JP2021099268A

JP2021099268A - 測量用ターゲット装置

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Publication number: JP2021099268A
Application number: JP2019231332A
Authority: JP
Inventors: 慶祐吉田; Keisuke Yoshida; 裕次松本; Yuji Matsumoto
Original assignee: Jfd Eng Co Ltd; JFD ENGINEERING CO Ltd
Current assignee: Jfd Eng Co Ltd; JFD ENGINEERING CO Ltd
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2021-07-01
Anticipated expiration: 2039-12-23
Also published as: JP6861938B1

Abstract

【課題】位置決めを容易かつ確実にして、風の影響で吹き飛ばされにくい測量用ターゲット装置を提供することを目的とする。【解決手段】測量用ターゲット装置１は、半球状のターゲット球本体１１と磁石２１と測量ピン３１とから構成される。ターゲット球本体１１には凹部１１ａが形成され、凹部１１ａの内底面には磁石２１が取り付けられる。測量ピン３１は、磁石２１に吸着可能な磁性材料からなり、頭部が前記凹部内に挿入されると磁石２１と磁着する。【選択図】図１

Description

本発明は、レーザスキャナによる測量で用いられるターゲット装置に関するものである。

近年、構造物の建築前に、３次元レーザスキャナを用いて、その敷地内外の地形や周辺の建物などの現況を把握するための３次元測量が行われている。この３次元測量は、予め定められた地点に、球状や板状のターゲットを設置して行われる。ターゲットは、地盤面に直接置かれるか、又は、設置台を介して設置される。しかし、ターゲットを予め定められた地点の真上に位置するように設置するのは困難を伴うことが多かった。また、測量は主に屋外で行うため、風などの影響で、ターゲット装置が揺れたり、移動したりして、正確に測量できない問題もあった。

特開昭５８−１４８９０９号公報特開平１１−１２５５１３号公報

このような問題を解決するために、特許文献１では、ターゲット本体にピンなどの突起物を一体的に設けた技術が提案されている。しかし、これではアスファルト等ではピンを地盤内に打ち込むことができない問題があった。

また、特許文献２では、ターゲット４を支持するターゲット支持具２と支持体３とを備えたミニ三脚１を用いて、測量杭５Ａ上に設けた測量釘５１を上方から視認できる円形の貫通穴（視認穴）２２が設けられた技術が提案されている。しかし、目視による確認では、測量に時間がかかる問題があり、また、目視する者によってズレが生ずる可能性があるばかりか、風により、ターゲットが吹き飛ぶおそれもあった。特に、傾斜した地盤に、三脚等を介してターゲット球を設置すると、ターゲット球本体は、基準となる地盤面（例えば、測量鋲）の真上にターゲット球本体が位置しないため、水平方向のズレを計算した上で、ターゲット球本体の位置を特定しなければならない問題があった。

そこで、本発明は、位置決めを容易かつ確実にして、傾斜地であっても正確な位置が特定でき、かつ、風の影響でも揺れにくく、吹き飛ばされにくい測量用ターゲット装置を提供することである。

請求項１に係る測量用ターゲット装置は、半球を構成する平面の中央部に凹部が形成された半球状のターゲット球本体と、前記凹部の内底面に取り付けられた磁石と、前記磁石に吸着可能な磁性材料からなり、頭部が前記凹部内に挿入可能な測量ピンと、を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る測量用ターゲット装置は、半球を構成する平面の中央部に凹部が形成された半球状のターゲット球本体と、前記凹部と着脱自在に設けられ、前記凹部と開口方向を同じくした開口部を有するアダプタと、前記アダプタの内底面に取り付けられた磁石と、前記磁石に吸着可能な磁性材料からなる測量ピンと、を備え、前記アダプタの前記開口部は、前記測量ピンの頭部の形状に対応した形状を有することを特徴とする。

請求項３に係る測量用ターゲット装置は、請求項１に記載の測量用ターゲット装置であって、前記ターゲット球本体は、球の中心を通らない平面で切断された球の半分よりも大きな半球状であり、前記測量ピンの前記頭部の高さが、前記球の中心を通らない平面の中央から球の中心までの距離とほぼ同じであり、前記頭部が前記凹部内に挿入された時に、前記頭部と前記磁石とが球の中心で接するように構成されたことを特徴とする。

