WO2018143151A1

WO2018143151A1 - 測量用マーカ、及び測量システム

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Publication number: WO2018143151A1
Application number: PCT/JP2018/002849
Authority: WO
Inventors: 健太郎戸倉; 永元　直樹; 孝夫掛橋; 基博池原; 英昭内山
Original assignee: 三井住友建設株式会社; 国立大学法人九州大学
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2018-08-09
Also published as: JPWO2018143151A1; JP6672487B2

Abstract

【課題】測量用マーカの混同により測量ができないというような事態を回避し、測量を正確に行うことができるようにする。【解決手段】本発明に係る測量用マーカ１は、測量用のターゲット１０ａを表示する領域であるターゲット表示領域１０と、自身のＩＤ情報（つまり、その測量用マーカ１を他の測量用マーカ１から識別できるマーカ識別情報）をコード画像として表示する領域であるコード画像表示領域１１，１２，１３，１４と、を備えている。したがって、測量用マーカの混同により測量ができないというような事態を回避し、測量を正確に行うことができる。

Description

測量用マーカ、及び測量システム

　本発明は、測量するために測量対象物に取り付けられる測量用マーカ、及び該測量用マーカを備えた測量システムに関する。

　従来、測量するために測量対象物に取り付けられる測量用マーカや、該測量用マーカを使った測量システムについては種々の構成のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

　図３（ａ）は、測量用マーカの従来例の一例を示す平面図であり、同図（ｂ）は、該測量用マーカを使用した測量システムの構成の一例を示すブロック図である。この測量システムにおいては、測量対象物１０２に複数の測量用マーカ１０１を取り付け、該複数の測量用マーカ１０１をカメラ１０３で撮影して測量（例えば、各測量用マーカ１０１に表示されるターゲットの３次元位置の測定）を行っていた。

特許第５０５１４９３号公報

　しかしながら、上述した複数の測量用マーカ１０１は同じ模様で同じ形状のために測量用マーカどうしを区別することができず、測量ができない場合があった。例えば、２台のカメラで二方向から撮影するような場合は、一方のカメラで撮影した複数の測量用マーカ１０１と他方のカメラで撮影した複数の測量用マーカ１０１とを対応させることができず、測量ができないおそれがあった。また、１台のカメラで複数の測量用マーカ１０１を連続撮影するような場合でも、該測量用マーカ１０１が何らかの理由で画面から外れてしまった場合には、該外れる前に映っていた測量用マーカ１０１と該外れた後に映っている測量用マーカ１０１とを対応付けることが困難となり測量ができない場合があった。

　本発明は、上述の問題を解消することのできる測量用マーカ及び測量システムを提供することを目的とするものである。

　本発明の第１の観点は、図１に例示するものであって、測量するために測量対象物（２）に取り付けられて撮影手段（３）で撮影される測量用マーカ（１）において、
　測量用のターゲット（１０ａ）を表示する領域であるターゲット表示領域（１０）と、
　少なくとも自身のＩＤ情報をコード画像として表示する領域であるコード画像表示領域（１１，１２，１３，１４）と、を備えたことを特徴とする。

　本発明の第２の観点は、前記コード画像表示領域（１１，１２，１３，１４）が、前記ターゲット表示領域（１０）を基準とした所定の位置に配置されていることを特徴とする。

　本発明の第３の観点は、前記ターゲット表示領域（１０）が、交差するように配置された複数の帯状表示領域（１０ｂ，１０ｃ）により形成され、
　前記コード画像表示領域（１１，１２，１３，１４）は、互いに隣接する一対の前記帯状表示領域（１０ｂ，１０ｃ）に挟まれる位置に配置されてなることを特徴とする。

　本発明の第４の観点は、前記ターゲット表示領域（１０）が、交差するように略十字状又は略Ｘ字状に配置された２つの帯状表示領域（１０ｂ，１０ｃ）により形成され、
　前記コード画像表示領域（１１，１２，１３，１４）は、それらの帯状表示領域（１０ｂ，１０ｃ）に挟まれる位置にそれぞれ配置されてなることを特徴とする。

　本発明の第５の観点は、前記ターゲット表示領域（１０）の上方、下方、左方及び右方のうちの少なくとも一方に配置されて前記測量用マーカ（１）を前記測量対象物（２）に取り付ける際に該測量用マーカ（１）の上下左右を識別できるようにする識別用マーク（４）、を備えたことを特徴とする。

