JP2018169347A - 測位システム - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象物の周辺環境に因らず、ユーザの負担を軽減して、容易に且つ高精度の測位を実現することができる測位システムを提供する。【解決手段】可動型測定装置２は、ユーザの身体に装着可能なウェアラブル部材２１と、ウェアラブル部材２１に伸縮可能に固定された支持部材２２と、支持部材２２の端部に取り付けられた水平保持装置２３と、水平保持装置２３に装着されたアンテナ装置２４と、アンテナ装置２４の中心に取り付けられ、アンテナ装置２４と上記測定対象物との距離を非接触で測定する非接触式距離測定装置２５とを備える。可動型端末装置３は、ＧＮＳＳに基づいて算出されたアンテナ装置２４の緯度及び経度を測定対象物Ｓの測位点Ｘの緯度及び経度として取得すると共に平面直角座標系の座標に変換し、ＧＮＳＳに基づいて算出されたアンテナ装置２４の標高から、非接触式距離測定装置２５によって測定されたアンテナ装置２４と測定対象物Ｓの測位点Ｘとの距離を減じて、測定対象物Ｓの測位点Ｘの標高を算出する。【選択図】図４

Description

本発明は、測位システムに関し、特に地中に敷設或いは埋設された配管、配線などの測定対象物の位置を測定する測位システムに関する。

地中に敷設或いは埋設する配管、配線の位置を測定する場合、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System；全球測位衛星システム）の一つであるＶＲＳ−ＲＴＫ−ＧＮＳＳ（Virtual Reference Station Real Time Kinematics）が利用可能である。

ＶＲＳ−ＲＴＫ−ＧＮＳＳを用いた測位システムとして、例えば、公共の固定基準局と、目標測量地点に対応する仮想基準点情報を作成して発信する仮想基準データ配信局と、ＧＰＳ手段により目標測量地点を側位すると共に、仮想基準データ配信局から目標測量地点に対応する仮想基準点情報を受信し、この情報に基づいて目標測量地点の座標を作成し測量データとして記録する測量移動局とで構成される測量システムが提案されている。この測量システムでは、固定基準局の固定基準点の座標に関して、観測データから求められる論理座標値と、公開された公共測量データから求められる公共座標値との二つの座標データに基づいて、目標測量地点の座標を公共座標値で表示する（特許文献１）。これにより、固定基準局の設置や固定基準点の座標の取得などの煩雑な作業を行うことなく、目標測量地点の座標を取得できるとされている。

このような測位システムを利用して敷設／埋設する測定対象物を測位する場合、一般に、（ａ）長さ２ｍ程のポール、気泡管、アンテナ装置及び通信可能な端末装置を準備し、（ｂ）上記ポールの上端にアンテナ装置を取り付けると共に当該ポールの所定位置に気泡管（水平管）を取り付け、（ｃ）同ポールの下端を測定対象物の上面に接触させ、（ｄ）気泡管を用いて当該ポールを垂直に保った状態で、ＶＲＳ−ＲＴＫ−ＧＮＳＳによる測定対象物の位置を測定する。そして、（ｅ）上記測定により得られた緯度及び経度を、そのまま測定対象物の緯度及び経度とし、上記測定により得られた高度（アンテナ装置の高度）からポール長を差し引いた値を、測定対象物の標高として取得している。また、測定対象物である配管、配線の埋設前に測定現場の写真撮影を行い、上記測定／取得値と写真とをユーザが関連付けて記録する。

特開２００４−１７０２９０号公報

しかしながら、上記のような測位システムでは、ユーザが、可動型の端末装置とは別に、移動局、特にアンテナ等を取り付けたポールを手で持ち、掘削面と地上面とを登り降りする必要があり、測位時のユーザの負担が大きい。また、測定対象物近傍の足場が悪い場合や複数の測定対象物が密集しているような場合、三脚などの支持体を用いてポールを測定対象物に固定することが困難であるため、測定対象物の測位点毎にユーザが手でポールを安定させなければならず、更には、測位点毎にポールの下端を測定対象物に接地させたまま測位する必要があり、作業が煩雑且つ非効率である。

更に、測位後に埋設配管などの測定対象物を判別する為に、測位時にユーザが端末装置のカメラ機能或いは別途の撮像装置を用いて測定対象物の写真（画像）を取得しておき、後日ユーザが写真と測位点と測位時刻とを関連付けて記録する作業を行う必要があり、更なるユーザの負担となる。

