JP2017223443A

JP2017223443A - ３次元レーザー測定装置

Info

Publication number: JP2017223443A
Application number: JP2016116754A
Authority: JP
Inventors: 星川　努; Tsutomu Hoshikawa; 努星川; 康弘久保; Yasuhiro Kubo
Original assignee: East Japan Railway Co
Current assignee: East Japan Railway Co
Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2016-06-13
Publication date: 2017-12-21

Abstract

【課題】レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報を得ることができる３次元レーザー測定装置を提供する。【解決手段】測定対象物に反射光を照射可能な位置に予め設定され、反射部材の所定の位置に基準点を有する反射器２と、レーザー光源１５から出射したレーザー光を反射器２の反射点で反射させて測定対象物に照射し、測定対象物からの戻り光を受光部１６で受光し、受光した時間と出射した時間との時間差から得られる距離と、前記基準点に基づき得られる情報から測定対象物の座標を求める制御部１１を有する３次元レーザー測定器１とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる３次元レーザー測定装置に関する。

従来、複雑な構造物の３次元画像情報（座標）を得る場合、当該構造物に対して、レーザー光を照射して走査し、測定点から当該構造物までの角度と距離を測定し、測定された距離を順次プロットしてゆくことにより、３次元画像情報（座標）を得ている。

但し、構造物の複雑な部分や、死角等に位置して、直接、レーザー光が届かない構造物に関しては、反射光が得られないので、３次元画像情報を得ることができない。また、測定器が入らない狭所においても、３次元画像情報を得ることができない。

このため、既知点に設けられ、追尾機能を有するトータルステーションと、トータルステーションから発せられる測距光、追尾光を再帰反射するプリズムを有し、移動可能であると共に測定対象物の３次元測定が可能な移動測定器と、演算制御部とを具備することにより、測定環境が複雑な地形である等にかかわらず、３次元測定を容易に行うことができる測量システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような特許文献１の測量システムでは、測定対象物を見通せる位置に、移動測定器を持ち込み移動させる必要性があり、例えば、駅における軌道の上部にある構造物や、電車線の付近にある構造物の３次元画像（座標）を得るためには、軌道内に立ち入って作業をしたり、或いは、電車線の近傍での高所作業が必要になる。

特開２０１５−０８７３０７号公報

しかしながら、営業運転中の鉄道の軌道内や、高圧電圧が印加されている電車線の近傍等の場所は、通常、立ち入ることができないので、結果として、このような場所の構造物の３次元画像（座標）に対しては、レーザー光を直接照射することができず、測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができないといった問題点があった。

本発明の課題は、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる３次元レーザー測定装置を提供することにある。

上記課題を達成するため、この発明は、
測定対象物に反射光を照射可能な位置に予め設定され、反射部材の所定の位置に基準点を有する反射器と、
レーザー光源から出射したレーザー光を前記反射器の反射点で反射させて前記測定対象物に照射し、前記測定対象物からの戻り光を受光部で受光し、受光した時間と出射した時間との時間差から得られる距離と、前記基準点に基づき得られる情報から前記測定対象物の座標を求める制御部を有する３次元レーザー測定器と、
を備えるようにしたものである。

レーザー光源から出射したレーザー光を反射器の反射点で反射させて測定対象物に照射して、測定対象物からの戻り光を受光部で受光し、受光した時間と出射した時間との時間差から得られる距離と、基準点に基づき得られる情報から前記測定対象物の座標を求めることにより、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる。

また、望ましくは、前記制御部は、測定現場の周辺に予め設置された座標基準点の位置に基づき前記３次元レーザー測定器の座標を特定する機能を有するようにしたものである。
測定現場の周辺に予め設置された座標基準点の位置に基づき、３次元レーザー測定器の座標を特定が特定でき、測定対象物の座標を求める際の原点とすることにより、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる。

また、望ましくは、前記制御部は、前記基準点に基づき前記反射器の反射点における座標を求め、前記３次元レーザー測定器から前記反射点までの距離を求め、前記反射点から前記測定対象物までの距離を求め、前記反射器に対する入射角度を求め、前記反射点を通る法線に対する反射光の角度を求め、前記測定対象物の座標を求めるようにしたものである。
基準点の座標情報に基づき、測定対象物の座標を求めることにより、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる。

また、望ましくは、前記３次元レーザー測定器は記憶部を有し、前記記憶部には、前記基準点の座標情報が予め記憶されているようにしたものである。
記憶部に予め記憶された基準点の座標情報に基づき、測定対象物の座標を求めることにより、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる。

