JP6942594B2 - スキャン範囲設定方法およびそのための測量システム - Google Patents

Description

本発明は、測量現場の三次元データを取得するレーザスキャナのスキャン範囲設定方法に関する。

測量現場の三次元データを測定可能な装置として、レーザスキャナが知られている。レーザスキャナは、設定した測定エリアに対しパルスレーザを走査し、パルスレーザ照射点の三次元点群データを取得する（例えば特許文献１）。

レーザスキャナの測定エリア、すなわち、スキャン範囲の設定は、従来、
（１）ピープサイトを用いて、測定者が手動で設定したり、
（２）レーザスキャナにカメラを搭載し、スキャナの表示部にカメラ画像を表示して、測定者が表示部上で設定したり（例えば特許文献２）する方法で行われている。

特許第５０５７７３４号明細書 特許第４６０７０９５号明細書

上記のように、スキャン範囲は、人の手作業により設定されていた。しかし、レーザスキャナのスキャン範囲の設定は、難しいことが知られている。スキャン範囲の設定を誤ると、測定した三次元データが繋がらず、三次元モデルに不一致点が見られることになる。

一方、レーザスキャナにより取得される三次元点群データから高精度な三次元モデルを作成する際には、測量機による精密な測定で得られる、測定点の座標データが必要である。また、該測定点は、必然的に、スキャン範囲内に存在する。

そこで、発明者は、測量機により測定した測量点の座標データを利用してスキャン範囲を自動的に設定するようにすれば、スキャン範囲の設定を簡易かつ好適に行うことができると考え、本発明を提案する。

したがって、本発明は、スキャン範囲の設定を簡易かつ好適に行うことのできるスキャン範囲設定方法およびそのための測量システム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、本発明の一つの態様にかかるスキャン範囲の設定方法は、測距光を用いて測定点を測距し、前記測定点の測角を行う測量機、および回転軸周りにスキャン光を走査し、三次元点群データを取得するスキャナを用いるスキャン範囲指定方法であって、（Ａ）前記測量機が少なくとも１つの測定点を測距するステップと、（Ｂ）前記測定点の座標および角度を記憶するステップと、（Ｃ）前記スキャナが、前記測定点を全て含むエリアを、スキャン範囲として自動的に設定するステップと、（Ｄ）前記スキャナが前記スキャン範囲をスキャンするステップとを備え、前記スキャナおよび前記測量機の座標系は一致していることを特徴とする。

上記態様において、前記ステップ（Ｃ）が、（ｃ）前記スキャン範囲を、拡大スキャン範囲として所定範囲だけ広げて設定するステップをさらに備えることも好ましい。

上記態様において、前記ステップ（Ｄ）の後に、（Ｅ）前記測量機が取得した前記測定点についての座標データと、前記スキャナが取得した前記三次元点群データとを統合するステップを備えることも好ましい。

上記態様において、前記ステップ（Ｃ）の後に、カメラを用いて取得した風景画像に重畳して、前記スキャン範囲を表示するステップを備えることも好ましい。

また、本発明の別の態様に係る測量システムは、測距光を用いて少なくとも１つの測定点を測距し、前記測定点の測角を行う測量機と、回転軸周りにスキャン光を走査し、三次元点群データを取得するスキャナとを備え、前記スキャナは、前記測定点の座標及び角度を記憶するデータ記憶部を備え、記憶された前記測定点の座標および角度に基いて、スキャン範囲として、前記測定点を全て含むエリアを自動的に設定することを特徴とする。

上記態様において、前記測定点を含む風景画像を撮影するカメラを備え、前記測量機が、前記測定点の座標および前記風景画像を表示する表示部を備え、前記表示部が、前記風景画像に重畳して、前記スキャン範囲を表示することも好ましい。

上記態様によれば、スキャン範囲の設定を簡易かつ好適に行うことができる。

本発明の第１の実施の形態に係る測量システムの外観構成を示す模式図である。 同形態に係る測量システムの構成ブロック図である。 同形態に係るスキャナの構成ブロック図である。 同形態に係るスキャン範囲設定方法を説明する模式図である。 同形態に係る測量システムを用いたスキャン動作のフローチャートである。 同形態に係る測量システムを用いた３次元モデル作成のフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る測量システムを用いたスキャン範囲設定方法を説明する模式図である。 同形態に係る測量システムを用いたスキャン動作のフローチャートである。 同形態に係る測量システムを用いた３次元モデル作成のフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る測量システムに係るスキャナの構成ブロック図である。 同形態に係る測量システムを用いたスキャン動作のフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は、測定点の数を変えて設定するスキャン範囲の例を示す図である。