本発明の目的は、測定対象物の周辺環境に因らず、ユーザの負担を軽減して、容易に且つ高精度の測位を実現することができる測位システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の測位システムは、ＧＮＳＳによる測位情報を用いて測定対象物を測位する測位システムであって、ユーザの身体に装着可能なウェアラブル部材と、前記ウェアラブル部材に伸縮可能に固定された支持部材と、前記支持部材の端部に取り付けられた水平保持装置と、前記水平保持装置に装着されたアンテナ装置と、前記アンテナ装置に取り付けられ、前記アンテナ装置と前記測定対象物の測位点との距離を非接触で測定する非接触式距離測定装置と、を備える可動型測定装置と、外部と通信可能に設けられ、ユーザによる操作入力を行うことが可能な入力表示部を有する可動型端末装置と、を備え、前記可動型端末装置は、ＧＮＳＳに基づいて算出された前記アンテナ装置の緯度及び経度を前記測定対象物の測位点の緯度及び経度として取得すると共に平面直角座標系の座標に変換し、更に、ＧＮＳＳに基づいて算出された前記アンテナ装置の標高から、前記非接触式距離測定装置によって測定された前記アンテナ装置と前記測定対象物の測位点との距離を減じて、前記測定対象物の測位点の標高を算出することを特徴とする。

前記ウェアラブル部材は、背負い式フレーム部材であり、前記支持部材は、前記背負い式フレーム部材から鉛直方向に沿って伸縮する伸縮部と、前記伸縮部の上端から横方向に沿って延びた延出部とを有し、前記水平保持装置が前記延出部の端部に固定される。

前記水平保持装置は、互いに直行する少なくとも２つの回転軸を有するジンバル機構であり、前記非接触式距離測定装置は、前記ジンバル機構を介して水平に保持された状態で前記アンテナ装置から前記測定対象物に対して鉛直方向にレーザ光を照射し、前記非接触式距離測定装置と前記測定対象物の測位点との距離を測定する。

前記可動型測定装置は、外部と通信可能に設けられ、前記測定対象物の測位点を広角度で撮像するカメラ装置を更に備え、前記カメラ装置は、前記入力表示部の操作入力に応じて、前記測定対象物の測位点を含む領域を撮像する。

前記可動型端末装置は、前記カメラ装置により撮像された前記測定対象物の測位点を含む領域の画像を取得し、前記領域の画像と、前記測定対象物の測位点の平面直角座標系の座標及び前記測位点の標高とを関連付けて前記入力表示部に表示する。

前記可動型端末装置は、前記測定対象物の測位点を含む領域の画像と、前記測定対象物の測位点の平面直角座標系の座標及び前記測位点の標高とを関連付けて記憶する。

本発明によれば、測定対象物の周辺環境に因らず、ユーザの負担を軽減して、容易に且つ高精度の測位を実現することができる。

本発明の実施形態に係る測位システムの構成を概略的に示す図である。 図１における可動型測定装置の構成を示す斜視図であり、（ａ）はユーザの正面側から見た図、（ｂ）はユーザの背後側から見た図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１の測位システムを用いた測位方法の一例を説明する図である。 図１の測位システムを用いた測位方法の一例を説明する図である。 （ａ）は、図１の可動型端末装置の入力表示部に表示される測位情報を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の入力表示部に表示される表示画面の変形例を示す図である。 図１の測位システムの変形例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る測位システムの構成を概略的に示す図である。図１の構成はその一例を示すものであり、本発明に係る測位システムの構成は、図１のものに限られない。

［測位システムの構成］
図１に示すように、本実施形態に係る測位システム１は、可動型測定装置２と、可動型端末装置３とを備えており、ＧＮＳＳによる測位情報、例えばＧＰＳ、準天頂衛星システム、ＧＡＬＩＬＥＯ、或いはＧＬＯＮＡＳによる測位情報を用いて測定対象物を測位する。可動型測定装置２は、ＧＮＳＳ観測データやその補正データ等を保有する配信事業者の各種サーバと通信可能に構成され、また、移動局となる後述のアンテナ装置を有しており、ＧＮＳＳによって可動型測定装置２の位置情報が取得される。

