JP7171129B2 - Survey system and survey method - Google Patents
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Description
本発明は、工事基準点(測量標)を設置するための測量システムおよび測量方法に関する。 The present invention relates to a surveying system and a surveying method for setting construction reference points (surveying markers).
発進立坑等からのトンネルの施工においては、工事を着手する前に測量を行い、トンネルの発進立坑坑口付近にトンネルの中心線や施工の基準となる測量標(工事基準点で、仮ベンチマーク、仮BMやKBM等とも称される。以下、工事基準点と称す。)が設置される。工事基準点は、工事測量の基準とするために設置される測量標で、数値的な位置情報(三次元の位置座標)をもつものである。新しく設置される工事基準点の位置や標高を定める測量は、既に位置座標が与えられた基準点(既知点)に基づき、全球測位衛星システム(GNSS)やトータルステーション(TS)等を用いて実施される。 When constructing a tunnel from a starting shaft, etc., a survey is taken before construction starts, and survey marks (temporary benchmarks, temporary benchmarks, Also called BM, KBM, etc., hereinafter referred to as construction reference point) is installed. A construction reference point is a survey post that is set as a reference for construction surveying, and has numerical position information (three-dimensional position coordinates). Surveying to determine the position and elevation of newly installed construction control points is based on control points (known points) whose position coordinates have already been given, and is carried out using global positioning satellite systems (GNSS), total stations (TS), etc. be.
基準点測量ではないが、空中写真測量の技術として、小型飛行体にカメラを設け、写真撮影および測量計算により地表の各点の位置座標を計算する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この技術では、小型飛行体に再帰反射体を設け、既知点に設置したTSにより再帰反射体を追尾し、再帰反射体の位置座標を測定することで、衛星からの電波を受信できない環境でも高精度に空中写真撮影位置を特定し、空中写真測量の精度向上・標定点数の削減を可能にしている。
Although it is not a control point survey, as an aerial photogrammetry technique, a technique is known in which a camera is installed in a small aircraft and the position coordinates of each point on the ground surface are calculated by photographing and survey calculation (for example,
上記従来の技術では、再帰反射体の位置座標を測定するが、測定した位置座標を航空写真の対地標定に使用するのみであるため、工事基準点を設置するために再帰反射体の位置座標を使用することを全く想定していない。 In the above conventional technology, the position coordinates of the retroreflector are measured, but since the measured position coordinates are only used for ground orientation of the aerial photograph, the position coordinates of the retroreflector are used to set the construction reference points. Didn't expect to use it at all.
TSにより直接視準ができない立坑内やオーバーハングした(岩盤の面が垂直を超えて傾斜している)崖・断崖等がある場所に工事基準点を設置する場合、迂回することにより設置することができる。しかしながら、これでは、多大な労力・時間を要するといった問題があった。 When installing a construction reference point in a vertical shaft where direct collimation cannot be performed by TS, or where there is an overhang (the bedrock surface is inclined beyond the vertical), a detour should be taken. can be done. However, this has the problem of requiring a great deal of labor and time.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、工事基準点を設置するための測量システムであって、
遠隔操作可能な飛行体と、
飛行体に設けられる再帰反射体と、
再帰反射体の位置を測定する第1の測定手段と、
目標までの距離および方向を測定する第2の測定手段と、
第1の測定手段により測定された再帰反射体の位置を仮基準点の位置とし、該仮基準点の位置と、第2の測定手段により目標を再帰反射体として測定した第1の測定結果とを用いて第2の測定手段の位置を算出し、算出した第2の測定手段の位置と第2の測定手段により目標を工事基準点として測定した第2の測定結果とを用いて工事基準点の位置を算出する演算手段とを含む、測量システムが提供される。
The present invention has been made in view of the above problems, and is a surveying system for setting a construction reference point,
a remotely controlled flying object;
a retroreflector provided on the flying object;
a first measuring means for measuring the position of the retroreflector;
a second measuring means for measuring distance and direction to a target;
The position of the retroreflector measured by the first measuring means is the position of the temporary reference point, and the position of the temporary reference point and the first measurement result of measuring the target as the retroreflector by the second measuring means. Calculate the position of the second measuring means using , and use the calculated position of the second measuring means and the second measurement result measured by the second measuring means with the target as the construction base point to determine the construction base point A surveying system is provided, comprising computing means for calculating the position of the .
本発明によれば、直接視準ができない立坑内やオーバーハングした崖・断崖等がある場所に、迂回しなくても、効率的に工事基準点を設置することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to efficiently set a construction reference point in a vertical shaft where direct collimation is not possible or where there is an overhanging cliff/cliff without detouring.
図1は、従来のTSにより工事基準点を設置する例を示した図である。TSは、目標までの距離および方向を測定する装置で、距離を測定する光波測距儀および方向として角度を測定するセオドライトを備える。目標には、測定用の再帰反射体が設置される。再帰反射体としては、例えばプリズムが用いられる。 FIG. 1 is a diagram showing an example of setting a construction reference point using a conventional TS. TS is a device for measuring range and direction to a target, with a lightwave rangefinder for measuring range and a theodolite for measuring angle as direction. The target is equipped with a retroreflector for measurement. A prism, for example, is used as the retroreflector.
光波測距儀は、プリズムに向けて発振した光を照射し、プリズムで反射した光を検知するまでに発振した回数から距離を算出する。セオドライトは、望遠鏡と、角度を測定するエンコーダとを含み、プリズムに向けて光を照射し、プリズムで反射した光が望遠鏡の中心に位置するように、望遠鏡を鉛直方向および水平方向へ回転させ、中心に位置したときの鉛直方向および水平方向の角度をエンコーダで測定する。 A light wave rangefinder irradiates a prism with oscillating light and calculates the distance from the number of oscillations until the light reflected by the prism is detected. The theodolite includes a telescope and an encoder that measures angles, directs light toward a prism, rotates the telescope vertically and horizontally so that the light reflected by the prism is centered in the telescope, Encoders measure vertical and horizontal angles when centered.
