JP5838638B2

JP5838638B2 - Survey method

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Publication number: JP5838638B2
Application number: JP2011169450A
Authority: JP
Inventors: 哲近藤; 池田　雄一; 雄一池田
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2031-08-02
Also published as: JP2013032983A

Description

本発明は、施工現場等においてトータルステーション等の測量計を用いて行う測量方法に関する。 The present invention relates to a surveying method performed using a surveying instrument such as a total station at a construction site or the like.

従来、施工現場では、トータルステーションによって任意位置の三次元座標の計測が行われている（例えば、特許文献１）。
この計測の際には、先ず計測準備として、トータルステーションを施工現場に据え置くとともに、位置座標が既知の二つの基準位置にプリズムや反射板等の反射部材を置く。そして、反射部材に向けて計測用光を投光し、その反射光の位相差に基づいて各基準位置までの距離を測るとともに、計測用光の投光方向の水平角度や鉛直角度を測る。
そうしたら、位置座標を計測すべき対象位置たる計測位置に、上記の反射部材を置き、トータルステーションから反射部材へ向けて計測用光を投じ、その反射光の位相差に基づいて計測位置までの距離を測るとともに、計測用光の投光方向の水平角度や鉛直角度を測る。そして、これら距離や水平・鉛直角度、上述の基準位置の距離や水平・鉛直角度、及び基準位置の位置座標（既知）などに基づいて幾何学的計算を行うことにより、計測位置の三次元座標を求める。 Conventionally, at a construction site, measurement of three-dimensional coordinates at an arbitrary position is performed by a total station (for example, Patent Document 1).
In this measurement, as a preparation for measurement, the total station is first placed on the construction site, and a reflecting member such as a prism or a reflecting plate is placed at two reference positions whose position coordinates are known. Then, the measurement light is projected toward the reflecting member, the distance to each reference position is measured based on the phase difference of the reflected light, and the horizontal angle and the vertical angle in the light projection direction of the measurement light are measured.
Then, place the reflection member at the measurement position, which is the target position where the position coordinates are to be measured, and project measurement light from the total station toward the reflection member. The distance to the measurement position based on the phase difference of the reflected light And measure the horizontal and vertical angles of the measuring light in the projection direction. Then, by performing geometric calculation based on these distances, horizontal / vertical angles, the above-mentioned reference position distances, horizontal / vertical angles, and reference position position coordinates (known), the three-dimensional coordinates of the measurement position Ask for.

特開平１１−３２５８８４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-325884

ところで、最近では、反射部材を用いないトータルステーションも使用されている。すなわち、このトータルステーションでは、計測位置に向けて計測用光を投光し、計測位置からの反射光を受光して光の往復時間を計測することで距離を求め、これに前述の水平・鉛直角度などのデータを加味することで、計測位置の三次元座標を求めるようになっている。 By the way, recently, a total station not using a reflecting member is also used. That is, in this total station, the measurement light is projected toward the measurement position, the reflected light from the measurement position is received and the round trip time of the light is measured, and the distance is obtained. By taking into account such data, the three-dimensional coordinates of the measurement position are obtained.

また、機種によっては、三次元座標を入力すれば、同三次元座標に対応する位置に向けて、レーザー光などの可視光を指示光として投光して指し示すという墨出し機能も有している。 In addition, depending on the model, if a three-dimensional coordinate is input, it has a marking function in which visible light such as a laser beam is projected and pointed to a position corresponding to the three-dimensional coordinate. .

図１は、この墨出し機能の説明用の概略側面図である。墨出し機能に必要な三次元座標の入力は、例えばトータルステーション１０に通信可能に接続されたタブレットＰＣ等の携帯端末５０から行われる。すなわち、同携帯端末５０内のメモリには、建物等の構造物の３Ｄ（三次元）モデルのデータが格納されており、携帯端末５０上で、この３Ｄモデルに設定された任意位置の座標を目標位置Ｐａ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）として指定すると、トータルステーション１０は、施工現場における実際の目標位置Ｐａに向けて指示光を投光する。そして、３Ｄモデル通りに目標位置Ｐａに正確に対象物が位置している場合には、同位置Ｐａに指示光が当たってそのスポットで同位置Ｐａが指し示されることになる。 FIG. 1 is a schematic side view for explaining the inking function. The input of the three-dimensional coordinates necessary for the inking function is performed from a portable terminal 50 such as a tablet PC connected to the total station 10 so as to be communicable. That is, the memory in the portable terminal 50 stores data of a 3D (three-dimensional) model of a structure such as a building, and the coordinates of an arbitrary position set in the 3D model on the portable terminal 50 are stored. When designated as the target position Pa (Xa, Ya, Za), the total station 10 projects the instruction light toward the actual target position Pa at the construction site. Then, when the object is accurately positioned at the target position Pa as in the 3D model, the instruction light is applied to the position Pa and the same position Pa is indicated by the spot.

ここで、３Ｄモデル上の対象物の位置と、実際に形成された対象物の位置とが異なってしまうことがある。例えば、図１に示すように、対象物としてコンクリート製の床面２Ｒを、３Ｄモデルの床面２Ｖの設計データに基づいて施工現場に実際に形成した場合であっても、当該実際の床面２Ｒは、不陸があったり、その高さが、設計データの床面２Ｖよりも全体的に高かったり低かったりというように施工誤差を有している。
そして、その場合に、３Ｄモデルに基づいて目標位置Ｐａに向けて指示光を投光しても、当該指示光のスポットで指し示される位置Ｐｂは、施工誤差に起因して目標位置Ｐａからずれてしまう。例えば、図１に示すように、実際の床面２Ｒが、３Ｄモデルで規定された設計床面２Ｖよりも高い位置に形成されている場合には、指示光のスポットが指し示す位置Ｐｂ（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）は、目標位置Ｐａよりも高い位置（Ｚｂ＞Ｚａ）であって、しかも同目標位置Ｐａよりも手前の平面位置になってしまう。つまり、高さ位置のみならず、平面位置についてもずれた位置を指し示してしまう。 Here, the position of the object on the 3D model may differ from the position of the object actually formed. For example, as shown in FIG. 1, even if a concrete floor 2R is actually formed on the construction site based on the design data of the floor 2V of the 3D model as an object, the actual floor 2R has a construction error such as unevenness or its height being generally higher or lower than the floor surface 2V of the design data.
In this case, even if the instruction light is projected toward the target position Pa based on the 3D model, the position Pb pointed to by the spot of the instruction light is shifted from the target position Pa due to the construction error. End up. For example, as shown in FIG. 1, when the actual floor surface 2R is formed at a position higher than the design floor surface 2V defined by the 3D model, the position Pb (Xb, Yb, Zb) is a position (Zb> Za) higher than the target position Pa, and is a plane position in front of the target position Pa. In other words, not only the height position but also the position shifted with respect to the plane position is indicated.

一方で、実際の施工作業では、三次元位置が正確にわからなくても、床面２Ｒ上における二次元位置（平面位置）が正確にわかれば問題無いということが多い。つまり、３Ｄモデル上の目標位置Ｐａの平面位置（二次元位置）が、実際の床面２Ｒ上において正確に指し示されれば、同平面位置に据え付け対象物を正確に据え置くことができて、墨出し機能としては十分使用できるものとなる。 On the other hand, in actual construction work, there is often no problem if the two-dimensional position (plane position) on the floor surface 2R is accurately known even if the three-dimensional position is not accurately known. That is, if the plane position (two-dimensional position) of the target position Pa on the 3D model is accurately pointed on the actual floor surface 2R, the installation object can be accurately placed at the same plane position, It will be able to be used sufficiently for the ink marking function.

但し、図１を参照して前述したように、トータルステーション１０に対して単純に目標位置Ｐａの三次元座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）を入力しても、その指示光のスポットによって実際の床面２Ｒに指し示される位置Ｐｂは、同図１に示すように、平面位置に関しても、本来指し示すべき位置Ｐｃ（Ｘａ，Ｙａ）からずれた位置Ｐｂ（Ｘｂ，Ｙｂ）になってしまっている。 However, as described above with reference to FIG. 1, even if the three-dimensional coordinates (Xa, Ya, Za) of the target position Pa are simply input to the total station 10, the actual floor surface is determined by the spot of the instruction light. As shown in FIG. 1, the position Pb pointed to 2R has become a position Pb (Xb, Yb) that is deviated from the position Pc (Xa, Ya) that should originally be pointed with respect to the planar position.

