JP2023050332A - 測量システム - Google Patents

Abstract

【課題】容易に測定対象面の設定高さに対する偏差、或は不陸状態を測定可能であり、設定対象面の高さ或は不陸状態の測定と並行して打設作業或は整地作業等の施工作業を可能とする測量システムを提供する。【解決手段】高さ測定装置１と高低測定装置２とを具備する測量システムであって、前記高低測定装置は、前記高さ測定装置が測定する測定対象物１５と、該測定対象物と既知の関係に設けられ、施工面迄の距離を測定する測距センサ１６と、高低情報を投影する投影装置と、演算制御部１９とを具備し、該演算制御部は、前記高さ測定装置が測定した測定対象物の高さ情報と、前記測距センサが測定した距離情報に基づき施工面の高低情報を演算する様構成され、前記投影装置は前記高低情報を前記施工面に投影する様構成された。【選択図】図１

Description

本発明は測定対象面の不陸状態を測定する測量システムに関するものである。

コンクリートの打設作業、或は整地作業に於いて、打設面或は整地面の不陸状態（凹凸状態）を解消し、設定した高さに施工することが望まれる。

従来、例えば、コンクリートの打設作業に於いては、打設済部分に測定棒をコンクリートに差込み、打設済部分のコンクリートの高さを所定間隔で実測していた。

厚みの実測後、不陸状態を生じていた場合、凹部分にはコンクリートを継足し、或は凸部分にはコンクリートを削除する等の修正作業をしていた。

従来の方法では、個々の高さ測定が人手作業となり不陸測定の作業性が悪いと言う問題があり、又、コンクリートの打設作業、高さ測定作業、修正作業が別工程となることから作業能率が悪いという問題が有った。

又、整地作業に於いても、整地後所定高さに糸を張る等して、整地高さ（不陸状態）の測定を行い、設定高さに対する偏差、不陸を生じている場合は、土盛り、除去の修正を行っていた。

特開平７－４９２２８号公報 特許第６１３００７８号公報 米国特許出願公開第２０１１／０２３５０５３号明細書

本発明は、容易に測定対象面の設定高さに対する偏差、或は不陸状態を測定可能であり、設定対象面の高さ或は不陸状態の測定と並行して打設作業或は整地作業等の施工作業を可能とする測量システムを提供するものである。

本発明は、高さ測定装置と高低測定装置とを具備する測量システムであって、前記高低測定装置は、前記高さ測定装置が測定する測定対象物と、該測定対象物と既知の関係に設けられ、施工面迄の距離を測定する測距センサと、高低情報を投影する投影装置と、演算制御部とを具備し、該演算制御部は、前記高さ測定装置が測定した測定対象物の高さ情報と、前記測距センサが測定した距離情報に基づき施工面の高低情報を演算する様構成され、前記投影装置は前記高低情報を前記施工面に投影する様構成された測量システムに係るものである。

又本発明は、前記高さ測定装置は、既知の高さの水平基準面を形成し、前記測定対象物は前記水平基準面を検出する受光器であり、前記演算制御部は前記受光器の検出結果に基づき前記水平基準面に対する前記測距センサの測定基準位置の高さを演算し、前記測距センサの測定結果に基づき施工面の高低情報を演算する様構成された測量システムに係るものである。

又本発明は、前記高さ測定装置は既知の高さに設けられ、測定結果を送信可能なＴＳ通信部を有し、追尾機能を有する測量機であり、前記高低測定装置は、前記ＴＳ通信部からの測定結果を受信可能な端末通信部を有し、前記測定対象物はプリズムであり、前記演算制御部は前記端末通信部を介して前記プリズムの高さ情報を取得し、前記プリズムの高さ情報に基づき、前記測距センサの測定基準位置の高さを演算し、前記測距センサの測定結果に基づき施工面の高低情報を演算する様構成された測量システムに係るものである。

又本発明は、前記高低測定装置は、傾斜センサを更に具備し、前記演算制御部は、前記傾斜センサの検出結果に基づき前記高低情報を補正する様構成された測量システムに係るものである。

又本発明は、前記高低測定装置は、傾斜センサを更に具備し、ハンディタイプに構成され、前記演算制御部は、前記傾斜センサの検出結果に基づき前記高低情報を補正する様構成された測量システムに係るものである。

又本発明は、前記測距センサは、測距カメラである測量システムに係るものである。

又本発明は、前記測距センサは、視差カメラである測量システムに係るものである。

又本発明は、前記測距センサは、測距用のパターンを投影するプロジェクタ及び該プロジェクタに対して視差を生じる様設けられたカメラによって構成された測量システムに係るものである。

