測量ユニット、測量ユニットを搭載したヘリコプタ、位置情報取得方法、測量ユニットの較正方法、測量ユニットの生産方法、測量ユニットにより取得された位置情報の提供装置、およびコンピュータをその提供装置として機能させるためのプログラム
【課題】 移動体に搭載可能な測量ユニットを提供する。
【解決手段】 ヘリコプタその他の移動体に搭載可能な測量ユニットは、ジャイロ４１０と、スキャナ３３０と、ジャイロ４１０が配置される取り付け板４０４と、取り付け板４０４との間でジャイロのローリング方向、ピッチング方向およびヨーイング方向を調整するための取り付け板４０２と、取り付け板４０２を受ける取り付けフレーム４００と、調整ユニット４４０と、位置決めユニット４５０とを含む。
【解決手段】 ヘリコプタその他の移動体に搭載可能な測量ユニットは、ジャイロ４１０と、スキャナ３３０と、ジャイロ４１０が配置される取り付け板４０４と、取り付け板４０４との間でジャイロのローリング方向、ピッチング方向およびヨーイング方向を調整するための取り付け板４０２と、取り付け板４０２を受ける取り付けフレーム４００と、調整ユニット４４０と、位置決めユニット４５０とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測量により地形情報を取得して提供するための技術に関する。より特定的には、本発明は、移動体に搭載可能な測量ユニット、測量ユニットを搭載したヘリコプタ、位置情報取得方法、測量ユニットの較正方法、測量ユニットの生産方法、測量ユニットにより取得された地形情報の提供装置、およびコンピュータをその提供装置として機能させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地形の測量は、所定の範囲ごとに、たとえば都道府県単位の広範囲で、数年毎に行なわれる。そのため、地形情報の更新が頻繁に行なわれず、官公庁その他の機関は、未更新のデータを使用している場合が多い。地形の測量のために使用されるシステムとして、たとえばヘリコプタに搭載可能なシステムが使用されることがある。たとえば、特開平５−１１８８５０号公報（特許文献１）は、模型ヘリコプタを使用する３次元測量システムを開示している。
【０００３】
この測量において、地形情報を取得する場合、３Ｄ（Dimension）レーザスキャナが使用されている。広域の地形情報を取得するためには、航空機、車両その他の移動体に搭載可能なスキャニングシステムが求められる。このシステムに関し、たとえばキネマティックＧＰＳ（ＫＧＰＳ：Kinematic Global Positioning System）と称される測位手法が知られている。この手法は、基準局とユーザの移動体との間で、順次搬送配送積算値データを取得し、そのデータに基づいて所定の処理を実行することにより、移動体とＧＰＳ衛星との間の距離の計測を行なうものである。この場合、移動体によっては、測位の精度にばらつきが生じる。この場合、測量結果も影響を受けることになる。上記のＫＧＰＳによる測位精度と有効性の評価は、たとえば非特許文献１に開示されている。
【０００４】
ＧＰＳによる位置情報を使用して測量を行なうために、航空機その他の移動体にスキャニングシステムを搭載する際、その都度、そのシステムを較正する必要がある。すなわち、当該システムを構成する各装置、たとえば、スキャナ、カメラ、各種のセンサ等を所定の位置に配置させ、各装置からの出力値に基づいて、システムとしての精度を調整する必要がある。
【特許文献１】特開平５−１１８８５０号公報
【非特許文献１】奥田、外５名，「移動体におけるキネマティックＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳの有効性の評価」，紀要，弓削商船高等専門学校，平成１４年，第２４号，ｐ．１０９−１１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、たとえばヘリコプタに搭載されていた測量システムは、位置情報を取得するための測量機器をヘリコプタに取り付け、その上で、型式認証を取得する必要がある。そのため、同様の構成を有するヘリコプタを多数準備するためには、ヘリコプタごとの修理あるいは改造が必要になり、また当局による認証が必要になる場合もある。そのため、測量を容易に実行することができなかった。また、その場合、個別にシステムを較正する必要があるため、その作業コストが都度必要になった。
【０００６】
さらに、従来、測量用機器を個別に搭載するためには、それに応じた大きさのヘリコプタが必要であった。そのため、その結果、地形情報を提供する際にも、コストの観点から、十分に活用されていなかった。さらに、最新の地形情報が提供されにくいことから、係る情報を必要とする環境、防災その他の関連機関は、過去の測量により取得された古いデータを使用せざるを得ず、一般利用者に対する公共サービスの提供に制約を受けていた。そのため、これらの機関から、安価でアップデートされた地形情報の提供が求められていた。
【０００７】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、低コストで地形情報を取得することが可能な測量ユニットおよび位置情報取得方法を提供することである。
【０００８】
本発明は、低コストで地形情報を取得するための測量が可能なヘリコプタを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、低コストで地形情報を取得することが可能な測量ユニットの較正方法を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、低コストで地形情報を取得することが可能な測量ユニットの生産方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、その測量システムにより取得された地形情報を、低コストで提供することができる情報配信システムを提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、その測量システムにより取得された地形情報を、低コストで提供することができる情報配信システムとしてコンピュータを機能させることができるプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、この発明のある局面に従うと、測量ユニットは、筐体と、スキャナと、ジャイロと、筐体に配置され、ジャイロのピッチング方向の位置を調整するための第１の調整部材と、筐体に配置され、ジャイロのローリング方向の位置を調整するための第２の調整部材と、筐体に配置され、ジャイロのヨーイング方向の位置を調整するための第３の調整部材とを備える。ピッチング方向およびローリング方向の傾斜角は、それぞれ０度である。
【００１４】
好ましくは、測量ユニットは、筐体に取り付けられ、ジャイロの鉛直軸方向の中心線から予め定められた範囲内に形成された第１の凹部を有する第１の板部材と、鉛直軸方向から予め定められた範囲内に形成された第２の凹部を有する第２の板部材と、第１の凹部と第２の凹部との間に配置された球状部材とをさらに備える。ジャイロは、第２の板部材の球状部材が配置される面の反対面に配置される。第１の調整部材は、第２の板部材において球状部材から予め定められた距離だけ離れた位置に配置された部材であって、ピッチング方向に変位することにより第２の板部材の筐体に対する角度を変更するための調整部材を含む。第２の調整部材は、第２の板部材において球状部材から予め定められた距離だけ離れた位置に配置された部材であって、ローリング方向に変位することにより第２の板部材の筐体に対する角度を変更するための調整部材とを含む。第３の調整部材は、筐体に対して固定された半円柱状の部材であって、外周面がジャイロに接触するようにジャイロの中心軸上に配置された支持部材と、中心軸から偏芯して配置され、中心軸の方向に変位することによりヨーイング方向の方位角を変更するための調整部材とを含む。
【００１５】
好ましくは、球状部材は、鋼球である。各調整部材は、ねじである。
【００１６】
好ましくは、位置情報を取得可能な測位手段との相対的な位置を較正するために、外部から照射された光を反射するリフレクタをさらに備える。
【００１７】
この発明の他の局面に従うと、ヘリコプタは、上記の測量ユニットを搭載したヘリコプタである。
【００１８】
この発明のさらに他の局面に従うと、上述したような測量ユニットおよび人工衛星から送信される情報に基づいて測位する移動測位システムを搭載する移動体の位置情報を、移動測位システムによる測位情報を測量ユニットから得られた測定値に基づいて較正することにより獲得する位置情報取得方法であって、移動体の移動経路に沿う複数の測位情報を、各測位時刻と関連して取得するステップと、予め設置された複数の固定測位システムからの測位時刻に対応した時刻における基準測位情報に基づいて、移動経路についての複数の測位情報の各々に対して仮想基準点を対応付けて、複数の測位情報の各々を較正するステップと、較正された測位情報を測量ユニットから得られた測定値に基づいてさらに較正するステップとを備える。
【００１９】
この発明の他の局面に従うと、較正方法は、スキャナと、位置情報を取得可能な測位手段と、ジャイロとを備える測量ユニットを較正するための方法である。この方法は、スキャナと、ジャイロとを筐体に取り付けるステップと、ジャイロのピッチング方向の傾斜角を０度に調整するステップと、ジャイロのローリング方向の傾斜角を０度に調整するステップと、調整されたジャイロを筐体に対して固定するステップと、ジャイロの方位角を、位置情報に基づく方位角に一致させるステップと、予め定められた２つの位置のリフレクタからそれぞれ反射された反射光を受信して、各反射光に応じて出力される値が一致し、そして各２つの位置を結ぶ基準線上に配置するように、スキャナを調整するステップと、スキャナのピッチング方向の角度を０度に調整するステップと、基準線に対して、スキャナを平行に調整するステップと、スキャナと２箇所の位置の各々との間の距離を等距離に調整するステップとを含む。
【００２０】
好ましくは、２つの位置は、同一の高度にある。較正方法はさらに、同一の高度である位置に、２つの基準点を設置するステップと、各基準点からのそれぞれの距離の差が予め定められた範囲内であり、位置よりも上方における位置に、測量ユニットを配置するステップとを含む。
【００２１】
好ましくは、測量ユニットは、３つのリフレクタが取り付けられ、そして外部から測量ユニットの位置情報を受信するためのアンテナと、位置情報を出力するための測位装置と、位置情報を格納するための記憶装置とをさらに備える。較正方法はさらに、ジャイロの位置に基づいて、測量ユニットに３つのリフレクタを取り付けるステップと、反射光の受信に応答して角度と距離とを出力可能な測量手段により、アンテナに取り付けられている３つのリフレクタからの各反射光をそれぞれ受信するステップと、測量手段により、測量ユニットに取り付けられている３つのリフレクタからの各反射光をそれぞれ受信するステップと、測量手段からの出力結果を、記憶装置に格納するステップとを含む。
【００２２】
この発明の他の局面に従うと、測量ユニットの生産方法は、スキャナと、ジャイロとを筐体に取り付けるステップと、ジャイロのピッチング方向の傾斜角を０度に調整するステップと、ジャイロのローリング方向の傾斜角を０度に調整するステップと、調整されたジャイロを筐体に対して固定するステップと、ジャイロの方位角を、位置情報に基づく方位角に一致させるステップと、予め定められた２つの位置のリフレクタからそれぞれ反射された反射光を受信して、各反射光に応じて出力される値が一致し、そして各２つの位置を結ぶ基準線上に配置するように、スキャナを調整するステップと、スキャナのピッチング方向の角度を０度に調整するステップと、基準線に対して、スキャナを平行に調整するステップと、スキャナと２箇所の位置の各々との間の距離を等距離に調整するステップとを含む。
【００２３】
この発明の他の局面に従うと、情報提供装置は、移動体に搭載された測量ユニットによる測定により取得された複数の地形データと、移動体の少なくとも１つ以上の移動経路と、複数の地形データの各々が関連付けられたそれぞれの場所を表示するための各画像データとを対応付けて格納するための記憶手段と、通信回線を介して、情報の入力を受け付けるための入力手段と、情報に基づいて、情報の送信者を特定するためのユーザ情報を取得する識別手段と、情報の入力に応答して、送信者に、少なくとも１つ以上の移動経路が関連付けられた地図画面を表示するためのデータを送信する手段と、入力された情報に基づいて、移動経路が関連付けられた場所の地形データの提供要求と、地形データを特定するための識別データとを取得する手段と、提供要求に応じて、記憶手段から、識別データに基づいて地形データを読み出すための抽出手段と、通信回線を介して、情報の送信者に、抽出手段により読み出された地形データを送信するための送信手段とを備える。
【００２４】
好ましくは、地形データは、ＲＧＢ（Red Green Blue）データと、測定が行なわれた日時に応じて色別に区分された点群データと、ハイビジョン画像データとのいずれかを含む。
【００２５】
好ましくは、情報提供装置は、複数の地形データの各々について、地形データが提供された頻度を記録するための履歴取得手段と、頻度を出力するための手段とをさらに備える。
【００２６】
好ましくは、情報提供装置は、提供要求の送信者ごとに、識別データと、地形データの出力履歴とをそれぞれ対応付けて格納するための課金情報記憶手段と、提供要求の送信者ごとに、出力履歴と、地形データの提供による課金のために予め定められた価格データとに基づいて、予め定められた基準に応じて課金情報を算出するための計算手段とをさらに備える。
【００２７】
好ましくは、記憶手段は、測量ユニットが備える撮像装置の較正のための複数の基準点情報を、地図画面を表示するためのデータに関連付けて格納する。情報提供装置は、送信者からの情報に基づいて、複数の基準点情報の中から、指定された基準点の情報を送信する要求を検出するための手段と、要求に応じて、送信者に、指定された基準点の情報を送信するための手段とをさらに備える。
【００２８】