つまり、平面位置に関して目標位置Ｐａと対応する実際の床面２Ｒ上の位置Ｐｃ（つまり実際の床面２Ｒ上において目標位置Ｐａと平面位置に関して一致する位置Ｐｃ）を、指示光のスポットで指し示すには、この指し示すべき実際の床面２Ｒ上の位置Ｐｃの三次元座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚｃ）をトータルステーション１０に入力する必要があるが、このとき、Ｚｃは既知ではないので、実際の床面２Ｒ上の位置Ｐｃの三次元座標を入力することができない。 That is, the position Pc on the actual floor surface 2R corresponding to the target position Pa with respect to the planar position (that is, the position Pc that coincides with the target position Pa and the planar position on the actual floor surface 2R) is indicated by the spot of the indication light. Needs to input the three-dimensional coordinates (Xa, Ya, Zc) of the position Pc on the actual floor 2R to be pointed to the total station 10, but since Zc is not known at this time, the actual floor The three-dimensional coordinates of the position Pc on 2R cannot be input.

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、設計データの目標位置と平面位置に関して対応する位置を、実際の面上において求めることにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to obtain a position corresponding to a target position and a planar position of design data on an actual surface.

かかる目的を達成するために請求項１に示す発明は、
三次元位置座標を計測可能な測量計を用いることにより、
設計データで規定された設計面に含まれる目標位置と平面位置に関して対応する位置を、前記設計データに基づいて形成される実際の面上において求める測量方法であって、
前記測量計は、着目位置に向けて計測用光を投光し、前記実際の面上において前記計測用光が当たる位置からの反射光を受光することで、前記当たる位置を計測位置としてその位置座標を出力するともに、出力された前記計測位置の位置座標を、前記設計面内の平面位置を規定する平面位置座標と、前記設計面の法線方向の位置を規定する法線位置座標とで示す機能を有し、
前記測量計は、前記着目位置の平面位置座標を前記目標位置の平面位置座標に維持しつつ当該着目位置の法線位置座標を変更しながら前記計測用光を投光することによって、前記計測位置の平面位置座標が前記目標位置の平面位置座標に一致するような前記計測位置を求め、所定時間が経過するまでに前記計測位置の平面位置座標が前記目標位置の平面位置座標に一致するような前記計測位置が求められた場合には、求められた前記計測位置の平面位置座標及び法線位置座標を、前記対応する位置として取得し、
前記所定時間が経過しても、前記計測位置の平面位置座標が、前記目標位置の平面位置座標に一致しない場合には、前記測量計と前記対応する位置との間に、前記計測用光を遮る障害物が存在すると判断することを特徴とする。 In order to achieve this object, the invention shown in claim 1
By using a surveying instrument that can measure 3D position coordinates,
A surveying method for obtaining a position corresponding to a target position and a plane position included in a design surface defined by design data on an actual surface formed based on the design data,
The surveying instrument projects measurement light toward the position of interest, and receives reflected light from the position where the measurement light strikes on the actual surface, so that the position is the measurement position. In addition to outputting coordinates, the output position coordinates of the measurement position are expressed by plane position coordinates that define a plane position in the design surface and normal position coordinates that define a position in the normal direction of the design surface. Has the function to show,
The surveying instrument projects the measurement light by projecting the measurement light while changing the normal position coordinates of the target position while maintaining the plane position coordinates of the target position at the plane position coordinates of the target position. The measurement position is obtained such that the plane position coordinates of the measurement position coincide with the plane position coordinates of the target position, and the plane position coordinates of the measurement position coincide with the plane position coordinates of the target position until a predetermined time elapses. When the measurement position is obtained, the plane position coordinates and the normal position coordinates of the obtained measurement position are acquired as the corresponding positions ,
If the plane position coordinate of the measurement position does not match the plane position coordinate of the target position even after the predetermined time has elapsed, the measurement light is transmitted between the surveying instrument and the corresponding position. It is determined that there is an obstacle to block .

上記請求項１に示す発明によれば、実際の面に不陸が有ったり、設計データで規定される設計面よりも実際の面が法線方向に位置ずれしている場合であっても、設計データの目標位置と平面位置に関して一致する位置を、実際の面上において求めることができる。つまり、平面位置に関して設計データ上の目標位置に対応する位置を、実際の面上において求めることができる。
また、所定時間が経過しても、計測位置の平面位置座標が、目標位置の平面位置座標に一致しない場合には、測量計と対応する位置との間に、計測用光を遮る障害物が存在すると判断することができる。 According to the first aspect of the present invention, even if the actual surface is uneven or the actual surface is displaced in the normal direction from the design surface defined by the design data. A position that matches the target position of the design data with respect to the planar position can be obtained on the actual surface. That is, the position corresponding to the target position on the design data with respect to the plane position can be obtained on the actual surface.
In addition, if the plane position coordinate of the measurement position does not match the plane position coordinate of the target position even after the predetermined time has elapsed, an obstacle that blocks the measurement light is located between the surveying instrument and the corresponding position. It can be determined that it exists.

請求項２に示す発明は、請求項１に記載の測量方法であって、
取得された前記対応する位置の平面位置座標及び法線位置座標に基づいて、前記測量計は、前記実際の面に向けて、指示光としての可視光を投光することを特徴とする。
上記請求項２に示す発明によれば、実際の面上において、設計データの目標位置に対応する位置を視認可能となる。 The invention described in claim 2 is the surveying method according to claim 1,
Based on the acquired plane position coordinates and normal position coordinates of the corresponding position, the surveying instrument projects visible light as instruction light toward the actual surface.
According to the second aspect of the present invention, the position corresponding to the target position of the design data can be visually recognized on the actual surface.

請求項３に示す発明は、請求項１及び２に記載の測量方法であって、
取得された前記対応する位置の法線位置座標と、前記目標位置の法線位置座標とに基づいて、前記設計面と前記実際の面との間の法線方向の寸法誤差を求めることを特徴とする。
上記請求項３に示す発明によれば、設計データが規定する設計面に対する実際の面の法線方向の寸法誤差を容易に求めることができる。 Invention of Claim 3 is the surveying method of Claims 1 and 2,
A dimensional error in a normal direction between the design surface and the actual surface is obtained based on the acquired normal position coordinates of the corresponding position and the normal position coordinates of the target position. And
According to the third aspect of the present invention, the dimensional error in the normal direction of the actual surface with respect to the design surface defined by the design data can be easily obtained.

請求項４に示す発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の測量方法であって、
前記着目位置の法線位置座標の変更は、前記目標位置を始点として行われることを特徴とする。
上記請求項４に示す発明によれば、着目位置の法線位置座標の変更は、目標位置を始点として行われるので、目標位置と平面位置に関して対応する位置を、実際の面上において短時間で求めることができる。 The invention described in claim 4 is the surveying method according to any one of claims 1 to 3,
The normal position coordinate of the target position is changed using the target position as a starting point.
According to the fourth aspect of the present invention, since the normal position coordinate of the target position is changed with the target position as the starting point, the corresponding position with respect to the target position and the planar position can be set on the actual surface in a short time. Can be sought.

請求項５に示す発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の測量方法であって、
前記対応する位置を取得することにおいては、前記計測位置の平面位置座標が前記目標位置の平面位置座標に一致するまで、前記計測位置の平面位置座標及び法線位置座標の計測動作と、前記着目位置の法線位置座標の変更動作と、を繰り返し行い、
前記変更動作の際には、直前に計測された前記計測位置と前記測量計との間の距離を算出し、算出された前記距離に基づいて、前記着目位置の法線位置座標を変更することを特徴とする。
上記請求項５に示す発明によれば、着目位置の法線位置座標の変更動作の際に、法線位置座標の変更を、直前に計測された計測位置と測量計との間の距離に基づいて行う。よって、計測位置の平面位置座標が目標位置と一致するような着目位置を短時間で求めることができて、結果、実際の面上において目標位置に対応する位置を短時間で求めることができる。 The invention shown in claim 5 is the surveying method according to any one of claims 1 to 4 ,
In obtaining the corresponding position, the planar position coordinates and the normal position coordinates of the measurement position are measured until the planar position coordinates of the measurement position coincide with the planar position coordinates of the target position, and the focus Repeat the operation to change the normal position coordinates of the position,
In the changing operation, the distance between the measurement position measured immediately before and the surveying instrument is calculated, and the normal position coordinate of the position of interest is changed based on the calculated distance. It is characterized by.
According to the fifth aspect of the present invention, when the normal position coordinate of the position of interest is changed, the change of the normal position coordinate is based on the distance between the measurement position measured immediately before and the surveying instrument. Do it. Therefore, it is possible to obtain a target position such that the planar position coordinates of the measurement position coincide with the target position in a short time, and as a result, a position corresponding to the target position on the actual surface can be obtained in a short time.

