JP2023081234A - 測量システムおよび測量システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】煩雑な作業を行うことなく、測量機をプリズムに位置合わせすることができる技術を提供する。【解決手段】測量システム100は、ターゲットユニット8と、測量機2と、ディスプレイ、相対位置検出センサ、および相対方向検出センサ46を備えるアイウェア表示装置4と；アイウェア表示装置４と、測量機２と、絶対座標系の座標空間とを一致させ、共通の基準点を原点とする空間で管理可能とするデータ処理部6とを備え、測定点を、測量現場の風景に重畳してディスプレイに表示させ、測量機２に、測距光をガイド測距光Ｌとして、測定点Ｐの３次元位置座標、ターゲット高さを考慮して算出した測定点に設置したターゲット位置Ｔｐを照射させ、ガイド測距光Ｌの照射方向と現に測定点に設置しターゲットの中心Ｔとを合致させて、測量機に、前記ターゲットの中心を測定させる。【選択図】図１

Description

本発明は、測量システムおよび測量システムの制御方法に関し、より詳細には、アイウェア表示装置を用いた測量システムおよび測量システムの制御方法に関する。

従来、自動追尾機能を備える測量機を用いて、作業者が保持するターゲットを自動追尾して、ワンマン測量を可能とする測量システムが知られている（例えば特許文献１参照。）。

特開２０１７－５８５５６号公報

しかし、自動追尾機能でターゲットを追尾する測量システムであっても、第１点目の測定や、自動追尾が外れた場合には、ターゲットを備え鉛直方向に扇形のガイド光を走査するリモートコントローラを用い、測量機に備えたガイド光検出部で、ガイド光を検出して、測量機をプリズムの方向に向けるという作業が必要になり、作業が煩雑であった。

一方、近年、測量機と通信可能として、測量機で取得される位置および方向の情報を、共通の原点を有する座標空間で管理可能としたアイウェア表示装置を用いた測量支援システムが提案されている。

本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、煩雑な作業を行うことなく、測量機をプリズムに位置合わせすることができる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の１つの態様に係る測量システムは、ターゲットおよび前記ターゲットを支持する支持部材を有するターゲットユニットと；望遠鏡の視準光軸に沿って測距光を前記ターゲットに送光する測距光送光部、前記ターゲットからの反射測距光を受光する測距光受光部、前記望遠鏡を鉛直方向および水平方向に回転駆動する回転駆動部、および前記望遠鏡の視準方向を検出する測角部を有し、前記ターゲットの３次元位置座標を取得する測量機と；ディスプレイ、位置を検出する相対位置センサ、および方向を検出する相対方向センサを備えるアイウェア表示装置と；前記アイウェア表示装置の取得する位置及び方向に関する情報の座標空間と、前記測量機の座標空間と、絶対座標系の座標空間とを一致させ、共通の基準点を原点とする空間で管理可能とするデータ処理部とを備え、前記データ処理部は、前記アイウェア表示装置に、前記絶対座標系の座標で設定された測定点を、測量現場の風景に重畳して前記ディスプレイに表示させる測定点データ表示部と、前記測量機に、前記測距光をガイド測距光として、前記測定点の３次元位置座標、ターゲット高さを考慮して算出した前記測定点に設置したターゲット位置を照射させるターゲット位置照射部とを備え、前記ガイド測距光の照射方向と現に前記測定点に設置した前記ターゲットの中心とを合致させて、前記測量機に、前記ターゲットの中心を測定するように構成したことを特徴とする。

また、本発明の別の態様に係る測量システムの制御方法は、ターゲットおよび前記ターゲットを支持する支持部材を有するターゲットユニットと；望遠鏡の視準光軸に沿って測距光を前記ターゲットに送光する測距光送光部、前記ターゲットからの反射測距光を受光する測距光受光部、前記望遠鏡を鉛直方向および水平方向に回転駆動する回転駆動部、および前記望遠鏡の視準方向を検出する測角部を有し、前記ターゲットの３次元位置座標を取得する測量機と；ディスプレイ、位置を検出する相対位置センサ、および方向を検出する相対方向センサを備えるアイウェア表示装置と；前記アイウェア表示装置の取得する位置及び方向に関する情報の座標空間と、前記測量機の座標空間と、絶対座標系の座標空間とを一致させ、共通の基準点を原点とする空間で管理可能とするデータ処理部を備える測量システムの制御方法であって、前記データ処理部が、前記アイウェア表示装置に、前記絶対座標系の座標で設定された測定点を、測量現場の風景に重畳して前記ディスプレイに表示させ、前記測量機に、前記測距光をガイド測距光として、前記測定点の３次元位置座標、ターゲット高さを考慮して算出した前記測定点に設置したターゲット位置を照射させ、前記ガイド測距光の照射方向と、現に前記測定点に設置した前記ターゲットの中心とを合致させて、前記測量機が前記ターゲットの中心を測定することを特徴とする。

上記構成に係る測量システムおよび測量システムの制御方法によれば、煩雑な作業を行うことなく、測量機をターゲットに位置合わせすることができる。

第１の実施の形態に係る測量システムの概略を示す図である。 同システムの全体構成ブロック図である。 同システムを構成測量機の構成ブロック図である。 同システムを構成するアイウェア表示装置の外観斜視図である。 同アイウェア表示装置およびデータ処理装置の構成ブロック図である。 同システムの初期設定のフローチャートである。 同初期設定作業の概要を説明する図である。 同システムを用いた測量方法のフローチャートである。 同測量方法におけるアイウェア表示装置の表示例を示す図である。 第２の実施の形態に係る測量システムを構成するアイウェア表示装置およびデータ処理装置の構成ブロック図である。 同アイウェア装置の外観斜視図である。 同システムを用いる測量方法のフローチャートである。 同システムにおけるガイド測距光の補正方法を説明する図である。 同システムにおけるガイド測距光の照射方向のずれを説明する図である。 ガイド測距光の照射方向のずれを説明する図である。 第３の実施の形態に係る測量システムを構成するアイウェア表示装置およびデータ処理装置の構成ブロック図である。 上記システムのガイド測距光のずれを推定する学習モデル生成のための教師データの一例を示す図である。 上記データを用いたずれ推定モデルの生成の概要を説明する図である。 同システムを用いる測量方法のフローチャートである。 上記第３の実施の形態に係る測量システムの１つの変形例おけるガイド測距光の照射方向のずれを説明する図である。 上記変形例におけるガイド測距光のずれを推定する学習モデル生成のための教師データの一例を示す図である。 上記データを用いたずれ推定モデルの生成の概要を説明する図である。 第４の実施の形態に係る測量システムを構成するアイウェア表示装置およびデータ処理装置の構成ブロック図である。 同システムを構成するターゲットユニットの外観模式図である。 同システムにおける最適ターゲット高さの算出の一例を説明する図である。 同システムを用いる測量方法のフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、各実施の形態において、対応する構成要素には同一の名称を付し、また、同じ機械構成を有する構成要素には、同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。

Ｉ． 実施の形態
１. 測量システム１００
図１は、本発明の実施の形態に係る測量システム（以下、単に「システム」ともいう。）１００の概略を説明する図であり、図２はシステム１００の構成ブロック図である。システム１００は、測量機２、アイウェア表示装置（以下、「アイウェア装置」という。）４、データ処理装置６およびターゲットユニット８を備える。

２ 測量機２
図３は、システム１００を構成する測量機２の構成ブロック図である。本形態において、測量機２はモータドライブトータルステーションである。測量機２は、測距部２１、鉛直回転駆動部２２、鉛直角検出器２３、水平回転駆動部２４、水平角検出器２５、表示部２７、操作部２８、記憶部２９、外部記憶装置３０、通信部３１、および制御演算部２６を備える。