可動型端末装置３は、ＣＰＵ、メモリ、記憶部、通信Ｉ／Ｆ等を含んで構成されており、例えばスマートフォンやタブレット型ＰＣである。この可動型端末装置３は、無線或いは有線を介して可動型測定装置２の後述する所定装置と通信可能に構成されており、可動型測定装置２から送信された後述のアンテナ装置の正しい位置情報を取得すると共に、該正しい位置情報を平面直角座標系の座標に変換し、後述の入力表示部に表示する。

また、可動型端末装置３は、ユーザによる操作入力を行うことが可能な入力表示部３ａを有しており、入力表示部３ａでのユーザの操作入力に応じて、可動型測定装置２の後述する所定装置を操作可能に構成され、また、外部から送信された情報を受信し、当該情報を入力表示部３ａに表示可能に構成されている。また、可動型端末装置３は、記憶部に格納されたプログラムを適宜読み出して実行することで、後述する各種算出処理を実行する。

図２は、図１における可動型測定装置２の構成を示す斜視図であり、（ａ）はユーザの正面側から見た図、（ｂ）はユーザの背後側から見た図である。
図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、可動型測定装置２は、ユーザの身体に装着可能なウェアラブル部材２１と、ウェアラブル部材２１に伸縮可能に固定された支持部材２２と、支持部材２２に取り付けられた水平保持装置２３と、水平保持装置２３に装着されたアンテナ装置２４と、アンテナ装置２４の中心（平面視でアンテナ装置２４の中心に相当する位置）に取り付けられ、アンテナ装置２４と上記測定対象物との距離を非接触で測定する非接触式距離測定装置２５とを備える。

ウェアラブル部材２１は、金属製或いは樹脂製の部材、又はこれらの組合せからなる部材であり、例えば背負い式フレーム部材（パックフレームともいう）である。このウェアラブル部材２１は、メインフレーム２１ａと、メインフレーム２１ａに取り付けられたショルダハーネス２１ｂ，２１ｂと、メインフレーム２１ａに取り付けられ、バックル２１ｃ，２１ｃが設けられた胴ベルト２１ｄ，２１ｄとを有する。

メインフレーム２１ａは、例えばアルミニウムやチタンなどの軽量の金属製枠体である。ショルダハーネス２１ｂは、その一端がメインフレーム２１ａに取り付けられ、他端が胴ベルト２１ｄに取り付けられている。ショルダハーネス２１ｂ及び胴ベルト２１ｄは、例えば樹脂製繊維を編み込んで成形された帯状体である。ユーザは、メインフレーム２１ａを背負った状態でショルダハーネス２１ｂ，２１ｂ及び胴ベルト２１ｄ，２１ｄを胴体にフィットさせ、バックル２１ｃ，２１ｃで固定することで、メインフレーム２１ａがユーザの胴体に固定される。

支持部材２２は、ウェアラブル部材２１の上端部に固定され、且つ鉛直方向に沿って伸縮する伸縮部２２ａと、伸縮部２２ａの端部から横方向に向かって延びた延出部２２ｂとを有する。水平保持装置２３は、支持部材２２の延出部２２ｂの端部に固定されている。この支持部材２２は、ユーザがウェアラブル部材２１を装着した状態で、非接触式距離測定装置２５をユーザの頭部の上方であって且つ正面側前方に位置させることができるように構成されている。これにより、ユーザの足下の近傍或いはその前方に在る測定対象物と非接触式距離測定装置２５との距離を測定することができる。

水平保持装置２３は、例えば互いに直行する３つの回転軸２３ａ，２３ｂ，２３ｃを有するジンバル機構である。これにより、水平保持装置２３に装着されたアンテナ装置２４及び非接触式距離測定装置２５の双方が、支持部材２２の傾きに拘わらず、常に水平に保持される。

水平保持装置２３は、上記のような３軸のジンバル機構に限らず、互いに直行する２つの回転軸を有する２軸のジンバル機構であってもよい。また、水平保持装置２３は、ジンバル機構に限らず、アンテナ装置２４を水平に保持し得る他の機械式装置であってもよく、或いは、電源、ジャイロセンサなどの加速度センサ、ステッピングモータやサーボモータなどの駆動部、及び上記加速度センサからの入力に基づいて上記駆動部を駆動させるマイコンなどの制御部等で構成される電気式装置であってもよい。

