JP6693616B1 - 測量システム及び測量方法 - Google Patents

Abstract

【課題】測量の時間や手間を軽減し、精度高く視準する測量システム及び測量方法を提供する。【解決手段】測量機用撮影制御部２０３は、建築物の測量対象に設置された二次元マークを含む撮影画像を撮影する。測量機用認識制御部２０４は、二次元マーク画像と、データベースの二次元マークの識別パターンとを照合し、特定の識別パターンを認識する。測量機用情報表示制御部２０５は、特定の識別パターンに関連付けられた、測量情報を撮影画像に表示させる。算出制御部２０６は、撮影画像内の二次元マーク画像のマーク中心位置と、望遠鏡の十字線の中心位置との差分を算出する。調整制御部２０７は望遠鏡の向きを調整し、十字線の中心位置をマーク中心位置に合わせる。測距制御部２０８は、測量機を用いて、十字線の中心位置がマーク中心位置に合った状態で、マーク中心位置を測定値として測距する。情報記憶制御部２０９は、測定値をデータベースに記憶させる。【選択図】図２

Description

本発明は、測量システム及び測量方法に関する。

従来より、特徴的なマーク（標識）を用いた測量関連技術が存在する。例えば、特開平５−１４９７４８号公報（特許文献１）では、同一平面上に設けた４個のマークと、これとは別の平面上に設けた１個のマークとによって構成され、マークに同一平面上の他のマークと識別するための特徴量を持たせ、これとは別の平面上に設けたマークには、他のマークと識別するための特徴量を持たせる相対位置姿勢計測用ターゲットマークが開示されている。これにより、特徴量を持たせたマークを計測することによって、各マークを簡単に同定することが出来るとしている。

又、特開２０１６−１３８８０２号公報（特許文献２）では、プリズムと、プリズムに測距光を出射しプリズムからの反射測距光に基づき測距を行うトータルステーションとを備える測量システムが開示されている。このプリズムに、固有の識別情報が備えられ、トータルステーションが、設定識別情報を設定出来ると共に、プリズムの固有の識別情報を取込んで、その固有の識別情報と設定識別情報とを照合するように設定されている。これにより、トータルステーションにおいて、設定識別情報として、希望反射ターゲットに備えられた固有の識別情報を設定出来る一方で、反射ターゲットの固有の識別情報を取込んで、固有の識別情報と設定識別情報とを照合手段で照合することができ、照合する反射ターゲットが希望反射ターゲットであるか否かを判別することが出来るとしている。そのため、希望反射ターゲットを簡単且つ的確に特定することが出来るとしている。

又、特開２０１７−１５１０１３号公報（特許文献３）では、画像取得部と、画像解析処理部と、作業支援部とを備える測量支援装置が開示されている。画像取得部は、測量機の視準点を含むように撮影された撮影画像を取得する。画像解析処理部は、撮影画像を画像処理することによって、指定マークに関連付けられた指定点と視準点との位置ずれを算出する。作業支援部は、算出された位置ずれに基づいて測量機を使用して行われる作業の支援を行う。これにより、測量機によって撮影された撮影画像から、測量機の視準点と指定マークの指定点との位置ずれを算出することが出来るとしている。ここで、指定点とは、指定マークから位置が特定出来る点であればよく、例えば、指定マークの中心点や重心点、指定マークを構成する線の交点や頂点などである。そのため、この位置ずれを用いることで、測量機を使用した作業を効率的に行うことが出来るとしている。

又、特開２０１９−１１３４９１号公報（特許文献４）には、螺旋状の模様表示を表面に備えたターゲット装置が開示されている。このターゲット装置は、特定の方向から計測した際における螺旋状の模様表示の特定の部分の螺旋状の模様表示の螺旋軸上における位置に基づき、当該ターゲット装置の螺旋軸回りにおける回転位置の検出が行われる。これにより、レーザー光を用いて測量対象物の姿勢を計測出来る技術を得ることが出来るとしている。

特開平５−１４９７４８号公報 特開２０１６−１３８８０２号公報 特開２０１７−１５１０１３号公報 特開２０１９−１１３４９１号公報

通常の測量では、測量者が、建物や柱等の建築物の測量対象に測量専用のターゲットシート（反射シート）を設置して、ターゲットシートに対して真正面に向き合う位置（正対の位置）に測量機を設置し、測量機の望遠鏡でターゲットシートを視準し、測量機で測距することで、ターゲットシートの座標を測定している。

測量機は、測距の際に、望遠鏡の視準方向にレーザーを照射し、ターゲットシートから反射されたレーザーの反射光の強度を検出する。ここで、レーザーの光は、測量機からターゲットシートで反射し、その反射光が、ターゲットシートから測量機に戻ってくる。測量機で検出される反射光は、測量機からターゲットシートまでの距離を往復するため、往復距離の分だけ、遅れが生じ、この遅れが位相差となる。測量機は、位相差に基づいて、ターゲットシートまでの距離を算出し、ターゲットシートの座標を測定する。

ここで、ターゲットシートの座標の測定は、反射光が一定の強度で返ってくることが必要であるため、ターゲットシートに対するレーザーの入射角が、例えば、測量機がターゲットシートに正対した位置から左右に約４５度までの範囲であれば、測量機は、ターゲットシートの座標を測定することが可能であるが、入射角が大きくなる程、反射光の強度が弱まる。又、環境の明暗によって、測量機が検出する反射光の強度が変動する。これらの理由から、測量機は、ターゲットシートに正対する位置に存在している方が好ましい。そのため、測量者は、ターゲットシートに正対する位置に測量機を設置しており、測量機の設置に時間と手間が掛かるという課題がある。又、測量者が、測量機の望遠鏡を見て、手動でターゲットシートに視準する場合、測量者の技量により、ターゲットシートに対する視準精度が左右され、視準に対する人的誤差が生じ易いという課題がある。

現在、測量機には、自動視準の機能が搭載されており、測量者が、望遠鏡をターゲットシートに向けた状態で測量機に自動視準の命令を指示すると、測量機は、望遠鏡の視準方向にレーザーを照射し、そのレーザーの反射光の強度を検出し、反射光の光量分布に基づいてターゲットシートの中心位置を決定する。ターゲットシートが、測距用のプリズムであっても同様である。そのため、自動視準の場合、測量機が特定の光反射物からの反射光のみを検出する方が好ましい。一方、自動視準の場合、測量機がターゲットシートに正対した位置から左右に１５度までの範囲でなければ、ターゲットシートからの反射光の強度を適切に検出することが出来ず、特定のターゲットシートを視準することが出来ないという課題がある。又、建築物にターゲットシート以外の光反射物がある場合や二つ以上のターゲットシートが近接する場合、測量者が自動視準の機能を利用すると、複数の光反射物からの反射光が原因となって、測量機が、特定のターゲットシートからの反射光の強度を適切に検出することが出来ず、視準精度が低下するという課題がある。

又、建築物に二つ以上のターゲットシートが近接する場合、測量者が望遠鏡でターゲットシートを視準すると、どのターゲットシートを視準したか混同するおそれがあり、測定したターゲットシートの測定値を異なるターゲットシートに誤って関連付ける可能性があるという課題がある。

特許文献１に記載の技術では、マークの同定を可能とするものの、マークそのものに情報を付加することは出来ないという課題がある。

特許文献２に記載の技術では、ターゲットシートに対応するプリズムとは別に設定識別情報を設ける必要があり、設定識別情報そのものに情報を付加することは出来ないという課題がある。又、ターゲットシートを使用するため、上述と同様に、ターゲットシートに対する視準精度の低下の課題がある。

特許文献３に記載の技術では、指定マークがターゲットに設けられているため、測量者が、測定値の精度を上げるために、ターゲットに正対する位置に測量機を設置する必要があるという課題がある。又、上述と同様に、ターゲットシートに対する視準精度の低下の課題がある。

特許文献４に記載の技術では、ターゲットとは別に螺旋状の模様表示を設ける必要があり、模様表示そのものに情報を付加することが出来ないという課題がある。又、上述と同様に、ターゲットシートに対する視準精度の低下の課題がある。

そこで、本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、測量の時間や手間を軽減するとともに、精度高く視準し、測定値の関連付けを正確に行うことが可能な測量システム及び測量方法を提供することを目的とする。

本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、本発明に係る新規な測量システム及び測量方法を完成させた。即ち、本発明に係る測量システムは、撮影制御部と、認識制御部と、情報表示制御部と、算出制御部と、調整制御部と、測距制御部と、情報記憶制御部と、を備える。撮影制御部は、測量機の望遠鏡を用いて、建築物の測量対象に予め設置された二次元マークを含む撮影画像を撮影する。認識制御部は、前記撮影画像のうち、二次元マークに対応する二次元マーク画像の撮影パターンと、データベースの二次元マークの識別パターンとを照合することで、当該撮影パターンに対応する特定の識別パターンを認識する。情報表示制御部は、前記特定の識別パターンに関連付けられた、前記測量対象の設定値を含む測量情報を前記撮影画像に表示させる。算出制御部は、前記撮影画像内の二次元マーク画像のマーク中心位置と、前記望遠鏡の十字線の中心位置との差分を算出する。調整制御部は、前記差分に基づいて、前記十字線の中心位置を前記マーク中心位置に合わせるように、前記望遠鏡の向きを調整する。測距制御部は、前記測量機を用いて、前記十字線の中心位置が前記マーク中心位置に合った状態で、当該マーク中心位置を測定値として測距する。情報記憶制御部は、前記測定値を、前記測量情報の設定値とともに前記特定の識別パターンの二次元マークに関連付けて、前記データベースに記憶させる。

