JP7297636B2 - Scanner device and surveying method using the same - Google Patents

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Description

本発明は、スキャナ装置およびこれを用いた測量方法に関し、より詳細には、電子レベル用標尺を用いて測量を行うスキャナ装置およびこれを用いた測量方法に関する。 The present invention relates to a scanner device and a surveying method using the same, and more particularly to a scanner device for surveying using an electronic level staff and a surveying method using the same.

従来、測定対象物三次元データを取得する測定装置としてスキャナ装置が知られている（特許文献１）。該スキャナ装置は、測距光を測定対象物あるいは測定範囲に走査して、その反射光を受光して、測定対象物あるいは測定範囲の三次元点群データを取得する。 Conventionally, a scanner device is known as a measuring device that acquires three-dimensional data of an object to be measured (Patent Document 1). The scanner device scans a measuring object or measuring range with distance measuring light, receives the reflected light, and obtains three-dimensional point cloud data of the measuring object or measuring range.

三次元点群データの取得のために、測定対象物あるいは所望の測定範囲に応じて、複数地点から点群データを取得する場合がある。複数地点から取得した点群データは、その後同一座標系のデータとなるように、合体させる必要がある。このために、器械点（スキャナ装置の設置点）の座標値、器械高（地面からスキャナ装置の基準点までの高さ）およびスキャナ装置の方向角を求める必要がある。 In order to obtain three-dimensional point cloud data, point cloud data may be obtained from a plurality of points according to the measurement target or desired measurement range. The point cloud data obtained from multiple points must be merged so that they are in the same coordinate system. For this purpose, it is necessary to obtain the coordinate values of the instrument point (installation point of the scanner device), the instrument height (the height from the ground to the reference point of the scanner device), and the azimuth angle of the scanner device.

特許第５０７３２５６号公報Japanese Patent No. 5073256

特許文献１のスキャナ装置を用いる場合、後視点や器械点にプリズム等の反射ターゲットを整準台付きの三脚に設置して、反射ターゲットの測距および測角を行う。この場合、反射ターゲットを設置するたびに、整準を行い、反射ターゲットの高さを手作業で測定する必要があり、作業が煩雑であるという問題があった。 When using the scanner device of Patent Document 1, a reflective target such as a prism is installed on a tripod with a leveling table at a backsight point or an instrument point, and distance measurement and angle measurement of the reflective target are performed. In this case, each time the reflective target is installed, it is necessary to level the reflective target and manually measure the height of the reflective target, which causes a problem of cumbersome work.

また、器械高も作業者が手作業で測定するため、この点でも作業が煩雑であるという問題があった。 In addition, since the operator manually measures the instrument height, the work is complicated in this respect as well.

本発明は、係る事情を鑑みてなされたものであり、作業者の手作業による高さの測定を必要とせずに、スキャナを用いて器械点座標を測量する技術を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a technique for surveying instrument point coordinates using a scanner without requiring manual height measurement by an operator. .

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係るスキャナ装置は、測距光を測定対象物に照射し、該測定対象物からの反射光を受光して測距を行う測距部、前記測距光を鉛直回転走査する走査部、該走査部を水平回転する水平回転ユニット、前記測距光の照射方向を検出する水平角検出器および鉛直角検出器、および制御演算部を備えるスキャナ装置において、鉛直に設置された電子レベル用標尺を視準して、該標尺が示す高さを測定する標尺高さ測定手段と、前記標尺までの距離を測定する標尺距離測定手段と、前記スキャナ装置の器械高を測定する器械高測定手段とを備え、前記標尺高さ測定手段の視準方向と、前記測距光の照射方向との関係が既知である。 In order to achieve the above object, a scanner device according to a first aspect of the present invention is a rangefinder that irradiates an object to be measured with distance measuring light and receives reflected light from the object to measure the distance. a scanning unit that vertically rotates and scans the distance measuring light; a horizontal rotation unit that horizontally rotates the scanning unit; a horizontal angle detector and a vertical angle detector that detect the direction of irradiation of the distance measuring light; a staff height measuring means for collimating a vertically installed electronic level staff and measuring a height indicated by the staff; a staff distance measuring means for measuring a distance to the staff; An instrument height measuring means for measuring an instrument height of the scanner device is provided, and the relationship between the sighting direction of the staff height measuring means and the irradiation direction of the distance measuring light is known.

上記態様において、前記標尺高さ測定手段と、前記標尺距離測定手段とは、望遠鏡に格納された光学系と、望遠鏡で視準した標尺の画像データを取得するラインセンサとを備える電子レベルユニットとして構成され、前記電子レベルユニットの視準方向と、前記スキャナ装置の基準方向との水平方向の関係は既知とされており、前記制御演算部は、前記画像データに基づいて標尺の示す高さおよび標尺までの距離を算出することも好ましい。 In the above aspect, the staff height measuring means and the staff distance measuring means are an electronic level unit comprising an optical system housed in a telescope and a line sensor for acquiring image data of the staff collimated by the telescope. The horizontal relationship between the collimation direction of the electronic level unit and the reference direction of the scanner device is known, and the control operation unit determines the height and height indicated by the staff on the basis of the image data. It is also preferable to calculate the distance to the staff.

また、上記態様において、前記標尺高さ測定手段と、前記標尺距離測定手段とは光学系と、光学系を介して視準した標尺の画像データを取得する２次元の撮像素子を備えるカメラとして構成され、前記カメラの視準方向と、前記スキャナ装置の基準方向との水平方向の関係は既知とされており、前記制御演算部は、取得した画像データに基づいて標尺の示す高さおよび標尺までの距離を算出することも好ましい。 In the above aspect, the staff height measuring means and the staff distance measuring means are configured as a camera including an optical system and a two-dimensional imaging device for acquiring image data of the staff collimated via the optical system. The horizontal relationship between the sighting direction of the camera and the reference direction of the scanner device is known. It is also preferable to calculate the distance of

また、上記態様において、前記標尺高さ測定手段と、前記標尺距離測定手段とは、前記スキャナ装置により構成され、前記制御演算部は、前記測距光を前記標尺の周囲を走査した反射光の受光光量の分布に基づいて標尺の示す高さおよび標尺までの距離を算出することも好ましい。 Further, in the above aspect, the staff height measuring means and the staff distance measuring means are constituted by the scanner device, and the control calculation section measures the reflected light obtained by scanning the circumference of the staff with the distance measuring light. It is also preferable to calculate the height indicated by the staff and the distance to the staff based on the distribution of the amount of received light.

また、上記態様において、前記器械高測定手段は、ＥＤＭであることも好ましい。 Moreover, in the above aspect, it is also preferable that the instrument height measuring means is an EDM.

また、本発明の別の態様に係る測量方法は、上記態様に係るスキャナ装置を用いる測量方法であって、（ａ）前記器械高測定手段が、座標既知の器械点における前記スキャナ装置の器械高を測定するステップと、（ｂ）前記標尺高さ測定手段が、３次元座標が既知の後視点に、鉛直に設置された標尺を視準して、前記標尺の高さを測定するステップと、（ｃ）前記水平角検出器が、ステップ（ｂ）における、前記標尺を視準する前記標尺高さ測定手段の視準方向の水平角を検出するステップと、（ｄ）前記制御演算部が、前記後視点の座標、前記器械点の座標および前記水平角に基づいて、前記器械点の方向角を算出するステップとを備え、前記器械点の座標が、平面座標のみ既知の場合は、さらに、（ｅ）前記制御演算部が、前記後視点の座標、前記標尺高さおよび前記器械高に基づいて、前記器械点の座標を算出するステップを備え、前記器械点の座標が、３次元座標既知の場合は、ステップ（ｅ）を備えない。 A surveying method according to another aspect of the present invention is a surveying method using the scanner device according to the above aspect, wherein: (a) the instrument height measuring means measures the instrument height of the scanner device at an instrument point whose coordinates are known; (b) the staff height measuring means measures the height of the staff by collimating a staff vertically installed at a backsight point whose three-dimensional coordinates are known; (c) the horizontal angle detector detecting the horizontal angle of the sighting direction of the staff height measuring means collimating the staff in step (b); calculating the direction angle of the instrument point based on the coordinates of the backsight point, the coordinates of the instrument point, and the horizontal angle; (e) The control calculation unit includes a step of calculating the coordinates of the instrument point based on the coordinates of the backsight point, the height of the staff and the height of the instrument, and the coordinates of the instrument point are known three-dimensional coordinates. does not comprise step (e).

また本発明の別の態様に係る測量方法は、上記態様に係るスキャナ装置を用いる測量方法であって、（ｆ）前記器械高測定手段が、座標未知の器械点における前記スキャナ装置の器械高を測定するステップと、（ｇ）前記標尺高さ測定手段が、３次元座標既知の、２以上の後視点に鉛直に設置された標尺を視準して、それぞれの標尺高さを測定するステップと、（ｈ）前記標尺距離測定手段が、前記２以上の後視点の標尺までの距離を測定するステップと、（ｉ）前記水平角検出器が、前記２以上の後視点について、ステップ（ｇ）における、前記標尺を視準する前記標尺高さ測定手段の視準方向の水平角を検出するステップと、（ｊ）前記制御演算部が、前記２以上の後視点の座標、ならびに前記２以上の後視点についての前記器械高、前記標尺高さ、前記標尺までの距離、および前記水平角の値に基づいて、前記器械点の座標を算出するステップと、（ｋ）前記制御演算部が、前記２以上の後視点の座標および前記２以上の後視点についての前記水平角に基づいて、前記器械点の方向角を算出するステップとを備える。 A surveying method according to another aspect of the present invention is a surveying method using the scanner device according to the above aspect, wherein (f) the instrument height measuring means measures the instrument height of the scanner device at an instrument point whose coordinates are unknown. (g) the staff height measuring means collimates staffs vertically installed at two or more backsight points with known three-dimensional coordinates, and measures the height of each staff; (h) said staff distance measuring means measuring the distance to staffs of said two or more backsight points; (j) the control and calculation unit determines the coordinates of the two or more backsight points and the two or more coordinates of the two or more backsight points; (k) calculating the coordinates of the instrument point based on the values of the instrument height, the staff height, the distance to the staff, and the horizontal angle with respect to the backsight; calculating a direction angle of the instrument point based on the coordinates of two or more backsight points and the horizontal angles for the two or more backsight points.

上記２つの態様に係る測量方法において、（l）前記標尺高さ測定手段が、座標未知の新点に鉛直に設置された標尺を視準して、標尺高さを測定するステップと、（ｍ）前記標尺距離測定手段が、前記新点に設置された前記標尺までの距離を測定するステップと、（ｎ）前記水平角検出器が、前記新点について、ステップ（l）における、前記標尺を視準する前記標尺高さ測定手段の視準方向の水平角を検出するステップと、（ｏ）前記制御演算部が、前記器械点の座標、並びに、前記新点についての、前記標尺高さ、前記標尺までの距離、及び前記水平角に基づいて前記新点の座標を算出するステップと、をさらに備えることも好ましい。 In the surveying method according to the above two aspects, (l) the staff height measuring means collimates a staff vertically installed at a new point of unknown coordinates to measure the height of the staff; a) the staff distance measuring means measures the distance to the staff installed at the new point; a step of detecting a horizontal angle in a collimation direction of the collimating staff height measuring means; and calculating the coordinates of the new point based on the distance to the staff and the horizontal angle.

なお、本明細書において、標尺高さ（または標尺の高さ）とは、標尺の視準位置の示す高さであり、標尺高さ測定手段による読取り高さを意味する。 In this specification, the staff height (or the height of the staff) is the height indicated by the sighting position of the staff, and means the height read by the staff height measuring means.

上記態様によれば、作業者の手作業による高さの測定を必要とせずに、スキャナを用いて器械点座標を測定することが可能となる。 According to the above aspect, it is possible to measure instrument point coordinates using a scanner without requiring manual height measurement by an operator.

