JP7198153B2 - laser scanner survey target - Google Patents

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Description

本発明はレーザスキャナ測量用ターゲットに係り、3D地上レーザスキャナを用いた測量時の基準点の標識として用いられるレーザスキャナ測量用ターゲットに関する。 The present invention relates to a target for laser scanner surveying, and more particularly to a target for laser scanner surveying that is used as a mark of a reference point during surveying using a 3D terrestrial laser scanner.

離れた基準位置から対象物の3次元座標からなる膨大な点群データを高精度に短時間で取得できる3D地上レーザスキャナ(以下、レーザスキャナと記す。)が各種開発されている。また、このレーザスキャナを地形測量に適用することで、従来の測量による平面図作成作業をもとにした立体図作成を行うことが可能になる。すなわち、まずトータルステーションによる測量や、GPS,GLONASS等の各種のGNSS(全地球衛星測位システム)測量によって基準点の絶対座標を求め、基準点を含めた領域のレーザスキャナ測量によって対象物を含む範囲の点群データを取得することで、3次元の地形、構造物データを得ることができる。これらのレーザスキャナによる測量においては、点群データを合成するための基準点の標識として、スキャン対象エリア内の適当な位置に少なくとも3個のターゲットが配置される(特許文献1、非特許文献1)。 Various types of 3D terrestrial laser scanners (hereinafter referred to as laser scanners) have been developed that can acquire a large amount of point cloud data consisting of three-dimensional coordinates of an object from a remote reference position with high precision in a short time. In addition, by applying this laser scanner to topographical surveying, it becomes possible to create a three-dimensional map based on the work of creating a plan view by conventional surveying. That is, first, the absolute coordinates of the reference point are obtained by surveying with a total station or various GNSS (Global Positioning System) surveys such as GPS and GLONASS, and the area including the target object is measured by laser scanner surveying of the area including the reference point. By acquiring point cloud data, 3D terrain and structure data can be obtained. In surveying using these laser scanners, at least three targets are placed at appropriate positions within the scan target area as marks of reference points for synthesizing point cloud data (Patent Document 1, Non-Patent Document 1 ).

配置されるターゲットは、使用するレーザスキャナの有する機能やレーザスキャナに対応する後処理ソフトウェアの仕様に適合する必要がある。そのためターゲットとしては、チェッカーボード、基準球(スフィア)、レトロリフレクタ、コーナーキューブ等が提供されている。たとえばチェッカーボードは、拡散反射面を4象限の領域に区分して各領域を黒白のチェッカー模様(市松模様)に塗り分けることで、各領域の反射率を大きく異ならせ、反射強度を認識することでで各領域の境界端としての中心点を認識する。基準球は高い拡散反射率を有する球体で、球体表面に照射された複数のスキャンポイントからその輪郭を形状認識し、球体の中心点を認識する。 The targets to be placed must conform to the functions of the laser scanner to be used and the specifications of post-processing software compatible with the laser scanner. Therefore, checkerboards, reference spheres (spheres), retroreflectors, corner cubes, etc. are provided as targets. For example, a checkerboard divides the diffuse reflection surface into four quadrants and paints each area in a black and white checkered pattern (checkered pattern), thereby making the reflectance of each area significantly different and recognizing the reflection intensity. Recognize the center point as the boundary edge of each region. The reference sphere is a sphere with high diffuse reflectance, and its contour is recognized from a plurality of scan points irradiated on the sphere surface to recognize the center point of the sphere.

特開2006-162444号公報JP 2006-162444 A

株式会社コアシステム作成、“3D測量手順(レーザースキャナ編)、[online]、株式会社コアシステムホームページ、[平成30年3月15日検索]、インターネット<URL:https://coresys.co.jp/ground-survey/3dprocedure/>Created by Core System Co., Ltd., “3D Survey Procedure (laser scanner edition), [online], Core System Co., Ltd. homepage, [searched on March 15, 2018], Internet <URL: https://coresys.co.jp /ground-survey/3dprocedure/>

特許文献1に開示されたターゲットは、トータルステーションによる測角、測距を行う第1の過程の前視点として、また3次元レーザスキャナー測定機に計測される構造物の点群データ合成のための基準点として設置され、第1の過程の測角、測距時に使用される1素子プリズムを保持するプリズム支持部と、第3の過程のレーザ照射時のスキャン対象として使用される基準球(スフィア)とをピンポールの上下位置に配置した形状からなる。3次元レーザスキャナー測定機のスキャン対象としては、基準球に代えてターゲット板と1素子プリズムとを組み合わせたターゲットも例示されている。 The target disclosed in Patent Document 1 is used as a forepoint in the first process of angle measurement and distance measurement by a total station, and also as a reference for synthesizing point cloud data of a structure measured by a three-dimensional laser scanner measuring machine. A prism supporting part that is installed as a point and holds a one-element prism used for angle measurement and distance measurement in the first process, and a reference sphere (sphere) that is used as a scanning target for laser irradiation in the third process. and are placed above and below the pin pole. As an object to be scanned by the three-dimensional laser scanner measuring machine, a target in which a target plate and a one-element prism are combined instead of the reference sphere is exemplified.