本発明に係る測量方法は、撮影制御ステップと、認識制御ステップと、情報表示制御ステップと、算出制御ステップと、調整制御ステップと、測距制御ステップと、情報記憶制御ステップと、を備える。測量方法の各ステップは、測量システムの各部に対応する。

本発明によれば、測量の時間や手間を軽減するとともに、精度高く視準し、測定値の関連付けを正確に行うことが可能となる。

本発明の実施形態に係る自動測量システムの概略図である。 本発明の実施形態に係る自動測量システムの機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る器械点測定の実行手順を示すためのフローチャートである。 二次元マークの生成とマーク情報テーブルの一例を示す図（図４Ａ）と、二次元マークの設置の一例を示す図（図４Ｂ）と、である。 測量現場において測量機の機械点の測定と二次元マークを含む撮影画像の撮影の一例を示す図（図５Ａ）と、二次元マークに対して測量機が正対に位置する場合の撮影画像と二次元マークに対して測量機が斜めに位置する場合の撮影画像との一例を示す図（図５Ｂ）と、である。 二次元マークに対して測量機が急傾斜に位置する場合の撮影画像と、撮影パターンと識別パターンとの比較と、エラー表示の一例を示す図（図６Ａ）と、撮影画像内の測量情報の表示と、マーク中心位置と十字線の中心位置との差分の算出の一例を示す図（図６Ｂ）と、である。 撮影画像内の矢印マークやメッセージの誘導表示と、十字線の中心位置がマーク中心位置に合った場合のメッセージの表示との一例を示す図（図７Ａ）と、管理値の範囲内の測定値と精度の表示と測定値が反映されたマーク情報テーブルとの一例を示す図（図７Ｂ）と、である。 管理値の範囲外の測定値と精度とメッセージの表示と測定値が反映されたマーク情報テーブルとの一例を示す図（図８Ａ）と、一つの撮影画像に複数の二次元マークが写っている場合と一つの撮影画像に複数のターゲットシートが写っている場合の一例を示す図（図８Ｂ）と、である。 測量現場において二次元マークを含む撮影画像の撮影の一例を示す図（図９Ａ）と、管理値の範囲内の測定値と精度の表示と管理値の範囲外の測定値と精度の表示との一例を示す図（図９Ｂ）と、である。 一つの撮影画像に複数の二次元マークが写し出された場合の測量情報の表示の一例を示す図である。 ６×６のパターンにおける角度と撮影パターンと検出率と認識率との一例を示す図（図１１Ａ）と、７×７のパターンにおける角度と撮影パターンと検出率と認識率との一例を示す図（図１１Ｂ）と、である。 二次元マークを用いた実験現場の概要を示す斜視図と平面図（図１２Ａ）と、設置位置「１」から設置位置「３」までの撮影画像の一例を示す図（図１２Ｂ）と、である。 設置位置「４」から設置位置「６」までの撮影画像の一例を示す図（図１３Ａ）と、実施例（二次元マーク）と比較例（ターゲットシート）における設置位置とサイズと測定結果の評価の一例を示す図（図１３Ｂ）と、である。 複数の二次元マークを含む用紙と二次元マークを用いた実験現場の概要を示す斜視図（図１４Ａ）と、実験現場の状況を示す写真（図１４Ｂ）と、である。 一つの撮影画像に写された各二次元マーク画像の認識の一例を示す図である。 複数のターゲットシートを含む用紙を示す斜視図（図１６Ａ）と、複数のターゲットシートを含む用紙に対する自動視準の結果を示す写真（図１６Ｂ）と、である。 複数のターゲットシートを含む用紙に対する自動視準の他の結果を示す写真（図１７Ａ）と、複数のターゲットシートを含む用紙に対する自動視準の他の結果を示す写真（図１７Ｂ）と、である。 二次元マークが正方形である場合の一例を示す図（図１８Ａ）と、二次元マークが円形である場合の一例を示す図（図１８Ｂ）と、である。

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

本発明の実施形態に係る測量システム１（測量装置とも称する）は、基本的に、測量機１０と、測量機用端末装置１１と、サーバ１２と、ネットワーク１３と、を備える。測量機１０と、測量機用端末装置１１とは、例えば、測量者に搬送され、測量現場に持ち込まれる。測量現場には、建築物１４（例えば、柱）の測量対象１４ａ（例えば、柱頭）に二次元マーク１５が設置される。

又、測量システム１は、更に、事務所用端末装置１６と、管理者用端末装置１７とを備えても良い。事務所用端末装置１６は、事務所、工場等の拠点に設けられる。管理者用端末装置１７は、例えば、管理者に携帯され、測量現場に持ち込まれる。

測量機１０は、一般に建設現場や土木現場で使用され、自動視準と自動追尾とを可能とする。測量機用端末装置１１は、一般に使用されるコンピュータであり、例えば、小型コンピュータを含み、測量機１０に外付けで接続されたり、測量機１０に組み込まれて内蔵されたりする。測量機用端末装置１１は、測量者からの指示に基づいて測量機１０の動作を制御する。又、測量機用端末装置１１は、ネットワーク１３を介して、サーバ１２からの情報を取得したり、測量機１０からの測量結果をサーバ１２に送信したりする。

測量機１０は、本体部１００と、（視準）望遠鏡１０１とを備えている。本体部１００は、水平方向に回転可能に構成される。望遠鏡１０１は、本体部１００に対して鉛直方向に回転可能に設けられる。そのため、望遠鏡１０１は、測量機１０に対して水平方向及び鉛直方向に回転可能である。

望遠鏡１０１は、デジタルカメラの機能を有し、望遠鏡の観測方向（光軸の方向）にある対象物の画像を撮影することが出来る。デジタルカメラは、望遠鏡１０１のレンズの光軸に平行に設置された受光素子（例えば、ＣＣＤイメージ素子、ＣＭＯＳイメージ素子）を備え、受光素子の撮影画像の中心は、望遠鏡の光軸と一致するため、デジタルカメラで撮影した撮影画像の十字線の中心位置は、望遠鏡が視準して測距した対象物の表面の測定位置と一致する。

二次元マーク１５は、一意に識別可能な識別パターンを有している。識別パターンの構成に特に限定は無いが、例えば、二次元マーク１５が正方形である場合、識別パターンは、縦の長さを所定の数に均等に分割し、横の長さを所定の数に分割することで複数の升目を形成し、当該複数の升目を白又は黒で着色することで得られたパターンであり、一意に識別可能に構成している。尚、二次元マーク１５の形態に特に限定は無く、例えば、印刷物、シール、ラベル等であっても良いし、建築物１４の測量対象１４ａに直接印刷されたり３Ｄ印刷されたりしても構わない。又、二次元マーク１５の形状に特に限定は無く、例えば、正方形、長方形、円形、楕円形等を挙げることが出来る。

測量機１０の望遠鏡１０１の視準が二次元マーク１５の中心位置に合わされ、測定命令が測量機１０に入力されると、測量機１０は、望遠鏡１０１から二次元マーク１５の中心位置に対して走査光を照射し、その走査光が二次元マーク１５のマーク中心位置から反射され、再び望遠鏡１０１に入射される。入射された反射光は、測量機１０の受光素子により受光信号に変換される。測量機１０は、望遠鏡１０１の水平角度及び鉛直角度を角度検出器で検出する。そして、測量機１０の光波距離計は、受光信号を用いて、測量機１０から二次元マーク１５のマーク中心位置までの斜距離を計測する。光波距離計は、反射プリズム及びターゲットシートを用いる所定のモードと、ターゲットシート及びプリズムを用いないノンプリズムモードとを有するが、本発明では、ノンプリズムモードを基本とする。測量機１０の本体部１００（計側部）は、検出した望遠鏡１０１の水平角度及び鉛直角度と、計測した斜距離とに基づいて、二次元マーク１５のマーク中心位置の座標（３次元座標値）を測定値として計測する。この二次元マーク１５のマーク中心位置の座標は、例えば、測量機１０の機械点の座標を基準として算出される。

サーバ１２は、一般に使用されるコンピュータであり、測量機用端末装置１１からの情報を記憶媒体に蓄積したり、記憶媒体から情報を出力したりする。又、サーバ１２は、ネットワーク１３を介して、事務所用端末装置１６と、管理者用端末装置１７とに通信可能に接続され、事務所用端末装置１６と、管理者用端末装置１７とに対して情報の取得や出力を行う。

