JP6059067B2 - 測量システム - Google Patents

Description

本発明は複数の基準面の設定が可能な測量システムに関するものである。

所定のバーコードが刻印されたスタッフを用いて高さ測定、距離測定を行うものとして電子レベルが普及している。

従来の電子レベルでは、所定の地点にスタッフを立設し、立設された地点の高さ測定、距離測定を行い、予定された範囲、地点についてデータ収集を行うものであった。

更に、施工データに基づき土木工事等の所要工事を施工する場合、水平基準面が必要となり、水平基準面を形成するものとしてレーザ光線を水平方向に照射、回転するレーザ照射装置がある。

従って、従来では電子レベルで所定のデータを収集し、収集したデータ、施工データ、及びレーザ照射装置が形成する基準面に基づき所要の工事を行っていた。

この為、各作業毎に電子レベル、レーザ照射装置等、複数の装置が必要となっていた。

尚、特許文献１、特許文献２には、電子レベルにより、各スタッフを視準して、各スタッフに形成されているコードパターンを電子的に解読して、視準高さを自動的に求めることが開示されている。

特開平７−２２９７３７号公報 特許第３７９５１９０号公報 特開２０１２−１４５４６３号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、電子レベル、スタッフのみで、データの収集、基準面の設定を行える測量システムを提供するものである。

本発明は、電子レベルと、複数の群のいずれかに属するスタッフ装置とを有する測量システムであって、前記スタッフ装置は属する群に対応したバーコードが付されたスタッフと、該スタッフに設けられた移動局装置とを具備し、該移動局装置は、施工データを表示する移動局表示部と、前記電子レベルとの間で無線通信を行う移動局通信部とを有し、前記電子レベルは、施工範囲の画像を取得する撮像部と、画像からスタッフ画像を抽出し、抽出したスタッフ画像のバーコードパターンがどの群に属するかを判別すると共に前記スタッフ画像に基づき前記スタッフの３次元位置を測定する制御装置と、得られた３次元位置を前記移動局装置に送信する本体通信部とを有し、前記移動局装置は、受信した前記スタッフの３次元位置と前記施工データとの関係を前記移動局表示部に表示する様構成した測量システムに係るものである。

又本発明は、各群に属するスタッフ装置によって複数地点でのスタッフの３次元位置を設定し、各群毎に基準面を形成する測量システムに係るものである。

又本発明は、前記撮像部は施工対象物を含む様に画像を取得し、前記移動局表示部は、前記施工対象物が複数群のいずれに属するかを区分して表示すると共に、前記施工対象物に関し設定すべき測設点を表示し、前記電子レベルは、前記スタッフ装置について属する群毎にスタッフの３次元位置を測定し、対応する前記移動局装置に前記３次元位置を送信し、前記スタッフと前記測設点との関係を表示する様構成した測量システムに係るものである。

又本発明は、前記スタッフ装置は、前記スタッフの傾きを検出する移動局傾斜センサを有し、該移動局傾斜センサの検出結果に基づき前記スタッフについての測距結果、水平角を補正する測量システムに係るものである。

又本発明は、前記電子レベルは回転駆動部を有し、該回転駆動部によって水平方向に回転可能であり、前記撮像部は所定時間毎にフレーム画像を取得し、又は連続してフレーム画像を取得し、前記制御装置は、各フレーム画像毎にスタッフ画像を抽出し、抽出した画像がフレーム画像から逸脱しない様に前記回転駆動部を制御して前記電子レベルを回転させ、スタッフを追従する様構成した測量システムに係るものである。

更に又本発明は、前記撮像部は全周カメラであり、該撮像部によって全周画像が取得される測量システムに係るものである。

本発明によれば、電子レベルと、複数の群のいずれかに属するスタッフ装置とを有する測量システムであって、前記スタッフ装置は属する群に対応したバーコードが付されたスタッフと、該スタッフに設けられた移動局装置とを具備し、該移動局装置は、施工データを表示する移動局表示部と、前記電子レベルとの間で無線通信を行う移動局通信部とを有し、前記電子レベルは、施工範囲の画像を取得する撮像部と、画像からスタッフ画像を抽出し、抽出したスタッフ画像のバーコードパターンがどの群に属するかを判別すると共に前記スタッフ画像に基づき前記スタッフの３次元位置を測定する制御装置と、得られた３次元位置を前記移動局装置に送信する本体通信部とを有し、前記移動局装置は、受信した前記スタッフの３次元位置と前記施工データとの関係を前記移動局表示部に表示する様構成したので、現在のスタッフの位置と施工データとの関係が３次元で判断できるので、基準面の設定、測設点の設定が容易に行える。