図1(a)は、既知点に設置したTS10により、直接視準できる立坑11内の位置に工事基準点12を設置する例を示している。視準とは、望遠鏡の軸の方向を目標に合わせることをいい、直接視準できるとは、立坑11内の工事基準点12がTS10の望遠鏡で直接見える位置にあることをいう。TS10が設置される既知点の位置座標は、その点にTS10を設置し、TS10により基準点1、2を測量することにより決定されている。
FIG. 1(a) shows an example in which a
工事基準点12の位置座標は、工事基準点12にプリズムを配置し、既知点に設置したTS10から光を照射し、プリズムで反射した光を検知し、距離およびその方向を測定することで決定される。
The position coordinates of the
図1(b)は、既知点に設置したTS10により、直接視準できない立坑11内の位置に工事基準点12を設置する例を示している。この例では、立坑11上に、クレーンを使用して、また、仮設橋梁・片持架設・立坑内の足場活用等により、仮の工事基準点(仮ベンチマーク)13を設置している。
FIG. 1(b) shows an example in which a
鉛直を調べる装置として下げ振りを使用し、工事基準点12の真上であって、TS10により直接視準できる位置に仮ベンチマーク13を設置する。そして、TS10により上記と同様の方法で仮ベンチマーク13の位置座標を測定する。工事基準点12の水平方向の座標は、仮ベンチマーク13の水平方向の座標と同一である。
A plumb bob is used as a device for checking verticality, and a
工事基準点12の鉛直方向の座標、すなわち標高の座標を算出するために、スケールが使用される。仮ベンチマーク13から工事基準点12までの長さをスケール・光波測距儀等により測定し、仮ベンチマーク13の標高の座標から測定した長さを差し引くことで、工事基準点12の標高の座標を求めることができる。
A scale is used to calculate the vertical coordinates of the
以上のようにして、立坑11内に工事基準点12を設置することができるが、立坑11が大口径・大深度の場合や、図2に示すようなオーバーハングした崖・断崖等14がある場所であって、既知点に設置したTS10から工事基準点12を直接視準できない場合、仮ベンチマーク13を設置することが困難であるため、工事基準点12を設置することは難しい。
As described above, the
立坑11が大口径・大深度の穴の径が大きい場合、工事基準点の設置のための仮設橋梁・片持架設・立坑内の足場活用等に多大な労力・負担が発生する場合がある。オーバーハングした崖・断崖等14がある場所も、片持架設の設置が難しい場合、立坑11が大口径の穴の径が大きい場合と同様、工事基準点の設置のための仮設橋梁・片持架設・立坑内の足場活用等に多大な労力・負担が発生する場合がある。
If the
そこで、本発明では、小型の飛行体に遠隔操作可能な再帰反射体を取り付けて、飛行体を空中浮揚で静止した状態にさせ、地上既知点に設置されたTSから再帰反射体の位置座標を求めて仮ベンチマーク13とする。また、工事基準点12を設置する立坑11内等であって、未知点に別のTSを設置し、仮ベンチマーク13の位置座標を用いて、当該別のTSの自己位置を求めたのち、工事基準点12までの距離および方向を測定し、工事基準点12の位置座標を算出するものとする。
Therefore, in the present invention, a retroreflector that can be controlled remotely is attached to a small flying object, the flying object is kept in a stationary state by levitation, and the position coordinates of the retroreflecting object are obtained from a TS installed at a known point on the ground. A
図3は、測量システムの第1の構成例を示した図である。測量システムは、遠隔操作可能な飛行体20と、飛行体20に設けられる再帰反射体としてのプリズム21と、プリズム21の位置を測定する測定手段としてのTS22(TS22は、既知点に設置されているものとする。以下、同じ。)とを備える。また、測量システムは、立坑11内等の未知点に設置され、プリズム21までの距離および方向を測定することで日本平面直角座標系(以下、平面直角座標系と称す。)の自己位置を算出して既知点とするTS23を備える。さらに、測量システムは、工事基準点12の位置座標を算出する演算手段を備える。
FIG. 3 is a diagram showing a first configuration example of the survey system. The surveying system consists of a remotely operable
演算手段は、飛行体20やTS22、23内に分散して搭載することができるが、1つの器機に搭載されていてもよい。また、PC、タブレット端末、スマートフォン等の無線通信および演算可能な他の機器を用い、演算の一部または全部を当該他の機器で行ってもよい。
The computing means can be distributed and mounted in the
飛行体20は、無人航空機(UAV)で、3以上の回転翼を備え、回転翼の回転数により上昇および下降を行い、各回転翼の回転数に差を付けることで、前進、後進、旋回等を行うことができる回転翼機を採用することができる。なお、これは一例であるので、飛行体20は回転翼機に限定されるものではない。
The flying
飛行体20は、作業員により無線操縦装置としての送信機24を使用して遠隔操作される。送信機24は、作業員の操作を受け付け、制御信号を生成し、制御信号を飛行体20へ無線送信する。飛行体20は、制御信号を受信し、回転翼の回転数等を制御する。送信機24は、表示手段としてのモニタまたはモニタを備える端末装置が接続可能な接続部と、制御信号を無線送信するためのアンテナと、作業員の操作を受け付けるスティックと、電源ボタンとを備える。
プリズム21は、光の入射方向と同じ方向に光を反射させる。プリズム21は、入射角度が広い範囲とし、2つのTS22、23から同時に光を入射し、反射できることが望ましい。プリズム21としては、入射角度が大きく異なる複数の光が同時に入射され、反射させることができる、例えば180°~360°の広角のものを用いることができる。
The
プリズム21は、飛行体20の下側に、回転機能を持たせた回転台(ジンバル)25を介して取り付けられる。ジンバル25は、自身の回転により、飛行体20の飛行に伴うプリズム21の揺れや傾き等を補正する。ジンバル25は、自身を回転させるため、モータを備える。ジンバル25は、作業員からの指示を受け、モータを駆動して、前後および左右に回転する。前後、左右への回転は、三次元空間における水平方向の2つの軸、すなわちX軸、Y軸を中心とした回転で、ロール、ピッチと呼ばれる。ちなみに、鉛直方向のZ軸を中心とした回転は、ヨーと呼ばれる。
The
TS22は、少なくとも2つの基準点1、2までの距離および方向を測定する。TS22は、演算手段を搭載し、測定結果からTS22の位置座標を算出する。TS22の位置座標は、例えば後方公会法を用いて算出することができる。
TS22 measures the distance and direction to at least two
また、TS22は、飛行体20に搭載したプリズム21までの距離および方向を測定する。TS22は、プリズム21を自動追従する機能を有し、この自動追従により連続的に測量する。これにより、飛行体20が様々な位置に移動したときのプリズム21を測量することができる。
The
TS23も、プリズム21を自動追従する機能を有し、TS22によりプリズム21を連続的に測量している間、同じプリズム21を測量する。