また、望ましくは、前記基準点は、少なくとも反射器の反射角度の情報を有するバーコード若しくは２次元バーコードを有するようにしたものである。
複数の反射角度を有する反射器であっても、バーコード若しくは２次元バーコードから反射角度の情報を取得することにより、測定対象物の座標を求める際に、複数の反射角度を求める必要がなく、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる。

また、望ましくは、前記反射器は、入射されるレーザー光を多方向に反射させる反射角度の異なる反射面を有するようにしたものである。
反射器により入射されるレーザー光が多方向に反射されるので、３次元レーザー測定器の側から直接視認できない部分を効率よくレーザー光で照射でき、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる。

また、望ましくは、前記反射器は、入射されるレーザー光を所定の方向に反射させる反射面を有するようにしたものである。
反射器により入射されるレーザー光が所定の方向に反射されるので、３次元レーザー測定器が出射するレーザー光の角度を走査することにより、３次元レーザー測定器の側から直接視認できない部分をレーザー光で照射でき、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる。

また、望ましくは、前記反射器は、入射されるレーザー光を所定の点に集光させる曲面状の反射面を有するようにしたものである。
反射器により入射されるレーザー光が所定の点に集光させるので、３次元レーザー測定器の側から直接視認できない部分を効率よくレーザー光で照射でき、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる。

また、望ましくは、前記反射器は、駆動部を有し、前記駆動部は、前記反射部材を駆動させることにより、前記反射器の反射角度を変化可能に構成するようにしたものである。
３次元レーザー測定器の側が出射するレーザー光の出射角度を走査することなく、測定対象物を走査することができ、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる。

また、望ましくは、前記反射器の反射部材の上面又は下面、或いは、周面には反射角度の異なる複数の反射面が形成されると共に、駆動部を有し、前記駆動部は、前記反射部材を駆動させることにより、前記複数の反射面からレーザー光が入射される反射面を選択可能に構成するようにしたものである。
３次元レーザー測定器の側が出射するレーザー光の出射角度を走査することなく、測定対象物を走査することができ、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる。

本発明によれば、測定対象物に反射光を照射可能な位置に予め設定され、反射部材の所定の位置に基準点を有する反射器と、レーザー光源から出射したレーザー光を反射器の反射点で反射させて測定対象物に照射し、測定対象物からの戻り光を受光部で受光し、受光した時間と出射した時間との時間差から得られる距離と、前記基準点に基づき得られる情報から測定対象物の座標を求めることにより、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる。

実施形態に係る３次元レーザー測定装置の構成の一例を示す概略構成図である。反射器の一例を示す概略正面図及び概略側面図である。３次元レーザー測定器の動作の一例を示すフローチャートである。測定対象物の座標を求める過程を示す説明図である。反射器の一例を示す説明図である。反射方向を動的に変化させる反射器の一例を示す説明図である。

（実施形態）
［１．構成の説明］
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態である３次元レーザー測定装置を詳細に説明する。但し、発明の範囲は、図示例に限定されない。

［１−１．装置の構成の説明］
本発明の実施形態の３次元レーザー測定装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得る３次元レーザー測定装置１００（以下、単に装置１００と呼ぶ。）の機能をブロック図等として表した概略構成図である。

図１に示すように、装置１００は、３次元レーザー測定器１及び反射器２とから構成される。３次元レーザー測定器１は、任意の位置に設置場所を選択することが可能である。一方、反射器２は、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物ＯＢ１１に対して、反射光ＲＬ１１を照射可能な位置に予め設置され、反射器２の反射面には少なくとも３個の基準点（後述）を有する。

ここで、基準点ＲＰ１１等とは、基準点毎に形状や反射率等が異なるので、それぞれの基準点を識別することができる標識である。３次元レーザー測定装置１００には、それぞれの基準点の座標情報（３次元座標情報）が記憶されており、３次元レーザー測定装置１００は、識別した基準点の座標情報に基づき、レーザー光を入射させる反射点の座標や反射角度等を求める。

３次元レーザー測定時において、図１に示すように、３次元レーザー測定器１は、レーザー光源（後述）からレーザー光ＯＬ１１を出射させ反射器２の反射点に入射させる。反射器２の反射点に入射されたレーザー光ＯＬ１１は、反射点で反射され、反射光ＲＬ１１として測定対象物ＯＢ１１に照射される。そして、測定対象物ＯＢ１１からの戻り光ＭＬ１１は、反射器２で再び反射され、戻り光ＭＬ１２として３次元レーザー測定器１の受光部（後述）に入射される。