アンテナ装置２４は、ＧＮＳＳにおける移動局に相当する部分であり、メインフレーム２１ａに搭載される不図示の受信機に有線で接続されている。配信事業者は、ＧＮＳＳにより複数の衛星を介して取得したアンテナ装置２４の位置情報と基準局である電子基準点とに基づいて、移動局付近に仮想基準点（移動局の概略位置）を造り、上記仮想基準点の位置情報と、上記電子基準点の補正パラメータとを、アンテナ装置２４の受信機に送信する。アンテナ装置２４の受信機は、上記仮想基準点の位置情報及び補正パラメータを受信し、上記仮想基準点の位置情報及び補正パラメータ、並びにアンテナ装置２４の位置情報（ＧＮＳＳ測定データ）に基づいて、アンテナ装置２４の補正後の位置情報（正しい位置情報）を算出し、アンテナ装置２４の当該補正後の位置情報を可動型端末装置３に送信する。尚、配信事業者で取得されたアンテナ装置２４のＧＮＳＳ観測データは、可動型端末装置３の入力表示部での操作入力に応じて或いは自動的に、配信事業者からアンテナ装置２４の受信機に送信され、更にアンテナ装置２４の受信機から可動型端末装置３に送信される。

非接触式距離測定装置２５は、光学式、超音波式或いはレーザ式を採用することができ、指向性の高いレーザ光が好ましく、特に、測定対象物表面で視認されるスポットにて照射位置を確認、調整することが可能な可視レーザ光が好ましい。この非接触式距離測定装置２５は、上記ジンバル機構を介して水平に保持された状態で、アンテナ装置２４の中心から測定対象物に対して鉛直方向にレーザ光を照射し、アンテナ装置２４を測定対象物の真上に位置させ、非接触式距離測定装置２５と測定対象物の測位点との距離を測定する。また、非接触式距離測定装置２５は、可動型端末装置３と無線ＬＡＮを介して通信可能に構成されており、可動型端末装置３の入力表示部３ａでの操作入力に応じて或いはアンテナ装置２４の位置情報測位に連動して、非接触式距離測定装置２５と測定対象物の測位点との距離を測定する。また、非接触式距離測定装置２５は、測定された非接触式距離測定装置２５と測定対象物の測位点との距離を可動型端末装置３に送信する。

また、可動型測定装置２は、外部と無線ＬＡＮ等を介して通信可能に設けられ、測定対象物の測位点を含む領域を撮像するカメラ装置２６を更に備えている。カメラ装置２６は、上下方向及び左右方向を広角度で撮像可能であり、例えば３６０度の全天球カメラである。カメラ装置２６は、可動型端末装置３の入力表示部３ａでの操作入力に応じて或いはアンテナ装置２４の位置情報測位に連動して、測定対象物の測位点を含む領域を撮像する。また、カメラ装置２６は、測定対象物の測位点を含む領域の画像を可動型端末装置３に送信する。

本実施形態で用いられるＧＮＳＳとしては、通常のＲＴＫ−ＧＮＳＳ、又はネットワーク型ＧＮＳＳであるＶＲＳ−ＲＴＫ−ＧＮＳＳ（Virtual Reference Station Real Time Kinematics）或いはＦＫＰ−ＲＴＫ−ＧＮＳＳ（Flachen Korrektur Parameter Real Time Kinematics）を挙げることができるが、基準局を必要としないＶＲＳ−ＲＴＫ−ＧＮＳＳ或いはＦＫＰ−ＲＴＫ−ＧＮＳＳが好ましい。

ＶＲＳ−ＲＴＫ−ＧＮＳＳは、電子基準点から移動局付近に仮想基準点が設けられ、仮想基準点の観測データと電子基準点（基準局）の補正パラメータを配信事業者から受信し、仮想基準点のデータ（及び補正パラメータ）と受信機で受信した移動局のＧＮＳＳ観測データとを用いてソフトウェアで基線解析を行い、リアルタイムに移動局の位置を算出する方式である。また、ＦＫＰ−ＲＴＫ−ＧＮＳＳは、基準局のＧＮＳＳ観測データと面補正パラメータ（誤差補正量）を配信事業者から受信し、受信機で受信した移動局のＧＮＳＳ観測データと面補正パラメータから、リアルタイムに移動局の位置を算出する方式である。

