象２へと向ける。

【0093】

ＳＴＥＰ：０２ 基準光軸Ｏが前記測定対象２に向けられると、演算制御部１４（図２参照）は、前記花びらスキャンを実行する（該花びらスキャンにより一連の測定データが得られる）。又、該花びらスキャンと並行して、前記演算制御部１４は、測定方向撮像部２１（図２参照）による観察画像の撮影を実行させる。

【0094】

ＳＴＥＰ：０３ 前記演算制御部１４は一周期毎に所定のステップ角で前記花びらスキャンを所定周期分実行する。花びらスキャンにより、前記メッシュパターン軌跡７８上で測定された各測定点の３次元座標を演算し、前記観察画像のデータと共に前記第１記憶１５に格納する。又、前記第１記憶１５に格納されたデータは前記第１通信部１８及び前記第２通信部６７を介して第２記憶部６６に転送される。

【0095】

ＳＴＥＰ：０４ 前記演算部６５は前記基準光軸Ｏと測定方向光軸６１（図２参照）との所定の関係に基づき、測定結果と前記観察画像とを関連づけ、前記オーバレイ画像７９を作成する。

【0096】

ＳＴＥＰ：０５ 前記演算部６５は所定周期分の前記花びらスキャンによる一連の測定データに対して予め設定された変化状態（例えば単調でない変化）を変化点１１５として検出する変化点検出処理（例えば微分処理して閾値比較）を実行する。

【0097】

ＳＴＥＰ：０６ 前記演算部６５は、前記変化点１１５を抽出して前記メッシュパターン軌跡７８上に位置づけ、前記変化点１１５を壁面と壁面との境界や柱の角部等、或は反射強度変化が大きい境界部等としての状態認識に使用する。尚、前記測定データの前記変化点１１５前後の測距データ値を比較することで、前記花びらスキャンが凸の稜線或は反射強度変化（弱から強）を通過したのか、凹の稜線或は反射強度変化（強から弱）を通過したのかが判断できる。

【0098】

ＳＴＥＰ：０７ 指定された直線又は曲線に対して前記演算部６５は、前記変化点１１５として抽出した複数の点を、直線又は曲線にフィッティングさせ、直線又は曲線の式を求める。図６中では、柱８４の角部で検出された複数の変化点１１５に対して、直線９３をフィッティングさせ、直線式を求めている。

【0099】

ＳＴＥＰ：０８ 前記演算部６５は、前記測定対象２に存在する他の指定された直線又は曲線（図示せず）に対する変化点についても同様に直線又は曲線をフィッティングさせる。指定された全ての変化点に対する直線又は曲線のフィッティングが完了し、式が演算されることで、前記測定対象２に対する形状測定を終了する。

【0100】

尚、直線の端点については、第１の実施例と同様、直線同士の交点を端点としてもよいし、作業者が前記表示部６８を介して指定してもよい。或は、前記オーバレイ画像７９に対する画像処理により直線の端点（即ち、部屋の角部）を検出してもよい。又、前記メッシュパターン軌跡７８が前記測定対象２の全域を含む場合には、前記メッシュパターン軌跡７８内に全ての直線部が存在することとなるので、作業者が端点を指定することなく全ての端点を演算することができる。

【0101】

第２の実施例では、前記測定対象２に存在する直線部又は曲線部に対して、測定結果を変化点検出処理して得られた変化点に基づき直線又は曲線を自動でフィッティングさせている。

【0102】

従って、作業者が前記操作部６９を介して手動で直線又は曲線を描写する必要がないので、作業性が向上する。又、作業者が目視で直線部又は曲線部を確認する必要がないので、ズレなく正確な直線又は曲線を描写することができ、測定精度を向上させることができる。

【0103】

尚、第２の実施例では、各種処理の前半（ＳＴＥＰ：０２～ＳＴＥＰ：０３）を前記演算制御部１４、後半（ＳＴＥＰ：０４～ＳＴＥＰ：０８）を前記演算部６５で分担して処理を実行したが、これに限るものではなく、分担処理の範囲或は分散処理は用途に応じて実行するものである。

【0104】

次に、図８に於いて、本発明の第３の実施例に係る形状測定について説明する。尚、図７中、図４中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

【0105】

第３の実施例では、表示部６８（図３参照）を介して測定対象２の中から領域又は補助線を指定し、測定精度を高める様に構成されている。

【0106】

例えば、窓８７（図４参照）は通常ガラス製であり、測距光３３の一部を透過する。これにより、前記窓８７を透過した測距光３３により前記測定対象２に含まれない部材が測定される場合がある。従って、測定結果に不要なデータが混じり、誤測定の結果をもたらす。

【0107】

第３の実施例では、前記表示部６８を介して作業者が前記窓８７の輪郭に沿って領域を指定し、指定した領域を不要領域１１６として指定する。該不要領域１１６が指定されると、前記演算部６５（図３参照）は測定結果から前記不要領域１１６内のデータを削除（もしくは無視）する。これにより、測定結果から不要なデータを除去することができるので、誤測定結果を排除できる。

【0108】

又、領域の指定は、天井８２や床８３等の平坦部に対しても実行することができる。図８は、前記表示部６８を介して作業者が前記床８３の一部を計測領域１１７として領域指定した場合を示している。