請求項６に示す発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の測量方法であって、
前記計測用光は、可視光であることを特徴とする。
上記請求項６に示す発明によれば、計測用光を可視光にしているので、実際の面上において計測用光が当たる位置をスポットで見ることができて、これにより、計測位置を視認可能となる。また、計測中には、着目位置の法線位置座標の変更に基づいて、計測位置に形成される計測用光のスポットも、実際の面上を徐々に動いていくことになるので、この動く様子を観察することで、測量計が正常に動作していることを確認することができる。
The invention described in claim 6 is the surveying method according to any one of claims 1 to 5 ,
The measurement light is visible light.
According to the sixth aspect of the present invention, since the measurement light is visible light, the position where the measurement light hits on the actual surface can be seen with a spot, thereby making it possible to visually recognize the measurement position. It becomes. During measurement, the spot of measurement light formed at the measurement position also moves gradually on the actual surface based on the change in the normal position coordinate of the target position. By observing the situation, it can be confirmed that the surveying instrument is operating normally.

本発明によれば、設計データの目標位置と平面位置に関して対応する位置を、実際の面上において求めることができる。 According to the present invention, the position corresponding to the target position and the planar position of the design data can be obtained on the actual surface.

参考例の墨出し機能の説明用の概略側面図である。It is a schematic side view for demonstrating the ink marking function of a reference example. 本実施形態に係り、施工現場に設置された測量計としてのトータルステーション１０の概略側面図である。1 is a schematic side view of a total station 10 as a surveying meter installed at a construction site according to the present embodiment. 図３Ａは、計測機能の説明用の概略側面図であり、図３Ｂは、墨出し機能の説明用の概略側面図であるFIG. 3A is a schematic side view for explaining the measurement function, and FIG. 3B is a schematic side view for explaining the inking function. トータルステーション１０を用いた墨出し方法のフローチャートである。4 is a flowchart of a method for inking using the total station 10. 図５Ａ及び図５Ｂは、設計床面２Ｖよりも上方に突出した施工誤差の部分を有する実床面２Ｒに墨出し処理を行うトータルステーション１０の概略側面図である。FIG. 5A and FIG. 5B are schematic side views of the total station 10 that performs the marking process on the actual floor surface 2R having a construction error portion protruding upward from the design floor surface 2V. 図６Ａ及び図６Ｂは、施工誤差が無い実床面２Ｒに墨出し処理を行うトータルステーション１０の概略側面図である。6A and 6B are schematic side views of the total station 10 that performs the marking process on the actual floor surface 2R without any construction error. 図７Ａ及び図７Ｂは、設計床面２Ｖよりも下方にへこんだ施工誤差の部分を有する実床面２Ｒに墨出し処理を行うトータルステーション１０の概略側面図である。7A and 7B are schematic side views of the total station 10 that performs the marking process on the actual floor surface 2R having a construction error portion that is recessed below the design floor surface 2V. 実床面２Ｒに指示光を投光することにより、実床面２Ｒ上に据え付け対象位置Ｐｃを指し示すトータルステーション１０の概略側面図である。It is a schematic side view of the total station 10 which points the installation target position Pc on the actual floor surface 2R by projecting instruction light onto the actual floor surface 2R. トータルステーション１０と、実床面２Ｒ上の据え付け対象位置Ｐｃとの間に障害物８０が有る場合の概略側面図である。It is a schematic side view in case the obstruction 80 exists between the total station 10 and the installation object position Pc on the actual floor surface 2R. 図１０Ａ及び図１０Ｂは、鉛直な実壁面４Ｒに墨出しを行うトータルステーション１０の概略側面図である。FIGS. 10A and 10B are schematic side views of the total station 10 that performs ink marking on the vertical actual wall surface 4R.

＝＝＝本実施形態＝＝＝
図２は、施工現場に設置された測量計としてのトータルステーション１０の概略側面図である。
このトータルステーション１０は、施工現場にて墨出し用途で使用される。墨出し対象は、例えばコンクリート打設で施工現場に形成された床面２Ｒである。すなわち、この例では、床面２Ｒの特定位置に、据え付け対象物を据え付けるのであるが、その際、床面２Ｒにおいて据え付けるべき平面位置をトータルステーション１０で指し示す。なお、この床面２Ｒは、請求項の「実際の面」に相当し、以下では「実床面２Ｒ」とも言う。 === This Embodiment ===
FIG. 2 is a schematic side view of the total station 10 as a surveying meter installed at the construction site.
The total station 10 is used for inking at a construction site. The inking object is, for example, the floor 2R formed on the construction site by placing concrete. That is, in this example, the object to be installed is installed at a specific position on the floor 2R. At that time, the total station 10 indicates the plane position to be installed on the floor 2R. The floor surface 2R corresponds to “actual surface” in the claims, and is also referred to as “actual floor surface 2R” below.

ここで、設計図等の設計データ上では、床面は例えば全面に亘って水平面をなす床面２Ｖ（請求項の「設計面」に相当）として規定されている。しかし、実床面２Ｒは、施工誤差に起因して不陸等を有し、つまり設計データ上の床面２Ｖたる設計床面２Ｖ通りには形成されていないことが多い。例えば、この例では、図２に示すように、施工誤差に起因して、実床面２Ｒの一部に、設計床面２Ｖよりも高く盛り上がった平坦面部分２Ｒｐを有する。そして、この盛り上がった平坦面部分２Ｒｐに、不図示の据え付け対象物を据え付けるのであるが、その場合にも、少なくとも平面位置（二次元位置）に関しては設計データ通りの正確な墨出しが要求され、本実施形態のトータルステーション１０によれば、それが可能である。 Here, on the design data such as the design drawing, the floor surface is defined as, for example, a floor surface 2V (corresponding to a “design surface” in the claims) that forms a horizontal plane over the entire surface. However, the actual floor 2R has unevenness due to construction errors, that is, it is often not formed on the design floor 2V as the floor 2V in the design data. For example, in this example, as shown in FIG. 2, due to the construction error, a part of the actual floor 2R has a flat surface portion 2Rp that is raised higher than the design floor 2V. Then, an installation object (not shown) is installed on the raised flat surface portion 2Rp. In this case, at least the plane position (two-dimensional position) is required to be accurately marked according to the design data, According to the total station 10 of the present embodiment, this is possible.

すなわち、図１を参照して前述したように、実床面２Ｒが高さ方向（鉛直方向）に施工誤差を有している場合には、設計データ上の据え付け目標位置Ｐａの位置座標をそのまま従来のトータルステーションに入力しても、実床面２Ｒ上において据え付け対象物を据え付けるべき据え付け対象位置Ｐｃ、つまり平面位置に関して設計データ上の据え付け目標位置Ｐａと対応する位置Ｐｃを、実床面２Ｒ上において正しく指し示すことはできないが、この点につき、本実施形態に係るトータルステーション１０によれば、図２に示すように、実床面２Ｒが高さ方向に施工誤差を有している場合であっても、平面位置が据え付け目標位置Ｐａと一致する位置たる据え付け対象位置Ｐｃを、実床面２Ｒ上において速やかに求めて正確に指し示すことができる。以下、詳説する。 That is, as described above with reference to FIG. 1, when the actual floor surface 2R has a construction error in the height direction (vertical direction), the position coordinates of the installation target position Pa on the design data are used as they are. Even if it is input to the conventional total station, the installation target position Pc on which the installation object is to be installed on the actual floor surface 2R, that is, the position Pc corresponding to the installation target position Pa on the design data with respect to the plane position is displayed on the actual floor surface 2R. In this point, according to the total station 10 according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, the actual floor 2R has a construction error in the height direction. In addition, the installation target position Pc whose plane position coincides with the installation target position Pa can be quickly obtained and accurately pointed on the actual floor surface 2R. Kill. The details will be described below.