又本発明によれば、各群に属するスタッフ装置によって複数地点でのスタッフの３次元位置を設定し、各群毎に基準面を形成するので、複数の基準面がスタッフにより設定できる。

又本発明によれば、前記撮像部は施工対象物を含む様に画像を取得し、前記移動局表示部は、前記施工対象物が複数群のいずれに属するかを区分して表示すると共に、前記施工対象物に関し設定すべき測設点を表示し、前記電子レベルは、前記スタッフ装置について属する群毎にスタッフの３次元位置を測定し、対応する前記移動局装置に前記３次元位置を送信し、前記スタッフと前記測設点との関係を表示する様構成したので、複数の施工対象物についての測設点の設定が複数の異なるバーコードが付されたスタッフにより並行して設定できる。

又本発明によれば、前記スタッフ装置は、前記スタッフの傾きを検出する移動局傾斜センサを有し、該移動局傾斜センサの検出結果に基づき前記スタッフについての測距結果、水平角を補正するので、高精度の測定結果が得られると共に、水平角の測定が行える。

又本発明によれば、前記電子レベルは回転駆動部を有し、該回転駆動部によって水平方向に回転可能であり、前記撮像部は所定時間毎にフレーム画像を取得し、又は連続してフレーム画像を取得し、前記制御装置は、各フレーム画像毎にスタッフ画像を抽出し、抽出した画像がフレーム画像から逸脱しない様に前記回転駆動部を制御して前記電子レベルを回転させ、スタッフを追従する様構成したので、測設点毎にスタッフを視準する必要が無くなり、測設作業の効率が大幅に向上する。

更に又本発明によれば、前記撮像部は全周カメラであり、該撮像部によって全周画像が取得されるので、回転機構部が省略され、広範囲に亘る測定作業、測設業が可能となるという優れた効果を発揮する。

本発明の実施例に係る測量システムを示す概略構成図である。 該測量システムに於ける電子レベルの概略構成図である。 （Ａ）は、該測量システムに於けるスタッフ装置の移動局装置の概略構成図、（Ｂ）は該移動局装置の表示部の一例を示す図である。 該測量システムにより基準平面を形成する場合の実施例の説明図である。 該測量システムにより測設点を設定する場合の実施例の説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明の実施例に係る測量システムの概略構成を示すものであり、図１中、１は電子レベル、２ａはＡグループに属するスタッフ、２ｂはＢグループに属するスタッフを示す。

前記電子レベル１は、施工対象範囲全域を測定可能な位置（以下、基準位置）に設置され、前記スタッフ２ａ，２ｂは施工対象範囲内の複数の測定点に順次立設され、前記電子レベル１により、高さ、距離、方向（３次元位置）が測定される。

前記スタッフ２ａ，２ｂはそれぞれ既知の幅、既知の高さを有するバーコードが刻印されており、該バーコードにより高さ位置の測定が可能となっている。又、Ａグループに属するスタッフ２ａとＢグループに属するスタッフ２ｂとでは、バーコードのパターンが異なっており、バーコードのパターンを識別することでスタッフがどちらのグループに属するかが判別できる様になっている。前記スタッフ２ａ，２ｂには、それぞれ移動局装置２１ａ，２１ｂが設けられている。尚、前記スタッフ２ａ，２ｂ、前記移動局装置２１ａ，２１ｂについて、区別しない場合は、単にスタッフ２、移動局装置２１として説明する。

先ず、前記電子レベル１について図２を参照して概略を説明する。

基準位置に３脚３が設置され、該３脚３に整準部４、回転駆動部５を介して電子レベル本体６が設置される。前記整準部４は、前記電子レベル本体６を水平状態に整準する。

前記回転駆動部５は、前記電子レベル本体６を鉛直軸心を中心に回転させる。又、前記回転駆動部５は、エンコーダ等の水平角検出器１２を具備し、前記電子レベル本体６を鉛直軸心を中心に回転させた場合の回転角は、前記水平角検出器１２によって検出され、検出結果は制御装置８に出力される。