このように、従来のターゲットはあらかじめ固定された基準点上に設置するか、座標取得のためにトータルステーション等による測量を行う必要がある。また、ターゲットは上述したように、レーザスキャナ測量後の点群データ処理に使用する後処理ソフトウエアの相違によって適合するタイプが決まってくる。たとえば基準球のような球形形状のターゲットは形状認識に対応する後処理ソフトウエアでは対応できるが、反射強度認識にしか対応しない後処理ソフトウエアでは点群データ処理が行えない。通常後処理ソフトウエアは、レーザスキャナの機種に依存するため、測量に使用するレーザスキャナの種類によってターゲットを適切に選択する必要がある。また、設置されたターゲットにGNSS測量のアンテナ(受信器)を備えることができれば、ターゲット位置の観測点座標を直接取得することができる。 As described above, the conventional target must be set on a reference point fixed in advance, or surveyed by a total station or the like to obtain the coordinates. In addition, as described above, the suitable type of target is determined depending on the difference in post-processing software used for point cloud data processing after laser scanner surveying. For example, a spherical target such as a reference sphere can be processed with post-processing software that supports shape recognition, but point cloud data processing cannot be performed with post-processing software that supports only reflection intensity recognition. Since the post-processing software usually depends on the model of the laser scanner, it is necessary to appropriately select the target according to the type of laser scanner used for surveying. Also, if the installed target can be equipped with a GNSS surveying antenna (receiver), it is possible to directly acquire the observation point coordinates of the target position.

そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、レーザスキャナ測量時に使用するレーザスキャナ種類に容易に対応でき、GNSS測量のアンテナを一体的に保持できるようにしたレーザスキャナ測量用ターゲットを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art, to provide a laser scanner that can easily accommodate the types of laser scanners used during laser scanner surveying, and that can integrally hold an antenna for GNSS surveying. To provide a target for surveying.

上記目的を達成するために、本発明のレーザスキャナ測量用ターゲットは、球状体の一部を平面で切断して取り除いた全体形状からなり、球面状ターゲット面と形成された切断面にチェッカー模様を付してなる平面状ターゲット面とを有するターゲット本体と、該ターゲット本体を、前記球面状ターゲット面と、前記平面状ターゲット面とを入れ替え可能にレーザスキャナの照射方向に正対させる回転部を介して支持するフレームとを備え、前記フレームは、全地球衛星測位システムの受信機を連結保持する上部連結手段と、固定支持部に連結可能な下部連結手段とが連結されたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a target for laser scanner surveying of the present invention has an overall shape obtained by cutting and removing a part of a spherical body on a plane, and a checkered pattern is formed on the spherical target surface and the formed cut surface. a target body having a planar target surface attached thereto, and a rotating unit that causes the target body to face the irradiation direction of the laser scanner so that the spherical target surface and the planar target surface can be interchanged. a frame for supporting the receiver, wherein the frame is connected with upper connecting means for connecting and holding the receiver of the global positioning system, and lower connecting means connectable to the fixed support.

前記フレームは、前記平面状ターゲット面を第1の回転軸回りに回転可能に、前記ターゲット本体を支持する第1の回転支持軸と、該第1の回転支持軸に直交し、前記ターゲット本体と前記第1の回転支持軸とを回転可能に支持する第2の回転支持軸と、前記第1の回転支持軸と前記第2の回転支持軸とを連結する第1のリング部材と、前記第2の回転支持軸と前記上部連結手段と前記下部連結手段とを連結する第2のリング部材とを備えることが好ましい。 The frame includes a first rotation support shaft that supports the target body so that the planar target surface can rotate around a first rotation axis, and a first rotation support shaft that is orthogonal to the first rotation support shaft and the target body a second rotation support shaft that rotatably supports the first rotation support shaft; a first ring member that connects the first rotation support shaft and the second rotation support shaft; It is preferable to provide two rotation support shafts and a second ring member that connects the upper connecting means and the lower connecting means.

前記フレームは、前記平面状ターゲット面を第1の回転軸回りに回転可能に、前記ターゲット本体を支持する第1の回転支持軸と、前記第1の回転支持軸と前記上部連結手段と前記下部連結手段とを連結する第1のリング部材とを備え、前記第1のリング部材と前記下部連結手段との間に、前記第1の回転支持軸に直交し、前記第1のリング部材を回転可能に支持する第2の回転支持軸が介装されることが好ましい。 The frame includes a first rotation support shaft for supporting the target body so that the planar target surface can rotate around a first rotation shaft, the first rotation support shaft, the upper connection means, and the lower portion. and a first ring member that connects the connecting means, and rotates the first ring member between the first ring member and the lower connecting means, perpendicular to the first rotation support shaft. Preferably, a second rotary support shaft is interposed to provide support.

前記フレームは、内周面が球面状をなし、前記ターゲット本体の外周面が前記内周面に沿って摺動して任意角度に回動可能に前記ターゲット本体を保持することが好ましい。 Preferably, the frame has a spherical inner peripheral surface, and the outer peripheral surface of the target body slides along the inner peripheral surface and holds the target body so as to be rotatable at an arbitrary angle.