本発明の第１の実施の形態に係るスキャナ装置の外観構成を示す図である。1 is a diagram showing an external configuration of a scanner device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 同形態に係るスキャナ装置の構成ブロック図である。2 is a configuration block diagram of a scanner device according to the same embodiment; FIG. 同形態に係るスキャナ装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the scanner device according to the same embodiment. 同形態に係るスキャナ装置を用いた測量方法のフローチャートである。It is a flow chart of the surveying method using the scanner device according to the same embodiment. 上記測量方法の測定の様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of the measurement of the said survey method. 同形態に係るスキャナ装置を用いた別の測量方法のフローチャートである。FIG. 11 is a flow chart of another surveying method using the scanner device according to the same embodiment; FIG. 上記測量方法の測定の様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of the measurement of the said survey method. 上記測量方法の測定の様子を説明する図である。It is a figure explaining the mode of the measurement of the said survey method. 本発明の第２の実施の形態に係るスキャナ装置の構成ブロック図であるFIG. 9 is a configuration block diagram of a scanner device according to a second embodiment of the present invention; 本発明の第３の実施の形態に係るスキャナ装置の構成ブロック図である。FIG. 11 is a configuration block diagram of a scanner device according to a third embodiment of the present invention; 本発明の第４の実施の形態に係るスキャナ装置の構成ブロック図である。FIG. 11 is a configuration block diagram of a scanner device according to a fourth embodiment of the present invention;

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、同一の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. Moreover, in each embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted as appropriate.

（概要）
本発明に係る実施の形態は、三次元点群データを取得するためのスキャナ装置であって、電子レベル用標尺が示す高さを取得する標尺高さ測定手段と、前記標尺までの距離を取得する標尺距離測定手段と、スキャナ装置の器械高を測定する器械高測定手段とを備えるスキャナ装置として構成されている。 (overview)
An embodiment according to the present invention is a scanner device for acquiring three-dimensional point cloud data, comprising a staff height measuring means for acquiring a height indicated by an electronic level staff and a distance to the staff. It is configured as a scanner device comprising staff distance measuring means for measuring the height of the scanner device and instrument height measuring means for measuring the instrument height of the scanner device.

（実施の形態に係るスキャナ装置を用いた測量方法に用いる標尺）
まず、以下の実施の形態において、共通に用いる標尺ＬＳについて説明する。標尺ＬＳは、図１に示すように、所謂電子レベル用のバーコード標尺である。標尺ＬＳは、アルミニウム製やカーボンファイバー製の真直な基体に、縦方向に所定の間隔で配置され、標尺の下端部からの長さ（高さ）を示すバーコードパターン２が印刷や刻印等により表示されている。また、標尺ＬＳは、円形水準器等の水準器３を備え、標尺スタンド４等により、鉛直に自立するように設置される。 (Stage used for surveying method using scanner device according to embodiment)
First, a staff LS that is commonly used in the following embodiments will be described. The staff LS, as shown in FIG. 1, is a so-called barcode staff for an electronic level. The staff LS is arranged on a straight base made of aluminum or carbon fiber at predetermined intervals in the vertical direction, and a bar code pattern 2 indicating the length (height) from the lower end of the staff is printed or stamped. is displayed. The staff LS is provided with a level 3 such as a circular level, and is installed by a staff stand 4 or the like so as to be vertically self-supporting.

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るスキャナ装置Ｓの測定状態を示す外観概略図であり、図２は、スキャナ装置Ｓの構成ブロック図である。 (First embodiment)
FIG. 1 is a schematic external view showing a measurement state of the scanner device S according to the first embodiment, and FIG. 2 is a configuration block diagram of the scanner device S. As shown in FIG.

（スキャナ装置の構成）
スキャナ装置Ｓは、外観上、設置点に三脚５を用いて取り付けられた整準ユニット６、整準ユニット６に設けられた水平回転ユニット７、水平回転ユニット７に設けられた電子レベル筐体８、および電子レベル筐体８の上部に設けられたスキャナ筐体９を備える。整準ユニット６は、整準ネジおよび気泡管を備える所謂整準装置である。スキャナ筐体９は、中央に、前後方向および上方に開口する開口部が設けられており、開口部に、投光部９ａを備える。すなわち、スキャナ装置Ｓは、所謂電子レベルに所謂レーザスキャナが組付け一体化された構成となっている。 (Structure of scanner device)
In appearance, the scanner device S consists of a leveling unit 6 attached to an installation point using a tripod 5, a horizontal rotation unit 7 provided in the leveling unit 6, and an electronic level housing 8 provided in the horizontal rotation unit 7. , and a scanner housing 9 provided on top of the electronic level housing 8 . The leveling unit 6 is a so-called leveling device with a leveling screw and a vial. The scanner housing 9 has an opening in the center that opens in the front-rear direction and upward, and the opening includes a light projection part 9a. That is, the scanner device S has a configuration in which a so-called laser scanner is integrated with a so-called electronic level.

スキャナ装置Ｓは、後述する水平回転駆動部１２により、水平回転ユニット７が鉛直に延びる軸Ｈ－Ｈ周りに３６０°回転するように構成されている。また、スキャナ装置Ｓは、後述する鉛直回転駆動部３２により、投光部９ａが軸Ｈ－Ｈと直交する軸Ｖ－Ｖ周りに３６０°回転するように構成されている。スキャナ筐体９は、投光部９ａが、後述する電子レベルユニット２０の視準光軸Ｏと直交して回転するように、電子レベル筐体８に取り付けられている。 The scanner device S is configured such that the horizontal rotation unit 7 is rotated 360° around the vertically extending axis HH by the horizontal rotation driving section 12, which will be described later. Further, the scanner device S is configured such that the light projecting portion 9a is rotated 360° around the axis VV perpendicular to the axis HH by a vertical rotation driving portion 32, which will be described later. The scanner housing 9 is attached to the electronic level housing 8 so that the light projecting portion 9a rotates perpendicularly to the collimation optical axis O of the electronic level unit 20, which will be described later.

スキャナ筐体９と電子レベル筐体８との配置は、電子レベルユニット２０とスキャナユニット３０の器械中心が水平方向で一致し、鉛直方向で既知とされている。また電子レベルユニット２０の視準方向と、スキャナユニットの基準方向の関係は、予め既知とされている。 The arrangement of the scanner housing 9 and the electronic level housing 8 is such that the instrument centers of the electronic level unit 20 and the scanner unit 30 coincide in the horizontal direction and are known in the vertical direction. Also, the relation between the collimation direction of the electronic level unit 20 and the reference direction of the scanner unit is known in advance.

特に限定されるわけではないが、図示のように、投光部９ａが、電子レベルユニット２０の視準光軸Ｏと直交して回転するように、電子レベル筐体８に取り付けられていると、電子レベル筐体８の短手方向に、鉛直スキャンすることになるので、電子レベル筐体８自体がスキャンデータに映り込むケラレが少なくなり有利である。ここで、スキャナ装置Ｓの基準方向とは、スキャナ装置Ｓの座標系の方向角が０となる方向である。 Although not particularly limited, it is assumed that the light projecting part 9a is attached to the electronic level housing 8 so as to rotate perpendicularly to the collimation optical axis O of the electronic level unit 20 as shown in the drawing. Since the electronic level housing 8 is vertically scanned in the lateral direction, eclipse caused by the electronic level housing 8 itself being reflected in the scan data is reduced, which is advantageous. Here, the reference direction of the scanner device S is a direction in which the direction angle of the coordinate system of the scanner device S is zero.

図２は、スキャナ装置Ｓの構成を示すブロック図である。スキャナ装置Ｓは、整準部１１、水平回転駆動部１２、水平角検出器１３、記憶部１４、データ記憶部１５、表示部１６、操作部１７、電子レベルユニット２０、スキャナユニット３０、および制御演算部４０を備える。スキャナユニット３０は、器械高測定手段として機能する。また、電子レベルユニット２０は、標尺高さ測定手段および標尺距離測定手段として機能する。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the scanner device S. As shown in FIG. The scanner device S includes a leveling unit 11, a horizontal rotation driving unit 12, a horizontal angle detector 13, a storage unit 14, a data storage unit 15, a display unit 16, an operation unit 17, an electronic level unit 20, a scanner unit 30, and a control unit. A computing unit 40 is provided. The scanner unit 30 functions as instrument height measuring means. The electronic level unit 20 also functions as staff height measuring means and staff distance measuring means.

整準部１１は、整準ユニット６に格納されており、整準機構（図示せず）および傾斜センサ（図示せず）を有する。整準機構は該傾斜センサの検出結果に基づいて、自動的に整準ユニット６を水平に整準する。整準部１１は必須ではなく、整準部１１を備えず、整準ユニット６が手動により整準するように構成されていてもよい。 The leveling section 11 is housed in the leveling unit 6 and has a leveling mechanism (not shown) and an inclination sensor (not shown). The leveling mechanism automatically levels the leveling unit 6 horizontally based on the detection result of the tilt sensor. The leveling section 11 is not essential, and the leveling section 11 may not be provided and the leveling unit 6 may be manually leveled.

水平回転駆動部１２は、モータである。また、制御演算部４０に制御されて、水平回転ユニット７を軸Ｈ－Ｈ周りに回転駆動する。 The horizontal rotation driving section 12 is a motor. Also, under the control of the control calculation section 40, the horizontal rotation unit 7 is rotationally driven around the axis HH.

水平角検出器１３は、ロータリエンコーダである。水平角検出器１３は、水平回転ユニット７の回転軸に対して設けられ、水平回転ユニット７の水平方向の回転角を検出する。 The horizontal angle detector 13 is a rotary encoder. The horizontal angle detector 13 is provided with respect to the rotation shaft of the horizontal rotation unit 7 and detects the rotation angle of the horizontal rotation unit 7 in the horizontal direction.

記憶部１４は、例えば、ハードディスクドライブである。記憶部１４には、後述する制御および演算を実行するためのプログラムおよびデータが格納されている。 The storage unit 14 is, for example, a hard disk drive. The storage unit 14 stores programs and data for executing control and calculation, which will be described later.

データ記憶部１５は、例えばＳＤカードであり、スキャナ装置Ｓで取得される種々の測定データおよび演算により算出されるデータを記憶する。 The data storage unit 15 is, for example, an SD card, and stores various measurement data acquired by the scanner device S and data calculated by calculation.

表示部１６と操作部１７は、スキャナ装置Ｓのユーザインターフェースである。図示の例では、電子レベル筐体８の外面に設けられている。表示部１６は、液晶ディスプレイ等である。操作部１７は、キーボタン等である。表示部１６および操作部１７は、作業者がこれらを介してスキャナ装置Ｓの動作に関する指令および設定、測定結果の確認、装置の調整が行えるように構成されている。 The display unit 16 and the operation unit 17 are user interfaces of the scanner device S. FIG. In the illustrated example, it is provided on the outer surface of the electronic level housing 8 . The display unit 16 is a liquid crystal display or the like. The operation unit 17 is a key button or the like. The display unit 16 and the operation unit 17 are configured so that the operator can issue commands and settings regarding the operation of the scanner device S, check measurement results, and adjust the device through these.

電子レベルユニット２０は、鏡筒８ａ（図３）内に配置された、対物レンズ、合焦レンズ、コンペンセータ、ビームスプリッタ、焦点板、接眼レンズ等を備える視準光学系２１と、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のラインセンサ２２とから概略構成される望遠鏡として構成されている。電子レベルユニット２０は、電子レベル筐体８に格納されている。 The electronic level unit 20 includes a collimating optical system 21 including an objective lens, a focusing lens, a compensator, a beam splitter, a focusing screen, an eyepiece, etc., and a CCD, CMOS, etc. line sensor 22 and a telescope. The electronic level unit 20 is housed in the electronic level housing 8 .

ラインセンサ２２には、視準した風景の像が、視準光学系２１を介して結像されるようになっている。ラインセンサ２２は、受光した標尺ＬＳの画像を電気信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換して制御演算部４０へ出力する。上記の電子レベルユニット２０の構成は、一例であり、例えば特開２０１８－３４７２６号公報等に開示された公知の電子レベルの構成を適用してもよい。 A collimated image of the scenery is formed on the line sensor 22 via the collimating optical system 21 . The line sensor 22 converts the received image of the staff LS into an electric signal, converts it into a digital signal with an A/D converter, and outputs the digital signal to the control calculation unit 40 . The configuration of the electronic level unit 20 described above is an example, and the configuration of a known electronic level disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-34726 may be applied.

スキャナユニット３０は、鉛直角検出器３１、鉛直回転駆動部３２、走査部として機能する回動ミラー３３および測距部３４で概略構成されている。また、スキャナユニット３０はスキャナ筐体に格納されている。 The scanner unit 30 is roughly composed of a vertical angle detector 31 , a vertical rotation driving section 32 , a rotating mirror 33 functioning as a scanning section, and a distance measuring section 34 . Further, the scanner unit 30 is housed in a scanner housing.