また、図１に示すように、測量機２は、既知点Ｋに三脚を用いて設置されている。測量機２は、外観上、整準台３の上に設けられた基盤部２ａと、基盤部２ａ上を水平回転する托架部２ｂと、托架部２ｂの中央で鉛直回転する望遠鏡２ｃを有する。なお、図中、Ｈは、望遠鏡２ｃが視準する視準光軸の高さ、すなわち器械中心の高さであり、地面から測量機２でのいわゆる器械高に、既知とされた測量機２内部の測量機２の底面から器械中心までの高さを加算して求められる。

測距部２１は、少なくとも可視レーザ光である測距光を発する発光素子および送光光学系を有する測距光送光部２１ａと、送光光学系と光学要素を一部共有する受光光学系、および、例えばアバランシェフォトダイオード等の受光素子を有する測距光受光部２１ｂとを備える。測距部２１は、制御演算部２６の制御により、視準光軸に沿って、ターゲット８０に向けて測距光を出射し、受光素子でターゲット８０からの反射測距光を受光して、受光信号に基いてターゲット８０までの距離を検出する。また、測距光送光部２１ａは、制御演算部２６の制御により、測距光を、測量機２の視準方向を示すガイド測距光Ｌとして出射する。なお、ガイド測距光Ｌは、測定時に出射する測距光と同じ光線であるが、区別のために、ガイド測距光Ｌとしている。

鉛直回転駆動部２２および水平回転駆動部２４はモータであり、制御演算部２６に制御される。水平回転駆動部２４は托架部２ｂを図１の軸Ａ－Ａ周りの水平方向に回転させ、鉛直回転駆動部２２は望遠鏡２ｃを図１の軸Ｂ－Ｂ周りの鉛直方向に回転させる。鉛直回転駆動部２２および水平回転駆動部２４が、特許請求の範囲における回転駆動部に相当する。

鉛直角検出器２３と水平角検出器２５は、ロータリエンコーダである。鉛直角検出器２３は望遠鏡２ｃの鉛直方向の回転角を測定し、水平角検出器２５は托架部２ｂの水平方向の回転角を測定する。鉛直角検出器２３と水平角検出器２５が、特許請求の範囲における測角部に相当する。

表示部２７は、例えば液晶ディスプレイである。操作部２８は、電源キー、数字キー、小数点キー、プラス／マイナスキー、実行キー、スクロールキー等を有する。操作部２８は、これにより作業者に、測量機２の操作、測量機２に対する情報の入力を可能とするように構成されている。

記憶部２９は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ・Ｄｉｓｃ・Ｄｒｉｖｅ）であり、制御演算部２６の機能を実行するための種々のデータおよびプログラムを格納している。具体的には、記憶部２９は、測量を実行するための測量実行プログラムを格納している。また、記憶部２９は、測定点データ９１を格納する。

測定点データ９１は、測量作業で計画されている測定点Ｐの３次元位置座標データであり、既知点の座標系と同じ絶対座標系で作成された測量現場の３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ・Ａｉｄｅｄ・Ｄｅｓｉｇｎ）設計データから作成された、絶対座標系の座標で設定されたデータである。測定点データ９１には、複数の測定点Ｐが含まれていてもよく、またその測定順等の情報が含まれていてもよい。

外部記憶装置３０は例えばメモリカード等であり、測量結果データおよび測量機２が取得する種々のデータを記憶する。

通信部３１は、ネットワークアダプタ、ネットワークインタフェースカード、ＬＡＮカード、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）アダプタ等の通信制御装置であり、測量機２を、アイウェア装置４およびデータ処理装置６と有線または無線で接続する。制御演算部２６は、通信部３１を介して、アイウェア装置４およびデータ処理装置６と情報の送受信することができる。

制御演算部２６は、例えば、少なくとも１つのプロセッサ（例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ））とメモリ（例えば、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ・Ｒａｎｄｏｍ・Ａｃｃｅｓｓ・Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ・Ｒａｎｄｏｍ・Ａｃｃｅｓｓ・Ｍｅｍｏｒｙ等））を含む制御演算ユニットである。プロセッサが、必要なデータおよびプログラムを記憶部２９からメモリに読み出して、測量機２の機能を実現するための処理を実行する。

制御演算部２６は、測距部２１による測距光の送光を制御して、測距光受光部２１ｂの受光信号、具体的には、例えば、ターゲット８０からの反射光と、測距光から一部分割され、望遠鏡２ｃ内に設けられた参照光路を進んだ参照光との位相差からターゲット８０までの距離を算出する。また、鉛直角検出器２３および水平角検出器２５の検出結果に基づいて、ターゲット８０の角度を検出する。これにより、ターゲット８０の３次元位置座標を算出する。

また制御演算部２６は、鉛直回転駆動部２２および水平回転駆動部２４を制御して、測量機２の望遠鏡２ｃの視準光軸を、測定点Ｐにターゲットユニット８を設置した場合のターゲット８０の中心（以下、「ターゲット位置Ｔｐ」という。）に向ける。また、測距光送光部２１ａを制御して測距光をガイド測距光Ｌとしてターゲット８０の方向に照射および消灯する。制御演算部２６のガイド測距光Ｌの照射制御は、例えば、データ処理装置６のターゲット位置照射部６４３による遠隔操作により実行されるようになっている。

３． アイウェア装置４
図４はアイウェア装置４の外観斜視図であり、図５はアイウェア装置４およびデータ処理装置６の構成ブロック図である。アイウェア装置４は、作業者の頭部に装着されるウェアラブルデバイスであり、ディスプレイ４１および制御部４３を備える。また、制御部４３は、通信部４４，相対位置検出センサ（以下、「相対位置センサ」という。）４５、相対方向検出センサ（以下、「相対方向センサ」という。）４６、記憶部４７、操作スイッチ４８、および演算処理部４９を備える。

ディスプレイ４１は、作業者が装着した時に作業者の両目を覆うゴーグルレンズ型の透過型ディスプレイである。一例として、ディスプレイ４１はハーフミラーによる光学シースルーのディスプレイであり、現場風景に、制御部４３がデータ処理装置６より受信した画像を重畳して表示するようになっている。あるいは、ディスプレイ４１は、ビデオシースルーのディスプレイであり、カメラ（図示せず）でリアルタイムに取得した正面風景画像に制御部４３の受信した画像を重畳した画像を表示するようになっていてもよい。また、投影方式としては、虚像投影方式でもよく、網膜投影方式であってもよい。

ディスプレイ４１がビデオシースルーの場合のカメラは、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ－Ｃｏｕｐｌｅｄ・Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ・Ｍｅｔａｌ・Ｏｘｉｄｅ・Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等のイメージセンサを備え、アイウェア装置４の正面風景画像をリアルタイムで撮影する。イメージセンサは、カメラ中心を原点とした直交座標系を有し、各画素のローカル座標は特定される。カメラの中心とアイウェア装置４の中心との位置関係は既知とされており、演算処理部４９は、カメラで取得した画像を、アイウェア装置４の座標空間に変換して管理可能となっている。

通信部４４は、ネットワークアダプタ、ネットワークインタフェースカード、ＬＡＮカード、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアダプタ等の通信制御装置である、アイウェア装置４は、通信部４４を介して、測量機２およびデータ処理装置６と有線または無線で通信をし、情報の送受信することができる。

相対位置センサ４５は、観測現場に設置されたＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ・Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ・Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ・Ｓｙｓｔｅｍ）用アンテナ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）アクセスポイント、超音波発振器などから無線測位を行い、観測現場内でのアイウェア装置４の位置を検出する。