　本発明の第６の観点は、自身の中心を指し示すと共に前記ターゲット表示領域（１０）を挟むように表示された補助線（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、を備えたことを特徴とする。

　本発明の第７の観点は、前記ターゲット表示領域（１０）が、色分け模様及び／又は濃淡模様により前記ターゲット（１０ａ）を表示し、
　前記コード画像表示領域（１１，１２，１３，１４）は、色分け模様及び／又は濃淡模様により少なくとも自身のＩＤ情報を表示する、ことを特徴とする。

　本発明の第８の観点は、図２に例示するものであって、測量対象物（２）に取り付けられてなる上述した測量用マーカ（１）と、
　該測量用マーカ（１）に表示されてなる前記ターゲット表示領域（１０）と前記コード画像表示領域（１１，１２，１３，１４）とを撮影する撮影手段（３）と、
　該撮影手段（３）が撮影した画像に基づいて前記ターゲット（１０ａ）の位置を算出するターゲット位置算出手段（６０）と、
　前記撮影手段（３）が撮影した画像に基づいて前記測量用マーカ（１）のＩＤを取得するＩＤ取得手段（６１）と、
　該ターゲット位置算出手段（６０）が算出した前記ターゲット（１０ａ）の位置を前記ＩＤ取得手段（６１）が取得したＩＤに関連付けたデータとして保存するターゲット位置保存手段（６２）と、を備えた測量システム（６）に関する。

　なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

　上記した第１、７及び８の観点によれば、各測量用マーカはＩＤ情報を担持しているため、他の測量用マーカと区別することができ、測量用マーカの混同により測量ができないというような事態を回避することができ、測量を正確に行うことができる。

　上記した第２乃至４の観点によれば、前記コード画像表示領域の表示位置を正確に特定でき、該コード画像表示領域が担持するデータを短時間で読み取ることができる。

　上記した第５の観点によれば、作業者は、上下左右が正しくなるように前記測量用マーカを前記測量対象物に取り付けることができる。その結果、測量のための装置（具体的には、前記撮影手段が撮影した画像を解析する装置や、後述するＩＤ取得手段などの装置）は前記コード画像表示領域の表示位置を高速で正確に特定でき、該コード画像表示領域が担持するデータを高速で読み取ることができる。

　上記した第６の観点によれば、前記測量用マーカ自身の水平や垂直やマーカの中心を作業者が容易に知ることができ、作業者は該測量用マーカを測量対象物に適切な状態（つまり、適切な位置や姿勢）に取り付けることができる。

図１は、本発明に係る測量用マーカの構成の一例を示す平面図である。図２は、本発明に係る測量システムの構成の一例を示すブロック図である。図３（ａ）は、測量用マーカの従来例の一例を示す平面図であり、同図（ｂ）は、該測量用マーカを使用した測量システムの構成の一例を示すブロック図である。

　以下、図１及び図２に沿って、本発明の実施の形態について説明する。

　本発明に係る測量用マーカは、図１に符号１で例示するように、
・　測量用のターゲット１０ａを表示する領域であるターゲット表示領域１０と、
・　少なくとも自身のＩＤ情報（つまり、その測量用マーカ１を他の測量用マーカ１から識別できるマーカ識別情報）をコード画像として表示する領域であるコード画像表示領域１１，１２，１３，１４と、
を備えている。この測量用マーカ１は、何らかの測量対象物２に取り付けて使用するものであって、前記ターゲット１０ａを撮影手段（動画や静止画を撮影するカメラ）３で撮影して該ターゲット１０ａの位置（２次元位置や３次元位置）を算出することによって該測量対象物２の位置などを特定するためのものである。

　この測量用マーカ１はシート状（つまり、可撓性を有する薄板状）であることが好ましいが、もちろんこれに限られるものではなく、シート状以外の形状を排除するものではない。また、この測量用マーカ１を前記測量対象物２に取り付ける方法としては、接着剤などを用いた貼着が好ましいが、貼着以外の他の公知の方法を用いても良い。

　なお、図１に示す例では、前記ターゲット１０ａの表示は濃淡模様により行っているが（つまり、黒などの色の濃い部分の複数の角部が一点を指し示すように配置されることにより、その一点でターゲット１０ａを特定しているが）、もちろんこれに限られるものではなく、
・　色分け模様によって行うようにしても、
・　濃淡模様と色分け模様の両方によって行うようにしても、或いは、
・　材質の違い（例えば、反射率の高い部材と反射率の低い部材との配置状態）によって行うようにしても良い。