請求項４に係る測量用ターゲット装置は、請求項２に記載の測量用ターゲット装置であって、前記ターゲット球本体は、球の中心を通らない平面で切断された球の半分よりも大きな半球状であり、前記測量ピンの前記頭部の高さが、前記球の中心を通らない平面の中央から球の中心までの距離とほぼ同じであり、前記頭部が前記開口部内に挿入された時に、前記頭部と前記磁石とが球の中心で接するように構成されたことを特徴とする。

請求項５に係る測量用ターゲット装置は、請求項２又は４のいずれか一項に記載の測量用ターゲット装置であって、前記頭部には、軸周りの外周面から外方へ向けた突起部が形成され、前記アダプタには、前記突起部を案内して係合する案内係合部が形成されていることを特徴とする。

請求項６に係る測量用ターゲット装置は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の測量用ターゲット装置であって、前記測量ピンは、前記頭部が地盤面から突出した状態にして地盤に打ち込まれ、前記ターゲット球本体が、前記凹部内又は前記開口部内に前記測量ピンの前記頭部を挿入させ、前記ターゲット球本体の平面が地盤面に接した状態にして設置されることを特徴とする。

本発明に係る測量用ターゲット装置は、位置決めが容易かつ確実となり、多少の風の影響があってもターゲット球本体が揺れにくく、また、吹き飛ばされにくくなることができる。

また、測量ピンの先端部である頭部が地盤面から地上に突出した状態で地盤に固定することによって、測量ピンが倒れるおそれがなくなり、また、ターゲット球本体を測量ピンに被せる際に、磁着の反応によって、挿入できたか否かを確認することができるので、確実に位置決めを行うことが可能となる。

また、ターゲット球本体に直接磁石が取り付けられるのではなく、アダプタを介して、着脱自在な構成にし、しかも、アダプタを測量ピンの頭部の形状に対応した形状にすることによって、測量ピンの頭部の形状に応じたアダプタを選択することができる。これにより、ターゲット球本体の共通利用が可能となり、製造コストを低減することができ、また、測量時に持参するターゲット球本体の数を減らすことが可能となる。

さらに、アダプタに突起部を案内して係合する案内係合部が形成されることにより、より確実に位置決めを行うことができ、また、強風などの影響によるターゲット球本体の回転や揺れを規制することができる。

本発明の実施の形態に係る測量用ターゲット装置を分解して示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る測量用ターゲット装置を分解して示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る測量用ターゲット装置を分解して示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る測量用ターゲット装置を分解して示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る測量用ターゲット装置の正面図である。本発明の実施の形態に係る測量用ターゲット装置の正面図である。本発明の実施の形態に係る測量用ターゲット装置の使用状態を示す構成図である。

本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

本発明に係る測量用ターゲット装置１は、主に、３次元レーザスキャナによる３次元測量で用いられるものである。図１に示すように、測量用ターゲット装置１は、ターゲット球本体１１と磁石２１と測量ピン３１とから構成される。ターゲット球本体１１は、曲面と平面とから構成された半球状であって、球の中心を通る平面で切断された球の半分の形状以外に、球の中心を通らない平面で切断され、球の半分よりも大きい形状や、球の半分よりも小さい形状も含まれる。また、半球の曲面の曲率は、真球の曲率でなくてもよい。

ターゲット球本体１１には、半球を構成する平面の中央部から、半球を構成する曲面の頂部に向かって、半球の一部をくり抜くようにして、凹部１１ａが設けられている。凹部１１ａの内周面には、受けリング等が設けられていても構わない。

磁石２１は、ターゲット球本体１１から外側に飛び出すことなく、凹部１１ａ内に空間を残すようにして、凹部１１ａの内底面に取り付けられる。これにより、ターゲット球本体１１の内部に磁石２１が存在するため、ターゲット球本体１１の平面を地盤面と接した状態で、安定して載置することができるようになっている。

測量ピン３１は、頭部３１１とその下方に延伸した軸部３１２とからなる金属製の棒状体であって、少なくとも頭部３１１が磁石２１に吸着可能な磁性材料からなる。測量ピン３１は、地盤内に打ち込まれ、測量の際に目印となるものであり、測量鋲や測量釘、測量杭等が含まれる。多くの測量ピンは金属製であるため、既製品をそのまま利用することができる。測量ピン３１の頭部３１１の形状は、軸方向に上から見て、図１に示すように円形状のもの、図２に示すように六角形状のもの、図３に示すように矩形状のもの（一般的な測量杭が該当）等であっても構わない。測量ピン３１の頭部３１１は、凹部１１ａの窪み内に挿入可能な形状を有し、挿入時に、引き寄せ合う力が生じて、頭部３１１と磁石２１とが磁着して固定される。