＜＜＜トータルステーション１０について＞＞＞
トータルステーション１０は、任意位置の三次元座標を計測する計測機能と、携帯端末５０等の外部機器から入力された三次元座標に基づいて、指示光としての可視レーザー光を投光する墨出し機能と、を有する。 <<< About Total Station 10 >>>
The total station 10 has a measuring function for measuring three-dimensional coordinates at an arbitrary position, and a marking function for projecting visible laser light as instruction light based on three-dimensional coordinates input from an external device such as the portable terminal 50. Have.

図３Ａは、計測機能の説明用の概略側面図である。
この計測機能に係る任意位置の三次元座標の計測は、次のようにして行われる。先ず、トータルステーション１０は、計測すべき対象位置たる計測位置Ｐｋに向けて計測用光としてレーザー光を投光するとともに、計測位置Ｐｋから反射光を受光する。そして、この計測用光の往復時間に基づいてトータルステーション１０から計測位置Ｐｋまでの距離を算出し、またこれと同時並行で、計測用光の投光方向の水平角度や鉛直角度を計測する。 FIG. 3A is a schematic side view for explaining the measurement function.
Measurement of three-dimensional coordinates at an arbitrary position related to this measurement function is performed as follows. First, the total station 10 projects laser light as measurement light toward the measurement position Pk, which is the target position to be measured, and receives reflected light from the measurement position Pk. Then, the distance from the total station 10 to the measurement position Pk is calculated based on the round trip time of the measurement light, and at the same time, the horizontal angle and the vertical angle in the light projection direction of the measurement light are measured.

そうしたら、計測された距離、水平角度、及び鉛直角度のデータと、予め取得済みの基準位置（不図示）のデータ（トータルステーション１０から基準位置までの距離、基準位置への投光方向の水平角度と鉛直角度、基準位置の位置座標（既知の三次元座標））とに基づいて幾何学的計算を行うことにより、トータルステーション１０は、計測位置Ｐｋの三次元座標（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）を算出する。 Then, the measured distance, horizontal angle, and vertical angle data, and previously acquired reference position (not shown) data (the distance from the total station 10 to the reference position, the horizontal angle of the light projection direction to the reference position) The total station 10 calculates the three-dimensional coordinates (Xk, Yk, Zk) of the measurement position Pk by performing geometric calculation based on the vertical angle and the position coordinates of the reference position (known three-dimensional coordinates)). To do.

なお、基準位置のデータの取得方法は、背景技術のところで説明した内容と概ね同じであるので、ここでは相違点についてのみ述べると、反射板を用いずに、計測位置Ｐｋからの反射光を直接受光する点、及び、距離の算出を、計測用光の位相差に基づかずに、計測用光の往復時間に基づいて行う点で相違する。 The method for acquiring the reference position data is substantially the same as that described in the background art, and only the differences will be described here. The reflected light from the measurement position Pk is directly used without using the reflector. The difference is that light is received and the distance is calculated based on the round trip time of the measurement light, not based on the phase difference of the measurement light.

図３Ｂは、墨出し機能の説明用の概略側面図である。
墨出し機能は、外部機器５０等から入力された据え付け目標位置Ｐａの位置座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）のデータに基づいて、平面位置（Ｘ，Ｙ）が据え付け目標位置Ｐａと一致する位置たる据え付け対象位置Ｐｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）、つまり位置Ｐｃ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚｃ）を、実床面２Ｒ上において求めて、同位置Ｐｃに向けて、指示光としての赤色可視レーザー光を投光する機能である。なお、これについては後述する。 FIG. 3B is a schematic side view for explaining the inking function.
The inking function is a position where the plane position (X, Y) coincides with the installation target position Pa based on the data of the position coordinates (Xa, Ya, Za) of the installation target position Pa input from the external device 50 or the like. The installation target position Pc (Xc, Yc, Zc), that is, the position Pc (Xa, Ya, Zc) is obtained on the actual floor surface 2R, and a red visible laser beam as instruction light is projected toward the same position Pc. It is a function to shine. This will be described later.

ちなみに、この墨出し処理中には、トータルステーション１０は、上述の計測機能も使用するが、ここで、この計測に供する前述の計測用光（図３Ａ）に対して、上記指示光に係る赤色可視レーザー光を兼用しても良い。そして、そのようにすれば、この墨出し処理のために計測中の計測用光のスポットが、実床面２Ｒ上に現れるようになり、このスポットの様子を観察することで正常に処理中であるか否かを確認することができる。 Incidentally, during this inking process, the total station 10 also uses the above-described measurement function. Here, the red visible light related to the above-mentioned indication light is used for the above-mentioned measurement light (FIG. 3A) used for this measurement. Laser light may also be used. If so, the spot of the measuring light being measured for the inking process appears on the actual floor 2R, and it is normally processed by observing the state of the spot. It can be confirmed whether or not there is.

かかる機能を有するトータルステーション１０には、図３Ａや図３Ｂに示すように、外部機器５０としての携帯端末５０が通信可能に接続されている。この携帯端末５０は、例えば、タブレットＰＣ、ＰＤＡ、スマートフォン、携帯電話などであり、総じて言えば、ＣＰＵとメモリとを有したコンピュータである。そして、メモリには、施工現場に構築すべき構造体の３Ｄモデルが予め記録・格納されており、構造体の各部位には、それぞれ３次元の位置座標が対応付けられている。すなわち、前述の設計床面２Ｖもこの構造体の３Ｄモデルの一部であり、よって、この設計床面２Ｖにも位置座標が対応付けられて上記メモリに格納されている。
ここで、位置座標は、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）からなる三次元直交座標系で表されている。そして、ＸＹ座標で、設計床面２Ｖ内の任意の平面位置（二次元位置）を規定する一方、Ｚ座標で、設計床面２Ｖの法線方向の任意の位置を規定するようになっている。すなわち、前者のＸＹ座標（Ｘ，Ｙ）が、請求項の「平面位置座標」に相当し、後者のＺ座標（Ｚ）が、請求項の「法線位置座標」に相当する。 As shown in FIG. 3A and FIG. 3B, a portable terminal 50 as an external device 50 is connected to the total station 10 having such a function so as to be communicable. The mobile terminal 50 is, for example, a tablet PC, a PDA, a smart phone, a mobile phone, or the like, and is generally a computer having a CPU and a memory. The memory stores and stores in advance a 3D model of the structure to be constructed at the construction site, and each part of the structure is associated with a three-dimensional position coordinate. That is, the above-described design floor 2V is also a part of the 3D model of this structure. Therefore, the position coordinates are also associated with this design floor 2V and stored in the memory.
Here, the position coordinates are represented by a three-dimensional orthogonal coordinate system including three axes (X axis, Y axis, Z axis) orthogonal to each other. An arbitrary plane position (two-dimensional position) in the design floor 2V is defined by the XY coordinates, while an arbitrary position in the normal direction of the design floor 2V is defined by the Z coordinates. . That is, the former XY coordinates (X, Y) correspond to “planar position coordinates” in the claims, and the latter Z coordinate (Z) corresponds to “normal position coordinates” in the claims.

＜＜＜トータルステーション１０による墨出し方法について＞＞＞
図４は、トータルステーション１０を用いた墨出し方法のフローチャートである。また、図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、トータルステーション１０の墨出し処理の様子を示す概略側面図である。 <<< About the ink marking method by the total station 10 >>>
FIG. 4 is a flowchart of the ink marking method using the total station 10. FIG. 5A and FIG. 5B are schematic side views showing how the total station 10 performs ink marking processing, respectively.

先ず、墨出し処理前の準備ステップＳ１０として、図５Ａに示すように、トータルステーション１０を施工現場の適宜な設置位置Ｐｓに設置する。例えば実床面２Ｒの略全面が見渡せる位置Ｐｓであって、且つ実床面２Ｒよりも鉛直方向に所定高さだけ高い位置Ｐｓなどに、トータルステーション１０を設置する。 First, as a preparatory step S10 before the inking process, as shown in FIG. 5A, the total station 10 is installed at an appropriate installation position Ps on the construction site. For example, the total station 10 is installed at a position Ps where the substantially entire surface of the actual floor 2R can be seen and at a position Ps higher than the actual floor 2R by a predetermined height.