該電子レベル本体６は、主に撮像部７、前記制御装置８、本体表示部９、本体通信部１０、傾斜センサ１１等から構成されている。尚、該傾斜センサ１１としては、メムス等のセンサも含まれる。

前記撮像部７は光学系１３、２次元撮像素子（エリアセンサ）１４等を有し、前記光学系１３は施工対象範囲を含む像を前記２次元撮像素子１４に結像可能となっている。又、前記２次元撮像素子１４は、画素の集合体であり、例えばＣＣＤ、或はＣＭＯＳセンサ等が用いられる。前記２次元撮像素子１４上には直交座標系が設定され、前記電子レベル本体６が水平に整準した場合に、該電子レベル本体６が検出する水平の０レベルが前記直交座標系の１つの座標軸に合致する様になっている。

前記２次元撮像素子１４を構成する各画素は、該２次元撮像素子１４上での位置が前記直交座標系上で特定される様になっており、又各画素からの信号により前記直交座標系の座標が特定される様になっている。前記２次元撮像素子１４で取得された画像は、フレーム画像データとして前記制御装置８に入力され、更に記憶部１６に格納される。

前記制御装置８は、主に演算処理部（ＣＰＵ）１５、前記記憶部１６、画像処理部１７、グループ判別部１８、測定部１９から構成されている。前記演算処理部１５は前記記憶部１６へのデータの入出力の制御、前記画像処理部１７に於ける画像処理の制御、前記グループ判別部１８に於ける信号処理の制御、前記測定部１９に於ける測距、高低角、水平角の演算処理の制御を行う。

又、前記制御装置８は、前記整準部４、前記回転駆動部５、前記本体通信部１０を所要のタイミングで所要の状態に制御する。

前記画像処理部１７は、前記フレーム画像データからスタッフ２の画像を抽出する。前記グループ判別部１８は、抽出されたスタッフ２の画像からバーコードのパターンを認識し、更にどのグループに属するかを判別する。前記測定部１９は、抽出されたスタッフ２の画像に基づき、距離測定、高低角（視準高さ）の測定、水平角の測定を実行する。更に、距離測定、高低角（視準高さ）の測定、水平角の測定を行うことで、スタッフ２の３次元位置を測定できる。

尚、距離測定は画像でのスタッフ２の大きさを認識することで実行され、高低角はバーコードのパターンが画像から読取られ、バーコードのどの位置に水平の０レベルがあるかを判断することで測定される。

尚、スタッフ２の画像に基づき、バーコードのパターンの抽出、パターンの認識、判別、距離測定、視準高さの測定については、特許文献３に開示されている。

又、水平角については、スタッフ２のバーコードのフレーム画像中の位置、即ち前記２次元撮像素子１４上の位置によって求められる。

前記記憶部１６はプログラム格納部、データ格納部を有し、前記プログラム格納部には、測定、施工に必要な各種プログラム、例えば、前記画像処理部１７で画像処理を実行する為の画像処理プログラム、前記グループ判別部１８でバーコードのパターンを認識し、どのグループに属するかを判別する為の判別プログラム、距離測定、高低角の測定、水平角の測定を実行する為の測定演算プログラム、データ入出力制御プログラム、通信プログラム、前記本体表示部９の表示制御する為の表示プログラム、整準を実行する為の整準プログラム等が格納されている。

又、前記データ格納部には、フレーム画像データ、スタッフ２の判別結果、測定結果が格納され、施工に必要な施工データが格納される。

前記本体表示部９には、前記撮像部７が取得した画像が表示され、或は各スタッフ２の測定結果、或はスタッフ２のグループ判別結果が表示される。尚、グループ判別結果の表示の方法としては、グループ毎にスタッフ２を色分け表示する、或はグループ毎にスタッフ２を択一的に表示する等である。

前記本体通信部１０は前記移動局装置２１との間で無線通信可能であり、測定結果、グループ判別結果、施工データ等のデータを前記スタッフ２ａ，２ｂの前記移動局装置２１ａ，２１ｂに送信し、又該移動局装置２１ａ，２１ｂから送信されるデータを受信する。

前記傾斜センサ１１は、前記電子レベル本体６の傾斜を検出し、検出結果は前記制御装置８に入力され、前記演算処理部１５は検出結果に基づき前記整準部４を駆動制御して、前記電子レベル本体６を水平に調整（整準）する。