前記ターゲット本体は、前記球状体を二分した半球状からなることが好ましい。 It is preferable that the target main body has a hemispherical shape obtained by halving the spherical body.

本発明のレーザスキャナ測量用ターゲットの一実施形態(第1実施形態)の異なるターゲット面を示した正面図。The front view which showed the different target surface of one embodiment (1st Embodiment) of the target for laser scanner surveys of this invention. 図1に示したレーザスキャナ測量用ターゲットの一実施形態の異なる角度状態を示した側面図。FIG. 2 is a side view showing different angular states of the embodiment of the laser scanner survey target shown in FIG. 1; レーザスキャナ測量用ターゲットの設置状態例を示した状態説明図。State explanatory drawing which showed the installation state example of the target for laser scanner surveying. レーザスキャナ測量用ターゲットの設置状態例を示した状態説明図。State explanatory drawing which showed the installation state example of the target for laser scanner surveying. レーザスキャナ測量作業の作業状態を示した状態説明図。State explanatory drawing which showed the work state of laser scanner survey work. レーザスキャナ測量作業の作業状態を示した状態説明図。State explanatory drawing which showed the work state of laser scanner survey work. レーザスキャナ測量用ターゲットの他の実施形態(第2実施形態)を示した正面図。The front view which showed other embodiment (2nd Embodiment) of the target for laser scanner surveys. レーザスキャナ測量用ターゲットの他の実施形態(第3実施形態)を示した正面図。The front view which showed other embodiment (3rd Embodiment) of the target for laser scanner surveys. レーザスキャナ測量用ターゲットの他の実施形態(第4実施形態)を示した斜視図。The perspective view which showed other embodiment (4th Embodiment) of the target for laser scanner surveys. 図9に示したレーザスキャナ測量用ターゲットのリングフレームの断面を模式的に示した断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of a ring frame of the laser scanner survey target shown in FIG. 9;

[第1実施形態]
以下、本発明のレーザスキャナ測量用ターゲットの第1実施形態としての構成および測量への適用について添付図面を参照して説明する。
[First embodiment]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A configuration of a laser scanner survey target according to a first embodiment of the present invention and application to surveying will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1各図は、本実施形態のレーザスキャナ測量用ターゲット(以下、単にターゲット10と記す。)の正面図、図2各図は側面図である。ターゲット10は2重構造のリングフレーム20と、リングフレーム20に回転支持軸25,26回りに回動可能に支持されたターゲット本体11とから構成されている。 Each figure in FIG. 1 is a front view of a laser scanner survey target (hereinafter simply referred to as target 10) of this embodiment, and each figure in FIG. 2 is a side view. The target 10 is composed of a double structure ring frame 20 and a target body 11 rotatably supported by the ring frame 20 about rotation support shafts 25 and 26 .

リングフレーム20は、図1各図、図2(a)に示したように、細幅薄板を円形状に加工した直径のわずかに異なる2個のリング、内側リング21と外側リング22とが内外に同心に位置するように、内側リング21と外側リング22との間の水平直径位置に設けられた第2の回転支持軸としての回転支持軸26で連結されてなる。内側リング21は、外側リング22に対して回転支持軸回りに360°回転することができる。 As shown in FIGS. 1 and 2(a), the ring frame 20 consists of two rings with slightly different diameters, an inner ring 21 and an outer ring 22, formed by processing a narrow thin plate into a circular shape. , and are connected by a rotation support shaft 26 as a second rotation support shaft provided at a horizontal diameter position between the inner ring 21 and the outer ring 22 so as to be positioned concentrically. The inner ring 21 can rotate 360° with respect to the outer ring 22 around the rotation support axis.

内側リング21の内側面の鉛直直径の上下位置に設けられた第1の回転支持軸としての回転支持軸25を介してターゲット本体11が保持されている。ターゲット本体11は、図1各図、図2(a)に示したように、内側リング21の直径よりわずかに小さい直径からなる半球状体で、上下位置に設けられた回転支持軸25回りに回動することができる。図2(a)には、180°回動させた前後の状態のターゲット本体11が実線と二点鎖線とで示されている。 The target body 11 is held via rotation support shafts 25 as first rotation support shafts provided at upper and lower positions of the vertical diameter of the inner surface of the inner ring 21 . 1 and 2(a), the target body 11 is a hemispherical body having a diameter slightly smaller than the diameter of the inner ring 21, and rotates around a rotation support shaft 25 provided at an upper and lower position. It can rotate. In FIG. 2A, the target body 11 before and after being rotated by 180° is indicated by a solid line and a chain double-dashed line.