次に、同準備ステップＳ１０として、トータルステーション１０は、自身の位置座標Ｐｓ（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を計測して取得する。この計測は、次のようにしてなされる。先ず、位置座標が既知の二つの基準位置（不図示）に向けて計測用光を投光することにより、前述したようにトータルステーション１０と各基準位置との距離、及び各投光方向の水平角度や鉛直角度を計測し、そして、これらのデータに、基準位置の既知の三次元座標を加味しながらトータルステーション１０の設置位置Ｐｓの座標（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を計算し、これにより同座標（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）のデータを取得する。 Next, as the preparation step S10, the total station 10 measures and acquires its own position coordinates Ps (Xs, Ys, Zs). This measurement is performed as follows. First, by projecting measurement light toward two reference positions (not shown) whose position coordinates are known, as described above, the distance between the total station 10 and each reference position, and the horizontal angle in each light projection direction. The vertical angle is measured, and the coordinate (Xs, Ys, Zs) of the installation position Ps of the total station 10 is calculated by adding known three-dimensional coordinates of the reference position to these data. Xs, Ys, Zs) is acquired.

ちなみに、この自身の位置座標Ｐｓ（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）の取得に伴って、上述のように、トータルステーション１０は基準位置のデータも取得することになるので、以降、当該基準位置のデータを用いることにより、トータルステーション１０はその周囲の任意位置の三次元座標を、ＸＹＺの直交座標系で計測可能な状態になる。つまり、計測機能を使用可能な状態になる。 Incidentally, as the position coordinate Ps (Xs, Ys, Zs) is acquired, the total station 10 also acquires the reference position data as described above, and hence the reference position data is used thereafter. As a result, the total station 10 is in a state where the three-dimensional coordinates at an arbitrary position around it can be measured in the XYZ orthogonal coordinate system. That is, the measurement function can be used.

そうしたら、トータルステーション１０に墨出し処理を行わせるべく、現場作業者は、携帯端末５０に格納された構造体の３Ｄモデル上で、設計床面２Ｖに設定された据え付け目標位置Ｐａを指定し、これにより、同位置Ｐａの位置座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）のデータを、トータルステーション１０へ送信する。そして、このデータの受信（据え付け目標位置データ受信ステップＳ１５）をトリガーとして、トータルステーション１０は、以下の墨出し処理を開始する。
ちなみに、この例では、墨出し処理は、トータルステーション１０により全自動で行われる。すなわち、トータルステーション１０は、制御部としてのコンピュータを内蔵しており、適宜な制御プログラムに従ってコンピュータのＣＰＵがトータルステーションの各種構成部を制御して、以下の墨出し処理を実行する。 Then, in order to cause the total station 10 to perform the marking process, the site worker designates the installation target position Pa set on the design floor 2V on the 3D model of the structure stored in the mobile terminal 50, Thereby, the data of the position coordinates (Xa, Ya, Za) of the same position Pa is transmitted to the total station 10. Then, with the reception of this data (installation target position data reception step S15) as a trigger, the total station 10 starts the following inking process.
Incidentally, in this example, the inking process is performed fully automatically by the total station 10. That is, the total station 10 includes a computer as a control unit, and the CPU of the computer controls various components of the total station in accordance with an appropriate control program, and executes the following inking process.

先ず、トータルステーション１０は、受信した据え付け目標位置Ｐａを、計測用の着目位置Ｐｍとして設定する（着目位置設定ステップＳ２０）。
そうしたら、図５Ａに示すように、この着目位置Ｐｍに向けて計測用光を投光し、実床面２Ｒ上において計測用光が当たる位置Ｐｋからの反射光を受光することで、当該当たる位置Ｐｋを計測位置Ｐｋとしてその位置座標（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）を算出する（計測位置座標算出ステップＳ２５）。 First, the total station 10 sets the received installation target position Pa as a measurement target position Pm (attention position setting step S20).
Then, as shown in FIG. 5A, the measurement light is projected toward the target position Pm, and the reflected light from the position Pk on which the measurement light strikes on the actual floor surface 2R is received. The position coordinates (Xk, Yk, Zk) are calculated with the position Pk as the measurement position Pk (measurement position coordinate calculation step S25).

次に、計測位置ＰｋのＸＹ座標（Ｘｋ，Ｙｋ）が、据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に一致しているか否かを判定する（一致判定ステップＳ３０）。ここで、計測位置Ｐｋは、実床面２Ｒ上の位置である。よって、上述の条件を満たしている場合には、今の計測位置Ｐｋは、据え付け目標位置Ｐａと平面位置（Ｘ，Ｙ）に関して一致する実床面２Ｒ上の位置に該当していることになり、つまり、同位置Ｐｋが、実床面２Ｒ上の据え付け対象位置Ｐｃとして指し示されるべき位置Ｐｃである。 Next, it is determined whether or not the XY coordinates (Xk, Yk) of the measurement position Pk match the XY coordinates (Xa, Ya) of the installation target position Pa (match determination step S30). Here, the measurement position Pk is a position on the actual floor 2R. Therefore, when the above-described conditions are satisfied, the current measurement position Pk corresponds to a position on the actual floor 2R that coincides with the installation target position Pa with respect to the plane position (X, Y). That is, the same position Pk is a position Pc to be indicated as the installation target position Pc on the actual floor surface 2R.

例えば、図５Ａの例では、実床面２Ｒの施工誤差に起因して、計測位置ＰｋのＸＹ座標（Ｘｋ，Ｙｋ）が、据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に一致していないので、上述の条件を満たしていないが、仮に図６Ａに示すように、実床面２Ｒが施工誤差無く設計床面２Ｖ通りに形成されている場合には、同図６Ａに示すように、計測位置ＰｋのＸＹ座標（Ｘｋ，Ｙｋ）が、据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に一致し、つまり上述の条件を満たすことになる。 For example, in the example of FIG. 5A, the XY coordinates (Xk, Yk) of the measurement position Pk do not match the XY coordinates (Xa, Ya) of the installation target position Pa due to the construction error of the actual floor 2R. Therefore, although the above-mentioned conditions are not satisfied, as shown in FIG. 6A, when the actual floor surface 2R is formed according to the design floor surface 2V with no construction error, measurement is performed as shown in FIG. 6A. The XY coordinates (Xk, Yk) of the position Pk coincide with the XY coordinates (Xa, Ya) of the installation target position Pa, that is, the above-described conditions are satisfied.

よって、その場合には、トータルステーション１０は、次の据え付け対象位置指示ステップＳ５０へ移行して、図６Ｂに示すように、この計測位置Ｐｋの位置座標（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）、つまり位置座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚｋ）を据え付け対象位置Ｐｃの位置座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）として、同位置Ｐｃへ向けて赤色可視の指示光を投光する。これにより、実床面２Ｒには、指示光のスポットで据え付け対象位置Ｐｃが表示され、これにて墨出し処理は終了する。 Therefore, in this case, the total station 10 proceeds to the next installation target position instruction step S50, and as shown in FIG. 6B, the position coordinates (Xk, Yk, Zk) of the measurement position Pk, that is, the position coordinates ( With Xa, Ya, Zk) as position coordinates (Xc, Yc, Zc) of the installation target position Pc, red visible indicator light is projected toward the position Pc. As a result, the installation target position Pc is displayed on the actual floor surface 2R with the spot of the instruction light, and the ink marking process is completed.

ちなみに、上述の「一致しているか否かの判定」は、当然ながら、完全一致でなくても良い。つまり、図５Ａの計測位置ＰｋのＸＹ座標（Ｘｋ，Ｙｋ）が、据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）の所定範囲内に入っているか否かで、判定しても良い。つまり、Ｘａ−ΔＸ１≦Ｘｋ≦Ｘａ＋ΔＸ１、及び、Ｙａ−ΔＹ１≦Ｙｋ≦Ｙａ＋ΔＹ１の条件を満たしているか否かで、判定しても良い。なお、ΔＸ１及びΔＹ１は、それぞれ予め定められた固定値である。 Incidentally, the above-described “determination as to whether or not they coincide” does not necessarily have to be completely coincident. That is, the determination may be made based on whether or not the XY coordinates (Xk, Yk) of the measurement position Pk in FIG. 5A are within a predetermined range of the XY coordinates (Xa, Ya) of the installation target position Pa. That is, the determination may be made based on whether the conditions Xa−ΔX1 ≦ Xk ≦ Xa + ΔX1 and Ya−ΔY1 ≦ Yk ≦ Ya + ΔY1 are satisfied. Note that ΔX1 and ΔY1 are predetermined fixed values.