The TS23 also has a function of automatically following the
TS22、23の測定結果は、TS22、23の各々において測定時刻と紐付けられる。演算手段は、測定時刻の同期を確認し、時刻同期できたTS22の測定結果に基づき、少なくとも3点のプリズム21の位置座標を算出し、これらの点を仮ベンチマークとする。仮ベンチマークの位置座標は、TS22の位置座標が既に算出され、既知であるため、TS22の位置座標と、測定した距離および方向とから算出することができる。なお、測定時刻が完全一致することは稀であることから、許容範囲を設け、許容範囲内であれば、時刻同期できたとする。
The measurement results of TS22 and 23 are associated with the measurement time in each of TS22 and 23. The calculation means confirms the synchronization of the measurement times, calculates the position coordinates of at least three points of the
演算手段は、少なくとも3点の仮ベンチマークの位置座標を用いて、未知点に設置したTS23の位置座標を算出する。TS23の位置座標は、時刻同期できたTS23の測定結果を使用し、上記の後方公会法により算出することができる。
The calculation means calculates the position coordinates of the
TS23の位置座標を算出したところで、TS23により工事基準点12を測量し、測定結果から工事基準点12の位置座標を算出する。
After calculating the position coordinates of the TS23, the
飛行体20には、ジンバル25を介してプリズム21を取り付けるとともに、撮像手段としてのカメラ26を取り付けることができる。カメラ26は、レンズ、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ等の撮像素子を備える。撮像素子は、CCDイメージセンサに限られるものではなく、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等を用いてもよい。カメラ26は、ズーム機能を有し、例えば鉛直方向と2つの側方の計3方向を撮像するために3台設けることができる。これは一例であるので、3台に限られるものではない。
A
カメラ26は、レンズと焦点とを通る光軸上にプリズム21の中心が位置するように設置される。具体的には、図4に示すように、任意の点Aと点Bを設け、点Aと点Bとを繋ぐ直線上の任意の位置に点Cを設置する。点Bと設置した点Cとを用い、カメラ26の光軸とプリズム21の中心を直線配置する。
The
カメラ26は、レンズが向く方向の映像を撮影し、画像データとして出力する。画像データは、出力されるたびに、飛行体20を操作する作業員が持つ送信機24、ジンバル25およびカメラ26を操作する作業員が持つ無線操縦装置としての送信機27へそれぞれ送られる。
The
送信機24へ送信された画像データは、送信機24のモニタにリアルタイムに表示される。作業員は、モニタを見ながら画像の中心の移動を最小にするように送信機24を操作する。これにより、GNSSがなくても、飛行体20の移動を最小にし、飛行体20を空中浮揚で静止した状態にさせることができる。
The image data transmitted to the
送信機27へ送信された画像データも、送信機27のモニタにリアルタイムに表示される。飛行体20を空中浮揚で静止した状態にさせるためには、飛行体20が移動しているかを確認するために目印が必要となる。その目印となる対象物をモニタに映し出すため、作業員は、モニタを見ながら、ジンバル25を駆動し、各カメラ26の焦点を各対象物に合わせる。
The image data transmitted to the
このときのカメラ画像のイメージは、図5に示すようなものである。各カメラ26の焦点が合った木等の各対象物28を含む画像が表示され、気圧センサを搭載する場合は、気圧センサが検知した気圧が数値で表示される。気圧は、高度を算出するために使用される。この気圧センサをカメラ26とともに用いることで、鉛直方向への飛行体20の移動も最小にすることができる。対象物28は、その位置に固定されていて目印となるものであれば、いかなるものであってもよい。
An image of the camera image at this time is as shown in FIG. An image including each object 28 such as a tree in focus of each
送信機27は、モニタまたはモニタを備える端末装置が接続可能な接続部と、ジンバル25やカメラ26を制御するための制御信号を無線送信するためのアンテナと、作業員の操作を受け付けるスティックと、電源ボタンとを備える。送信機27は、カメラ26により取得された画像データを受信し、モニタまたは端末装置のモニタに表示する。作業員は、モニタを見ながらジンバル25の回転やカメラ26のズームの切り替え等の操作を行うことができる。
The
飛行体20は、必要に応じて、GNSS、気圧センサ、超音波センサを搭載することができる。GNSSとしては、GPS(Global Positioning System)受信機を用いることができる。GPS受信機は、良く知られた位置座標を測定する装置であるため、ここでは詳述しない。気圧センサは、高度と速度を測定することができる。超音波センサは、超音波を対象に向けて発射し、反射波を受信して、対象の存在を検出する。これにより、高度の制御や障害物の検知を行うことができる。
The flying
飛行体20は、別途、障害物を検知する障害物検知センサ等の光学センサや、磁気センサ、ジャイロセンサ、加速度センサ等を搭載することができる。磁気センサは、磁場の向きを測定し、方位を検知することができる。ジャイロセンサは、回転速度を測定し、ロール、ピッチ、ヨーを制御するために用いることができる。加速度センサは、飛行体20の傾きを検出し、姿勢制御に用いることができる。
The flying
飛行体20は、図6に示すようなレーザ光を透過させるシリカエアロゲルの的30、もしくは煙や希薄コロイド溶液が封入された透明な箱が取り付けられていてもよい。的30には、光ファイバーで光を照射し、三次元方向(X軸、Y軸、Z軸)31a、31b、31cを表示することができる。煙や希薄コロイド溶液が封入された透明な箱の場合、煙やコロイドが均一に拡散した状態になるように、箱内に撹拌翼等の撹拌手段を備えることができる。
The flying
図6に示す構成では、地上からレーザポインタ32等のレーザ光を照射する照射手段によりレーザ光を的30の中心(3軸が交差する点)に向けて照射し、レーザ光が照射された的30の中心を飛行体20の空中位置の目安とし、飛行体20を手動で操作し、空中の所定位置に空中浮揚で静止した状態にさせることができる。
In the configuration shown in FIG. 6, a laser beam irradiation means such as a
また、手動で操作するのではなく、自動制御を行うため、光ファイバーのX軸、Y軸、Z軸にフォトレジスタ(光検出器)33を設け、レーザ光に反応させ、レーザ光が中心にくるように後述するフライトコントローラを制御してもよい。 In order to perform automatic control instead of manual operation, photo-resistors (photodetectors) 33 are provided on the X, Y and Z axes of the optical fiber to react with the laser light so that the laser light comes to the center. You may control the flight controller mentioned later so that.