　また、図１に示す例では、前記コード画像の表示は濃淡模様（つまり、バーコードやＱＲコード（登録商標）のように色の濃い部分と色の薄い部分とによって形成された模様）により行っているが、もちろんこれに限られるものではなく、
・　色分け模様によって行うようにしても、
・　濃淡模様と色分け模様の両方によって行うようにしても、或いは、
・　材質の違い（例えば、反射率の高い部材と反射率の低い部材との配置状態）によって行うようにしても良い。また、前記コード画像は、測量用マーカ自身のＩＤ情報だけでなく、その他の情報（例えば、該測量用マーカが取り付けられる測量対象物２の形状や寸法等についての情報）を担持するようにしても良い。さらに、図１に示す例では、コード画像表示領域１１，１２，１３，１４自体やその内部の模様は矩形状（つまり、長方形状や正方形状）をしているが、もちろんこれに限られるものではなく、矩形以外の形状（例えば、円形）をしていても良い。

　本発明によれば、各測量用マーカ１はＩＤ情報を担持しているため、他の測量用マーカ１と区別することができ、測量用マーカの混同により測量ができないというような事態を回避することができ、測量を正確に行うことができる。

　ところで、上述したコード画像表示領域１１，１２，１３，１４は、前記ターゲット表示領域１０を基準とした所定の位置に配置しておくと良い。つまり、該コード画像表示領域は、前記ターゲット表示領域を基準とした位置であって該ターゲット表示領域を基準とすることによって明確に認識できる位置であればどこの位置に配置しても良い。そのようにした場合には、前記ターゲット表示領域を基準とすることによって前記コード画像表示領域の表示位置を正確に特定でき、該コード画像表示領域が担持するデータを短時間で読み取ることができる。ここで、図１に例示するように、前記ターゲット表示領域１０を、交差するように配置された複数の帯状表示領域１０ｂ，１０ｃにより形成しておき、前記コード画像表示領域１１，１２，１３，１４は、互いに隣接する一対の前記帯状表示領域１０ｂ，１０ｃに挟まれる位置に配置しておいても良い。なお、図１に示す例では、前記コード画像表示領域１１，１２，１３，１４は、交差するように配置された２つの帯状表示領域１０ｂ，１０ｃによって略十字状に形成されているが、もちろんこれに限られるものではなく、略Ｘ字状に形成されても、或いはその他の形状（つまり、３つ以上の帯状表示領域が交差するような形状）に形成されていても良い。また、図１に示す例では、前記コード画像表示領域１１，１２，１３，１４は、前記帯状表示領域１０ｂ，１０ｃに挟まれる位置の全て（つまり、４つの部分）にそれぞれ形成されているが、もちろんこれに限られるものではなく、少なくとも１つの部分に形成されていれば良い。

　一方、前記測量用マーカ１を前記測量対象物２に取り付ける作業者が、前記ターゲット表示領域１０や前記コード画像表示領域１１，１２，１３，１４と明確に区別できるマーク（以下、“識別用マーク”とする）４を、前記ターゲット表示領域１０の上方、下方、左方及び右方のうちの少なくとも一方に配置しておくと良い。そのような識別用マーク４を設けた場合には、その作業者は、上下左右が正しくなるように前記測量用マーカ１を前記測量対象物２に取り付けることができる。その結果、測量のための装置（具体的には、前記撮影手段３が撮影した画像を解析する装置や、後述するＩＤ取得手段６１などの装置）は前記コード画像表示領域１１，１２，１３，１４の表示位置を高速で正確に特定でき、該コード画像表示領域１１，１２，１３，１４が担持するデータを高速で読み取ることができる。なお、図１に示す例では、前記識別用マーク４は色の濃淡の違いによって作業者が識別できるようになっているが、もちろんこれに限られるものではなく、色彩やマーク自体の形状等によって識別できるようにしても良い。

　一方、前記測量用マーカ自身の中心（好ましくは、上述したターゲット１０ａの位置）を指し示すと共に前記ターゲット表示領域１０を挟むように表示された補助線（水平線や垂直線）５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを設けておくと良い。そのようにした場合には、前記測量用マーカ自身の水平や垂直やマーカの中心を作業者が容易に知ることができ、作業者は該測量用マーカ１を測量対象物２に適切な状態（つまり、適切な位置や姿勢）に取り付けることができる。