相対方向センサ４６は、三軸加速度センサまたはジャイロセンサと、傾斜センサとの組み合わせからなる。相対方向センサ４６は、上下方向をＺ軸方向、左右方向をＹ軸方向、前後方向をＸ軸方向として、アイウェア装置４の傾きを検出する。

記憶部４７は、例えばメモリカードである。記憶部４７は、演算処理部４９が機能を実行するためのプログラムを格納している。

操作スイッチ４８は、例えば、ディスプレイ４１の外面に設けられた押しボタンである。操作スイッチ４８は、例えば、アイウェア装置４の電源をＯＮ／ＯＦＦするための電源ボタン４８ａと、ディスプレイ４１の表示と協働して、作業者の選択、指示等の入力を可能とする機能ボタン４８ｂとを備える。本実施の形態では、後述するように、ディスプレイ４１に表示される表示ボタンと対応する位置の機能ボタン４８ｂを押すことで、作業者の選択、確認、指令等の入力を可能とする。

演算処理部４９は、例えば、少なくとも１つのプロセッサ（ＣＰＵ）とメモリ（ＳＲＡＭ，ＤＲＡＭ等）を備える制御演算ユニットである。演算処理部４９は、相対位置センサ４５および相対方向センサ４６の検出したアイウェア装置４の位置および方向の情報をデータ処理装置６に出力する。また、データ処理装置６から受信した、同期された測定点データ９１を、現場の風景に重畳してディスプレイ４１に表示する。

４． データ処理装置６
データ処理装置６は、情報処理装置であり、典型的にはパーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ等であるが、タブレット端末、スマートフォン等であってもよい。図示の例ではラップトップコンピュータとして示す。データ処理装置６は、１台のコンピュータであっても、複数台のコンピュータが分散的に処理を行うコンピュータシステムであっても良く、１以上のコンピュータの処理資源の一部を論理的に利用するものであっても良い。データ処理装置６は、特許請求の範囲におけるデータ処理部に相当する。また、データ処理装置６をアイウェア装置４の一部として構成してもよく、測量機２の一部として構成してもよい。データ処理装置６の一部の処理を、アイウェア装置４で行うように構成してもよく、一部の処理を測量機２で行うように構成してもよい。

データ処理装置６は、少なくとも通信部６１，表示部６２，操作部６３，制御演算部６４および記憶部６５を備える。

通信部６１は、ネットワークアダプタ、ネットワークインタフェースカード、ＬＡＮカード、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアダプタ等の通信制御装置であり、データ処理装置６を、測量機２およびアイウェア装置４と有線または無線で通信可能とする。制御演算部６４は、通信部６１を介して、測量機２およびアイウェア装置４と情報を送受信することができる。データ処理装置６はローカル環境に設置されて測量機２およびアイウェア装置４と通信してもよく、いわゆるクラウド環境などとして実現されインターネット等の通信ネットワークを介して測量機２およびアイウェア装置４と通信してもよい。

表示部６２は、例えば液晶ディスプレイである。操作部６３は、例えば、キーボード、マウス等であり、作業者からの、種々の指令・選択・決定等を入力可能とする。

制御演算部６４は、例えば、少なくとも１つのプロセッサ（例えば、ＣＰＵ）とメモリ（ＤＲＡＭ，ＳＲＡＭ等）とを含む演算制御ユニットである。プロセッサが、記憶部６５に記憶されたデータおよびプログラムをメモリに読み出して実行することにより、機能部の機能が実行可能となっている。機能部は、プログラムによりソフトウェア的に実装されていてもよく、少なくとも一部が、専用の回路によってハードウェア的に実装されていてもよい。

制御演算部６４は、機能部として、同期計測部６４１、および測定点データ表示部６４２、ターゲット位置照射部６４３、測定指示部６４４を備える。

同期計測部６４１は、測量機２の位置および方向に関する情報と、アイウェア装置４の位置および方向に関する情報を受信し、測量機２の座標空間および絶対座標系で作成された３次元位置情報の座標空間を、共通の基準点を原点とするアイウェア装置４の座標空間と一致するように変換してアイウェア装置４に送信する。これにより、測量機２で取得した情報および絶対座標系で作成された３次元位置情報をアイウェア装置４の座標空間と同じ座標空間で管理することができる。

なお、本明細書において「同期」とは、上記の通り座標空間の異なる装置、または測定点データ９１における位置および方向に関する情報の座標空間を一致させ、共通の基準点を原点とする共通の座標空間で、それぞれの装置に関する相対位置・相対方向を管理することをいう。

測定点データ表示部６４２は、同期計測部６４１で同期した測定点データ９１に含まれる測定点Ｐを、ディスプレイ４１に表示する。

ターゲット位置照射部６４３は、測量機２に回転駆動部２２、２４および測距光送光部２１ａを駆動させ、測距光をガイド測距光Ｌとして、測定点Ｐの３次元位置座標、ターゲット高さｈを考慮して算出した、ターゲット位置Ｔｐに向けて、視準光軸に沿って照射させる。

測定指示部６４４は、測量機２に、視準しているターゲット８０の中心Ｔを測定させ、ターゲット８０の位置座標を取得し、測定点Ｐの座標を算出する。また、測定指示部６４４は、測定により取得された測定点Ｐの座標と、設計データ上の測定点Ｐの座標とを比較して、測量結果の可否を判定する。具体的には、測定による測定点Ｐの作業と設計データ上の測定点Ｐの座標が合致しているか、あるいは差異が所定の誤差範囲内にある場合を可と判定する。測量結果が可の場合は、ガイド測距光Ｌを消灯して、該測定点Ｐでの測定の終了を報知する。不可の場合は、作業者にその旨を報知して再度の測定を促す。

記憶部６５は、例えば、ＨＤＤ，ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ・Ｓｔａｔｅ・Ｄｒｉｖｅ）である。記憶部６５には、測量機２の記憶部２９と同じ測定点データ９１が格納されている。また、記憶部６５には、制御演算部６４の各機能部がソフトウェアとして実現されている場合に、各機能部の機能を実行するためのプログラムを記憶されている。なお、測定点データ９１は、必ずしも記憶部６５に記憶されている必要はなく、測量機２の記憶部２９に格納された測定点データ９１を、通信部６１を介して読み出して使用してもよい。

５．ターゲットユニット８
図１に戻り、ターゲットユニット８は、ターゲット８０、ターゲット８０を支持する支持部材８１および気泡管８２を備える。ターゲット８０は、例えば、複数の三角錐状のプリズムを放射状に組み合わせて構成されたいわゆる全方位プリズムであり、全周（３６０°）から入射する光を、その入射方向と反対の方向に再帰反射する。

支持部材８１は、一定の長さで延在するポールであり、その中心軸が、ターゲット８０と同心となるようにターゲット８０が取り付けられている。支持部材８１の先端８１ａを測定点に設置して、支持部材８１の先端８１ａからターゲット８０の中心Ｔまでの距離、すなわちターゲット高さｈは既知とされている。

気泡管８２は、いわゆる円形気泡管である。気泡管８２は、支持部材８１またはターゲット８０に取り付けられて、作業者が、気泡が円の中央に入るように支持部材８１を保持することで、ターゲット８０を鉛直に保持できるようになっている。

６．測量方法
６－１ 初期設定
次に、システム１００を用いる測量方法について説明する。最初にシステム１００の初期設定として、ステップＳ０１～Ｓ０４の作業を実行する。図６はシステム１００の初期設定のフローチャートであり、図７は初期設定の作業の概要を示す図である。測定に先立ってターゲット高さｈは既知とされている。

