JP2023058999A

JP2023058999A - 計測システム、計測方法及びプログラム

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Publication number: JP2023058999A
Application number: JP2021168856A
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Inventors: 幸治金野; Koji Konno
Original assignee: Informatix Inc
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Priority date: 2021-10-14
Filing date: 2021-10-14
Publication date: 2023-04-26
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Also published as: JP7133078B1

Abstract

【課題】２点間距離の計測及び活用を行うための計測システム、計測方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】計測システム１は、レーザー距離計１０と処理装置２０とを含む。レーザー距離計１０は、対象物上の測定点までの距離を測定する距離測定部１０１と、距離を出力する測定結果出力部１０３と、を含み、処理装置２０は、距離を取得する測定結果取得部２０１と、計測システム１の位置及び姿勢を算出する自己位置推定部２０３と、距離、位置及び姿勢に基づき測定点の座標を算出する座標計算部２０５と、異なる位置において測定された２つの測定点間の距離を、測定点の座標に基づき計算する２点間距離計算部２０７と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、２点間距離の計測及び活用を行うための計測システム、計測方法及びプログラムに関する。

レーザー光を使用して距離を測定するレーザー距離計が広く知られている。典型的な測定方法として、ＴＯＦ（ＴｉｍｅｏｆＦｌｉｇｈｔ方式）や位相差方式がある。ＴＯＦ方式では、レーザー距離計が光パルスを照射してから、対象物から反射した光パルスを検出するまでの時間に基づいて距離を計算する。位相差方式では、レーザー距離計が対象物に照射した振幅変調された光と、対象物から反射してきた光との位相差に基づいて距離を計算する。いずれの方式でも、レーザー距離計が測定可能な距離は基本的にレーザー光が到達可能な対象物上の一点までの直線距離である。

また、近年ではチルトセンサ（例えばジャイロ等）を内蔵することで２点間距離を計測可能としたレーザー距離計も提供されている。このタイプのレーザー距離計は、レーザー距離計の設置位置Ｏから対象物上の測定点Ａ及びＢまでの距離、並びにチルトセンサにより測定されたＯＡ及びＯＢの傾きに基づいてＡＢ間の距離を算出する（特許文献１及び非特許文献１参照）。また、複数の測定点により構成される３次元図形を図面データとして出力する機能を備えるレーザー距離計も存在する（非特許文献１参照）。

特開２００４－０８５５２９号公報

ＬｅｉｃａＧｅｏｓｙｓｔｅｍｓ、「ポイント・トゥ・ポイント（Ｐ２Ｐ）入門」、［ｏｎｌｉｎｅ］、２０２１年、［２０２１年９月１４日検索］、インターネット（ｈｔｔｐｓ：／／ｓｈｏｐ．ｌｅｉｃａ－ｇｅｏｓｙｓｔｅｍｓ．ｃｏｍ／ｊｐ／ｊａ－ＪＰ／ｄｉｓｔｏ－ｐ２ｐ－ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）

しかしながら、２点間距離の計測が可能な従来のレーザー距離計では、レーザー距離計の設置位置は固定することが前提となっている。そのため、設置位置から２つの測定点の両方を見通す（すなわちレーザー光を照射する）ことができる場合にしか２点間距離を計測できなかった。例えば、レーザー距離計と測定点との間に障害物があり、障害物を回り込まないと測定点にレーザー光を照射できないような場合は、従来のレーザー距離計では２点間距離を測定することは困難であった。

また、従来のレーザー距離計が出力する図面データは、例えば測定対象物である建物や構造物等の既存の図面や３次元モデルとは無関係に生成されていた。そのため、せっかく建物や構造物等の測定を行なったとしても、測定結果を既存の図面や３次元モデルと関連づけて活用することが困難であった。