この発明のさらに他の局面に従うと、プログラムは、通信回線に接続されたコンピュータを情報提供装置として機能させるためのプログラムである。このプログラムはコンピュータに、移動体に搭載された測量ユニットによる測定により取得された複数の地形データと、移動体の少なくとも１つ以上の移動経路と、複数の地形データの各々が関連付けられたそれぞれの場所を表示するための各画像データとを対応付けて予め準備するステップと、通信回線を介して、情報の入力を受け付けるステップと、情報に基づいて、情報の送信者を特定するためのユーザ情報を取得するステップと、情報の入力に応答して、送信者に、少なくとも１つ以上の移動経路が関連付けられた地図画面を表示するためのデータを送信するステップと、入力された情報に基づいて、移動経路が関連付けられた場所の地形データの提供要求と、地形データを特定するための識別データとを取得するステップと、提供要求に応じて、記憶ステップから、識別データに基づいて地形データを読み出すステップと、通信回線を介して、情報の送信者に、抽出ステップにより読み出された地形データを送信するステップとを実行させる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る測量ユニットは、ジャイロ、スキャナその他の測量のための機器が一体として構成されているため、ヘリコプタその他の移動体に、容易に取り付けることができる。その結果、測量のための機器を迅速に準備することができる。また、型式認証の取得は、測量ユニットとして取得することができる。したがって、たとえばヘリコプタ等の移動体に取り付ける場合にも、ヘリコプタごとの認証が不要になる。これにより、測量のための移動体を準備するコストが低廉になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００３１】
図１および図２を参照して、本発明の実施の形態に係る測量ユニットの取付け状態について説明する。図１は、本実施の形態に係る測量ユニット１５０が、移動体の一態様であるヘリコプター１００に取付けられている状態を表わす図である。なお、移動体は、ヘリコプタに限られず、その他の航空機であってもよいし、車両であってもよい。また、測量ユニット１５０を小型軽量化することにより、携帯可能なものとしてもよい。
【００３２】
図１に示されるように、ヘリコプター１００の機体１１０は、機体１１０の前後方向に延びる左右１対のランナー１２０を固定するためのスキッド１３０と、各スキッド１３０に取付けられた測量ユニット１５０とを備える。測量ユニット１５０は、後述するように、アタッチメントにより、スキッド１３０に固定されている。
【００３３】
図２は、ヘリコプター１００の機体１１０を垂直方向の断面で表わした図である。
【００３４】
測量ユニット１５０は、支持ユニット２１０とランナー１２０に支持ユニット２１０を固定するための固定ユニット２２０とからなるアタッチメントにより、左右のスキッド１３０に固定されている。なお、測量ユニット１５０の固定の態様は、図２に示されるものに限られない。すなわち、測量ユニット１５０の位置が常に所定の位置に維持されるものであればよい。
【００３５】
ここで、空中からの測量について説明する。係る測量は、空中から地表に向けてレーザを照射し、地表から帰ってくる反射波を受信するまでの時間を計測することにより行なわれる。
【００３６】
たとえば、飛行機、ヘリコプタその他の移動体の空間位置が、ＧＰＳ（Global Positioning System）等のように人工衛星から送信される情報に基づいて測位する測位システムからの信号に基づいて算出される。移動体は、係る信号を受信するためのＧＰＳ受信機と、レーザ光を照射して反射波を受信するためのレーザ発信・受信装置と、測位システムからの信号に基づいて算出された位置に対して、さらに精度を向上させるために移動体の位置を測定する総合慣性運動計測装置（ＩＭＵ：Inertia Measuring Unit、以下、「ジャイロ」と呼ぶ）と、測定対象の場所を撮影するためのデジタルカメラとを備える。
【００３７】
受信されたレーザ光の各反射点の位置、あるいは高度は、ＧＰＳデータとＩＭＵデータとに基づいて実行されるデータ処理により算出される。また、このような処理に加えて、上記各反射点の分布図、３次元の立体図等の作成のためのソフトウェア、あるいは樹木、建造物その他の所定の物体を除去するフィルタ処理を実行するためのソフトウェアが、一般に使用されている。
【００３８】
図３を参照して、本実施の形態に係る測量ユニット１５０の構成について説明する。図３は、測量ユニット１５０における構成要素の配置の一態様を表わす図である。
【００３９】
図３に示されるように、測量ユニット１５０は、ケース３５０と、ケース３５０の底部に配置された取付けフレーム４００と、取付けフレーム４００に固定されたスキャナボディ３４０と、スキャナボディ３４０に回転自在に取付けられたスキャナ３３０と、スキャナ３３０の回転と同様に回転可能に取付けられたサーモセンサカメラ３２０と、ハイビジョンカメラ３１０とを含む。測量ユニット１５０は、ＧＰＳ衛星からの位置情報を受信可能なＧＰＳ受信機（図示しない）、測量データを格納して必要に応じてデータ処理が可能なコンピュータ（図示しない）にも接続される。
【００４０】
スキャナ３３０は、たとえば３Ｄレーザスキャナである。ケース３５０は、たとえば、既に型式認証が取得されている農薬散布用のタンクであるが、このタンクに限られない。すなわち、移動体としてヘリコプタ１００に搭載するために必要な型式認証が、予め取得されているものであればよい。また、測量ユニット１５０をヘリコプタ１５０等の航空機以外の移動体、すなわち車両などに搭載する場合であれば、その搭載のために必要な認証が予め取得されているケースであればよい。
【００４１】
図４を参照して、測量ユニット１５０の構成についてさらに説明する。図４は、図３に示される測量ユニット１５０からケース３５０を取除いた部分を表わす図である。
【００４２】
測量ユニット１５０は、ジャイロ４１０をさらに含む。取付け板４０２は、取付けユニット４２０により取付けフレーム４００に固定されている。取付け板４０４は、調整ユニット４４０により取付け板４０２に固定されている。ジャイロ４１０は、位置決めユニット４５０により調整板４０４に取り付けられている。調整板４０４には、ジャイロ４１０が配置される。この部位の構造の詳細は、図８においてさらに説明する。
【００４３】
スキャナボディ３４０は、その内部にスキャナ３３０を回転させるための駆動ユニット（図示しない）を備える。スキャナ３３０は、その駆動ユニットにより予め定められた範囲で回転し、その範囲内を走査する。なお、スキャナ３３０は、回転可能なものでなくてもよい。
【００４４】
図５を参照して、本実施の形態に係る測量ユニット１５０のヘリコプター１００に対する取付け状態について説明する。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、測量ユニット１５０が取付けられたヘリコプターを上面、正面、および側面から表わした図である。
【００４５】
図５（Ａ）に示されるように、測量ユニット１５０は、たとえばヘリコプター１００のキャビン１１０の下部に配置されている。図５（Ｂ）に示されるように、この測量ユニット１５０は、たとえば機体１１０とランナー１２０との間に配置されている。図５（Ｃ）に示されるように、測量ユニット１５０は、たとえばセンサ３３０の位置が運転台の下に位置するように配置されている。測量ユニット１５０から照射されるレーザ光５１０は、予め定められた角度の範囲内を走査する。
【００４６】
図６を参照して、本実施の形態に係る測量ユニット１５０の取付け状態についてさらに説明する。図６（Ａ）から（Ｃ）は、測量ユニット１５０を、図５に示した取付け態様と異なる態様でヘリコプター１００に取付けた状態を表わす図である。
【００４７】
図６（Ａ）に示されるように、測量ユニット１５０は、ヘリコプター１００の機体１１０の外側に取付けられている。図６（Ｂ）に示されるように、測量ユニット１５０は、たとえばヘリコプター１００の機体１１０のドア部の外側に取付けられている。図６（Ｃ）に示されるように、測量ユニット１５０は、たとえばヘリコプター１００の操縦席側のドア部に取付けられている。このようにすると、たとえばドアを交換することにより、測量ユニット１５０による測量、あるいは通常の飛行のみ等、容易に飛行の形態を変更することができる。また、たとえば機体の下部に取り付けられないヘリコプタに対しても、測量ユニット１５０を搭載することが可能になる。
【００４８】
図７を参照して、本実施の形態に係る測量ユニット１５０の構成要素の取付け態様について説明する。図７（Ａ）は、測量ユニット１５０を垂直断面の方向から表わした図である。図７（Ｂ）は、測量ユニット１５０を上方部から表わした図である。
【００４９】
図７（Ａ）に示されるように、取付けフレーム４００には、取付板４０２，４０４が取付けられている。取付板４０２，４０４には、ジャイロのＸ軸方向の位置を調整するための調整ねじ７０４が取付け可能な孔が予め設けられている。取付板４０４には、ジャイロの方位角を調整するための方位角調整ねじ７０４が取付け可能な孔が予め設けられている。ジャイロ４１０は、その方位角調整ねじ７０６との間に配置されている位置決めフレーム４５０により方位角が調整される。
【００５０】
図７（Ｂ）を参照して、測量ユニット１５０は、スキャナ３３０の回転軸方向に対して平行に配置された２組の方位角調整ねじ７０６を備える。ジャイロ４１０は、各ねじ７０６と、位置決めフレーム４５０と、予めＹ軸方向に配置された方位角調整ユニット７１０とにより、スキャナ３３０の回転軸方向に対する方位角が調整される。
【００５１】
スキャナ３３０には、スキャナの傾きを調整するための調整ねじ７０２が取付けられる。各調整ねじ７０２の送り量を調整することにより、スキャナ３３０の傾きが調整可能である。
【００５２】
図８を参照して、ジャイロ４１０の取付け態様について説明する。図８（Ａ）は、取付板４０４を上部から表わした図である。図８（Ｂ）は、ジャイロ４１０の取付板４０４に対する取付け態様を説明するために側面から取付け部分を表わした図である。
【００５３】
図８（Ａ）に示されるように、取付板４０４は、取付板４０４を回転可能にその位置を調整するための球状部材を配置するための空孔部８１０と、ジャイロＸ軸調整ねじ７０４が貫通可能な空孔部８２０，８２２とを含む。図８（Ｂ）に示されるように、ジャイロ４１０は、取付板４０４に配置され、ジャイロＸ軸調整ねじ７０４のそれぞれの送り量により球状部材７２０を回転中心としてそのＸ軸方向の位置が調整される。ここで、球状部材７２０は、たとえば軸受に使用される鋼球である。なお、ジャイロの位置決めを行なうための調整部材としてねじが使用可能であるが、ねじに限られない。また、球状部材も上記の鋼球に限られない。
【００５４】
図９を参照して、本実施の形態に係る測量ユニット１５０の較正方法について説明する。図９は、測量ユニット１５０を較正するための手順を表わすフローチャートである。
【００５５】
ステップＳ９０２にて、リフレクタを有する基準点が、地上に２箇所設置される。基準点は、たとえば測量に使用されるコーナーキューブリフレクタである。ステップＳ９０４にて、測量ユニット１５０は、各基準点から等距離の位置に仮設置される。ステップＳ９０６にて、ジャイロ４１０のピッチング方向の傾斜角が、０度になるまで調整される。ステップＳ９０８にて、ジャイロ４１０のローリング方向の傾斜角が０度になるまで調整される。ステップＳ９１０にて、測量ユニット１５０は、ＧＰＳ受信機により受信された位置情報（方位角）を取得する。ステップＳ９１２にて、ジャイロ４１０の方位角は、ＧＰＳ受信機により取得された方位角に調整される。ステップＳ９１４にて、ジャイロ４１０は、その調整された位置に固定される。
【００５６】
ステップＳ９１６にてスキャナ３３０は、各基準点からスキャナ中心までの距離が等しくなり、そしてその基準線の線上に来るように位置が調整される。ステップＳ９１８にて、スキャナ３３０のピッチング方向の角度が０度に固定される。ステップＳ９２０にて、スキャナ３３０は、その受光強度に基づいて２箇所の基準点と平行になるように位置が調整される。ステップＳ９２２にて、スキャナ３３０は、２つの基準点までの各距離が同じになるようにそのスキャナのローリング方向が調整される。ステップＳ９２４にて、すべての条件が合致するか否かが判断される。すべての条件が合致する場合には（ステップＳ９２４にてＹＥＳ）、処理は終了する。そうでない場合には（ステップＳ９２４にてＮＯ）、処理はステップＳ９１６に戻される。
【００５７】
以上のようにして、本実施の形態に係る測量ユニット１５０の較正が行なわれる。このような手順は、本実施の形態に係る測量ユニット１５０を生産するために必要な手順でもあるため、係る方法は、換言すれば、本実施の形態に係る測量ユニット１５０の生産方法であるともいえる。
【００５８】
図１０を参照して、本実施の形態に係る測量ユニット１５０により取得されたデータの解析手法について説明する。このデータの解析は、たとえばメモリとＣＰＵ（Central Processing Unit）とを備えるコンピュータにより実現される。
【００５９】
ステップＳ１０１０にて、ＧＰＳの座標データが読み出される。ステップＳ１０２０にて、その座標データは、自由曲線で補間される。ステップＳ１０３０にて、ジャイロ４１０の加速度データが読み出される。ステップＳ１０４０にて、座標データ間に、２００点の座標（点群Ｂ）が配置される。ステップＳ１０５０にて、点群Ｂの各点の間に、加速度を比例配分することにより位置が定められた４５の座標を配置する。
【００６０】
ステップＳ１０６０にて、各点のローリング点、ピッチング点およびヨーイング点ならびに３Ｄレーザスキャナの射出角度、距離に基づいて、ベクトル計算が実行され座標化される。
【００６１】
なお、ステップＳ１０１０において読み出された「ＧＰＳの座標データ」を、固定位置に存在する他の複数のＧＰＳ（以下、「固定局」または「基準局」と呼ぶ）のデータに基づいて、以下のように較正することも可能である。
【００６２】
すなわち、移動体を計測するためのＧＰＳの測量は、通常、下記のとおりである。
（１）ＲＴＫ（リアルタイム・キネマティック）法
基準局（固定局）と移動局間を常時無線による通信を行ない、リアルタイムに座標値を算出する。ただし、基準点と移動局間の点間距離は、３０ｋｍ程度に制限される。
（２）後処理キネマティック法
基準局（固定局）と移動局間の通信を行なわず、それぞれのデータを後処理することにより座標値を算出する。ただし、基準点と移動局間の点間距離は、１０ｋｍ程度に制限される。
（３）ＶＲＳ（Vertial Referential System）法
基準局（固定局）として、国土地理院の設置する約１２００点の電子基準点データを使用して、これに基づいて得られる仮想基準点を利用する。仮想基準点は、常に移動局の近辺に仮想的に設けることができる。よって、距離制限の問題が解消される。ＲＴＫのように通信を行なっても、キネマティックのように後処理でも、両方で利用できる。
【００６３】
すなわち、本発明では、移動局である移動体の長距離の移動が考えられる。そのため、ＲＴＫの通信は行なえない。また、キネマティックでは、制限距離を超過し、精度の確保が行なえない。
【００６４】
よって、ＶＲＳのデータから、後解析する手法がより好ましい。しかしながら、従来のＶＲＳ法では、本発明のように、制限距離より大きく移動するものでは、較正後の精度が必ずしも高くならないという問題が発生する。
【００６５】
ここで、従来、ＶＲＳのデータは、サービスを行なっている会社のホームページ等から、ＧＰＳ観測を行なった座標値と、観測開始時間、終了時間を入力することで、データをダウンロードすることができる。このとき、従来のＧＰＳ測量のような用途では、仮想基準点が設けられるのは、入力した座標付近の１点で十分である。しかし、移動体が比較的長距離を移動する場合、このように１点の仮想基準点のみでは、移動距離が長くなるにつれて誤差が大きくなる。そのうえ、本発明のように、常に高速で移動するものの座標値を得る必要があるものだと、何らかの対策が必要となる。