次に、前記スタッフ２ａ，２ｂを説明する。尚、該スタッフ２ａと前記スタッフ２ｂとは基本的に同一の構成であるので、前記スタッフ２ａ，２ｂを区別しない場合は、単にスタッフ２として説明する。

又、本実施例では、前記スタッフ２に前記移動局装置２１が一体化され、前記スタッフ２と前記移動局装置２１によってスタッフ装置が構成される。

前記移動局装置２１について図３を参照して説明する。

該移動局装置２１は、主にＣＰＵ２３、移動局記憶部２４、移動局表示部２５、移動局通信部２６、移動局傾斜センサ２７を具備している。

前記移動局記憶部２４には、データの入出力の制御に必要なプログラム、表示作動に必要なプログラム、送受信を制御するプログラム等の各種プログラムが格納され、又施工データ、前記電子レベル１から送信された各種測定データ等のデータが格納される。

前記ＣＰＵ２３は、前記プログラムを運用して前記移動局記憶部２４へのデータの入出力を制御し、前記移動局表示部２５の表示作動を制御し、前記移動局通信部２６の送受信を制御する。

以下、図４を参照して、本実施例の作用について説明する。

以下の実施例では、異なる傾斜角で傾斜した２の基準平面を形成する場合を説明する。基準面を形成する準備として、前記移動局装置２１には施工データを入力しておく。入力の方法としては、前記移動局装置２１に直接施工データを入力するか、或は前記制御装置８から前記移動局装置２１に施工データを送信して入力するか、適宜選択する。

尚、前記光学系１３が所要の画角、例えば１００゜を有するものとし、前記撮像部７を９０゜ステップで回転させ、４方向で撮像し、隣接する画像同士で１０゜ずつオーバラップさせ、各方向の画像を取得するものとする。取得した画像は、前記記憶部１６に記憶される。前記画像処理部１７は、隣接する画像により全周のパノラマ画像を作成する。

尚、全周画像を取得する撮像部７として全周カメラを用いてもよい。

施工対象範囲にスタッフ２が設置される。該スタッフ２は、２種類（Ａ，Ｂ）のバーコードパターンを有しており、Ａのバーコードパターンを有するスタッフ２はＡ群に属するとし、又Ａ群に属するスタッフ２をスタッフ２ａ１，２ａ２，２ａ３とする。又、Ｂのバーコードパターンを有するスタッフ２はＢ群に属するとし、又Ｂ群に属するスタッフ２をスタッフ２ｂ１，２ｂ２，２ｂ３とする。

前記電子レベル１が所定の位置に設置され、前記整準部４により前記電子レベル１が水平となる様に整準される。設置された位置での前記電子レベル１の測定の基準となる点（例えば機械中心、以下基準点と称す）が形成するＡ基準面３１、Ｂ基準面３２内に存在する様に設定される。又、基準点は、施工データに基づき設定され、既知とされる。

先ず、前記Ａ基準面３１を形成する場合について説明する。

Ａ群に属する前記スタッフ２ａ１，２ａ２，２ａ３を前記Ａ基準面３１の範囲内の所定の位置、例えば設置位置Ｐａ１，Ｐａ２，Ｐａ３に設置する。又、Ｂ群に属する前記スタッフ２ｂ１，２ｂ２，２ｂ３を前記Ｂ基準面３２の範囲内の所定の位置、例えば設置位置Ｐｂ１，Ｐｂ２，Ｐｂ３に設置する。

次に、前記画像処理部１７が前記フレーム画像又はパノラマ画像から前記スタッフ２ａ１，２ａ２，２ａ３、前記スタッフ２ｂ１，２ｂ２，２ｂ３のスタッフ画像を抽出する。前記グループ判別部１８によってスタッフ画像のバーコードパターンに基づき前記スタッフ画像の中から前記スタッフ２ａ１，２ａ２，２ａ３のスタッフ画像をＡグループとして判別する。

前記測定部１９は前記スタッフ画像のバーコードパターンに基づきＡグループの各スタッフ２の視準高さ（前記０レベルからの偏差）、高低角を求める。又、前記水平角検出器１２で検出した視準方向角度及び前記スタッフ画像の前記２次元撮像素子１４上での位置（座標系の原点に対する水平方向偏差）に基づき水平角を求める。更に、スタッフ画像の大きさから、前記電子レベル１の基準点からスタッフ２迄の距離を演算により求める（測定する）。尚、視準高さ、高低角、水平角、距離を求めることについては、特許文献３に記載されている。