　本発明に係る測量システムは、図２に符号６で例示するものであって、
・　測量対象物２に取り付けられてなる上述した測量用マーカ１と、
・　該測量用マーカ１に表示されてなる前記ターゲット表示領域１０と前記コード画像表示領域１１，１２，１３，１４とを撮影する撮影手段３と、
・　該撮影手段３が撮影した画像に基づいて前記ターゲット１０ａの位置を算出するターゲット位置算出手段６０と、
・　前記撮影手段３が撮影した画像に基づいて前記測量用マーカ１のＩＤを取得するＩＤ取得手段６１と、
・　該ターゲット位置算出手段６０が算出した前記ターゲット１０ａの位置を前記ＩＤ取得手段６１が取得したＩＤに関連付けたデータとして保存するターゲット位置保存手段６２と、
を備えている。

　本発明に係る測量用マーカや測量システムは、ＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ　Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍａｐｐｉｎｇ）や三角測量や写真測量などの用途に適用できる。

１　　　　　　　　　　　　　　　　測量用マーカ
２　　　　　　　　　　　　　　　　測量対象物
３　　　　　　　　　　　　　　　　撮影手段
４　　　　　　　　　　　　　　　　識別用マーク
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ　　　　　　補助線
６　　　　　　　　　　　　　　　　測量システム
１０　　　　　　　　　　　　　　　ターゲット表示領域
１０ａ　　　　　　　　　　　　　　ターゲット
１０ｂ，１０ｃ　　　　　　　　　　帯状表示領域
１１，１２，１３，１４　　　　　　コード画像表示領域
６０　　　　　　　　　　　　　　　ターゲット位置算出手段
６１　　　　　　　　　　　　　　　ＩＤ取得手段
６２　　　　　　　　　　　　　　　ターゲット位置保存手段

Claims

　測量するために測量対象物に取り付けられて撮影手段で撮影される測量用マーカにおいて、
　測量用のターゲットを表示する領域であるターゲット表示領域と、
　少なくとも自身のＩＤ情報をコード画像として表示する領域であるコード画像表示領域と、
　を備えたことを特徴とする測量用マーカ。
　前記コード画像表示領域は、前記ターゲット表示領域を基準とした所定の位置に配置されている、
　ことを特徴とする請求項１に記載の測量用マーカ。
　前記ターゲット表示領域は、交差するように配置された複数の帯状表示領域により形成され、
　前記コード画像表示領域は、互いに隣接する一対の前記帯状表示領域に挟まれる位置に配置されてなる、
　ことを特徴とする請求項２に記載の測量用マーカ。
　前記ターゲット表示領域は、交差するように略十字状又は略Ｘ字状に配置された２つの帯状表示領域により形成され、
　前記コード画像表示領域は、それらの帯状表示領域に挟まれる位置にそれぞれ配置されてなる、
　ことを特徴とする請求項３に記載の測量用マーカ。
　前記ターゲット表示領域の上方、下方、左方及び右方のうちの少なくとも一方に配置されて前記測量用マーカを前記測量対象物に取り付ける際に該測量用マーカの上下左右を識別できるようにする識別用マーク、
　を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の測量用マーカ。
　自身の中心を指し示すと共に前記ターゲット表示領域を挟むように表示された補助線、
　を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の測量用マーカ。
　前記ターゲット表示領域は、色分け模様及び／又は濃淡模様により前記ターゲットを表示し、
　前記コード画像表示領域は、色分け模様及び／又は濃淡模様により少なくとも自身のＩＤ情報を表示する、
　ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の測量用マーカ。
　測量対象物に取り付けられてなる請求項１乃至７のいずれか１項に記載の測量用マーカと、
　該測量用マーカに表示されてなる前記ターゲット表示領域と前記コード画像表示領域とを撮影する撮影手段と、
　該撮影手段が撮影した画像に基づいて前記ターゲットの位置を算出するターゲット位置算出手段と、
　前記撮影手段が撮影した画像に基づいて前記測量用マーカのＩＤを取得するＩＤ取得手段と、
　該ターゲット位置算出手段が算出した前記ターゲットの位置を前記ＩＤ取得手段が取得したＩＤに関連付けたデータとして保存するターゲット位置保存手段と、
　を備えたことを特徴とする測量システム。