【００６６】
そこで、本発明では、以下に説明する手順で、移動体に搭載されたＧＰＳの移動経路に沿った測位データを利用して、移動体に搭載されたＧＰＳの観測１点ごとの付近に仮想基準点を設置したようなデータを生成するようにする。このような仮想基準点を用いて較正すれば、移動体に搭載されたＧＰＳの観測１点ごとの精度をより向上させることができる。
【００６７】
これにより、広範囲に移動するものでも、距離に依存される誤差が発生しないようにできる。
【００６８】
より具体的には、以上説明したような測量ユニットおよびＧＰＳのような測位システム（移動体搭載ＧＰＳ）を搭載する移動体の位置情報を、この測位システムによる測位情報を測量ユニットから得られた測定値に基づいて較正する前提として、まず、移動体の移動経路に沿う複数の測位情報を、各測位時刻と関連して取得する。次に、予め設置された複数の基準局からの測位時刻に対応した時刻における電子基準点データに基づいて、移動経路についての複数の測位情報の各々に対して仮想基準点を対応付けて、複数の測位情報の各々を較正する。これにより、「ＧＰＳの座標データ」を、基準局のデータに基づいて、較正できる。
【００６９】
以下、図１１〜図１４を参照して、本実施の形態に係る測量ユニット１５０により取得されたデータの配信システムについて説明する。図１１は、本実施の形態に係る測量ユニット１５０により取得された位置情報を提供する情報提供システムの構成を概念的に表わす図である。
【００７０】
図１１に示されるように、位置情報を提供可能な情報提供サーバ１１００は、ネットワーク１１３０に接続されている。ネットワーク１１３０には、位置情報を要求するためにその情報提供サーバ１１００にアクセス可能な情報要求端末が接続されている。情報要求端末は、たとえばＰＣ（Personal Computer）１１５０あるいは、基地局１１６０を介して通信可能な携帯電話１１７０などである。情報提供サーバ１１００には、位置情報の提供に応じて生成される情報を格納するための課金サーバ１１１０が接続されている。
【００７１】
このように構成される通信システムにおいて、各々の情報要求端末がネットワーク１１３０を介して情報提供サーバ１１００にアクセスし、提供を求めるための情報指定データと地域指定データとを送信すると、情報提供サーバ１１００は、その端末に要求に応じた情報を提供する。ここで、情報指定データとは、たとえば情報提供サーバ１１００にアクセスするためにユーザが入力したＩＤ（Identification）あるいは予め設定されたパスワードなどである。地域指定データは、たとえばＰＣ１１５０のモニタに表示される地図に基づいてユーザが選択した位置を特定するための情報である。
【００７２】
この情報提供サーバ１１００による地図データの提供は、たとえば、Ｇ−ＸＭＬ（Geospatial-eXtensible Markup Language）プロトコルに基づいて行われる。ここで、Ｇ−ＸＭＬとは、電子商取引等で行なわれるデータ交換において、その標準フォーマットとしての地位を獲得しているＸＭＬをＧＩＳ（Geographical Information System）に対応させたものである。なお、Ｇ−ＸＭＬは、「ＪＩＳ Ｘ ７１９９ 地理情報−地理空間データ交換用ＸＭＬ符号化法」により定められており、当該技術の分野における通常の知識を有する者にとっては周知である。したがって、ここでは、詳細な説明は繰り返さない。
【００７３】
図１２を参照して、本実施の形態に係る情報提供サーバ１１００を実現するためのコンピュータシステムについて説明する。図１２は、情報提供サーバ１１００を実現するためのコンピュータシステムのハードウェア構成を表わすブロック図である。
【００７４】
図１２に示されるように、情報提供サーバ１１００は、相互にデータバスで接続されたＣＰＵ１２１０と、外部からデータの入力を受付けるためのマウス１２２０およびキーボード１２３０と、入力されたデータおよびＣＰＵ１２１０の演算処理により生成されたデータを格納するためのメモリ１２４０と、外部から入力されたデータおよび演算処理により生成されたデータを不揮発的に記憶するための固定ディスク１２５０と、ＦＤ（Flexible Disk）駆動装置１２６０と、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc ‐Read Only Memory）駆動装置１２７０と、ネットワーク１１３０に接続され、コンピュータシステム１２００と外部との間でデータ通信を行なうための通信ＩＦ（Interface）１２８０と、画面を表示するためのモニタ１２９０とを含む。ＦＤ駆動装置１２６０には、ＦＤ１２６２が装着される。ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１２７０には、ＣＤ−ＲＯＭ１２７２が装着される。
【００７５】
後述するように、情報提供サーバ１１００を実現するために実行される各処理は、その処理をコンピュータシステムのハードウェアに実行させるためのソフトウェアをＣＰＵ１２１０に実行させることによっても実現することができる。このようなソフトウェアは、ハードウェアに予め記憶されている場合もあれば、ＣＤ−ＲＯＭ１２７２その他の情報記録媒体に格納されて流通し、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１２７０によりその記録媒体から読み取られて、固定ディスク１２５０に一旦格納される場合もある。そのソフトウェアは、固定ディスク１２５０からメモリ１２４０に読み出されて、ＣＰＵ１２１０により実行される。図１２に示したコンピュータシステム１２００のハードウェア構成は、コンピュータの構成として一般的なものである。したがって、本発明の最も本質的な部分は、固定ディスク１２５０、ＣＤ−ＲＯＭ１２７２その他の情報記録媒体に格納されたソフトウェアであるともいえる。なお、コンピュータシステム１２００を構成する各ハードウェアの動作は周知である。したがって、それらについての説明は繰り返さない。
【００７６】
図１３を参照して、本実施の形態に係る情報提供サーバ１１００のデータ構造について説明する。図１３は、情報提供サーバ１１００を実現するコンピュータシステム１２００の固定ディスク１２５０におけるデータ構造を概念的に表わす図である。
【００７７】
図１３（Ａ）に示されるように、地図ＩＤと画像ファイルと格納場所と地図の範囲を識別するためのデータとは、それぞれ相互に関連付けて格納されている。たとえば、ＩＤ「ｍａｐ００１」は、画像ファイル「ｋａｎｔｏｕ．ｊｐｇ」に関連付けられている。このファイルは、アドレスＤＢ００１により特定される領域に格納されている。この地図ＩＤ「ｍａｐ００１」が特定する地図は、たとえば関東地方の地図である。
【００７８】
図１３（Ｂ）に示されるように、各画像ファイルは、たとえばそれぞれにアドレスが付与されて、各領域に格納されている。画像ファイル「ｋａｎｔｏｕ．ｊｐｇ」は、アドレスＤＢ００１により特定される領域に格納されている。同様に、画像ファイル「ｋａｎｓａｉ．ｊｐｇ」は、アドレスＤＢ００２により特定される領域Ｄ１３６０に格納されている。
【００７９】
図１３（Ｃ）に示されるように、情報提供サーバ１１００により提供可能な地図データの詳細なデータは、それぞれ位置データとファイル名とアドレスとに関連付けられて格納されている。すなわち、各データファイルを特定するためのデータＩＤは、フィールドＦ１３１２に格納されている。位置データは、フィールドＦ１３１４に格納されている。ＲＧＢデータファイルは、フィールドＦ１３１６に格納されている。そのファイルが格納されている領域を表わすためのアドレスは、フィールドＦ１３１８に格納されている。さらに、その位置データに対応する画像データファイルは、領域１３２０に格納されている。このファイルが格納されている領域を表わすためのデータは、フィールドＦ１３２２に格納されている。
【００８０】
図１３（Ｄ）は、図１３（Ｃ）のテーブルに含まれる各データファイルの格納の態様を表わす図である。
【００８１】
ＲＧＢデータファイル（フィールドＦ１３１６）のそれぞれのデータは、領域Ｄ１３７０からＤ１３７６にそれぞれ格納されている。各領域には、予め定められた基準に基づいて付与されたアドレスが関連付けられている。たとえばファイル「ｒｇｂ００１．ｄａｔａ」は、アドレスａ００１により特定される領域Ｄ１３７０に格納されている。同様にして、画像データファイルは、領域Ｄ１３７８〜Ｄ１３８４に格納されている。たとえば、画像データファイル「ｉｍａｇｅ００１．ＦＩＬＥ」は、アドレスｃ００１により特定される領域Ｄ１３７８に格納されている。
【００８２】
このように、情報提供サーバ１１００は、地図データを要求する情報要求端末からネットワーク１１３０を介してそれぞれの位置データを受信すると、その位置データに応じたファイルをそのファイルが格納されている領域から読み出し、その要求を送信した端末に提供する。
【００８３】
図１３（Ｅ）は、情報提供サーバ１１００により提供された情報の履歴を格納するためのテーブル構造を表わす図である。
【００８４】
地図データの提供を要求したユーザのＩＤとその情報が提供された日時と提供されたデータを特定するための提供データＩＤとが、それぞれ関連付けられて所定の領域に格納されている。このような情報を固定ディスク１２５０に格納しておくことにより、課金サーバ１１１０は、このような課金情報を情報提供サーバ１１００から取得し、そのデータに基づいて各ユーザに請求書を発行することができる。
【００８５】
図１４を参照して、情報提供サーバ１１００を実現するコンピュータシステム１２００の制御構造について説明する。図１４は、コンピュータシステムにより実現される情報提供サーバ１１００のＣＰＵ１２１０が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。この処理は、たとえばＰＣ１１５０のユーザが情報提供サーバ１１００によるサイトのＵＲＬ（Uniform Resource Locators）にアクセスした場合に実行される。
【００８６】
ステップＳ１４１０にて、ＣＰＵ１２１０は、ユーザからのアクセスを検知する。ステップＳ１４２０にて、ＣＰＵ１２１０は、ユーザに固有な情報を取得する。この情報は、たとえば予め登録されたユーザＩＤ、パスワード等を含む。
【００８７】
ステップＳ１４３０にて、ＣＰＵ１２１０は、ユーザから受信した情報に基づいて、ユーザが要求する場所に対応する地図の地図ＩＤを取得する。この地図ＩＤは、たとえば予め細分化された提供可能範囲毎に付与された特定の識別情報を、ユーザの端末に表示させることにより、ユーザの選択に応じて取得可能である。
【００８８】
ステップＳ１４４０にて、ＣＰＵ１２１０は、ユーザが提供を要求する位置を表わす位置データを、受信した情報から取得する。この位置データは、たとえばユーザが選択する各単位画面毎に予め関連付けられている固有の識別データである。
【００８９】
ステップＳ１４５０にて、ＣＰＵ１２１０は、地図ＩＤと位置データとに基づいて、固定ディスク１２５０から該当する地図データを読み出す。ステップＳ１４６０にて、ＣＰＵ１２１０は、ユーザのＰＣ１１５０に、読み出した地図データを送信する。
【００９０】
ステップＳ１４７０にて、ＣＰＵ１２１０は、地図データの送信に応答して、予め定められた基準に基づいて課金情報を生成する。この課金情報は、たとえばユーザＩＤと、送信された地図データを識別するためのＩＤと、その地図データが送信された日時とを含む。ステップＳ１４８０にて、ＣＰＵ１２１０は、生成した課金情報を固定ディスク１２５０の所定の領域に格納する。
【００９１】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本発明の実施の形態に係る情報提供サーバ１１００の動作について説明する。
【００９２】
ユーザが、ネットワーク１１３０に接続可能な端末（たとえば、図１１におけるＰＣ１１５０）を使用して、情報提供サーバ１１００にアクセスすると、情報提供サーバ１１００はそのアクセスを検知する（ステップＳ１４１０）。情報提供サーバ１１００は、アクセスしたユーザのＩＰ（Internet Protocol）アドレスを取得する。情報提供サーバ１１００は、予め定められた表示手順に従い、固定ディスク１２５０から、地図画面をユーザの端末に表示させるためのデータを読み出す。情報提供サーバ１１００が、ＩＰアドレスに基づいてユーザの端末に読み出したデータを送信すると、ユーザの端末は、情報提供サーバ１１００により提供されるサービス画面を表示する。
【００９３】
ユーザが、その画面において、所定のユーザ情報（たとえば、予め登録されたユーザＩＤ、パスワード等）を入力する。ユーザは、さらに、ダウンロードを希望するエリアを特定する地図ＩＤを入力する。あるいは、ユーザは、そのエリアの部分を、マウス等の入力装置により選択してもよい。ユーザがこのような選択操作を実行した後、所定の送信操作を実行すると、ユーザの端末は、情報提供サーバ１１００に、地図ＩＤおよび位置データが含まれる提供要求を送信する。
【００９４】
情報提供サーバ１１００が提供要求を受信すると、情報提供サーバ１１００は、その要求の中から、ユーザが選択した地図の地図ＩＤを取得する（ステップＳ１４３０）。情報提供サーバ１１００は、さらに、ユーザがその地図において具体的に地形データのダウンロードを希望している位置を特定する位置データを取得する（ステップＳ１４４０）。情報提供サーバ１１００は、地図ＩＤに基づいて、たとえば図１３（Ａ）に示されるテーブルから、フィールドＦ１３０４に格納されている画像ファイルのアドレスを取得する。情報提供サーバ１１００は、さらに、位置データに対応した地形データを読み出す（ステップＳ１４５０）。情報提供サーバ１１００は、ユーザのＩＰアドレスに向けて送信する。
【００９５】
情報提供サーバ１１００は、さらに、そのユーザＩＤに対して、地図データの提供実績を関連付けることにより、課金情報を生成する（ステップＳ１４７０）。情報提供サーバ１１００は、所定の領域に、その情報を格納する（ステップＳ１４８０）。当該課金情報は、情報提供サーバ１１００自身が課金処理を実行可能な場合には、内部で請求書の発行処理を実行し、そうでない場合には、課金処理機能を有するサーバ、たとえば図１１における課金サーバ１１１０に、課金情報を送信する。課金サーバ１１１０は、その情報に基づいて、ユーザに請求書を発行する。
【００９６】
以上、詳述したように、本発明の実施の形態に係る測量ユニットによると、そのユニットを搭載する移動体ごとに必要とされる手続、たとえば認証が不要となるため、その手続のための作業コストが不要となる。したがって、当該ユニットによると、従来、個別に測量システムが搭載されていた移動体により取得する場合よりも低コストで、地形データを取得することができる。その結果、地形データの低価格での提供が可能になるため、地形データが利用し易くなる。これにより、たとえば防災、環境保全、建設等の公共事業においても地形データが利用され易くなるため、一般の生活者に対しても貢献することができる。