ネットワーク１３は、測量機用端末装置１１と、サーバ１２と、事務所用端末装置１６と、管理者用端末装置１７とのそれぞれに通信可能に接続される。ネットワーク１３は、Ｗｉｆｉ（登録商標）アクセスポイントを介したＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の他、無線基地局を介したＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、第３世代（３Ｇ）の通信方式、ＬＴＥなどの第４世代（４Ｇ）の通信方式、第５世代（５Ｇ）以降の通信方式、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、特定小電力無線方式等の無線通信ネットワークを含む。

事務所用端末装置１６と、管理者用端末装置１７とは、一般に使用されるコンピュータであり、例えば、ディスクトップ型端末装置、タッチパネル付きの携帯端末装置、タブレット型端末装置、ウェアラブル型端末装置を含む。事務所用端末装置１６は、事務所や工場等の第三者が操作し、ネットワーク１３を介してサーバ１２にアクセスし、サーバ１２のデータを読み取り、事務所用端末装置１６で表示する。管理者用端末装置１７も同様である。

尚、測量機用端末装置１１と、サーバ１２と、事務所用端末装置１６と、管理者用端末装置１７とは、指示を入力するための入力部と、情報を蓄積するための記憶部と、情報を表示するための表示部と、を備えている。測量機１０と、測量機用端末装置１１と、サーバ１２と、事務所用端末装置１６と、管理者用端末装置１７とは、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を内蔵しており、ＣＰＵは、例えば、ＲＡＭを作業領域として利用し、ＲＯＭ等に記憶されているプログラムを実行する。後述する各部についても、ＣＰＵがプログラムを実行することで各部の機能を実現する。

次に、図２−図１０を参照しながら、本発明の実施形態に係る構成及び実行手順について説明する。先ず、測量者、管理者等の使用者は、事務所、工場等の拠点の事務所用端末装置１６を用いて、測量用の二次元マーク１５の生成の命令を指示すると、事務所用端末装置１６の生成制御部２０１は、二次元マーク１５を生成させる（図３：Ｓ１０１）。

生成制御部２０１の生成方法に特に限定は無い。例えば、図４Ａに示すように、生成制御部２０１は、使用者の指示に基づいて、二次元マーク１５用の辞書を用いて、特定の識別パターンＰを有する二次元マーク１５を生成させる。二次元マーク１５は、例えば、正方形で構成される。又、二次元マーク１５の識別パターンＰは、例えば、縦の長さを６個に均等に分割し、横の長さを６個に分割することで複数の升目を形成し、当該複数の升目を白又は黒で着色することで得られたパターンであり、一意に識別可能に構成している。

さて、二次元マーク１５の生成が完了し、使用者は、所定の測量情報｛例えば、設定値（ｘ０、ｙ０、ｚ０）｝を入力すると、事務所用端末装置１６の関連制御部２０２は、生成された二次元マーク１５に当該測量情報を関連付けて記憶させる（図３：Ｓ１０２）。

ここで、測量情報とは、二次元マーク１５を用いて測量する場合に必要な情報を意味し、少なくとも測量結果に関係する設定値を含む。例えば、二次元マーク１５が柱１４の柱頭１４ａに設置される場合は、測量情報は、設定値の他に、現場名、通り名、節、管理値等の柱に関係する情報を挙げることが出来る。又、測量情報は、柱１４の製造に関する情報（製造者、製造年月日等）を含んでも良い。建築物１４や測量対象１４ａの種類が異なれば、測量情報は適宜設計される。

関連制御部２０２の関連付け方法に特に限定は無い。例えば、図４Ａに示すように、関連制御部２０２は、ネットワーク１３を介して、サーバ１２にアクセスし、サーバ１２のマーク情報テーブル４００を参照する。マーク情報テーブル４００には、二次元マーク項目４０１と、測量情報項目４０２とが関連付けてデータベースとして記憶されている。

そこで、関連制御部２０２は、マーク情報テーブル４００の二次元マーク項目４０１に、先ほど生成された二次元マーク１５を記憶させるとともに、マーク情報テーブル４００の測量情報項目４０２に、先ほど入力された測量情報４０３｛設定値（ｘ０、ｙ０、ｚ０）｝を記憶させる。これにより、二次元マーク１５に測量情報４０３を関連付けることが可能となる。

さて、測量情報４０３の関連付けが完了し、使用者は、二次元マーク１５を建築物１４（例えば、柱）の測量対象１４ａ（例えば、柱頭）に設置する（図３：Ｓ１０３）。

ここで、二次元マーク１５の設置方法に特に限定は無い。例えば、測量現場において、二次元マーク１５を測量現場の柱１４の柱頭１４ａに設置する場合、図４Ｂに示すように、使用者が、二次元マーク１５を測量現場に持って行き、既に存在する柱１４の柱頭１４ａに貼り付けることで、二次元マーク１５を設置することが出来る。又、例えば、柱１４の製造工場において、二次元マーク１５を柱１４の柱頭１４ａに設置する場合、二次元マーク１５を貼付するためのロボット４０４が、サーバ１２又は事務所用端末装置１６から二次元マーク１５を取得し、製造ラインで製造された柱１４の柱頭１４ａに二次元マーク１５を自動的に貼付することで、二次元マーク１５を設置することが出来る。その他に、ロボット４０４が、３Ｄプリンタで３Ｄ印刷可能な場合は、柱１４の柱頭１４ａに二次元マーク１５を自動的に３Ｄ印刷しても構わない。もちろん、柱１４の製造工場において、使用者が、柱１４の柱頭１４ａに二次元マーク１５を直接貼付しても構わない。

尚、測量対象が複数存在する場合は、Ｓ１０１に戻って、Ｓ１０１からＳ１０３までの処理を繰り返す。

さて、測量現場において、柱１４の柱頭１４ａに二次元マーク１５が設置されたり、柱１４の製造工場から測量現場に搬送された柱１４が所定の位置に設置され、柱１４の柱頭１４ａに二次元マーク１５が設置されたりすると、測量の準備が整う。

そこで、測量者は、測量機用端末装置１１を有する測量機１０を測量現場に搬送し、図５Ａに示すように、柱１４の柱頭１４ａに設置された二次元マーク１５が見える場所に測量機１０を設置する。そして、測量者は、測量機１０の機械点の測定のために測量機１０を操作すると、測量機１０は、機械点Ｍの座標（ｘｍ、ｙｍ、ｚｍ）を測定する（図３：Ｓ２０１）。

機械点Ｍの座標（ｘｍ、ｙｍ、ｚｍ）の測定方法に特に限定は無い。例えば、測量機１０の設置場所において、測量者が、２つの既知点をそれぞれ視準、測距し、測量機１０が、測量機１０を中心とする２点の既知点のそれぞれの距離と方位角とに基づいて、測量機１０の機械点Ｍの座標（ｘｍ、ｙｍ、ｚｍ）を測定する。他の公知の方法を用いても良い。測量機１０の機械点Ｍの座標（ｘｍ、ｙｍ、ｚｍ）を測定することにより、後述する二次元マーク１５のマーク中心位置の座標を測量機１０の機械点Ｍの座標（ｘｍ、ｙｍ、ｚｍ）を基準として算出することが出来る。

さて、機械点Ｍの座標（ｘｍ、ｙｍ、ｚｍ）の測定が完了すると、測量者は、測量機用端末装置１１を操作して、測量機１０の望遠鏡１０１を柱１４の柱頭１４ａの二次元マーク１５に自動又は手動で向け、撮影の命令を測量機用端末装置１１に指示する。すると、測量機用端末装置１１の測量機用撮影制御部２０３は、測量機１０の望遠鏡１０１を用いて、柱１４の柱頭１４ａの二次元マーク１５を含む撮影画像を撮影する（図３：Ｓ２０２）。

測量機用撮影制御部２０３の撮影方法に特に限定は無い。例えば、図５Ａに示すように、測量者が、望遠鏡１０１又は測量機用端末装置１１で柱１４の柱頭１４ａを見ながら、測量機用端末装置１１を操作して、二次元マーク１５を含む柱頭１４ａの近傍を視準する。すると、測量機用撮影制御部２０３は、望遠鏡１０１で見える撮影画像を撮影する。

測量者は、望遠鏡１０１で二次元マーク１５を含む柱頭１４ａの近傍を見ながら、図５Ｂに示すように、測量機用端末装置１１を操作して、撮影画像５００において、撮影画像５００の中心位置（光軸、焦点）を示す十字線の中心位置Ｃを二次元マーク１５に向けて移動させる。すると、測量機用撮影制御部２０３は、望遠鏡１０１の向きの移動に伴い、望遠鏡１０１で見える撮影画像５００を撮影する。尚、撮影画像５００の撮影の際に、撮影画像５００内に写る二次元マーク１５にピントを合わせるフォーカス処理を適宜行っても構わない。

測量機用撮影制御部２０３が撮影画像の撮影を開始すると、測量機用端末装置１１の測量機用認識制御部２０４は、撮影画像のうち、二次元マーク１５に対応する二次元マーク画像の撮影パターンと、データベース（マーク情報テーブル４００）の二次元マーク１５の識別パターンとを照合することで、撮影パターンに対応する特定の識別パターンを認識する（図３：Ｓ２０３）。