まずステップＳ０１で、作業者は、観測現場に基準点と基準方向を設定する。基準点は、現場内の任意の点を選択する。基準方向は、基準点とは別の特徴点を任意に選択し、基準点から特徴点の方向とする。あるいは、基準方向を北方向の方位としてもよい。

次にステップＳ０２で、作業者は、測量機２の同期を行う。具体的には、作業者は現場の任意の点Ｋに測量機２を設置し、ターゲット高さｈおよび器械高を測定して、測量機２に登録する。あるいは、器械高は、望遠鏡２ｃを鉛直下向きを測定することにより自動で測定可能になっていてもよい。ステップＳ０１で選択した基準点および特徴点を含む後方交会法等の測定により測量機２の器械中心Ｏの絶対座標を把握する。測量機２は、座標情報およびターゲット高さｈをデータ処理装置６に送信する。

同期計測部６４１は、基準点の絶対座標を（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，０，０）に変換し、かつ、基準方向を水平角０°と認識して、以後、測量機２からの情報に関して、基準点を原点とする空間で、測量機２の相対位置および相対方向を管理する。

次にステップＳ０３で、作業者は、アイウェア装置４の同期を行う。具体的には、作業者は、基準点にアイウェア装置４を設置し、ディスプレイ４１の中心を基準方向に一致させ、相対位置センサ４５の（ｘ，ｙ，ｚ）を（０，０，０）、かつ、相対方向センサの（ｒｏｌｌ，ｐｉｔｃｈ，ｙａｗ）を（０，０，０）とする。同期計測部６４１は、以後、アイウェア装置４から取得するデータについて、基準点を原点とする測量機２と共通の座標空間で、アイウェア装置４の相対位置・相対方向を管理する。

アイウェア装置４の同期は、上記方法に限定されず、例えば、アイウェア装置４に、アイウェア装置４の中心および方向軸を示すためのレーザ装置を設け、レーザをガイドにして、基準点および基準方向を一致させることにより行ってもよい。

次にステップＳ０４で、同期計測部６４１は、測定点データ９１を同期する。具体的には、測定点データ９１を、基準点を原点とする座標空間の３次元位置座標データとして管理する。これにより、アイウェア装置４は、測定点Ｐを、現場の風景に重畳して表示することが可能になる。すなわち、アイウェア装置４を装着した作業者は、ディスプレイ４１を介して観察する現場風景の対応する位置に、測定点Ｐを観察することが可能となる。

６－２ 測量方法
図８は、システム１００を用いた測量方法における制御演算部６４の処理のフローチャートである。上述の初期設定が完了した状態で開始する。また、測量の開始にあたっては、測定点Ｐを予め選択しているものとする。

測量が開始すると、ステップＳ１１では、測定点データ表示部６４２の指示により、アイウェア装置４がディスプレイ４１に測定点Ｐを表示する。図９（Ａ）は、ディスプレイ４１に測定点Ｐを表示した状態を示す図である。以下、ディスプレイ４１の表示を示す図において、特に言及しない限り、破線は測量現場の風景を示し、実線はデータ処理装置６により作成された画像を示す。また、理解の便宜のため、視野を適宜拡縮して示し、なお、作業者は無視して描画している。

次に、ステップＳ１３では、ターゲット位置照射部６４３の指示により、測量機２に水平回転駆動部２４および鉛直回転駆動部２２を駆動させ、測定点Ｐ、すなわち、ターゲット位置Ｔｐを視準する。

具体的には、ターゲット位置照射部６４３が、測定点Ｐの座標およびターゲット高さｈよりターゲット位置Ｔｐの座標を算出し、測量機２の水平回転駆動部２４および鉛直回転駆動部２２を駆動して、測量機２の視準光軸をターゲット位置Ｔｐに向かわせる。視準の指示は、例えば、ディスプレイ４１に表示された視準実行ボタン９３に対応する機能ボタン４８ｂを押すことによりなされてもよい。

次に、ステップＳ１３で、ターゲット位置照射部６４３の指示に従って、測量機２が可視レーザ光であるガイド測距光Ｌを視準光軸に沿って照射する。具体的には、測量機２の制御演算部２６が、測距光送光部２１ａを制御して、ガイド測距光Ｌを出射する。この時、図９（Ｂ）に示すように、ディスプレイ４１を介して、現場風景に照射されるガイド測距光Ｌが観察される。なおターゲット位置Ｔｐは説明のために描画しているが、実際のディスプレイに４１には表示される必要はない。

次にステップＳ１４で、作業者は、ディスプレイ４１の表示を確認しながら、図９（Ｃ）のように、測定点Ｐにターゲットユニット８の先端８１ａを合致させて設置し、鉛直に保持する。この時、現に設置したターゲット８０の中心Ｔは、ターゲット位置Ｔｐと一致する。

次にステップＳ１５で、測定指示部６４４の指示に従って、測量機２がターゲット８０の中心Ｔを測距・測角し、測定点Ｐの位置座標を取得する。具体的には、例えば、作業者が表示された測定ボタン９４に対応するアイウェア装置４の機能ボタン４８ｂを押すことにより、測定実施の指令を測量機２に送信すると、測量機２は、ターゲット８０の中心Ｔまでの距離および角度を測定し、ターゲット８０の３次元位置座標を算出し、これより、測定点Ｐの３次元位置座標を算出する。

次に、ステップＳ１６で、測定指示部６４４は、測量結果の可否を判定する。測定による測定点Ｐの座標と設計データ上の測定点Ｐの座標とが合致しているか、あるいは差異が所定の誤差範囲内にある場合を可と判定する。

測定結果が可の場合（ＯＫ）ステップＳ１７に移行して、測量機２は、測定指示部６４４の指示により、取得した測定点Ｐの座標を測量機２の外部記憶装置３０に保存させ、測距光送光部２１ａの駆動を制御してガイド測距光Ｌを消灯する。同時に、ディスプレイ４１に「測定ＯＫ」等表示するようにしてもよい。そして、測定点Ｐにおける測定を終了する。

ステップＳ１６において、測定結果が不可の場合（ＮＧ）、ステップＳ１８に移行して、図９（Ｄ）に示すように、ガイド測距光Ｌは消灯せず、ディスプレイ４１に「測定ＮＧ」である旨を表示して、作業者に、再度ターゲットユニット８の設置し、再測を指示する表示を行う。

不可である原因としては、例えば、ターゲットユニット８が正しく測定点Ｐに設置されていない、ターゲットユニット８が鉛直でない等の原因が考えられる。このため、ディスプレイに、「ポールの鉛直を確認してターゲットユニットを設置し再測してください」などと、合わせて再測における注意点を表示するようになっていてもよい。その後、ステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４～Ｓ１６を繰り返す。

なお、再度の測定においても、ステップＳ１６で測定結果が不可の場合には、処理を終了するようにしてもよい。ターゲットユニット８の設置の問題ではないと考えられるからである。

上記構成によれば、作業者は、ディスプレイ４１を介して観察されるガイド測距光Ｌを観察しながら、ディスプレイ４１に表示された測定点Ｐに、ターゲットユニット８の先端を合致させて設置するだけで、測定点Ｐに設置したターゲット８０に測量機２の視準方向を向けさせることができる。測量機２をターゲット８０に向けるために煩雑な作業を行う必要がない。

また、測定による測定点の座標と、設計上の測定点の座標とを比較して、測定点の座標が設計上の測定点の座標と合致しないまたは差異が所定の範囲内である場合には、ターゲットユニット８を再設置して再測するように構成したので、ターゲットユニット８の設置の誤りによる測定誤差を防止することが可能である。