更に又本発明は、前記測距センサはレーザ測長器であり、前記測距センサは複数の異なる色のレーザ光線を照射し、前記演算制御部は高低情報に応じて照射するレーザ光線の色を選択する様構成した測量システムに係るものである。

本発明によれば、高さ測定装置と高低測定装置とを具備する測量システムであって、前記高低測定装置は、前記高さ測定装置が測定する測定対象物と、該測定対象物と既知の関係に設けられ、施工面迄の距離を測定する測距センサと、高低情報を投影する投影装置と、演算制御部とを具備し、該演算制御部は、前記高さ測定装置が測定した測定対象物の高さ情報と、前記測距センサが測定した距離情報に基づき施工面の高低情報を演算する様構成され、前記投影装置は前記高低情報を前記施工面に投影する様構成されたので、その場の測定情報、高低情報が直接投影される為、容易に測定対象面の不陸状態を視認でき、不陸状態の測定と並行して打設作業或は整地作業等の施工作業が可能となるという優れた効果を発揮する。

第１の実施例に係る測量システムの概略図である。 レーザレベルプレーナの概略構成図である。 高低測定装置の概略構成図である。 不陸状態の測定についての説明図である。 不陸測定作業のフローチャートである。 第１の実施例の変更例を示す概略図である。 第２の実施例に係る測量システムの概略図である。 （Ａ）は視差により距離測定を行う場合のパターンの一例を示す図、（Ｂ）はパターンに不陸画像を重合させた状態の投影画像の図である。 第３の実施例に係る測量システムの概略図である。 第３の実施例に於けるトータルステーションの概略構成図である。 第３の実施例に於ける高低測定装置の概略構成図である。 第３の実施例に於ける不陸状態の測定についての説明図である。 （Ａ）は第４の実施例に係る測量システムの概略図、（Ｂ）（Ｃ）は不陸状態の測定についての説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

図１は第１の実施例に係る測量システムの概略を示しており、測量システムは主に高さ測定装置１、高低測定装置２によって構成されている。尚、図１中、４は不陸マップ（後述）を示している。

第１の実施例に於いて、前記高さ測定装置１としてレーザレベルプレーナ３が用いられている。

該レーザレベルプレーナ３は、レーザ光線により所定高さの水平基準面を形成するものである。水平基準面としては、レーザ光線を水平面に回転照射し、形成されるものであっても、或は、扇状のレーザ光線を水平に照射し、形成されるものであってもよい。以下の説明では、レーザ光線を水平面に回転照射して、水平基準面Ｏを形成した場合を説明する。

図２を参照して、前記レーザレベルプレーナ３の概略を説明する。

該レーザレベルプレーナ３は、３脚等の支持装置を介して所要に位置に設置される。該レーザレベルプレーナ３は、主に制御部５、第１傾斜センサ（チルトセンサ）６、レーザ光線照射部７、整準部８、水平回転駆動部９、操作部１１、表示部１２を含んでいる。

前記第１傾斜センサ６は前記レーザレベルプレーナ３の水平に対する傾斜、即ち照射するレーザ光線の水平に対する傾斜を検出する。前記第１傾斜センサ６の検出結果は、前記制御部５に入力される。

前記制御部５は前記第１傾斜センサ６の検出結果に基づき前記整準部８を駆動し、前記レーザレベルプレーナ３を水平に調整する。前記制御部５は、前記レーザ光線照射部７にレーザ光線を照射させ、前記水平回転駆動部９により前記レーザ光線照射部７を回転させ、水平基準面Ｏが形成される様にレーザ光線を回転照射する。

前記レーザレベルプレーナ３は水平基準面Ｏが既知の高さとなる様に設置される。例えば、基準となる床面からの前記水平基準面Ｏの高さは、実測、或は前記レーザレベルプレーナ３の仕様等から既知とされる。既知の水平基準面Ｏが形成されることで、測定対象物の該水平基準面Ｏを基準とした高さを測定することができる。

前記操作部１１から前記レーザレベルプレーナ３の動作のＯＮ／ＯＦＦ指令、作動条件の設定等が入力され、前記表示部１２には作動状態等が表示される。

図３を参照して、前記高低測定装置２を説明する。

前記高低測定装置２は、ポール１４と、該ポール１４の所要高さに設けられた測定対象物としての受光器１５、前記ポール１４の上端に設けられた測距センサ１６、プロジェクタ１７、第２傾斜センサ１８及び演算制御部１９を具備している。前記受光器１５と前記測距センサ１６とは既知の位置関係に設けられている。