本実施形態のターゲット本体11はアルミニウム板を成形加工した直径200mmの中空の半球状体からなる。その表面は円形平面と半球状面とで構成されており、正面視した状態(図1(a))の円形平面の表面は、円の中心を通るように4象限に仕切られた領域を黒白のチェッカー模様(市松模様)となるように塗装され、全体として反射強度差が明確なターゲット面12が構成されている。半球状面(図1(b))は白色に塗装され、所定の反射率からなるターゲット面13が構成されている。ターゲット本体11は、直径が大きい方が長距離の測量に対応できるため、その直径は測量対象領域の距離等に応じて決定することが好ましい。また、材質は金属製、合成樹脂製等、取り扱いの容易さ、耐久性を考慮して適宜使い分けることができる。 The target body 11 of this embodiment is made of a hollow hemispherical body with a diameter of 200 mm, which is formed by molding an aluminum plate. Its surface consists of a circular plane and a hemispherical plane, and the surface of the circular plane when viewed from the front (Fig. 1(a)) is divided into four quadrants passing through the center of the circle. The target surface 12 is painted in a checkered pattern (checkered pattern), and the target surface 12 as a whole has a clear reflection intensity difference. A hemispherical surface (FIG. 1(b)) is painted white and constitutes a target surface 13 having a predetermined reflectance. Since the target body 11 having a larger diameter can be used for long-distance surveying, it is preferable to determine the diameter according to the distance of the survey target area. In addition, materials such as metal and synthetic resin can be appropriately used in consideration of ease of handling and durability.

ターゲット本体11は、上述したように、初期位置(図1各図)で水平方向、鉛直方向に回転可能に支持されているため、いずれかの回転支持軸25,26回りに180°回動させることで、ターゲット面12,13を入れ替えることができる。図2(a)には、ターゲット本体11を回転支持軸回りに180°回動させてターゲット面11,12を反転可能な状態が、同図(b)には、ターゲット本体11と内側リング21とを一体的に回転支持軸26回りに初期位置から傾角θだけ傾斜させた状態が示されている。2本の回転支持軸25,26を所定角度ずつ回動させることで、ターゲット面12,13の角度、向きをレーザスキャナ(図示せず)の照射部にほぼ正対させるようにして、照射されたレーザー光を確実に反射させるように調整することが好ましい。 As described above, the target body 11 is rotatably supported in the horizontal and vertical directions at the initial position (each figure in FIG. 1). By doing so, the target surfaces 12 and 13 can be interchanged. FIG. 2(a) shows a state in which the target body 11 can be rotated 180° around the rotation support shaft so that the target surfaces 11 and 12 can be turned over. are integrally tilted about the rotation support shaft 26 from the initial position by the tilt angle θ. By rotating the two rotary support shafts 25 and 26 by a predetermined angle, the angle and direction of the target surfaces 12 and 13 are made to face the irradiation unit of the laser scanner (not shown), and the laser beam is irradiated. It is preferable to adjust so as to reliably reflect the laser beam.

外側リングの上端と下端の外周面には、図1(a)に示したように、後述するGNSS受信機との連結手段としての上側連結シャフト31と、固定支持部としての三脚の整準台等との連結手段しての下側連結シャフト32とが取り付けられている。本実施形態ではいずれの連結シャフト31,32も丸鋼棒からなり、下側連結シャフト32の下端には所定径の雄ねじ部32aが形成されている。雄ねじとしては、たとえば測量プリズム用整準台等に標準的に使用されている5/8インチねじが形成されている。一方、上側連結シャフト31の上端には所定径の雌ねじ部31aが形成されている。雌ねじとしてはGNSS受信機(受信アンテナ)の下面に連結部として一般的に用いられている雄ネジを嵌合可能な5/8インチねじが形成されている。使用する整準台側あるいはGNSS受信機側のねじ径が上記と異なる場合にはそのねじ径に対応させるアダプタ等を利用して調整して対応することができる。 As shown in FIG. 1(a), on the outer peripheral surfaces of the upper and lower ends of the outer ring, there are an upper connecting shaft 31 as a connecting means with a GNSS receiver, which will be described later, and a tripod leveling base as a fixed support. A lower connecting shaft 32 is attached as a connecting means for connecting to, for example. In this embodiment, both the connecting shafts 31 and 32 are made of round steel bars, and the lower end of the lower connecting shaft 32 is formed with a male threaded portion 32a having a predetermined diameter. As the male thread, a 5/8 inch thread, which is standardly used, for example, in a leveling table for a surveying prism is formed. On the other hand, the upper end of the upper connecting shaft 31 is formed with a female threaded portion 31a having a predetermined diameter. As the female screw, a 5/8 inch screw is formed on the lower surface of the GNSS receiver (receiving antenna) to which a male screw generally used as a connecting portion can be fitted. If the screw diameter on the leveling stand side or the GNSS receiver side to be used is different from the above, it can be adjusted by using an adapter or the like corresponding to the screw diameter.

図3,図4は、本発明のレーザスキャナ測量用ターゲット10(ターゲット10)の設置例を示した状態説明図である。ターゲット10は図3に示したように、測量用三脚2に取り付けられた整準台3上に下側連結シャフト32を介して取り付けられている。そしてターゲット10の上部には上側連結シャフト31を介してGNSS受信機4が据え付けられ、整準台3、ターゲット10、GNSS受信機4が連結シャフト31,32を介してほぼ鉛直をなして設置されている。また、図3に示した例では、ターゲット本体11の向きを回転支持軸25,26回りに所定角度だけ回動することで、チェッカー模様のターゲット面12がレーザスキャナ(図示せず)に正対するように調整されている。これにより、図中右下側に位置する図示しないレーザスキャナから照射されたレーザ光L(矢印線で模式的に図示)を確実に反射することができる。 3 and 4 are state explanatory diagrams showing an installation example of the laser scanner survey target 10 (target 10) of the present invention. As shown in FIG. 3, the target 10 is mounted on the leveling table 3 attached to the surveying tripod 2 via the lower connecting shaft 32 . The GNSS receiver 4 is installed above the target 10 via an upper connecting shaft 31, and the leveling table 3, the target 10, and the GNSS receiver 4 are installed substantially vertically via connecting shafts 31 and 32. ing. In the example shown in FIG. 3, by rotating the target body 11 by a predetermined angle around the rotation support shafts 25 and 26, the checkered target surface 12 faces the laser scanner (not shown). is adjusted to As a result, the laser beam L (schematically illustrated by the arrow line) emitted from a laser scanner (not shown) located on the lower right side of the figure can be reliably reflected.