図7を参照して、飛行体20のハードウェア構成について説明する。飛行体20は、送信機24からの上昇、下降、前進、後退等の指示を無線信号により受信する受信機40と、指示を受けて演算処理を行い、モータをどのように回転させるか等の命令を出力するフライトコントローラ41と、フライトコントローラ41等へ電源を供給するバッテリ42とを備える。
The hardware configuration of the flying
飛行体20は、3以上の回転翼を備え、これら3以上の回転翼をそれぞれ回転させるための3以上のモータ43を備える。図7に示す例では、4つのモータ43が設けられている。フライトコントローラ41は、各モータ43に対し、それぞれ異なる回転速度等で回転させるような命令を出力することができる。
The
飛行体20は、フライトコントローラ41からの命令に基づき、3以上のモータ43のそれぞれの回転速度を調整する、モータ43の数に応じた数のESC(Electronic Speed Controller)44を備える。モータ43の数に応じたESC44を備えることにより、フライトコントローラ41から別個に異なる命令を受け付け、異なる回転速度等で各モータ43を制御することができる。
The flying
バッテリ42が供給する電源の電圧と、フライトコントローラ41等が使用する電圧とが異なり、バッテリ42が供給する電源の電圧を下げる必要がある場合、電圧を降下させるUBEC(Universal Battery Elimination Circuit)45を設けることができる。
When the voltage of the power supply supplied by the
飛行体20は、そのほか、バッテリ42の電源を管理する電源管理ユニット(PMU)、3次元の角速度と加速度を検出する慣性計測装置(IMU)、GNSS等を備えることができる。また、飛行体20は、上記のジンバル25、カメラ26を搭載している。
The
図8および図9を参照して、図3に示した測量システムを使用して工事基準点12を設置する作業について説明する。図8は、測量の概念図で、図9は、工事基準点12の設置作業の流れを示したフローチャートである。工事基準点12の設置作業は、図8に示すように、TS22、23により飛行体20の位置を複数変えてプリズム21を測量する。同時期に測定した既知点に設置したTS22の測定結果と未知点に設置したTS23の測定結果のうち、TS22の測定結果からプリズム21の位置を求め、求めたプリズム21の位置とTS23の測定結果を使用し、TS23の位置を求める。TS23は、はじめ現地座標系(0,0,0)に設置され、プリズム21の測量により平面直角座標系の位置が算出される。
8 and 9, the operation of installing
TS23の位置が決定されれば、TS23により工事基準点12を測量し、TS23の位置とTS23の測定結果から工事基準点12の位置を求めることができる。この工事基準点12の位置は、平面直角座標系の位置として算出される。
Once the position of TS23 is determined, the
概略は以上の通りであるが、図9を参照して、具体的な作業について説明する。ステップ100から作業を開始し、ステップ101で飛行体20の準備を行う。飛行体20にジンバル25を介してプリズム21、カメラ26を取り付け、飛行体20、送信機24、27に電源を投入して、飛行体20を飛行させる準備を行う。
Although the outline is as described above, specific work will be described with reference to FIG. The work is started from step 100, and the
ステップ102では、TS22、23をそれぞれ設置する。TS22は、地上の既知点に設置し、TS23は、工事基準点12を設置する立坑内等の未知点に設置する。なお、TS22は、既知点に限らず、未知点に設置し、2以上の基準点を測量し、後方公会法を使用して位置座標を算出したものであってもよい。なお、ステップ101、102の作業は、順序が逆であってもよいし、同時に実施されていてもよい。
At step 102,
飛行体20の準備、TS22、23の設置が完了したところで、ステップ103へ進み、飛行体20を飛行させ、ステップ104で、TS22、23から、飛行体20に搭載したプリズム21の自動追尾による測量を行う。
When the preparation of the flying
飛行体20の操作、飛行体20に搭載したジンバル25の操作は、それぞれ1人ずつの作業員(計2人)で行う。飛行体20を操作する作業員1は、機体のX、Y、Z方向の移動と、ヨーの操作を受け持ち、ジンバル25を操作する作業員2は、3つのカメラ26のズーム(フォーカスは自動)、ジンバル25のピッチ、ロールの操作を受け持つ。
The operation of the flying
ジンバル25の操作では、回転の中心をプリズム21の中心と一致させ、かつプリズム21の中心にカメラ26の光軸を合わせる。
In operating the
作業員1は、飛行体20をTS22、23から視準しやすい所望の位置に移動させ、空中浮揚で静止した状態にさせる。作業員2は、ジンバル25を適宜回転させ、TS22、23から視準しやすい位置に移動させるとともに、カメラ画像を視準しやすい対象を選定し、ズームさせる。
The
作業員1、2による操作により飛行体20の位置が決定したところで、TS22、23による測量を行う。その際、プリズム21の動きは、作業員1、2の連携により空中浮揚で静止に近づける。測量は、所定の時間間隔で距離および方向を測定することにより行われる。
When the position of the
ステップ105で、TS22、23による測定結果のうち同期確認できたデータと、TS22の位置座標とを用いて、3点以上のプリズム21(仮ベンチマーク)の位置座標を算出する。そして、ステップ106で、同期確認できたデータと、算出した3点以上の仮ベンチマークの位置座標とを用いて、未知点のTS23の位置座標を算出する。未知点のTS23の位置座標は、上記の後方公会法を用いて算出することができる。
In step 105, position coordinates of three or more prisms 21 (provisional benchmarks) are calculated using the data for which synchronization has been confirmed among the measurement results of TS22 and 23 and the position coordinates of TS22. Then, in step 106, the position coordinates of the
ここで、図10を参照して、同期確認の方法について説明する。図10は、TS(U)-1で示される既知点に設置したTS22によりプリズム21を測量した時刻と、TS(D)-1で示される未知点に設置したTS23によりプリズム21を測量した時刻とを示した図である。図10では、時刻として、TS22、23のデータ測定時刻を採用し、測定開始時刻から測定終了時刻までの範囲を楕円で示している。
Here, a method for confirming synchronization will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows the time when the
同期確認は、1回の測定のうちの測定終了時刻で行い、同期確認ができたか否かは、TS22とTS23の測定終了時刻の差(Δtn、nは自然数)が、許容範囲(ΔtP)内か否かによって行われる。ここで、ΔtPは、初回測定は2秒、その後1秒以下に設定することができる。これらの値は一例であり、測定結果の状況に応じて適切な値を設定することができる。 Synchronization is confirmed at the measurement end time of one measurement. Whether or not synchronization has been confirmed is determined by checking the difference between the measurement end times of TS22 and TS23 (Δtn, where n is a natural number) within the allowable range (ΔtP). or not. Here, ΔtP can be set to 2 seconds for the first measurement and 1 second or less thereafter. These values are examples, and appropriate values can be set according to the situation of the measurement results.
図10に示す例では、Δtn、Δtn+2についてはΔtP以下であるため、同期できたと判定し、それらのデータを未知点TS23の位置座標を算出するために使用する。一方、Δtn+1、Δtn+3についてはΔtPを超えているため、同期できないと判定し、それらのデータは破棄する。 In the example shown in FIG. 10, Δtn and Δtn+2 are equal to or less than ΔtP, so it is determined that synchronization has been achieved, and these data are used to calculate the position coordinates of the unknown point TS23. On the other hand, since Δtn+1 and Δtn+3 exceed ΔtP, it is determined that synchronization cannot be performed, and those data are discarded.
この例では、TS22、23の測定時刻を使用して同期確認を行っているが、これに限られるものではなく、演算手段としてPCを使用する場合、PCのクロックを使用してもよい。GNSS50を用いる場合、NMEA(National Marine Electronics Association)の時刻情報を活用してもよい。ちなみに、TS22、23の自動追尾による1点の測量時間は、一般に0.4秒以下である。 In this example, synchronization is confirmed using the measurement times of TS22 and 23, but this is not a limitation, and if a PC is used as the computing means, the clock of the PC may be used. When using GNSS50, you may utilize the time information of NMEA (National Marine Electronics Association). By the way, the survey time for one point by automatic tracking of TS22 and 23 is generally 0.4 seconds or less.