鉛直角検出器３１はロータリエンコーダであり、回動ミラー３３の鉛直回転角を検出する。 The vertical angle detector 31 is a rotary encoder and detects the vertical rotation angle of the rotating mirror 33 .

鉛直回転駆動部３２は、モータであり、回動ミラー３３を、軸Ｖ－Ｖ周りに回動する。 The vertical rotation driving unit 32 is a motor, and rotates the rotating mirror 33 around the axis VV.

回動ミラー３３は、例えば両面ミラーであり、投光部９ａの鉛直回転軸９ｂ（図３）内に設けられており、投光部９ａと一体に、鉛直回転駆動部３２により、軸Ｖ－Ｖ周りに鉛直に回転する。また、回動ミラー３３は、投光部９ａ内の、水平回転ユニット７の回転軸上に配置されており、スキャナユニット３０と、電子レベルユニット２０の筐体は一体に水平回転する。 The rotating mirror 33 is, for example, a double-sided mirror, and is provided within the vertical rotation axis 9b (FIG. 3) of the light projecting section 9a. Rotate vertically around V. Also, the rotating mirror 33 is arranged on the rotating shaft of the horizontal rotating unit 7 in the light projecting section 9a, and the casings of the scanner unit 30 and the electronic level unit 20 horizontally rotate integrally.

測距部３４は、図示しないが、測距光送光部、測距光受光部、ビームスプリッタ、および集光レンズ等を備える測距光送受光光学系を備える。測距光送光部は、半導体レーザ等の発光素子を備え、スキャン光として、例えば赤外パルスレーザ光を出射する。測距光受光部は、例えばフォトダイオード等の受光素子で構成されている。 The distance measurement unit 34 includes a distance measurement light transmission/reception optical system including a distance measurement light transmission unit, a distance measurement light reception unit, a beam splitter, a condenser lens, and the like, although not shown. The distance measuring light transmitting unit includes a light emitting element such as a semiconductor laser, and emits, for example, infrared pulse laser light as scanning light. The distance measuring light receiving section is composed of a light receiving element such as a photodiode.

測距光送光部から出射された測距光Ｌａは、測距光送受光光学系を介して回動ミラー３３に反射されて測定対象物に照射される。測定対象物によって再帰反射された反射測距光Ｌｂは、回動ミラー３３および測距光走受光光学系を介して測距光受光部に入射する。 The distance measuring light La emitted from the distance measuring light transmitting unit is reflected by the rotary mirror 33 via the distance measuring light transmitting/receiving optical system, and is irradiated to the object to be measured. The reflected distance measuring light Lb retroreflected by the object to be measured enters the distance measuring light receiving section via the rotary mirror 33 and the distance measuring light scanning and receiving optical system.

回動ミラー３３の回転によって、測距光が、鉛直方向に走査されて測定対象物（範囲）に照射される。また、水平回転ユニット７の回転によって、測距光が水平方向に走査されることにより、測距光が鉛直方向および水平方向の全周に亘り走査される。 The rotation of the rotating mirror 33 causes the distance measuring light to scan in the vertical direction and irradiate the object (range) to be measured. Further, the rotation of the horizontal rotation unit 7 scans the distance measuring light in the horizontal direction, thereby scanning the entire circumference of the distance measuring light in the vertical and horizontal directions.

また、測距光受光部は、入射した受光信号を制御演算部４０に出力するように構成されている。測距光受光部には、ビームスプリッタにより分割された測距光の一部が内部参照光として入射するようになっており、反射測距光および内部参照光の受光信号に基づいて測距光の照射点までの距離が求められるようになっている。 Further, the distance measuring light receiving section is configured to output an incident light receiving signal to the control calculation section 40 . A part of the distance measuring light split by the beam splitter enters the distance measuring light receiving section as the internal reference light. The distance to the irradiation point of is calculated.

なお、上記スキャナユニット３０の構成は一例であり、例えば、特開２０１４－１７８２７４号公報等に開示されているような公知のものを適用することもできる。 Note that the configuration of the scanner unit 30 is an example, and a known configuration such as that disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-178274, for example, can also be applied.

また、スキャナユニット３０は、測距光Ｌａを鉛直方向の地面に照射し、地面までの距離を測定することで、スキャナ装置Ｓの器械高を取得可能になっている。図３は、投光部９ａが鉛直方向の地面を視準した状態のスキャナ装置Ｓの、軸Ｖ－Ｖに直交する方向の縦断面図である。また、理解の容易のために断面のハッチング、内部の構成部材および三脚５は適宜省略している。 Further, the scanner unit 30 can obtain the instrument height of the scanner device S by irradiating the ground in the vertical direction with the distance measuring light La and measuring the distance to the ground. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the scanner device S in a state in which the light projecting portion 9a collimates the ground in the vertical direction, taken in a direction perpendicular to the axis VV. Also, for ease of understanding, hatching of the cross section, internal structural members and the tripod 5 are omitted as appropriate.

電子レベル筐体８の上面および下面には、投光部９ａが鉛直下向きを向いたときに対向する位置、すなわちスキャナ装置Ｓの水平方向の中央位置に、円形の開口８ｂがそれぞれ設けられている。円形の開口８ｂは、透明樹脂板８ｃで閉塞されている。また、電子レベル筐体８の内部には電子レベルユニット２０の鏡筒８ａが配置されており、鏡筒８ａの周囲に、４つの偏向ミラー３５が配置されている。 Circular openings 8b are provided on the upper and lower surfaces of the electronic level housing 8 at positions facing the light projecting unit 9a when facing vertically downward, that is, at the center position in the horizontal direction of the scanner device S. . The circular opening 8b is closed with a transparent resin plate 8c. A lens barrel 8a of the electronic level unit 20 is arranged inside the electronic level housing 8, and four deflection mirrors 35 are arranged around the lens barrel 8a.

水平回転ユニット７、整準ユニット６および三脚５の台座５ａには、それぞれスキャナ装置Ｓの水平方向の中央位置に、円形の貫通孔５ｂ，６ａ，６ｂ，７ａが設けられている。 Circular through-holes 5b, 6a, 6b, and 7a are provided in the horizontal center position of the scanner device S in the horizontal rotation unit 7, the leveling unit 6, and the pedestal 5a of the tripod 5, respectively.

そして、投光部９ａが鉛直方向の地面を視準した状態で、測距部３４から測距光Ｌａが発されると、回動ミラー３３で反射した光が、投光部の透明カバー９ｃおよび上側の透明樹脂板８ｃを介して、電子レベル筐体８に入射する。入射した光は、４つの偏向ミラー３５で順次反射されて、鏡筒８ａを避けるように鉛直下向きに導かれる。さらに、下側の透明樹脂板８ｃ、貫通孔７ａ，６ｂ，６ａ，５ｂを通過して、地面に照射される。 When the distance measuring light La is emitted from the distance measuring unit 34 while the light projecting unit 9a collimates the ground in the vertical direction, the light reflected by the rotating mirror 33 is reflected by the transparent cover 9c of the light projecting unit. and enters the electronic level housing 8 via the upper transparent resin plate 8c. The incident light is sequentially reflected by the four deflection mirrors 35 and guided vertically downward so as to avoid the lens barrel 8a. Further, the light passes through the lower transparent resin plate 8c and the through holes 7a, 6b, 6a, 5b and is irradiated onto the ground.

一方、地面により反射された反射測距光Ｌｂは、同じ光路を逆向きに進行して、回動ミラー３３に入射する。これにより、スキャナユニット３０は、スキャナ装置Ｓの器械高を測定可能となっている。 On the other hand, the reflected distance measuring light Lb reflected by the ground travels in the opposite direction along the same optical path and is incident on the rotary mirror 33 . Thereby, the scanner unit 30 can measure the instrument height of the scanner device S. FIG.

制御演算部４０は、演算処理を行うＣＰＵと、画像メモリと、補助記憶部としてのＲＯＭ（Ｒｅａｄ・Ｏｎｌｙ・Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ・Ａｃｃｅｓｓ・Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えるマイクロコンピュータである。制御演算部４０は、制御部５０と、データ処理部６０とを備える。 The control calculation unit 40 is a microcomputer including a CPU for performing calculation processing, an image memory, and ROM (Read Only Memory) and RAM (Random Access Memory) as an auxiliary storage unit. The control calculation unit 40 includes a control unit 50 and a data processing unit 60 .

制御演算部４０は、各構成部と電気的に接続されており、各部を制御し、各部により取得されるデータを演算処理する。また、制御部５０およびデータ処理部６０の各機能は、プログラムによって実行可能に構成されていてもよく、回路により実行可能に構成されていてもよい、また、これらを組み合わせて実行可能に構成されていても良い。 The control calculation unit 40 is electrically connected to each component, controls each component, and performs calculation processing on data acquired by each component. Each function of the control unit 50 and the data processing unit 60 may be configured to be executable by a program, may be configured to be executable by a circuit, or may be configured to be executable by combining them. It's okay to be there.

制御部５０は、レベル制御部５１と、スキャナ制御部５２とを備える。
レベル制御部５１は、電子レベルユニット２０を制御して、電子レベルユニット２０が視準する標尺ＬＳの画像を取得する。具体的には、操作部１７の撮像スイッチがＯＮにされると、ラインセンサ２２に蓄積されている画素データを逐次読み出して画像メモリに記憶する。 The controller 50 includes a level controller 51 and a scanner controller 52 .
The level control section 51 controls the electronic level unit 20 to obtain an image of the staff LS collimated by the electronic level unit 20 . Specifically, when the imaging switch of the operation unit 17 is turned on, the pixel data accumulated in the line sensor 22 are sequentially read out and stored in the image memory.

スキャナ制御部５２は、スキャナユニット３０および水平回転駆動部１２を制御して、測距光を鉛直方向および水平方向の全周（フルドームスキャン）あるいは予め定められた範囲で走査して、各点における測距光の照射点の距離を測定する。また、水平角検出器１３および鉛直角検出器３１から、各照射点における測距光の照射方向の水平角および鉛直角を取得する。 The scanner control section 52 controls the scanner unit 30 and the horizontal rotation drive section 12 to scan the distance measuring light in the vertical and horizontal directions (full dome scan) or in a predetermined range to scan each point. Measure the distance of the irradiation point of the ranging light. Further, from the horizontal angle detector 13 and the vertical angle detector 31, the horizontal angle and vertical angle of the irradiation direction of the ranging light at each irradiation point are acquired.

また、スキャナ制御部５２は、スキャナユニット３０を制御して、測距光を鉛直方向の地面に照射して、スキャナの座標中心から、鉛直方向の地面までの距離を測定する。 Further, the scanner control section 52 controls the scanner unit 30 to irradiate the ground in the vertical direction with distance measuring light, and measures the distance from the coordinate center of the scanner to the ground in the vertical direction.

データ処理部６０は、器械高算出部６１、標尺高さ算出部６２、標尺距離算出部６３、方向角算出部６４、座標算出部６５、点群データ取得部６６を備える。 The data processing unit 60 includes an instrument height calculation unit 61 , a staff height calculation unit 62 , a staff distance calculation unit 63 , a direction angle calculation unit 64 , a coordinate calculation unit 65 and a point cloud data acquisition unit 66 .

器械高算出部６１は、スキャナの鉛直方向の地面までの距離の測定結果に基づいて、地面からスキャナ装置の中心座標までの距離、すなわち、スキャナ装置の器械高を算出する。 The instrument height calculator 61 calculates the distance from the ground to the center coordinates of the scanner device, that is, the instrument height of the scanner device, based on the measurement result of the vertical distance of the scanner to the ground.

標尺高さ算出部６２は、電子レベルユニット２０で取得され画像メモリに記憶された標尺ＬＳの画像データから、視準光軸Ｏ上のコードパターンを抽出し、予め記憶部１４に記憶された基準コード（高さの値に対応するコードパターン）と照合して、標尺ＬＳ上の電子レベルユニット２０の視準位置の高さを算出する。 The staff height calculator 62 extracts the code pattern on the collimation optical axis O from the image data of the staff LS acquired by the electronic level unit 20 and stored in the image memory. The height of the collimated position of the electronic level unit 20 on the level staff LS is calculated by comparing with the code (code pattern corresponding to the height value).