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共通の構成については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る、測量システム１の外観構成を示す模式図である。測量システム１は、測量機２と、スキャナ２２とを有する。測量機２とスキャナ２２とは、一体化され、機械的な位置関係が既知にされており、それぞれの座標系が一致するように構成されている。具体的には、測量機２とスキャナ２２のデータの処理において、座標系が一致するように補正係数が設定されている。

測量機２は、いわゆるモータドライブトータルステーションであり、三脚を用いて既知の点に据え付けられている。測量機２は、下方から、整準部と、整準部の上に設けられた基盤部と、該基盤部上を水平方向回転軸Ｈ-Ｈ周りに回転する筐体２ｂと、筐体２ｂの中央で鉛直方向回転軸Ｖ-Ｖ周りに回転する望遠鏡２ａと、を有する。

また、符号９−１，９−２，９−３，・・・，９−ｎはそれぞれ、ターゲット（プリズムや反射シート）が設置された測定点である。なお、以降の記載において、位置を指定しない場合の測定点の符号は９−ｎを使用する。

図２は、測量システム１の構成ブロック図である。測量システム１は、水平角検出器１１と、鉛直角検出器１２と、水平回転駆動部１３と、鉛直回転駆動部１４と、表示部１５と、操作部１６と、演算制御部１７と、追尾部１８，測距部１９と、記憶部２０と、音声出力部２１と、スキャナ２２とを備える。

水平回転駆動部１３および鉛直回転駆動部１４はモータであり、演算制御部１７に制御されて、それぞれ水平方向回転軸Ｈ−Ｈと鉛直方向回転軸Ｖ-Ｖを駆動する。測量機２では、筐体２ｂの水平回転と望遠鏡２ａの鉛直回転の協働により、望遠鏡２ａから測距光が出射される。

水平角検出器１１と鉛直角検出器１２は、回転円盤、スリット、発光ダイオード、イメージセンサを有するロータリエンコーダである。水平角検出器１１は水平方向回転軸Ｈ−Ｈ（図１）に対して設けられ筐体２ｂの水平方向の回転角を検出する。鉛直角検出器１２は鉛直方向回転軸Ｖ-Ｖ（図１）に対して設けられ望遠鏡２ａの鉛直方向の回転角を検出する。

表示部１５と操作部１６は、測量システム１のインターフェースである。ユーザは、表示部１５および操作部１６を介して、測量機２およびスキャナ２２の、測定作業の指令・設定や作業状況および測定結果の確認などを行うことができる。

測距部１９は、測距光として赤外パルスレーザ光を測定点９−ｎに送光する。そして、測定点９−ｎからの反射光を例えばフォトダイオード等の受光部で受光し、測距信号に変換する。図１の符号４は、測距光の光軸を示している。

追尾部１８は、追尾光として測距光とは異なる波長の赤外レーザ光を送光する。そして、イメージセンサ等の受光部で追尾光を含む風景画像と追尾光を除いた風景画像を取得する。演算制御部１７では、両画像の差分から測定点９−ｎの位置を検出し、常に望遠鏡２ａが測定点９−ｎの方向を向くように自動で追尾する。

演算制御部１７は、例えばＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積回路に実装したマイクロコントローラであり、回転駆動部１３,１４を制御し、追尾部１８による自動追尾を行い、測距信号の出力を対比処理することで自動視準を行う。

また、演算制御部１７は、送光から受光までに光波が発振した回数に基づいて，各測定点９−１，９−２，９−３，・・・，９−ｎの距離を測定し、水平角検出器１１と鉛直角検出器１２の値から、各測定点９−１，９−２，９−３，・・・，９−ｎの角度を測定して、各測定点のＸ座標，Ｙ座標，Ｚ座標を測定する。

記憶部２０は、例えばハードディスクドライブである、記憶部２０には、上記演算制御のためのプログラムが格納されている。

音声出力部２１は、スピーカであり、演算制御部１７の指示に基づいて、音声を出力する。

スキャナ２２は、三次元レーザスキャナである。図３は実施の形態に係るスキャナ２２の構成ブロック図である。スキャナ２２は、鉛直角検出器３１、鉛直回転駆動部３２、回動ミラー３３、通信部３４、演算制御部３５、記憶部３６、測距部３７、データ記憶部３９を有する。