図4は、図3に示した状態からターゲット本体11を回転支持軸25回りに180°回動させることで、チェッカー模様のターゲット面12を半球状のターゲット面13に入れ替えてレーザスキャンを行うようにした測量例を示している。このときターゲット本体11を支持する回転支持軸25の中心軸25cは、ターゲット本体11の半球を含む完全な球体の中心(円形のターゲット面の円の中心に一致)を通るように設定されているため、ターゲット本体11を回転支持軸25回りに回動しても球体の中心位置は変化しない。このとき半球状のターゲット面13の外形輪郭は、レーザスキャナ(図示せず)から視認してほぼ円形となるように角度調整することが好ましい。 In FIG. 4, by rotating the target body 11 about the rotation support shaft 25 by 180° from the state shown in FIG. It shows an example of surveying with At this time, the central axis 25c of the rotation support shaft 25 that supports the target body 11 is set so as to pass through the center of a complete sphere including the hemisphere of the target body 11 (matching the center of the circle of the circular target surface). Therefore, even if the target body 11 is rotated around the rotation support shaft 25, the center position of the sphere does not change. At this time, it is preferable to adjust the angle so that the contour of the hemispherical target surface 13 is substantially circular as viewed from a laser scanner (not shown).

図5,図6は本発明のターゲット10を用いたレーザスキャナ測量作業の実施例を示した説明図である。各図を参照してレーザスキャナ測量における本発明のターゲット10の利用法を簡単に説明する。なお、各図では説明のために各ターゲット10A、10B、10Cは、実際に配置される距離より近づいて描かれている。同図に示したように、測量対象領域において、3個のターゲット10A、10B、10Cが視認できるように設置されている。たとえばレーザスキャナ1は、既存構造物5等による死角によるデータ欠落部が生じないように設置されるが、その際それぞれの設置位置で取得した点群データの合成のために、これらのターゲット10A、10B、10Cが利用される。ターゲット10A、10B、10Cの設置位置は、レーザスキャナ測量が効率よく行え、また異なる位置で取得される点群データの密度に差が出ないように決定することが好ましい。図5では、3個のターゲット10のうち、1個は測量用三脚2の整準台3上に設置され、他の2個は固定部としての既存構造物5上に安定した状態で固定保持されている。なお、本実施例では、ターゲット10としてチェッカー模様のターゲット面12が利用されている。 5 and 6 are explanatory diagrams showing an embodiment of laser scanner survey work using the target 10 of the present invention. The use of the target 10 of the present invention in laser scanner surveying will be briefly described with reference to each figure. In each figure, the targets 10A, 10B, and 10C are drawn closer than they are actually arranged for the sake of explanation. As shown in the figure, three targets 10A, 10B, and 10C are placed so as to be visible in the survey target area. For example, the laser scanner 1 is installed so as not to cause data missing portions due to blind spots due to existing structures 5 and the like. 10B and 10C are used. The installation positions of the targets 10A, 10B, and 10C are preferably determined so that the laser scanner survey can be performed efficiently and there is no difference in the density of point cloud data acquired at different positions. In FIG. 5, one of the three targets 10 is installed on the leveling table 3 of the surveying tripod 2, and the other two are fixed and held on the existing structure 5 as a fixed part in a stable state. It is In this embodiment, a checkered target surface 12 is used as the target 10 .

図5に示したように、3個のターゲット10A、10B、10Cを含む測量対象領域内でレーザスキャナ1によるレーザ光照射を行う。そのときのレーザ光Lは、測量対象領域内の自然地形、既存構造物5、ターゲット10に到達して反射し、各位置での3次元座標と反射強度とからなる点群データがレーザスキャナ1側で取得される。このとき図5に示したように、各ターゲット10A、10B、10Cの上部にはGNSS受信機4が設置されている。レーザスキャナ測量と並行してこのGNSS受信機4を利用したGNSS測量によって各ターゲット10の基準となる絶対座標を取得することができる。これらの絶対座標を点群データの合成に適用することにより測量対象領域内の地形、構造物の3次元データを高精度に作成することできる。なお、GNSS測量では公知の測位方法を適宜採用することができる。なお、図5,図6では、照射されるレーザ光の一部がレーザ光Lとして模式的に示されている。 As shown in FIG. 5, the laser scanner 1 irradiates a laser beam within a survey target area including three targets 10A, 10B, and 10C. The laser beam L at that time reaches and is reflected by the natural topography, the existing structure 5, and the target 10 in the survey target area, and the point cloud data consisting of the three-dimensional coordinates and the reflection intensity at each position is generated by the laser scanner 1. obtained by the side. At this time, as shown in FIG. 5, the GNSS receiver 4 is installed above each target 10A, 10B, 10C. In parallel with the laser scanner survey, the GNSS survey using the GNSS receiver 4 can acquire the absolute coordinates that serve as the reference of each target 10 . By applying these absolute coordinates to synthesis of point cloud data, three-dimensional data of topography and structures within the survey target area can be created with high accuracy. In addition, in GNSS surveying, a known positioning method can be appropriately adopted. 5 and 6, part of the irradiated laser light is schematically shown as laser light L. As shown in FIG.