ちなみに、図１においては、レーザー光ＯＬ１１等を互いに区別し易いように、それぞれ異なる光路を示しているが、勿論、実際には、レーザー光ＯＬ１１の光路と戻り光ＭＬ１２の光路は同一であり、反射光ＲＬ１１の光路と戻り光ＭＬ１１の光路は同一である。

この時、３次元レーザー測定器１の制御部（後述）は、レーザー光ＯＬ１１を出射した時間と、受光部で戻り光ＭＬ１２を受光した時間との時間差を求めて、測定対象物ＯＢ１１までの角度と距離を求める。そして、制御部は、基準点に基づき得られる情報により測定対象物ＯＢ１１の座標を求める。

［１−２．３次元レーザー測定器１の構成の説明］
３次元レーザー測定器１は、制御部１１、操作入力部１２、表示部１３、記憶部１４、レーザー光源１５、受光部１６、走査部１７を有する。また、３次元レーザー測定器１において、制御部１１、操作入力部１２、表示部１３、記憶部１４、レーザー光源１５、受光部１６、走査部１７は、内部バスや配線等により互いに接続され、制御部１１により制御可能な状態にある。

制御部１１は、３次元レーザー測定器１動作を中央制御する。具体的には、制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有しており、ＲＡＭの作業領域に展開されたＲＯＭや記憶部１４に記憶されたプログラムデータとＣＰＵとの協働により各部を統括制御する。
また、制御部１１は、戻り光ＭＬ１２を受光した時間と、レーザー光ＯＬ１１を出射した時間から得られる距離と、前記基準点に基づき得られる情報から測定対象物ＯＢ１１の座標を求める。

操作入力部１２は、ユーザからの操作入力を受け付け、当該操作入力に応じた操作信号を制御部１１へ出力する。例えば、操作入力部１２は、反射器２の基準点の座標情報の入力を受け付けるものであってもよい。また、スマートフォンやタブレット端末等のように操作入力部１２は、表示部１３と一体的に形成されたタッチパネルなどであってもよい。

表示部１３は、制御部１１から出力された表示制御信号に基づいた画像を表示画面に表示する。例えば、表示部１３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子を用いたＦＰＤ（Flat Panel Display）などであってよい。また、スマートフォンやタブレット端末等のように表示部１３は、操作入力部１２と一体的に形成されたタッチパネルなどであってもよい。

記憶部１４は、プログラムデータや各種設定データ等のデータを制御部１１から読み書き可能に記憶する。例えば、記憶部１４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や半導体メモリなどであってよい。また、記憶部１４には、反射器２の基準点の座標情報が予め記憶されている。

レーザー光源１５は、制御部１１の制御により、測定対象物ＯＢ１１までの角度と距離を測定するためのレーザー光を出射する。例えば、レーザー光源１５は、半導体レーザー素子等であってよい。なお、レーザー光源１５から出射されるレーザー光の波長及び出力パワーは、距離の測定に適した波長等であればよく、また、人間の目に安全な波長及び出力パワーであることが望ましい。

受光部１６は、測定対象物ＯＢ１１からの戻り光ＭＬ１２を受光して制御部１１に受光した情報等を出力する。例えば、受光部１６は、フォトダイオード等の半導体受光素子であってよい。

走査部１７は、出射されるレーザー光の出射角度を走査する。例えば、走査部１７は、光学的に出射されるレーザー光の出射角度を走査するものであってよいし、或いは、機械的にレーザー光源１５の出射方向を変化させてレーザー光の出射方向を走査するものであってよい。また、レーザー光源１５自体が走査部１７を機能を併せ持つものであってもよい。

［１−３．反射器２の構成の説明］
図２に示すように、反射器２は、入射されたレーザー光を反射させる方形の形状の反射部材ＲＦ１１と、反射部材ＲＦ１１の四隅に設けられた基準点ＲＰ１１、基準点ＲＰ１２、基準点ＲＰ１３及び基準点ＲＰ１４とから構成される。

反射部材ＲＦ１１は、入射されたレーザー光を反射させることが可能な部材である。例えば、反射部材ＲＦ１１は、ミラー、表面が鏡面加工された金属板、表面に反射層が形成された部材等であってよい。