ＩＩ 第２の実施の形態
ところで、特に屋外での測量の場合、以下のような原因により、アイウェア装置４に表示される測定点Ｐに現に設置されたターゲットユニット８のターゲット８０の中心Ｔと、ガイド測距光Ｌの照射方向にずれが生じる場合がある。
（１）測定点位置の地盤の沈下または隆起により、アイウェア装置４に表示される測定点Ｐの位置（特にｚ座標成分）と、実際の測定点の位置にずれが生じ、実際の測定点に設置したターゲットユニット８のターゲット８０の位置が実際の位置よりも低くまたは高くなる。
（２）測量現場での風により、設置した測量機２が、三脚を支点として、前後左右に振り子のようにわずかに傾くことで、照射位置が水平平面に対して下方にずれる。
（３）測量現場での温度により、陽炎や揺らぎが生じ、その結果、照射位置が水平平面に対して上下方向にずれる。

第２の実施の形態では、このような、ガイド測距光Ｌの照射方向のずれを補正できるようにしている。

１．測量システム１００Ａの構成
図１０は、第２の実施の形態に係る測量システム１００Ａのアイウェア装置４Ａとデータ処理装置６Ａの構成ブロック図であり、図１１はアイウェア装置４Ａの外観斜視図である。システム１００Ａは、システム１００と同様に、全体構成として、測量機２、アイウェア装置４Ａ、データ処理装置６Ａ、およびターゲットユニット８を備える。

アイウェア装置４Ａは、アイウェア装置４と概略同じ構成を有するが、アイウェア装置４Ａの正面画像を取得するステレオカメラ４２をさらに備える。

ステレオカメラ４２は、アイウェア装置４Ａの前面左右上端部に配置される２つのカメラ４２ａ，４２ｂを備える。カメラ４２ａ，４２ｂはそれぞれＣＣＤやＣＭＯＳ等のイメージセンサおよびレンズを備える。各イメージセンサは、カメラ中心を原点とした縦横の直交座標系を有し、左右の視差に基いて、画面内のすべての特徴点に対し距離を算出することで、画面内の奥行情報と縦横の画素位置情報から３次元位置座標を取得可能となっている。ステレオカメラ４２の中心と、アイウェア装置４Ａの中心との位置関係は既知とされ、アイウェア装置４は、ステレオカメラ４２で取得した画像を、アイウェア装置４Ａの座標空間に変換して管理可能となっている。

また、データ処理装置６Ａは、データ処理装置６と概略同じ構成を備えるが、制御演算部６４Ａがさらに照射方向補正部６４５を備える点で異なる。

照射方向補正部６４５は、ターゲット位置照射部６４３により測量機２が照射したガイド測距光Ｌが、現に測定点Ｐに設置したターゲット８０の中心Ｔからずれている場合に、測量機２の回転駆動部２２，２４を駆動させて、ターゲット８０の中心Ｔに合致するように照射方向を補正する。

２． 測量方法
図１２は、システム１００Ａを用いる測量方法の動作のフローチャートであり、図１３は、システム１００Ａを用いる測量作業におけるアイウェア装置４Ａのディスプレイの表示の例を示す図である。

処理を開始すると、ステップＳ２１～Ｓ２３では、ステップＳ１１～Ｓ１３と同様にして、ターゲット位置照射部６４３の指令により、測量機２がガイド測距光Ｌをターゲット位置Ｔｐに向けて照射する。

次に、ステップＳ２４で、作業者がターゲットユニット８をディスプレイ４１に表示された測定点Ｐに先端８１ａを合わせて鉛直に設置する。作業者は、この時、ディスプレイ４１を介して、ガイド測距光Ｌの照射方向とターゲット８０の中心Ｔにずれがあるかどうかを確認する。例えば、図１３（Ａ）では、ガイド測距光Ｌは、ターゲット８０の中心Ｔから下方にずれているのがわかる。水平方向についても同様である。図１３では投影された画像および現場風景を除く説明の図を一点鎖線で表示している。

次に、ステップＳ２５で、例えば、表示されたずれ確認ボタン９６に対応する機能ボタン４８ｂを押すことにより、ずれがあることが制御演算部６４Ａに入力されると（Ｙｅｓ）、ステップＳ２６に移行して、照射方向補正部６４５の指示により、測量機２は、ガイド測距光Ｌの照射方向を補正する。ステップＳ２５において、照射方向のずれがない場合（Ｎｏ）、処理はステップＳ２７に移行する。

図１３を参照して、照射方向の補正の一例の詳細を説明する。すれ確認ボタン９６（図１３（Ａ），（Ｂ））に対応する機能ボタン４８ｂが押されることにより、ずれがあることが入力されると、照射方向補正部６４５は、ディスプレイ４１に補正実行ボタン９７（図１３（Ｃ）、（Ｄ））を表示する。作業者が補正実行ボタン９７に対応する機能ボタン４８ｂを押すと、照射方向補正部６４５が、ステレオカメラ４２によりガイド測距光Ｌを含む画像を取得可能とする。アイウェア装置４Ａは作業者の指示によりステレオカメラ４２でガイド測距光Ｌを含む画像を取得する。次に、照射方向補正部６４５は、画像から、パターンマッチングによりガイド測距光Ｌを抽出して、基準点を原点とする同期された座標空間における、器械中心Ｏを通るガイド測距光Ｌの直線ｍ１の式を算出する。

次に、照射方向補正部６４５は、図１３（Ｃ）に示すように、ディスプレイ４１の中央にレチクルを表示する。ステレオカメラ４２で、このレチクルをターゲット８０の中心Ｔに合わせて撮像し、同期された座標空間におけるターゲット８０の中心Ｔの位置座標を算出する。そして、照射方向補正部６４５は、基準点を原点とする同期された座標空間における、器械中心Ｏとターゲット８０の中心Ｔを通る直線ｍ２（図１３（Ｄ））の式を算出する。このように、直線ｍ１と直線ｍ２は器械中心Ｏで交差しており、器械中心Ｏ周りに水平方向および鉛直方向にずれているといえる。

次に、直線ｍ１と直線ｍ２の、器械中心Ｏ周りのずれを、水平角のずれθ_Ｈおよび鉛直角のずれθ_ｖとして算出する。図１４（Ａ）は水平角のずれθ_Ｈを、図１４（Ｂ）は鉛直角のずれθ_ｖを説明する図である。照射方向補正部６４５は算出した水平角および鉛直角のずれθ_Ｈ，θ_ｖを補正値として、測量機２の回転駆動部２２，２４を駆動して照射方向を補正し、ガイド測距光Ｌがターゲット８０の中心Ｔを照射するようにする。

あるいは、図示は省略するが、照射方向補正部６４５が、アイウェア装置４Ａの機能ボタン４８ｂから測量機２の回転駆動部２２，２４を遠隔操作可能に構成し、ガイド測距光Ｌがターゲット８０の中心Ｔを照射するようにしてもよい。このようにすると、作業者がディスプレイ４１を介してガイド測距光Ｌおよびターゲット８０の中心Ｔを確認しながら、遠隔操作ボタンに対応する位置の機能ボタン４８ｂを操作して、ガイド測距光Ｌがターゲット８０の中心Ｔを照射するように調整することが可能である。

次に、ステップＳ２７では、測定指示部６４４の指示に従って、測量機２は、ターゲット８０を測定し、測定点Ｐの位置座標を取得する。

以降、ステップＳ２８～Ｓ３０では、ステップＳ１６～Ｓ１８と同様に、測定結果の可否を判定し、ＯＫの場合には測定を終了する。ＮＧの場合には、ステップＳ２４に戻り、再度ターゲットユニット８の設置を行い、測定を繰り返す。