標尺距離算出部６３は、電子レベルユニット２０で取得され画像メモリに記憶された標尺ＬＳの画像データから、視準光軸Ｏの上側スタジア線に相当するコードパターンと、視準光軸Ｏの下側スタジア線に相当するコードパターンと抽出し、予め記憶部１４に記憶された基準コードと照合して、それぞれに相当する距離の測定値を求める。 The staff distance calculator 63 calculates a code pattern corresponding to the upper stadia line of the collimation optical axis O and a code pattern corresponding to the upper stadia line of the collimation optical axis O and A code pattern corresponding to the side stadia line is extracted and compared with a reference code stored in advance in the storage unit 14 to obtain a measured distance value corresponding to each.

そして、標尺距離算出部６３は、上側スタジア線に相当する上側高さ測定値と、下側スタジア線に相当する下側高さ測定値との差により、上下スタジア線間の長さを求める。求められた上下スタジア線間の長さに、スタジア定数を乗じて電子レベルユニット２０の器械中心から標尺ＬＳまでの水平距離を算出する。 Then, the staff distance calculator 63 calculates the length between the upper and lower stadia lines from the difference between the upper height measurement value corresponding to the upper stadia line and the lower height measurement value corresponding to the lower stadia line. The obtained length between the upper and lower stadia lines is multiplied by the stadia constant to calculate the horizontal distance from the instrument center of the electronic level unit 20 to the staff LS.

方向角算出部６４は、水平角検出器１３の検出結果に基づいて、スキャナ装置Ｓの基準方向の方向角を算出する。 The direction angle calculator 64 calculates the direction angle of the reference direction of the scanner device S based on the detection result of the horizontal angle detector 13 .

座標算出部６５は、既知点の座標、スキャナ装置Ｓの標尺ＬＳまでの距離、スキャナ装置Ｓの基準方向の方向角に基づいて、未知点の座標を算出する。 The coordinate calculator 65 calculates the coordinates of the unknown point based on the coordinates of the known point, the distance of the scanner device S to the staff LS, and the directional angle of the reference direction of the scanner device S. FIG.

点群データ取得部６６は、スキャナユニット３０により得られる、各照射点の測距データ、鉛直角の測角データおよび水平角検出器により得られる水平角の測角データに基づいて、各照射点の座標を算出し、三次元点群データを取得する。 The point cloud data acquisition unit 66 acquires each irradiation point based on the distance measurement data, the vertical angle measurement data, and the horizontal angle measurement data obtained by the horizontal angle detector of each irradiation point obtained by the scanner unit 30. , and obtain 3D point cloud data.

（測量方法）
以下、本実施の形態に係るスキャナ装置を用いて、スキャナ装置の器械点を測量する方法について説明する。 (Surveying method)
A method of surveying the instrument points of the scanner device using the scanner device according to the present embodiment will be described below.

（測量方法１）
測量方法１は、後視点・器械点法による測量方法であり、図４は、測量方法１のフローチャート、図５は、測量方法１の手順を模式的に説明する図である。図中、作業者、標尺ＬＳ１，ＬＳ２の水準器３、標尺スタンド４等は省略する。 (Surveying method 1)
Surveying method 1 is a surveying method based on the backsight/instrument point method. FIG. 4 is a flow chart of surveying method 1, and FIG. In the figure, the operator, the levels 3 of the staffs LS1 and LS2 , the staff stand 4, etc. are omitted.

測量を開始すると、ステップＳ１０１では、作業者は、水準器３を確認しながら３次元座標が既知の後視点ＢＳ（ｘ０，ｙ０，ｚ０）に標尺ＬＳ１を鉛直に設置する（図５（Ａ））。 When surveying is started, in step S101, the operator vertically installs the staff LS 1 at the backpoint BS (x 0 , y 0 , z 0 ) whose three-dimensional coordinates are known while checking the level 3 (Fig. 5(A)).

次に、ステップＳ１０２で、作業者は、平面既知の、器械点ＯＣＣ１（ｘ１，ｙ１）にスキャナ装置Ｓを設置して、整準する。 Next, in step S102, the operator installs the scanner device S at the instrument point OCC1 (x 1 , y 1 ) with a known plane and levels it.

次に、ステップＳ１０３で、スキャナ装置Ｓは、スキャナ装置Ｓの器械高ＩＨ１を測定する（図５（Ｂ））。具体的には、スキャナ制御部５２は、スキャナユニット３０を鉛直下向きに向けて、鉛直方向の地面までの測距を行う。器械高算出部６１は、測距結果に基づいて、スキャナ装置Ｓの器械高ＩＨ１を算出し、得られた値を器械点ＯＣＣ１と関連付けてデータ記憶部１５に記憶する。 Next, in step S103, the scanner device S measures the instrument height IH1 of the scanner device S (FIG. 5(B)). Specifically, the scanner control section 52 orients the scanner unit 30 vertically downward, and performs distance measurement to the ground in the vertical direction. The instrument height calculator 61 calculates the instrument height IH1 of the scanner device S based on the distance measurement result, and stores the obtained value in the data storage unit 15 in association with the instrument point OCC1.

器械高ＩＨ１の測定は、スキャナ装置Ｓが表示部１６に、測定実行するか否かを確認表示し、これに対して作業者が操作部１７から「ＯＫ」の指示を入力することで実行するようになっていてもよい。 The measurement of the instrument height IH 1 is executed when the scanner device S displays on the display unit 16 whether or not to perform the measurement, and the operator inputs an "OK" instruction from the operation unit 17 in response to this. It may be designed to

次に、ステップＳ１０４で、スキャナ装置Ｓは、標尺ＬＳ１の標尺高さＨ０を測定する（図５（Ｃ））。具体的には、作業者が、電子レベルユニット２０で、後視点ＢＳに設置された標尺ＬＳ１を水平に視準し、測定スイッチをＯＮにすることにより、電子レベルユニット２０は視準位置における標尺ＬＳ１の画像を取得して、制御演算部４０に出力する。標尺高さ算出部６２は、標尺ＬＳ１の画像データから、標尺高さＨ０を算出し、得られた値を器械点ＯＣＣ１と関連付けてデータ記憶部１５に記憶する。 Next, in step S104, the scanner device S measures the staff height H0 of the staff LS1 (Fig. 5(C)). Specifically, the operator horizontally collimates the staff LS 1 installed at the backsight point BS with the electronic level unit 20, and turns on the measurement switch so that the electronic level unit 20 is at the collimation position. An image of the staff LS 1 is acquired and output to the control calculation unit 40 . The staff height calculation unit 62 calculates the staff height H0 from the image data of the staff LS1 , and stores the obtained value in the data storage unit 15 in association with the instrument point OCC1.

同時に、ステップＳ１０５で、スキャナ装置Ｓは、器械点ＯＣＣ１から後視点ＢＳに設置された標尺ＬＳ１までの距離Ｄ０を測定する（図５（Ｃ））。具体的には、ステップＳ１０４で電子レベルユニット２０が取得した標尺ＬＳの画像データに基づいて、標尺距離算出部６３が、器械点ＯＣＣ１から後視点ＢＳまでの距離Ｄ０を算出し、得られた値を器械点ＯＣＣ１と関連付けてデータ記憶部１５に記憶する。 At the same time, in step S105, the scanner device S measures the distance D0 from the instrument point OCC1 to the staff LS1 installed at the backsight point BS (FIG. 5(C)). Specifically, based on the image data of the staff LS acquired by the electronic level unit 20 in step S104, the staff distance calculator 63 calculates the distance D0 from the instrument point OCC1 to the backsight point BS. The value is stored in the data storage section 15 in association with the instrument point OCC1.

また同時に、ステップＳ１０６で、スキャナ装置Ｓは、電子レベルユニット２０の視準方向の水平角θ０を測定する（図５（Ｃ））。具体的には、水平角検出器１３が電子レベルユニット２０の視準方向の水平角θ０を検出し、得られた値を測定点ＯＣＣ１に関連付けてデータ記憶部１５に記憶する。 At the same time, in step S106, the scanner device S measures the horizontal angle θ 0 of the collimation direction of the electronic level unit 20 (FIG. 5(C)). Specifically, the horizontal angle detector 13 detects the horizontal angle θ 0 of the collimation direction of the electronic level unit 20, and stores the obtained value in the data storage unit 15 in association with the measurement point OCC1.

次に、ステップＳ１０７で、作業者は、新点である座標未知の前視点ＯＣＣ２に、標尺ＬＳ１と同じ標尺ＬＳ２を鉛直に設置する。 Next, in step S107, the operator vertically installs the staff LS2, which is the same as the staff LS1 , at the new point, the foresight point OCC2 with unknown coordinates.

次に、ステップＳ１０８で、スキャナ装置Ｓは、ステップＳ１０４と同様に、標尺ＬＳ２の高さＨ２を測定・算出し、得られた値を前視点ＯＣＣ２に関連付けてデータ記憶部１５に記憶する（図５（Ｄ））。 Next, in step S108, the scanner device S measures and calculates the height H2 of the staff LS2 in the same manner as in step S104, and stores the obtained value in the data storage unit 15 in association with the foresight point OCC2. (Fig. 5(D)).

同時に、ステップＳ１０９で、スキャナ装置Ｓは、ステップＳ１０５と同様に、器械点ＯＣＣ１から前視点ＯＣＣ２に設置された標尺ＬＳ２までの距離Ｄ２を測定・算出し、得られた値を前視点ＯＣＣ２に関連付けてデータ記憶部１５に記憶する（図５（Ｄ））。 At the same time, in step S109, the scanner device S measures and calculates the distance D2 from the instrument point OCC1 to the level staff LS2 installed at the foresight point OCC2, similarly to step S105. , and stored in the data storage unit 15 (FIG. 5(D)).

同時に、ステップＳ１１０で、スキャナ装置Ｓは、電子レベルユニット２０の視準方向の水平角θ２を測定する。得られた値を器械点ＯＣＣ２に関連付けてデータ記憶部１５に記憶する。（図５（Ｄ）） At the same time, in step S110, the scanner device S measures the horizontal angle θ 2 of the collimation direction of the electronic level unit 20 . The obtained value is stored in the data storage section 15 in association with the instrument point OCC2. (Fig. 5(D))

次に、ステップＳ１１１で、座標算出部６５は、既知の後視点ＢＳの座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）、既知の器械点ＯＣＣ１の平面座標（ｘ１，ｙ１）、ならびに器械点ＯＣＣ１に関して得られた標尺高さＨ０および器械高ＩＨ１に基づいて、器械点ＯＣＣ１の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を算出する。具体的には、後視点ＢＳのｚ座標ｚ０に標尺高さＨ０を加算し、器械高ＩＨ１を減算した値が、器械点ＯＣＣ１のｚ座標ｚ１である。該ｚ座標ｚ１と、既知の器械点ＯＣＣ１の平面座標（ｘ１，ｙ１）とを用いて、器械点ＯＣＣ１の３次元座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を算出し、得られた値を、器械点ＯＣＣ１に関連付けてデータ記憶部１５に記憶する。 Next, in step S111, the coordinate calculation unit 65 calculates the coordinates (x 0 , y 0 , z 0 ) of the known backsight point BS, the plane coordinates (x 1 , y 1 ) of the known instrument point OCC1, and the Based on the staff height H0 and the instrument height IH1 obtained for OCC1, the coordinates ( x1 , y1 , z1 ) of the instrument point OCC1 are calculated. Specifically, the value obtained by adding the staff height H0 to the z-coordinate z0 of the backsight point BS and subtracting the instrument height IH1 is the z-coordinate z1 of the instrument point OCC1. Using the z-coordinate z1 and the plane coordinates ( x1 , y1 ) of the known instrument point OCC1, the three-dimensional coordinates ( x1 , y1 , z1 ) of the instrument point OCC1 are calculated to obtain The obtained value is stored in the data storage section 15 in association with the instrument point OCC1.

或いは、座標算出部６５は、既知の後視点ＢＳの座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）、既知の器械点ＯＣＣ１の平面座標（ｘ１，ｙ１）、ならびに器械点ＯＣＣ１に関して得られた標尺高さＨ０および器械高ＩＨ１に加えて、ステップＳ１０５で取得した距離Ｄ０およびステップＳ１０６で取得した水平角θ０を用いて、器械点ＯＣＣ１の３次元座標を算出してもよい。 Alternatively, the coordinate calculator 65 calculates the coordinates (x 0 , y 0 , z 0 ) of the known backsight point BS, the plane coordinates (x 1 , y 1 ) of the known instrument point OCC1, and the In addition to staff height H0 and instrument height IH1 , distance D0 obtained in step S105 and horizontal angle θ0 obtained in step S106 may be used to calculate the three-dimensional coordinates of instrument point OCC1.