【００９７】
また、係るユニットは、スキャナ、ジャイロなどを一体として有するものであるため、小型化が推進され、生産効率が向上し得る。その結果、測量ユニットが低コストで提供可能になるため、測量ユニットの普及を推進することができる。
【００９８】
また、当該測量ユニットを搭載したヘリコプタによると、小型航空機に搭載された従来の機器による計測ピッチよりも、詳細な計測ピッチで、地形データを取得することができる。加えて、たとえば小型飛行機の飛行高度よりも低高度で飛行することができるため、地形をより詳細に測量することができる。その結果、より高精度なデータの提供が可能になる。
【００９９】
また、当該測量ユニットは、上記したように利用可能性が高いため、地形データの提供が頻繁に求められる範囲の測量が、事前に可能になる。これにより、ユーザのニーズに応じた地形データを、低廉に提供することができる。
【０１００】
＜変形例＞
以下、図１５〜図１８を参照して、本発明の実施の形態の変形例について説明する。
【０１０１】
上記の実施の形態においては、ジャイロ４１０は、ジャイロ４１０の裏面が取り付けフレーム４００に対して平行になるように取り付けられているが、予め角度を持たせて取り付けてもよい。たとえば、４５度の傾きを持たせて取り付けてもよい。
【０１０２】
図１５は、ジャイロ４１０がスキャナ３３０の取り付け面に対して４５度の傾きを持たせて取り付けられている態様を表わす図である。
【０１０３】
図１５に示されるように、ジャイロ４１０は、取り付けフレーム４０００に対して取り付けられている。この取り付けフレーム４０００は、スキャナ３３０が取り付けられる面とジャイロ４１０が取り付けられる面とが４５度の傾きを有するような形状を有する。
【０１０４】
このようにすると、たとえば高さ方向の地図情報を取得するために、スキャナを立てて使用する場合に、キャリブレーションを再度実行する必要がない。すなわち、上記の実施の形態に示される取り付け態様では、スキャナが縦方向に取り付けられる場合には、その取り付け状態でのキャリブレーションが必要になる。しかし、予め４５度の傾きでスキャナを取り付けフレーム４００に取り付けておく場合には、スキャナの計測可能な範囲は、回転軸に対して基準位置から±４５度となる。したがって、再度キャリブレーションすることなく、水平方向および垂直方向の地図情報を計測することが可能になる。なお、ジャイロ４１０の取り付け角度は、４５度に限られず、各計測方向についての重要度、あるいは計測の頻度等に応じて、その角度を変更してジャイロ４１０が取り付けられてもよい。
【０１０５】
また、上記の実施の形態における較正方法は、高い構造物の上から所定の計測を行なうことが好ましいが、そのような計測ができない場合もある。このような場合、上記の較正方法に代えて、たとえば以下の方法により、測量ユニットを較正してもよい。
【０１０６】
図１６〜図１８は、本変形例に係る較正方法を説明するための図である。
【０１０７】
図１６に示されるように、すなわち、ピッチングのキャリブレーションが実行される。この場合、スキャナ３３０のプリズムの中心が、目標１６１０に対して、機械的な基準位置（たとえば０度）となるように、スキャナ３３０が調整される。
【０１０８】
次に、図１７に示されるように、方位角のキャリブレーションが実行される。すなわち、予め定められた２点から目標であるリフレクタ１７１０，１７２０までの各距離が同じになるように、スキャナが調整される。ここで、上記２点は、方位角が既知であり、高さが同じである位置に定められたものである。
【０１０９】
さらに、ローリング方向がキャリブレーションされる。この場合、上記の２点の高さ方向の値が同じになるように、スキャナの位置が調整される。なお、この場合、このキャリブレーションの結果を、たとえば図１８に示されるように、確認してもよい。図１８は、スキャナ３３０を有する測量ユニットを背面から表わす図である。
【０１１０】
図１８において、水準儀などにより予め水平にされた基準面に対して、スキャナ３３０から確認面１８１０の所定の目標であるリフレクタ１８１０，１８２０までの距離が計測される。計測の結果、各距離が等しい場合には、ローリング方向のキャリブレーションが完了していることになる。
【０１１１】
以上のようにして、本変形例に係る測量ユニットによると、ジャイロ４１０がスキャナ３３０に対して傾きを有して配置されているため、スキャナ３３０の計測方向を水平方向から垂直方向に変更する場合であっても、ジャイロ４１０のキャリブレーションを行なうことなく、いずれの方向の計測も可能になる。たとえば４５度の傾きを持たせてジャイロ４１０が取り付けられている場合には、計測可能な範囲が水平方向および垂直方向に対して±４５度となるため、１つの測量ユニットによる使用範囲が増加する。
【０１１２】
また、本変形例に係る較正方法によると、高い構造物を必要としないため、測量ユニットの較正を容易に実行することができるため、測量ユニットの精度を維持することができる。
【０１１３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明に係る測量ユニットは、航空機、車両その他の移動体に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る測量ユニットの取り付け状態を説明するための図（その１）である。
【図２】本発明の実施の形態に係る測量ユニットの取り付け状態を説明するための図（その２）である。
【図３】本発明の実施の形態に係る測量ユニットを構成する要素の配置を表わす図（その１）である。
【図４】本発明の実施の形態に係る測量ユニットを構成する要素の配置を表わす図（その２）である。
【図５】本発明の実施の形態に係る測量ユニットの取り付け状態を説明するための図（その３）である。
【図６】本発明の実施の形態に係る測量ユニットの取り付け状態を説明するための図（その４）である。
【図７】本発明の実施の形態に係る測量ユニットを構成する要素の取り付け態様を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る測量ユニットを構成するジャイロの取り付け態様を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る測量ユニットを較正する手順を表わすフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態に係る測量ユニットにより取得されたデータの解析手法を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る測量ユニットにより取得された位置情報を提供する情報提供システムの構成を概念的に表わす図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る情報提供サーバを実現するためのコンピュータシステムのハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る情報提供サーバを実現するコンピュータシステムにおけるデータ構造を概念的に表わす図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る情報提供サーバが実行する処理の手順を表わすフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態の変形例に係る測量ユニットを構成する要素の取り付け態様を説明するための図である。
【図１６】本発明の実施の形態の変形例に係る測量ユニットの較正方法を説明するための図（その１）である。
【図１７】本発明の実施の形態の変形例に係る測量ユニットの較正方法を説明するための図（その２）である。
【図１８】本発明の実施の形態の変形例に係る測量ユニットの較正方法を説明するための図（その３）である。
【符号の説明】
【０１１６】
１００ ヘリコプタ、１１０ 機体、１２０ ランナー、１３０ スキッド、１５０ 測量ユニット、２１０ 支持ユニット、２２０ 固定ユニット、３１０ ハイビジョンカメラ、３２０ サーモセンサカメラ、３３０ スキャナ、３４０ スキャナボディ、３５０ ケース、４００ 取り付けフレーム、４０２ 取付板、４０４ 調整板、４１０ ジャイロ、４２０，４３０，４４０ 調整ユニット、４５０ 位置決めユニット、７０２，７０４，７０６ 調整ねじ、１１３０ ネットワーク、１２００ コンピュータシステム、１２１０ ＣＰＵ、１２２０ マウス、１２３０ キーボード、１２４０ メモリ、１２５０ 固定ディスク、１２６０ ＦＤ駆動装置、１２６２ ＦＤ、１２７０ ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置、１２７２ ＣＤ−ＲＯＭ、１２８０ 通信ＩＦ、１２９０ モニタ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測量により地形情報を取得して提供するための技術に関する。より特定的には、本発明は、移動体に搭載可能な測量ユニット、測量ユニットを搭載したヘリコプタ、位置情報取得方法、測量ユニットの較正方法、測量ユニットの生産方法、測量ユニットにより取得された地形情報の提供装置、およびコンピュータをその提供装置として機能させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地形の測量は、所定の範囲ごとに、たとえば都道府県単位の広範囲で、数年毎に行なわれる。そのため、地形情報の更新が頻繁に行なわれず、官公庁その他の機関は、未更新のデータを使用している場合が多い。地形の測量のために使用されるシステムとして、たとえばヘリコプタに搭載可能なシステムが使用されることがある。たとえば、特開平５−１１８８５０号公報（特許文献１）は、模型ヘリコプタを使用する３次元測量システムを開示している。
【０００３】
この測量において、地形情報を取得する場合、３Ｄ（Dimension）レーザスキャナが使用されている。広域の地形情報を取得するためには、航空機、車両その他の移動体に搭載可能なスキャニングシステムが求められる。このシステムに関し、たとえばキネマティックＧＰＳ（ＫＧＰＳ：Kinematic Global Positioning System）と称される測位手法が知られている。この手法は、基準局とユーザの移動体との間で、順次搬送配送積算値データを取得し、そのデータに基づいて所定の処理を実行することにより、移動体とＧＰＳ衛星との間の距離の計測を行なうものである。この場合、移動体によっては、測位の精度にばらつきが生じる。この場合、測量結果も影響を受けることになる。上記のＫＧＰＳによる測位精度と有効性の評価は、たとえば非特許文献１に開示されている。
【０００４】
ＧＰＳによる位置情報を使用して測量を行なうために、航空機その他の移動体にスキャニングシステムを搭載する際、その都度、そのシステムを較正する必要がある。すなわち、当該システムを構成する各装置、たとえば、スキャナ、カメラ、各種のセンサ等を所定の位置に配置させ、各装置からの出力値に基づいて、システムとしての精度を調整する必要がある。
【特許文献１】特開平５−１１８８５０号公報
【非特許文献１】奥田、外５名，「移動体におけるキネマティックＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳの有効性の評価」，紀要，弓削商船高等専門学校，平成１４年，第２４号，ｐ．１０９−１１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、たとえばヘリコプタに搭載されていた測量システムは、位置情報を取得するための測量機器をヘリコプタに取り付け、その上で、型式認証を取得する必要がある。そのため、同様の構成を有するヘリコプタを多数準備するためには、ヘリコプタごとの修理あるいは改造が必要になり、また当局による認証が必要になる場合もある。そのため、測量を容易に実行することができなかった。また、その場合、個別にシステムを較正する必要があるため、その作業コストが都度必要になった。
【０００６】
さらに、従来、測量用機器を個別に搭載するためには、それに応じた大きさのヘリコプタが必要であった。そのため、その結果、地形情報を提供する際にも、コストの観点から、十分に活用されていなかった。さらに、最新の地形情報が提供されにくいことから、係る情報を必要とする環境、防災その他の関連機関は、過去の測量により取得された古いデータを使用せざるを得ず、一般利用者に対する公共サービスの提供に制約を受けていた。そのため、これらの機関から、安価でアップデートされた地形情報の提供が求められていた。
【０００７】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、低コストで地形情報を取得することが可能な測量ユニットおよび位置情報取得方法を提供することである。
【０００８】
本発明は、低コストで地形情報を取得するための測量が可能なヘリコプタを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、低コストで地形情報を取得することが可能な測量ユニットの較正方法を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、低コストで地形情報を取得することが可能な測量ユニットの生産方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、その測量システムにより取得された地形情報を、低コストで提供することができる情報配信システムを提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、その測量システムにより取得された地形情報を、低コストで提供することができる情報配信システムとしてコンピュータを機能させることができるプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、この発明のある局面に従うと、測量ユニットは、筐体と、スキャナと、ジャイロと、筐体に配置され、ジャイロのピッチング方向の位置を調整するための第１の調整部材と、筐体に配置され、ジャイロのローリング方向の位置を調整するための第２の調整部材と、筐体に配置され、ジャイロのヨーイング方向の位置を調整するための第３の調整部材とを備える。ピッチング方向およびローリング方向の傾斜角は、それぞれ０度である。
【００１４】