［測位システムによる測位方法］
図３（ａ）〜（ｃ）及び図４は、図１の測位システム１を用いた測位方法の一例を説明する図である。
先ず、ユーザは、可動型端末装置３の入力表示部３ａでの操作入力に基づいて、測位方法を実行すするためのソフトウェア或いはアプリケーションを起動する。そして、可動型測定装置２の支持部材２２の鉛直方向長さを伸縮部２２ａにて調節し、アンテナ装置２４を所定の高さに位置するように固定して、可動型測定装置２を身体に装着する（図３（ａ））。

次いで、掘削底面に敷設した配管などの測定対象物Ｓの近傍で、可動型端末装置３での操作入力により非接触式距離測定装置２５から可視レーザ光Ｌを出射し、可視レーザ光Ｌのスポットを目印として、ユーザが身体を移動したり或いは上半身を傾斜させることにより、アンテナ装置２４を測定対象物Ｓの直上に位置させる。

次に、アンテナ装置２４を測定対象物Ｓの直上に位置させた状態で、可動型端末装置３での操作入力によりアンテナ装置２４のＧＮＳＳ観測データ（緯度、経度及び標高）を測定し、可動型測定装置２は、アンテナ装置２４の受信機にてアンテナ装置２４のＧＮＳＳ観測データ及び補正データを受信する（図３（ｂ））。

非接触式距離測定装置２５は、可動型端末装置３での操作入力に応じて或いはアンテナ装置２４の位置情報測位に連動して、アンテナ装置２４と測定対象物Ｓの測位点Ｘとの距離Ｌ１を測定する。その後、非接触式距離測定装置２５は、可動型端末装置３での操作入力に応じて或いは自己の測定動作に連動して、測定された距離Ｌ１を可動型端末装置３に送信し（図３（ｂ））、可動型端末装置３は、非接触式距離測定装置２５から送信された距離Ｌ１を受信する。

可動型測定装置２の受信機は、配信事業者から送信された仮想基準点のＧＮＳＳ測定データ（緯度、経度）及び補正パラメータと、アンテナ装置２４のＧＮＳＳ観測データとを取得し、上記仮想基準点のＧＮＳＳ測定データ、補正パラメータ及びアンテナ装置２４のＧＮＳＳ観測データに基づいて、アンテナ装置２４の補正後の緯度及び経度を算出し、アンテナ装置２４の当該補正後の緯度及び経度、並びに測位時刻を可動型端末装置３に送信する。そして、測定対象物Ｓの測位点Ｘの緯度及び経度は、アンテナ装置２４の緯度及び経度とほぼ一致することから、可動型端末装置３は、算出されたアンテナ装置２４の緯度及び経度を、測定対象物Ｓの測位点Ｘの緯度及び経度として取得する。更に、可動型端末装置３は、取得した測定対象物Ｓの測位点Ｘの緯度及び経度を、例えば測量法で規定される平面直角座標系の原点からの位置を示す座標Ｘ（ｍ），Ｙ（ｍ）に変換する。

その後、カメラ装置２６は、可動型端末装置３での操作入力に応じて或いはアンテナ装置２４の位置情報測位に連動して、測定対象物Ｓの測位点Ｘを含む領域を静止画或いは動画で撮像し、ＪＰＧ形式等の画像データに変換して可動型端末装置３に送信する（図３（ｃ））。可動型端末装置３は、カメラ装置２６から送信された測定対象物Ｓの領域の画像を受信する。カメラ装置２６の撮像動作は、アンテナ装置２４の位置情報測位に連動して行われるため、可動型端末装置３は、測定対象物Ｓの領域の画像を受信することで、測定対象物Ｓの測位点Ｘの位置情報と測位点Ｘを含む領域の画像とを関連付けて取得することができる。

次いで、図４に示すように、可動型端末装置３は、アンテナ装置２４の受信機にて算出されたアンテナ装置２４の補正後の標高Ｈ１から、非接触式距離測定装置２５によって測定されたアンテナ装置２４と測定対象物Ｓとの距離Ｌ１を減じて、測定対象物Ｓの測位点Ｘの標高Ｈ２を算出する（Ｈ２＝Ｈ１−Ｌ１）。