或いは、座標算出部６５は、上記２通りの方法で、器械点ＯＣＣ１の３次元座標を算出してもよい。この場合、算出値と既知の値を用いて、座標の確認を行うことができる。 Alternatively, the coordinate calculation section 65 may calculate the three-dimensional coordinates of the instrument point OCC1 using the two methods described above. In this case, the coordinates can be verified using calculated and known values.

次に、ステップＳ１１２で、方向角算出部６４は、既知の後視点ＢＳの座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）、器械点ＯＣＣ１の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）および器械点ＯＣＣ１における電子レベルユニット２０の視準方向の水平角θ０からスキャナ装置Ｓの基準方向の方向角（器械点の方向角）を算出し、得られた値を器械点ＯＣＣ１に関連付けてデータ記憶部１５に記憶する。電子レベルユニット２０の視準方向とスキャナ装置Ｓの基準方向との関係は、上述の通り既知である。 Next, in step S112, the direction angle calculator 64 calculates the coordinates (x 0 , y 0 , z 0 ) of the known backsight point BS, the coordinates (x 1 , y 1 , z 1 ) of the instrument point OCC1, and the coordinates (x 1 , y 1 , z 1 ) of the instrument point OCC1. The direction angle of the reference direction of the scanner device S (the direction angle of the instrument point) is calculated from the horizontal angle θ 0 of the collimation direction of the electronic level unit 20 at OCC1, and the obtained value is associated with the instrument point OCC1 and stored in the data storage unit. 15. The relationship between the collimation direction of the electronic level unit 20 and the reference direction of the scanner device S is known as described above.

次に、ステップＳ１１３で、座標算出部６５は、前視点ＯＣＣ２に関して得た電子レベルユニット２０の視準方向の水平角θ２、ステップＳ１０９で取得した標尺ＬＳ２までの距離Ｄ２、およびステップＳ１１１で算出した器械点ＯＣＣ１の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を用いて、器械点ＯＣＣ２の座標を算出する。得られた座標値を器械点ＯＣＣ２に関連付けてデータ記憶部１５に記憶して、処理を終了する。 Next, in step S113, the coordinate calculation unit 65 calculates the horizontal angle θ 2 of the collimation direction of the electronic level unit 20 obtained with respect to the foresight point OCC2, the distance D 2 to the staff LS 2 obtained in step S109, and step S111. Using the coordinates (x 1 , y 1 , z 1 ) of the instrument point OCC1 calculated in 1, the coordinates of the instrument point OCC2 are calculated. The obtained coordinate values are stored in the data storage section 15 in association with the instrument point OCC2, and the process ends.

これにより、器械点ＯＣＣ１について、座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、スキャナ装置Ｓの器械高ＩＨ１、およびスキャナ装置Ｓの基準方向の方向角（すなわち器械点ＯＣＣ１の方向角）が、器械点ＯＣＣ２については、座標（ｘ２，ｙ２，ｚ２）が得られる。 As a result, for instrument point OCC1, the coordinates (x 1 , y 1 , z 1 ), the instrument height IH 1 of scanner device S, and the azimuth angle of the reference direction of scanner device S (that is, the azimuth angle of instrument point OCC1) are For instrument point OCC2, coordinates ( x2 , y2 , z2 ) are obtained.

次に、スキャナ装置Ｓを器械点ＯＣＣ２に移動して設置し、器械点ＯＣＣ１を新たな後視点、新たな器械点ＯＣＣ３を前視点として、ステップＳ１０１～Ｓ１１３を繰り返すことで、次々に新たな器械点についての３次元座標、該器械点についてのスキャナ装置Ｓの器械高およびスキャナ装置Ｓの方向角が得られる。これらの値は、同じ複数の器械点において取得された点群データを合体させるために使用することができる。 Next, the scanner device S is moved to and installed at instrument point OCC2, and steps S101 to S113 are repeated with instrument point OCC1 as a new backsight point and new instrument point OCC3 as a foresight point. The three-dimensional coordinates for the point, the instrument height of the scanner device S and the azimuth angle of the scanner device S for that instrument point are obtained. These values can be used to combine point cloud data acquired at the same multiple instrument points.

なお、上記において、器械点ＯＣＣ１のｚ座標が既知である場合には、後視点ＢＳのｚ座標は未知であってもよい。また、器械点ＯＣＣ１のｚ座標が既知である場合には、ステップＳ１０４の標尺高さＨ０の測定を省略できる。また、器械点ＯＣＣ１の３次元座標が既知である場合は、さらに、ステップＳ１０５の距離Ｄ０の測定、およびステップＳ１１１の器械点ＯＣＣ１の座標の算出を省略できる。 In the above, if the z-coordinate of the instrument point OCC1 is known, the z-coordinate of the backsight point BS may be unknown. Also, if the z-coordinate of the instrument point OCC1 is known, the measurement of the staff height H0 in step S104 can be omitted. Further, when the three-dimensional coordinates of the instrument point OCC1 are known, the measurement of the distance D0 in step S105 and the calculation of the coordinates of the instrument point OCC1 in step S111 can be omitted.

また、上記において、ステップＳ１０７の標尺ＬＳ２の設置は、必ずしもステップＳ１０３～Ｓ１０５の測定の後に行う必要はなく、ステップＳ１０８を開始するまでに行っていればよい。 Moreover, in the above description, the installation of staff LS2 in step S107 does not necessarily have to be performed after the measurements in steps S103 to S105, and may be performed before starting step S108.

また、上記において、ステップＳ１０７で設置する標尺ＬＳ２に代えて、ステップＳ１０３～Ｓ１０５で使用した標尺ＬＳ１を移動して用いても良い。このようにすれば、現場に持参する標尺ＬＳの数を最小限とでき、作業準備の手間を低減できる。 Further, in the above, instead of the staff LS 2 installed in step S107, the staff LS 1 used in steps S103 to S105 may be moved and used. In this way, the number of rods LS to be brought to the site can be minimized, and the labor for work preparation can be reduced.

また、上記において、ステップＳ１０３、ステップＳ１０４～Ｓ１０５、ステップＳ１０６の順序は前後してもよい。またステップＳ１０８とＳ１０９との順序も前後してもよい。また、ステップＳ１１１～Ｓ１１３の演算は、演算に必要な値が揃った段階で実行してもよく、ステップＳ１１１～Ｓ１１３の中で順序が前後してもよい。 Further, in the above, the order of step S103, steps S104 to S105, and step S106 may be reversed. Also, the order of steps S108 and S109 may be reversed. Further, the calculations in steps S111 to S113 may be executed at the stage when the values required for the calculations have been obtained, and the order may be changed between steps S111 to S113.

また、実際の作業時には、各器械点について、座標、スキャナ装置Ｓの基準方向の方向角、およびスキャナ装置Ｓの器械高を取得した後、またはその前にスキャナ制御部５２により点群データの観測を行うとよい。 During actual work, the scanner controller 52 observes the point cloud data after or before acquiring the coordinates, the direction angle of the scanner device S in the reference direction, and the instrument height of the scanner device S for each instrument point. should be done.

（測量方法２）
測量方法２は、後方交会法による測量方法であり、図６は、測量方法２のフローチャート、図７－１，７－２は測量方法２の手順を模式的に説明する図である。後方交会法では、座標既知の後視点を２点以上用意することが必要であるが、以下では後視点を２点用いた場合について説明する。 (Surveying method 2)
Surveying method 2 is a surveying method based on the posterior resection method. FIG. 6 is a flowchart of surveying method 2, and FIGS. In the posterior resection method, it is necessary to prepare two or more backsight points with known coordinates. In the following, a case where two backsight points are used will be described.

測量を開始すると、ステップＳ２０１では、作業者は、座標既知の後視点ＢＳ１（ｘ０１，ｙ０１，ｚ０１）に標尺ＬＳ１を鉛直に設置する（図７－１（Ａ））。 When surveying is started, in step S201, the operator vertically installs staff LS 1 at backpoint BS1 (x 01 , y 01 , z 01 ) whose coordinates are known (FIG. 7-1(A)).

次にステップＳ２０２で、作業者は、座標既知の後視点ＢＳ２（ｘ０２，ｙ０２，ｚ０２）に標尺ＬＳ１と同じ標尺ＬＳ２を鉛直に設置する（図７－１（Ａ））。 Next, in step S202, the operator vertically installs staff LS 2, which is the same as staff LS 1 , at backpoint BS2 (x 02 , y 02 , z 02 ) whose coordinates are known (FIG. 7-1 (A)).

次に、ステップＳ２０３で、作業者は、座標未知の器械点ＯＣＣ１にスキャナ装置Ｓを設置して、整準する（図７－１（Ａ））。 Next, in step S203, the operator installs the scanner device S at the instrument point OCC1 whose coordinates are unknown and levels it (FIG. 7-1(A)).

次に、ステップＳ２０４で、スキャナ装置Ｓは、ステップＳ１０３と同様に、器械高ＩＨ1を測定する（図７－１（Ｂ））。 Next, in step S204, the scanner device S measures the instrument height IH 1 as in step S103 (FIG. 7-1(B)).

次に、ステップＳ２０５で、スキャナ装置Ｓは、ステップＳ１０４と同様に、標尺ＬＳ１の視準位置を測定し、標尺高さＨ０１を算出し、得られた値を器械点ＯＣＣ１に関連付けてデータ記憶部１５に記憶する（図７－１（Ｃ））。 Next, in step S205, similarly to step S104, the scanner device S measures the collimation position of the staff LS1 , calculates the staff height H01 , and associates the obtained value with the instrument point OCC1 to obtain data. It is stored in the storage unit 15 (FIG. 7-1(C)).

同時に、ステップＳ２０６で、スキャナ装置Ｓは、ステップＳ１０５と同様に、器械点ＯＣＣ１と後視点ＢＳ１の間の距離Ｄ０１を測定・算出し、得られた値を器械点ＯＣＣＣ１に関連付けてデータ記憶部１５に記憶する（図７－１（Ｃ））。 At the same time, in step S206, the scanner device S measures and calculates the distance D01 between the instrument point OCC1 and the backsight point BS1 in the same manner as in step S105, associates the obtained value with the instrument point OCCC1, and stores it in the data storage unit. 15 (FIG. 7-1(C)).

同時に、ステップＳ２０７で、スキャナ装置Ｓの水平角検出器１３は、電子レベルユニット２０の視準方向の水平角θ０１を測定する（図７－１（Ｃ））。 At the same time, in step S207, the horizontal angle detector 13 of the scanner device S measures the horizontal angle θ 01 of the collimation direction of the electronic level unit 20 (FIG. 7-1(C)).

次にステップＳ２０８では、スキャナ装置Ｓは、ステップＳ１０４と同様に、標尺ＬＳ2の視準位置を測定し、標尺高さＨ０２を算出し、得られた値をデータ記憶部１５に記憶する（図７－１（Ｄ））。 Next, in step S208, the scanner device S measures the sighting position of the staff LS2 , calculates the staff height H02 , and stores the obtained value in the data storage unit 15 in the same manner as in step S104 ( Figure 7-1 (D)).

同時に、ステップＳ２０９では、スキャナ装置Ｓは、ステップＳ１０５と同様に、器械点ＯＣＣ１から後視点ＢＳ２に設置した標尺ＬＳ2までの距離Ｄ０２を測定・算出し、得られた値を器械点ＯＣＣ１に関連付けてデータ記憶部１５に記憶する（図７－１（Ｄ））。 At the same time, in step S209, similarly to step S105, the scanner device S measures and calculates the distance D02 from the instrument point OCC1 to the staff LS2 installed at the backsight point BS2, and transfers the obtained value to the instrument point OCC1. They are associated and stored in the data storage unit 15 (FIG. 7-1(D)).

また同時に、ステップＳ２１０では、電子レベルユニット２０の視準方向の水平角θ０２を測定し電子レベルユニット２０の視準方向の水平角θ０２を測定し、得られた値を器械点ＯＣＣ１に関連付けてデータ記憶部１５に記憶する（図７－１（Ｄ））。 At the same time, in step S210, the horizontal angle θ 02 of the collimation direction of the electronic level unit 20 is measured, the horizontal angle θ 02 of the collimation direction of the electronic level unit 20 is measured, and the obtained value is associated with the instrument point OCC1. 7-1(D).