回動ミラー３３は、鉛直回転駆動部３２に駆動されて、図示しない鏡筒を介して、鉛直方向回転軸Ｒ-Ｒ（図１）周りに回動する。また、回動ミラー３３は、スキャナ２２の筐体２２ａ（図１）を介して測量機２の水平方向回転軸Ｈ-Ｈ上に配置されており、スキャナ２２の筐体２２ａと測量機２の筐体２ｂは一体に水平回転する。

測距部３７は、スキャン光として赤外パルスレーザ光を、回動ミラー３３を用いて、測定対象物に向けて鉛直走査する。そして、例えばフォトダイオード等の受光部でその反射光を受光する。図１の符号５は、ある時点のスキャナ２２のスキャン光の光軸を示している。符号１０は、その時点の照射点（測定位置）を示している。

鉛直角検出器３１はエンコーダであり、回動ミラー３３の鉛直回転角を検出する。

演算制御部３５は、マイクロコントローラであり、測量機２の演算制御部１７と電気的に接続されている。演算制御部３５は、鉛直回転駆動部３２を制御して、回動ミラー３３を介してスキャン光を走査する。演算制御部３５は、鉛直回転駆動部３２を制御して回動ミラー３３を回動するとともに、水平回転駆動部１３の駆動により、パルスレーザを鉛直方向および水平方向に走査する。

また、演算制御部３５は、データ記憶部３９に記憶された測定点データに基づいて、測定点を全て含むエリアを、スキャン範囲として自動的に設定する。

また、演算制御部３５は、レーザパルスが往復する時間を計測することで，照射点１０までの距離を求める。また、演算制御部３５は、自身の鉛直角検出器３１と測量機２の水平角検出器１１の値から各照射点１０の角度を測定する。そして、照射点１０の距離，水平角，及び鉛直角から、三次元点群データを得る。

また、通信部３４の通信を制御する。また、測量機２の操作部１６から、探索範囲の指定やスキャン開始の指示を受ける。

記憶部３６は、例えばハードディスクドライブであり、上記演算制御のためのプログラムが格納されている。

データ記憶部３９は、例えばＳＤカードであり、取得した点群データおよび画像データが記憶される。また、測量機２によって取得される測定点に関するデータを記憶している。

測量システム１において、水平角検出器１１、鉛直角検出器１２、水平回転駆動部１３、鉛直回転駆動部１４、演算制御部１７、記憶部２０、および音声出力部２１は、測量機２の筐体２ｂに収容され、表示部１５と操作部１６は筐体２ｂの外部に設けられている。追尾部１８および測距部１９は、測量機２の望遠鏡２ａに収容されている。

スキャナ２２は、一例として、図１に示すように、測量機２の望遠鏡２ａの上部に固定されて一体化されている。この他に、望遠鏡２ａの下部または側部、或いは表示部１５の下に配置されてもよい。また、必ずしも一体化されている必要はなく、別体であっても、座標系が一致していればよい。

スキャン範囲の設定
次に、スキャン範囲の設定方法について説明する。図４は、４点の測定点に基いたスキャン範囲の設定を説明する模式図であり、図５は、本実施の形態に係る測量システム１を用いたスキャン動作のフローチャートである。

まず、操作部１６より、スキャン範囲の設定の開始が指令されると、ステップＳ１に移行して、測量機２は、測定点データを取得する。測定点データの取得は、ユーザが、精密に測定したい測定点９−１に設置したターゲットを視準し、測量機２により手動で測定点の水平角、鉛直角、および距離を測定する。

一つの測定点９−１について測定が終わると、ステップＳ２に移行して、測量機２は、表示部を介して、測定点全ての測定が終了したかどうかをユーザに確認する。Ｎｏの場合、ステップＳ１に戻り、次の測定点９−２について、水平角、鉛直角、および距離を測定し、全ての測定点の測定が終了するまでこれを繰り返す。Ｙｅｓの場合、測定点の測定を終了し、測定点の座標および角度をスキャナ２２のデータ記憶部３９に記憶して、ステップＳ３に移行する。

ステップＳ３では、測量機２の演算制御部１７は、ステップＳ２で測定した測定点９−１〜９−４の座標から、水平方向に最も離れた２点、９−１，９−４を抽出し、これらの水平夾角αを取得し、スキャナ２２に出力する。スキャナ２２のデータ記憶部３９はこれを記憶する。