又、前記スタッフ２が傾いていた場合、測距及び水平角の測定に影響を及すが、前記スタッフ２の傾斜角は、前記移動局傾斜センサ２７によって測定されるので、該移動局傾斜センサ２７によって検出された傾斜角によって測定された水平角、測距結果を補正することができる。又、傾斜角に基づく測定結果の補正は、傾斜角が前記移動局装置２１から前記電子レベル１に送信され、該電子レベル１で補正したものを前記移動局装置２１に送信してもよく、或は測定結果が前記移動局装置２１に送信され、該移動局装置２１で、前記移動局傾斜センサ２７の検出結果に基づき測定結果を補正してもよい。

測定された水平角、距離に基づき測定の対象となったスタッフ２の位置が特定される。例えば、前記スタッフ２ａの設置位置Ｐａ１が特定される。該設置位置Ｐａ１での前記Ａ基準面３１の視準高さが、施工データに基づき前記演算処理部１５の演算により求められる。

求められた視準高さ、及び設置位置Ｐａ１は、前記本体通信部１０より送信され、前記移動局通信部２６で受信される。受信された視準高さは、前記ＣＰＵ２３を介して前記移動局表示部２５に表示される。又、前記ＣＰＵ２３は、前記移動局記憶部２４に格納された施工データ及び受信した前記設置位置Ｐａ１に基づき、該設置位置Ｐａ１に於ける施工データ上での前記Ａ基準面３１の高さを演算する。

前記移動局表示部２５には、前記電子レベル１で測定した視準高さと前記移動局装置２１で演算した施工高さが表示される。尚、視準高さ及び施工高さは数値で表示されてもよい。或は、上下方向と視準高さと施工高さとの間の偏差を示してもよい。

数値で示された場合は、設置した前記スタッフ２ａに対して施工高さは上下のどの方向に、どの位置にあるかが分る。

更に、前記移動局表示部２５を図３（Ｂ）に示す様に構成してもよい。

即ち、前記移動局表示部２５は案内表示部２５ａ，２５ｂを有し、該案内表示部２５ａは高さ方向についての案内表示を行い、又、前記案内表示部２５ｂは水平方向についての案内表示を行う。

例えば、前記案内表示部２５ａでは、視準高さと施工高さとが合致した場合に点灯（又は点滅）する合致ライン４１、及び視準高さが施工高さに対して上又は下にずれている場合に点灯（又は点滅）する方向指示マーク４２，４３を有する。更に、視準高さが施工高さより高い場合は、前記方向指示マーク４２が点灯し、視準高さが施工高さより低い場合は、前記方向指示マーク４３が点灯する。

同様にして、前記スタッフ２ｂ，２ｃについても順次、設置位置Ｐａ２，Ｐａ３を特定し、又視準高さ、施工高さを求め、各移動局装置２１ｂ，２１ｃの前記移動局表示部２５にそれぞれ表示する。

前記Ａ基準面３１が平面である場合は、該Ａ基準面３１の平面内での３点を決定すれば、該Ａ基準面３１が決定される。更に、該Ａ基準面３１内の任意の位置での基準面の高さは、前記電子レベル１により、設置されたスタッフ２の位置、視準高さを測定し、測定した位置を前記スタッフ２に送信することで、施工データより前記Ａ基準面３１の高さを求め、視準高さとの比較により、任意の位置での該Ａ基準面３１の高さを設定できる。

尚、前記Ａ基準面３１の傾斜方向が分っている場合は、２つの設置位置Ｐａ１，Ｐａ２で基準面を設定することもできる。

次に、前記Ｂ基準面３２を形成する場合について説明する。

前記Ｂ基準面３２を形成する場合は、抽出した前記スタッフ画像から、前記グループ判別部１８によって前記スタッフ画像のバーコードパターンに基づき前記スタッフ画像の中から前記スタッフ２ｂ１，２ｂ２，２ｂ３のスタッフ画像をＢグループとして判別する。

前記電子レベル１により、Ｂ群に属する前記スタッフ２ｂ１，２ｂ２，２ｂ３の設置位置Ｐｂ１，Ｐｂ２，Ｐｂ３を測定し、更に各前記スタッフ２ｂ１，２ｂ２，２ｂ３の視準高さを測定する。