一実施の形態によれば、計測システムは、レーザー距離計と処理装置とを含む計測システムであって、前記レーザー距離計は、対象物上の測定点までの距離を測定する距離測定部と、前記距離を出力する測定結果出力部と、を含み、前記処理装置は、前記距離を取得する測定結果取得部と、前記計測システムの位置及び姿勢を算出する自己位置推定部と、前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算部と、異なる前記位置において測定された２つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する２点間距離計算部と、を含む。
一実施の形態によれば、前記処理装置は、前記対象物の図面を保持しており、前記図面内に前記測定点を配置する図面管理部をさらに有し、前記自己位置推定部は、前記位置及び前記姿勢を算出する際の座標系を、前記図面の座標系と一致させるためのキャリブレーションを実行する。
一実施の形態によれば、前記レーザー距離計は、前記測定点を拡大して観測するための望遠観測部をさらに有する。
一実施の形態によれば、計測方法は、処理装置が、レーザー距離計が計測した対象物上の測定点までの距離を取得する測定結果取得ステップと、前記レーザー距離計と前記処理装置とを含む計測システムの位置及び姿勢を算出する自己位置推定ステップと、前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算ステップと、異なる前記位置において測定された２つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する２点間距離計算ステップと、を含む。
一実施の形態によれば、計測方法は、前記対象物の図面内に前記測定点を配置する図面管理ステップをさらに有し、前記自己位置推定ステップでは、前記位置及び前記姿勢を算出する際の座標系を、前記図面の座標系と一致させるためのキャリブレーションを実行する。
一実施の形態によれば、プログラムは、上記方法をコンピュータに実行させる。

本発明により、２点間距離の計測及び活用を行うための計測システム、計測方法及びプログラムを提供することができる。

実施の形態１にかかる計測システム１のハードウェア構成を示すブロック図である。実施の形態１にかかる計測システム１の機能構成を示すブロック図である。実施の形態１にかかる計測システム１の動作例を示すフローチャートである。実施の形態２にかかる計測システム１の機能構成を示すブロック図である。実施の形態２にかかる計測システム１の動作例を示すフローチャートである。実施の形態１にかかる計測システム１のハードウェア構成の一例を示す模式図である。実施の形態１にかかる計測システム１のハードウェア構成の一例を示す模式図である。実施の形態２にかかる計測システム１のハードウェア構成の一例を示す模式図である。実施の形態２にかかる計測システム１のハードウェア構成の一例を示す模式図である。

＜実施の形態１＞
実施の形態１では、設置位置を移動させたとしても２点間距離を計測できる計測システム１について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる計測システム１のハードウェア構成を示すブロック図である。
計測システム１は、レーザー距離計１０、処理装置２０を含む。

レーザー距離計１０は、対象物上の測定点にレーザー光を照射して反射光を検出し、測定点までの距離を計算及び出力する装置である。

処理装置２０は、プロセッサがメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより各種機能を実現する情報処理装置である。処理装置２０はまた、レーザー距離計１０から測定結果を受信するための通信装置、自己の移動量を検出するために使用される各種センサ（例えばカメラ、デプスセンサ、音響センサ等）、及び自己の姿勢を検出するためのチルトセンサ（例えばジャイロ等）を備えている。典型的には、スマートフォンやタブレット端末を処理装置２０として利用することができる。

本実施の形態では、計測システム１はレーザー距離計１０、処理装置２０という複数の装置により構成される例を想定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、レーザー距離計１０の筐体に処理装置２０の構成要素を内蔵することで、計測システム１をひとつの装置として構成することも可能である。

図６は、本発明の実施の形態１にかかる計測システム１のハードウェア構成の一例を示す模式図である。この例では、レーザー距離計１０及び処理装置２０が、治具（例えばスタンド）に固定されている。これによりレーザー距離計１０と処理装置２０との相対位置が一定に保たれる。また、レーザー距離計１０と処理装置２０とが通信可能に接続されている。これにより、レーザー距離計１０による測定結果を処理装置２０により加工することが可能となる。

図２は、本発明の実施の形態１にかかる計測システム１の機能構成を示すブロック図である。

レーザー距離計１０は、距離測定部１０１、測定結果出力部１０３を含む。

距離測定部１０１は、従来のレーザー距離計と同様に、対象物に対してレーザー光を照射して反射光を検出することにより、測定点までの距離を計算する。典型的には、レーザー光を発生させて対象物に向けて照射する照射部、対象物からの反射光を検出する検出部、照射光と反射光とを対照することにより（典型的にはＴＯＦ方式や位相差方式により）対象物までの距離を算出する算出部を含む。