また、更に言えば、上述のようにＸ座標の値やＹ座標の値で「一致しているか否かの判定」を行うのではなく、図５Ａのトータルステーション１０の設置位置Ｐｓから計測位置Ｐｋまでの距離ＰｓＰｋのＸＹ方向成分αと、トータルステーション１０の設置位置Ｐｓから据え付け目標位置Ｐａまでの距離ＰｓＰａのＸＹ方向成分βとの差分（α−β）が所定範囲内に入っているか否かで、判定しても良い。つまり、−δ１＜α−β＜δ１の条件を満たしているか否かで、判定しても良い。なお、δ１は、予め定められた固定値である。 Further, as described above, instead of “determining whether or not they match” based on the value of the X coordinate and the value of the Y coordinate, from the installation position Ps of the total station 10 in FIG. 5A to the measurement position Pk. The difference (α−β) between the XY direction component α of the distance PsPk and the XY direction component β of the distance PsPa from the installation position Ps of the total station 10 to the installation target position Pa is within a predetermined range, You may judge. That is, the determination may be made based on whether or not the condition of −δ1 <α−β <δ1 is satisfied. Here, δ1 is a predetermined fixed value.

一方、上述の一致判定ステップＳ３０において、計測位置Ｐｋが条件を満たしていない場合には、今の計測位置Ｐｋは、未だ据え付け目標位置Ｐａから離れていると判断する（図５Ａ）。そして、ステップＳ４０〜Ｓ４７のサブルーチンへ移行して、計測位置Ｐｋを、据え付け目標位置Ｐａに近づくように移動する（図５Ｂ）。この計測位置Ｐｋの移動は、以下のようにしてなされる。なお、このサブルーチンＳ４０〜Ｓ４７は、請求項の「着目位置の法線位置座標の変更動作」に相当する。 On the other hand, if the measurement position Pk does not satisfy the condition in the coincidence determination step S30, it is determined that the current measurement position Pk is still away from the installation target position Pa (FIG. 5A). And it transfers to the subroutine of steps S40-S47, and moves the measurement position Pk so that it may approach the installation target position Pa (FIG. 5B). The measurement position Pk is moved as follows. Note that the subroutines S40 to S47 correspond to the “changing operation of the normal position coordinates of the target position” in the claims.

以下、このサブルーチンＳ４０〜Ｓ４７について説明するが、その前に、計測位置Ｐｋの移動は、何によってなされるかについて（つまり、計測位置Ｐｋの移動の基本的な考え方について）説明する。この計測位置Ｐｋの移動は、前述の着目位置Ｐｍの移動によってなされる。すなわち、計測用光は、着目位置Ｐｍの位置座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）に向けて投じられているので、着目位置Ｐｍを変更すれば、計測用光の実床面２Ｒ上で当たった位置であるところの計測位置Ｐｋも移動する。ここで、この着目位置Ｐｍの変更は、そのＸＹ座標を据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に維持しながら、Ｚ座標のみが変更されることでなされる。これにより、ＸＹ座標が据え付け目標位置Ｐａと一致する位置を、実床面２Ｒ上において効率良く見つけることができる。 Hereinafter, the subroutines S40 to S47 will be described. Before that, the movement of the measurement position Pk will be described (that is, the basic concept of the movement of the measurement position Pk). The measurement position Pk is moved by moving the target position Pm. That is, since the measurement light is directed toward the position coordinates (Xm, Ym, Zm) of the target position Pm, if the target position Pm is changed, the position where the measurement light is struck on the actual floor 2R The measurement position Pk is also moved. Here, the target position Pm is changed by changing only the Z coordinate while maintaining the XY coordinates at the XY coordinates (Xa, Ya) of the installation target position Pa. Thereby, a position where the XY coordinates coincide with the installation target position Pa can be found efficiently on the actual floor surface 2R.

但し、着目位置Ｐｍの変更の方向は、上下の二方向が存在する。そのため、上記サブルーチンにおける最初の方のステップＳ４０，Ｓ４３には、計測位置Ｐｋが据え付け目標位置Ｐａに近づくような方向に、着目位置Ｐｍの変更の方向を決めるためのステップＳ４０、Ｓ４３が設けられている。 However, there are two upper and lower directions for changing the focus position Pm. Therefore, the first steps S40 and S43 in the above subroutine are provided with steps S40 and S43 for determining the direction of change of the target position Pm in the direction in which the measurement position Pk approaches the installation target position Pa. Yes.

すなわち、先ず、最初のステップＳ４０では、トータルステーション１０の設置位置Ｐｓと計測位置Ｐｋとの間の距離ＰｓＰｋを計算し、また、トータルステーション１０の設置位置Ｐｓと据え付け目標位置Ｐａとの間の距離ＰｓＰａを計算する（距離計算ステップＳ４０）。そして、次のＳ４３の判定ステップでは、距離ＰｓＰｋと距離ＰｓＰａの大小関係を比較し、距離ＰｓＰｋの方が距離ＰｓＰａよりも小さい場合には（ＰｓＰｋ＜ＰｓＰａ）、着目位置ＰｍのＺ座標を上方へ変更すれば、計測位置Ｐｋが据え付け目標位置Ｐａに近づくと判定する。よって、Ｓ４５の第１更新ステップへと移行して、着目位置ＰｍのＸＹ座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に維持したまま、着目位置ＰｍのＺ座標（Ｚｍ）をΔＺだけ増やして更新する。例えば、図５Ａの例では、更新前の着目位置Ｐｍの位置座標がＰａ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）であるので、更新後の着目位置Ｐｍの位置座標は、図５Ｂのように（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ＋ΔＺ）になる。なお、ΔＺは、予め定められた固定値である。 That is, first, in the first step S40, the distance PsPk between the installation position Ps of the total station 10 and the measurement position Pk is calculated, and the distance PsPa between the installation position Ps of the total station 10 and the installation target position Pa is calculated. Calculate (distance calculation step S40). In the next determination step of S43, the magnitude relationship between the distance PsPk and the distance PsPa is compared. If the distance PsPk is smaller than the distance PsPa (PsPk <PsPa), the Z coordinate of the target position Pm is moved upward. If it changes, it will determine with the measurement position Pk approaching the installation target position Pa. Therefore, the process proceeds to the first update step of S45, and the XY coordinates (Xm, Ym) of the target position Pm are maintained at the XY coordinates (Xa, Ya) of the installation target position Pa, while the Z coordinate ( Zm) is updated by increasing ΔZ. For example, in the example of FIG. 5A, the position coordinates of the target position Pm before the update are Pa (Xa, Ya, Za). Therefore, the position coordinates of the target position Pm after the update are (Xa, Ya as shown in FIG. 5B). , Za + ΔZ). Note that ΔZ is a predetermined fixed value.

一方、上述とは逆に、Ｓ４３のステップにおいて、距離ＰｓＰｋの方が距離ＰｓＰａよりも大きい場合には（ＰｓＰｋ＞ＰｓＰａ）、着目位置ＰｍのＺ座標を下方へ変更すれば、計測位置Ｐｋが据え付け目標位置Ｐａに近づくと判定する。よって、Ｓ４７の第２更新ステップへ移行して、着目位置ＰｍのＸＹ座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に維持したまま、着目位置ＰｍのＺ座標（Ｚｍ）をΔＺだけ減らして更新する。例えば、図７Ａの例のように実床面２Ｒが設計床面２Ｖよりもへこんでいる場合にはＰｓＰｋ＞ＰｓＰａとなるので、同図７Ａのように更新前の着目位置Ｐｍの位置座標がＰａ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）だとすると、更新後の着目位置Ｐｍの位置座標は、図７Ｂのように（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ−ΔＺ）になる。 On the other hand, contrary to the above, when the distance PsPk is larger than the distance PsPa in step S43 (PsPk> PsPa), the measurement position Pk is set by changing the Z coordinate of the target position Pm downward. It is determined that the target position Pa is approaching. Therefore, the process proceeds to the second update step of S47, and the Z coordinate (Zm) of the target position Pm is maintained while the XY coordinates (Xm, Ym) of the target position Pm are maintained at the XY coordinates (Xa, Ya) of the installation target position Pa. ) Is updated by reducing ΔZ. For example, when the actual floor surface 2R is dented from the design floor surface 2V as in the example of FIG. 7A, PsPk> PsPa, so that the position coordinates of the target position Pm before the update are Pa as in FIG. 7A. Assuming (Xa, Ya, Za), the updated position coordinates of the target position Pm are (Xa, Ya, Za−ΔZ) as shown in FIG. 7B.