好ましくは、測量ユニットは、筐体に取り付けられ、ジャイロの鉛直軸方向の中心線から予め定められた範囲内に形成された第１の凹部を有する第１の板部材と、鉛直軸方向から予め定められた範囲内に形成された第２の凹部を有する第２の板部材と、第１の凹部と第２の凹部との間に配置された球状部材とをさらに備える。ジャイロは、第２の板部材の球状部材が配置される面の反対面に配置される。第１の調整部材は、第２の板部材において球状部材から予め定められた距離だけ離れた位置に配置された部材であって、ピッチング方向に変位することにより第２の板部材の筐体に対する角度を変更するための調整部材を含む。第２の調整部材は、第２の板部材において球状部材から予め定められた距離だけ離れた位置に配置された部材であって、ローリング方向に変位することにより第２の板部材の筐体に対する角度を変更するための調整部材とを含む。第３の調整部材は、筐体に対して固定された半円柱状の部材であって、外周面がジャイロに接触するようにジャイロの中心軸上に配置された支持部材と、中心軸から偏芯して配置され、中心軸の方向に変位することによりヨーイング方向の方位角を変更するための調整部材とを含む。
【００１５】
好ましくは、球状部材は、鋼球である。各調整部材は、ねじである。
【００１６】
好ましくは、位置情報を取得可能な測位手段との相対的な位置を較正するために、外部から照射された光を反射するリフレクタをさらに備える。
【００１７】
この発明の他の局面に従うと、ヘリコプタは、上記の測量ユニットを搭載したヘリコプタである。
【００１８】
この発明のさらに他の局面に従うと、上述したような測量ユニットおよび人工衛星から送信される情報に基づいて測位する移動測位システムを搭載する移動体の位置情報を、移動測位システムによる測位情報を測量ユニットから得られた測定値に基づいて較正することにより獲得する位置情報取得方法であって、移動体の移動経路に沿う複数の測位情報を、各測位時刻と関連して取得するステップと、予め設置された複数の固定測位システムからの測位時刻に対応した時刻における基準測位情報に基づいて、移動経路についての複数の測位情報の各々に対して仮想基準点を対応付けて、複数の測位情報の各々を較正するステップと、較正された測位情報を測量ユニットから得られた測定値に基づいてさらに較正するステップとを備える。
【００１９】
この発明の他の局面に従うと、較正方法は、スキャナと、位置情報を取得可能な測位手段と、ジャイロとを備える測量ユニットを較正するための方法である。この方法は、スキャナと、ジャイロとを筐体に取り付けるステップと、ジャイロのピッチング方向の傾斜角を０度に調整するステップと、ジャイロのローリング方向の傾斜角を０度に調整するステップと、調整されたジャイロを筐体に対して固定するステップと、ジャイロの方位角を、位置情報に基づく方位角に一致させるステップと、予め定められた２つの位置のリフレクタからそれぞれ反射された反射光を受信して、各反射光に応じて出力される値が一致し、そして各２つの位置を結ぶ基準線上に配置するように、スキャナを調整するステップと、スキャナのピッチング方向の角度を０度に調整するステップと、基準線に対して、スキャナを平行に調整するステップと、スキャナと２箇所の位置の各々との間の距離を等距離に調整するステップとを含む。
【００２０】
好ましくは、２つの位置は、同一の高度にある。較正方法はさらに、同一の高度である位置に、２つの基準点を設置するステップと、各基準点からのそれぞれの距離の差が予め定められた範囲内であり、位置よりも上方における位置に、測量ユニットを配置するステップとを含む。
【００２１】
好ましくは、測量ユニットは、３つのリフレクタが取り付けられ、そして外部から測量ユニットの位置情報を受信するためのアンテナと、位置情報を出力するための測位装置と、位置情報を格納するための記憶装置とをさらに備える。較正方法はさらに、ジャイロの位置に基づいて、測量ユニットに３つのリフレクタを取り付けるステップと、反射光の受信に応答して角度と距離とを出力可能な測量手段により、アンテナに取り付けられている３つのリフレクタからの各反射光をそれぞれ受信するステップと、測量手段により、測量ユニットに取り付けられている３つのリフレクタからの各反射光をそれぞれ受信するステップと、測量手段からの出力結果を、記憶装置に格納するステップとを含む。
【００２２】
この発明の他の局面に従うと、測量ユニットの生産方法は、スキャナと、ジャイロとを筐体に取り付けるステップと、ジャイロのピッチング方向の傾斜角を０度に調整するステップと、ジャイロのローリング方向の傾斜角を０度に調整するステップと、調整されたジャイロを筐体に対して固定するステップと、ジャイロの方位角を、位置情報に基づく方位角に一致させるステップと、予め定められた２つの位置のリフレクタからそれぞれ反射された反射光を受信して、各反射光に応じて出力される値が一致し、そして各２つの位置を結ぶ基準線上に配置するように、スキャナを調整するステップと、スキャナのピッチング方向の角度を０度に調整するステップと、基準線に対して、スキャナを平行に調整するステップと、スキャナと２箇所の位置の各々との間の距離を等距離に調整するステップとを含む。
【００２３】
この発明の他の局面に従うと、情報提供装置は、移動体に搭載された測量ユニットによる測定により取得された複数の地形データと、移動体の少なくとも１つ以上の移動経路と、複数の地形データの各々が関連付けられたそれぞれの場所を表示するための各画像データとを対応付けて格納するための記憶手段と、通信回線を介して、情報の入力を受け付けるための入力手段と、情報に基づいて、情報の送信者を特定するためのユーザ情報を取得する識別手段と、情報の入力に応答して、送信者に、少なくとも１つ以上の移動経路が関連付けられた地図画面を表示するためのデータを送信する手段と、入力された情報に基づいて、移動経路が関連付けられた場所の地形データの提供要求と、地形データを特定するための識別データとを取得する手段と、提供要求に応じて、記憶手段から、識別データに基づいて地形データを読み出すための抽出手段と、通信回線を介して、情報の送信者に、抽出手段により読み出された地形データを送信するための送信手段とを備える。
【００２４】
好ましくは、地形データは、ＲＧＢ（Red Green Blue）データと、測定が行なわれた日時に応じて色別に区分された点群データと、ハイビジョン画像データとのいずれかを含む。
【００２５】
好ましくは、情報提供装置は、複数の地形データの各々について、地形データが提供された頻度を記録するための履歴取得手段と、頻度を出力するための手段とをさらに備える。
【００２６】
好ましくは、情報提供装置は、提供要求の送信者ごとに、識別データと、地形データの出力履歴とをそれぞれ対応付けて格納するための課金情報記憶手段と、提供要求の送信者ごとに、出力履歴と、地形データの提供による課金のために予め定められた価格データとに基づいて、予め定められた基準に応じて課金情報を算出するための計算手段とをさらに備える。
【００２７】
好ましくは、記憶手段は、測量ユニットが備える撮像装置の較正のための複数の基準点情報を、地図画面を表示するためのデータに関連付けて格納する。情報提供装置は、送信者からの情報に基づいて、複数の基準点情報の中から、指定された基準点の情報を送信する要求を検出するための手段と、要求に応じて、送信者に、指定された基準点の情報を送信するための手段とをさらに備える。
【００２８】
この発明のさらに他の局面に従うと、プログラムは、通信回線に接続されたコンピュータを情報提供装置として機能させるためのプログラムである。このプログラムはコンピュータに、移動体に搭載された測量ユニットによる測定により取得された複数の地形データと、移動体の少なくとも１つ以上の移動経路と、複数の地形データの各々が関連付けられたそれぞれの場所を表示するための各画像データとを対応付けて予め準備するステップと、通信回線を介して、情報の入力を受け付けるステップと、情報に基づいて、情報の送信者を特定するためのユーザ情報を取得するステップと、情報の入力に応答して、送信者に、少なくとも１つ以上の移動経路が関連付けられた地図画面を表示するためのデータを送信するステップと、入力された情報に基づいて、移動経路が関連付けられた場所の地形データの提供要求と、地形データを特定するための識別データとを取得するステップと、提供要求に応じて、記憶ステップから、識別データに基づいて地形データを読み出すステップと、通信回線を介して、情報の送信者に、抽出ステップにより読み出された地形データを送信するステップとを実行させる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る測量ユニットは、ジャイロ、スキャナその他の測量のための機器が一体として構成されているため、ヘリコプタその他の移動体に、容易に取り付けることができる。その結果、測量のための機器を迅速に準備することができる。また、型式認証の取得は、測量ユニットとして取得することができる。したがって、たとえばヘリコプタ等の移動体に取り付ける場合にも、ヘリコプタごとの認証が不要になる。これにより、測量のための移動体を準備するコストが低廉になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００３１】
図１および図２を参照して、本発明の実施の形態に係る測量ユニットの取付け状態について説明する。図１は、本実施の形態に係る測量ユニット１５０が、移動体の一態様であるヘリコプター１００に取付けられている状態を表わす図である。なお、移動体は、ヘリコプタに限られず、その他の航空機であってもよいし、車両であってもよい。また、測量ユニット１５０を小型軽量化することにより、携帯可能なものとしてもよい。
【００３２】
図１に示されるように、ヘリコプター１００の機体１１０は、機体１１０の前後方向に延びる左右１対のランナー１２０を固定するためのスキッド１３０と、各スキッド１３０に取付けられた測量ユニット１５０とを備える。測量ユニット１５０は、後述するように、アタッチメントにより、スキッド１３０に固定されている。
【００３３】
図２は、ヘリコプター１００の機体１１０を垂直方向の断面で表わした図である。
【００３４】
測量ユニット１５０は、支持ユニット２１０とランナー１２０に支持ユニット２１０を固定するための固定ユニット２２０とからなるアタッチメントにより、左右のスキッド１３０に固定されている。なお、測量ユニット１５０の固定の態様は、図２に示されるものに限られない。すなわち、測量ユニット１５０の位置が常に所定の位置に維持されるものであればよい。
【００３５】
ここで、空中からの測量について説明する。係る測量は、空中から地表に向けてレーザを照射し、地表から帰ってくる反射波を受信するまでの時間を計測することにより行なわれる。
【００３６】
たとえば、飛行機、ヘリコプタその他の移動体の空間位置が、ＧＰＳ（Global Positioning System）等のように人工衛星から送信される情報に基づいて測位する測位システムからの信号に基づいて算出される。移動体は、係る信号を受信するためのＧＰＳ受信機と、レーザ光を照射して反射波を受信するためのレーザ発信・受信装置と、測位システムからの信号に基づいて算出された位置に対して、さらに精度を向上させるために移動体の位置を測定する総合慣性運動計測装置（ＩＭＵ：Inertia Measuring Unit、以下、「ジャイロ」と呼ぶ）と、測定対象の場所を撮影するためのデジタルカメラとを備える。
【００３７】
受信されたレーザ光の各反射点の位置、あるいは高度は、ＧＰＳデータとＩＭＵデータとに基づいて実行されるデータ処理により算出される。また、このような処理に加えて、上記各反射点の分布図、３次元の立体図等の作成のためのソフトウェア、あるいは樹木、建造物その他の所定の物体を除去するフィルタ処理を実行するためのソフトウェアが、一般に使用されている。
【００３８】
図３を参照して、本実施の形態に係る測量ユニット１５０の構成について説明する。図３は、測量ユニット１５０における構成要素の配置の一態様を表わす図である。
【００３９】
図３に示されるように、測量ユニット１５０は、ケース３５０と、ケース３５０の底部に配置された取付けフレーム４００と、取付けフレーム４００に固定されたスキャナボディ３４０と、スキャナボディ３４０に回転自在に取付けられたスキャナ３３０と、スキャナ３３０の回転と同様に回転可能に取付けられたサーモセンサカメラ３２０と、ハイビジョンカメラ３１０とを含む。測量ユニット１５０は、ＧＰＳ衛星からの位置情報を受信可能なＧＰＳ受信機（図示しない）、測量データを格納して必要に応じてデータ処理が可能なコンピュータ（図示しない）にも接続される。
【００４０】
スキャナ３３０は、たとえば３Ｄレーザスキャナである。ケース３５０は、たとえば、既に型式認証が取得されている農薬散布用のタンクであるが、このタンクに限られない。すなわち、移動体としてヘリコプタ１００に搭載するために必要な型式認証が、予め取得されているものであればよい。また、測量ユニット１５０をヘリコプタ１５０等の航空機以外の移動体、すなわち車両などに搭載する場合であれば、その搭載のために必要な認証が予め取得されているケースであればよい。
【００４１】
図４を参照して、測量ユニット１５０の構成についてさらに説明する。図４は、図３に示される測量ユニット１５０からケース３５０を取除いた部分を表わす図である。
【００４２】
測量ユニット１５０は、ジャイロ４１０をさらに含む。取付け板４０２は、取付けユニット４２０により取付けフレーム４００に固定されている。取付け板４０４は、調整ユニット４４０により取付け板４０２に固定されている。ジャイロ４１０は、位置決めユニット４５０により調整板４０４に取り付けられている。調整板４０４には、ジャイロ４１０が配置される。この部位の構造の詳細は、図８においてさらに説明する。
【００４３】
スキャナボディ３４０は、その内部にスキャナ３３０を回転させるための駆動ユニット（図示しない）を備える。スキャナ３３０は、その駆動ユニットにより予め定められた範囲で回転し、その範囲内を走査する。なお、スキャナ３３０は、回転可能なものでなくてもよい。
【００４４】
図５を参照して、本実施の形態に係る測量ユニット１５０のヘリコプター１００に対する取付け状態について説明する。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、測量ユニット１５０が取付けられたヘリコプターを上面、正面、および側面から表わした図である。
【００４５】
図５（Ａ）に示されるように、測量ユニット１５０は、たとえばヘリコプター１００のキャビン１１０の下部に配置されている。図５（Ｂ）に示されるように、この測量ユニット１５０は、たとえば機体１１０とランナー１２０との間に配置されている。図５（Ｃ）に示されるように、測量ユニット１５０は、たとえばセンサ３３０の位置が運転台の下に位置するように配置されている。測量ユニット１５０から照射されるレーザ光５１０は、予め定められた角度の範囲内を走査する。
【００４６】
図６を参照して、本実施の形態に係る測量ユニット１５０の取付け状態についてさらに説明する。図６（Ａ）から（Ｃ）は、測量ユニット１５０を、図５に示した取付け態様と異なる態様でヘリコプター１００に取付けた状態を表わす図である。
【００４７】