上記構成によれば、設計上の測定点Ｐと実際の測定点Ｐの位置に変位が生じている場合また、温度、風等の環境要因により、ガイド測距光Ｌの照射方向にずれが生じる場合にも、ガイド測距光Ｌと計算上のターゲット位置Ｔｐのずれを補正して、測量機２を現に測定点Ｐに設置したターゲット８０の中心に向けることが可能となる。

ＩＩＩ．第３の実施の形態
上記第２の実施の形態の説明でも述べた通り、測量機２がガイド測距光Ｌを測定点Ｐの設計上の座標に基づくターゲット位置Ｔｐに向けて照射する場合、温度と関連して起こる大気の揺らぎや陽炎等の影響により実際のガイド測距光Ｌの照射方向がターゲット位置Ｔｐからずれる場合がある。また、風によっても照射方向のずれが起こる場合がある。図１５を用いて再度説明すると、直線ｍ３で示される測量機２の器械中心Ｏから出射されるガイド測距光Ｌは、設計上の測定点Ｐの座標と、ターゲット高さｈから算出される、ターゲット位置Ｔｐに向けて出射されるが、実際の照射方向は直線ｍ４で示すように、ターゲット位置Ｔｐから、器械中心Ｏを中心として水平方向および鉛直方向にずれることになる。

第２の実施の形態では、測量機２に、計算上のターゲット位置Ｔｐを照射させ、実際のガイド測距光Ｌの照射方向と、ターゲット８０の中心Ｔのずれをアイウェア装置４を用いて確認してから、そのずれを解消するように回転駆動部２２，２４を補正駆動させるようにした。これに対して本実施の形態では、予め生じるずれを算出し、ターゲット位置照射部６４３の指示により測量機２をターゲット位置Ｔｐに向けさせる際に、ずれを補正値として組み込んで測量機２の回転駆動部２２，２４を駆動させるようにしたものである。

１． システム１００Ｂ
図１６は第３の実施の形態に係るシステム１００Ｂを構成するアイウェア装置４Ｂおよびデータ処理装置６Ｂの構成ブロック図である。システム１００Ｂは、システム１００，１００Ａと同様に、測量機２、アイウェア装置４Ｂ，データ処理装置６Ｂ、およびターゲットユニット８を備える。

アイウェア装置４Ｂは、アイウェア装置４Ａと同様の構成を有するが、環境センサ５１をさらに備える点で異なる。環境センサ５１は、温度センサ５１ａ、風速センサ５１ｂおよび風向センサ５１ｃを含む。風向は、真北を基準として３６０°方位で計測され、基準点等と共通の絶対座標系と変換可能となっており、測量機２の姿勢に対する水平角としてデータ処理装置６に入力されるようになっている。環境センサ５１で取得される環境データは、演算処理部４９により通信部４４を介してデータ処理装置６Ｂの制御演算部６４Ｂに出力される。環境センサ５１は、温度センサ５１ａ、風速センサ５１ｂ、風向センサ５１ｃのみに限らず、測距光の照射方向に影響及ぼすことが知られている環境要因を検出するセンサをさらに含んでいてもよい。

また、データ処理装置６Ｂの制御演算部６４Ｂは、制御演算部６４に加えてずれ推定部６４６を備え、ターゲット位置照射部６４３に代えてターゲット位置照射部６４３Ｂを、測定指示部６４４に代えて測定指示部６４４Ｂを、記憶部６５に代えて記憶部６５Ｂを備える。

ずれ推定部６４６は、環境要因に起因する、ガイド測距光Ｌの計算上の照射方向と、実際の照射方向のずれを推定する。

ずれの推定は、例えば、以下のように作成したずれ推定モデル９２を用いて行う。
ずれ推定モデル９２は、例えば、システム１００Ｂを用いて取得したデータを用いて、データ処理装置６と同じ機械構成を備えるコンピュータであるずれ推定モデル生成装置（図示せず）を用いて以下の様に生成される。具体的には、既知点にターゲット８０を設置して（この場合、計算上のターゲット中心位置Ｔｐが、ターゲット８０の中心Ｔと合致するようにする。）、様々な温度・風速・風向条件で、ガイド測距光Ｌの計算上の照射方向と、アイウェア装置４Ａを介して観察される実際のガイド測距光Ｌの照射方向とのずれを測定する。そこで、照射方向のずれは、第２の実施の形態での直線ｍ１と直線ｍ２とのずれと同様に、アイウェア装置４Ａに同期された座標空間における、器械中心Ｏを通る計算上のガイド測距光の照射方向と、器械中心Ｏを通る実際の照射方向の直線ｍ４のずれを、器械中心Ｏ周りの水平角のずれφ_Ｈおよび鉛直角のずれφ_Ｖとしてそれぞれ算出する。このようにして、得られるのが、図１７に示す教師データの一例である。

そして、図１８に概要を示すように、環境データ（温度および風速の値）を説明変数、水平角のずれφ_Ｈおよび鉛直角のずれφ_Ｖを目的変数とするデータセットを教師データとして機械学習を行い、アイウェア装置４Ｂが取得する温度および風速の値を入力データとして、その時のガイド測距光Ｌの計算上の照射方向と、実際の照射方向の水平角および鉛直角のずれを出力データとして推定する学習済みモデル（ずれ推定モデル９２）を生成する。

機械学習は、例えば、入力に対する出力を予測するために非線形ユニットの１つまたは複数の層を使用するニューラルネットワークにより実現され、具体的には、ＤＮＮ（Ｄｅｅｐ・ＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋ）、ＣＮＮ（Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ・Ｎｅｕｒａｌ・Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＲＮＮ（Ｒｅｃｕｒｒｅｎｔ・Ｎｅｕｒａｌ・Ｎｅｔｗｏｒｋ）の手法を用いることができる。また、機械学習に、ＳＶＲ（Ｓｕｐｐｏｒｔ・Ｖｅｃｔｏｒ・Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ）、ランダムフォレスト、または、ベイズ線形回帰分析等の手法を用いてもよい。

ずれ推定部６４６は、アイウェア装置４Ｂから、環境データを受信して、ずれ推定モデル９２に入力することにより、現場の環境条件におけるガイド測距光Ｌの照射方向のずれを算出する。

なお、ずれ推定モデル９２は、必ずしも機械学習により生成する必要はなく、公知の統計学的手法により、ずれを推定するためのモデル式を生成してもよい。

ターゲット位置照射部６４３Ｂは、測量機２の視準方向を計算上のターゲット位置Ｔｐに向けるための水平角および鉛直角に上記ずれ推定部６４６で算出したずれ分（水平角のずれφ_Ｈ、鉛直角のずれφ_Ｖ）だけ反対方向に向かうように測量機２の回転駆動部２２、２４を駆動させ、視準光軸に沿ってガイド測距光Ｌを照射させる。具体的には、ずれが水平角-２″鉛直角+１″である場合には、測距光の照射方向は、水平角+２″、鉛直角-１″変位させてガイド測距光Ｌを照射される。

測定指示部６４４Ｂは、測量機２に、ターゲット８０の中心Ｔを測定させ、ターゲット８０の位置座標を取得し、測定点Ｐの座標を算出させる際に、水平角および鉛直角のずれを考慮して測定点Ｐの座標を算出させる。具体的には、ずれが水平角-２″鉛直角に+１″である場合には、測角値より、水平角－２″、鉛直角＋１″加算して、角度を算出し、測定点Ｐの位置座標を算出する。

記憶部６５Ｂは、記憶部６５に加えて、ずれ推定モデル９２を格納している。

２． 測量方法
図１９は、システム１００Ｂを用いる測量方法のフローチャートである。

測量を開始すると、ステップＳ４１では、ステップＳ１１と同様に、測定点データ表示部６４２の指示により、アイウェア装置４Ｂがディスプレイ４１に測定点Ｐを表示する。

次に、ステップＳ４２で、ずれ推定部６４６が、アイウェア装置４Ｂから環境データを取得して、ずれ推定モデル９２に入力し、環境要因に起因する、ガイド測距光Ｌの計算上の照射方向と、実際の照射方向のずれを算出する。