【0109】

前記計測領域１１７が指定されると、前記演算部６５は前記計測領域１１７の測定結果に基づき、該計測領域１１７のうねりや傾斜等の面状態を測定することができる。これにより、前記測定対象２の表面形状測定が可能となる。

【0110】

又、前記表示部６８を介して前記オーバレイ画像７９内に補助線を引くこともできる。例えば、図８中では、パネル９１（図４参照）内に描かれたマーク１１９の上端と下端にそれぞれ補助線１１８ａ，１１８ｂを引いている。

【0111】

該補助線１１８ａ，１１８ｂ間の距離を演算することで、前記マーク１１９の高さを演算することができる。又、図示はしないが、前記マーク１１９の左右にも補助線を引くことで、前記マーク１１９の大きさを演算することができる。これにより、該マーク１１９の様に、凹凸を有さず、スキャンだけでは判別不能であった対象（絵、文字等）の測定も行うことができる。

【0112】

又、前記補助線は、中空にも引くことができる。例えば、図８中では、台８５の上端と前記床８３を結ぶ補助線１１８ｃが引かれている。該補助線１１８ｃの式を求めることで、該補助線１１８ｃ上の任意点の３次元座標が演算可能であり、姿勢検出器２０の検出結果に基づいた水平及び鉛直を基準とした３次元座標の演算も可能である。従って前記補助線１１８ｃに沿った鉛直下の床位置を演算することができる。同様に、天井８２に於ける前記補助線１１８ｃに沿った鉛直上位置も演算することができる（図示せず）。

【0113】

尚、測量装置本体４は、姿勢検出器２０の検出結果に基づき、前記測量装置本体４の高さを基準とした水平及び鉛直に対する傾斜角を演算することができ、演算された傾斜角に基づき、前記オーバレイ画像７９中に水平線１２１及び鉛直線１２２を描写することができる。

【0114】

前記水平線１２１に沿って得られた測定結果は、前記測定対象２の水平断面の測定となる。又、前記鉛直線１２２に沿って得られた測定結果は、前記測定対象２の鉛直断面の測定となる。

【0115】

図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、前記水平線１２１及び前記鉛直線１２２を用いた断面データの測定例を示している。

【0116】

図９（Ａ）は、前記測量装置本体４の高さを基準とした前記水平線１２１に対し、該水平線１２１上の２点１２１ａ，１２１ｂを指定した場合を示している。該２点１２１ａ，１２１ｂを結ぶ直線の式を演算し、該２点１２１ａ，１２１ｂの直線の水平距離（奥行き）を演算する。前記演算部６５は、前記花びらスキャンによる前記メッシュパターン軌跡７８の測定結果のうち、前記２点１２１ａ，１２１ｂを結ぶ直線上の任意点と奥行きが一致する測定点の測定結果を前記２点１２１ａ，１２１ｂ間の鉛直断面データとして抽出することができ、又基準点Ｒに対する鉛直断面データに変換の演算もできる。

【0117】

図９（Ｂ）は、水平位置を任意に設定した前記鉛直線１２２に対し、該鉛直線１２２上の任意の高さに点１２２ａを指定した場合を示している。前記演算部６５は、指定した前記点１２２ａの前記測量装置本体４の高さを基準とした高さを演算する。又、前記演算制御部１４は、前記メッシュパターン軌跡７８の測定結果のうち、前記点１２２ａと高さが一致する測定点の測定結果を、前記点１２２ａの高さの水平断面データとして抽出することができ、又基準点Ｒに対する高さの水平断面データに変換の演算もできる。

【0118】

尚、第１の実施例～第３の実施例では、１枚の前記観察画像と、該観察画像内で前記花びらスキャンを所定周期スキャンさせた場合について説明したが、前記花びらスキャンを所定周期スキャンする毎に前記測量装置本体４の向きを回転させ、複数の前記観察画像と前記メッシュパターン軌跡７８を合成しつつ、スキャンを行う様にしてもよい。これにより、測定方向撮像部２１の画角を超えた観察画像と、光軸偏向部１９の偏向範囲を超えた測定結果を得ることができる。

【0119】

更に、一脚３の下端を基準点Ｒに合致させた状態で、動画像又は連続画像によりリアルタイムで前記観察画像を撮影しつつ、基準点Ｒを基準に前記測量装置１を回転させて前記花びらスキャンを実行する様にしてもよい。前記観察画像と前記花びらスキャンで得られる前記メッシュパターン軌跡７８の軌跡は基準点Ｒを基準に関連づけられる。従って、前記測量装置１の向きを変えて観察画像と前記メッシュパターン軌跡７８を取得し、それぞれの観察画像を画像マッチング処理を施して回転状況を関係づけすることで、観察画像と前記メッシュパターン軌跡７８の合成拡大が可能となる。

【0120】

尚、第１の実施例～第３の実施例では、前記一脚３上に前記測量装置本体４が設けられた測量装置１について説明したが、前記測量装置本体４が三脚上に設けられた測量装置を用いてもよいのは言う迄もない。

【符号の説明】

【0121】

１ 測量装置
２ 測定対象
４ 測量装置本体
７ 操作パネル
１４ 演算制御部
１６ 撮像制御部
１９ 光軸偏向部
２０ 姿勢検出器
２１ 測定方向撮像部
２４ 測距部
３３ 測距光
３４ 反射測距光
６５ 演算部
６８ 表示部
７８ メッシュパターン軌跡
７９ オーバレイ画像

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】