ＶＲＳ−ＲＴＫ−ＧＮＳＳでは、ジオイドモデルにより地球楕円体を基準とするジオイド（平均海面）の高さ（ジオイド高）を用いて地球楕円体を基準とする地表の高さ（楕円体高）を補正することで、移動局の標高（高さ）を求めている。具体的には、配信事業者或いは該配信事業者にデータを送信する公共事業者は、アンテナ装置２４のＧＮＳＳ観測データである楕円体高からジオイド高を減じることにより、アンテナ装置２４の仮標高を算出し（（仮標高）＝（楕円体高）−（ジオイド高））、配信事業者は、公共事業者によって算出されたアンテナ装置２４の仮標高を可動型測定装置２に送信する。可動型測定装置２は、配信事業者から送信された前述の補正パラメータ及びアンテナ装置２４の仮標高に基づいて、アンテナ装置２４の補正後の標高Ｈ１を算出し、可動型端末装置３に送信する。そして、可動型端末装置３は、アンテナ装置２４の補正後の標高Ｈ１から、アンテナ装置２４と測定対象物Ｓとの距離Ｌ１を減じて、測定対象物Ｓの測位点Ｘの標高Ｈ２を算出する。

次に、図５（ａ）に示すように、可動型端末装置３は、測定対象物Ｓの測位点Ｘを含む領域の画像と、上記で取得された測定対象物Ｓの測位点Ｘの平面直角座標系の座標Ｘ（ｍ），Ｙ（ｍ）及び上記で算出された測位点Ｘの標高（ｍ）とを関連付けて、入力表示部３ａに表示する。例えば、測位点Ｘの測位が終了した時点で、入力表示部３ａに、測位点Ｘで撮像された画像３１と、測定点Ｘの測位点名称、測位時刻、平面直角座標系の座標Ｘ，Ｙ（ｍ）、標高（ｍ）並びに緯度及び経度の値等を示すプロパティ３２からなる測位情報Ｉとが表示される。

上記の方法により測位点Ｘの測定が終了し、以後、他の測位点毎に上記各工程を繰り返し、各測位点における測位情報Ｉを取得する。

複数の測位点についての測位が終了した後、測位点Ｘｎ（ｎは自然数）で撮像された画像と、測定点Ｘｎのプロパティとが関連付けられた測位点Ｘｎでの測位情報をＩｎ（ｎは自然数）とし、複数の測位点の測位情報Ｉ１〜Ｉｎが、入力表示部３ａに一覧表で表示される。例えば、表１において、測位点ごとに、管理番号、測位点名称、測位時刻（年/月/日/時/分/秒）、平面直角座標系の位置Ｘ（ｍ），Ｙ（ｍ）、標高（ｍ）、緯度及び経度（度/分/秒）がＣＳＶ形式等のテキストデータで表示され、更に、測位点ごとに記憶された画像名称（例えば「（測位点名称に対応する番号）＋.jpg」）がテキストデータで表示される。この画像名称からなるテキストデータは、当該測位点の画像データにリンクさせることもできる。これにより、全測位点の測位情報を、測定対象物ごと、測定日時ごと或いは測定領域ごとに纏めて確認、整理することができ、測位情報のデータ処理作業が容易となる。

尚、図５（ｂ）に示すように、複数の測位情報Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，・・・，Ｉｎを入力表示部３ａにサムネイル表示してもよい。

また、可動型端末装置３は、測定対象物Ｓの測位点Ｘを含む領域の画像と、測定対象物Ｓの測位点Ｘの平面直角座標系の座標Ｘ（ｍ），Ｙ（ｍ）及び測位点Ｘの標高（ｍ）とを関連付けて記憶する。例えば、可動型端末装置３は、該可動型端末装置３での操作入力に応じて或いはアンテナ装置２４の位置情報測位に連動して、測位点Ｘで撮像された画像３１と、測定点Ｘの測位点名称、測位時刻、平面直角座標系の座標Ｘ，Ｙ（ｍ）、標高Ｈ２（ｍ）並びに緯度及び経度の値等を示すプロパティ３２からなる測位情報Ｉとを関連付けて記憶部に記憶する。このとき、可動型端末装置３は、複数の測位点に対応する複数の測位情報Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，・・・，Ｉｎを順次又は同時に記憶してもよい。