次に、ステップＳ４３で、ターゲット位置照射部６４３Ｂの指示により、測量機２に、計算上のターゲット位置Ｔｐに向けるための水平角および鉛直角に上記ずれ推定部６４６で算出したずれを考慮したターゲット位置を視準させる。

次に、ステップＳ４４で、ターゲット位置照射部６４３Ｂの指示により、測量機２の回転駆動部２２、２４を駆動させ、視準光軸に沿ってガイド測距光Ｌを照射させる。

次に、ステップＳ４５では、作業者が、ディスプレイ４１に表示された測定点Ｐを確認しながら、ターゲットユニット８を測定点Ｐに設置すると、ステップＳ４６では、測定指示部６４４Ｂの指示により、測量機２に、ターゲット８０の中心Ｔを測定させ、照射方向のずれを考慮して測定点Ｐの位置座標を算出させる。

以降、ステップＳ４７～Ｓ４９では、ステップＳ１６～Ｓ１８と同様に、測定結果の可否を判定し、ＯＫの場合には測定を終了する。ＮＧの場合には、ステップＳ４５に戻り、再度ターゲットユニット８の設置を行い、測定を繰り返す。

上記構成では、測量システム１００Ｂは、予め温度、風速等の環境要因によるガイド測距光Ｌの照射方向にずれを推定して、ずれを考慮した方向へガイド測距光Ｌを照射するようになっている。上記構成によれば、第１の実施の形態に係るシステム１００と同等の効果に加えて、予め温度、風等の環境要因によるガイド測距光Ｌの照射方向にずれが生じる場合にも、測量機２により的確にターゲット位置Ｔｐを視準させることができるというさらなる効果を奏することができる。

３．変形例
本形態の変形例として、ずれ推定モデル９２に代えてずれ推定モデル９２Ａを用いてもよい。ずれ推定モデル９２Ａでは、計算上の照射方向と実際の照射方向のずれを、図２０に示すように、ターゲット位置Ｔｐと、同一鉛直線上のガイド測距光の照射位置との間の高さ方向のずれｄとしてとらえる。

従って、システム１００Ｂと同様の構成の測量システムを用いて、様々な温度・風速・風向条件において、計算上のガイド測距光の照射方向と、実際の照射方向の高さ方向のずれを計測すると共に、ターゲット中心Ｔまでの距離（器械中心Ｏからターゲット位置Ｔｐの距離。既知点に鉛直に設定したターゲット中心Ｔはターゲット位置Ｔｐと等しい。）を算出して図２１に示すようなデータを収集する。高さ方向のずれは、アイウェア装置４Ａを用いて、測定することができる。

そして、図２２に概要を示すように、環境データ（温度および風速の値）およびターゲット中心までの距離を説明変数、高さ方向のずれを目的変数とするデータセットを教師データとして、ずれ推定モデル９２の生成時と同様の機械学習を行い、アイウェア装置４が取得する温度および風速の値を入力データとして、その時のガイド測距光Ｌの照射位置高さのずれを出力データとして推定する学習済みモデル（ずれ推定モデル９２）を生成する。 そして、ずれ推定部６４６Ｂ１（図示せず）は、器械中心Ｏからターゲット８０の中心Ｔまでの距離を算出し、この距離と、アイウェア装置４Ｂの環境センサから受信した環境データをずれ推定モデル９２Ａに入力して、照射方向のずれを推定する。
このようにしても、上記第３の実施の形態に係るシステム１００Ｂと同様の構成達成することが可能となる。

ＩＶ 第４の実施の形態
ところで、トータルステーションでの測定において、望遠鏡の視準光軸が水平で用いると測定を行いやすく好ましい。そこで、第４の実施の形態に係るシステム１００Ｃでは、長さ可変タイプのターゲットユニット８Ｃを用いた場合に、望遠鏡の視準光軸が水平またはなるべく水平に近くなるターゲット高さを提案するようにした。

１． 測量システム１００Ｃ
システム１００Ｃは、システム１００と同様に、全体構成として、測量機２、アイウェア装置４、データ処理装置６Ｃ、およびターゲットユニット８Ｃを備える。図２３は、アイウェア装置４とデータ処理装置６Ｃの構成ブロック図であり、図２４は、ターゲットユニット８Ｃの外観模式図である。

ターゲットユニット８Ｃは、支持部材８１Ｃが伸縮自在のポールとなっており、任意のターゲット高さｈｖで固定可能となっている。

最適ターゲット高さ提案部６４７は、測量機２がターゲット中心Ｔを視準する場合に、視準方向が水平、あるいはなるべく水平に近くなる最適なターゲット高さｈｏとなるターゲット高さｈｖを算出し、アイウェア装置４のディスプレイに表示する。

図２５は、最適ターゲット高さｈｏを説明する図である。測定点Ｐにターゲットユニット８Ｃを設置した場合、測定点Ｐの座標をＰ（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ）としたとき、ターゲット中心Ｔの座標はＴ（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ+ｈｖ）で表せる。また、視準光軸の高さをＨと
高さするとき、既知点Ｋの座標をＫ（ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ）とすると、器械中心Ｏの座標はＯ（ｘｋ，ｙｋ，ｚｋ+Ｈ）と表せる。

視準光軸が水平になるということは、
ｚｙ+ｈｖ＝ｚｋ+Ｈ 式（１）
であるということである。したがって、最適ターゲット高さｈｏは、
ｈｏ（ｈｖ）＝ｚｋ+Ｈ－ｈｖ 式（２）
で求めることができる。
なお、ここで、ターゲットユニット８Ｃの支持部材８１Ｃの最長長さをｈｖ_ｍａｘ，最短長さをｈｖ_ｍｉｎとすると、
ｈｖ_ｍａｘ＜ｈｖの場合は、ｈｏ＝ｈｖ_ｍａｘ 式（３）
ｈｖ＜ｈｖ_ｍｉｎの場合は、ｈｏ＝ｈｖ_ｍｉｎ 式（４）
である。

したがって、最適ターゲット高さｈｏは、上記より
ｈｖ_ｍｉｎ≦ｈｖ≦ｈｖ_ｍａｘの場合、ｈｏ＝ｚｋ+Ｈ－ｈｖ 式（５）
ｈｖ_ｍａｘ＜ｈｖの場合、ｈｏ＝ｈｖ_ｍａｘ 式（６）
ｈｖ＜ｈｖ_ｍｉｎの場合、ｈｏ＝ｈｖ_ｍｉｎ 式（７）
で求めることができる。

また、最適ターゲット高さ提案部６４７は、算出した最適ターゲット高さｈｏをアイウェア装置４のディスプレイ４１に表示する。

２．測量方法
図２６は、システム１００Ｃを用いる測量方法のフローチャートである。なお、本方法では、ターゲットユニット８Ｃの支持部材８１Ｃの最長長さｈｖ_ｍａｘおよび最短長さｈｖ_ｍｉｎが予め制御演算部６４Ｃに登録されているものとする。

処理を開始すると、ステップＳ５１では、最適ターゲット高さ提案部６４７が、式（５）～（７）を用いて、最適ターゲット高さｈｏを算出する。
次に、ステップＳ５２で、最適ターゲット高さ提案部６４７が、最適ターゲット高さｈｏをディスプレイ４１に表示する。これにより作業者は、ターゲットユニット８Ｃの長さを最適ターゲット長さｈｏに調整し、長さを固定する。そしてステップＳ５３～Ｓ６０では、ステップＳ１１～ステップＳ１８と同様に処理を実行する。