図６（Ａ）に示されるように、測量ユニット１５０は、ヘリコプター１００の機体１１０の外側に取付けられている。図６（Ｂ）に示されるように、測量ユニット１５０は、たとえばヘリコプター１００の機体１１０のドア部の外側に取付けられている。図６（Ｃ）に示されるように、測量ユニット１５０は、たとえばヘリコプター１００の操縦席側のドア部に取付けられている。このようにすると、たとえばドアを交換することにより、測量ユニット１５０による測量、あるいは通常の飛行のみ等、容易に飛行の形態を変更することができる。また、たとえば機体の下部に取り付けられないヘリコプタに対しても、測量ユニット１５０を搭載することが可能になる。
【００４８】
図７を参照して、本実施の形態に係る測量ユニット１５０の構成要素の取付け態様について説明する。図７（Ａ）は、測量ユニット１５０を垂直断面の方向から表わした図である。図７（Ｂ）は、測量ユニット１５０を上方部から表わした図である。
【００４９】
図７（Ａ）に示されるように、取付けフレーム４００には、取付板４０２，４０４が取付けられている。取付板４０２，４０４には、ジャイロのＸ軸方向の位置を調整するための調整ねじ７０４が取付け可能な孔が予め設けられている。取付板４０４には、ジャイロの方位角を調整するための方位角調整ねじ７０４が取付け可能な孔が予め設けられている。ジャイロ４１０は、その方位角調整ねじ７０６との間に配置されている位置決めフレーム４５０により方位角が調整される。
【００５０】
図７（Ｂ）を参照して、測量ユニット１５０は、スキャナ３３０の回転軸方向に対して平行に配置された２組の方位角調整ねじ７０６を備える。ジャイロ４１０は、各ねじ７０６と、位置決めフレーム４５０と、予めＹ軸方向に配置された方位角調整ユニット７１０とにより、スキャナ３３０の回転軸方向に対する方位角が調整される。
【００５１】
スキャナ３３０には、スキャナの傾きを調整するための調整ねじ７０２が取付けられる。各調整ねじ７０２の送り量を調整することにより、スキャナ３３０の傾きが調整可能である。
【００５２】
図８を参照して、ジャイロ４１０の取付け態様について説明する。図８（Ａ）は、取付板４０４を上部から表わした図である。図８（Ｂ）は、ジャイロ４１０の取付板４０４に対する取付け態様を説明するために側面から取付け部分を表わした図である。
【００５３】
図８（Ａ）に示されるように、取付板４０４は、取付板４０４を回転可能にその位置を調整するための球状部材を配置するための空孔部８１０と、ジャイロＸ軸調整ねじ７０４が貫通可能な空孔部８２０，８２２とを含む。図８（Ｂ）に示されるように、ジャイロ４１０は、取付板４０４に配置され、ジャイロＸ軸調整ねじ７０４のそれぞれの送り量により球状部材７２０を回転中心としてそのＸ軸方向の位置が調整される。ここで、球状部材７２０は、たとえば軸受に使用される鋼球である。なお、ジャイロの位置決めを行なうための調整部材としてねじが使用可能であるが、ねじに限られない。また、球状部材も上記の鋼球に限られない。
【００５４】
図９を参照して、本実施の形態に係る測量ユニット１５０の較正方法について説明する。図９は、測量ユニット１５０を較正するための手順を表わすフローチャートである。
【００５５】
ステップＳ９０２にて、リフレクタを有する基準点が、地上に２箇所設置される。基準点は、たとえば測量に使用されるコーナーキューブリフレクタである。ステップＳ９０４にて、測量ユニット１５０は、各基準点から等距離の位置に仮設置される。ステップＳ９０６にて、ジャイロ４１０のピッチング方向の傾斜角が、０度になるまで調整される。ステップＳ９０８にて、ジャイロ４１０のローリング方向の傾斜角が０度になるまで調整される。ステップＳ９１０にて、測量ユニット１５０は、ＧＰＳ受信機により受信された位置情報（方位角）を取得する。ステップＳ９１２にて、ジャイロ４１０の方位角は、ＧＰＳ受信機により取得された方位角に調整される。ステップＳ９１４にて、ジャイロ４１０は、その調整された位置に固定される。
【００５６】
ステップＳ９１６にてスキャナ３３０は、各基準点からスキャナ中心までの距離が等しくなり、そしてその基準線の線上に来るように位置が調整される。ステップＳ９１８にて、スキャナ３３０のピッチング方向の角度が０度に固定される。ステップＳ９２０にて、スキャナ３３０は、その受光強度に基づいて２箇所の基準点と平行になるように位置が調整される。ステップＳ９２２にて、スキャナ３３０は、２つの基準点までの各距離が同じになるようにそのスキャナのローリング方向が調整される。ステップＳ９２４にて、すべての条件が合致するか否かが判断される。すべての条件が合致する場合には（ステップＳ９２４にてＹＥＳ）、処理は終了する。そうでない場合には（ステップＳ９２４にてＮＯ）、処理はステップＳ９１６に戻される。
【００５７】
以上のようにして、本実施の形態に係る測量ユニット１５０の較正が行なわれる。このような手順は、本実施の形態に係る測量ユニット１５０を生産するために必要な手順でもあるため、係る方法は、換言すれば、本実施の形態に係る測量ユニット１５０の生産方法であるともいえる。
【００５８】
図１０を参照して、本実施の形態に係る測量ユニット１５０により取得されたデータの解析手法について説明する。このデータの解析は、たとえばメモリとＣＰＵ（Central Processing Unit）とを備えるコンピュータにより実現される。
【００５９】
ステップＳ１０１０にて、ＧＰＳの座標データが読み出される。ステップＳ１０２０にて、その座標データは、自由曲線で補間される。ステップＳ１０３０にて、ジャイロ４１０の加速度データが読み出される。ステップＳ１０４０にて、座標データ間に、２００点の座標（点群Ｂ）が配置される。ステップＳ１０５０にて、点群Ｂの各点の間に、加速度を比例配分することにより位置が定められた４５の座標を配置する。
【００６０】
ステップＳ１０６０にて、各点のローリング点、ピッチング点およびヨーイング点ならびに３Ｄレーザスキャナの射出角度、距離に基づいて、ベクトル計算が実行され座標化される。
【００６１】
なお、ステップＳ１０１０において読み出された「ＧＰＳの座標データ」を、固定位置に存在する他の複数のＧＰＳ（以下、「固定局」または「基準局」と呼ぶ）のデータに基づいて、以下のように較正することも可能である。
【００６２】
すなわち、移動体を計測するためのＧＰＳの測量は、通常、下記のとおりである。
（１）ＲＴＫ（リアルタイム・キネマティック）法
基準局（固定局）と移動局間を常時無線による通信を行ない、リアルタイムに座標値を算出する。ただし、基準点と移動局間の点間距離は、３０ｋｍ程度に制限される。
（２）後処理キネマティック法
基準局（固定局）と移動局間の通信を行なわず、それぞれのデータを後処理することにより座標値を算出する。ただし、基準点と移動局間の点間距離は、１０ｋｍ程度に制限される。
（３）ＶＲＳ（Vertial Referential System）法
基準局（固定局）として、国土地理院の設置する約１２００点の電子基準点データを使用して、これに基づいて得られる仮想基準点を利用する。仮想基準点は、常に移動局の近辺に仮想的に設けることができる。よって、距離制限の問題が解消される。ＲＴＫのように通信を行なっても、キネマティックのように後処理でも、両方で利用できる。
【００６３】
すなわち、本発明では、移動局である移動体の長距離の移動が考えられる。そのため、ＲＴＫの通信は行なえない。また、キネマティックでは、制限距離を超過し、精度の確保が行なえない。
【００６４】
よって、ＶＲＳのデータから、後解析する手法がより好ましい。しかしながら、従来のＶＲＳ法では、本発明のように、制限距離より大きく移動するものでは、較正後の精度が必ずしも高くならないという問題が発生する。
【００６５】
ここで、従来、ＶＲＳのデータは、サービスを行なっている会社のホームページ等から、ＧＰＳ観測を行なった座標値と、観測開始時間、終了時間を入力することで、データをダウンロードすることができる。このとき、従来のＧＰＳ測量のような用途では、仮想基準点が設けられるのは、入力した座標付近の１点で十分である。しかし、移動体が比較的長距離を移動する場合、このように１点の仮想基準点のみでは、移動距離が長くなるにつれて誤差が大きくなる。そのうえ、本発明のように、常に高速で移動するものの座標値を得る必要があるものだと、何らかの対策が必要となる。
【００６６】
そこで、本発明では、以下に説明する手順で、移動体に搭載されたＧＰＳの移動経路に沿った測位データを利用して、移動体に搭載されたＧＰＳの観測１点ごとの付近に仮想基準点を設置したようなデータを生成するようにする。このような仮想基準点を用いて較正すれば、移動体に搭載されたＧＰＳの観測１点ごとの精度をより向上させることができる。
【００６７】
これにより、広範囲に移動するものでも、距離に依存される誤差が発生しないようにできる。
【００６８】
より具体的には、以上説明したような測量ユニットおよびＧＰＳのような測位システム（移動体搭載ＧＰＳ）を搭載する移動体の位置情報を、この測位システムによる測位情報を測量ユニットから得られた測定値に基づいて較正する前提として、まず、移動体の移動経路に沿う複数の測位情報を、各測位時刻と関連して取得する。次に、予め設置された複数の基準局からの測位時刻に対応した時刻における電子基準点データに基づいて、移動経路についての複数の測位情報の各々に対して仮想基準点を対応付けて、複数の測位情報の各々を較正する。これにより、「ＧＰＳの座標データ」を、基準局のデータに基づいて、較正できる。
【００６９】
以下、図１１〜図１４を参照して、本実施の形態に係る測量ユニット１５０により取得されたデータの配信システムについて説明する。図１１は、本実施の形態に係る測量ユニット１５０により取得された位置情報を提供する情報提供システムの構成を概念的に表わす図である。
【００７０】
図１１に示されるように、位置情報を提供可能な情報提供サーバ１１００は、ネットワーク１１３０に接続されている。ネットワーク１１３０には、位置情報を要求するためにその情報提供サーバ１１００にアクセス可能な情報要求端末が接続されている。情報要求端末は、たとえばＰＣ（Personal Computer）１１５０あるいは、基地局１１６０を介して通信可能な携帯電話１１７０などである。情報提供サーバ１１００には、位置情報の提供に応じて生成される情報を格納するための課金サーバ１１１０が接続されている。
【００７１】
このように構成される通信システムにおいて、各々の情報要求端末がネットワーク１１３０を介して情報提供サーバ１１００にアクセスし、提供を求めるための情報指定データと地域指定データとを送信すると、情報提供サーバ１１００は、その端末に要求に応じた情報を提供する。ここで、情報指定データとは、たとえば情報提供サーバ１１００にアクセスするためにユーザが入力したＩＤ（Identification）あるいは予め設定されたパスワードなどである。地域指定データは、たとえばＰＣ１１５０のモニタに表示される地図に基づいてユーザが選択した位置を特定するための情報である。
【００７２】
この情報提供サーバ１１００による地図データの提供は、たとえば、Ｇ−ＸＭＬ（Geospatial-eXtensible Markup Language）プロトコルに基づいて行われる。ここで、Ｇ−ＸＭＬとは、電子商取引等で行なわれるデータ交換において、その標準フォーマットとしての地位を獲得しているＸＭＬをＧＩＳ（Geographical Information System）に対応させたものである。なお、Ｇ−ＸＭＬは、「ＪＩＳ Ｘ ７１９９ 地理情報−地理空間データ交換用ＸＭＬ符号化法」により定められており、当該技術の分野における通常の知識を有する者にとっては周知である。したがって、ここでは、詳細な説明は繰り返さない。
【００７３】
図１２を参照して、本実施の形態に係る情報提供サーバ１１００を実現するためのコンピュータシステムについて説明する。図１２は、情報提供サーバ１１００を実現するためのコンピュータシステムのハードウェア構成を表わすブロック図である。
【００７４】
図１２に示されるように、情報提供サーバ１１００は、相互にデータバスで接続されたＣＰＵ１２１０と、外部からデータの入力を受付けるためのマウス１２２０およびキーボード１２３０と、入力されたデータおよびＣＰＵ１２１０の演算処理により生成されたデータを格納するためのメモリ１２４０と、外部から入力されたデータおよび演算処理により生成されたデータを不揮発的に記憶するための固定ディスク１２５０と、ＦＤ（Flexible Disk）駆動装置１２６０と、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc ‐Read Only Memory）駆動装置１２７０と、ネットワーク１１３０に接続され、コンピュータシステム１２００と外部との間でデータ通信を行なうための通信ＩＦ（Interface）１２８０と、画面を表示するためのモニタ１２９０とを含む。ＦＤ駆動装置１２６０には、ＦＤ１２６２が装着される。ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１２７０には、ＣＤ−ＲＯＭ１２７２が装着される。
【００７５】
後述するように、情報提供サーバ１１００を実現するために実行される各処理は、その処理をコンピュータシステムのハードウェアに実行させるためのソフトウェアをＣＰＵ１２１０に実行させることによっても実現することができる。このようなソフトウェアは、ハードウェアに予め記憶されている場合もあれば、ＣＤ−ＲＯＭ１２７２その他の情報記録媒体に格納されて流通し、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１２７０によりその記録媒体から読み取られて、固定ディスク１２５０に一旦格納される場合もある。そのソフトウェアは、固定ディスク１２５０からメモリ１２４０に読み出されて、ＣＰＵ１２１０により実行される。図１２に示したコンピュータシステム１２００のハードウェア構成は、コンピュータの構成として一般的なものである。したがって、本発明の最も本質的な部分は、固定ディスク１２５０、ＣＤ−ＲＯＭ１２７２その他の情報記録媒体に格納されたソフトウェアであるともいえる。なお、コンピュータシステム１２００を構成する各ハードウェアの動作は周知である。したがって、それらについての説明は繰り返さない。
【００７６】
図１３を参照して、本実施の形態に係る情報提供サーバ１１００のデータ構造について説明する。図１３は、情報提供サーバ１１００を実現するコンピュータシステム１２００の固定ディスク１２５０におけるデータ構造を概念的に表わす図である。
【００７７】
図１３（Ａ）に示されるように、地図ＩＤと画像ファイルと格納場所と地図の範囲を識別するためのデータとは、それぞれ相互に関連付けて格納されている。たとえば、ＩＤ「ｍａｐ００１」は、画像ファイル「ｋａｎｔｏｕ．ｊｐｇ」に関連付けられている。このファイルは、アドレスＤＢ００１により特定される領域に格納されている。この地図ＩＤ「ｍａｐ００１」が特定する地図は、たとえば関東地方の地図である。
【００７８】
図１３（Ｂ）に示されるように、各画像ファイルは、たとえばそれぞれにアドレスが付与されて、各領域に格納されている。画像ファイル「ｋａｎｔｏｕ．ｊｐｇ」は、アドレスＤＢ００１により特定される領域に格納されている。同様に、画像ファイル「ｋａｎｓａｉ．ｊｐｇ」は、アドレスＤＢ００２により特定される領域Ｄ１３６０に格納されている。