設置位置Ｐｂ１，Ｐｂ２，Ｐｂ３及び各前記スタッフ２ｂ１，２ｂ２，２ｂ３の視準高さを測定することで、上記Ａ基準面３１を設定したと同様に、前記Ｂ基準面３２の設定が行われる。

即ち、Ａ群の前記スタッフ２ａ１，２ａ２，２ａ３とＢ群の前記スタッフ２ｂ１，２ｂ２，２ｂ３を用いることで、２つの基準面を形成することができる。更に、３以上の異なるバーコードパターンにより３以上のスタッフ群を形成し、該スタッフ群を用いることで、３以上の異なる基準面を形成することができる。

尚、前記回転駆動部５により、所定の回転速度で回転し、得られたフレーム画像により全周パノラマ画像を作成し、全周パノラマ画像を順次更新し、更に、更新された全周パノラマ画像からスタッフ画像の抽出、グループ判別、スタッフ画像に基づき測距、高低角の測定、視準高さの測定を行うことで、スタッフ２を移動させた場合にも基準面の形成、或は基準面の検出を行うことができる。

更に、施工対象範囲が前記撮像部７の光学系の画角の範囲内に収る場合は、前記電子レベル本体６を回転させる必要がなく、同一方向の画像を取得すればよい。更に、光学系の画角を広角とし、広い施工対象範囲に対応する様にすれば、前記回転駆動部５は省略することができる。

更に又、同じ群に属するスタッフ２を４以上とすれば、或はスタッフ２で基準面を検出する地点を４以上とすれば、湾曲している基準面の設定が可能となる。

尚、前記電子レベル１に於いて測定した結果を、自動的に前記移動局装置２１側に送信する様にすれば、前記電子レベル１側には作業者は必要ない。

尚、上記説明では、同一バーコードパターンを有する３以上のスタッフを用いて基準面を設定したが、１群で１つのスタッフを用い、スタッフを移動して異なる３点以上に設置し、それぞれ基準面の高さを設定する様にしてもよい。

次に、図５に於いて、３次元に測設点を設定する場合について説明する。

尚、図５で示す例では、施工対象範囲が光学系の画角の範囲内に収る場合を示している。

Ａ群に含まれる施工対象物を施工対象物３３ａ，３４ａとし、Ｂ群に含まれる施工対象物を施工対象物３５ｂ，３６ｂとする。又、前記施工対象物３３ａ，３４ａに対して用いられるスタッフをスタッフ２ａとし、前記施工対象物３５ｂ，３６ｂに対して用いられるスタッフをスタッフ２ｂとする。

前記撮像部７は、作業が開始されると、所定時間間隔で施工対象範囲の画像を取得し、取得した画像はフレーム画像データとして順次、前記移動局記憶部２４に格納する。

前記画像処理部１７は、フレーム画像からスタッフ画像を抽出し、抽出した該スタッフ画像について、前記スタッフ２ａに係るものか、前記スタッフ２ｂに係るものかを判別する。

前記移動局装置２１ａ，２１ｂの前記移動局記憶部２４には、それぞれ施工データ、施工対象物の画像データが格納されている。

先ず、Ａ群に含まれる前記施工対象物３３ａ，３４ａについて、測設点を設定する場合について説明する。

前記施工対象物３３ａの測設点Ｑａ１を設定する場合、前記スタッフ２ａの前記移動局装置２１の前記移動局表示部２５に前記施工対象物３３ａ，３４ａが表示されると共に測設点Ｑａ１が表示されている。測設点の表示は、前記全測設点が一度に表示される表示モードと、次に設定すべき測設点のみを示す表示モード、前記測設点を一度に表示し、次に設定すべき測設点については、色分け表示、或は点滅させる等する表示モード等が適宜選択できる。

又、測設点表示は、視覚的に容易に判断できる様、前記施工対象物３３ａ，３４ａに重ねてポイント表示し、更に選択することで測設点の３次元座標が併せて表示される。

前記電子レベル１が、画像を取得し、画像からスタッフ画像を抽出し、前記スタッフ２ａのスタッフ画像を選択し、選択した該スタッフ画像に基づき測距、高低角の測定、視準高さの測定を行い、現在の前記スタッフ２ａの３次元位置を測定し、測定結果を前記移動局装置２１に送信する。