上記構成によれば、可変長さタイプのターゲットユニット８Ｃを使った場合に、最適なターゲット高さｈｏがアイウェア装置４の表示上で提案されるので、作業者のターゲット高さｈｏの調節のための労力が著しく低減する。

以上、本発明の好ましい実施の形態について述べたが、上記の実施の形態は本発明の一例であり、これらを当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。

２ ：測量機
２ｃ ：望遠鏡
４ ４Ａ ４Ｂ ：アイウェア装置
６ ６Ａ ６Ｂ ６Ｃ ：データ処理装置（データ処理部）
８ ８Ｃ ：ターゲットユニット
２１ａ ：測距光送光部
２１ｂ ：測距光受光部
２２ ：鉛直回転駆動部（回転駆動部）
２４ ：水平回転駆動部（回転駆動部）
２６ ：制御演算部
４１ ：ディスプレイ
４２ ：ステレオカメラ
４５ ：相対位置センサ
４６ ：相対方向センサ
５１ ：環境センサ
６４，６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃ ：制御演算部
８０ ：ターゲット
８１，８１Ｃ ：支持部材
９２ ：ずれ推定モデル
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ ：測量システム
６４１ ：同期計測部
Ｌ ：ガイド測距光

Claims (9)

1. ターゲットおよび前記ターゲットを支持する支持部材を有するターゲットユニットと；
   望遠鏡の視準光軸に沿って測距光を前記ターゲットに送光する測距光送光部、前記ターゲットからの反射測距光を受光する測距光受光部、前記望遠鏡を鉛直方向および水平方向に回転駆動する回転駆動部、および前記望遠鏡の視準方向を検出する測角部を有し、前記ターゲットの３次元位置座標を取得する測量機と；
   ディスプレイ、位置を検出する相対位置センサ、および方向を検出する相対方向センサを備えるアイウェア表示装置と；
   前記アイウェア表示装置の取得する位置及び方向に関する情報の座標空間と、前記測量機の座標空間と、絶対座標系の座標空間とを一致させ、共通の基準点を原点とする空間で管理可能とするデータ処理部とを備え、
   前記データ処理部は、前記アイウェア表示装置に、前記絶対座標系の座標で設定された測定点を、測量現場の風景に重畳して前記ディスプレイに表示させる測定点データ表示部と、
   前記測量機に、前記測距光をガイド測距光として、前記測定点の３次元位置座標、ターゲット高さを考慮して算出した前記測定点に設置したターゲット位置を照射させるターゲット位置照射部とを備え、
   前記ガイド測距光の照射方向と現に前記測定点に設置した前記ターゲットの中心とを合致させて、前記測量機に、前記ターゲットの中心を測定するように構成したことを特徴とする測量システム。
2. 前記データ処理部は、前記ガイド測距光が、現に前記測定点に設置した前記ターゲットの中心からずれている場合に、前記データ処理部は、前記測量機の前記回転駆動部を駆動させ、前記ガイド測距光の前記照射方向が前記ターゲットの中心に合致するように前記照射方向を補正する照射方向補正部を備えることを特徴とする請求項１に記載の測量システム。
3. 前記アイウェア表示装置の正面画像を取得するステレオカメラをさらに備え、
   前記照射方向補正部は、
   前記ガイド測距光が、前記現に前記測定点に設置した前記ターゲットの中心からずれている場合に、
   前記ステレオカメラにより前記ガイド測距光を含む画像を取得して、前記共通の基準点を原点とする空間における、前記測量機の器械中心を通るガイド測距光の直線の式を算出し、
   前記ステレオカメラにより、現場風景におけるターゲットの中心の前記共通の基準点を原点とする空間における位置座標を算出し、前記空間における前記器械中心と前記ターゲットの中心とを通る直線の式を算出し、前記２つの直線の前記器械中心周りのずれを、水平角および鉛直角のずれとして算出し、前記水平角および前記鉛直角のずれに基いて、前記照射方向を補正することを特徴とする、請求項２に記載の測量システム。
4. 前記データ処理部は、前記ガイド測距光が前記現に前記測定点に設置した前記ターゲットの中心からのずれを予め推定するずれ推定部を備え、
   前記ずれ推定部は推定した前記ずれを考慮して、前記測量機に、前記測距光をガイド測距光として、前記測定点の３次元位置座標、ターゲット高さを考慮して算出した前記測定点に設置した前記ターゲット位置を照射させることを特徴とする請求項１に記載の測量システム。
5. 前記アイウェア表示装置は、環境センサをさらに備え、
   前記ずれ推定部は、前記環境センサが取得した環境データをずれ推定モデルに入力して、現場の環境条件における前記ガイド測距光の計算上の照射方向と、実際の照射方向の水平角および鉛直角のずれを推定し、
   前記ずれ推定モデルは、環境データを説明変数、前記ガイド測距光の計算上の照射方向と、実際の照射方向の器械中心周りの水平角のずれおよび鉛直角のずれを目的変数とするデータセットを教師データとして、機械学習を行って生成されることを特徴とする請求項４に記載の測量システム。
6. 前記アイウェア表示装置は、環境センサをさらに備え、
   前記ずれ推定部は、前記環境センサが取得した環境データおよび計算上のターゲット位置までの距離をずれ推定モデルに入力して、現場の環境条件にける前記ガイド測距光の計算上の照射位置と、実際の照射方向の高さ方向のずれを推定し、
   前記ずれ推定モデルは、前記環境データおよび前記計算上のターゲット位置までの距離を説明変数、前記ターゲット位置とガイド測距光の高さ方向のずれを目的変数とするデータセットを教師データとして機械学習を行って生成されることを特徴とする請求項４に記載の測量システム。
7. 前記環境センサは、温度センサ、風速センサ、および風向センサを含むことを特徴とする請求項４～６のいずれかに記載の測量システム。
8. 前記ターゲットユニットは、前記支持部材が長さ可変タイプであり、
   前記データ処理部は、測量機がターゲット中心を視準する場合に、視準方向が水平、あるいはなるべく水平に近くなる最適なターゲット高さとなるターゲット高さを算出し、前記ディスプレイに表示する最適ターゲット高さ提案部を備えることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の測量システム。
9. ターゲットおよび前記ターゲットを支持する支持部材を有するターゲットユニットと；
   望遠鏡の視準光軸に沿って測距光を前記ターゲットに送光する測距光送光部、前記ターゲットからの反射測距光を受光する測距光受光部、前記望遠鏡を鉛直方向および水平方向に回転駆動する回転駆動部、および前記望遠鏡の視準方向を検出する測角部を有し、前記ターゲットの３次元位置座標を取得する測量機と；
   ディスプレイ、位置を検出する相対位置センサ、および方向を検出する相対方向センサを備えるアイウェア表示装置と；
   前記アイウェア表示装置の取得する位置及び方向に関する情報の座標空間と、前記測量機の座標空間と、絶対座標系の座標空間とを一致させ、共通の基準点を原点とする空間で管理可能とするデータ処理部を備える測量システムの制御方法であって、
   前記データ処理部が、
   前記アイウェア表示装置に、前記絶対座標系の座標で設定された測定点を、測量現場の風景に重畳して前記ディスプレイに表示させ、
   前記測量機に、前記測距光をガイド測距光として、前記測定点の３次元位置座標、ターゲット高さを考慮して算出した前記測定点に設置したターゲット位置を照射させ、
   前記ガイド測距光の照射方向と、現に前記測定点に設置した前記ターゲットの中心とを合致させて、前記測量機が前記ターゲットの中心を測定する
   ことを特徴とする方法。

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