計測システム１を使用して測定を行う際、測定者は通常、対象物上の点Ａにレーザー光が照射されていることを目視で確認する。しかしながら、例えば外壁補修や橋脚の下床版補修等の場面では、計測システム１から点Ａまでの距離が遠いため、点Ａにレーザー光が当たっているかどうかを測定者が目視確認することが困難な場合がある。

このような場合に備えて、レーザー距離計１０は、望遠観測部１０５を備えても良い。望遠観測部１０５は、例えば望遠鏡、双眼鏡、望遠機能を備えたカメラ、又はこのようなカメラを備えたデバイス（スマートフォン、タブレット、ＰＣ等）等でありうる。測定者は、望遠観測部１０５を利用して対象物上の点Ａを拡大して観測することで、点Ａにレーザー光が確実に照射されていることを確認できる。

図７は、レーザー距離計１０が望遠観測部１０５を備える場合の計測システム１のハードウェア構成の一例を示す模式図である。この例では、カメラ部に望遠アタッチメントを装着したタブレット端末が望遠観測部１０５として使用されている。そして望遠観測部１０５、距離測定部１０１、測定結果出力部１０３、及び処理装置２０が、治具（例えばスタンド）に固定されている。この例でもレーザー距離計１０と処理装置２０との相対位置が一定に保たれている。

測定結果出力部１０３は、距離測定部１０１による測定結果、すなわち対象物上の測定点までの距離を処理装置２０に対して出力する。

処理装置２０は、測定結果取得部２０１、自己位置推定部２０３、座標計算部２０５、２点間距離計算部２０７を含む。

測定結果取得部２０１は、レーザー距離計１０による測定結果、すなわち対象物上の測定点までの距離を測定結果出力部１０３から受信する。

自己位置推定部２０３は、処理装置２０を含む計測システム１の移動量を逐次推定し、現在の自己位置を示す３次元座標を出力する。移動量の算出方式としては、典型的にはＳＬＡＭ（ＳｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＬｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＭａｐｐｉｎｇ）方式、加速度センサ方式等がある。ＳＬＡＭ方式の場合、自己位置推定部２０３は、センサ（例えばカメラ、デプスセンサ、音響センサ等）により移動中の周囲の環境をセンシングし、３次元の環境地図を作成する。同時に処理装置２０の移動量を逐次的に推定し、環境地図上での自己位置を推定する。加速度センサ方式では、自己位置推定部２０３は、加速度センサにより得られた加速度に基づいて移動距離を計算することで自己位置を推定する。いずれの場合も、チルトセンサ（例えばジャイロ等）から得られる情報を用いて推定精度を向上させることも可能である。

また、自己位置推定部２０３は、チルトセンサ（例えばジャイロ等）により、計測システム１の姿勢すなわち座標軸に対する傾きを計測及び出力する。

座標計算部２０５は、測定結果取得部２０１が受信した測定結果、すなわち測定点までの距離と、自己位置推定部２０３が推定した測定時（典型的には測定結果の受信時を測定時とみなして良い）における自己位置及び姿勢の計算値と、に基づいて測定点の３次元座標を計算する。すなわち、計測システム１の自己位置を起点として、計測システム１の姿勢により決定されるレーザー光の照射方向に、レーザー距離計１０による測定距離を移動した点が測定点の座標となる。

２点間距離計算部２０７は、測定点の座標が２つ与えられた場合、それら２点間の距離を計算する。

図３は、本発明の実施の形態１にかかる計測システム１の動作例を示すフローチャートである。

Ｓ１０１：初期動作
計測システム１が起動する。
処理装置２０の自己位置推定部２０３が、起動時の自己位置を起点Ｏ（０，０，０）として、移動量及び自己位置の推定を開始する。同時に姿勢すなわち傾きの計測を開始する。