次に、ステップＳ２１１で、作業者は、新点である座標未知の器械点ＯＣＣ２に、標尺ＬＳ１，ＬＳ２と同じ標尺ＬＳ３を鉛直に設置する（図７－２（Ｅ））。 Next, in step S211, the operator vertically installs staff LS3, which is the same as staff LS1 and LS2 , at instrument point OCC2, which is a new point and whose coordinates are unknown (FIG. 7-2 (E)).

次に、ステップＳ２１２で、スキャナ装置Ｓは、ステップＳ１０４と同様に、標尺ＬＳ３を視準して、標尺ＬＳ３の視準高さＨ２を測定・算出し、得られた値をデータ記憶部１５に記憶する（図７－２（Ｅ））。 Next, in step S212, the scanner device S collimates the staff LS3 , measures/calculates the collimation height H2 of the staff LS3 , and stores the obtained value as data in the same manner as in step S104. It is stored in the unit 15 (FIG. 7-2 (E)).

同時に、ステップＳ２１３で、スキャナ装置Ｓは、ステップＳ１０５と同様に、器械点ＯＣＣ１から器械点ＯＣＣ２に設置された標尺ＬＳ３までの距離Ｄ２を測定、算出し、得られた値を、器械点ＯＣＣ２と関連付けてデータ記憶部１５に記憶する（図７－２（Ｅ））。 At the same time, in step S213, similarly to step S105, the scanner device S measures and calculates the distance D2 from the instrument point OCC1 to the level staff LS3 installed at the instrument point OCC2. It is stored in the data storage unit 15 in association with OCC2 (FIG. 7-2 (E)).

また同時に、ステップＳ２１４では、電子レベルユニット２０の視準方向の水平角θ２を測定し、得られた値を器械点ＯＣＣ２に関連付けてデータ記憶部１５に記憶する（図７－２（Ｅ））。 At the same time, in step S214, the horizontal angle θ2 of the collimation direction of the electronic level unit 20 is measured, and the obtained value is stored in the data storage unit 15 in association with the instrument point OCC2 (FIG. 7-2(E)). ).

次にステップＳ２１５で、座標算出部６５は、後視点ＢＳ１，ＢＳ２の座標（ｘ０1，ｙ０1，ｚ０１），（ｘ０２，ｙ０２，ｚ０２）、後視点ＢＳ１から器械点ＯＣＣ１に設置した標尺ＬＳ１までの距離Ｄ０１，後視点ＢＳ２から器械点ＯＣＣ１に設置した標尺ＬＳ２までの距離Ｄ０２、および標尺高さＨ０１，標尺高さＨ０２、器械点ＯＣＣ１の座標を算出する。得られた値を、器械点ＯＣＣ１に関連付けてデータ記憶部１５に記憶する。 Next, in step S215, the coordinate calculation unit 65 calculates the coordinates (x 01 , y 01 , z 01 ), (x 02 , y 02 , z 02 ) of the backsight points BS1 and BS2, and sets them from the backsight point BS1 to the instrument point OCC1. The distance D 01 to the level staff LS 1 , the distance D 02 from the backsight point BS2 to the level staff LS 2 installed at the instrument point OCC1, the staff height H 01 , the staff height H 02 , and the coordinates of the instrument point OCC1 are calculated. . The obtained value is stored in the data storage section 15 in association with the instrument point OCC1.

次にステップＳ２１６で、方向角算出部６４が、後視点ＢＳ１，ＢＳ２の座標（ｘ０1，ｙ０1，ｚ０１）（ｘ０２，ｙ０２，ｚ０２），および水平角θ１から、器械点ＯＣＣ１に設置したスキャナ装置の方向角を算出する。得られた値を、器械点ＯＣＣ１に関連付けてデータ記憶部１５に記憶する。 Next , in step S216 , the direction angle calculator 64 calculates the instrument point The direction angle of the scanner device installed in OCC1 is calculated. The obtained value is stored in the data storage section 15 in association with the instrument point OCC1.

次にステップＳ２１７で、器械点ＯＣＣ２に関して得られた電子レベルユニット２０の視準方向の水平角θ２、標尺高さＨ２、標尺ＬＳ３までの距離Ｄ２、および器械点ＯＣＣ１の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を用いて、器械点ＯＣＣ２の座標（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を算出する。得られた座標値を器械点ＯＣＣ２に関連付けてデータ記憶部１５に記憶して、処理を終了する。 Next, in step S217, the horizontal angle θ 2 of the sighting direction of the electronic level unit 20, the staff height H 2 , the distance D 2 to the staff LS 3 , and the coordinates (x 1 , y 1 , z 1 ) are used to calculate the coordinates (x 2 , y 2 , z 2 ) of the instrument point OCC2. The obtained coordinate values are stored in the data storage section 15 in association with the instrument point OCC2, and the process ends.

これにより、器械点ＯＣＣ１について、座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、器械高ＩＨ１、およびスキャナ装置の方向角が、器械点ＯＣＣ２については、座標（ｘ２，ｙ２，ｚ２）が得られる。次に、スキャナ装置Ｓを器械点ＯＣＣ２に移動して設置して整準し、器械点ＯＣＣ１を新たな後視点、新たな器械点ＯＣＣ３を未知の器械点としてステップＳ２０１～Ｓ２１６を繰り返すことで、次々に新たな器械点についての３次元座標、該器械点についてのスキャナ装置Ｓの器械高およびスキャナ装置Ｓの方向角が得られる。 As a result, the coordinates (x 1 , y 1 , z 1 ), the instrument height IH 1 , and the azimuth angle of the scanner device are obtained for the instrument point OCC1, and the coordinates (x 2 , y 2 , z 2 ) are obtained for the instrument point OCC2. can get. Next, the scanner device S is moved to the instrument point OCC2 and leveled, and steps S201 to S216 are repeated with the instrument point OCC1 as a new backsight point and the new instrument point OCC3 as an unknown instrument point. In turn, the three-dimensional coordinates for the new instrument point, the instrument height of the scanner device S and the azimuth angle of the scanner device S for the new instrument point are obtained.

或いは、スキャナ装置Ｓを器械点ＯＣＣ２に移動して設置して整準し、器械点ＯＣＣ１を新たな後視点、新たな器械点ＯＣＣ３を前視点としてステップＳ１０１～Ｓ１１３を繰り返すことでも、次々に新たな器械点についての３次元座標、該器械点についてのスキャナ装置Ｓの器械高およびスキャナ装置Ｓの方向角が得られる。これらの値は、同じ複数の器械点において取得された点群データを合体させるために使用することができる。 Alternatively, the scanner device S may be moved to and placed on the instrument point OCC2 and leveled, and steps S101 to S113 may be repeated with the instrument point OCC1 as a new backsight point and the new instrument point OCC3 as a foresight point. The three-dimensional coordinates for an instrument point, the instrument height of the scanner device S and the azimuth angle of the scanner device S for that instrument point are obtained. These values can be used to combine point cloud data acquired at the same multiple instrument points.

なお、測量方法１の場合と同様に、同じ器械点における測定の順序は前後してもよい。また、ステップＳ２１５～Ｓ２１７の演算は、演算に必要な値が揃った段階で実行してもよく、ステップＳ２１５～Ｓ２１７の中で順序が前後してもよい。 As in survey method 1, the order of measurements at the same instrument point may be changed. Further, the calculations in steps S215 to S217 may be executed at the stage when the values required for the calculations have been obtained, and the order may be changed between steps S215 to S217.

このように、本実施の形態に係る装置は、後視点・器械点法ばかりではなく、後方交会法による測量にも適用することができる。 Thus, the apparatus according to the present embodiment can be applied not only to the backsight/instrument point method but also to surveying by the posterior resection method.

本実施の形態に係る装置および方法によれば、器械点の設定ごとに後視点または前視点の測量を行う際、作業者は、水準器を確認しながら標尺を鉛直に設置するだけで良いので作業が容易になる。 According to the apparatus and method according to the present embodiment, when performing a backsight or foresight survey for each instrument point setting, the operator only needs to set the staff vertically while checking the level. work becomes easier.

特に、従来のトータルステーションにスキャナを一体化した測量装置やスキャナのみを用いた場合には、後視点または前視点の測量を行う際、プリズムを、整準台付き三脚の上に設置したうえで整準し、メジャー等の手段により作業者がプリズム高を測定しなければならなかった。また、器械高を測定する場合にも、メジャー等で測定しなければならず作業が煩雑であった。 In particular, when using only a surveying instrument that integrates a scanner into a conventional total station or using only a scanner, it is necessary to set the prism on a tripod with a leveling table and adjust it when performing a backsight or frontsight survey. Accordingly, the operator had to measure the prism height by means of a measure or the like. In addition, when measuring the height of the instrument, it was necessary to measure with a tape measure or the like, which was a cumbersome task.

本実施の形態に係る装置および方法によれば、作業者は、高さに関する測定を一切意識せずに器械点の測量を行うことができるので、作業が容易になり、作業時間も短縮できる。 According to the apparatus and method according to the present embodiment, the operator can survey the instrument points without being conscious of the height measurement, which facilitates the work and shortens the work time.

また従来、スキャナ装置の器械点の測量のためにトータルステーションを用いる場合、作業者が手作業で測定したプリズム高や器械高を、手作業でトータルステーションに入力したり、ノートに記録したりする必要があった。本実施の形態に係る装置および方法によれば、標尺高および器械高は、スキャナ装置Ｓ自体が測定し、その値は、スキャナ装置Ｓのデータ記憶部１５に記憶されるため、別途の手作業による入力や記録等をする必要がない。 Conventionally, when a total station is used to survey the instrument points of a scanner device, it is necessary for the operator to manually enter the prism height and instrument height measured manually into the total station or record them in a notebook. there were. According to the apparatus and method according to the present embodiment, the staff height and instrument height are measured by the scanner device S itself, and the values are stored in the data storage unit 15 of the scanner device S. There is no need to input or record by

さらに、従来、作業者が手作業でプリズム高や器械高を測定した場合、事務所にデータを持ち帰らなければ点群マッチングなどを行うことができず、観測現場での点群データの簡易な表示を行うことができなかった。簡易な表示を行うため後視点または前視点の測量を行電子レベルの測距精度は、距離値の０．２％程度、高さ測定の解像度はミリ単位であり、測定現場での簡易表示レベルとして改善される。 Furthermore, conventionally, when an operator manually measures the prism height and instrument height, it is not possible to perform point cloud matching unless the data is brought back to the office, and the point cloud data can be simply displayed at the observation site. could not do In order to perform a simple display, the backsight or foresight survey is performed. The accuracy of electronic level measurement is about 0.2% of the distance value, and the resolution of height measurement is in millimeters. improved as

なお、本実施の形態に係るスキャナ装置および測量方法により取得される、座標、および各器械点に設置したスキャナ装置の方向角、およびスキャナ装置の器械高は、複数地点からの観察で得られた点群データの合体以外のために用いてもよい。例えば、平面座標精度を必要としない簡易的な測量に利用することもできる。 The coordinates, the azimuth angle of the scanner device installed at each instrument point, and the instrument height of the scanner device obtained by the scanner device and the surveying method according to the present embodiment were obtained by observation from a plurality of points. It may be used for purposes other than merging point cloud data. For example, it can be used for simple surveying that does not require plane coordinate accuracy.

（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施の形態に係るスキャナ装置Ｓ１の構成ブロック図である。
第２の実施の形態に係るスキャナ装置Ｓ１は、概略第１の実施の形態に係るスキャナ装置Ｓと同じ構成を有する。しかし、標尺高さ測定手段と、標尺距離測定手段が、電子レベルユニットではなく、カメラ１２０で構成されている点で異なる。また、これに伴い、制御部１５０が、レベル制御部５１に代えてカメラ制御部１５１を備える点、およびデータ処理部１６０が、標尺高さ算出部６２、標尺距離算出部６３に代えて、標尺高さ算出部１６２、標尺距離算出部１６３を備える点で異なる。 (Second embodiment)
FIG. 8 is a configuration block diagram of the scanner device S1 according to the second embodiment.
A scanner device S1 according to the second embodiment has substantially the same configuration as the scanner device S according to the first embodiment. However, it is different in that the staff height measuring means and staff distance measuring means are composed of a camera 120 instead of an electronic level unit. Along with this, the control unit 150 is provided with a camera control unit 151 instead of the level control unit 51, and the data processing unit 160 is replaced with the staff height calculation unit 62 and the staff distance calculation unit 63. The difference is that a height calculation unit 162 and a staff distance calculation unit 163 are provided.