測量機用認識制御部２０４の認識方法に特に限定は無い。例えば、図５Ｂに示すように、測量機用認識制御部２０４は、撮影画像５００のうち、二次元マーク画像５０１を検出して、当該二次元マーク画像５０１を抽出する。ここで、測量機用認識制御部２０４が二次元マーク画像５０１を検出し、抽出する際に、撮影画像５００に、二値化処理等の画像処理を行って、二次元マーク画像５０１の検出・抽出を容易にしても良い。次に、測量機用認識制御部２０４は、マーク情報テーブル４００の二次元マーク項目４０１の二次元マーク１５を参照し、抽出した二次元マーク画像５０１の撮影パターンＱと、参照した二次元マーク１５の識別パターンＰとを比較して、両者が一致しているか否かを判定する。

ここで、撮影パターンＱと識別パターンＰとが一致しているか否かの判定は、例えば、撮影パターンＱを構成する升目の色の配置が、識別パターンＰを構成する升目の色の配置と一致しているか否かを判定することでなされる。具体的には、図５Ｂに示すように、二次元マーク１５の識別パターンＰが、縦の長さを６個に均等に分割し、横の長さを６個に分割しているため、測量機用認識制御部２０４は、二次元マーク画像５０１の撮影パターンＱの縦の長さを６個に均等に分割し、横の長さを６個に分割し、当該分割により形成される複数の升目ｑの色を白又は黒に分類する。ここで、升目ｐの色の分類は、例えば、画像の二値化処理等の画像処理を施すことで、分類し易くしても構わない。そして、測量機用認識制御部２０４は、撮影パターンＱの升目ｑの色の配置を、識別パターンＰの升目ｐの色の配置と比較して、撮影パターンＱの升目ｑの色の配置と一致する升目ｐの色の配置の識別パターンＰを認識（特定）する。

又、二次元マーク１５に対して測量機１０が正対に位置する場合は、二次元マーク１５に対応する二次元マーク画像５０１は正方形に表れる。この場合、測量機用認識制御部２０４は、正方形の二次元マーク画像５０１の撮影パターンＱをマーク情報テーブル４００の二次元マーク１５の識別パターンＰと比較することで、マーク情報テーブル４００から一致する識別パターンＰを認識する（図３：Ｓ２０３ＹＥＳ）。

又、二次元マーク１５に対して測量機１０が斜めに位置する場合は、撮影画像５０２のうち、二次元マーク１５に対応する二次元マーク画像５０３はひし形に変形して表れる。この場合、二次元マーク画像５０３が多少変形しているものの、各升目ｑの色の配置を特定し、二次元マーク画像６０１の撮影パターンＱが、どの識別パターンＰであるか認識することが出来る。そのため、測量機用認識制御部２０４は、ひし形の二次元マーク画像５０３の撮影パターンＱをマーク情報テーブル４００の二次元マーク１５の識別パターンＰと比較することで、マーク情報テーブル４００から一致する識別パターンＰを認識する（図３：Ｓ２０３ＹＥＳ）。このように、測量機１０が二次元マーク１５に対して斜めの位置に存在する場合であっても、二次元マーク１５を検出して認識することが出来る。又、柱１４の柱頭１４ａの近傍に光反射物が存在したとしても、反射光に基づいて二次元マーク１５を特定する訳では無いため、二次元マーク１５を適切に認識することが出来る。

一方、図６Ａに示すように、二次元マーク１５に対して測量機１０が急傾斜に位置する場合は、二次元マーク１５に対応する二次元マーク画像６０１は大きく変形したひし形として表れる。この場合、測量機用認識制御部２０４は、二次元マーク画像６０１を検出することが出来たとしても、二次元マーク画像６０１が変形し過ぎており、各升目ｑが潰れたり重なったりして、各升目ｑの色の配置を特定することが出来ず、二次元マーク画像６０１の撮影パターンＱが、どの識別パターンＰであるか認識することが出来ない。つまり、測量機用認識制御部２０４は、大きく変形したひし形の二次元マーク画像６０１の撮影パターンＱをマーク情報テーブル４００の二次元マーク１５の識別パターンＰと比較したとしても、マーク情報テーブル４００から一致する識別パターンＰを認識することは出来ない（図３：Ｓ２０３ＮＯ）。この場合、測量機用認識制御部２０４は、図６Ａに示すように、撮影画像６００に、測量機１０の移動を促すエラー６０２（例えば、「エラー 認識できません。場所を変えてください。」）を表示させる（図３：Ｓ２０４）。これにより、二次元マーク１５を認識出来ないような測量機１０の設置位置が不適切である場合は、測量者にその旨を伝えて、測量機１０の設置位置が適切になるように測量機１０の再設置を促すことが出来る。この場合は、Ｓ２０１に戻って、処理をやり直す。

さて、特定の識別パターンＰの認識が完了すると、測量機用端末装置１１の測量機用情報表示制御部２０５は、特定の識別パターンＰに関連付けられた、柱１４の柱頭１４ａの設定値を含む測量情報を撮影画像６０３に表示させる（図３：Ｓ２０５）。

測量機用情報表示制御部２０５の表示方法に特に限定は無い。例えば、測量機用情報表示制御部２０５は、サーバ１２にアクセスし、マーク情報テーブル４００の測量情報項目４０２のうち、認識した特定の識別パターンＰを有する二次元マーク１５に関連付けられた測量情報４０３｛設定値（ｘ０、ｙ０、ｚ０）等｝を取得し、図６Ｂに示すように、撮影画像６０３に表示させる。これにより、測量者は、撮影画面６０３を介して、二次元マーク１５が設置された柱１４の柱頭１４ａの測量情報４０３を容易に把握することが可能となる。又、測量情報４０３が撮影画面６０３に表示されることで、測量者が、測量対象を再度確認することが可能となり、測量者の間違いや勘違い等の人的ミスを防止することが出来る。

さて、測量情報４０３の表示が完了すると、測量機用端末装置１１の算出制御部２０６は、撮影画像６０３内の二次元マーク画像６０４のマーク中心位置Ｃｍと、望遠鏡１０１の撮影画像６０３の十字線の中心位置Ｃとの差分（ｄｉｘ、ｄｉｙ）を算出する（図３：Ｓ２０６）。

算出制御部２０６の算出方法に特に限定は無い。例えば、図６Ｂに示すように、撮影画像６０３は、撮影画像６０３の所定の位置（例えば、左下の隅）を原点とし、縦方向をｙ軸とし、横方向をｘ軸とするカメラ座標系（二次元座標系）を構成している。そこで、算出制御部２０６は、撮影画像６０３における二次元マーク画像６０４の四隅ａの座標をそれぞれ取得し、二次元マーク画像６０４の四隅ａの座標の平均値を算出することによって、二次元マーク画像６０４のマーク中心位置Ｃｍの座標を算出する。ここで、二次元マーク画像６０４が正方形等の四角形の場合、二次元マーク画像６０４の四隅ａの座標の平均値が二次元マーク画像６０４のマーク中心位置Ｃｍの座標に対応するが、算出制御部２０６が二次元マーク画像６０４のマーク中心位置Ｃｍの座標を算出する方法に特に限定は無く、二次元マーク画像６０４の形状に応じて、他の方法を用いても構わない。

又、柱１４が角柱である場合は、撮影画像６０３における二次元マーク画像６０４に歪は生じにくいが、柱１４が円柱である場合は、二次元マーク画像６０４に歪が生じやすい。その場合、算出制御部２０６は、撮影画像６０３における二次元マーク画像６０４にオルソ補正処理を行うことで、当該二次元マーク画像６０４の歪を補正し、補正後の二次元マーク画像６０４の四隅ａの座標をそれぞれ取得し、二次元マーク画像６０４の四隅ａの座標の平均値を算出することによって、二次元マーク画像６０４のマーク中心位置Ｃｍの座標を算出すれば良い。

そして、算出制御部２０６は、撮影画像６０３の十字線の中心位置Ｃの座標を取得し、二次元マーク画像６０４のマーク中心位置Ｃｍの座標を、十字線の中心位置Ｃの座標を減算することで、マーク中心位置Ｃｍと十字線の中心位置Ｃとの差分（ｄｉｘ、ｄｉｙ）を算出する。

さて、差分（ｄｉｘ、ｄｉｙ）の算出が完了すると、測量機用端末装置１１の調整制御部２０７は、差分（ｄｉｘ、ｄｉｙ）に基づいて、十字線の中心位置Ｃをマーク中心位置Ｃｍに合わせるように、望遠鏡１０１の向きを調整する（図３：Ｓ２０７）。

調整制御部２０７の調整方法に特に限定は無い。例えば、図７Ａに示すように、調整制御部２０７は、撮影画像６０３に、十字線の中心位置Ｃからマーク中心位置Ｃｍに合わせるための誘導表示を表示させる。具体的には、調整制御部２０７は、撮影画像６０３に、十字線の中心位置Ｃからマーク中心位置Ｃｍに向かう矢印マーク７００を表示するとともに、十字線の中心位置Ｃをマーク中心位置Ｃｍに合わせることを促すメッセージ７０１（例えば、「十字線の中心位置をマーク中心位置に合わせてください。」）を表示させる。これにより、測量者に、望遠鏡１０１の向きを適切な方向に誘導することが出来る。