図6は、測量対象領域内の他の点群データを取得するために、レーザスキャナ1を別の位置に設置して図5に示したターゲット10を含む測量対象領域内でのレーザ光の照射状況を示している。このときターゲット10のチェッカー模様のターゲット面12の向きを新しい位置のレーザスキャナ1に正対するように調整する。図6では、ターゲット本体11のチェッカー模様のターゲット面12がレーザスキャナ1に正対しているため、その背面の半球状のターゲット面13が見える状態にある。 In order to obtain other point cloud data within the survey target area, FIG. showing the situation. At this time, the orientation of the checkered target surface 12 of the target 10 is adjusted so as to face the laser scanner 1 at the new position. In FIG. 6, since the checkered target surface 12 of the target body 11 faces the laser scanner 1, the hemispherical target surface 13 on the back side is visible.

以後、測量対象領域内の図5,図6に示した位置以外においても、レーザ光の照射範囲内に少なくとも3個のターゲット10が配置されるように、ターゲット10を適宜設置し、それらに対してレーザスキャナ測量を行って対象領域内での点群データを取得する。測量完了後、データ処理工程として複数箇所で取得された点群データを公知の後処理ソフトウェアによって合成処理し、測量対象領域内の3次元地形データ、構造物データ等、用途に応じた仕様の成果物を作成することができる。 After that, the targets 10 are appropriately placed so that at least three targets 10 are arranged within the irradiation range of the laser beam even at positions other than those shown in FIGS. The point cloud data within the target area is obtained by performing laser scanner surveying. After the survey is completed, the point cloud data acquired at multiple locations are combined and processed by known post-processing software as a data processing process, and the result of the specification according to the application such as 3D topographic data within the survey target area, structure data, etc. can create things.

[第2実施形態]
図7各図は、本発明のターゲット10の第2実施形態を示した正面図である。このターゲット10は図1(a)に示した2重構造のリングフレーム20に対して1本のリング23がリングフレーム20を構成してなる。このターゲット10ではリング23を支持する上側連結シャフト31と下側連結シャフト32の一部を可動軸体とすることで、リング23を第2の回転軸としての回転支持軸26回りに360°回転できるようにした構造からなる。さらにリング23の内周面の水平直径位置には、第1の回転支持軸としての回転支持軸25が設けられ、回転支持軸25を介してターゲット本体11が保持されている。ターゲット本体11は、図1各図に示した構成とまったく同様である。このターゲット10はターゲット本体11を保持するリングフレームの構成が簡易になるため、軽量化、製作コストダウンが可能となる。なお、本変形例は、図1各図に示したものと回転支持軸25,26の位置関係が90°異なるが、レーザスキャナ測量時のターゲット面の調整作業は、図1各図に示したものと同様であることはいうまでもない。
[Second embodiment]
Each figure in FIG. 7 is a front view showing a second embodiment of the target 10 of the present invention. This target 10 has a ring frame 20 composed of one ring 23 for the double ring frame 20 shown in FIG. 1(a). In this target 10, a part of the upper connecting shaft 31 and the lower connecting shaft 32 that support the ring 23 are made movable shafts, so that the ring 23 can be rotated 360° around the rotation support shaft 26 as the second rotation shaft. It consists of a structure that allows Further, a rotation support shaft 25 as a first rotation support shaft is provided at a horizontal diameter position of the inner peripheral surface of the ring 23 , and the target body 11 is held via the rotation support shaft 25 . The target body 11 has exactly the same structure as shown in FIG. Since the structure of the ring frame for holding the target body 11 is simplified in this target 10, it is possible to reduce the weight and manufacturing cost. In this modified example, the positional relationship between the rotary support shafts 25 and 26 differs by 90° from that shown in each figure of FIG. It goes without saying that it is the same as the object.