カメラ１２０は、カメラとして公知の光学系１２１と、撮像素子１２２とを備える。撮像素子１２２としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の２次元の受光素子を用いることができる。カメラ１２０は、光学系１２１を介して、視準する標尺ＬＳの画像が撮像素子１２２上に結像するように構成されている。 The camera 120 includes an optical system 121 known as a camera and an imaging device 122 . As the imaging element 122, a two-dimensional light receiving element such as a CCD sensor or a CMOS sensor can be used. The camera 120 is configured to form an image of the staff LS to be collimated on the imaging element 122 via the optical system 121 .

また、カメラ１２０は、電子レベルユニット２０と同様に、水平回転ユニット７と、スキャナ筐体９との間に配置されていても良い。また、スキャナ筐体９に一体的に設けられていても良い。またカメラ１２０の視準光軸と、スキャナユニット３０の基準方向の関係は、予め既知とされている。 Also, the camera 120 may be arranged between the horizontal rotation unit 7 and the scanner housing 9 in the same manner as the electronic level unit 20 . Alternatively, it may be provided integrally with the scanner housing 9 . Also, the relation between the collimation optical axis of the camera 120 and the reference direction of the scanner unit 30 is known in advance.

カメラ制御部１５１は、カメラ１２０を制御して、カメラ１２０が視準する標尺ＬＳの画像を撮像する。具体的には、操作部１７の撮像スイッチがＯＮにされると、撮像素子１２２に蓄積されている画素データを逐次読み出して画像メモリに記憶する。 The camera control unit 151 controls the camera 120 to capture an image of the staff LS that the camera 120 is aiming at. Specifically, when the imaging switch of the operation unit 17 is turned on, the pixel data accumulated in the imaging device 122 are sequentially read out and stored in the image memory.

標尺高さ算出部１６２は、カメラ１２０で取得され画像メモリに記憶された標尺ＬＳの画像データから、視準光軸Ｏ上のコードパターンを抽出し、予め記憶部１４に記憶された基準コードと照合して、標尺ＬＳ上のカメラ１２０の視準位置の高さを算出する。 The staff height calculation unit 162 extracts the code pattern on the collimation optical axis O from the image data of the staff LS acquired by the camera 120 and stored in the image memory, and extracts the code pattern on the collimation optical axis O, and extracts the code pattern from the standard code stored in the storage unit 14 in advance. By collation, the height of the sighting position of the camera 120 on the staff LS is calculated.

標尺距離算出部１６３は、カメラ１２０で取得され画像メモリに記憶された標尺ＬＳの像のデータから、視準光軸Ｏの上側スタジア線に相当するコードパターンと、視準光軸Ｏの下側スタジア線に相当するコードパターンと抽出し、予め記憶部１４に記憶された基準コードと照合して、それぞれに相当する距離の測定値を求める。 The staff distance calculation unit 163 calculates the code pattern corresponding to the upper stadia line of the collimation optical axis O and A code pattern corresponding to a stadia line is extracted and compared with a reference code stored in advance in the storage unit 14 to obtain a distance measurement value corresponding to each.

そして、標尺距離算出部１６３は、上側スタジア線に相当する上側高さ測定値と、下側スタジア線に相当する下側高さ測定値との差により、上下スタジア線間の長さを求める。求められた上下スタジア線間の長さに、スタジア定数を乗じてカメラ１２０の器械中心から標尺ＬＳまでの距離を算出する。 Then, the staff distance calculator 163 calculates the length between the upper and lower stadia lines from the difference between the upper height measurement value corresponding to the upper stadia line and the lower height measurement value corresponding to the lower stadia line. The obtained length between the upper and lower stadia lines is multiplied by the stadia constant to calculate the distance from the instrument center of the camera 120 to the staff LS.

このように、スキャナ装置Ｓとスキャナ装置Ｓ１とは、受光素子が、ラインセンサ２２であるか二次元センサであるかを除いて概略同様の構成である。したがって、測量方法も上記相違点を除いて同様であるので詳細な説明は省略する。 As described above, the scanner device S and the scanner device S1 have substantially the same configuration except that the light receiving element is the line sensor 22 or the two-dimensional sensor. Therefore, since the surveying method is also the same except for the above difference, detailed description is omitted.

このように、電子レベルユニット２０に代えてカメラ１２０を用いても同様に、電子レベル用標尺ＬＳの高さおよび標尺ＬＳまでの距離を測定することができるので、本実施の形態に係るスキャナ装置によれば、第１の実施の形態に係るスキャナ装置および測量方法と同様の効果を奏することができる。 As described above, even if the camera 120 is used in place of the electronic level unit 20, the height of the staff LS for electronic level and the distance to the staff LS can be similarly measured. According to this, the same effects as those of the scanner device and the surveying method according to the first embodiment can be obtained.

（第３の実施の形態）
図９は、第３の実施の形態に係るスキャナ装置Ｓ２の構成ブロック図である。
スキャナ装置Ｓ２は、概略第１の実施の形態に係るスキャナ装置Ｓと同じ構成を有する。しかし、器械高測定手段が、スキャナユニットではなく、ＥＤＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｐｔｉｃａｌ・Ｄｉｓｔａｎｃｅ・Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ・Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎt，光波測距儀）７０で構成されている点で異なる。また、これに伴い、制御部２５０が、さらにＥＤＭ制御部２５３を備える点、およびデータ処理部２６０が、器械高算出部６１に代えて器械高算出部２６１を備える点で異なる。 (Third Embodiment)
FIG. 9 is a configuration block diagram of the scanner device S2 according to the third embodiment.
The scanner device S2 has substantially the same configuration as the scanner device S according to the first embodiment. However, it differs in that the instrument height measuring means is composed of an EDM (Electro-optical Distance Measuring Instrument) 70 instead of a scanner unit. Also, along with this, the difference is that the control unit 250 further includes an EDM control unit 253 and the data processing unit 260 includes an instrument height calculation unit 261 instead of the instrument height calculation unit 61 .

ＥＤＭ７０は、発光素子、測距光学系および受光素子を備える。ＥＤＭ７０は、発光素子から測定対象物に対して測距光を出射し、測定対象物からの反射光を受光素子で受光して、測定対象物までの距離を測距する。ＥＤＭ７０は、電子レベル筐体８またはスキャナ筐体９の外側の、鉛直方向の地面への視通が妨げられない位置に、鉛直下向きを測定するように取り付けられている。また、ＥＤＭ７０の受光素子および発光素子の鉛直位置と、スキャナ装置の基準点との鉛直方向の位置関係は既知とされている。このためＥＤＭ７０の測定値から、スキャナ装置の基準点の位置が求められる。 The EDM 70 has a light emitting element, a range finding optical system and a light receiving element. The EDM 70 emits distance measuring light from a light emitting element to an object to be measured, receives reflected light from the object to be measured by a light receiving element, and measures the distance to the object to be measured. The EDM 70 is mounted outside the electronic level enclosure 8 or scanner enclosure 9 in a position that does not block vertical line of sight to the ground so as to measure vertically downward. Further, the vertical positional relationship between the vertical positions of the light receiving element and the light emitting element of the EDM 70 and the reference point of the scanner device is known. Therefore, from the EDM 70 measurements, the position of the reference point of the scanner device can be determined.

ここで、スキャナ装置Ｓでは、スキャナユニット３０が地面を視準できるようにするため、図３のように、電子レベル筐体８、水平回転ユニット７、整準ユニット６、三脚の台座５ａの全てに窓をあけている。また、偏向ミラー３５を用いて測距光Ｌａの光路が電子レベルユニット２０の光路を通らないようにしている。 Here, in the scanner device S, in order to enable the scanner unit 30 to collimate the ground, as shown in FIG. has a window open to Also, the deflection mirror 35 is used to prevent the optical path of the distance measuring light La from passing through the electronic level unit 20 .

しかし、本実施の形態に係るスキャナ装置Ｓ２のように、ＥＤＭ７０を電子レベル筐体８またはスキャナ筐体９の外側に取り付けた場合には、ＥＤＭ７０で地面を測定するために図３のような構成を必要としない。すなわち開口や窓を設ける必要はない。 However, when the EDM 70 is attached to the outside of the electronic level housing 8 or the scanner housing 9 as in the scanner device S2 according to the present embodiment, the configuration shown in FIG. does not require That is, there is no need to provide openings or windows.

スキャナ制御部２５２は、スキャナ制御部５２と同様にスキャナユニット３０および水平回転駆動部１２を制御して、測距光を鉛直方向および水平方向の全周（フルドームスキャン）あるいは予め定められた範囲で走査して、各点における測距光の照射点の距離を測定する。また、水平角検出器１３および鉛直角検出器３１から、各照射点における測距光の照射方向の水平角および鉛直角を取得する。 The scanner control section 252 controls the scanner unit 30 and the horizontal rotation drive section 12 in the same manner as the scanner control section 52, so that the range-finding light is scanned vertically and horizontally all around (full dome scan) or within a predetermined range. to measure the distance of the irradiation point of the ranging light at each point. Further, from the horizontal angle detector 13 and the vertical angle detector 31, the horizontal angle and vertical angle of the irradiation direction of the ranging light at each irradiation point are obtained.

ＥＤＭ制御部２５３は、ＥＤＭを制御して、測距光を地面に照射して、その反射光を受光素子で受光して、鉛直方向の地面までの距離を測距する。 The EDM control unit 253 controls the EDM to irradiate the ground with distance measuring light, receive the reflected light with the light receiving element, and measure the distance to the ground in the vertical direction.

器械高算出部２６１は、ＥＤＭの鉛直方向の地面までの距離の測定結果に基づいて、地面からスキャナ装置の中心座標までの距離、すなわち、スキャナ装置の基準点を算出する。 The instrument height calculator 261 calculates the distance from the ground to the center coordinates of the scanner device, that is, the reference point of the scanner device, based on the measurement result of the distance to the ground in the vertical direction of the EDM.

スキャナ装置Ｓとスキャナ装置Ｓ２とは、器械高の測定にスキャナユニットを用いるか、ＥＤＭを用いるかを除いて概略同様の構成である。したがって、測量方法も上記相違点を除いて同様であるので説明を省略する。 The scanner device S and the scanner device S2 have substantially the same configuration except whether the scanner unit or the EDM is used to measure the instrument height. Therefore, the surveying method is also the same except for the above-mentioned difference, so the explanation is omitted.

このように、器械高の測定にＥＤＭを用いても、同様に器械高を測定することができるので、本実施の形態に係るスキャナ装置Ｓ２によれば、第１の実施の形態に係るスキャナ装置および測量方法と同様の効果を奏することができる。 As described above, even if the EDM is used for measuring the instrument height, the instrument height can be similarly measured. And the same effect as the surveying method can be obtained.

（第４の実施の形態）
図１０は、第４の実施の形態に係るスキャナ装置Ｓ３の構成ブロック図である。
第１の実施の形態のスキャナ装置Ｓでは、電子レベルユニット２０が、標尺高さ測定手段および標尺距離測定手段として機能するのに対して、スキャナ装置Ｓ３では、スキャナユニット３３０が、標尺高さ測定手段および標尺距離測定手段として機能する。 (Fourth embodiment)
FIG. 10 is a configuration block diagram of the scanner device S3 according to the fourth embodiment.
In the scanner device S of the first embodiment, the electronic level unit 20 functions as staff height measuring means and staff distance measuring means. It functions as a means and a staff distance measuring means.

即ち、スキャナ装置Ｓ３は、スキャナ装置Ｓ１と同様の構成を有するが、標尺高さ測定手段および標尺距離測定手段とがスキャナユニット３３０で構成されている点で異なる。 That is, the scanner device S3 has the same configuration as the scanner device S1, but differs in that the staff height measuring means and staff distance measuring means are configured by the scanner unit 330. FIG.

これに伴い、スキャナ装置Ｓ３では、制御演算部３４０の制御部３５０はレベル制御部を備えず、スキャナ制御部３５２を備える。また、データ処理部３６０は、標尺高さ算出部６２および標尺距離算出部６３に代えて、標尺高さ算出部３６２および標尺距離算出部３６３を備える。 Along with this, in the scanner device S3, the control unit 350 of the control calculation unit 340 does not include the level control unit, but includes the scanner control unit 352. FIG. Further, the data processing unit 360 includes a staff height calculation unit 362 and a staff distance calculation unit 363 instead of the staff height calculation unit 62 and the staff distance calculation unit 63 .