次にステップＳ４に移行すると、測量機２の演算制御部１７は、ステップＳ２で測定した、測定点９−１〜９−４の座標から、鉛直方向に最も離れた２点、９−２，９−３を抽出し、これらの鉛直夾角βを取得し、スキャナ２２のデータ記憶部３９に記憶する。

次にステップＳ５に移行すると、スキャナ２２の演算制御部３５は、データ記憶部３９に記憶された、測定点の座標、水平夾角αおよび鉛直夾角βに基づいてスキャン範囲４０を自動的に設定する。

具体的には、例えば、水平方向には、最も左側にある（すなわち、測定点を全て含むエリア４２の左端にある）測定点９−１から右に向かって水平夾角αの範囲が、鉛直方向には、最も上側にある（すなわち、エリア４２の上端にある）測定点９−２から下に向かって鉛直夾角βの範囲がスキャン範囲４０として設定される。このスキャン範囲４０の設定は、スキャナ２２のデータ記憶部３９に記憶される。

なお、水平夾角αが１８０°≦α＜３６０°の範囲となる場合には、スキャン範囲４０の水平方向は、１８０°回転スキャンするように設定される。この理由については後述する。

スキャン範囲４０が設定されるとステップＳ６に移行して、演算制御部３５は、表示部１５に、設定された範囲４０でのスキャンを開始するか否かの表示を行い、ユーザに確認する。Ｙｅｓの場合、スキャン範囲４０の設定を確定し、ステップＳ８に移行して、スキャンを開始する。Ｎｏの場合、ステップＳ７に移行して、ユーザは、手動によりスキャン範囲を設定し、この設定を確定してステップＳ８に移行し、スキャナ２２はスキャンを開始する。

水平方向のスキャンは、設定されたスキャン範囲４０に基いて行われる。一方、鉛直方向には、設定されたスキャン範囲４０に関わらず、天頂を含む２７０°のスキャンが行われる。

前述のように、ステップＳ５において、水平夾角αが１８０°≦α＜３６０°の範囲となる場合に、スキャン範囲４０の水平方向が１８０°に設定されるのは、鉛直方向に天頂を含む２７０°スキャンし、かつ水平方向に１８０°スキャンすれば、水平方向に全周スキャンするのと同じだけスキャンすることになり、１８０°以上のスキャンは無用であるからである。これは、スキャン範囲の設定は、スキャン時間の短縮を目的としてるからである。

設定されたスキャン範囲について、スキャンが完了すると、ステップＳ９に移行して、演算制御部３５は、スキャンを終了し、データ記憶部３９は、得られた点群データを記憶する。

３次元モデル作成
次に、本実施の形態に係る測量システム１を用いて、３次元モデルを作成する方法について、図６を参照して説明する。この動作は、上記スキャン動作の終了後に行われる。この作業は外部端末を用いて行ってもよい。

外部端末は、図示しないが、例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット等の端末であり、ＣＰＵ等の制御部、ハードディスクドライブ等の記憶部、液晶ディスプレイ等の表示部、キーボード、タッチディスプレイ等の入力部を備える。

まず、ステップＳ１０に移行して、ステップＳ１で取得した測定点のデータ、ステップＳ５で取得したスキャン範囲４０の設定、およびステップＳ８で取得した三次元点群データを、スキャナのデータ記憶部３９から、外部端末の記憶部に書き出す。

次に、ステップＳ１１に移行して、専用のアプリケーションソフトを用いて、三次元点群データのうち、スキャン範囲４０以外の部分をマスクする。

次に、ステップＳ１２に移行して、マスクした三次元点群データと、測定点の座標データとを統合し、次いで、ステップＳ１３に移行して、３次元モデルが作成される。

このようにして、三次元モデルの作成が完了する。

本実施の形態では、測定点のデータに基いて必要とされるスキャン範囲の設定を、自動的かつ的確に行うことができるので、通常難しいとされる、スキャン範囲の設定を簡易かつ好適に行うことができる。また、スキャン範囲の設定は、三次元モデルを作成するための、精密な測定点のデータを利用するため、スキャン範囲設定のために別途の作業を行う必要がない。この結果、スキャン範囲の設定から三次元モデルの作成の工程が簡易なものになる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る測量システム１０１の機械的構成は、第１の実施の形態に係る測量システム１と同一であるが、設定されるスキャン範囲が、第１の実施の形態において設定される測定点全てを含むエリアを拡大した拡大スキャン範囲を備える点で異なる。