該移動局装置２１では、受信した測定結果が前記移動局表示部２５に表示される。測定結果の表示の態様としては、施工対象物の画像中にペイントにより位置を表示し、設定すべき測設点に対して現在地が視覚的に分る様にする。

或は、図３（Ｂ）に示される様に、上下方向に関しては案内表示部２５ａ中、方向指示マーク４２，４３を用いて移動方向を案内し、水平方向では案内表示部２５ｂ中、方向指示マーク４５，４６を用いて移動方向を案内し、前記スタッフ２ａの上下位置、水平位置が前記測設点Ｑａ１に合致した場合は、それぞれ前記合致ライン４１、前記合致ライン４４を点滅させる。

或は、前記スタッフ２ａの実測３次元座標と測設点Ｑａ１の施工データとの偏差数値表示し、前記スタッフ２ａが前記測設点Ｑａ１に合致した場合は、０表示をする等である。従って、作業者はスタッフを前記測設点Ｑａ１に設定する為に、どの方向にどれだけ移動すればよいかが分る。

前記画像処理部１７は最新のフレーム画像から前記スタッフ２ａのスタッフ画像を抽出し、更に前記測定部１９は前記スタッフ２ａの最新の位置を測定し、測定結果を前記移動局装置２１に送信する。作業者は、前記移動局表示部２５の表示、例えば、前記案内表示部２５ａ、前記案内表示部２５ｂから移動中の最新の位置が分り、無駄なく、前記スタッフ２ａを前記測設点Ｑａ１に設定することができる。

前記スタッフ２ａにより前記測設点Ｑａ１が設定されると、前記移動局表示部２５に次に設定される測設点Ｑａ２が表示される。尚、設定が完了した前記測設点Ｑａ１については、誤設定を防止する為、色を変えポイント表示したままとしてもよい。

作業者は、表示された前記測設点Ｑａ２と表示された現在位置により、どの方向にどれだけ移動すればよいかが視覚的に判断でき、次の該測設点Ｑａ２を設定する場合の移動を無駄なく、効率的に行える。該測設点Ｑａ２の設定も、前記測設点Ｑａ１と同様にして行われる。更に、同様にして、測設点Ｑａ３、Ｑａ４、…が順次設定される。

次に、Ｂ群の前記施工対象物３５ｂ，３６ｂについて、測設点を設定する場合も、Ａ群の前記施工対象物３３ａ，３４ａについて測設点を設定したと同様な手順で行う。

ここで、前記移動局装置２１では、前記施工対象物３５ｂ，３６ｂの測設点を設定する場合には、前記スタッフ２ｂが用いられるが、該スタッフ２ｂは前記スタッフ２ａとは異なるバーコードパターンを有しており、該バーコードパターンより前記電子レベル１は、両者を判別することができる。

従って、前記スタッフ２ｂについての測定を、前記スタッフ２ａの測定と並行して行うことができる。前記電子レベル１が前記スタッフ２ｂの前記移動局装置２１ｂに、該スタッフ２ｂの測定結果を送信し、測定結果が前記移動局装置２１ｂに表示されることで、Ｂ群の前記施工対象物３５ｂ，３６ｂの測設点の設定が、Ａ群の前記施工対象物３３ａ，３４ａの測設点の設定と同時進行で行うことができる。

尚、３以上の異なるバーコードパターンを有するスタッフを用いることで、３以上の群に属する施工対象物について同時に測設点の設定を行うことができる。従って、測設点の作業効率が大幅に向上する。

次に、前記光学系１３の画角が広角でない場合に、画像処理によりスタッフを追尾し、順次測設点を設定する場合について説明する。この場合、前記電子レベル本体６は回転駆動部５によって回転され、更に前記水平角検出器１２によって前記撮像部７の視準方向の水平角が検出される。

先ず、作業を開始する時点で、前記撮像部７を最初に設定する測設点の方向に向け、前記水平角検出器１２が検出する角度（前記撮像部７の視準方向の角度）を、基準角度として設定する。

前記撮像部７により画像を取得し、画像中からスタッフ画像を抽出する。尚、この場合、前記撮像部７は動画像を取得するか、或は追尾可能な所定の時間間隔で静止画像を取得する。いずれの場合も、フレーム画像データとして前記記憶部１６に格納される。

最新のフレーム画像からスタッフ画像を抽出し、抽出した該スタッフ画像に基づき測距、視準高さ（高低角）、水平角を求める。この場合、水平角は、画像から求められる水平角であるので、求めた水平角に前記水平角検出器１２によって検出された検出角度を加算することで、実際の水平角が求められる。