次に、図11を参照して、TSによる後方交会法を用いた位置座標の計算方法について説明する。計算は、ステップ200から開始し、ステップ201で、仮定座標を求める。仮定座標は、TS23によりプリズム21までの距離および方向を測定し、測定結果から算出したTS23の平面直角座標系での座標値(x,y,z)である。
Next, with reference to FIG. 11, a method of calculating position coordinates using the posterior resection method by TS will be described. The calculation begins at step 200 and at step 201, hypothetical coordinates are determined. The hypothetical coordinates are the coordinate values (x, y, z) of the
ステップ202で、TS23の測定結果に基づき、角の観測方程式を作成する。また、ステップ203で、TS23の測定結果に基づき、距離の観測方程式を作成する。観測方程式は、測定された距離、方向(角度)と未知のTS22のXY座標との関係を表す条件方程式である。 At step 202, an angle observation equation is created based on the measurement results of TS23. Also, in step 203, a distance observation equation is created based on the measurement results of TS23. The observation equation is a conditional equation that expresses the relationship between the measured distance and direction (angle) and the unknown XY coordinates of TS22.
ステップ204では、角の観測方程式および距離の観測方程式を用いて、正規方程式を作成する。正規方程式は、観測方程式に測定データを代入し、最も残差(誤差)が少なくなる係数の組み合わせを求める連立方程式である。ステップ205で、最小二乗法を用いてTS23のXY座標、すなわち器械点のXY座標を算出する。そして、ステップ206で、算出した器械点座標と仮定座標とを比較し、その差が2mm未満であるかを確認する。その差が2mm以上である場合、ステップ207へ進み、算出した器械点座標を仮定座標とし、ステップ202へ戻る。この2mmという値も一例であり、測定結果の状況に応じて適切な値を設定することができる。
In step 204, normal equations are created using the angular observation equation and the distance observation equation. A normal equation is a system of simultaneous equations obtained by substituting measurement data into an observation equation and finding a combination of coefficients that minimizes the residual (error). At step 205, the XY coordinates of the
一方、ステップ206で上記差が2mm未満である場合、ステップ208へ進み、TS22により算出されたプリズム21のZ座標から算出したTS23のZ座標を引き、平均値を求め、その平均値を器械点のZ座標とする。このようにして器械点座標を算出したところで、ステップ209で計算を終了する。
On the other hand, if the difference is less than 2 mm in step 206, the process proceeds to step 208, where the calculated Z coordinate of TS23 is subtracted from the Z coordinate of
TS22の位置座標は、平面直角座標系の座標をもつ少なくとも2つの基準点を測定し、測定結果から算出された座標で、TS22により測定されたプリズム21の位置座標は、TS22の位置座標(この段階では既知座標)を基に算出されることから、平面直角座標系の座標として算出される。
The positional coordinates of TS22 are coordinates calculated from the measurement results obtained by measuring at least two reference points having coordinates in a plane rectangular coordinate system. The positional coordinates of
一方、TS23の位置座標は、現地座標系の未知座標とされる。現地座標系は、図12に示すように、直角座標系に対してxy軸が角度αほど回転し、原点が任意の距離だけ各軸から平行移動した関係を有している。 On the other hand, the position coordinates of TS23 are assumed to be unknown coordinates in the local coordinate system. As shown in FIG. 12, the local coordinate system has a relationship in which the xy axes are rotated by an angle α with respect to the rectangular coordinate system, and the origin is translated from each axis by an arbitrary distance.
このような関係から、未知座標は、以下の方法により求めることができる。ただし、上記の後方交会法と同様、簡単のため、Z方向の鉛直性は保たれているものと仮定し、座標は、測定したZ方向測定値より計算した値を平均した平均値を用いるものとする。 From this relationship, the unknown coordinates can be obtained by the following method. However, as with the above resection method, for simplicity, it is assumed that the verticality in the Z direction is maintained, and the coordinates are the average values calculated from the measured Z direction measurements. and
図12を参照して、TS23が設置される未知座標をp0(x0,y0,z0)とし、TS23によりプリズム21を複数回測定したときの回数をiとし、回数iのときの測定結果、すなわち距離をl1i、水平角をφ1i、仰角をθ1iとすると、これらを用いて、現地座標系でのプリズム21の位置座標(x’
1i,y’
1i,z’
1i)を求める。平面直角座標系でのプリズム21の位置座標は、既知座標に設置されたTS22により(X1i,Y1i,Z1i)として計測され、平面直角座標系の(X1i,Y1i,Z1i)と現地座標系の(x’
1i,y’
1i,z’
1i)との関係を用いて、未知座標p0(x0,y0,z0)と、現地座標系の平面直角座標系に対する回転角度αを求める。具体的には、下記式1を用いて算出することができる。式1中の添字iは、上記の測定回数である。
Referring to FIG. 12, let p 0 (x 0 , y 0 , z 0 ) be the unknown coordinates at which
上記式1を分かりやすくするため、表記を単純にする。
In order to make the
上記式2中、(c,d)は、平行移動量で、未知座標(x0,y0)と等しい。回転角度αおよび伸縮率sは、a、bを使用して、下記式3、4のように表される。伸縮率sは、変換前後で図形の形は変わらないが、縮尺(スケール)が変わることがあり、変換前後でのスケールが変化した割合である。伸縮率sは本来、1となる。
In
以上の条件を基に、測定回数の測定結果を用いて計算を繰り返し、未知座標(x0,y0)と回転角度αを最小二乗法により算出する。ちなみに、上記式1に、上記式2を適用すると、下記式5のようなものとなる。そして、行列式を計算すると、下記式6のようになる。
Based on the above conditions, the calculation is repeated using the measurement results of the number of measurements, and the unknown coordinates (x 0 , y 0 ) and the rotation angle α are calculated by the method of least squares. By the way, when the
最小二乗法は、誤差を伴う測定値を処理する際、その誤差の二乗和を最小にし、最も確からしい関係式を求める方法である。その式は、下記式7で表すことができる。式7中、f(a,b,c,d)は、誤差の合計である。 The method of least squares is a method of minimizing the sum of squares of errors and obtaining the most probable relational expression when processing measured values with errors. The formula can be represented by Formula 7 below. In Equation 7, f(a,b,c,d) is the sum of errors.
fをaの関数として偏微分したものを0とすると、下記式8のように表され、式8中の右辺は、下記式9のように表すことができる。 Assuming that the partial differentiation of f as a function of a is 0, it is expressed as in Equation 8 below, and the right side of Equation 8 can be expressed as in Equation 9 below.