スキャン範囲の設定
第２の実施の形態に係るスキャン範囲の設定方法について図を参照しながら説明する。図７は、図４と同じ４つの測定点に基いたスキャン範囲の設定を説明する模式図であり、図８は、本実施の形態に係る測量システム１０１を用いたスキャン動作のフローチャートである。

まず、操作部１６より、スキャン範囲の設定の開始が指令されると、ステップＳ１０１に移行して、ステップＳ１と同様に、測量機２は、測定点データを取得する。すなわち、ユーザは、手動で測量機２により測定点を測定する。

測定点の測定を終えると、ステップＳ１０２に移行して、演算制御部は、所要の測定点全ての測定が終了したかどうかをユーザに確認する表示を表示部に表示する。Ｎｏの場合、ステップＳ１０１に戻り、全ての測定点の測定が終了するまでこれを繰り返す。Ｙｅｓの場合、測定点の測定を終了し、測定点の座標および角度をスキャナ２２のデータ記憶部３９に記憶してステップＳ１０３に移行する。

ステップＳ１０３に移行すると、演算制御部１７は、ステップＳ３と同様に、水平方向に最も離れた２つの測定点９−１，９−４を抽出し、これらの水平夾角αを取得する。測定点および水平夾角αのデータはスキャナ２２のデータ記憶部３９に記憶される。なお、測定点が１点の場合には、水平夾角αは０とされる。

次にステップＳ１０４に移行すると、演算制御部１７は、ステップＳ４と同様に、鉛直方向に最も離れた２点９−２，９−３を抽出し、これらの鉛直夾角βを取得する。鉛直夾角βのデータは、スキャナ２２のデータ記憶部３９に記憶される。なお、測定点が１点の場合には、鉛直夾角βは０とされる。

次にステップＳ１０５に移行すると、演算制御部３５は、測定点を全て含むエリア４２から外側に向かって所定角度だけ広がるように拡大スキャン範囲４４を設定する。

具体的には、例えば、図７に示すように、拡大スキャン範囲４４の水平方向は、測定点を全て含むエリア４２の左端にある測定点９−１から水平方向左へ角度δｈ、エリア４２の右端にある測定点９−４から水平方向右へ角度δｈの範囲である。また、拡大スキャン範囲４４の鉛直方向は、測定点を全て含むエリア４２の上端にある測点点９−２から鉛直方向に角度δｖ、エリア４２の下端にある測定点９−３から鉛直方向に角度δｖの範囲である。拡大スキャン範囲４４の大きさは、上記のように角度で設定する他、測定点座標からの距離で設定することもできる。また、ユーザが任意に変更可能に設定することもできる。

次にステップＳ１０６に移行すると、演算制御部３５は、測定点データ、水平夾角α、鉛直夾角βおよび拡大スキャン範囲の設定４４に基いて、測定点を全て含むエリア４２と拡大スキャン範囲４４とを含むようにスキャン範囲４０を設定する。すなわち、スキャン範囲１４０の水平方向は、水平夾角αの左右両側にδｈだけ拡大した範囲、スキャン範囲１４０の鉛直方向は、鉛直夾角βの上下両側にδｖだけ拡大した範囲となる。スキャン範囲１４０の設定は、スキャナ２２のデータ記憶部３９に記憶される。

次に、ステップＳ１０７に移行すると、演算制御部３５は、設定したスキャン範囲１４０により、スキャンを開始するかどうかを、測量機２の表示部１５への表示によりユーザに確認する。Ｙｅｓの場合、スキャン範囲１４０が確定され、ステップＳ１０８に移行して、スキャンを開始する。Ｎｏの場合、ステップＳ１０９に移行してユーザは手動でスキャン範囲の設定を行い、これを確定して、ステップＳ１０８に移行して、スキャンを開始する。

設定されたスキャン範囲について、ステップＳ８と同様にしてスキャンが完了すると、ステップＳ１１０に移行して、演算制御部３５は、スキャンを終了し、得られた点群データを記憶部３６に記憶する。

測量現場では、測定したい測定点のみならず、その周辺の情報が必要となることも多い。本形態によれば、測定点を全て含むエリア４２の外側に拡大スキャン範囲４４を含めてスキャン範囲１４０を自動的に設定することができるので、スキャン範囲として、必要な領域を簡易かつ的確に設定することができる。