Ｓ１０２：点Ａまでの距離測定
測定者は、点Ａを見通せる位置Ｐ１において計測システム１を設置又は保持する。この時点で自己位置推定部２０３は、起点Ｏからの推定移動量に基づいて自己位置をＰ１（ｘ_Ｐ１，ｙ_Ｐ１，ｚ_Ｐ１）に更新する。

レーザー距離計１０の距離測定部１０１が、点Ａまでの距離ｄ_Ａを測定する。測定結果出力部１０３が、測定した距離ｄ_Ａを処理装置２０に出力する。

Ｓ１０３：点Ａの座標計算
処理装置２０の測定結果取得部２０１が、点Ａまでの距離ｄ_Ａを取得する。自己位置推定部２０３が、距離測定時点における自己位置Ｐ１（ｘ_Ｐ１，ｙ_Ｐ１，ｚ_Ｐ１）及び傾きを出力する。座標計算部２０５が、点Ａまでの距離ｄ_Ａ、自己位置（ｘ_Ｐ１，ｙ_Ｐ１，ｚ_Ｐ１）及び傾きに基づいて点Ａの座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ，ｚ_Ａ）を算出する。

Ｓ１０４：点Ｂまでの距離測定
測定者は、点Ｂを見通せる位置Ｐ２に移動し計測システム１を設置又は保持する。この時点で自己位置推定部２０３は、Ｐ１からの推定移動量に基づいて自己位置をＰ２（ｘ_Ｐ２，ｙ_Ｐ２，ｚ_Ｐ２）に更新する。

レーザー距離計１０の距離測定部１０１が、点Ｂまでの距離ｄ_Ｂを測定する。測定結果出力部１０３が、測定した距離ｄ_Ｂを処理装置２０に出力する。

Ｓ１０５：点Ｂの座標計算
処理装置２０の測定結果取得部２０１が、点Ｂまでの距離ｄ_Ｂを取得する。自己位置推定部２０３が、距離測定時点における自己位置Ｐ２（ｘ_Ｐ２，ｙ_Ｐ２，ｚ_Ｐ２）及び傾きを出力する。座標計算部２０５が、点Ｂまでの距離ｄ_Ｂ、自己位置（ｘ_Ｐ２，ｙ_Ｐ２，ｚ_Ｐ２）及び傾きに基づいて点Ｂの座標（ｘ_Ｂ，ｙ_Ｂ，ｚ_Ｂ）を算出する。

Ｓ１０６：点ＡＢ間の距離計算
２点間距離計算部２０７が、点Ａの座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ，ｚ_Ａ）及び点Ｂの座標（ｘ_Ｂ，ｙ_Ｂ，ｚ_Ｂ）に基づいて、点Ａと点Ｂ間の距離を計算し出力する。例えば、処理装置２０が備えるディスプレイに計算結果を表示する。具体的には、点Ａ，点Ｂ，線分ＡＢ等のオブジェクトを３次元空間に配置した画像を表示することができる。このとき点Ａ，点Ｂの座標や、線分ＡＢの長さを示す文字等を併せて表示しても良い。又は、点Ａ，点Ｂ，線分ＡＢ等のオブジェクトを含む３次元モデル（例えばＣＡＤデータ等）を生成しても良い。

本実施の形態によれば、処理装置２０が備える自己位置推定機能を用いることにより、計測システム１が移動したとしても同一の座標系のもとで２点の座標及び２点間の距離を算出することができる。これにより、例えば、レーザー距離計と測定点との間に障害物があり、障害物を回り込まないと測定点にレーザー光を照射できないような場合であっても、２点間距離を測定することが可能である。

＜実施の形態２＞
実施の形態２では、測定結果を既存の図面や３次元モデルと関連づけて活用することができる計測システム１について説明する。

本発明の実施の形態２にかかる計測システム１のハードウェア構成は実施の形態１と同様である。すなわち計測システム１は、レーザー距離計１０、処理装置２０を含む。

図４は、本発明の実施の形態２にかかる計測システム１の機能構成を示す図である。実施の形態１との相違点は、処理装置２０が図面管理部２０９をさらに含むことである。

図面管理部２０９は、計測システム１の測定対象物である建物や構造物等の図面（建築図面等の２次元図面データ、建物や構造物等の３次元モデルデータ等を含む）を予め保持している。また、図面を処理装置２０が備えるディスプレイに表示することができる。