同様にして、fをbの関数として偏微分したものを0とし、fをcの関数として偏微分したものを0とし、fをdの関数として偏微分したものを0とすると、下記式10~12のように表すことができる。
Similarly, if f is partially differentiated as a function of b and set to 0, f is partially differentiated as a function of c and set to 0, and f is partially differentiated as a function of d and set to 0, the following
以上のようにして導き出された、上記式9~12の4つの連立方程式を解くことで、a、b、c、dを算出することができる。未知座標(x0,y0)は、上記式2で示すように(c,d)に等しいものとして、また、回転角度αは、算出されたa、bを用いて上記式3により算出することができる。
By solving the four simultaneous equations of Equations 9 to 12 derived as described above, a, b, c, and d can be calculated. The unknown coordinates (x 0 , y 0 ) are assumed to be equal to (c, d) as shown in
未知座標のz0については、距離l1iと仰角θ1iとから鉛直方向への距離が算出され、それを、直角座標系のプリズム21のZ1iから差し引き、その平均値を求めることで算出することができる。
For the unknown coordinate z 0 , the vertical distance is calculated from the distance l 1i and the elevation angle θ 1i , subtracted from Z 1i of the
次に、図13を参照して、TS23の平面直角座標系の妥当性を確認する方法について説明する。TS23の位置を決定するにあたって、飛行体20に搭載したプリズム21を改めて測量し、平面直角座標系においてTS22およびTS23の座標から求めたプリズム21の平面直角座標系の2つの位置(TS22からの測定値およびTSからの計算値)の距離が一定の較差レベル内にあるか否かを判断する。すなわち、既知点TS22からのプリズム21の平面直角座標系の測定値TS(U)-1(X、Y、Z座標)および上記の式により計算されたTS23の平面直角座標系の座標に対するプリズム21の平面直角座標系の計算値TS(D)-1(X、Y、Z座標)の距離を較差とし、その較差が一定の較差レベル内にあるか否かを判断する。
Next, with reference to FIG. 13, a method for confirming the validity of the planar rectangular coordinate system of TS23 will be described. In determining the position of TS23, the
較差レベルは、較差の許容範囲を示す。図13では、2つの較差レベルを示し、較差レベル1は、較差が0~3mmの範囲を示し、較差レベル2は、較差が4~5mmの範囲を示している。これらの範囲も一例であり、測定結果の状況に応じて適切な範囲を設定することができる。
The difference level indicates the tolerance of the difference. In FIG. 13, two differential levels are shown,
図13に示す例では、再測定を行うことで、濃い色の丸から薄い色の丸で示される結果が得られている。最も薄い色の丸で示される結果は、較差レベル1の範囲内に入った例を示している。このような較差レベル内に入る測定値から算出された座標を求め、その座標をTS23の位置座標として決定する。 In the example shown in FIG. 13, the remeasurement yields results indicated by dark circles to light circles. The results indicated by the lightest colored circles represent examples that fell within the 1 difference level. Coordinates calculated from measured values falling within such a difference level are obtained and determined as the positional coordinates of TS23.
再び図9を参照して、ステップ107では、上記のように既知点TS22および平面直角座標系の位置を算出した元の未知点TS23から、改めて仮ベンチマークを測量し、ステップ108で、較差が一定の較差レベル内、すなわち設定値以下であるかを判断する。設定値以下の場合、ステップ109へ進み、設定値を超える場合は、ステップ103へ戻り、再度測量を行う。ステップ109では、位置座標が決定されたTS23により測量し、工事基準点12の位置座標を算出する。算出した位置座標に、標石、金属標、鋲等の標識を設置したところで、ステップ110で、工事基準点12の設置作業を終了する。
Referring to FIG. 9 again, in step 107, the temporary benchmark is again surveyed from the known point TS22 and the original unknown point TS23 whose position in the planar rectangular coordinate system is calculated as described above, and in step 108, the difference is fixed. is within the difference level, that is, below the set value. If it is less than the set value, go to step 109. If it exceeds the set value, go back to step 103 and survey again. In step 109, surveying is performed by the
これまでに説明してきた例では、飛行体20に搭載したプリズム21を仮ベンチマークとして用いる際、TS22の自動追尾による測量でプリズム21の位置座標を算出している。飛行体20にGNSS等の位置座標を測定することができるシステムを搭載していれば、GNSS等のシステムにより直接、プリズム21の位置座標を測定することができる。
In the example described so far, when using the
図14は、測量システムの第2の構成例を示した図である。測量システムは、第1の構成例のシステムと同様、遠隔操作可能な飛行体20と、飛行体20に設けられるプリズム21と、立坑11内等の未知点に設置され、目標までの距離および方向を測定するTS23と、工事基準点12の位置座標等を算出する演算手段とを備える。また、測量システムは、送信機24、ジンバル25、カメラ26、送信機27を備える。第2の構成例では、TS22に代えて、飛行体20に設けられる位置検出手段としてのGNSS50を備える。
FIG. 14 is a diagram showing a second configuration example of the survey system. As in the system of the first configuration example, the surveying system includes a remotely operable flying
GNSS50は、衛星から送信される衛星の位置や時刻等の情報を受信し、衛星から電波が発信されてから自身の受信機に到達するまでに要した時間を計測し、距離に変換する。GNSS50は、ネットワーク型RTK法およびRTK法等のGNSSにより位置座標が既知の5以上の衛星からの距離を同時に求め、5以上衛星の位置座標と距離とからGNSS50の受信機の位置座標を算出する。
The
測量システムは、GNSS50のほか、鉛直方向に光を照射する照射手段として、レーザ鉛直器51を備える。レーザ鉛直器51は、設置する工事基準点12上に配置され、工事基準点12の真上に向けてレーザ光を出射する。
The survey system includes a
この測量システムで工事基準点12を設置する作業について、図15および図16を参照して詳細に説明する。図15は、測量の概念図で、図16は、工事基準点12の設置作業の流れを示したフローチャートである。工事基準点12の設置作業は、図15に示すように、工事基準点12上にレーザ鉛直器51を設置し、工事基準点12の真上に向けてレーザ光を照射する。飛行体20に搭載したカメラ26の中心でレーザ光を捕捉するように飛行体20を移動させ、空中浮揚で静止した状態にする。
The operation of setting the
静止した状態のまま、飛行体20に搭載したGNSS50により飛行体20の位置を測定する。また、未知点に設置したTS23によりプリズム21を測量する。
The position of the flying
工事基準点12の水平方向の位置座標(X、Y座標)は、レーザ鉛直器51の鉛直線上に再帰反射体が位置する時刻、GNSSの位置座標から求めることも可能である。Z座標は、GNSSの位置座標(Z座標)と、レーザ鉛直器51の測定距離および受信機40とプリズム21との距離とから算出することができる。
The horizontal position coordinates (X, Y coordinates) of the
概略は以上の通りであるが、図16を参照して、作業の詳細について説明する。ステップ300から作業を開始し、ステップ301で飛行体20の準備を行う。飛行体20にジンバル25を介してプリズム21、カメラ26を取り付け、飛行体20、送信機24、27に電源を投入して、飛行体20を飛行させる準備を行う。