また、図６に示すように、可動型端末装置３は、可動型端末装置３での操作入力に応じて或いは上記算出処理に連動して、測位点Ｘｎで撮像された画像３１と、測定点Ｘｎのプロパティ３２とが関連付けられた測位点Ｘｎでの測位情報Ｉｎをインターネット４を介してサーバ５に送信し、サーバ５に測位情報Ｉｎを格納してもよい。また、可動型端末装置３は、複数の測位情報Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，・・・，Ｉｎを順次又は同時にサーバ５に送信し、サーバ５に複数の測位情報を格納してもよい。これにより、ユーザは測定対象物Ｓについての全測位点の測位情報を必要なときに取り出して利用することができ、また、複数人で測位情報を共有することが可能となる。

本実施形態によれば、可動型測定装置２が、ユーザの身体に装着可能なウェアラブル部材２１と、ウェアラブル部材２１に伸縮可能に固定された支持部材２２と、支持部材２２の端部に取り付けられた水平保持装置２３と、水平保持装置２３に装着されたアンテナ装置２４と、アンテナ装置２４の中心に取り付けられ、アンテナ装置２４と測定対象物Ｓの測位点Ｘとの距離を非接触で測定する非接触式距離測定装置２５とを備えるので、測位時にユーザがポールや他の機器を手で持ち歩く必要が無く、両手が自由になり、測位時のユーザの負担を軽減することができる。

また、可動型端末装置３は、ＧＮＳＳに基づいて算出されたアンテナ装置２４の緯度及び経度を測定対象物Ｓの測位点Ｘの緯度及び経度として取得すると共に平面直角座標系の座標に変換し、更に、ＧＮＳＳに基づいて算出されたアンテナ装置２４の標高から、非接触式距離測定装置２５によって測定されたアンテナ装置２４と測定対象物Ｓの測位点Ｘとの距離を減じて、測定対象物Ｓの測位点Ｘの標高を算出するので、可動型端末装置３にて測位点の正確な測位情報をリアルタイムに取得することができ、容易且つ高精度の測位を実現することができる。

更に、水平保持装置２３によってアンテナ装置２４を常に水平に保持することができるので、ユーザが測位点毎に気泡管などを用いてアンテナ装置２４を水平に保持する必要が無く、容易且つ安定的にアンテナ装置２４を水平に保持することができ、正確な測位情報を取得することが可能となる。

更に、非接触式距離測定装置２５によってアンテナ装置２４と測定対象物Ｓの測位点Ｘとの距離を非接触で測定するので、測定対象物近傍の足場が悪い場合や複数の測定対象物が密集しているような場合でも、三脚などの支持体を用いてポールを測定対象物に固定したり、測定対象物の測位点毎にユーザが手でポールを安定させる必要が無い。また、測位点の直上にアンテナ装置２４を位置させるだけでアンテナ装置２４と測位点との距離を測定できるので、測位点毎にポールの下端を測定対象物に接地させる必要が無く、容易且つ効率的に測位を行うことができる。

更に、可動型端末装置３は、カメラ装置２６により撮像された測定対象物Ｓの測位点Ｘを含む領域の画像を取得し、該領域の画像と測定対象物Ｓの測位点Ｘの平面直角座標系の座標及び当該測位点の標高とを関連付けて入力表示部３ａに表示することができるので、ユーザは、測位点Ｘの測位が完了した時点で、可動型端末装置３の入力表示部３ａにて測位情報をリアルタイムに確認することができる。また、ユーザが測位点Ｘを含む領域の画像と測定対象物Ｓの測位点Ｘの緯度、経度及び標高とを関連付ける作業を行う必要が無く、測位情報のデータ処理作業を容易且つ効率的に行うことが可能となる。

更に、可動型端末装置３は、測定対象物Ｓの測位点Ｘを含む領域の画像と、測定対象物Ｓの測位点の平面直角座標系の座標Ｘ，Ｙ及び測位点Ｘの標高Ｈ２とを関連付けて記憶するので、測位情報のデータ処理作業を更に効率的に行うことが可能となる。

更に、可動型測定装置２の支持部材２２の鉛直方向長さを伸縮部２２ａにて調節し、アンテナ装置２４を所定の高さに位置するように固定するので、マルチパス（電波反射）によって測位できない場合であっても、アンテナ装置２４をマルチパスが生じない高さに容易に変更することができ、また、アンテナ装置２４と測定対象物Ｓの測位点Ｘとの距離を非接触で測定するので、アンテナ装置２４の高さが変更された場合でも、装置変更や仕様変更を伴うこと無くそのまま距離測定を行うことができ、容易且つ効率的に測位を行うことができる。また、延出部２２ｂを伸縮部２２ａと着脱可能に設けて、延出部２２ｂを伸縮部２２ａから切り離すことによりアンテナ装置２４の高さが変更された場合でも、容易に距離測定を行うことができる。