３次元モデルの作成
次に、本実施の形態に係る測量システム１０１を用いて、３次元モデルを作成する方法について、図９を参照して説明する。この動作は、上記スキャン動作の終了後に行われる。この作業は第１の実施の形態と同様に外部端末を用いて行ってもよい。

まず、ステップＳ１１１に移行して、ステップＳ１０１で取得した測定点のデータ、ステップＳ１０６で取得したスキャン範囲１４０の設定、およびステップＳ１０９で取得した三次元点群データを、スキャナ２２のデータ記憶部３９から、外部端末の記憶部に書き出す。

次に、ステップＳ１１２に移行して、専用のアプリケーションソフトを用いて、三次元点群データのうち、鉛直方向のスキャン範囲１４０以外の部分をマスクする。

ここで、三次元点群データのマスクをした後、マスクした三次元点群データを外部端末の表示部に再表示し、鉛直方向のスキャン範囲を、ユーザが任意に再設定できるようにしてもよい。

次に、ステップＳ１１３に移行して、マスクした三次元点群データと、測定点の座標データとを統合し、ステップＳ１１４に移行して、３次元モデルを作成される。

このようにして、３次元モデルの作成が完了する。

（第３の実施の形態）
図１０は本発明の第３の実施の形態に係る測量システム２０１に備えられたスキャナ２２２の構成ブロック図である。本形態の測量システム２０１は、第１および第２の測量システム１，１０１と同様に測量機２とスキャナ２２２とを備える。測量機２は、同一の構成であるため、図１０では測量機２が省略されている。スキャナ２２２は、スキャナ２２の構成に加えてカメラ５０を備えている。

カメラ５０は、例えばデジタルカメラであり、撮像素子としてＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等のイメージセンサを備えており、取得した画像データはデジタル信号として出力され、風景画像として取得可能である。

カメラ５０は、スキャナ２２２の演算処理部３５に接続されており、スキャナ２２２と測量機２の通信を介して、測量機２の演算制御部１７の指示により、駆動が制御されている。また、取得された画像データは、測量機２の記憶部２０に記憶され、表示部１５に表示される。

なお、本形態において、カメラ５０は、スキャナ２２２とは別体のカメラとして、測量システム２０１に備えられていてもよい。

スキャン範囲の設定
第３の実施の形態に係るスキャン範囲の設定方法について説明する。図１１は、本実施の形態に係る測量システム２０１を用いたスキャン動作のフローチャートである。

まず、操作部１６より、スキャンの開始が指令されると、ステップＳ２０１に移行して、カメラ５０は周辺の風景画像を取得し、記憶部２０に記憶する。

次にステップＳ２０２に移行すると、ステップＳ１と同様に、測量機２は、測定点データを取得する。

測定点の測定を終えると、ステップＳ２０３に移行して、演算制御部１７は、測定点全ての測定が終了したかどうかをユーザに確認する表示を表示部１５に行う。Ｎｏの場合、ステップＳ２０２に戻り、全ての測定点の測定が終了するまでこれを繰り返す。Ｙｅｓの場合、測定点の測定を終了し、測定点の座標および角度をスキャナ２２のデータ記憶部３９に記憶してステップＳ２０４に移行する。

ステップＳ２０４に移行すると、演算制御部１７は、ステップＳ３と同様に、水平方向に最も離れた２つの測定点を抽出し、これらの水平夾角αを取得する。測定点および水平夾角αのデータはスキャナ２２のデータ記憶部３９に記憶される。

次にステップＳ２０５に移行すると、演算制御部１７は、ステップＳ４と同様に、鉛直方向に最も離れた２点を抽出し、これらの鉛直夾角βを取得する。鉛直夾角βのデータは、スキャナ２２のデータ記憶部３９に記憶される。

次にステップＳ２０６に移行すると、ステップＳ５と同様に、スキャナ２２の演算制御部３５は、データ記憶部３９に記憶された、測定点の座標、水平夾角αおよび鉛直夾角βに基づいてスキャン範囲を設定する。

次に、ステップＳ２０７に移行すると、測量機２は、表示部１５に、ステップＳ２０１で取得した風景画像を表示し、ステップＳ２０２で取得した測定点のデータ、および、ステップＳ２０６で設定したスキャン範囲を画像に重畳して表示する。

