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公開番号2025059987
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023170443
出願日2023-09-29
発明の名称計測モジュールおよびこれを用いた3次元データ計測システム
出願人株式会社トプコン
代理人弁理士法人あお葉国際特許事務所
主分類G01C 7/04 20060101AFI20250403BHJP(測定;試験)
要約【課題】プリズム付きポールを用いずに3次元データの計測を可能とする新たな計測モジュールおよび新たな3次元データ計測システムを提供する。
【解決手段】3次元データ計測システム1は、プリズム51と、光波距離計52と、慣性計測装置53と、プリズムの位置座標を取得する通信部58と、少なくとも1つのプロセッサ60とを備え、プロセッサ60は、プリズム51の位置座標および姿勢情報に基いて、自位置の位置座標を算出し、自位置の位置座標、照射点までの距離、および姿勢情報に基づいて、照射点の位置座標を算出するように構成された計測モジュール50であって、プロセッサ60は、照射点が、計測領域のデータにおける計測範囲に設定された計測予定点の周囲に所定の閾値で設定された計測予定点範囲に入ったことを判定して、測定を実行する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
入射した光を再帰反射するプリズムと、
計測範囲に測距光を送出し、前記測距光の照射点から反射される反射測距光を受光することにより、前記照射点までの距離を検出する光波距離計と、
３次元の加速度および角速度を計測し、姿勢情報を検出する慣性計測装置と、
前記プリズムの位置座標を取得する通信部と、
少なくとも１つのプロセッサとを備え、
前記プロセッサは、前記プリズムの位置座標および前記姿勢情報に基いて、自位置の位置座標を算出し、
前記自位置の位置座標、前記照射点までの距離、および前記姿勢情報に基づいて、前記照射点の位置座標を算出するように構成された計測モジュールであって、
前記プロセッサは、前記照射点が、計測領域のデータにおける前記計測範囲に設定された計測予定点の周囲に所定の閾値で設定された計測予定点範囲に入ったことを判定して、測定を実行することを特徴とする計測モジュール。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記計測範囲は、メッシュ状に区画され、
前記計測予定点は、各メッシュに設定されていることを特徴とする請求項１に記載の計測モジュール。
【請求項３】
前記計測範囲の測定状況を示す計測画面を表示する表示部をさらに備え、
前記表示部は、前記メッシュごとの測定の進行状況をリアルタイムに識別可能に表示することを特徴とする請求項２に記載の計測モジュール。
【請求項４】
前記計測画面は、前記メッシュの測定結果に基づいて、測定済みの前記メッシュを、高さに応じて異なる色に塗り分けたカラースケールで表示することを特徴とする請求項３に記載の計測モジュール。
【請求項５】
前記プロセッサは、前記姿勢情報に基づいて、前記測距光の計測面への入射角を算出し、前記入射角が、要求精度を満たす範囲にあることを判定して、測定を実行することを特徴とする請求項１に記載の計測モジュール。
【請求項６】
前記プロセッサは、前記姿勢情報に基づいて、前記測距光の計測面への入射角を算出し、前記入射角が、要求精度を満たす範囲にないことを判定して、その旨を作業者に報知することを特徴とする請求項１に記載の計測モジュール。
【請求項７】
少なくとも前記プリズムと、前記光波距離計と、前記慣性計測装置と、少なくとも１つのプロセッサとで構成される計測モジュール本体と、
少なくとも１つのプロセッサと、表示部とを備え、前記計測モジュール本体と通信可能な計測モジュールコントローラと、で構成され、
前記計測モジュール本体は、移動体に取り付けられており、
前記移動体は、前記計測モジュールコントローラの前記プロセッサにより、遠隔操作可能となっている
ことを特徴とする請求項１に記載の計測モジュール。
【請求項８】
請求項１～７の何れかに記載の計測モジュールと、
前記プリズムを自動追尾する自動追尾機能を有し、
測距光を前記プリズムに送出し、反射測距光を受光して、前記プリズムを測距測角して、前記プリズムの位置座標を算出し、
通信部を備えて、前記通信部を介して、前記プリズムの位置座標を前記計測モジュールに出力する測量機と、
を備えることを特徴とする３次元データ計測システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元データ計測システムに係り、より詳細には、プリズムを備える計測モジュールおよび該モジュールと測量機とを用いる３次元データ計測システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、建設工事における現況面計測では、自動追尾機能を有するトータルステーションと、プリズムを取り付けたポールとを備える３次元データ計測システムが用いられている。このようなシステムでは、作業者がポールを測定点上に設置して、トータルステーションに自動追尾させながらプリズムを測定させる。この時、作業者は、気泡管を目視で確認してプリズムの水平を確保しながら測定を行う必要があり、作業が長時間になると作業者への負担が大きかった。また、使用するポールの長さを事前に計測して、システムにその値を入力しなくてはならなかった。
【０００３】
そこで、近年では、ＧＮＳＳ受信機、傾斜センサ、方位センサ、光波距離計を備えることで、ポールを用いずに、光波距離計の照射点の３次元位置情報を計測することが可能な、３次元データ計測システムが開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００７－２４８１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の３次元データ計測システムでは、ポール不要の計測が可能であるが、衛星からの電波が受信困難な屋内の環境では、計測ができない。また、衛星からの電波が受信可能な屋外の環境であっても、計測する時間帯（衛星の数、衛星の幾何学的配置）の違いにより測定精度が劣化する、という問題があった。
【０００６】
本発明は、係る事情を鑑みてなされたものであり、プリズム付きポールを用いずに３次元データの計測を可能とする新たな計測モジュールおよび新たな３次元データ計測システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の１つの態様に係る計測モジュールは、以下の構成を備える。
１．入射した光を再帰反射するプリズムと、計測範囲に測距光を送出し、前記測距光の照射点から反射される反射測距光を受光することにより、前記照射点までの距離を検出する光波距離計と、３次元の加速度および角速度を計測し、姿勢情報を検出する慣性計測装置と、前記プリズムの位置座標を取得する通信部と、少なくとも１つのプロセッサとを備え、前記プロセッサは、前記プリズムの位置座標および前記姿勢情報に基いて、自位置の位置座標を算出し、前記自位置の位置座標、前記照射点までの距離、および前記姿勢情報に基づいて、前記照射点の位置座標を算出するように構成された計測モジュールであって、前記プロセッサは、前記照射点が、計測領域のデータにおける前記計測範囲に設定された計測予定点の周囲に所定の閾値で設定された計測予定点範囲に入ったことを判定して、測定を実行する。
【０００８】
２．上記１の態様において、前記計測範囲は、メッシュ状に区画され、前記計測予定点は、各メッシュに設定されていることも好ましい。
【０００９】
３．上記２の態様において、前記計測範囲の測定状況を示す計測画面を表示する表示部をさらに備え、前記表示部は、前記メッシュごとの測定の進行状況をリアルタイムに識別可能に表示することも好ましい。
【００１０】
４．上記２または３の態様において、前記計測画面は、メッシュの測定結果に基づいて、測定済みのメッシュを、高さに応じて異なる色に塗り分けたカラースケールで表示することも好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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