前記受光器１５は上下方向に延び、所定の長さを有する受光センサ２１を有し、該受光センサ２１は前記レーザ光線を検知し、検知信号を発する。前記受光センサ２１は受光基準位置（例えば、前記受光センサ２１の上下方向の中心、或は前記受光センサ２１の下端等）を有し、受光基準位置は前記高低測定装置２に於いて既知の位置となっている。例えば、受光基準位置と前記ポール１４の下端との距離が既知となっている。

前記検知信号は受光信号と共に検知位置情報を含んでいる。検知位置情報としては、前記受光基準位置に対する偏差等が含まれる。従って、前記検知信号に基づき、前記水平基準面Ｏに対する前記受光基準位置の高さを測定することができる。前記検知信号は、前記演算制御部１９に入力される。

前記測距センサ１６は下方に向けられ、地表迄の距離を測定するものであり、前記測距センサ１６としては、種々のものが採用可能である。一例として、測距カメラ２２が用いられる。該測距カメラ２２は、多数のピクセルからなる撮像素子を有し、各ピクセル毎に測距光を発し、反射光を受光し、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）により測距を行うものであり、画像の様に面的に測距データを取得する。又、測距光を高速に走査して面的に測定してもよい。距離データは前記演算制御部１９に入力される。

前記測距カメラ２２は測定基準位置を有し、該測距カメラ２２が測定する距離は測定基準位置からの距離となっている。該測定基準位置と前記ポール１４の下端迄の距離も既知となっている。又、前記測距カメラ２２の測定基準位置と前記受光センサ２１の受光基準位置との関係は既知となっており、前記測定基準位置と前記受光基準位置間の鉛直距離も既知となっている。

従って、前記受光センサ２１によって前記水平基準面Ｏの高さを測定することで、前記水平基準面Ｏに対する前記測定基準位置の高さを取得できる。

前記測定基準位置と前記プロジェクタ１７の投影光学系の基準点との関係は既知となっており、更に、前記測距カメラ２２の光軸と前記プロジェクタ１７の光軸とは平行又は略平行であり、且つ両光軸間の距離も既知となっている。

前記第２傾斜センサ１８は、前記測距カメラ２２の水平に対する傾斜、或は前記測距カメラ２２の光軸の鉛直に対する傾斜を検出する。或は、前記ポール１４の鉛直に対する傾斜を検出する。前記第２傾斜センサ１８の傾斜検出結果は、前記演算制御部１９に入力される。

前記測距カメラ２２の光軸は、前記ポール１４と平行に設定されている。尚、前記第２傾斜センサ１８が、前記ポール１４の鉛直に対する傾斜を検出する様構成された場合は、前記測距カメラ２２の光軸は前記ポール１４に対して既知の角度で傾斜している。

前記第２傾斜センサ１８は前記演算制御部１９に内蔵されてもよい。又、前記第２傾斜センサ１８としては、加速度センサ、ジャイロセンサ等種々のＩＭＵセンサの使用が可能である。

前記演算制御部１９は、演算処理部２４及び記憶部２５を含む。前記演算処理部２４は本実施例に特化されたＣＰＵ、或は汎用性ＣＰＵ、埋込みＣＰＵ、マイクロプロセッサ等が用いられる。又、前記記憶部２５としてはＲＡＭ、ＲＯＭ、ＦｌａｓｈＲＯＭ、ＤＲＡＭ等の半導体メモリ、ＨＤＤ等の磁気記録メモリが用いられる。

前記演算処理部２４は、前記記憶部２５に格納された各種プログラムを展開して所要の処理、作動を実行する。

前記記憶部２５には、本実施例を実行する為の種々のプログラムが格納されている。プログラムとしては、例えば、前記測距カメラ２２、前記プロジェクタ１７の同期等の統合制御する為の制御プログラム、前記測距カメラ２２に撮像、測距を実行させる為の測距プログラム、測距データに基づき３次元データを演算する演算プログラム、３次元データに基づきビデオ信号を演算するプログラム等が含まれる。

又、前記記憶部２５には、高低状態を判断する為の閾値が格納され、或は測定結果、画像データ等が格納される。以下高低状態とは、測定対象面の設定高さに対する偏差の状態、設定面に対する凹凸（不陸）の状態、水平面に対する傾斜の状態を含むものとする。又、高低情報とは測定対象面の設定高さに対する偏差の情報、設定面に対する不陸の情報、水平面に対する傾斜の状態を含むものとする。