又、調整制御部２０７は、撮影画像６０３に、差分（ｄｉｘ、ｄｉｙ）を表示させるとともに、望遠鏡１０１の向きの調整に伴い、十字線の中心位置Ｃが移動すると、その度に、調整制御部２０７は、マーク中心位置Ｃｍと十字線の中心位置Ｃとの差分（ｄｉｘ、ｄｉｙ）を算出させて表示させる。これにより、測量者に、差分（ｄｉｘ、ｄｉｙ）を見ながら望遠鏡１０１の向きを二次元マーク１５に合わせることが可能となる。

ここで、測量者が望遠鏡１０１の向きを移動させる度に、調整制御部２０７は、差分（ｄｉｘ、ｄｉｙ）が所定の閾値の範囲内であるか否かを判定する。閾値は、例えば、測量者、管理者等により予め設定されている。差分（ｄｉｘ、ｄｉｙ）が閾値の範囲外である場合、調整制御部２０７は、矢印マーク７００やメッセージ７０１等の誘導表示を行うことで、測量者に望遠鏡１０１の向きの調整を促すことが出来る。

一方、測量者が望遠鏡１０１の向きを調整して、十字線の中心位置Ｃがマーク中心位置Ｃｍに近接し、差分（ｄｉｘ、ｄｉｙ）が閾値の範囲内になったとする。すると、調整制御部２０７は、差分ｄｉが閾値の範囲内であると判定し、図７Ａに示すように、測距を促すメッセージ７０２（例えば、「測距してください。」）を表示させる。これにより、二次元マーク１５への視準を容易に行い、且つ、精度高く視準を行うことが可能となる。又、測量者に測距のタイミングを適切に知らせることが可能となる。

尚、上述では、調整制御部２０７が、上述の誘導表示を行うことで、測量者の手動により望遠鏡１０１の向きを調整したが、他の構成であっても構わない。例えば、調整制御部２０７が、差分（ｄｉｘ、ｄｉｙ）に基づいて、望遠鏡１０１を水平方向及び鉛直方向に操作し、十字線の中心位置Ｃをマーク中心位置Ｃｍに合わせるように、望遠鏡１０１の向きを自動的に調整するよう構成しても良い。これにより、測量者による望遠鏡１０１の向き調整を不要とし、測量者は、十字線の中心位置Ｃがマーク中心位置Ｃｍに一致するかどうかを確認するだけで済み、測量者の手間や時間を削減することが可能となる。又、測量者の技量により、視準に対する人的誤差が生じ難くすることが可能となる。

さて、望遠鏡１０１の向きの調整が完了すると、測量機用端末装置１１の測距制御部２０８は、測量機１０を用いて、十字線の中心位置Ｃがマーク中心位置Ｃｍに合った状態で、当該マーク中心位置Ｃｍを測定値として測距する（図３：Ｓ２０８）。

測距制御部２０８の測距方法に特に限定は無い。例えば、測量者が、測量機用端末装置１１を介して、測量の命令を測量機１０に指示すると、測距制御部２０８は、機械点Ｍを原点として、望遠鏡１０１の水平角度Ｈ及び鉛直角度Ｖを既設の角度検出器で測定し、次に、測量機１０のノンプリズム型光波距離計を用いて、測量機１０から二次元マーク１５のマーク中心位置Ｃｍまでの斜距離Ｌを測定する。そして、測距制御部２０８は、二次元マーク１５のマーク中心位置Ｃｍの水平角度Ｈ及び鉛直角度Ｖと、斜距離Ｌとに基づいて、三次元座標系における二次元マーク１５のマーク中心位置Ｃｍの座標（ｘ１、ｙ１、ｚ１）を測定値として算出する。ここで、三次元座標系は、例えば、世界座標系や測量現場で定義される任意の座標系を挙げることが出来る。

尚、測量機１０により測定される水平角度Ｈは、例えば、三次元座標系のうち、Ｘ方向（例えば、真北）を０度とし、Ｙ方向（真西）へ回転する方向を正の値として定義される。測量機１０により測定される鉛直角度Ｖは、三次元座標系のうち、Ｚ方向（例えば、真上）を０度とし、上方から下方へ回転する方向を正の値として定義される。

さて、測距が完了すると、測量機用端末装置１１の情報記憶制御部２０９は、測定値（ｘ１、ｙ１、ｚ１）を、測量情報４０３の設定値（ｘ０、ｙ０、ｚ０）とともに特定の識別パターンＰの二次元マーク１５に関連付けて、データベースに記憶させる（図３：Ｓ２０９）。

情報記憶制御部２０９の記憶方法に特に限定は無い。例えば、情報記憶制御部２０９は、測定値（ｘ１、ｙ１、ｚ１）と設定値（ｘ０、ｙ０、ｚ０）との差分（精度）｛ｄｘ１（＝ｘ１−ｘ０）、ｄｙ１（＝ｙ１−ｙ０）、ｄｚ１（＝ｚ１−ｚ０）｝を算出し、算出した差分（ｄｘ１、ｄｙ１、ｄｚ１）が測量情報４０３の管理値の範囲内であるか否かを判定する。管理値は、例えば、測量者、管理者等により予め設定されても良い。

判定の結果、差分（ｄｘ１、ｄｙ１、ｄｚ１）が管理値の範囲内である場合、情報記憶制御部２０９は、図７Ｂに示すように、撮影画像６０３のうち、測量情報４０３とともに、測定値４０３ａ（ｘ１、ｙ１、ｚ１）と差分（精度）４０３ｂ（ｄｘ１、ｄｙ１、ｄｚ１）とを表示させる。これにより、測量者は、測量結果の測定値４０３ａと精度４０３ｂを測量情報４０３とともに確認することが可能となる。

ここで、測量者が、測定値４０３ａや精度４０３ｂが適切であると判断した場合は、記憶の命令を測量機用端末装置１１に指示すると、情報記憶制御部２０９は、サーバ１２にアクセスし、図７Ｂに示すように、マーク情報テーブル４００のうち、特定の識別パターンＰの二次元マーク１５に関連付けられた測量情報項目４０２の測量情報４０３に、測定値４０３ａ（ｘ１、ｙ１、ｚ１）と差分（精度）４０３ｂ（ｄｘ１、ｄｙ１、ｄｚ１）とを記憶させる（図３：Ｓ２０９ＹＥＳ）。これにより、測量結果の測定値４０３ａと精度４０３ｂを測量情報４０３に反映させることが可能となり、言い換えれば、測量情報４０３に対応する二次元マーク１５に測量結果の測定値４０３ａと精度４０３ｂを直接関連付けることが可能となる。

一方、判定の結果、差分（ｄｘ２、ｄｙ２、ｄｚ２）が管理値の範囲外である場合、測量者が、二次元マーク１５のマーク中心位置Ｃｍの座標（ｘ２、ｙ２、ｚ２）を誤って測距している可能性がある。そこで、情報記憶制御部２０９は、図８Ａに示すように、撮影画像６０３のうち、測量情報４０３に、測定値４０３ｃ（ｘ２、ｙ２、ｚ２）と差分（精度）４０３ｄ（ｄｘ２、ｄｙ２、ｄｚ２）とを表示させるとともに、確認を促すメッセージ８００（例えば、「管理値外です。マークを確認してください。」）を表示させる。これにより、測量者が異なる二次元マーク１５を誤って測距している場合は、測量者に、測量対象の二次元マーク１５を再度確認させて、測量のやり直しの機会を与えることが可能となる。

ここで、測量者が、再度、測量をやり直す場合は、測量者が不記憶の命令を測量機用端末装置１１に指示すると、情報記憶制御部２０９は、測定値４０３ｃ（ｘ２、ｙ２、ｚ２）と差分（精度）４０３ｄ（ｄｘ２、ｄｙ２、ｄｚ２）とを記憶しない（図３：Ｓ２０９ＮＯ）。そして、測量者は、例えば、Ｓ２０７まで戻って、望遠鏡１０１の向きを調整したり、Ｓ２０１まで戻って、測量機１０を適切な場所に再設置させたりする。

一方、測量者が、差分（ｄｘ２、ｄｙ２、ｄｚ２）が管理値の範囲外であっても、測定値４０３ｃや精度４０３ｄを記憶させると判断した場合は、記憶の命令を測量機用端末装置１１に指示することで、情報記憶制御部２０９は、マーク情報テーブル４００のうち、特定の識別パターンＰの二次元マーク１５に関連付けられた測量情報４０３に、測定値４０３ｃや精度４０３ｄを記憶させる（図３：Ｓ２０９ＹＥＳ）。これにより、測定値４０３ｃや精度４０３ｄがどのような値であっても、測量者はマーク情報テーブル４００に残すことが可能となる。尚、上述では、マーク情報テーブル４００に測定値４０３ｃや精度４０３ｄを記憶させたが、少なくとも測定値４０３ｃを記憶させるように構成しても構わない。