基準点ＲＰ１１、基準点ＲＰ１２、基準点ＲＰ１３及び基準点ＲＰ１４は、前述の通り、互いに識別可能なように、個々の形状や反射率等が、それぞれ異なるように設定されている標識である。例えば、基準点は、反射部材ＲＦ１１の表面に直接形成するもの、或いは、別部材として基準点を形成して反射部材ＲＦ１１の表面に貼り付けるものであってよい。また、基準点の大きさは、３次元レーザー測定器１で識別可能な大きさであればよい。

なお、図２においては、反射部材ＲＦ１１は、方形の形状を例示しているが、勿論、反射部材ＲＦ１１の形状は任意であってよい。また、基準点は少なくとも３個あれば、反射点の３次元座標や反射角度を求めることができるので、図２に示すように４個の基準点を有する必要はない。

［２．動作の説明］
本発明の実施形態における装置１００の具体的な動作の説明を図３及び図４を用いて詳細に行う。

［２−１．３次元レーザー測定器１の動作の説明］
ここで、３次元レーザー測定器１の動作について図３のフローチャートを用いて説明する。図４はある駅構内ＨＳ４１において、プラットホームＰＨ４１に設置された３次元レーザー測定器１により、軌道ＲＷ４１上部であって、レーザー光を直接照射できない測定点Ｐ４の座標を求める過程を示す説明図である。

なお、図４では、説明を簡単にするために、２次元座標を用いて説明しているが、勿論、ｚ軸の座標情報を加味することにより、３次元座標に展開することは容易である。また、レーザー光の出射角度を走査部１７で走査して、測定された３次元座標を順次プロットして３次元画像情報（座標）を得ることについても、その説明は省略する。

３次元レーザー測定器１の制御部１１（以下、単に制御部１１と呼ぶ。）は、レーザー光源１５を制御してレーザー光を反射器２に向けて出射させると共に、受光部１６で、測定点Ｐ４からの戻り光を受光し、レーザー光を出射した時間と、戻り光を受光した時間との時間差から測定点Ｐ４までの距離Ｌ（レーザー光の伝搬距離）を求める（ステップＳ３１）。

図４に示すように、例えば、測定点Ｐ４までの距離Ｌは、レーザー光の伝搬速度に、レーザー光を出射した時間と戻り光を受光した時間との時間差を乗算した値の１／２の値として求まる。そして、測定点Ｐ４までの距離Ｌは、３次元レーザー測定器１から反射点Ｐ１までの距離Ｌ１と、反射点Ｐ１から測定点Ｐ４までの距離Ｌ２との和（Ｌ１＋Ｌ２）の長さになる。

次に、制御部１１は、３次元レーザー測定器１の座標を特定して原点（０，０）とする（ステップＳ３２）。例えば、測定現場（駅構内ＨＳ４１）の周辺に予め設置された座標基準点（不図示）の位置に基づき３次元レーザー測定器１の座標を特定する。

そして、制御部１１は、反射器２に設けられた基準点Ｐ２及び基準点Ｐ３を認識して、それぞれの座標情報を記憶部１４から取得し、（ステップＳ３３）、反射点Ｐ１の座標（ｘ１，ｙ１）を計算する（ステップＳ３４）。ちなみに、３次元座標を計算する際には、少なくとも基準点は３個必要になる。

例えば、記憶部１４から取得した図４における基準点Ｐ２の座標が（ｘ２，ｙ２）、基準点Ｐ３の座標が（ｘ３，ｙ３）であるとした場合、距離Ｌ１の傾きＡと、反射器２の切片ｂは、
Ａ＝ｔａｎθ１
ｂ＝ｙ２−（ｘ２（ｙ３−ｙ２）／（ｘ３−ｘ２））
但し、θ１は、３次元レーザー測定器１からのｙ軸方向の出射角度である
既知の値
となる。

そして、反射点Ｐ１の座標（ｘ１，ｙ１）は、
ｘ１＝−ｂ／（（ｙ３−ｙ２）／（ｘ３−ｘ２）−ｔａｎθ１）
ｙ１＝−ｔａｎθ１・ｂ／（（ｙ３−ｙ２）／（ｘ３−ｘ２）−ｔａｎθ１）
となる。

次に、制御部１１は、３次元レーザー測定器１から反射点Ｐ１までの距離Ｌ１を計算し（ステップＳ３５）、反射点Ｐ１から測定点Ｐ４までの距離Ｌ２を計算する（ステップＳ３６）。