そうしたら、トータルステーション１０は、前述のＳ２５の計測位置座標算出ステップに戻り、この更新された着目位置Ｐｍの位置座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚｍ）に基づいて再度計測用光を投光して更新後の計測位置Ｐｋの位置座標（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）を算出し、以上をもって、計測位置Ｐｋの移動が達成される（図５Ｂ、図６Ｂ）。 Then, the total station 10 returns to the measurement position coordinate calculation step of S25 described above, and after projecting and updating the measurement light again based on the updated position coordinates (Xa, Ya, Zm) of the target position Pm. The position coordinates (Xk, Yk, Zk) of the measurement position Pk are calculated, and the movement of the measurement position Pk is achieved as described above (FIGS. 5B and 6B).

以降、前述と同様に、一致判定ステップＳ３０へ移行する。そして、この一致判定ステップＳ３０の条件が満たされるまで、上述のＳ４０、Ｓ４３、Ｓ４５（又はＳ４７）のサブルーチン、及びＳ２５の計測位置座標算出ステップを順次繰り返す。そして、条件を満たした場合には、Ｓ５０の据え付け対象位置指示ステップへ移行して、図８に示すように、最終的に求まった計測位置Ｐｋ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚｃ）を据え付け対象位置Ｐｃとして、同位置Ｐｃに向けて指示光を投光し、これにより、実床面２Ｒ上の据え付け対象位置Ｐｃには指示光のスポットが形成されて指し示され、これにて墨出し処理は終了する。ちなみに、Ｓ２５の計測位置座標算出ステップは、請求項の「計測動作」に相当する。 Thereafter, the process proceeds to the coincidence determination step S30 as described above. Then, the above-described subroutine of S40, S43, S45 (or S47) and the measurement position coordinate calculation step of S25 are sequentially repeated until the condition of the coincidence determination step S30 is satisfied. If the condition is satisfied, the process proceeds to the installation target position instruction step in S50, and the finally obtained measurement position Pk (Xa, Ya, Zc) is set as the installation target position Pc as shown in FIG. The indicator light is projected toward the same position Pc, whereby a spot of the indicator light is formed and pointed to the installation target position Pc on the actual floor surface 2R, and the inking process is completed. . Incidentally, the measurement position coordinate calculation step of S25 corresponds to a “measurement operation” in the claims.

ところで、上述の「据え付け対象位置指示ステップＳ５０においては、上述の据え付け対象位置Ｐｃの指示以外に、更に、図８の高さ方向（上下方向、鉛直方向）に関する実床面２Ｒの施工誤差（請求項の「寸法誤差」に相当）を計算して、その計算結果をトータルステーション１０や携帯端末５０のモニター等に表示しても良い。この施工誤差の計算は、最終的に求まった実床面２Ｒ上の据え付け対象位置ＰｃのＺ座標（Ｚｃ）から、据え付け目標位置ＰａのＺ座標（Ｚａ）を減算してなされる。 By the way, in the above-mentioned “installation target position instruction step S50, in addition to the instruction of the installation target position Pc, the construction error of the actual floor 2R in the height direction (vertical direction, vertical direction) in FIG. (Corresponding to “dimensional error” in the section) and the calculation result may be displayed on the monitor of the total station 10 or the portable terminal 50. This construction error is calculated by subtracting the Z coordinate (Za) of the installation target position Pa from the Z coordinate (Zc) of the installation target position Pc on the actual floor surface 2R finally obtained.

また、施工状況によっては、図９のように、トータルステーション１０と、実床面２Ｒ上の据え付け対象位置Ｐｃとの間に障害物８０が位置し、当該障害物８０が計測用光を遮ってしまって、正常に墨出し処理を行えない場合もあり得るが、その場合には、その旨の警報をトータルステーション１０が出すようにしても良い。 Depending on the construction situation, as shown in FIG. 9, an obstacle 80 is located between the total station 10 and the installation target position Pc on the actual floor 2R, and the obstacle 80 blocks the measurement light. In some cases, the summing process cannot be performed normally. In this case, the total station 10 may issue a warning to that effect.

詳説すると、このような障害物８０がある場合には、上述の一致判定ステップＳ３０の条件、つまり「計測位置ＰｋのＸＹ座標（Ｘｋ，Ｙｋ）が、据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に一致する」という条件を絶対に満たさなくなる。よって、トータルステーション１０の墨出し処理の開始から所定時間経過しても、墨出し処理を完了しないような場合には、上述の警報を出すようにしても良いし、あるいは、前述の各ステップＳ３０〜Ｓ４７の実行の度にカウント値を一つずつ増やすカウンター機能を、トータルステーション１０に設けておき、カウント値が所定の閾値を超えたら、警報を出すようにしても良い。ちなみに、この警報を聞いた現場作業者は、トータルステーション１０の設置位置Ｐｓを別の位置に変更して障害物８０の影響を無くした後に、上述の墨出し作業を再度行うことになる。 More specifically, when there is such an obstacle 80, the condition of the coincidence determination step S30, that is, “XY coordinates (Xk, Yk) of the measurement position Pk are XY coordinates (Xa, Ya of the installation target position Pa”). ) "Is never met. Therefore, if the inking process is not completed even after a lapse of a predetermined time from the start of the inking process of the total station 10, the above-described alarm may be issued or each of the above-described steps S30 to S30. A counter function that increments the count value by one each time S47 is executed may be provided in the total station 10, and an alarm may be issued when the count value exceeds a predetermined threshold value. Incidentally, the site worker who has heard this warning changes the installation position Ps of the total station 10 to another position and eliminates the influence of the obstacle 80, and then performs the above-described inking operation again.

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更や改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれるのはいうまでもない。例えば、以下に示すような変形が可能である。 === Other Embodiments ===
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, said embodiment is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention. Further, the present invention can be changed or improved without departing from the gist thereof, and needless to say, the present invention includes equivalents thereof. For example, the following modifications are possible.

上述の実施形態では、トータルステーション１０の主用途が墨出しであったが、何等これに限るものではなく、場合によっては、その主用途を、図８の実床面２Ｒの高さの施工誤差の取得としても良い。その場合には、最後のＳ５０のステップでは、当該施工誤差をモニター等に表示すべく、施工誤差を計算する。この計算は、実床面２Ｒ上の据え付け対象位置ＰｃのＺ座標（Ｚｃ）と、据え付け目標位置ＰａのＺ座標（Ｚａ）との差（＝Ｚｃ−Ｚａ）を求めることでなされる。但し、この場合には、上述の墨出し用途で必須であった指示光の投光については行わなくても良く、つまり据え付け対象位置Ｐｃの墨出しは行わなくても良い。 In the above-described embodiment, the main use of the total station 10 is inking. However, the present invention is not limited to this, and depending on the case, the main use may be a construction error of the height of the actual floor 2R in FIG. It is good as acquisition. In that case, in the last step of S50, the construction error is calculated in order to display the construction error on a monitor or the like. This calculation is performed by obtaining a difference (= Zc−Za) between the Z coordinate (Zc) of the installation target position Pc on the actual floor surface 2R and the Z coordinate (Za) of the installation target position Pa. However, in this case, it is not necessary to perform the projection of the instruction light, which is essential in the above-described inking application, that is, the inking of the installation target position Pc may not be performed.