また、測量用ターゲット装置１は、図２及び図３に示すように、アダプタ４１を介して構成されていてもよい。アダプタ４１は、凹部１１ａの開口方向と同一方向に開口する開口部４１ａを有する凹状体であって、開口部４１ａの開口方向を凹部１１ａの開口方向と同じ向きにして、ターゲット球本体１１の凹部１１ａに着脱自在に取り付けられる。なお、アダプタ４１に使用者の指やピン等を挿入可能とする隙間を複数箇所に設けると、アダプタ４１を把持又は回転等して着脱することができ、より便利になる。

凹状に形成されたアダプタ４１の内底面には、凹部１１ａ内に測量ピン３１の頭部３１１を挿入可能な空間を残すようにして、磁石２１が取り付けられる。また、アダプタ４１の開口部４１ａは、測量ピン３１の頭部３１１の形状に対応した形状を有する。すなわち、頭部３１１の形状が、軸方向に上から見て、図３に示すように、六角形状であれば、アダプタ４１の開口部４１ａもその六角形状に対応した六角部に形成されている。なお、アダプタ４１が内底面を有しない筒状体である場合には、凹部１１ａの内底面に磁石２１が取り付けられる。

図１のように、凹部１１ａの内底面に磁石２１が取り付けられたものであれば、凹部１１ａの形状によって、使用する測量ピン３１が特定されるが、図２及び図３のように、アダプタ４１が着脱自在に設けられたものであれば、測量ピン３１の頭部３１１の形状に応じて、対応する形状の開口部４１ａを有するアダプタ４１を使用することができるため、異なる形状の測量ピン３１が使用されていたとしても、対応するアダプタ４１に交換すれば、同一のターゲット球本体１１を用いて測量することが可能となる。

ここで、レーザスキャナを用いた３次元形状の測量では、レーザスキャナから、測定対象物に向けてレーザ光を出射し、測定対象物から反射されたレーザ光を点群データとして取得する。もし、ターゲット球本体１１が回転する、又は揺れるようなことがあれば、正確な点群データが得られず、測定対象物の３次元形状を特定することができない。そこで、図２や図３に示すような頭部３１１の形状が六角形状や矩形状のものであれば、位置決めが容易に行える点以外に、ターゲット球本体１１の回転や揺れを規制することも可能となる。

また、測量ピン３１の頭部３１１の形状は、特殊な形状のものであっても構わない。例えば、図４に示すように、頭部３１１の軸周りの外周面から外方へ向けて突起部３１１ａが形成され、突起部３１１ａを案内して係合する案内係合部４１１がアダプタ４１に形成されていてもよい。より具体的には、案内係合部４１１は、開口側から径方向の内側に向かってテーパ状に縮径した傾斜面４１１ａと、突起部３１１ａが係合する溝部４１１ｂとを有する。傾斜面４１１ａは、突起部３１１ａを案内しやすいように形成したものであり、溝部４１１ｂは、突起部３１１ａと係合するように形成したものである。測量には時間を要するため、短時間でより確実に位置決めする必要がある。そのため、単に溝部４１１ｂを設けるよりも、より早く溝部４１１ｂに案内できる傾斜面４１１ａによって、正規の位置に確実に保持でき、かつ、時間短縮を図ることが可能となる。

次に、図５に示すように、ターゲット球本体１１が、球の中心Ｏを通らない平面で切断された球の半分よりも大きな半球状であった場合の構成と利点について説明する。

ターゲット球本体１１は、球の中心Ｏを通らない平面Ｐで球を切断している二つの半球のうち体積の大きな方の半球であって、球の中心Ｏを通らない平面Ｐの中央部に、半球を構成する曲面の頂部に向かって、半球の一部をくり抜くようにして、凹部１１ａが形成されている。凹部１１ａの窪み内には、球の中心Ｏが含まれるように形成されている。