The outline is as described above, but the details of the work will be described with reference to FIG. 16 . The work is started from step 300, and the
ステップ302では、工事基準点12が設置される立坑内等にTS23を配置し、工事基準点12上にレーザ鉛直器51を配置する。なお、ステップ301、302の作業は、順序が逆であってもよいし、同時に実施されていてもよい。
In step 302 , the
ステップ303では、飛行体20を工事基準点12が設置される位置の直上付近へ飛行させ、その位置で空中浮揚で静止した状態にする。
In step 303, the flying
ステップ304で、レーザ鉛直器51からレーザ光を出射させ、ステップ305で、レーザ光をカメラ26の中心で捕捉する位置に飛行体20を移動させ、その位置で空中浮揚で静止した状態にする。
At step 304, the laser beam is emitted from the laser plumb 51, and at step 305, the flying
カメラ26の中心で捕捉する位置に停止させたときに、ステップ306で、GNSS50により受信機40の位置座標を計測する。受信機40とプリズム21との距離および方向は、オフセット量として予め決められており、プリズム21の位置座標は、計測された受信機40の位置座標とオフセット量とから算出することができる。
When the
ステップ307で、TS23により測量を行い、プリズム21までの距離および方向を測定し、ステップ308で、GNSS50で受信機の位置座標を計測している時刻と同期確認できたデータを用いて工事基準点12の位置座標を算出する。GNSS50を用いる場合、時刻同期は、TS22、23により測量したときの時刻やPCのクロックのほか、GNSS50のNMEAの時刻情報を活用してもよい。NMEAは、受信機が通信に使用するプロトコルで、時刻、緯度や経度等の位置座標の情報を含む。
In step 307, the
ステップ309では、既知点TS22および平面直角座標系の位置を算出した元の未知点TS23から、改めて仮ベンチマークを測量し、ステップ310で、較差が一定の較差レベル内、すなわち設定値以下であるかを判断する。設定値以下の場合、ステップ311へ進み、設定値を超える場合は、ステップ303へ戻り、再度測量を行う。ステップ311では、位置座標が決定されたTS23により測量し、工事基準点12の位置座標を算出する。算出した位置座標に、標石、金属標、鋲等の標識を設置したところで、ステップ312で、工事基準点12の設置作業を終了する。
In step 309, the temporary benchmark is surveyed again from the known point TS22 and the original unknown point TS23 whose position in the plane Cartesian coordinate system is calculated. to judge. If it is equal to or less than the set value, the process proceeds to step 311, and if it exceeds the set value, the process returns to step 303 and surveying is performed again. In step 311, surveying is performed by the
第1の例では、TS23によりプリズム21の測量を行い、後方公会法により未知点に設置したTS23の位置座標を算出している。しかしながら、飛行体20にプリズム21を取り付けているため、気象条件等により、空中での静止が難しく、静止した位置での連続データの取得が難しい場合がある。そこで、TS23の位置座標は、複数の離れた位置での測定結果を用いる方法でも算出することが可能である。当該他の方法の一例として、相似変換(ヘルマート変換)を利用する方法を用いることができる。
In the first example, the
図17を参照して、相似変換を利用したTS23の位置座標の算出方法について説明する。相似変換としては、2つの座標系の両方の値をもつ既知点の座標を基に、移動量や回転角等を計算し、一方の座標系から他方の座標系に変換するヘルマート変換を用いることができる。
A method of calculating the position coordinates of the
ここでは、一方の座標系を、TS23の位置座標を(0,0,0)とした現地座標とし、他方の座標系を平面直角座標系とする。TS22の位置座標は、平面直角座標系の座標である。
Here, one of the coordinate systems is the local coordinate system with the position coordinates of the
TS22、23は、水平に設置されるため、平面の相似変換と、鉛直方向の移動とに分けて扱い、TS23の位置座標を算出する。
Since the
相似変換は、実質的には後方交会法と類似の方法であり、回転量(a,b)、原点の平行移動量(c,d)とすると、Z軸の回転量αは、下記式13により、伸縮率sは、下記式14により表される。sは、1に近い値とされる。
The similarity transformation is substantially similar to the backward resection method, and if the amount of rotation (a, b) and the amount of translation of the origin (c, d) are assumed, the amount of rotation α of the Z axis is given by the following
飛行体20を飛行させ、任意の位置で空中浮揚で静止した状態にして、プリズム21の位置をTS22、23により測定する。これを、飛行体20を移動させて複数の位置で測定する。
The flying
TS22により測定されたプリズム21の測定結果から得られた平面直角座標系の位置座標を(XUi,YUi)とし、TS23により測定されたプリズム21の測定結果から得られた現地座標系の位置座標を(xDi,yDi)とすると、下記式15の関係が成立する。下記式15は、相似変換の一般式である。
Let (X Ui , Y Ui ) be the position coordinates in the planar rectangular coordinate system obtained from the measurement results of the
上記式15を行列で表すと、下記式16のようになる。なお、変換前のn(4以上の自然数)個の座標(xD1,yD1)、(xD2,yD2)、…、(xDi,yDi)、…、(xDn,yDn)とし、変換後の座標を(XU1,YU1)、(XU2,YU2)、…、(XUi,YUi)、…、(XUn,YUn)とする。 Representing Equation 15 above in a matrix yields Equation 16 below. In addition, n (4 or more natural numbers) coordinates (x D1 , y D1 ), (x D2 , y D2 ), ..., (x Di , y Di ), ..., (x Dn , y Dn ) before conversion and the coordinates after conversion are ( XU1 , YU1 ), ( XU2 , YU2), ..., (XUi , YUi ), ..., ( XUn , YUn ).
上記式16を基に、最小二乗法を用いて、下記式17により計測値との残差を最小にする最確値Κを求める。 Based on Equation 16 above, the least squares method is used to obtain the most probable value K that minimizes the residual from the measured value by Equation 17 below.
上記式17を使用することで、パラメータa~dを算出することができる。また、これらのパラメータa~dと上記式15とを使用して、未知点のTS23のX座標、Y座標を算出することができる。 Parameters a to d can be calculated by using Equation 17 above. Also, using these parameters a to d and Equation 15 above, the X and Y coordinates of the unknown point TS23 can be calculated.
なお、鉛直方向のZ座標については、既知点のTS22により測定されたプリズム21の測定結果から得られたZ座標をZUiとし、未知点のTS23により測定されたプリズム21の測定結果から得られたZ座標をzDiとして、ZUiとzDiを用いて、Z方向の較差を求める。較差は、ZUi-zDiの値である。
Regarding the Z coordinate in the vertical direction, Z Ui is the Z coordinate obtained from the measurement result of the
未知点のTS23のZ座標は、ZUiからzDi分の移動、例えばZUi-zDiの平均値として求めることができる。 The Z coordinate of TS23 of the unknown point can be obtained by moving from Z Ui by z Di , for example, as the average value of Z Ui -z Di.