[第3実施形態]
図8各図は、本発明のターゲット10の第3実施形態を示した正面図である。このターゲット10は図7各図に示した第2実施形態と同様に1本のリング23がリングフレーム20を構成してなる。この実施形態では、後述するボルト34,36をリング23に取り付けるため、リング23はターゲット10とのクリアランスを確保するために、わずかに縦長の楕円形状をしている。ターゲット10は、リング23を支持すると下側連結シャフト32の一部を可動軸体とすることで、リング23を第2の回転軸としての回転支持軸26回りに360°回転できるようにした構造からなる。それ以外の構成は第2実施形態と同様である。具体的な構成としては、下側連結シャフト32はボルト34とナット35とからなる。ナット35には高ナットが用いられ、上部の雌ねじ部(図示せず)でボルト34を受けるとともに、下端に形成された雌ねじ部32aで、固定支持部としての三脚の整準台等に固定支持される。本実施形態では、ボルト34とナット35とリング23との間にスラストワッシャ28が介装されている。このスラストワッシャ28を用いることにより、下側連結シャフト32において、ボルト34,ナット35を締め込んでリング23を挟み込むように堅固に保持した場合にも、リング23をボルト34の軸芯に一致する回転支持軸26回りにスムースに回転させることができる。一方、上側連結シャフト31はボルト36とナット37とからなる。ボルト36のねじ部31aを介してターゲット10の上部にGNSS受信機((図示せず))を固定支持することができる。このターゲット10もターゲット本体11を保持するリング状のフレームの構成が簡易になるため、軽量化、製作コストダウンが可能となる。
[Third embodiment]
Each figure in FIG. 8 is a front view showing a third embodiment of the target 10 of the present invention. This target 10 comprises a ring frame 20 composed of one ring 23, like the second embodiment shown in FIGS. In this embodiment, bolts 34 and 36, which will be described later, are attached to the ring 23, so the ring 23 has a slightly elongated elliptical shape in order to secure a clearance with the target 10. FIG. The target 10 has a structure in which the ring 23 can be rotated 360° around the rotation support shaft 26 as the second rotation shaft by making a part of the lower connection shaft 32 a movable shaft body when the ring 23 is supported. consists of Other configurations are the same as those of the second embodiment. Specifically, the lower connecting shaft 32 consists of a bolt 34 and a nut 35 . A high nut is used for the nut 35, and a female threaded portion (not shown) on the top receives the bolt 34, and a female threaded portion 32a formed on the lower end of the nut 35 is fixedly supported by a tripod leveling table or the like as a fixed support portion. be done. In this embodiment, a thrust washer 28 is interposed between the bolt 34 , nut 35 and ring 23 . By using this thrust washer 28, the ring 23 can be aligned with the axis of the bolt 34 even when the bolt 34 and the nut 35 are tightened on the lower connecting shaft 32 and the ring 23 is firmly held so as to be sandwiched therebetween. It can be rotated smoothly around the rotation support shaft 26 . On the other hand, the upper connecting shaft 31 consists of a bolt 36 and a nut 37 . A GNSS receiver (not shown) can be fixedly supported above the target 10 via the threaded portion 31 a of the bolt 36 . This target 10 also has a simple structure of a ring-shaped frame for holding the target body 11, so that weight reduction and manufacturing cost reduction are possible.

[第4実施形態]
図9は、ターゲットの他の実施形態として、上述した2重構造のリングフレーム20に代えて、1本の幅広のリングフレーム41でターゲット本体11を保持するようにしたターゲット10を示している。このターゲット10のリングフレーム41は、ターゲット本体11の直径よりわずかに大きく、ターゲット本体11の外周を覆うようにしてターゲット本体11をリング内に保持可能な幅を有するリング状体である。図9(a)に示したように、リングフレーム41の内周面41aは、ターゲット本体11の外径に相当する内径の球状保持部43として機能する。
[Fourth embodiment]
FIG. 9 shows, as another embodiment of the target, a target 10 in which the target body 11 is held by a single wide ring frame 41 instead of the above-described double structure ring frame 20 . The ring frame 41 of the target 10 is a ring-shaped body having a width that is slightly larger than the diameter of the target body 11 and that allows the target body 11 to be held in the ring so as to cover the outer periphery of the target body 11 . As shown in FIG. 9A , the inner peripheral surface 41 a of the ring frame 41 functions as a spherical holding portion 43 with an inner diameter corresponding to the outer diameter of the target body 11 .

このような構成からなる図9に示したターゲット10では、図10(a)、(b)に示したように、この球状保持面部43でが二点鎖線で示したターゲット本体11を確実に保持して、ターゲット面が所定角度と方向を向くように3軸方向に任意に回動させることができる。このとき、このターゲット本体11は、球体中心が変化しないように球状保持面部43に保持されて回転する。 In the target 10 shown in FIG. 9 having such a configuration, as shown in FIGS. Then, the target can be arbitrarily rotated in three axial directions so that the target surface faces a predetermined angle and direction. At this time, the target body 11 rotates while being held by the spherical holding surface portion 43 so that the center of the sphere does not change.