また、図面管理部２０９は、レーザー距離計１０が測定した測定点を図面内に配置する。例えば２点Ａ，Ｂを測定した場合、点Ａ，点Ｂ，線分ＡＢ等のオブジェクトを図面内に配置する。このとき、測定点の座標系は、図面の座標系と一致するよう調整される。すなわち、現実の建築物において柱の上端Ａと下端Ｂを計測したならば、図面内の柱の上端及び下端に点Ａ，Ｂが配置される。

測定点の図面内への配置を実現するため、本実施の形態における自己位置推定部２０３は、自己位置推定及び姿勢計測の際の座標系を図面の座標系と一致させるためのキャリブレーション処理を最初に実行することができる。

例えば、自己位置推定部２０３は、現実の建物や構造物等に予め設置されたＡＲマーカーを読み取る。典型的には、図面の座標系における原点（０，０，０）に対応する現実空間内の位置にＡＲマーカーが設置される。ＡＲマーカーには座標軸の方向がエンコードされている。自己位置推定部２０３は、処理装置２０が備えるカメラを用いてＡＲマーカーを読み取り、ＡＲマーカーの設置位置を処理装置２０の測定起点（０，０，０）として設定する。また、処理装置２０の座標軸の方向を、ＡＲマーカーにエンコードされている座標軸の方向と一致させる。これにより、計測システム１が使用する起点及び座標軸が、図面の原点及び座標軸と一致する。換言すれば、計測システム１の座標系と図面の座標系とが一致する。

ＡＲマーカーを使用しないキャリブレーションも可能である。例えば、まず図面内に予めキャリブレーション用の参照点を少なくとも３点設けておく（ＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３とする）。そして、実施の形態１に示した方法で、点ＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３に対応する現実の建物や構造物等上の点（点ＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３とする）の座標を測定する。すなわちレーザー距離計１０の距離測定部１０１が点ＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３までの距離を順に測定し、処理装置２０の座標計算部２０５が点ＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３の座標を算出する。このとき座標計算部２０５が出力する点ＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３の座標は、計測システム１の起動時の位置を測定起点（０，０，０）とした座標系で表現されている。次に、自己位置推定部２０３が、計測システム１の使用する座標系における点ＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３を、図面座標系における点ＤＲ１，ＤＲ２，ＤＲ３に変換するための変換パラメータ（すなわち図面原点と測定起点とのオフセット量、各座標軸の回転量、スケーリング（拡大・縮小）量）を算出する。なお変換パラメータの算出処理は公知であるため説明を省略する。自己位置推定部２０３は、算出した変換パラメータを座標計算部２０５に与える。座標計算部２０５は、キャリブレーション処理以降に測定点の座標を出力する場合、変換パラメータを使用して、測定点の座標を図面座標系に変換してから出力する。これにより、計測システム１が使用する起点及び座標軸が、図面の原点及び座標軸と一致する。換言すれば、計測システム１の座標系と図面の座標系とが一致する。しかもこの例によれば、例えば測定対象（外壁など）が測定者から遠くにあり、図面原点に相当する位置にＡＲマーカーを設置できない、又は設置できても測定できないような場合であってもキャリブレーションを行うことが可能である。

その他の処理部の動作は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

図８は、本発明の実施の形態２にかかる計測システム１のハードウェア構成の一例を示す模式図である。この例では、処理装置２０のうち図面管理部２０９を除く処理部（２０１乃至２０７）がスマートフォンに実装されている。処理装置２０のうち図面管理部２０９は、スマートフォンと通信可能なタブレット端末に実装されている。すなわち、処理装置２０はスマートフォンとタブレット端末とに分散して実装されている。そしてレーザー距離計１０及びスマートフォン（２０１乃至２０７）が、治具（例えばスタンド）に固定されている。これによりレーザー距離計１０とスマートフォン（２０１乃至２０７）との相対位置が一定に保たれる。図面管理部２０９を備えるタブレット端末は、座標計算部２０５や２点間距離計算部２０７が計算した座標又は距離をスマートフォンから受信し、図面上に描画する。