又、建築物１４の測量対象１４ａが複数存在する場合は、Ｓ２０１に戻って、Ｓ２０１からＳ２０９までの処理を繰り返せば良い。

ここで、本発明では、ターゲットシールに代えて二次元マーク１５を認識し、視準し、測距するため、二次元マーク１５から測量情報４０３を取得するとともに、測量結果の測定値を二次元マーク１５に直接関連付けることが可能となる。又、本発明では、二次元マーク１５が多少変形したとしても、変形後の二次元マーク１５を認識することが出来るため、一つの撮影画像に映し出された複数の二次元マーク１５をそれぞれ認識し、視準し、測距することが可能となる。

例えば、図８Ｂに示すように、一つの撮影画像８０１に３つの二次元マーク１５が写し出されており、一つの二次元マーク１５ａは、正面に正方形に表され、二つの二次元マーク１５ｂは、左右側にひし形に表されている場合、本発明では、それぞれの二次元マーク１５ａ、１５ｂを適切に認識する。この場合、例えば、測量者が、撮影画像８０１のうち、タップ（指で画面を軽く叩く操作）等の操作をして特定の二次元マーク画像を指定すると、算出制御部２０６は、特定の二次元マーク画像のマーク中心位置と、望遠鏡の撮影画像の十字線の中心位置との差分を算出する。そして、調整制御部２０７は、差分に基づいて、十字線の中心位置をマーク中心位置に合わせるように、望遠鏡１０１の向きを自動的に調整する。これにより、簡単な操作で、二次元マーク１５に望遠鏡１０１の向きを調整し、精度高く視準することが可能となる。

一方、ターゲットシートの場合、一つの撮影画像８０２に３つのターゲットシート１８が写し出されているが、正面のターゲットシート１８ａと左右側のターゲットシート１８ｂは、測量機１０のレーザー光をそれぞれ反射する。そのため、測量機１０の方で、複数のターゲットシート１８ａ、１８ｂからの反射光を検出することとなり、一つのターゲットを特定することが困難となることから、測量機１０で正面のターゲットシート１８ａと左右側のターゲットシート１８ｂとにそれぞれ視準することが困難となる。もちろん、測量機１０の自動視準の機能を利用したとしても、測量機１０で正面のターゲットシート１８ａと左右側のターゲットシート１８ｂとをそれぞれ自動的に識別して視準することが出来ない。このような場合は、例えば、柱１４の柱頭１４ａの一側面に第一のターゲットシート１８が設置され、当該柱頭１４ａの一側面に隣接する他側面に第二のターゲットシート１８が設置される場合である。

このように、本発明では、二次元マーク１５が撮影画像内に認識可能に映っていれば、当該二次元マーク１５を適切に認識し、精度高く視準することが出来るため、ターゲットシート１８と比較して、測量機１０の設置回数を減らし、測量者の手間や時間を削減することが出来る。又、本発明では、一つの撮影画像８０１に複数の二次元マーク１５が存在したとしても、それぞれの二次元マーク１５を適切に認識して、精度高く視準し、それぞれの二次元マーク１５に測定値を関連付けることが可能である。一方、測量者が、ターゲットシート１８を測距した際に、どのターゲットシート１８に測定値を関連付けるべきか混同するおそれがあるが、本発明では、二次元マーク１５の識別と測定値の関連付けを自動的に行うことから、そのような人的ミスを確実に防止することが出来る。

さて、測量現場において、柱１４の柱頭１４ａに設置された二次元マーク１５に対して測量値等の測量結果が関連付けて記憶された後、管理者が測量結果を確認するために、管理者用端末装置１７を携帯して測量現場に訪れる。そして、図９Ａに示すように、管理者が、管理者用端末装置１７のカメラ１７ａを柱１４の柱頭１４ａの二次元マーク１５に向けて、撮影の命令を管理者用端末装置１７に指示すると、管理者用端末装置１７の端末用撮影制御部２１０は、管理者用端末装置１７のカメラ１７ａを用いて、柱１４の柱頭１４ａの二次元マーク１５を含む撮影画像を撮影する（図３：Ｓ３０１）。

端末用撮影制御部２１０が撮影画像の撮影を開始すると、管理者用端末装置１７の端末用認識制御部２１１は、撮影画像のうち、二次元マーク１５に対応する二次元マーク画像の撮影パターンと、データベース（マーク情報テーブル４００）の二次元マーク１５の識別パターンとを照合することで、撮影パターンに対応する特定の識別パターンを認識する（図３：Ｓ３０２）。

端末用認識制御部２１１の認識方法に特に限定は無く、測量機用認識制御部２０４の認識方法と同様であるため、その説明を省略する。

そして、特定の識別パターンの認識が完了すると、管理者用端末装置１７の端末用情報表示制御部２１２は、特定の識別パターンに関連付けられた測量情報（設定値、測定値、精度等）を撮影画像に表示させる（図３：Ｓ３０３）。

端末用情報表示制御部２１２の表示方法に特に限定は無い。例えば、端末用情報表示制御部２１２は、マーク情報テーブル４００の測量情報項目４０２のうち、認識した特定の識別パターンを有する二次元マーク１５に関連付けられた測量情報４０３｛設定値（ｘ０、ｙ０、ｚ０）、測定値（ｘ１、ｙ１、ｚ１）、精度（ｄｘ１、ｄｙ１、ｄｚ１）等｝を取得し、撮影画像９００に表示させる。これにより、管理者は、撮影画像９００を確認するだけで、二次元マーク１５が設置された柱１４の柱頭１４ａの測量結果を一見して確認することが可能となる。

ここで、測定情報４０３の精度（ｄｘ１、ｄｙ１、ｄｚ１）が管理値の範囲内である場合、端末用情報表示制御部２１２は、二次元マーク１５に対応する二次元マーク画像９０１の近傍に、管理値の範囲内を示すメッセージ９０２（例えば、「管理値内」）を表示させる。一方、測定情報４０３の精度（ｄｘ２、ｄｙ２、ｄｚ２）が管理値の範囲外である場合、端末用情報表示制御部２１２は、二次元マーク１５に対応する二次元マーク画像９０１の近傍に、管理値の範囲外を示すメッセージ９０３（例えば、「管理値外」）を表示させる。これにより、管理者は、二次元マーク１５が設置された柱１４の柱頭１４ａの測量結果が適切か否かを一見して確認することが出来る。

ここで、端末用情報表示制御部２１２は、二次元マーク１５を用いて、管理値の範囲内の柱１４を、許可を示す色（例えば、青色）で示し、管理値の範囲外の柱１４を、不許可を示す色（例えば、赤色）で示すようにして、拡張現実（ＡＲ）や複合現実（ＭＲ）の機能を実現しても良い。

又、図１０に示すように、一つの撮影画像１０００に複数の二次元マーク１５が写し出された場合、端末用認識制御部２１１は、二次元マーク１５に対応する二次元マーク画像１００１をそれぞれ検出して、それぞれの二次元マーク画像１００１の撮影パターンに対応する特定の識別パターンを認識する。そして、端末用情報表示制御部２１２は、特定の識別パターンに関連付けられた測量情報（設定値、測定値、精度等）を撮影画像１０００に表示させる。ここで、端末用情報表示制御部２１２は、図１０に示すように、それぞれの二次元マーク１５の二次元マーク画像１００１に吹き出し線１００２を設けて測量情報１００３（柱マーク、節、通り、製造者、製造年月日、建ち精度の状況（本締め完了後等）、測定値、管理値内外の適否等）を表示させることで、管理者が確認し易くなり、管理者の利便性を向上させることが出来る。

尚、測量情報を有するデータベースは、他の測量システム（例えば、３次元出来形システム、施工管理システム等）と連動させることで、測量現場における管理者の現地での出来高の確認を容易にすることが出来る。又、近年、二次元マーク１５の認識は、ウェブのブラウザで行うことが可能となっていることから、端末用認識制御部２１１は、管理者用端末装置１７にアプリとして設けられている必要は無く、管理者用端末装置１７がアクセス可能なネットワーク１３のサーバに設けられ、端末用認識制御部２１１が、ウェブのブラウザで機能しても構わない。

一方、他の利用方法として、例えば、監視カメラを備えた管理者用端末装置１７を測量現場に設置し、監視カメラで建築物１４（柱）の測量対象１４ａ（柱頭）の二次元マーク１５を継続的に撮影して、二次元マーク１５を認識するとともに、二次元マーク１５に関連付けられた測量情報を事務所内の事務所用端末装置１６で確認させることで、建築物１４の出来高進捗を事務所で確認出来るようにしても良い。

又、本発明の実施形態では、測量機用認識制御部２０４が測量機用端末装置１１に搭載するよう構成しているが、測量機用認識制御部２０４をサーバ１２に搭載して、測量機用端末装置１１の測量機用撮影制御部２０３が、撮影画像をサーバ１２に送り、サーバ１２の測量機用認識制御部２０４が撮影画像を用いて、二次元マーク画像の撮影パターンに対応する特定の識別パターンを認識して、当該識別パターンに関連付けられた測量情報を測量機用端末装置１１に送り、測量機用端末装置１１の測量機用情報表示制御部２０５が、測量情報を、測量機用端末装置１１の撮影画像に表示させるよう構成しても良い。又、本発明の実施形態では、測量機用撮影制御部２０３の撮影画像を静止画としているが、動画でも構わない。