上述の実施形態では、実床面２Ｒに墨出しを行う場合を例示したが、何等これに限るものではない。例えば、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、構造体の３Ｄモデルの鉛直な設計壁面４Ｖに基づき施工現場に形成された実際の壁面４Ｒ（以下、実壁面４Ｒと言う）に対して墨出しを行っても良い。そして、その場合には、上述の実施形態の説明において、「床面」を「壁面」に置き換え、ＸＹ座標となっていた平面位置座標を、設計壁面４Ｖを規定するＹＺ座標に置き換え、更に、Ｚ座標となっていた法線位置座標を、設計壁面４Ｖの法線方向となるＸ座標に置き換えて考えれば良い。 In the above-described embodiment, the case where inking is performed on the actual floor surface 2R is exemplified, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 10A and FIG. 10B, marking is performed on an actual wall surface 4R (hereinafter referred to as an actual wall surface 4R) formed on the construction site based on the vertical design wall surface 4V of the 3D model of the structure. You can go. In that case, in the description of the above-described embodiment, “floor surface” is replaced with “wall surface”, the plane position coordinates that have become the XY coordinates are replaced with YZ coordinates that define the design wall surface 4V, What is necessary is just to consider replacing the normal position coordinate that has been the Z coordinate with the X coordinate that is the normal direction of the design wall surface 4V.

すなわち、その場合の墨出し方法について簡単に説明すると、先ず、図１０Ａに示すように、着目位置Ｐｍの平面位置座標たるＹＺ座標（Ｙｍ，Ｚｍ）を、据え付け目標位置Ｐａの平面位置座標たるＹＺ座標（Ｙａ，Ｚａ）に維持しつつ、当該着目位置Ｐｍの法線位置座標たるＸ座標（Ｘｍ）をΔＸずつ変更しながら計測用光を投光することによって、計測位置ＰｋのＹＺ座標（Ｙｋ，Ｚｋ）が据え付け目標位置ＰａのＹＺ座標（Ｙａ，Ｚａ）に一致するような計測位置Ｐｋの位置座標（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）、つまり（Ｘｋ，Ｙａ，Ｚａ）を求める。そして、トータルステーション１０は、図１０Ｂに示すように、この計測位置Ｐｋの位置座標（Ｘｋ，Ｙａ，Ｚａ）に向けて指示光を投光し、これにより、実壁面４Ｒ上における据え付け対象位置Ｐｃが、指示光のスポットで指し示されることになる。 That is, the ink marking method in that case will be briefly described. First, as shown in FIG. 10A, the YZ coordinates (Ym, Zm) as the plane position coordinates of the target position Pm are set as the YZ coordinates as the plane position coordinates of the installation target position Pa. By projecting measurement light while changing the X coordinate (Xm), which is the normal position coordinate of the target position Pm, by ΔX while maintaining the coordinates (Ya, Za), the YZ coordinates (Yk of the measurement position Pk) , Zk) obtains the position coordinates (Xk, Yk, Zk) of the measurement position Pk, that is, (Xk, Ya, Za) such that the YZ coordinates (Ya, Za) of the installation target position Pa match. Then, as shown in FIG. 10B, the total station 10 projects the instruction light toward the position coordinates (Xk, Ya, Za) of the measurement position Pk, so that the installation target position Pc on the actual wall surface 4R is , It will be pointed by the spot of the indicator light.

上述の実施形態では、位置座標が既知の二つの基準位置をトータルステーション１０で予め計測し、これら基準位置との相対位置関係に基づいて周囲の任意位置の三次元座標を計測可能としていたが、何等これに限るものではない。例えば、トータルステーション１０がＧＰＳ機能を有し、このＧＰＳ機能に基づいて自身１０の位置座標を取得し、この自身１０の位置座標と、計測用光により計測される計測位置Ｐｋまでの距離と、計測用光の投光方向の水平角度や鉛直角度とに基づいて、計測位置Ｐｋの三次元座標を算出しても良い。 In the above-described embodiment, two reference positions whose position coordinates are known are measured in advance by the total station 10, and the three-dimensional coordinates of the surrounding arbitrary positions can be measured based on the relative positional relationship with these reference positions. This is not a limitation. For example, the total station 10 has a GPS function, acquires the position coordinates of itself 10 based on the GPS function, and measures the position coordinates of itself 10 and the distance to the measurement position Pk measured by the measurement light, The three-dimensional coordinates of the measurement position Pk may be calculated based on the horizontal angle or the vertical angle in the light projecting direction.

上述の実施形態では、携帯端末５０に格納された３Ｄモデル上で据え付け目標位置Ｐａを指定することにより、トータルステーション１０に据え付け目標位置Ｐａを入力していたが、据え付け目標位置Ｐａの入力は、何等これに限るものではない。例えば、トータルステーション１０が一体に備える適宜な入力画面から、据え付け目標位置Ｐａの三次元座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）を直接入力しても良いし、それ以外の方法で入力しても良い。 In the above-described embodiment, the installation target position Pa is input to the total station 10 by designating the installation target position Pa on the 3D model stored in the mobile terminal 50. What is the input of the installation target position Pa? This is not a limitation. For example, the three-dimensional coordinates (Xa, Ya, Za) of the installation target position Pa may be directly input from an appropriate input screen provided integrally with the total station 10, or may be input by other methods.

２Ｒ実床面（実際の面）、２Ｒｐ平坦面部分、２Ｖ設計床面（設計面）、
４Ｒ実壁面（実際の面）、４Ｖ設計壁面（設計面）、
１０トータルステーション（測量計）、
５０携帯端末、８０障害物、
Ｐａ据え付け目標位置（目標位置）、
Ｐｃ据え付け対象位置（目標位置と平面位置に関して対応する位置）、
Ｐｋ計測位置、Ｐｍ着目位置、Ｐｓ設置位置、 2R actual floor surface (actual surface), 2Rp flat surface portion, 2V design floor surface (design surface),
4R actual wall (actual surface), 4V design wall (design surface),
10 Total station (surveying meter),
50 mobile devices, 80 obstacles,
Pa Installation target position (target position),
Pc Installation target position (corresponding position with respect to target position and plane position),
Pk measurement position, Pm focus position, Ps installation position,

Claims

By using a surveying instrument that can measure 3D position coordinates,
A surveying method for obtaining a position corresponding to a target position and a plane position included in a design surface defined by design data on an actual surface formed based on the design data,
The surveying instrument projects measurement light toward the position of interest, and receives reflected light from the position where the measurement light strikes on the actual surface, so that the position is the measurement position. In addition to outputting coordinates, the output position coordinates of the measurement position are expressed by plane position coordinates that define a plane position in the design surface and normal position coordinates that define a position in the normal direction of the design surface. Has the function to show,
The surveying instrument projects the measurement light by projecting the measurement light while changing the normal position coordinates of the target position while maintaining the plane position coordinates of the target position at the plane position coordinates of the target position. The measurement position is obtained such that the plane position coordinates of the measurement position coincide with the plane position coordinates of the target position, and the plane position coordinates of the measurement position coincide with the plane position coordinates of the target position until a predetermined time elapses. When the measurement position is obtained, the plane position coordinates and the normal position coordinates of the obtained measurement position are acquired as the corresponding positions ,
If the plane position coordinate of the measurement position does not match the plane position coordinate of the target position even after the predetermined time has elapsed, the measurement light is transmitted between the surveying instrument and the corresponding position. A surveying method characterized by determining that there is an obstacle to block .

The surveying method according to claim 1,
Based on the acquired plane position coordinates and normal position coordinates of the corresponding position, the surveying instrument projects visible light as instruction light toward the actual surface. .

A surveying method according to claim 1 and 2,
A dimensional error in a normal direction between the design surface and the actual surface is obtained based on the acquired normal position coordinates of the corresponding position and the normal position coordinates of the target position. Surveying method.

A surveying method according to any one of claims 1 to 3,
The survey method according to claim 1, wherein the normal position coordinate of the target position is changed with the target position as a starting point.

A surveying method according to any one of claims 1 to 4 ,
In obtaining the corresponding position, the planar position coordinates and the normal position coordinates of the measurement position are measured until the planar position coordinates of the measurement position coincide with the planar position coordinates of the target position, and the focus Repeat the operation to change the normal position coordinates of the position,
In the changing operation, the distance between the measurement position measured immediately before and the surveying instrument is calculated, and the normal position coordinate of the position of interest is changed based on the calculated distance. Surveying method characterized by

A surveying method according to any one of claims 1 to 5 ,
The surveying method, wherein the measurement light is visible light.