図９は、本発明の実施の形態２にかかる計測システム１のハードウェア構成の他の例を示す模式図である。図８の例との違いは、レーザー距離計１０が望遠観測部１０５を備える点である。この例では、カメラ部に望遠アタッチメントを装着したタブレット端末が望遠観測部１０５として使用されている。そして望遠観測部１０５、距離測定部１０１、測定結果出力部１０３、及びスマートフォン（２０１乃至２０７）が、治具（例えばスタンド）に固定されている。この例でもレーザー距離計１０とスマートフォン（２０１乃至２０７）との相対位置が一定に保たれている。ここで望遠観測部１０５を構成するタブレット端末は、図面管理部２０９を兼ねることができる。このように構成することで、例えば望遠観測部１０５により観測された測定点の画像と、図面上にプロットされた測定点の座標とを並べて表示するといったことも可能となる。また、この画面において測定点の画像の現在の倍率又は画角を表示したり（典型的には望遠アタッチメントから取得しうる）、測定点付近に観察された構造物の変状（ひび割れの形状など）を記録する機能（例えば特願２０１９－１０３９６５参照）を提供しても良い。これにより、計測システム１を使用して構造物の遠くからでも変状の位置や状態を特定し、その情報を図面に記録することが可能となる。

図５は、本発明の実施の形態２にかかる計測システム１の動作例を示すフローチャートである。

Ｓ２０１：初期動作
計測システム１が起動する。
処理装置２０の自己位置推定部２０３が、現実空間内に予め設置されたＡＲマーカーを認識し、ＡＲマーカーの設置位置を起点Ｏ（０，０，０）に設定し、起点Ｏからの相対距離に応じて自己位置をＰ０（ｘ_Ｐ０，ｙ_Ｐ０，ｚ_Ｐ０）に設定する。また、処理装置２０の座標軸の向きを調整し、ＡＲマーカーにエンコードされた座標軸の方向に一致させる。又は、自己位置推定部２０３が、少なくとも３つの参照点を測定することにより測定値を図面座標系に変換するための変換パラメータを算出する。その後、移動量及び自己位置の推定を開始する。同時に姿勢すなわち傾きの計測を開始する。

Ｓ２０２：点Ａまでの距離測定
測定者は、点Ａを見通せる位置Ｐ１において計測システム１を設置又は保持する。この時点で自己位置推定部２０３は、Ｐ０からの推定移動量に基づいて自己位置をＰ１（ｘ_Ｐ１，ｙ_Ｐ１，ｚ_Ｐ１）に更新する。

Ｓ２０３：点Ａの座標計算
処理装置２０の測定結果取得部２０１が、点Ａまでの距離ｄ_Ａを取得する。自己位置推定部２０３が、距離測定時点における自己位置Ｐ１（ｘ_Ｐ１，ｙ_Ｐ１，ｚ_Ｐ１）及び傾きを出力する。座標計算部２０５が、点Ａまでの距離ｄ_Ａ、自己位置Ｐ１（ｘ_Ｐ１，ｙ_Ｐ１，ｚ_Ｐ１）及び傾きに基づいて点Ａの座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ，ｚ_Ａ）を算出する。

Ｓ２０４：点Ｂまでの距離測定
測定者は、点Ｂを見通せる位置Ｐ２に移動し計測システム１を設置又は保持する。この時点で自己位置推定部２０３は、Ｐ１からの推定移動量に基づいて自己位置をＰ２（ｘ_Ｐ２，ｙ_Ｐ２，ｚ_Ｐ２）に更新する。