凹部１１ａの内底面には、凹部１１ａ内に空間を残すようにして、板状の磁石２１が取り付けられる。板状の磁石２１は、凹部１１ａの内底面側とは反対側の面のいずれかの位置に、球の中心Ｏが含まれるように構成されている。すなわち、磁石２１は、凹部１１ａの内底面から、球の中心Ｏを通らない平面Ｐと平行な、球の中心Ｏを通る平面Ｑまでの高さを有する。なお、図５の点線が示すように、凹部１１ａの内底面側とは反対側の面の中央が、球の中心Ｏに重なるようにして、磁石２１の高さが調節されていることが望ましい。

そして、ターゲット球本体１１は、平面Ｐの中央Ｃから球の中心Ｏまでの距離Ｄ１（平面Ｐと平面Ｑとの距離Ｄ１）が、測量ピン３１の頭部３１１の高さＤ２とほぼ同じになるように形成されている。したがって、測量ピン３１の頭部３１１が凹部１１ａ内に挿入された時に、頭部３１１と磁石２１とが球の中心Ｏで接するように構成されている。これにより、測量ピン３１の頭部３１１の位置と、ターゲット球本体１１の球の中心Ｏが一致することによって、測量の基準となる両座標が一致することになる。一方、傾斜地に三脚等を介してターゲット球本体を設置した場合には、測量ピンの真上にターゲット球本体の中心が位置しないため、水平方向の誤差を考慮しなければならない。しかし、本発明に係る測量用ターゲット装置１は、ターゲット球本体１１の球の中心位置Ｏと測量ピン３１の位置が同じ場所にあることから、水平方向の誤差を考慮することなく、迅速に測量することが可能となる。

なお、図５では、半球を構成する平面Ｐと、球の中心Ｏを通る平面で切断された球の半分の形状であった場合の切断面である平面Ｑとの間におけるターゲット球本体１１の曲面部分を、半球の曲面から続く湾曲形状で示したが、図６に示すように、ターゲット球本体１１は、球の中心Ｏを通る平面Ｑで切断された球の半分の形状と、半球を構成する平面Ｐを共通とする円筒形状とが一体化されたような半球状であっても構わない。

また、アダプタ４１を設けた場合も同様で、磁石２１は、アダプタ４１の内底面側とは反対側の面に、球の中心Ｏが含まれるように取り付けられ、半球の平面の中央から球の中心Ｏまでの距離と、測量ピン３１の頭部３１１の高さが、ほぼ同じ高さになっており、球の中心Ｏの位置で、測量ピン３１の頭部３１１と磁石２１が接するように、凹部１１ａの深さと磁石２１の高さがそれぞれ調節されて、構成されている。

次に、本発明に係るターゲット装置１の使用方法について説明する。

まず、図７（ａ）に示すように、測量ピン３１を基準となる位置Ｘ（図５でいう平面Ｐの中央Ｃとなる位置）に打ち込む。このとき、図７（ｂ）に示すように、測量ピン３１の頭部３１１を地盤面から地上に突出させた状態で測量ピン３１を地盤に固定する。次に、図７（ｃ）に示すように、ターゲット球本体１１の平面を下方に向けて、凹部１１ａに測量ピン３１の頭部３１１を挿入させ、ターゲット球本体１１の平面が地盤面に接するようにして載置する（図７（ｄ））。この時、測量ピン３１の頭部３１１と磁石２１とが近づくだけで、測量ピン３１の頭部３１１が凹部１１ａに案内されるようにして挿入され、測量ピン３１の頭部３１１と磁石２１とが磁着する。そして、図７（ｄ）に示す状態で測量を行う。測量後は、図７（ｅ）に示すように、ターゲット球本体１１を持ち上げ、その後、図７（ｆ）に示すように、測量ピン３１の頭部３１１を地盤内に完全に打ち込むことによって終了する。

１測量用ターゲット装置
１１ターゲット球本体
２１磁石
３１測量ピン
４１アダプタ

請求項１に係る測量用ターゲット装置は、半球を構成する平面の中央部から、半球を構成する曲面の頂部に向かって、半球の一部をくり抜くようにして、凹部が形成された半球状のターゲット球本体と、前記凹部の内底面に取り付けられた磁石と、前記磁石に吸着可能な磁性材料からなり、頭部が前記凹部内に挿入可能な測量ピンと、を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る測量用ターゲット装置は、請求項１に記載の測量用ターゲット装置であって、前記ターゲット球本体は、球の中心を通らない平面で切断された球の半分よりも大きな半球状であり、前記測量ピンの前記頭部の高さが、前記球の中心を通らない平面の中央から球の中心までの距離とほぼ同じであり、前記頭部が前記凹部内に挿入された時に、前記頭部と前記磁石とが球の中心で接するように構成されたことを特徴とする。