スキャナ制御部３５２は、スキャナユニット３３０を制御して、測距光軸が水平である状態で、測距光を水平方向に回転走査し、標尺ＬＳからの反射光を受光部で受光し、点群データを取得する。点群データから、画像解析により、標尺位置を特定し、標尺位置の範囲を再度詳細にスキャンして、受光光量分布を取得し、データ処理部３６０に出力する。 The scanner control section 352 controls the scanner unit 330 to rotate and scan the distance measuring light in the horizontal direction while the distance measuring optical axis is horizontal. Get group data. From the point cloud data, the position of the staff is specified by image analysis, and the range of the position of the staff is again scanned in detail to acquire the received light intensity distribution and output it to the data processing unit 360 .

標尺高さ算出部３６２は、受光光量分布をコードパターンに変換し、予め記憶部１４に記憶された基準コードを参照することにより、スキャナの水平光軸の示す高さを算出する。 The rod height calculator 362 converts the received light amount distribution into a code pattern, and refers to the reference code stored in advance in the storage unit 14 to calculate the height indicated by the horizontal optical axis of the scanner.

標尺距離算出部は３６３、画像解析により標尺ＬＳと判断した部分の距離を、スキャナ装置Ｓ３から標尺ＬＳまでの距離として算出する。 The staff distance calculation unit 363 calculates the distance of the portion determined to be the staff LS by the image analysis as the distance from the scanner device S3 to the staff LS.

このように、標尺高さ算出部および標尺距離算出部をスキャナユニットに代えて構成しても、電子レベルユニット２０を用いた場合と同様に、電子レベル用標尺ＬＳの高さおよび標尺ＬＳまでの距離を測定することができるので、本実施の形態に係るスキャナ装置によれば、第１の実施の形態に係るスキャナ装置および測量方法と同様の効果を奏することができる。 In this way, even if the staff height calculator and the staff distance calculator are replaced by the scanner unit, the height of the staff LS for the electronic level and the distance to the staff LS are the same as when the electronic level unit 20 is used. Since the distance can be measured, the scanner device according to the present embodiment can achieve the same effects as the scanner device and the surveying method according to the first embodiment.

以上、本発明の好ましい実施の形態について述べたが、上記の実施の形態は本発明の一例であり、これらを当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments are examples of the present invention, and it is possible to combine them based on the knowledge of those skilled in the art. included in the range of

Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ スキャナ装置
７ 水平回転ユニット
１３ 水平角検出器
２０ 電子レベルユニット（標尺高さ測定手段，標尺距離測定手段）
２２ ラインセンサ
３０ スキャナユニット（器械高測定手段）
３３０スキャナユニット（器械高測定手段，標尺高さ測定手段，標尺距離測定手段）
３１ 鉛直角検出器
３３ 回動ミラー（走査部）
３４ 測距部
４０ 制御演算部
７０ ＥＤＭ
１２０ カメラ（標尺高さ測定手段，標尺距離測定手段）
１２２ 撮像素子 S, S1, S2, S3 scanner device 7 horizontal rotation unit 13 horizontal angle detector 20 electronic level unit (staff height measuring means, staff distance measuring means)
22 line sensor 30 scanner unit (instrument height measuring means)
330 scanner unit (instrument height measuring means, staff height measuring means, staff distance measuring means)
31 vertical angle detector 33 rotating mirror (scanning unit)
34 distance measurement unit 40 control calculation unit 70 EDM
120 camera (staff height measuring means, staff distance measuring means)
122 image sensor

Claims (8)

測距光を測定対象物に照射し、該測定対象物からの反射光を受光して測距を行う測距部、前記測距光を鉛直回転走査する走査部、および前記走査部の鉛直回転角を検出する鉛直角検出器を備えるスキャナユニットと、
該スキャナユニットを水平回転する水平回転ユニットと、
該水平回転ユニットの水平回転角を検出する水平角検出器と、
制御演算部と、
を備えるスキャナ装置において、
鉛直に設置された電子レベル用標尺を視準して、該標尺が示す標尺高さを測定する標尺高さ測定手段と、
前記標尺までの距離を測定する標尺距離測定手段と、
前記スキャナ装置の器械高を測定する器械高測定手段とを備え、
前記標尺高さ測定手段の視準方向と、前記測距光の照射方向との水平方向の関係が既知であることを
特徴とするスキャナ装置。 A distance measuring unit that irradiates an object to be measured with distance measuring light and receives light reflected from the object to measure the distance, a scanning unit that vertically rotates and scans the distance measuring light, and a vertical rotation of the scanning unit. a scanner unit comprising a vertical angle detector for detecting angles;
a horizontal rotation unit that horizontally rotates the scanner unit ;
a horizontal angle detector for detecting the horizontal rotation angle of the horizontal rotation unit ;
a control calculation unit ;
In a scanner device comprising
staff height measuring means for collimating an electronic level staff installed vertically and measuring a staff height indicated by the staff;
a staff distance measuring means for measuring the distance to the staff;
and an instrument height measuring means for measuring the instrument height of the scanner device,
A scanner device, wherein a horizontal relationship between a collimation direction of the staff height measuring means and an irradiation direction of the distance measuring light is known. 前記標尺高さ測定手段と、前記標尺距離測定手段とは、
望遠鏡に格納された光学系と、前記望遠鏡で視準した前記標尺の画像データを取得するラインセンサとを備える電子レベルユニットとして構成され、
前記制御演算部は、前記画像データに基づいて前記標尺高さおよび前記標尺までの距離を算出する請求項１に記載のスキャナ装置。 The staff height measuring means and the staff distance measuring means are
configured as an electronic level unit comprising an optical system housed in a telescope and a line sensor for acquiring image data of the staff collimated by the telescope;
2. The scanner device according to claim 1, wherein the control calculation unit calculates the height of the staff and the distance to the staff based on the image data. 前記標尺高さ測定手段と、前記標尺距離測定手段とは
光学系と、光学系を介して視準した前記標尺の画像データを取得する２次元の撮像素子を備えるカメラとして構成され、
前記制御演算部は、取得した画像データに基づいて前記標尺高さおよび前記標尺までの距離を算出する請求項１に記載のスキャナ装置。 The staff height measuring means and the staff distance measuring means are configured as cameras equipped with an optical system and a two -dimensional imaging device for acquiring image data of the staff collimated via the optical system,
2. The scanner device according to claim 1, wherein the control calculation unit calculates the height of the staff and the distance to the staff based on the acquired image data. 前記標尺高さ測定手段と、前記標尺距離測定手段とは、前記スキャナユニットにより構成され、
前記制御演算部は、前記測距光を前記標尺の周囲を走査した前記反射光の受光光量の分布に基づいて前記標尺高さおよび前記標尺までの距離を算出する請求項１に記載のスキャナ装置。 The staff height measuring means and the staff distance measuring means are configured by the scanner unit ,
2. The scanner device according to claim 1, wherein the control calculation unit calculates the height of the staff and the distance to the staff based on the distribution of the received light amount of the reflected light obtained by scanning the circumference of the staff with the distance measuring light. . 前記器械高測定手段は、
ＥＤＭであることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のスキャナ装置。 The instrument height measuring means is
5. The scanner device according to claim 1, wherein the scanner device is an EDM. 請求項１～５のいずれかに記載のスキャナ装置を用いる測量方法であって
（ａ）前記器械高測定手段が、座標既知の器械点における前記スキャナ装置の前記器械高を測定するステップと、
（ｂ）前記標尺高さ測定手段が、３次元座標が既知の後視点に、鉛直に設置された前記標尺を視準して、前記標尺の高さを測定するステップと、
（ｃ）前記水平角検出器が、ステップ（ｂ）における、前記標尺を視準する前記標尺高さ測定手段の視準方向の水平角を検出するステップと、
（ｄ）前記制御演算部が、前記後視点の座標、前記器械点の座標および前記水平角に基づいて、前記器械点の方向角を算出するステップと
を備え、
前記器械点の座標が、平面座標のみ既知の場合は、さらに、
（ｅ）前記制御演算部が、前記後視点の座標、前記標尺高さおよび前記器械高に基づいて、前記器械点の座標を算出するステップを備え、
前記器械点の座標が、３次元座標既知の場合は、ステップ（ｅ）を備えない、
ことを特徴とする測量方法。 A surveying method using a scanner device according to any one of claims 1 to 5, wherein: (a) the instrument height measuring means measures the instrument height of the scanner device at an instrument point whose coordinates are known;
(b) the staff height measuring means measures the height of the staff by collimating the staff installed vertically at a backsight point of which three-dimensional coordinates are known;
(c) the horizontal angle detector detecting the horizontal angle of the sighting direction of the staff height measuring means collimating the staff in step (b);
(d) calculating the direction angle of the instrument point based on the coordinates of the backsight point, the coordinates of the instrument point, and the horizontal angle;
When the coordinates of the instrument point are known only in plane coordinates,
(e) the control calculation unit calculating the coordinates of the instrument point based on the coordinates of the backsight station, the height of the staff, and the height of the instrument;
not comprising step (e) if the coordinates of the instrument point are known in three dimensions;
A surveying method characterized by: 請求項１～５のいずれかに記載のスキャナ装置を用いる測量方法であって、
（ｆ）前記器械高測定手段が、座標未知の器械点における前記スキャナ装置の器械高を測定するステップと、
（ｇ）前記標尺高さ測定手段が、３次元座標既知の、２以上の後視点に鉛直に設置された標尺を視準して、それぞれの標尺高さを測定するステップと、
（ｈ）前記標尺距離測定手段が、前記２以上の後視点の標尺までの距離を測定するステップと、
（ｉ）前記水平角検出器が、前記２以上の後視点について、ステップ（ｇ）における、前記標尺を視準する前記標尺高さ測定手段の視準方向の水平角を検出するステップと、
（ｊ）前記制御演算部が、前記２以上の後視点の座標、ならびに前記２以上の後視点についての前記器械高、前記標尺高さ、前記標尺までの距離、および前記水平角の値に基づいて、前記器械点の座標を算出するステップと、
（ｋ）前記制御演算部が、前記２以上の後視点の座標および前記２以上の後視点についての前記水平角に基づいて、前記器械点の方向角を算出するステップと
を備えることを特徴とする測量方法。 A surveying method using the scanner device according to any one of claims 1 to 5,
(f) the instrument height measuring means measuring the instrument height of the scanner device at an instrument point of unknown coordinates;
(g) a step in which the staff height measuring means collimates a staff vertically installed at two or more backsight points with known three-dimensional coordinates, and measures the height of each staff;
(h) the staff distance measuring means measuring the distance to the staff of the two or more backsight points;
(i) the horizontal angle detector detecting the horizontal angle of the sighting direction of the staff height measuring means collimating the staff in step (g) for the two or more backsight points;
(j) based on the coordinates of the two or more backsight points, and the values of the instrument height, the staff height, the distance to the staff, and the horizontal angle for the two or more backsight points; calculating the coordinates of the instrument point using
(k) the control calculation unit calculating the direction angle of the instrument point based on the coordinates of the two or more backsight points and the horizontal angles of the two or more backsight points; surveying method. （l）前記標尺高さ測定手段が、座標未知の新点に鉛直に設置された標尺を視準して、標尺高さを測定するステップと、
（ｍ）前記標尺距離測定手段が、前記新点に設置された前記標尺までの距離を測定するステップと、
（ｎ）前記水平角検出器が、前記新点について、ステップ（l）における、前記標尺を視準する前記標尺高さ測定手段の視準方向の水平角を検出するステップと、
（ｏ）前記制御演算部が、前記器械点の座標、並びに、前記新点についての、前記標尺高さ、前記標尺までの距離、及び前記水平角に基づいて前記新点の座標を算出するステップと、をさらに備えることを特徴とする請求項６または７に記載の測量方法。 (l) the staff height measuring means collimating a staff vertically installed at a new point of unknown coordinates to measure the staff height;
(m) the staff distance measuring means measuring the distance to the staff installed at the new point;
(n) for the new point, the horizontal angle detector detects the horizontal angle of the sighting direction of the staff height measuring means collimating the staff in step (l);
(o) the step of calculating the coordinates of the new point based on the coordinates of the instrument point and the height of the staff, the distance to the staff, and the horizontal angle of the new point; 8. The surveying method according to claim 6 or 7, further comprising:
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