Ｓ２０５：点Ｂの座標計算
処理装置２０の測定結果取得部２０１が、点Ｂまでの距離ｄ_Ｂを取得する。自己位置推定部２０３が、距離測定時点における自己位置Ｐ２（ｘ_Ｐ２，ｙ_Ｐ２，ｚ_Ｐ２）及び傾きを出力する。座標計算部２０５が、点Ｂまでの距離ｄ_Ｂ、自己位置Ｐ２（ｘ_Ｐ２，ｙ_Ｐ２，ｚ_Ｐ２）及び傾きに基づいて点Ｂの座標（ｘ_Ｂ，ｙ_Ｂ，ｚ_Ｂ）を算出する。

Ｓ２０６：点ＡＢ間の距離計算
２点間距離計算部２０７が、点Ａの座標（ｘ_Ａ，ｙ_Ａ，ｚ_Ａ）及び点Ｂの座標（ｘ_Ｂ，ｙ_Ｂ，ｚ_Ｂ）に基づいて、点Ａと点Ｂ間の距離を計算し出力する。例えば、処理装置２０が備えるディスプレイに図面を表示しておき、その図面上に点Ａ，点Ｂ，線分ＡＢ等のオブジェクトを表示させることができる。このとき点Ａ，点Ｂの座標や、線分ＡＢの長さを示す文字等を併せて表示しても良い。又は、点Ａ，点Ｂ，線分ＡＢ等のオブジェクトを含む図面データ（例えばＣＡＤデータ等）を生成しても良い。

本実施の形態によれば、図面の原点を起点とする絶対座標で測定点の位置を表現することができる。これにより、図面内に測定点を配置して、測定結果を図面上で確認することが可能となる。また、レーザー距離計１０を用いて現実空間での建物や構造物を測定することで、図面上で点を指定した場合と同じイベントを発生させられるので、例えば図面上に線分や図形等を作図することも可能となる。当然ながら、測定ごとに計測システム１の位置が移動したとしても、測定点の座標は同じ座標系のもとで計測、出力される。
本実施の形態によれば、例えば対象物の寸法検査、構造物の変状検査等を計測システム１を使用することで実施し、作業結果を記録することができる。

また本発明を構成する各処理手段は、ハードウェアにより構成されるものであってもよく、任意の処理をＣＰＵにコンピュータプログラムを実行させることにより実現するものであってもよい。また、コンピュータプログラムは、様々なタイプの一時的又は非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。一時的なコンピュータ可読媒体は、例えば有線又は無線によりコンピュータに供給される電磁的な信号を含む。

１計測システム
１０レーザー距離計
１０１距離測定部
１０３測定結果出力部
１０５望遠観測部
２０処理装置
２０１測定結果取得部
２０３自己位置推定部
２０５座標計算部
２０７２点間距離計算部
２０９図面管理部

一実施の形態によれば、計測システムは、レーザー距離計と処理装置とを含む計測システムであって、前記レーザー距離計は、対象物上の測定点までの距離を測定する距離測定部と、前記距離を出力する測定結果出力部と、を含み、前記処理装置は、前記距離を取得する測定結果取得部と、前記計測システムの位置及び姿勢を算出する自己位置推定部と、前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算部と、異なる前記位置において測定された２つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する２点間距離計算部と、前記対象物の図面を保持しており、前記測定点又は前記測定点間の距離を示すオブジェクトを生成し前記図面内に配置する図面管理部と、を含む。
一実施の形態によれば、前記レーザー距離計は、前記測定点を拡大して観測するための望遠観測部をさらに有する。
一実施の形態によれば、前記図面管理部は、前記望遠観測部により観測された前記測定点の画像と、前記図面内に配置された前記オブジェクトとを並べて表示する。
一実施の形態によれば、前記図面管理部は、前記測定点の画像の倍率又は画角を表示する。
一実施の形態によれば、前記距離測定部は、前記図面内に予め設定された３以上の参照点に対応する、前記対象物上の前記測定点の座標をそれぞれ測定し、前記自己位置推定部は、前記測定点と前記参照点との間の座標変換を行うための変換パラメータを算出する。
一実施の形態によれば、計測方法は、処理装置が、レーザー距離計が計測した対象物上の測定点までの距離を取得する測定結果取得ステップと、前記レーザー距離計と前記処理装置とを含む計測システムの位置及び姿勢を算出する自己位置推定ステップと、前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算ステップと、異なる前記位置において測定された２つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する２点間距離計算ステップと、前記測定点又は前記測定点間の距離を示すオブジェクトを生成し、前記対象物の図面内に配置する図面管理ステップと、を含む。
一実施の形態によれば、プログラムは、上記方法をコンピュータに実行させる。