図４を参照して不陸状態を測定する場合について説明する。

図４中、２７は基準となる床面を示し、前記レーザレベルプレーナ３は前記床面２７に対して既知の高さに設置され、前記床面２７に対して既知の高さの水平基準面Ｏを形成する。

前記床面２７から所定量下がった施工床面２８にコンクリートを打設するとし、施工仕上り面を２８ａとする。

測定者は、例えば前記ポール１４を前記施工床面２８に突当て、前記高低測定装置２を鉛直又は略鉛直に支持する。高低測定装置２の垂直状態については、前記第２傾斜センサ１８によって検出される。

以下は、前記高低測定装置２が鉛直に支持されたとして説明する。

図中、Ｏ１は前記測距カメラ２２の測定基準位置を通過する水平線を示し、Ｏ２は前記受光センサ２１の受光基準位置を通過する水平線を示している。前記施工仕上り面２８ａは、所定の打設厚みになる様、水平基準面Ｏに対して高さの差Ｄに設定されている。

前述した様に、測定基準位置と受光基準位置とは既知の関係にあり、Ｏ１とＯ２との間の距離は既知の値ｄとなっている。又、前記受光センサ２１のレーザ光線受光位置と受光基準位置との偏差Δ（即ち、水平基準面Ｏと受光基準位置との偏差Δ）とし、前記測距カメラ２２による施工面（コンクリート打設表面）２８ｂの測距値（即ち、前記測距カメラ２２の測定基準位置と施工面２８ｂ迄の距離）をＳとする。

前記施工仕上り面２８ａを基準とした、前記施工面２８ｂの不陸ΔＦは以下の式で求められる。

ΔＦ＝Ｄ＋（ｄ－Δ）－Ｓ…（１式）

ここで、Δは受光基準位置より上方で＋、下方で－を示す。又、不陸ΔＦは、＋で施工仕上り面２８ａより凸の状態、マイナスで凹の状態を示している。

前記高さの差Ｄ、測定基準位置と受光基準位置との距離ｄは、予め前記演算制御部１９に設定され、前記測距カメラ２２の測距結果、及び前記受光センサ２１の検知信号はそれぞれ前記演算制御部１９に入力され、該演算制御部１９は前記高さの差Ｄ、距離ｄ、前記測距結果、検知信号に基づき前記不陸ΔＦを演算する。

又、前記測距カメラ２２は、撮像素子のピクセル単位で測距が可能であり、前記演算制御部１９がピクセル単位で前記不陸ΔＦを演算することで、前記測距カメラ２２の画角全体の不陸ΔＦ分布を取得することができる。

更に、前記演算制御部１９は、不陸ΔＦを前記記憶部２５に設定されている閾値により区分することで、不陸マップ４を作成することができる。

例えば、不陸ΔＦが前記施工仕上り面２８ａに対して＋の場合は暖色系とし、例えば３ｍｍの増加毎に濃度或は色調を濃くする。更に、不陸ΔＦが前記施工仕上り面２８ａに対して－の場合は寒色系とし、例えば３ｍｍの減少毎に濃度或は色調を濃くする等である。図１に示す不陸マップ４では、不陸状態を濃淡で示している。

尚、区分する閾値について、３ｍｍに限らず、５ｍｍ、１ｃｍとする等、適宜設定することができる。又、区分分けについては、一色で濃淡のみで表示してもよい。

前記演算制御部１９は、作成した不陸マップを、映像信号として前記プロジェクタ１７に入力し、不陸マップ４は該プロジェクタ１７によって前記施工面２８ｂに投影される。投影される不陸マップ４の位置、範囲は、前記測距カメラ２２で測定した位置及び測距範囲と合致しており、前記施工面２８ｂの不陸情報が不陸マップ４により、正確に表示される。又、作業者は、投影された不陸マップ４から視覚により前記施工面２８ｂの不陸状態を確認することができる。不陸マップ４の投影は、連続的であってもよいし、点滅させてもよい。

不陸マップがコンクリート打設状態の前記施工面２８ｂに投影される場合は、作業者はコンクリート打設時の不陸状態をリアルタイムで確認することができ、不陸状態リアルタイムで修正することができる。従って、コンクリート打設作業を不陸状態を修正しつつ実行することができる。