上記式13~式17を使用し、相似変換を行い、鉛直方向の移動を行うことで、平面直角座標系での三次元座標(X,Y,Z)を求めることができる。平面直角座標系では、緯度、経度を使用して、X座標、Y座標を表すため、どの方向が北方向であるかを求めることができる。
Three-dimensional coordinates (X, Y, Z) in a planar rectangular coordinate system can be obtained by performing similarity transformation and moving in the vertical
ここで、未知点のTS23の計算した平面直角座標系の妥当性を確認する。確認の手法は、上記の手法と同様で、TS23の位置を決定するにあたって、飛行体20に搭載したプリズム21を改めて測量し、平面直角座標系においてTS22およびTS23の座標から求めたプリズム21の平面直角座標系の2つの位置(TS22からの測定値およびTS23からの計算値)の距離が一定の較差レベル内にあるか否かを判断する。
Here, the validity of the plane Cartesian coordinate system calculated for the unknown point TS23 is confirmed. The confirmation method is the same as the above method, and when determining the position of TS23, the
較差が大きい値を確認し、必要に応じて、再測定を行う。較差が大きな値でも、図11に示した較差レベル1または2内であれば、再測定を行うことなく、TS23の器械点座標および北方向を、求めた座標や北方向に設定することができる。
Check the values with large deviations and re-measure if necessary. Even if the difference is a large value, if it is within the
上記の較差レベル1または2を超える場合には、再測定を行い、再度較差を確認し、較差レベル1または2内か否かを確認する。なお、再測定では、較差が大きい方向を拡大するプリズム21の配置とし、較差是正を図る。
If the
これまで本発明の測量システムおよび測量方法について図面に示した実施形態を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態や、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。 Although the surveying system and surveying method of the present invention have been described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other embodiments, Additions, changes, deletions, etc., can be made within the range that a person skilled in the art can conceive, and as long as the action and effect of the present invention are exhibited in any aspect, it is included in the scope of the present invention.
10…TS
11…立坑
12…工事基準点
13…仮ベンチマーク
14…崖・断崖等
20…飛行体
21…プリズム
22…TS
23…TS
24…送信機
25…ジンバル
26…カメラ
27…送信機
28…対象物
30…的
31a、31b、31c…三次元方向
32…レーザポインタ
33…フォトレジスタ
40…受信機
41…フライトコントローラ
42…バッテリ
43…モータ
44…ESC
45…UBEC
50…GNSS
51…レーザ鉛直器
10...TS
11...
23 TS
24
45 UBEC
50 GNSS
51... Laser plumb
Claims (7)
遠隔操作可能な飛行体と、
前記飛行体に設けられる再帰反射体と、
前記再帰反射体の位置を測定する第1の測定手段と、
目標までの距離および方向を測定する第2の測定手段と、
前記第1の測定手段により測定された前記再帰反射体の位置を仮基準点の位置とし、前記仮基準点の位置と、前記第2の測定手段により目標を前記再帰反射体として測定した第1の測定結果とを用いて前記第2の測定手段の位置を算出し、算出した前記第2の測定手段の位置と前記第2の測定手段により目標を工事基準点として測定した第2の測定結果とを用いて前記工事基準点の位置を算出する演算手段とを含み、
前記第1の測定手段は、
既知点に配置され、前記再帰反射体までの距離および方向を測定する手段、または、
前記飛行体を前記工事基準点の真上に配置させるために、前記工事基準点から鉛直方向に向けて光を照射する手段と、前記飛行体に設けられ、自身の位置情報と時刻情報とを発信するシステムから該位置情報と時刻情報とを受信する手段と、前記飛行体を前記工事基準点の真上に配置させたときに受信した前記位置情報と前記時刻情報とに基づき、前記再帰反射体の位置を算出する手段の3つの手段
を含む、測量システム。 A surveying system for setting a construction reference point,
a remotely controlled flying object;
a retroreflector provided on the flying object;
a first measuring means for measuring the position of the retroreflector;
a second measuring means for measuring distance and direction to a target;
The position of the retroreflector measured by the first measuring means is set as the position of the temporary reference point, and the position of the temporary reference point and the target measured by the second measuring means as the retroreflector are measured. The position of the second measuring means is calculated using the measurement results of , and the calculated position of the second measuring means and the second measurement result measured by the second measuring means with the target as the construction reference point and calculating means for calculating the position of the construction reference point using
The first measuring means is
Means positioned at a known point for measuring distance and direction to said retroreflector, or
Means for irradiating light in the vertical direction from the construction reference point in order to position the flying object directly above the construction reference point; means for receiving the position information and the time information from the transmitting system; Three means of calculating the position of the body
surveying system , including
遠隔操作可能な飛行体に設けられる再帰反射体の位置を第1の測定手段により測定する工程と、
前記再帰反射体までの距離および方向を第2の測定手段により測定する工程と、
前記第1の測定手段により測定された前記再帰反射体の位置を仮基準点の位置とし、前記仮基準点の位置と、前記第2の測定手段により目標を前記再帰反射体として測定した第1の測定結果とを用いて、演算手段により前記第2の測定手段の位置を算出する工程と、
前記工事基準点までの距離および方向を前記第2の測定手段により測定する工程と、
算出された前記第2の測定手段の位置と、前記第2の測定手段により前記工事基準点を測定した第2の測定結果とを用いて、前記演算手段により前記工事基準点の位置を算出する工程とを含み、
前記第1の測定手段により測定する工程は、
既知点に配置され、前記再帰反射体までの距離および方向を測定する工程、または、
前記飛行体を前記工事基準点の真上に配置させるために、前記工事基準点から鉛直方向に向けて光を照射する工程と、前記飛行体に設けられ、自身の位置情報と時刻情報とを発信するシステムから該位置情報と時刻情報とを受信する工程と、前記飛行体を前記工事基準点の真上に配置させたときに受信した前記位置情報と前記時刻情報とに基づき、前記再帰反射体の位置を算出する工程の3つの工程
を含む、測量方法。 A method for setting a construction reference point, comprising:
a step of measuring the position of a retroreflector provided on a remotely operable flying object by a first measuring means;
measuring the distance and direction to the retroreflector by a second measuring means;
The position of the retroreflector measured by the first measuring means is set as the position of the temporary reference point, and the position of the temporary reference point and the target measured by the second measuring means as the retroreflector are measured. A step of calculating the position of the second measuring means by a computing means using the measurement results of
measuring the distance and direction to the construction reference point by the second measuring means;
Using the calculated position of the second measuring means and a second measurement result of measuring the construction reference point by the second measuring means, the calculating means calculates the position of the construction reference point. and
The step of measuring by the first measuring means includes:
positioned at a known point and measuring the distance and direction to said retroreflector; or
a step of irradiating light in a vertical direction from the construction reference point in order to place the flying object directly above the construction reference point; a step of receiving the position information and time information from a transmitting system; and based on the position information and the time information received when the aircraft is placed directly above the construction reference point, the retroreflection is performed. Three steps in the process of calculating body position
methods of surveying , including
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