例えば、図４から分かるように、距離Ｌ１及び距離Ｌ２は、
Ｌ１＝（ｘ１^２＋ｙ１^２）^１／２
Ｌ２＝Ｌ−Ｌ１
となる。

また、制御部１１は、レーザー光の反射器２の反射点Ｐ１に対する入射角度θ２を計算し（ステップＳ３７）、反射点Ｐ１を通る法線に対する反射器２の角度θ３と、反射点Ｐ１を通る法線に対する反射光の角度θ４を計算する（ステップＳ３８）

例えば、図４から分かるように、角度θ３及び角度θ４は、
θ２＝ｔａｎ^−１・（（（ｙ３−ｙ２）／（ｘ３−ｘ２）−ｔａｎθ１）
／（１＋（（ｙ３−ｙ２）／（ｘ３−ｘ２））・ｔａｎθ１））
θ３＝９０°−θ１−θ２
θ４＝θ２−θ３
となる。

最後に、制御部１１は、測定点Ｐ４の座標（ｘ４，ｙ４）を計算する（ステップＳ３９）。

例えば、図４から分かるように、座標（ｘ４，ｙ４）は、
ｘ４＝ｘ１−Ｌ２・ｓｉｎθ４
ｙ４＝ｙ１＋Ｌ２・ｃｏｓθ４
となる。

すなわち、レーザー光の照射により測定点Ｐ４までの距離Ｌを測定し、反射器２に設けられた基準点の座標情報に基づき、反射点Ｐ１から測定点Ｐ４までの距離Ｌ２や、反射点Ｐ１にける反射角度等を求めることにより、レーザー光を直接照射できない測定点Ｐ４の座標（ｘ４，ｙ４）を計算することができる。

なお、図３に示すフローチャートでは、測定点Ｐ４の座標の計算をすることのみついて記載していが、勿論、計算された測定点Ｐ４の座標情報を表示部１３に表示させるようにしてもよい。或いは、３次元レーザー測定器１とは別の装置であるコンピュータ等の情報処理装置に、計算された測定点Ｐ４の座標情報を集約して、情報処理装置の表示画面に表示させるものであってもよい。

また、勿論、ｚ軸の座標情報を加味することにより、３次元座標を求めて、表示部１３に表示させることもできる。

以上のように、測定点Ｐ４に反射光を照射可能な位置に予め設定され、反射部材ＲＦ１１の所定の位置に基準点を有する反射器２と、レーザー光源１５から出射したレーザー光を反射器２の反射点Ｐ１で反射させて測定点Ｐ４に照射し、測定点Ｐ４からの戻り光を受光部１６で受光し、受光した時間と出射した時間との時間差から得られる距離Ｌと、基準点に基づき得られる情報から測定点Ｐ４の座標を求めることにより、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる。

（変形例）
実施形態の説明に際しては、基準点の座標情報は予め記憶部１４に記憶され、或いは、操作入力部１２から手入力により座標情報を入力しているが、後述するように、１つの反射器２であって複数の反射角度を有する構成の場合には、反射点の座標と当該反射点における反射角度を個々に計算しなければならず、測定処理が煩雑になる。

このため、基準点に、少なくとも反射器の複数の反射角度の情報を有するバーコード若しくは２次元バーコードを設けてもよい。

この場合、複数の反射角度を有する反射器２であっても、バーコード若しくは２次元バーコードから反射角度の情報を取得することにより、測定対象物の座標を求める際に、複数の反射角度を個々に求める必要がなく、煩雑な測定処理を省略することができる。

なお、実施形態の説明に際しては、反射器２の反射部材としては、入射角度と反射角度が等しい平面状の反射部材を想定しているが、これに限定されるわけではない。

図５は反射器の一例を示す説明図であり、図５（ａ）は、実施形態の説明に際して用いた反射器である。図５（ｂ）は、変形例等で用いられる複数の反射角度の反射面を有する構成であり、入射されるレーザー光を多方向に拡散させることができる。また、図５（ｃ）は、点光源から入射れるレーザー光を平行光に、或いは、入射されるレーザー光を所定の点に集光させる曲面状の反射面を有する反射器である。

図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示す反射器では、３次元レーザー測定器の側から直接視認できない部分を効率よくレーザー光で照射でき、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる。

図５（ａ）に示す反射器であっても、走査部１７等により、出射されるレーザー光の出射方向を走査することにより、３次元レーザー測定器の側から直接視認できない部分を効率よくレーザー光で照射でき、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる。