又、不陸マップがコンクリート打設済の前記施工面２８ｂに投影される場合は、該施工面２８ｂの仕上り状態、仕上り精度を確認することができる。

上記説明では、前記高低測定装置２が鉛直に支持されたとして説明したが、実際には前記高低測定装置２が傾斜、或は揺動することが考えられる。該高低測定装置２は第２傾斜センサ１８を具備しており、前記高低測定装置２（前記ポール１４或は測距カメラ２２の光軸）の傾斜をリアルタイムで検出し、傾斜検出結果は、前記演算制御部１９にリアルタイムで入力されている。

該演算制御部１９は、前記ポール１４の下端から前記測定基準位置迄の距離、及び傾斜検出結果に基づき前記測距カメラ２２の測定結果（測定距離、測定位置）をリアルタイムで補正する。従って、前記高低測定装置２が傾斜、或は揺動した場合でも、補正された不陸マップが投影され、測定者は正確な高低情報を確認することができる。

次に、図５を参照して不陸測定作業について説明する。

ＳＴＥＰ：０１ 高さ測定装置１（本実施例ではレーザレベルプレーナ３）を所定の位置に設置し、整準後、射出されるレーザ光線の基準位置からの高さ（本実施例では前記床面２７の位置）を実測する等し、既知化する。

ＳＴＥＰ：０２ レーザ光線を回転照射し、水平基準面Ｏを形成する。

ＳＴＥＰ：０３ 受光器１５により水平基準面Ｏを検出する。前記受光センサ２１の受光位置から前記水平基準面Ｏに対する前記測距センサ１６（本実施例では測距カメラ２２）の測定基準位置の高さを求める。

ＳＴＥＰ：０４ 前記測距センサ１６により、施工面を測定する。

ＳＴＥＰ：０５ 前記第２傾斜センサ１８により前記測距センサ１６の光軸の傾斜を検出する。

ＳＴＥＰ：０６ 傾斜検出結果に基づき前記測距センサ１６の測定結果を補正する。

ＳＴＥＰ：０７ 補正された測定結果（以下、補正測定結果）と、前記水平基準面Ｏに対する測定基準位置の高さに基づき前記水平基準面Ｏに対する施工面２８ｂとの高さを求める。

ＳＴＥＰ：０８ 予め設定してある施工仕上り面２８ａと前記施工面２８ｂとの高さの差を演算し、高低情報を取得する。

ＳＴＥＰ：０９ 高低情報と予め設定した閾値に基づき不陸マップ画像を作成する。

ＳＴＥＰ：１０ 前記測距センサ１６と前記プロジェクタ１７との位置関係、及び前記補正測距結果に基づき、前記プロジェクタ１７と投影面（施工面２８ｂ）迄の距離を演算し、不陸マップ画像を投影する。

測定位置を変更して、測定を継続する場合は、ＳＴＥＰ：０２～ＳＴＥＰ：１０を繰返して実行する。

図６は第１の実施例の変更例を示している。

図６中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付しその説明を省略する。

ポール１４の所要位置に、距離キャリブレーション用のターゲット板３１を設ける。該ターゲット板３１と測距カメラ２２の基準位置との距離を実測し、或は製図から既知とし、既知化した距離を実測値とする。

前記測距カメラ２２により床面（施工仕上り面２８ａ、施工面２８ｂ）を測定する際に、前記ターゲット板３１を事前又は事後に、或は同時に測定し、前記測距カメラ２２による前記ターゲット板３１の測距結果と前記実測値とを比較し、前記測距カメラ２２のキャリブレーションを行う。キャリブレーションにより、前記測距カメラ２２の有する誤差が補正され、測定精度が向上する。

図７は、第２の実施例に係る測量システムの概略を示しており、測量システムは主に高さ測定装置１、高低測定装置２によって構成されている。尚、図１中、４は投影された不陸マップを示す。

図７中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付しその説明を省略する。尚、図７に於いて、レーザレベルプレーナ３の図示を省略している。

第２の実施例では、測距センサ１６がプロジェクタ１７及びカメラ３３によって構成されている。

前記プロジェクタ１７の光軸と前記カメラ３３の光軸は平行であり、両光軸は所定の距離離間しており、離間距離は既知であり、又床面を測定するに充分な視差が得られる距離ｐとなっている。従って、前記プロジェクタ１７と前記カメラ３３は視差により距離測定を行う測距センサ１６となっている。