一実施の形態によれば、計測システムは、レーザー距離計と処理装置とを含む計測システムであって、前記レーザー距離計は、対象物上の測定点までの距離を測定する距離測定部と、前記距離を出力する測定結果出力部と、を含み、前記処理装置は、前記距離を取得する測定結果取得部と、前記計測システムの測定時の位置及び姿勢を算出する自己位置推定部と、前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算部と、それぞれ異なる前記位置において測定された２つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する２点間距離計算部と、前記対象物の図面を保持しており、前記測定点又は前記測定点間の距離を示すオブジェクトを生成し前記図面内に配置する図面管理部と、を含み、前記レーザー距離計は、前記測定点を拡大して観測するための望遠観測部をさらに有し、前記図面管理部は、前記望遠観測部により観測された前記測定点の画像と、前記図面内に配置された前記オブジェクトとを並べて表示する。
一実施の形態によれば、前記図面管理部は、前記測定点の画像の倍率又は画角を表示する。
一実施の形態によれば、計測方法は、処理装置が、レーザー距離計が計測した対象物上の測定点までの距離を取得する測定結果取得ステップと、前記レーザー距離計と前記処理装置とを含む計測システムの測定時の位置及び姿勢を算出する自己位置推定ステップと、前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算ステップと、それぞれ異なる前記位置において測定された２つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する２点間距離計算ステップと、前記測定点又は前記測定点間の距離を示すオブジェクトを生成し、前記対象物の図面内に配置する図面管理ステップと、前記レーザー距離計の望遠観測部が、前記測定点を拡大して観測するステップと、前記処理装置が、前記望遠観測部により観測された前記測定点の画像と、前記図面内に配置された前記オブジェクトとを並べて表示するステップと、を有する。
一実施の形態によれば、プログラムは、上記方法をコンピュータに実行させる。

Claims

レーザー距離計と処理装置とを含む計測システムであって、
前記レーザー距離計は、
対象物上の測定点までの距離を測定する距離測定部と、
前記距離を出力する測定結果出力部と、を含み、
前記処理装置は、
前記距離を取得する測定結果取得部と、
前記計測システムの位置及び姿勢を算出する自己位置推定部と、
前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算部と、
異なる前記位置において測定された２つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する２点間距離計算部と、を含む
計測システム。
前記処理装置は、
前記対象物の図面を保持しており、前記図面内に前記測定点を配置する図面管理部をさらに有し、
前記自己位置推定部は、前記位置及び前記姿勢を算出する際の座標系を、前記図面の座標系と一致させるためのキャリブレーションを実行する
請求項１記載の計測システム。
前記レーザー距離計は、
前記測定点を拡大して観測するための望遠観測部をさらに有する
請求項１又は２記載の計測システム。
処理装置が、
レーザー距離計が計測した対象物上の測定点までの距離を取得する測定結果取得ステップと、
前記レーザー距離計と前記処理装置とを含む計測システムの位置及び姿勢を算出する自己位置推定ステップと、
前記距離、前記位置及び前記姿勢に基づき前記測定点の座標を算出する座標計算ステップと、
異なる前記位置において測定された２つの前記測定点間の距離を、前記測定点の座標に基づき計算する２点間距離計算ステップと、を含む
計測方法。
前記対象物の図面内に前記測定点を配置する図面管理ステップをさらに有し、
前記自己位置推定ステップでは、前記位置及び前記姿勢を算出する際の座標系を、前記図面の座標系と一致させるためのキャリブレーションを実行する
請求項４記載の計測方法。
請求項４又は５記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。