また、実施形態の説明に際しては、反射器には可動部がないが、駆動部により反射器、或いは、反射部材を駆動することにより、反射方向を動的に変化させるようにしてもよい。

図６は、反射方向を動的に変化させる反射器の一例を示す説明図であり、図６（ａ）は、２軸にモーター等の駆動部を備え、反射部材ＲＦ６１を駆動することにより、反射方向を動的に変化させるものである。

また、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、モーター等の駆動部により、円板状の反射部材ＲＦ６２及びＲＦ６３を円板の中心軸で回転させ、反射部材ＲＦ６２の上面又は下面、或いは、反射部材ＲＦ６３の周面でレーザー光を反射させることにより、反射方向を動的に変化させるものである。

ちなみに、反射部材ＲＦ６２の上面又は下面、或いは、反射部材ＲＦ６３の周面には、反射角度の異なる複数の反射面が形成されている。

この場合、３次元レーザー測定器１の側で出射するレーザー光の出射角度を走査することなく、測定対象物を走査することができ、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得ることができる。

また、実施形態の説明に際しては、１つの反射器を測定対象物に反射光を照射可能な位置に予め設定しているが、勿論、複数台の反射器を所定の位置に設置しておき、順次、レーザー光を照射することにより、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得るようにしてもよい。

また、実施形態の説明に際しては、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）を得る旨説明しているが、レーザー光を直接照射することができる通常の測定対象物の３次元画像情報（座標）と、レーザー光を直接照射することができない場所にある測定対象物の３次元画像情報（座標）とを統合して、１つの３次元画像情報（座標）としてもよい。

また、このような統合処理は、３次元レーザー測定器１の制御部１１において処理してもよいし、３次元レーザー測定器１とは別の装置であるコンピュータ等の情報処理装置おいて処理してもよい。

１００３次元レーザー測定装置
１３次元レーザー測定器
２反射器
１１制御部
１２操作入力部
１３表示部
１４記憶部
１５レーザー光源
１６受光部
１７走査部
ＲＦ１１、ＲＦ６１、ＲＦ６２、ＲＦ６３反射部材
ＲＰ１１、ＲＰ１２、ＲＰ１３、ＲＰ１４基準点
ＯＢ１１測定対象物
ＯＬ１１レーザー光
ＲＬ１１反射光
ＭＬ１１、ＭＬ１２戻り光

Claims

測定対象物に反射光を照射可能な位置に予め設定され、反射部材の所定の位置に基準点を有する反射器と、
レーザー光源から出射したレーザー光を前記反射器の反射点で反射させて前記測定対象物に照射し、前記測定対象物からの戻り光を受光部で受光し、受光した時間と出射した時間との時間差から得られる距離と、前記基準点に基づき得られる情報から前記測定対象物の座標を求める制御部を有する３次元レーザー測定器と、
を備えることを特徴とする３次元レーザー測定装置。
前記制御部は、測定現場の周辺に予め設置された座標基準点の位置に基づき前記３次元レーザー測定器の座標を特定する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の３次元レーザー測定装置。
前記制御部は、
前記基準点に基づき前記反射器の反射点における座標を求め、
前記３次元レーザー測定器から前記反射点までの距離を求め、
前記反射点から前記測定対象物までの距離を求め、
前記反射器に対する入射角度を求め、
前記反射点を通る法線に対する反射光の角度を求め、
前記測定対象物の座標を求める機能を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の３次元レーザー測定装置。
前記３次元レーザー測定器は記憶部を有し、
前記記憶部には、前記基準点の座標情報が予め記憶されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の３次元レーザー測定装置。
前記基準点は、少なくとも反射器の反射角度の情報を有するバーコード若しくは２次元バーコードを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の３次元レーザー測定装置。
前記反射器は、入射されるレーザー光を多方向に反射させる反射角度の異なる反射面を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の３次元レーザー測定装置。
前記反射器は、入射されるレーザー光を所定の方向に反射させる反射面を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の３次元レーザー測定装置。
前記反射器は、入射されるレーザー光を所定の点に集光させる曲面状の反射面を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の３次元レーザー測定装置。
前記反射器は、駆動部を有し、
前記駆動部は、前記反射部材を駆動させることにより、前記反射器の反射角度を変化可能に構成したことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の３次元レーザー測定装置。
前記反射器の反射部材の上面又は下面、或いは、周面には反射角度の異なる複数の反射面が形成されると共に、駆動部を有し、
前記駆動部は、前記反射部材を駆動させることにより、前記複数の反射面からレーザー光が入射される反射面を選択可能に構成したことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の３次元レーザー測定装置。