請求項３に係る測量用ターゲット装置は、請求項１又は２のいずれか一項に記載の測量用ターゲット装置であって、前記測量ピンは、前記頭部が地盤面から突出した状態にして地盤に打ち込まれ、前記ターゲット球本体が、前記凹部内に前記測量ピンの前記頭部を挿入させ、前記ターゲット球本体の平面が地盤面に接した状態にして設置されることを特徴とする。

請求項４に係る測量用ターゲット装置は、半球を構成する平面の中央部から、半球を構成する曲面の頂部に向かって、半球の一部をくり抜くようにして、凹部が形成された半球状のターゲット球本体と、前記凹部と着脱自在に設けられ、前記凹部と開口方向を同じくした開口部を有するアダプタと、前記アダプタの内底面に取り付けられた磁石と、前記磁石に吸着可能な磁性材料からなる測量ピンと、を備え、前記アダプタの前記開口部は、前記測量ピンの頭部の形状に対応した形状を有し、前記ターゲット球本体は、球の中心を通らない平面で切断された球の半分よりも大きな半球状であり、前記測量ピンの前記頭部の高さが、前記球の中心を通らない平面の中央から球の中心までの距離とほぼ同じであり、前記頭部が前記開口部内に挿入された時に、前記頭部と前記磁石とが球の中心で接するように構成されたことを特徴とする。

請求項５に係る測量用ターゲット装置は、請求項４に記載の測量用ターゲット装置であって、前記測量ピンの前記頭部には、軸周りの外周面から外方へ向けた突起部が形成され、前記アダプタには、前記突起部を案内して係合する案内係合部が形成されていることを特徴とする。

請求項６に係る測量用ターゲット装置は、請求項４又は５のいずれか一項に記載の測量用ターゲット装置であって、前記測量ピンは、前記頭部が地盤面から突出した状態にして地盤に打ち込まれ、前記ターゲット球本体が、前記開口部内に前記測量ピンの前記頭部を挿入させ、前記ターゲット球本体の平面が地盤面に接した状態にして設置されることを特徴とする。

Claims

半球を構成する平面の中央部に凹部が形成された半球状のターゲット球本体と、
前記凹部の内底面に取り付けられた磁石と、
前記磁石に吸着可能な磁性材料からなり、頭部が前記凹部内に挿入可能な測量ピンと、
を備えたことを特徴とする測量用ターゲット装置。
半球を構成する平面の中央部に凹部が形成された半球状のターゲット球本体と、
前記凹部と着脱自在に設けられ、前記凹部と開口方向を同じくした開口部を有するアダプタと、
前記アダプタの内底面に取り付けられた磁石と、
前記磁石に吸着可能な磁性材料からなる測量ピンと、
を備え、
前記アダプタの前記開口部は、前記測量ピンの頭部の形状に対応した形状を有することを特徴とする測量用ターゲット装置。
前記ターゲット球本体は、球の中心を通らない平面で切断された球の半分よりも大きな半球状であり、
前記測量ピンの前記頭部の高さが、前記球の中心を通らない平面の中央から球の中心までの距離とほぼ同じであり、
前記頭部が前記凹部内に挿入された時に、前記頭部と前記磁石とが球の中心で接するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の測量用ターゲット装置。
前記ターゲット球本体は、球の中心を通らない平面で切断された球の半分よりも大きな半球状であり、
前記測量ピンの前記頭部の高さが、前記球の中心を通らない平面の中央から球の中心までの距離とほぼ同じであり、
前記頭部が前記開口部内に挿入された時に、前記頭部と前記磁石とが球の中心で接するように構成されたことを特徴とする請求項２に記載の測量用ターゲット装置。
前記測量ピンの前記頭部には、軸周りの外周面から外方へ向けた突起部が形成され、
前記アダプタには、前記突起部を案内して係合する案内係合部が形成されていることを特徴とする請求項２又は４のいずれか一項に記載の測量用ターゲット装置。
前記測量ピンは、前記頭部が地盤面から突出した状態にして地盤に打ち込まれ、
前記ターゲット球本体が、前記凹部内又は前記開口部内に前記測量ピンの前記頭部を挿入させ、前記ターゲット球本体の平面が地盤面に接した状態にして設置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の測量用ターゲット装置。