以下、実施例、比較例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。

先ず、変形後の撮影パターンの認識率を確認した。具体的には、辞書を用いて所定の識別パターンを生成し、生成した識別パターンに対応する撮影パターンを所定の角度（０度、９度、１８度、２７度）で水平方向に変形させた。この角度は、例えば、撮影パターンに正対した位置から左右に移動した角度を模擬している。そして、変形後の撮影パターンと識別パターンとを照合して、変形後の撮影パターンが識別パターンと認識するかどうかを確認した。識別パターンは、縦の長さを６個に均等に分割し、横の長さを６個に分割することで得られる６×６のパターンと、縦の長さを７個に均等に分割し、横の長さを７個に分割することで得られる７×７のパターンとを用意した。そして、識別パターンを５０００個生成し、５０００個の撮影パターンを変形して照合した結果、全ての撮影パターンに対して漏れなく検出した場合は、検出率を「〇」と評価し、１個でも検出することが出来なかった場合は、検出率を「×」と評価した。又、全ての撮影パターンに対して特定の識別パターンを認識した場合は、認識率を「〇」と評価し、１個でも認識することが出来なかった場合は、認識率を「×」と評価した。尚、検出率は、撮影パターン自体を検出することが出来たかどうかを意味し、認識率は、撮影パターンを特定の識別パターンに認識（特定）することが出来たかどうかを意味する。

その結果、図１１Ａに示すように、６×６のパターンにおいて、変形の角度が０度から２７度の範囲内では、撮影パターンの検出率は、「〇」であった。更に驚くべきことに、変形の角度が０度から２７度の範囲内において、撮影パターンの認識率は、「〇」であった。

又、図１１Ｂに示すように、７×７のパターンにおいて、変形の角度が０度から２７度の範囲内では、撮影パターンの検出率は、「〇」であった。更に驚くべきことに、変形の角度が０度から２７度の範囲内において、撮影パターンの認識率は、「〇」であった。

このように、撮影パターンが変形したとしても、検出率、認識率ともに良好であり、撮影パターンを特定の識別パターンに認識することが可能であることが分かった。

次に、実際に、二次元マークを用いて撮影し、視準し、視準の可否を確認した。具体的には、６×６の識別パターンを有する二次元マークを所定のサイズ（縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ）で印刷し、図１２Ａに示すように、高さ１１ｍの建築物１４の上部１４ａに、その二次元マーク１５を設置した。又、二次元マーク１５を設置した上部１４ａの下部１４ｂから正対の方向に遠くなる順番に測量機１０の設置位置（「１」、「２」、「３」）を設定した。建築物１４の下部１４ｂから設置位置「３」までの距離を１１ｍに設定した。次に、設置位置「３」から、正対の方向に対して直角の方向に遠くなる順番に測量機１０の設置位置（「４」、「５」、「６」）を設定した。設置位置「３」から設置位置「６」までの距離を９ｍに設定した。そして、設置位置「１」から「６」までに測量機１０を設置して、本発明に係る測量システム１を用いて、二次元マーク１５を撮影し、二次元マーク画像の撮影パターンに対応する特定の識別パターンを認識し、マーク中心位置と望遠鏡の十字線の中心位置との差分を算出し、望遠鏡の向きを調整して、視準を試みた。視準は、プログラムにより算出したマーク中心位置と望遠鏡の十字線の中心位置とを目視により一致させることで行った。視準が出来た場合は、「〇」と評価し、視準が出来なかった場合は、「×」と評価した。又、二次元マーク１５の代わりにターゲットシート１８を設置して、測量機１０に自動視準の命令を指示し、自動視準を試みた。自動視準が出来た場合は、「〇」と評価し、自動視準が出来なかった場合は、「×」と評価した。二次元マーク１５の視準の結果を実施例とし、ターゲットシート１８の視準の結果を比較例とした。

その結果、図１２Ｂに示すように、設置位置「１」から設置位置「３」までにおいて、二次元マーク１５の撮影と、マーク中心位置と望遠鏡の十字線の中心位置との差分の算出が可能であり、視準可能であることが分かった。又、図１３Ａに示すように、設置位置「４」から設置位置「６」までにおいても、二次元マーク１５の撮影と、マーク中心位置と望遠鏡の十字線の中心位置との差分の算出が可能であり、精度高く視準可能であることが分かった。

そして、図１３Ｂに示すように、実施例では、設置位置「１」から設置位置「６」までのいずれの視準の結果でも、評価が「〇」であり、精度高く視準出来ることが分かった。一方、比較例では、正対の位置に対応する設置位置「１」から設置位置「３」までの視準の結果では、評価が「〇」であったが、斜めの位置に対応する設置位置「４」や更に斜めの位置に対応する設置位置「５」と「６」の自動視準の結果では、評価が「×」であり、自動視準することが出来なかった。

このように、本発明では、二次元マーク１５に対して測量機１０が正対の位置に限らず、斜めの位置であっても、精度高く視準することが出来ることが分かった。これらの結果は、測量機の自動視準可能な角度（例えば、１５度）より優れている。

次に、互いに近接する複数の二次元マークを用いて撮影し、視準し、視準の可否を確認した。具体的には、図１４Ａに示すように、一つの用紙１４００に、６×６の識別パターンを有する二次元マーク１５を所定のサイズ（縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ）で複数印刷し、高さ１３．８ｍの建築物１４の上部１４ａに、その用紙１４００を設置した。又、二次元マーク１５を含む用紙１４００を設置した上部１４ａの下部１４ｂから正対の方向に１２．０ｍ離れた位置を正対位置１４０１として設定し、次に、正対位置から、正対の方向に対して直角の方向に４．０ｍ離れた位置を設置位置１４０２として設定した。設置位置１４０２に測量機１０を設置して、本発明に係る測量システム１を用いて、図１４Ｂに示すように、用紙１４００内の二次元マーク１５を撮影し、二次元マーク画像の撮影パターンに対応する特定の識別パターンの認識し、視準を試みた。二次元マーク１５の視準の結果を実施例とした。

その結果、図１５に示すように、一つの撮影画像１５００に写された各二次元マーク画像１５０１の撮影パターンに対して特定の識別パターンを認識することが可能であり、識別パターンに関連付けたＩＤを表示させることが可能であった。更に、各二次元マーク画像１５０１のマーク中心位置Ｃｍと望遠鏡１０１の十字線の中心位置Ｃとの差分の算出が可能であり、精度高く視準可能であることが分かった。

一方、図１６Ａに示すように、複数の二次元マーク１５を含む用紙１４００と同等の用紙１６００を用意し、その用紙１６００に、二次元マーク１５と同等のターゲットシート１８を複数設置し、複数の二次元マーク１５を含む用紙１４００を設置した上部１４ａに複数のターゲットシート１８を含む用紙１６００を設置して、測量機１０に自動視準の命令を指示し、自動視準を試みた。ターゲットシート１８の視準の結果を比較例とした。

その結果、図１６Ｂに示すように、二つのターゲットシート１８が近接する所定の位置に望遠鏡１０１の十字線の中心位置Ｃが存在する場合に自動視準を行うと、自動視準開始時、望遠鏡１０１の十字線の中心位置Ｃから直近のターゲットシート１８の中心位置に合わせるように、望遠鏡１０１の十字線の中心位置Ｃを直近のターゲットシート１８の中心位置に視準したものの、望遠鏡１０１の十字線の中心位置Ｃが直近のターゲットシート１８の中心位置から若干ずれて、視準精度が低下していることが分かった。これは、複数のターゲットシート１８の存在により、視準精度が低下したためと推定される。又、図１７Ａ、図１７Ｂに示すように、二つのターゲットシート１８が近接する他の位置に望遠鏡１０１の十字線の中心位置Ｃが存在する場合に自動視準を行うと、二つのターゲットシート１８の真ん中に望遠鏡１０１の十字線の中心位置Ｃを合わせるように視準し、一つのターゲットシート１８に視準不能であることが分かった。これは、測量機１０が、二つのターゲットシート１８からの反射光を検出することで、二つのターゲットシート１８の反射光の光量分布を、一つのターゲットシート１８の反射光の光量分布と誤認したためと推定される。

このように、本発明では、一つの撮影画像に複数の二次元マーク１５が存在したとしても、それぞれを適切に視準し、精度高く視準することが出来ることが分かった。

尚、本発明の実施形態では、測量システム１が各部を備えるよう構成したが、当該各部を実現するプログラムを記憶媒体に記憶させ、当該記憶媒体を提供するよう構成しても構わない。当該構成では、プログラムを所定の処理装置に読み出させ、当該処理装置が各部を実現する。その場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が本発明の作用効果を奏する。更に、各部が実行するステップを本発明の位置計測方法として提供することも可能である。