次に、ステップＳ２０８に移行して、設定したスキャン範囲により、スキャンを開始するかどうかをユーザに確認する。Ｙｅｓの場合、スキャン範囲が確定され、ステップＳ２０９に移行して、スキャンを開始する。Ｎｏの場合、ステップＳ２１０に移行して、ユーザは手動でスキャン範囲の設定を行い、これを確定すると、ステップＳ２０９に移行して、スキャンを開始する。

設定されたスキャン範囲について、スキャンが完了すると、ステップＳ２１１に移行して、スキャンを終了し、データ記憶部３９は得られた点群データを記憶する。

本実施の形態に係る測量システム２０１においても、第１および第２の実施の形態と同様に３次元モデルを作成する。

このように、カメラ５０を用いて、周辺の風景画像を取得し、画像データに重畳して自動設定されたスキャン範囲４０を確認できるようにすれば、視覚的にスキャン範囲４０を確認することができるので便利である。この場合にも、スキャン範囲４０の設定自体は自動で行うので、必要な測定点を全て含むエリア４２を確実に指定することができる。

なお、測定点の数は、上記の例に限定されるものではない。図１２（ａ），（ｂ）は、第２の実施の形態に係る測量システムを用いて、測定点の数を変えてスキャン範囲１４０の設定を行った例であり、図１２(a)は２つの測定点９−５，９−６を、図１２（ｂ）は１つの測定点９−７を用いて設定した例である。このように、少なくとも１つの任意の数の測定点のデータを用いて、スキャン範囲４０，１４０の設定を行うことができ、２〜４であると好適である。

以上、本発明の好ましい実施の形態について述べたが、上記の実施例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。

１，１０１，２０１ 測量システム
２ 測量機
１５ 表示部
２２，２２２ スキャナ
３９ データ記憶部
５０ カメラ
９−１，９−２，９−３，９−４，・・・９−ｎ 測定点
４０，１４０ スキャン範囲
４４ 拡大スキャン範囲

Claims (5)

1. 測距光を用いて測定点を測距し、前記測定点の測角を行う測量機、および水平方向および鉛直方向の回転軸周りにスキャン光を走査し、三次元点群データを取得するスキャナを用いるスキャン範囲の設定方法であって、
   （Ａ）前記測量機が２以上の測定点を測距し、測角するステップと、
   （Ｂ）前記測定点の座標および角度を記憶するステップと、
   （Ｃ）前記スキャナが、前記２以上の測定点のうち、水平方向に最も遠い２点の間の水平夾角の範囲と、鉛直方向に最も遠い２点の間の鉛直夾角の範囲とで定義される、前記測定点を全て含む矩形のエリアを、スキャン範囲として設定するステップと、
   （Ｄ）前記スキャナが前記スキャン範囲をスキャンするステップとを
   備え、
   前記スキャナおよび前記測量機の座標系は一致しており、
   前記測定点の座標は、前記スキャナが取得した前記三次元点群データと統合して、三次元モデルを作成するために用いられるものであることを特徴とするスキャン範囲設定方法。
2. 前記スキャン範囲が、前記水平方向および前記鉛直方向に、所定角度拡大された拡大スキャン範囲を備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ステップ（Ｃ）の後に、カメラを用いて取得した風景画像に重畳して、前記スキャン範囲を表示するステップを備えることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 測距光を用いて２以上の測定点を測距し、前記測定点の測角を行う測量機と、
   水平方向および鉛直方向の回転軸周りにスキャン光を走査し、三次元点群データを取得するスキャナとを備え、
   前記スキャナは、前記測定点の座標及び角度を記憶するデータ記憶部を備え、記憶された前記測定点の座標および角度に基いて、前記２以上の測定点のうち、水平方向に最も遠い２点の間の水平夾角の範囲と、鉛直方向に最も遠い２点の間の鉛直夾角の範囲とで定義される、前記測定点を全て含む矩形のエリアを、スキャン範囲として設定し、前記測定点の座標は、前記スキャナが取得した前記三次元点群データと統合して、三次元モデルを作成するために用いられることを特徴とする測量システム。
5. 前記測定点を含む風景画像を撮影するカメラを備え、
   前記測量機が、前記測定点の座標および前記風景画像を表示する表示部を備え、
   前記表示部が、前記風景画像に重畳して、前記スキャン範囲を表示することを特徴とする請求項４に記載の測量システム。
   

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