以上では、本発明のターゲットをレーザスキャナ測量の標識として使用することを例に説明したが、このターゲットをステレオカメラ測量における視認マーカーとして使用することもできる。ステレオカメラの撮影対象としてのターゲットを所定位置に設置し、チェッカー模様のターゲット面あるいは球状のターゲット面を正対させてステレオ撮影し、画像解析することで、カメラと視認マーカーとの相対距離、角度等を把握することができる。このとき視認マーカーとしてのターゲットにはGNSS受信機が搭載されているので、受信データを解析して視認マーカーの絶対座標を取得することができる。このステレオカメラ測量で得られた座標情報の応用例として、ステレオカメラが搭載された車両等において、その車両の走行状態、走行姿勢等の把握、制御を行うこともできる。 In the above description, the target of the present invention is used as a marker for laser scanner surveying, but this target can also be used as a visual marker for stereo camera surveying. A target to be photographed by a stereo camera is placed at a predetermined position, and the checkered pattern or spherical target surface is placed facing the target in stereo, and image analysis is performed to determine the relative distance and angle between the camera and the visible marker. etc. can be grasped. At this time, since the target as the visible marker is equipped with a GNSS receiver, the received data can be analyzed to obtain the absolute coordinates of the visible marker. As an application example of the coordinate information obtained by this stereo camera survey, it is possible to grasp and control the running state, running posture, etc. of a vehicle equipped with a stereo camera.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に示した範囲内での種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲内で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope indicated in each claim. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

1 レーザスキャナ
4 GNSS受信機
10 レーザスキャナ測量用ターゲット
11 ターゲット本体
12 平面状ターゲット面
13 球面状ターゲット面
20,41 リングフレーム
21 内側リング
22 外側リング
23 リング
25,26 回転支持軸
28 スラストワッシャ
31 上部連結シャフト
32 下部連結シャフト
1 Laser Scanner 4 GNSS Receiver 10 Laser Scanner Survey Target 11 Target Body 12 Planar Target Surface 13 Spherical Target Surface 20, 41 Ring Frame 21 Inner Ring 22 Outer Ring 23 Rings 25, 26 Rotational Support Shaft 28 Thrust Washer 31 Upper Part Connection shaft 32 Lower connection shaft

Claims (5)

球状体の一部を平面で切断して取り除いた全体形状からなり、球面状ターゲット面と形成された切断面にチェッカー模様を付してなる平面状ターゲット面とを有するターゲット本体と、
該ターゲット本体を、前記球面状ターゲット面と、前記平面状ターゲット面とを入れ替え可能にレーザスキャナの照射方向に正対させる回転部を介して支持するフレームと、
を備え、
前記フレームは、全地球衛星測位システムの受信機を連結保持する上部連結手段と、固定支持部に連結可能な下部連結手段とが連結されたことを特徴とするレーザスキャナ測量用ターゲット。
a target body having a spherical target surface and a planar target surface formed by adding a checker pattern to the formed cut surface;
a frame that supports the target body via a rotating part that faces the irradiation direction of the laser scanner so that the spherical target surface and the planar target surface can be exchanged;
with
A target for laser scanner surveying, wherein the frame is connected with an upper connecting means for connecting and holding a receiver of a global positioning system and a lower connecting means connectable to a fixed support.
前記フレームは、前記平面状ターゲット面を第1の回転軸回りに回転可能に、前記ターゲット本体を支持する第1の回転支持軸と、
該第1の回転支持軸に直交し、前記ターゲット本体と前記第1の回転支持軸とを回転可能に支持する第2の回転支持軸と、
前記第1の回転支持軸と前記第2の回転支持軸とを連結する第1のリング部材と、
前記第2の回転支持軸と前記上部連結手段と前記下部連結手段とを連結する第2のリング部材とを備えた請求項1に記載のレーザスキャナ測量用ターゲット。
the frame includes a first rotation support shaft that supports the target body so that the planar target surface can rotate around a first rotation shaft;
a second rotation support shaft orthogonal to the first rotation support shaft and rotatably supporting the target body and the first rotation support shaft;
a first ring member that connects the first rotation support shaft and the second rotation support shaft;
2. The laser scanner survey target according to claim 1, further comprising a second ring member for connecting said second rotary support shaft, said upper connecting means and said lower connecting means.
前記フレームは、前記平面状ターゲット面を第1の回転軸回りに回転可能に、前記ターゲット本体を支持する第1の回転支持軸と、
前記第1の回転支持軸と前記上部連結手段と前記下部連結手段とを連結する第1のリング部材とを備え、
前記第1のリング部材と前記下部連結手段との間に、前記第1の回転支持軸に直交し、前記第1のリング部材を回転可能に支持する第2の回転支持軸が介装された請求項1に記載のレーザスキャナ測量用ターゲット。
the frame includes a first rotation support shaft that supports the target body so that the planar target surface can rotate around a first rotation shaft;
a first ring member that connects the first rotation support shaft, the upper connection means, and the lower connection means;
A second rotation support shaft orthogonal to the first rotation support shaft and rotatably supporting the first ring member is interposed between the first ring member and the lower connecting means. The target for laser scanner surveying according to claim 1.
前記フレームは、内周面が球面状をなし、前記ターゲット本体の外周面が前記内周面に沿って摺動して任意角度に回動可能に前記ターゲット本体を保持する請求項1に記載のレーザスキャナ測量用ターゲット。 2. The frame according to claim 1, wherein the inner peripheral surface of the frame has a spherical shape, and the outer peripheral surface of the target body slides along the inner peripheral surface and holds the target body so as to be rotatable at an arbitrary angle. Laser scanner survey target. 前記ターゲット本体は、前記球状体を二分した半球状からなる請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のレーザスキャナ測量用ターゲット。 The laser scanner survey target according to any one of claims 1 to 4, wherein the target body has a hemispherical shape obtained by halving the spherical body.
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