床面の距離測定時、前記プロジェクタ１７は、測距用のパターン３４が入った画像を投影する（図８（Ａ））。尚、図８（Ａ）では格子状のパターンを示しているが、視差による変位が確認できるパターンで有ればよく、例えば、縦横、所定間隔で分布させた点状のパターンであってもよい。

床面に投影された前記パターン３４を前記カメラ３３によって撮像する。

前記カメラ３３で取得された画像では、前記パターン３４の交点（黒○）が白○の位置に変位している。この変位量は、不陸の大きさに対応しているので、前記パターン３４全体で各交点の変位量を求めれば変位量に基づき不陸状態を測定できる。

この不陸状態に基づき、上記実施例と同様、不陸マップ４を作成することができる。この不陸マップ４は前記パターン３４に重合させて投影してもよいし（図８（Ｂ）参照）、或は不陸マップ４のみを投影してもよい。

又、第２の実施例の変形例として、前記測距センサ１６が所定の視差を有する２つのカメラ（視差カメラ）で構成されてもよい。

図９～図１２を参照して第３の実施例を説明する。

図９、図１２は第３の実施例に係る測量システムの概略を示しており、第１の実施例と同様、測量システムは主に高さ測定装置１、高低測定装置２によって構成されている。

第３の実施例では、高さ測定装置１として追尾機能を有する光波距離装置、例えば、トータルステーション３７が用いられている。尚、追尾機能を有する測定装置としては、イメージセンサを用いた画像による追尾やレーザスキャナによる形状追尾等が挙げられる。

尚、図９中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付しその説明を省略する。

前記トータルステーション３７は、所要の位置に水平に整準されて設置される。前記トータルステーション３７は既知の高さに設置される。即ち、前記トータルステーション３７は測量基準点を有し、該測量基準点の３次元座標、少なくとも高さの座標（高さ位置）が既知とされる様設置される。例えば、図１２を参照して、床面２７に前記トータルステーション３７が設置されるものとして、床面２７を測量基準高さとすると、該床面２７から前記測量基準点迄の高さＤが既知とされる。

高低測定装置２′は、高さを測定する為の測定対象物として再帰反射特性を有するプリズム３５を有する。該プリズム３５の光学中心と測距カメラ２２の測定基準位置とは既知の関係となっている。尚、測定対象物として反射シートを用いてもよい。

前記トータルステーション３７は、測定対象としての前記プリズム３５を視準する望遠鏡部（図示せず）を有し、該望遠鏡部を介して追尾光を射出し、前記プリズム３５を追尾し、又望遠鏡部を介して測距光を射出し、前記プリズム３５からの反射光を受光し、前記プリズム３５について光波距離測定を行う。

図１０を参照して、トータルステーション３７の概略の構成を説明する。

該トータルステーション３７は、主に演算制御部３８、ＴＳ通信部４２、記憶部４３、測距部４４、追尾部４５、水平角検出器４７、鉛直角検出器４８、水平回転駆動部４９、鉛直回転駆動部５０、表示部５１、操作部５２を有している。

前記演算制御部３８は、ＴＳ通信部４２、測距部４４、追尾部４５、水平回転駆動部４９、鉛直回転駆動部５０、表示部５１の駆動制御、同期制御等、個々の制御と共に統合制御を行う。

前記ＴＳ通信部４２は前記高低測定装置２との間で、データ通信を行い、前記追尾部４５は追尾光を射出し、前記プリズム３５からの反射光を受光して追尾を行う。又、前記追尾部４５による追尾と並行して、前記測距部４４は測距光を射出し、前記プリズム３５からの反射光を受光し、該プリズム３５を測定対象として測距を行う。

又、前記水平角検出器４７は、基準点を有し、この基準点に対する望遠鏡の光軸の水平角を検出する様になっている。又、前記鉛直角検出器４８は水平に対する高低角を検出する様になっている。

前記水平回転駆動部４９、前記鉛直回転駆動部５０は、前記プリズム３５を追尾する様、望遠鏡を鉛直回転及び水平回転する。前記水平角検出器４７、前記鉛直角検出器４８は、測距時の水平角、鉛直角を検出する。従って、測定対象を測距すると共に測定対象の３次元座標を測定する。

前記ＴＳ通信部４２は測定された３次元座標をリアルタイムで、前記高低測定装置２に送信する。

前記操作部５２から前記トータルステーション３７の動作のＯＮ／ＯＦＦ、作動条件の設定等が入力され、前記表示部１２にはトータルステーション３７の作動状態等が表示される。