【００７９】
図１３（Ｃ）に示されるように、情報提供サーバ１１００により提供可能な地図データの詳細なデータは、それぞれ位置データとファイル名とアドレスとに関連付けられて格納されている。すなわち、各データファイルを特定するためのデータＩＤは、フィールドＦ１３１２に格納されている。位置データは、フィールドＦ１３１４に格納されている。ＲＧＢデータファイルは、フィールドＦ１３１６に格納されている。そのファイルが格納されている領域を表わすためのアドレスは、フィールドＦ１３１８に格納されている。さらに、その位置データに対応する画像データファイルは、領域１３２０に格納されている。このファイルが格納されている領域を表わすためのデータは、フィールドＦ１３２２に格納されている。
【００８０】
図１３（Ｄ）は、図１３（Ｃ）のテーブルに含まれる各データファイルの格納の態様を表わす図である。
【００８１】
ＲＧＢデータファイル（フィールドＦ１３１６）のそれぞれのデータは、領域Ｄ１３７０からＤ１３７６にそれぞれ格納されている。各領域には、予め定められた基準に基づいて付与されたアドレスが関連付けられている。たとえばファイル「ｒｇｂ００１．ｄａｔａ」は、アドレスａ００１により特定される領域Ｄ１３７０に格納されている。同様にして、画像データファイルは、領域Ｄ１３７８〜Ｄ１３８４に格納されている。たとえば、画像データファイル「ｉｍａｇｅ００１．ＦＩＬＥ」は、アドレスｃ００１により特定される領域Ｄ１３７８に格納されている。
【００８２】
このように、情報提供サーバ１１００は、地図データを要求する情報要求端末からネットワーク１１３０を介してそれぞれの位置データを受信すると、その位置データに応じたファイルをそのファイルが格納されている領域から読み出し、その要求を送信した端末に提供する。
【００８３】
図１３（Ｅ）は、情報提供サーバ１１００により提供された情報の履歴を格納するためのテーブル構造を表わす図である。
【００８４】
地図データの提供を要求したユーザのＩＤとその情報が提供された日時と提供されたデータを特定するための提供データＩＤとが、それぞれ関連付けられて所定の領域に格納されている。このような情報を固定ディスク１２５０に格納しておくことにより、課金サーバ１１１０は、このような課金情報を情報提供サーバ１１００から取得し、そのデータに基づいて各ユーザに請求書を発行することができる。
【００８５】
図１４を参照して、情報提供サーバ１１００を実現するコンピュータシステム１２００の制御構造について説明する。図１４は、コンピュータシステムにより実現される情報提供サーバ１１００のＣＰＵ１２１０が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。この処理は、たとえばＰＣ１１５０のユーザが情報提供サーバ１１００によるサイトのＵＲＬ（Uniform Resource Locators）にアクセスした場合に実行される。
【００８６】
ステップＳ１４１０にて、ＣＰＵ１２１０は、ユーザからのアクセスを検知する。ステップＳ１４２０にて、ＣＰＵ１２１０は、ユーザに固有な情報を取得する。この情報は、たとえば予め登録されたユーザＩＤ、パスワード等を含む。
【００８７】
ステップＳ１４３０にて、ＣＰＵ１２１０は、ユーザから受信した情報に基づいて、ユーザが要求する場所に対応する地図の地図ＩＤを取得する。この地図ＩＤは、たとえば予め細分化された提供可能範囲毎に付与された特定の識別情報を、ユーザの端末に表示させることにより、ユーザの選択に応じて取得可能である。
【００８８】
ステップＳ１４４０にて、ＣＰＵ１２１０は、ユーザが提供を要求する位置を表わす位置データを、受信した情報から取得する。この位置データは、たとえばユーザが選択する各単位画面毎に予め関連付けられている固有の識別データである。
【００８９】
ステップＳ１４５０にて、ＣＰＵ１２１０は、地図ＩＤと位置データとに基づいて、固定ディスク１２５０から該当する地図データを読み出す。ステップＳ１４６０にて、ＣＰＵ１２１０は、ユーザのＰＣ１１５０に、読み出した地図データを送信する。
【００９０】
ステップＳ１４７０にて、ＣＰＵ１２１０は、地図データの送信に応答して、予め定められた基準に基づいて課金情報を生成する。この課金情報は、たとえばユーザＩＤと、送信された地図データを識別するためのＩＤと、その地図データが送信された日時とを含む。ステップＳ１４８０にて、ＣＰＵ１２１０は、生成した課金情報を固定ディスク１２５０の所定の領域に格納する。
【００９１】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本発明の実施の形態に係る情報提供サーバ１１００の動作について説明する。
【００９２】
ユーザが、ネットワーク１１３０に接続可能な端末（たとえば、図１１におけるＰＣ１１５０）を使用して、情報提供サーバ１１００にアクセスすると、情報提供サーバ１１００はそのアクセスを検知する（ステップＳ１４１０）。情報提供サーバ１１００は、アクセスしたユーザのＩＰ（Internet Protocol）アドレスを取得する。情報提供サーバ１１００は、予め定められた表示手順に従い、固定ディスク１２５０から、地図画面をユーザの端末に表示させるためのデータを読み出す。情報提供サーバ１１００が、ＩＰアドレスに基づいてユーザの端末に読み出したデータを送信すると、ユーザの端末は、情報提供サーバ１１００により提供されるサービス画面を表示する。
【００９３】
ユーザが、その画面において、所定のユーザ情報（たとえば、予め登録されたユーザＩＤ、パスワード等）を入力する。ユーザは、さらに、ダウンロードを希望するエリアを特定する地図ＩＤを入力する。あるいは、ユーザは、そのエリアの部分を、マウス等の入力装置により選択してもよい。ユーザがこのような選択操作を実行した後、所定の送信操作を実行すると、ユーザの端末は、情報提供サーバ１１００に、地図ＩＤおよび位置データが含まれる提供要求を送信する。
【００９４】
情報提供サーバ１１００が提供要求を受信すると、情報提供サーバ１１００は、その要求の中から、ユーザが選択した地図の地図ＩＤを取得する（ステップＳ１４３０）。情報提供サーバ１１００は、さらに、ユーザがその地図において具体的に地形データのダウンロードを希望している位置を特定する位置データを取得する（ステップＳ１４４０）。情報提供サーバ１１００は、地図ＩＤに基づいて、たとえば図１３（Ａ）に示されるテーブルから、フィールドＦ１３０４に格納されている画像ファイルのアドレスを取得する。情報提供サーバ１１００は、さらに、位置データに対応した地形データを読み出す（ステップＳ１４５０）。情報提供サーバ１１００は、ユーザのＩＰアドレスに向けて送信する。
【００９５】
情報提供サーバ１１００は、さらに、そのユーザＩＤに対して、地図データの提供実績を関連付けることにより、課金情報を生成する（ステップＳ１４７０）。情報提供サーバ１１００は、所定の領域に、その情報を格納する（ステップＳ１４８０）。当該課金情報は、情報提供サーバ１１００自身が課金処理を実行可能な場合には、内部で請求書の発行処理を実行し、そうでない場合には、課金処理機能を有するサーバ、たとえば図１１における課金サーバ１１１０に、課金情報を送信する。課金サーバ１１１０は、その情報に基づいて、ユーザに請求書を発行する。
【００９６】
以上、詳述したように、本発明の実施の形態に係る測量ユニットによると、そのユニットを搭載する移動体ごとに必要とされる手続、たとえば認証が不要となるため、その手続のための作業コストが不要となる。したがって、当該ユニットによると、従来、個別に測量システムが搭載されていた移動体により取得する場合よりも低コストで、地形データを取得することができる。その結果、地形データの低価格での提供が可能になるため、地形データが利用し易くなる。これにより、たとえば防災、環境保全、建設等の公共事業においても地形データが利用され易くなるため、一般の生活者に対しても貢献することができる。
【００９７】
また、係るユニットは、スキャナ、ジャイロなどを一体として有するものであるため、小型化が推進され、生産効率が向上し得る。その結果、測量ユニットが低コストで提供可能になるため、測量ユニットの普及を推進することができる。
【００９８】
また、当該測量ユニットを搭載したヘリコプタによると、小型航空機に搭載された従来の機器による計測ピッチよりも、詳細な計測ピッチで、地形データを取得することができる。加えて、たとえば小型飛行機の飛行高度よりも低高度で飛行することができるため、地形をより詳細に測量することができる。その結果、より高精度なデータの提供が可能になる。
【００９９】
また、当該測量ユニットは、上記したように利用可能性が高いため、地形データの提供が頻繁に求められる範囲の測量が、事前に可能になる。これにより、ユーザのニーズに応じた地形データを、低廉に提供することができる。
【０１００】
＜変形例＞
以下、図１５〜図１８を参照して、本発明の実施の形態の変形例について説明する。
【０１０１】
上記の実施の形態においては、ジャイロ４１０は、ジャイロ４１０の裏面が取り付けフレーム４００に対して平行になるように取り付けられているが、予め角度を持たせて取り付けてもよい。たとえば、４５度の傾きを持たせて取り付けてもよい。
【０１０２】
図１５は、ジャイロ４１０がスキャナ３３０の取り付け面に対して４５度の傾きを持たせて取り付けられている態様を表わす図である。
【０１０３】
図１５に示されるように、ジャイロ４１０は、取り付けフレーム４０００に対して取り付けられている。この取り付けフレーム４０００は、スキャナ３３０が取り付けられる面とジャイロ４１０が取り付けられる面とが４５度の傾きを有するような形状を有する。
【０１０４】
このようにすると、たとえば高さ方向の地図情報を取得するために、スキャナを立てて使用する場合に、キャリブレーションを再度実行する必要がない。すなわち、上記の実施の形態に示される取り付け態様では、スキャナが縦方向に取り付けられる場合には、その取り付け状態でのキャリブレーションが必要になる。しかし、予め４５度の傾きでスキャナを取り付けフレーム４００に取り付けておく場合には、スキャナの計測可能な範囲は、回転軸に対して基準位置から±４５度となる。したがって、再度キャリブレーションすることなく、水平方向および垂直方向の地図情報を計測することが可能になる。なお、ジャイロ４１０の取り付け角度は、４５度に限られず、各計測方向についての重要度、あるいは計測の頻度等に応じて、その角度を変更してジャイロ４１０が取り付けられてもよい。
【０１０５】
また、上記の実施の形態における較正方法は、高い構造物の上から所定の計測を行なうことが好ましいが、そのような計測ができない場合もある。このような場合、上記の較正方法に代えて、たとえば以下の方法により、測量ユニットを較正してもよい。
【０１０６】
図１６〜図１８は、本変形例に係る較正方法を説明するための図である。
【０１０７】
図１６に示されるように、すなわち、ピッチングのキャリブレーションが実行される。この場合、スキャナ３３０のプリズムの中心が、目標１６１０に対して、機械的な基準位置（たとえば０度）となるように、スキャナ３３０が調整される。
【０１０８】
次に、図１７に示されるように、方位角のキャリブレーションが実行される。すなわち、予め定められた２点から目標であるリフレクタ１７１０，１７２０までの各距離が同じになるように、スキャナが調整される。ここで、上記２点は、方位角が既知であり、高さが同じである位置に定められたものである。
【０１０９】
さらに、ローリング方向がキャリブレーションされる。この場合、上記の２点の高さ方向の値が同じになるように、スキャナの位置が調整される。なお、この場合、このキャリブレーションの結果を、たとえば図１８に示されるように、確認してもよい。図１８は、スキャナ３３０を有する測量ユニットを背面から表わす図である。
【０１１０】
図１８において、水準儀などにより予め水平にされた基準面に対して、スキャナ３３０から確認面１８１０の所定の目標であるリフレクタ１８１０，１８２０までの距離が計測される。計測の結果、各距離が等しい場合には、ローリング方向のキャリブレーションが完了していることになる。
【０１１１】
以上のようにして、本変形例に係る測量ユニットによると、ジャイロ４１０がスキャナ３３０に対して傾きを有して配置されているため、スキャナ３３０の計測方向を水平方向から垂直方向に変更する場合であっても、ジャイロ４１０のキャリブレーションを行なうことなく、いずれの方向の計測も可能になる。たとえば４５度の傾きを持たせてジャイロ４１０が取り付けられている場合には、計測可能な範囲が水平方向および垂直方向に対して±４５度となるため、１つの測量ユニットによる使用範囲が増加する。
【０１１２】
また、本変形例に係る較正方法によると、高い構造物を必要としないため、測量ユニットの較正を容易に実行することができるため、測量ユニットの精度を維持することができる。
【０１１３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明に係る測量ユニットは、航空機、車両その他の移動体に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る測量ユニットの取り付け状態を説明するための図（その１）である。
【図２】本発明の実施の形態に係る測量ユニットの取り付け状態を説明するための図（その２）である。
【図３】本発明の実施の形態に係る測量ユニットを構成する要素の配置を表わす図（その１）である。
【図４】本発明の実施の形態に係る測量ユニットを構成する要素の配置を表わす図（その２）である。
【図５】本発明の実施の形態に係る測量ユニットの取り付け状態を説明するための図（その３）である。
【図６】本発明の実施の形態に係る測量ユニットの取り付け状態を説明するための図（その４）である。
【図７】本発明の実施の形態に係る測量ユニットを構成する要素の取り付け態様を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る測量ユニットを構成するジャイロの取り付け態様を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る測量ユニットを較正する手順を表わすフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態に係る測量ユニットにより取得されたデータの解析手法を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る測量ユニットにより取得された位置情報を提供する情報提供システムの構成を概念的に表わす図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る情報提供サーバを実現するためのコンピュータシステムのハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る情報提供サーバを実現するコンピュータシステムにおけるデータ構造を概念的に表わす図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る情報提供サーバが実行する処理の手順を表わすフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態の変形例に係る測量ユニットを構成する要素の取り付け態様を説明するための図である。