以上、上記実施形態に係る測位システムについて述べたが、本発明は記述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。

１ 測位システム
２ 可動型測定装置
３ 可動型端末装置
３ａ 入力表示部
４ インターネット
５ サーバ
２１ ウェアラブル部材
２１ａ メインフレーム
２１ｂ，２１ｂ ショルダハーネス
２１ｃ，２１ｃ バックル
２１ｄ，２１ｄ 胴ベルト
２２ 支持部材
２２ａ 伸縮部
２２ｂ 延出部
２３ 水平保持装置
２３ａ 回転軸
２３ｂ 回転軸
２３ｃ 回転軸
２４ アンテナ装置
２５ 非接触式距離測定装置
２６ カメラ装置
３１ 画像
３２ プロパティ
Ｈ１ 標高
Ｈ２ 標高
Ｉ 測位情報
Ｉｎ 測位情報
Ｌ 可視レーザ光
Ｌ１ 距離
Ｓ 測定対象物
Ｘ 測位点
Ｘｎ 測位点

Claims (6)

1. ＧＮＳＳによる測位情報を用いて測定対象物を測位する測位システムであって、
   ユーザの身体に装着可能なウェアラブル部材と、前記ウェアラブル部材に伸縮可能に固定された支持部材と、前記支持部材の端部に取り付けられた水平保持装置と、前記水平保持装置に装着されたアンテナ装置と、前記アンテナ装置に取り付けられ、前記アンテナ装置と前記測定対象物の測位点との距離を非接触で測定する非接触式距離測定装置と、を備える可動型測定装置と、
   外部と通信可能に設けられ、ユーザによる操作入力を行うことが可能な入力表示部を有する可動型端末装置と、
   を備え、
   前記可動型端末装置は、ＧＮＳＳに基づいて算出された前記アンテナ装置の緯度及び経度を前記測定対象物の測位点の緯度及び経度として取得すると共に平面直角座標系の座標に変換し、更に、ＧＮＳＳに基づいて算出された前記アンテナ装置の標高から、前記非接触式距離測定装置によって測定された前記アンテナ装置と前記測定対象物の測位点との距離を減じて、前記測定対象物の測位点の標高を算出する、
   ことを特徴とする測位システム。
2. 前記ウェアラブル部材は、背負い式フレーム部材であり、
   前記支持部材は、前記背負い式フレーム部材から鉛直方向に沿って伸縮する伸縮部と、前記伸縮部の上端から横方向に沿って延びた延出部とを有し、
   前記水平保持装置が前記延出部の端部に固定されることを特徴とする、請求項１記載の測位システム。
3. 前記水平保持装置は、互いに直行する少なくとも２つの回転軸を有するジンバル機構であり、
   前記非接触式距離測定装置は、前記ジンバル機構を介して水平に保持された状態で前記アンテナ装置から前記測定対象物に対して鉛直方向にレーザ光を照射し、前記非接触式距離測定装置と前記測定対象物の測位点との距離を測定することを特徴とする、請求項１記載の測位システム。
4. 前記可動型測定装置は、外部と通信可能に設けられ、前記測定対象物の測位点を広角度で撮像するカメラ装置を更に備え、
   前記カメラ装置は、前記入力表示部の操作入力に応じて、前記測定対象物の測位点を含む領域を撮像することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の測位システム。
5. 前記可動型端末装置は、前記カメラ装置により撮像された前記測定対象物の測位点を含む領域の画像を取得し、前記領域の画像と、前記測定対象物の測位点の平面直角座標系の座標及び前記測位点の標高とを関連付けて前記入力表示部に表示することを特徴とする、請求項４記載の測位システム。
6. 前記可動型端末装置は、前記測定対象物の測位点を含む領域の画像と、前記測定対象物の測位点の平面直角座標系の座標及び前記測位点の標高とを関連付けて記憶することを特徴とする、請求項４又は５のいずか１項に記載の測位システム。

Images