図１１は、第３実施例の高低測定装置２′の概略を示しており、第３実施例に於ける高低測定装置２′と第１実施例に於ける高低測定装置２とは略同様な構成を有しており、前記受光器１５の代りに前記プリズム３５が設けられ、前記トータルステーション３７とのデータ通信の為の端末通信部５３を備えている。

尚、図１１中、測距センサ１６として測距カメラ２２を示しているが、第２実施例で示した様に、測距センサ１６がプロジェクタ１７及びカメラ３３或は視差カメラによって構成されてもよい。

第３の実施例に於ける不陸測定について、図１２を参照して説明する。尚、図１２中、図４中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

前記トータルステーション３７により前記プリズム３５を測定し、測定データとして前記プリズム３５の３次元座標を前記ＴＳ通信部４２から前記高低測定装置２′の前記端末通信部５３に送信する。該端末通信部５３は受信した３次元データを演算制御部１９に入力する。

３次元データは更に演算処理部２４に入力され、該演算処理部２４は、３次元データから前記プリズム３５の高さ、即ちトータルステーション３７の測距光の照射位置の高さを取得する。

取得した測距光の照射位置の高さは、前記床面２７（図４参照）を基準とした前記プリズム３５の高さ（プリズム３５の光学中心の高さ）となっている。

更に、前記演算処理部２４は、前記プリズム３５の光学中心と前記測距カメラ２２の測定基準位置との既知の関係と前記プリズム３５の高さから、前記床面２７を基準とした前記測距カメラ２２の高さを取得することができる。

而して、前記測距カメラ２２の測定結果から施工面２８ｂの不陸状態を測定することができる。

不陸マップ４の作成、不陸マップ画像の前記施工面２８ｂへの投影については、第１の実施例と同様であるので説明を省略する。

図１３（Ａ）～図１３（Ｃ）を参照して第４の実施例を説明する。

第４の実施例では測距センサ１６が、単一ビームを射出するレーザ測長器（図示せず）とＬＥＤ照明器５５によって構成されている。該レーザ測長器とＬＥＤ照明器５５とは光軸が平行又は略平行であり、光軸間距離も既知とされている。ＬＥＤ照明器５５が射出する照明光は可視光で波長が異なる（色が異なる）様に設定されている。例えば、ＬＥＤ照明器から発せされる照明光の色が、赤、青、緑とする等である。

尚、ＬＥＤ照明器５５は色の異なる個別のものを光軸を合せて設けてもよく、或は複数の色の照明光を射出可能であり、照明光の色を切替えて照射する１つのＬＥＤ照明器５５でもよい。又視認を容易にする為、照明光は所要の広がりを有する様にしてもよい。例えば、照射面で直径が５ｃｍとなる等である。尚、照明光の広がりは、作業状態に応じて、適宜変更可能としてもよい。

前記ＬＥＤ照明器５５は、プロジェクタとしての機能を有し、第４の実施例ではプロジェクタ１７は省略される。

第４の実施例では、高さ測定装置１としてレーザレベルプレーナ３が用いられた場合を示しているが、トータルステーション３７が用いられても実施可能であることは言う迄もない。

受光器１５の受光センサ２１が水平基準面Ｏを検出することで、前記レーザ測長器の測定基準位置の高さを求めることができ、該レーザ測長器の測定結果から施工面２８ｂ（図４参照）の不陸量を測定することができる。

演算制御部１９は、不陸量に対応して前記ＬＥＤ照明器５５からの色を切替え、照明光の色を選択する。不陸量に対応して、前記施工面２８ｂに照射する照明光の色を変更することで、測定箇所の不陸状態を視認することができる。

例えば、適正範囲（例えば、施工仕上り面２８ａ（図４参照）に対して±３ｍｍ）の時は、緑色の照明光Ｇを照射し（図１３（Ａ））、適正範囲を超えて凸である場合は赤色の照明光Ｒを照射し（図１３（Ｂ））、適正範囲を超えて凹である場合は青色の照明光Ｂ（図１３（Ｃ））を照射する等である。

尚、照射する照明光の色については、照明光を混合することで色の変化が得られる。従って、前記演算制御部１９が不陸量に対応して照明光の混合を制御することで、より細かい不陸状態を投影することができる。

高さ測定装置１としてトータルステーション３７を用い、高低測定装置２を追尾測定する様にした場合、前記高低測定装置２を施工床面２８に設置するのではなく、ハンディタイプとすることができる。