１つの測設点の設定が完了し、スタッフが移動されると、前記画像処理部１７は各フレームについてスタッフ画像を抽出し、抽出した該スタッフ画像がフレーム画像の中心に維持される様に、又は少なくとも該スタッフ画像がフレーム画像から逸脱しない様に、前記回転駆動部５により前記電子レベル本体６を回転させる。

前記測定部１９は、各フレーム画像から抽出したスタッフ画像に基づきスタッフ迄の距離、スタッフの視準高さ、水平角を測定し、測定結果を前記移動局装置２１に送信する。該移動局装置２１は、測定結果を前記移動局表示部２５にリアルタイムで表示する。

該移動局表示部２５には施工図面が表示され、施工図面と測定結果が同時に表示されることで、作業者は測設点に対する現在位置が分り、測設点の設定が効率よく行える。更に、追尾を行うことで、前記撮像部７が有する画角以上の範囲での測設点の設定が可能であり、更に前記移動局表示部２５に施工図面が表示されることで、前記電子レベル１側に作業者は必要なく、１人作業が可能となる。

１ 電子レベル
２ スタッフ
３ ３脚
４ 整準部
５ 回転駆動部
６ 電子レベル本体
７ 撮像部
８ 制御装置
９ 本体表示部
１０ 本体通信部
１１ 傾斜センサ
１２ 水平角検出器
１３ 光学系
１４ ２次元撮像素子
１５ 演算処理部
１６ 記憶部
１７ 画像処理部
１８ グループ判別部
１９ 測定部
２１ 移動局装置
２３ ＣＰＵ
２４ 移動局記憶部
２５ 移動局表示部
２６ 移動局通信部
２７ 移動局傾斜センサ
３１ Ａ基準面
３２ Ｂ基準面
３３ａ 施工対象物
３４ａ 施工対象物
３５ｂ 施工対象物
３６ｂ 施工対象物

Claims (6)

1. 電子レベルと、複数の群のいずれかに属するスタッフ装置とを有する測量システムであって、前記スタッフ装置は属する群に対応したバーコードが付されたスタッフと、該スタッフに設けられた移動局装置とを具備し、該移動局装置は、施工データを表示する移動局表示部と、前記電子レベルとの間で無線通信を行う移動局通信部とを有し、前記電子レベルは、施工範囲の画像を取得する撮像部と、画像からスタッフ画像を抽出し、抽出したスタッフ画像のバーコードパターンがどの群に属するかを判別すると共に前記スタッフ画像に基づき前記スタッフの３次元位置を測定する制御装置と、得られた３次元位置を前記移動局装置に送信する本体通信部とを有し、前記移動局装置は、受信した前記スタッフの３次元位置と前記施工データとの関係を前記移動局表示部に表示する様構成したことを特徴とする測量システム。
2. 各群に属するスタッフ装置によって複数地点でのスタッフの３次元位置を設定し、各群毎に基準面を形成する請求項１の測量システム。
3. 前記撮像部は施工対象物を含む様に画像を取得し、前記移動局表示部は、前記施工対象物が複数群のいずれに属するかを区分して表示すると共に、前記施工対象物に関し設定すべき測設点を表示し、前記電子レベルは、前記スタッフ装置について属する群毎にスタッフの３次元位置を測定し、対応する前記移動局装置に前記３次元位置を送信し、前記スタッフと前記測設点との関係を表示する様構成した請求項１の測量システム。
4. 前記スタッフ装置は、前記スタッフの傾きを検出する移動局傾斜センサを有し、該移動局傾斜センサの検出結果に基づき前記スタッフについての測距結果、水平角を補正する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の測量システム。
5. 前記電子レベルは回転駆動部を有し、該回転駆動部によって水平方向に回転可能であり、前記撮像部は所定時間毎にフレーム画像を取得し、又は連続してフレーム画像を取得し、前記制御装置は、各フレーム画像毎にスタッフ画像を抽出し、抽出した画像がフレーム画像から逸脱しない様に前記回転駆動部を制御して前記電子レベルを回転させ、スタッフを追従する様構成した請求項１〜請求項４のいずれかに記載の測量システム。
6. 前記撮像部は全周カメラであり、該撮像部によって全周画像が取得される請求項１の測量システム。

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