又、本発明の実施形態では、図１８Ａに示すように、二次元マーク１５を正方形として構成したが、図１８Ｂに示すように、二次元マーク１５を円形として構成しても構わない。ここで、二次元マーク１５が正方形である場合、例えば、識別パターンは、６×６のパターンや７×７のパターンを挙げることが出来る。又、７×７のパターン等、奇数×奇数のパターンにおいて、識別パターンの中心位置に、視準対象となる升目ｐ０が存在する場合は、視準対象の升目ｐ０は、中心位置を示す十字線で分割して、その分割升目ｐ０を白又は黒で着色して、視準し易く構成しても良い。

又、図１８Ｂに示すように、二次元マーク１５が円形である場合、例えば、識別パターンＰは、円形の同心円で円形の半径を所定の数に均等に分割し、円形の中心から延びた線で円形の中心角を所定の数に均等に分割することで複数の升目ｐを形成し、当該複数の升目ｐを白又は黒で着色することで得られたパターンであり、一意に識別可能に構成している。例えば、識別パターンは、円形の同心円で円形の半径を３個に均等に分割し、円形の中心から延びた線で円形の中心角を１２個に均等に分割することで得られる３×１２のパターンや円形の同心円で円形の半径を５個に均等に分割し、円形の中心から延びた線で円形の中心角を１２個に均等に分割することで得られる５×１２のパターンを挙げることが出来る。又、円形の二次元マーク１５であっても、正方形の二次元マーク１５と同様に、視準対象の升目ｐ０を設けて、中心位置を示す十字線で分割して、その分割升目ｐ０を白又は黒で着色して、視準し易く構成しても良い。

尚、二次元マーク１５の形状や識別パターンＰの升目ｐの形状は、視準容易性の点から、例えば、１：１．６２の黄金比を利用した形状を採用しても良い。

以上のように、本発明に係る測量システム及び測量方法は、一般的な構造物、建築物、機器装置、地盤、道路、車輌、鉄道等の計測分野、土木分野、測量分野等に有用であり、測量の時間や手間を軽減するとともに、精度高く視準し、測定値の関連付けを正確に行うことが可能な測量システム及び測量方法として有効である。

１ 測量システム
１０ 測量機
１１ 測量機用端末装置
１２ サーバ
１３ ネットワーク
２０１ 生成制御部
２０２ 関連制御部
２０３ 測量機用撮影制御部
２０４ 測量機用認識制御部
２０５ 測量機用情報表示制御部
２０６ 算出制御部
２０７ 調整制御部
２０８ 測距制御部
２０９ 情報記憶制御部
２１０ 端末用撮影制御部
２１１ 端末用認識制御部
２１２ 端末用情報表示制御部

Claims (4)

1. 測量機の望遠鏡を用いて、建築物の測量対象に予め設置された二次元マークを含む撮影画像を撮影する撮影制御部と、
   前記撮影画像のうち、二次元マークに対応する二次元マーク画像の撮影パターンと、マーク情報テーブルの二次元マークの識別パターンとを照合することで、当該撮影パターンに対応する特定の識別パターンを認識する認識制御部と、
   前記特定の識別パターンの認識が完了すると、前記マーク情報テーブルのうち、前記特定の識別パターンに関連付けられた、前記測量対象の設定値を含む測量情報を取得し、前記撮影画像に表示させる情報表示制御部と、
   前記撮影画像内の二次元マーク画像のマーク中心位置と、前記望遠鏡の十字線の中心位置との差分を算出する算出制御部と、
   前記差分に基づいて、前記十字線の中心位置を前記マーク中心位置に合わせるように、前記望遠鏡の向きを調整する調整制御部と、
   前記測量機を用いて、前記十字線の中心位置が前記マーク中心位置に合った状態で、当該マーク中心位置を測定値として測距する測距制御部と、
   前記測距が完了すると、前記測定値を、前記測量情報の設定値とともに前記特定の識別パターンの二次元マークに関連付けて、前記マーク情報テーブルに記憶させる情報記憶制御部と、
   を備え、
   前記識別パターンは、正方形で、縦の長さを６個に均等に分割し、横の長さを６個に分割することで得られる６×６のパターンと、正方形で、縦の長さを７個に均等に分割し、横の長さを７個に分割することで得られる７×７のパターンとのいずれかである、
   測量システム。
2. 測量機の望遠鏡を用いて、建築物の測量対象に予め設置された二次元マークを含む撮影画像を撮影する撮影制御ステップと、
   前記撮影画像のうち、二次元マークに対応する二次元マーク画像の撮影パターンと、マーク情報テーブルの二次元マークの識別パターンとを照合することで、当該撮影パターンに対応する特定の識別パターンを認識する認識制御ステップと、
   前記特定の識別パターンの認識が完了すると、前記マーク情報テーブルのうち、前記特定の識別パターンに関連付けられた、前記測量対象の設定値を含む測量情報を取得し、前記撮影画像に表示させる情報表示制御ステップと、
   前記撮影画像内の二次元マーク画像のマーク中心位置と、前記望遠鏡の十字線の中心位置との差分を算出する算出制御ステップと、
   前記差分に基づいて、前記十字線の中心位置を前記マーク中心位置に合わせるように、前記望遠鏡の向きを調整する調整制御ステップと、
   前記測量機を用いて、前記十字線の中心位置が前記マーク中心位置に合った状態で、当該マーク中心位置を測定値として測距する測距制御ステップと、
   前記測距が完了すると、前記測定値を、前記測量情報の設定値とともに前記特定の識別パターンの二次元マークに関連付けて、前記マーク情報テーブルに記憶させる情報記憶制御ステップと、
   を備え、
   前記識別パターンは、正方形で、縦の長さを６個に均等に分割し、横の長さを６個に分割することで得られる６×６のパターンと、正方形で、縦の長さを７個に均等に分割し、横の長さを７個に分割することで得られる７×７のパターンとのいずれかである、
   測量方法。
3. 測量機の望遠鏡を用いて、建築物の測量対象に予め設置された二次元マークを含む撮影画像を撮影する撮影制御部と、
   前記撮影画像のうち、二次元マークに対応する二次元マーク画像の撮影パターンと、マーク情報テーブルの二次元マークの識別パターンとを照合することで、当該撮影パターンに対応する特定の識別パターンを認識する認識制御部と、
   前記特定の識別パターンの認識が完了すると、前記マーク情報テーブルのうち、前記特定の識別パターンに関連付けられた、前記測量対象の設定値を含む測量情報を取得し、前記撮影画像に表示させる情報表示制御部と、
   前記撮影画像内の二次元マーク画像のマーク中心位置と、前記望遠鏡の十字線の中心位置との差分を算出する算出制御部と、
   前記差分に基づいて、前記十字線の中心位置を前記マーク中心位置に合わせるように、前記望遠鏡の向きを調整する調整制御部と、
   前記測量機を用いて、前記十字線の中心位置が前記マーク中心位置に合った状態で、当該マーク中心位置を測定値として測距する測距制御部と、
   前記測距が完了すると、前記測定値を、前記測量情報の設定値とともに前記特定の識別パターンの二次元マークに関連付けて、前記マーク情報テーブルに記憶させる情報記憶制御部と、
   を備え、
   前記識別パターンは、円形で、円形の同心円で円形の半径を３個に均等に分割し、円形の中心から延びた線で円形の中心角を１２個に均等に分割することで得られる３×１２のパターンと、円形で、円形の同心円で円形の半径を５個に均等に分割し、円形の中心から延びた線で円形の中心角を１２個に均等に分割することで得られる５×１２のパターンのいずれかである、
   測量システム。
4. 測量機の望遠鏡を用いて、建築物の測量対象に予め設置された二次元マークを含む撮影画像を撮影する撮影制御ステップと、
   前記撮影画像のうち、二次元マークに対応する二次元マーク画像の撮影パターンと、マーク情報テーブルの二次元マークの識別パターンとを照合することで、当該撮影パターンに対応する特定の識別パターンを認識する認識制御ステップと、
   前記特定の識別パターンの認識が完了すると、前記マーク情報テーブルのうち、前記特定の識別パターンに関連付けられた、前記測量対象の設定値を含む測量情報を取得し、前記撮影画像に表示させる情報表示制御ステップと、
   前記撮影画像内の二次元マーク画像のマーク中心位置と、前記望遠鏡の十字線の中心位置との差分を算出する算出制御ステップと、
   前記差分に基づいて、前記十字線の中心位置を前記マーク中心位置に合わせるように、前記望遠鏡の向きを調整する調整制御ステップと、
   前記測量機を用いて、前記十字線の中心位置が前記マーク中心位置に合った状態で、当該マーク中心位置を測定値として測距する測距制御ステップと、
   前記測距が完了すると、前記測定値を、前記測量情報の設定値とともに前記特定の識別パターンの二次元マークに関連付けて、前記マーク情報テーブルに記憶させる情報記憶制御ステップと、
   を備え、
   前記識別パターンは、円形で、円形の同心円で円形の半径を３個に均等に分割し、円形の中心から延びた線で円形の中心角を１２個に均等に分割することで得られる３×１２のパターンと、円形で、円形の同心円で円形の半径を５個に均等に分割し、円形の中心から延びた線で円形の中心角を１２個に均等に分割することで得られる５×１２のパターンのいずれかである、
   測量方法。