前記高低測定装置２の高さ（即ち、プリズム３５の高さ）は、トータルステーション３７によってリアルタイムで測定され、更に前記高低測定装置２の傾斜（測距センサ１６の傾斜）は第２傾斜センサ１８によりリアルタイムで検出されるので、前記高低測定装置２の測定高さを検出された傾斜で補正することで、前記測距センサ１６の正確な高さが求められる。従って、前記測距センサ１６の測定値から正確な不陸量が測定される。

尚、投影される不陸マップについても、リアルタイムで補正されたものが投影されることは言う迄もない。

次に、高低測定装置２をハンディタイプとし、測距センサ１６が第４の実施例で示したＬＥＤ照明器５５を含む場合、前記高低測定装置２を所要の範囲で振りながら、照明光を照射すると、不陸状態に応じて照明光の色が変化する。従って、視認可能な速度、視認可能な範囲で前記高低測定装置２を振ることで、照明光による照射を不陸マップとして認識することができる。

又、高低測定装置は、移動用のキャスターを有したり、移動体に登載して、リモートコントロールやプログラムによる移動をしながらの照射も可能である。上記説明では、測定対象面或は施工面の不陸を測定する場合について説明したが、測定対象面或は施工面の設定高さ（施工仕上り面）に対する偏差、或は施工面を複数箇所測定することによって、水平に対する傾斜を測定し得ることは言う迄もない。

１ 高さ測定装置
２ 高低測定装置
３ レーザレベルプレーナ
４ 不陸マップ
５ 制御部
１５ 受光器
１６ 測距センサ
１７ プロジェクタ
１８ 第２傾斜センサ
１９ 演算制御部
２１ 受光センサ
２２ 測距カメラ
３３ カメラ
３４ パターン
３５ プリズム
３７ トータルステーション
５５ ＬＥＤ照明器

Claims (9)

1. 高さ測定装置と高低測定装置とを具備する測量システムであって、前記高低測定装置は、前記高さ測定装置が測定する測定対象物と、該測定対象物と既知の関係に設けられ、施工面迄の距離を測定する測距センサと、高低情報を投影する投影装置と、演算制御部とを具備し、該演算制御部は、前記高さ測定装置が測定した測定対象物の高さ情報と、前記測距センサが測定した距離情報に基づき施工面の高低情報を演算する様構成され、前記投影装置は前記高低情報を前記施工面に投影する様構成された測量システム。
2. 前記高さ測定装置は、既知の高さの水平基準面を形成し、前記測定対象物は前記水平基準面を検出する受光器であり、前記演算制御部は前記受光器の検出結果に基づき前記水平基準面に対する前記測距センサの測定基準位置の高さを演算し、前記測距センサの測定結果に基づき施工面の高低情報を演算する様構成された請求項１に記載の測量システム。
3. 前記高さ測定装置は既知の高さに設けられ、測定結果を送信可能なＴＳ通信部を有し、追尾機能を有する測量機であり、前記高低測定装置は、前記ＴＳ通信部からの測定結果を受信可能な端末通信部を有し、前記測定対象物はプリズムであり、前記演算制御部は前記端末通信部を介して前記プリズムの高さ情報を取得し、前記プリズムの高さ情報に基づき、前記測距センサの測定基準位置の高さを演算し、前記測距センサの測定結果に基づき施工面の高低情報を演算する様構成された請求項１に記載の測量システム。
4. 前記高低測定装置は、傾斜センサを更に具備し、前記演算制御部は、前記傾斜センサの検出結果に基づき前記高低情報を補正する様構成された請求項１～請求項３のうちいずれか１項に記載の測量システム。
5. 前記高低測定装置は、傾斜センサを更に具備し、ハンディタイプに構成され、前記演算制御部は、前記傾斜センサの検出結果に基づき前記高低情報を補正する様構成された請求項３に記載の測量システム。
6. 前記測距センサは、測距カメラである請求項１～請求項５のうちいずれか１項に記載の測量システム。
7. 前記測距センサは、視差カメラである請求項１～請求項５のうちいずれか１項に記載の測量システム。
8. 前記測距センサは、測距用のパターンを投影するプロジェクタ及び該プロジェクタに対して視差を生じる様設けられたカメラによって構成された請求項１～請求項５のうちいずれか１項に記載の測量システム。
9. 前記測距センサはレーザ測長器であり、前記測距センサは複数の異なる色のレーザ光線を照射し、前記演算制御部は高低情報に応じて照射するレーザ光線の色を選択する様構成した請求項１～請求項５のうちいずれか１項に記載の測量システム。

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