【図１６】本発明の実施の形態の変形例に係る測量ユニットの較正方法を説明するための図（その１）である。
【図１７】本発明の実施の形態の変形例に係る測量ユニットの較正方法を説明するための図（その２）である。
【図１８】本発明の実施の形態の変形例に係る測量ユニットの較正方法を説明するための図（その３）である。
【符号の説明】
【０１１６】
１００ ヘリコプタ、１１０ 機体、１２０ ランナー、１３０ スキッド、１５０ 測量ユニット、２１０ 支持ユニット、２２０ 固定ユニット、３１０ ハイビジョンカメラ、３２０ サーモセンサカメラ、３３０ スキャナ、３４０ スキャナボディ、３５０ ケース、４００ 取り付けフレーム、４０２ 取付板、４０４ 調整板、４１０ ジャイロ、４２０，４３０，４４０ 調整ユニット、４５０ 位置決めユニット、７０２，７０４，７０６ 調整ねじ、１１３０ ネットワーク、１２００ コンピュータシステム、１２１０ ＣＰＵ、１２２０ マウス、１２３０ キーボード、１２４０ メモリ、１２５０ 固定ディスク、１２６０ ＦＤ駆動装置、１２６２ ＦＤ、１２７０ ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置、１２７２ ＣＤ−ＲＯＭ、１２８０ 通信ＩＦ、１２９０ モニタ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
スキャナと、
ジャイロと、
前記筐体に配置され、前記ジャイロのピッチング方向の位置を調整するための第１の調整部材と、
前記筐体に配置され、前記ジャイロのローリング方向の位置を調整するための第２の調整部材と、
前記筐体に配置され、前記ジャイロのヨーイング方向の位置を調整するための第３の調整部材とを備え、
前記ピッチング方向および前記ローリング方向の傾斜角は、それぞれ０度である、測量ユニット。
【請求項２】
前記測量ユニットは、
前記筐体に取り付けられ、前記ジャイロの鉛直軸方向の中心線から予め定められた範囲内に形成された第１の凹部を有する第１の板部材と、
前記鉛直軸方向から予め定められた範囲内に形成された第２の凹部を有する第２の板部材と、
前記第１の凹部と前記第２の凹部との間に配置された球状部材とをさらに備え、
前記ジャイロは、前記第２の板部材の前記球状部材が配置される面の反対面に配置され、
前記第１の調整部材は、前記第２の板部材において前記球状部材から予め定められた距離だけ離れた位置に配置された部材であって、前記ピッチング方向に変位することにより前記第２の板部材の前記筐体に対する角度を変更するための調整部材を含み、
前記第２の調整部材は、前記第２の板部材において前記球状部材から予め定められた距離だけ離れた位置に配置された部材であって、前記ローリング方向に変位することにより前記第２の板部材の前記筐体に対する角度を変更するための調整部材とを含み、
前記第３の調整部材は、
前記筐体に対して固定された半円柱状の部材であって、外周面が前記ジャイロに接触するように前記ジャイロの中心軸上に配置された支持部材と、
前記中心軸から偏芯して配置され、前記中心軸の方向に変位することにより前記ヨーイング方向の方位角を変更するための調整部材とを含む、請求項１に記載の測量ユニット。
【請求項３】
前記球状部材は、鋼球であり、
各前記調整部材は、ねじである、請求項２に記載の測量ユニット。
【請求項４】
位置情報を取得可能な測位手段との相対的な位置を較正するために、外部から照射された光を反射するリフレクタをさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載の測量ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の測量ユニットを搭載した、ヘリコプタ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の測量ユニットおよび人工衛星から送信される情報に基づいて測位する移動測位システムを搭載する移動体の位置情報を、前記移動測位システムによる測位情報を前記測量ユニットから得られた測定値に基づいて較正することにより獲得する位置情報取得方法であって、
前記移動体の移動経路に沿う複数の前記測位情報を、各測位時刻と関連して取得するステップと、
予め設置された複数の固定測位システムからの前記測位時刻に対応した時刻における基準測位情報に基づいて、前記移動経路についての前記複数の測位情報の各々に対して仮想基準点を対応付けて、前記複数の測位情報の各々を較正するステップと、
較正された前記測位情報を前記測量ユニットから得られた測定値に基づいてさらに較正するステップとを備える、位置情報取得方法。
【請求項７】
スキャナと、位置情報を取得可能な測位手段と、ジャイロとを備える測量ユニットを較正する方法であって、
前記スキャナと、前記ジャイロとを筐体に取り付けるステップと、
前記ジャイロのピッチング方向の傾斜角を０度に調整するステップと、
前記ジャイロのローリング方向の傾斜角を０度に調整するステップと、
調整された前記ジャイロを前記筐体に対して固定するステップと、
前記ジャイロの方位角を、前記位置情報に基づく方位角に一致させるステップと、
予め定められた２つの位置のリフレクタからそれぞれ反射された反射光を受信して、各反射光に応じて出力される値が一致し、そして各前記２つの位置を結ぶ基準線上に配置するように、前記スキャナを調整するステップと、
前記スキャナのピッチング方向の角度を０度に調整するステップと、
前記基準線に対して、前記スキャナを平行に調整するステップと、
前記スキャナと前記２箇所の位置の各々との間の距離を等距離に調整するステップとを含む、測量ユニットの較正方法。
【請求項８】
前記２つの位置は、同一の高度にあり、
前記較正方法はさらに、
前記同一の高度である位置に、２つの基準点を設置するステップと、
各前記基準点からのそれぞれの距離の差が予め定められた範囲内であり、前記位置よりも上方における位置に、前記測量ユニットを配置するステップとを含む、請求項７に記載の測量ユニットの較正方法。
【請求項９】
前記測量ユニットは、３つのリフレクタが取り付けられ、そして外部から前記測量ユニットの位置情報を受信するためのアンテナと、前記位置情報を出力するための測位装置と、前記位置情報を格納するための記憶装置とをさらに備え、
前記較正方法はさらに、
前記ジャイロの位置に基づいて、前記測量ユニットに３つのリフレクタを取り付けるステップと、
反射光の受信に応答して角度と距離とを出力可能な測量手段により、前記アンテナに取り付けられている３つのリフレクタからの各反射光をそれぞれ受信するステップと、
前記測量手段により、前記測量ユニットに取り付けられている３つのリフレクタからの各反射光をそれぞれ受信するステップと、
前記測量手段からの出力結果を、前記記憶装置に格納するステップとを含む、請求項８に記載の測量ユニットの較正方法。
【請求項１０】
測量ユニットを生産する方法であって、
前記スキャナと、前記ジャイロとを筐体に取り付けるステップと、
前記ジャイロのピッチング方向の傾斜角を０度に調整するステップと、
前記ジャイロのローリング方向の傾斜角を０度に調整するステップと、
調整された前記ジャイロを前記筐体に対して固定するステップと、
前記ジャイロの方位角を、前記位置情報に基づく方位角に一致させるステップと、
予め定められた２つの位置のリフレクタからそれぞれ反射された反射光を受信して、各反射光に応じて出力される値が一致し、そして各前記２つの位置を結ぶ基準線上に配置するように、前記スキャナを調整するステップと、
前記スキャナのピッチング方向の角度を０度に調整するステップと、
前記基準線に対して、前記スキャナを平行に調整するステップと、
前記スキャナと前記２箇所の位置の各々との間の距離を等距離に調整するステップとを含む、測量ユニットの生産方法。
【請求項１１】
移動体に搭載された測量ユニットによる測定により取得された複数の地形データと、前記移動体の少なくとも１つ以上の移動経路と、前記複数の地形データの各々が関連付けられたそれぞれの場所を表示するための各画像データとを対応付けて格納するための記憶手段と、
通信回線を介して、情報の入力を受け付けるための入力手段と、
前記情報に基づいて、前記情報の送信者を特定するためのユーザ情報を取得する識別手段と、
前記情報の入力に応答して、前記送信者に、前記少なくとも１つ以上の移動経路が関連付けられた地図画面を表示するためのデータを送信する手段と、
前記入力された情報に基づいて、前記移動経路が関連付けられた場所の地形データの提供要求と、前記地形データを特定するための識別データとを取得する手段と、
前記提供要求に応じて、前記記憶手段から、前記識別データに基づいて前記地形データを読み出すための抽出手段と、
前記通信回線を介して、前記情報の送信者に、前記抽出手段により読み出された前記地形データを送信するための送信手段とを備える、情報提供装置。
【請求項１２】
前記地形データは、ＲＧＢ（Red Green Blue）データと、前記測定が行なわれた日時に応じて色別に区分された点群データと、ハイビジョン画像データとのいずれかを含む、請求項１１に記載の情報提供装置。
【請求項１３】
前記情報提供装置は、
前記複数の地形データの各々について、前記地形データが提供された頻度を記録するための履歴取得手段と、
前記頻度を出力するための手段とをさらに備える、請求項１１に記載の情報提供装置。
【請求項１４】
前記情報提供装置は、
前記提供要求の送信者ごとに、前記識別データと、前記地形データの出力履歴とをそれぞれ対応付けて格納するための課金情報記憶手段と、
前記提供要求の送信者ごとに、前記出力履歴と、前記地形データの提供による課金のために予め定められた価格データとに基づいて、予め定められた基準に応じて課金情報を算出するための計算手段とをさらに備える、請求項１１に記載の情報提供装置。
【請求項１５】
前記記憶手段は、前記測量ユニットが備える撮像装置の較正のための複数の基準点情報を、前記地図画面を表示するためのデータに関連付けて格納し、
前記情報提供装置は、
前記送信者からの情報に基づいて、前記複数の基準点情報の中から、指定された基準点の情報を送信する要求を検出するための手段と、
前記要求に応じて、前記送信者に、前記指定された基準点の情報を送信するための手段とをさらに備える、請求項１１に記載の情報提供装置。
【請求項１６】
通信回線に接続されたコンピュータを情報提供装置として機能させるためのプログラムであって、前記プログラムは前記コンピュータに、
移動体に搭載された測量ユニットによる測定により取得された複数の地形データと、前記移動体の少なくとも１つ以上の移動経路と、前記複数の地形データの各々が関連付けられたそれぞれの場所を表示するための各画像データとを対応付けて予め準備するステップと、
前記通信回線を介して、情報の入力を受け付けるステップと、
前記情報に基づいて、前記情報の送信者を特定するためのユーザ情報を取得するステップと、
前記情報の入力に応答して、前記送信者に、前記少なくとも１つ以上の移動経路が関連付けられた地図画面を表示するためのデータを送信するステップと、
前記入力された情報に基づいて、前記移動経路が関連付けられた場所の地形データの提供要求と、前記地形データを特定するための識別データとを取得するステップと、
前記提供要求に応じて、前記記憶ステップから、前記識別データに基づいて前記地形データを読み出すステップと、
前記通信回線を介して、前記情報の送信者に、前記抽出ステップにより読み出された前記地形データを送信するステップとを実行させる、プログラム。
【請求項１】
筐体と、
スキャナと、
ジャイロと、
前記筐体に配置され、前記ジャイロのピッチング方向の位置を調整するための第１の調整部材と、
前記筐体に配置され、前記ジャイロのローリング方向の位置を調整するための第２の調整部材と、
前記筐体に配置され、前記ジャイロのヨーイング方向の位置を調整するための第３の調整部材とを備え、
前記ピッチング方向および前記ローリング方向の傾斜角は、それぞれ０度である、測量ユニット。
【請求項２】
前記測量ユニットは、
前記筐体に取り付けられ、前記ジャイロの鉛直軸方向の中心線から予め定められた範囲内に形成された第１の凹部を有する第１の板部材と、
前記鉛直軸方向から予め定められた範囲内に形成された第２の凹部を有する第２の板部材と、
前記第１の凹部と前記第２の凹部との間に配置された球状部材とをさらに備え、
前記ジャイロは、前記第２の板部材の前記球状部材が配置される面の反対面に配置され、
前記第１の調整部材は、前記第２の板部材において前記球状部材から予め定められた距離だけ離れた位置に配置された部材であって、前記ピッチング方向に変位することにより前記第２の板部材の前記筐体に対する角度を変更するための調整部材を含み、
前記第２の調整部材は、前記第２の板部材において前記球状部材から予め定められた距離だけ離れた位置に配置された部材であって、前記ローリング方向に変位することにより前記第２の板部材の前記筐体に対する角度を変更するための調整部材とを含み、
前記第３の調整部材は、
前記筐体に対して固定された半円柱状の部材であって、外周面が前記ジャイロに接触するように前記ジャイロの中心軸上に配置された支持部材と、
前記中心軸から偏芯して配置され、前記中心軸の方向に変位することにより前記ヨーイング方向の方位角を変更するための調整部材とを含む、請求項１に記載の測量ユニット。
【請求項３】
前記球状部材は、鋼球であり、
各前記調整部材は、ねじである、請求項２に記載の測量ユニット。
【請求項４】
位置情報を取得可能な測位手段との相対的な位置を較正するために、外部から照射された光を反射するリフレクタをさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載の測量ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の測量ユニットを搭載した、ヘリコプタ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の測量ユニットおよび人工衛星から送信される情報に基づいて測位する移動測位システムを搭載する移動体の位置情報を、前記移動測位システムによる測位情報を前記測量ユニットから得られた測定値に基づいて較正することにより獲得する位置情報取得方法であって、
前記移動体の移動経路に沿う複数の前記測位情報を、各測位時刻と関連して取得するステップと、
予め設置された複数の固定測位システムからの前記測位時刻に対応した時刻における基準測位情報に基づいて、前記移動経路についての前記複数の測位情報の各々に対して仮想基準点を対応付けて、前記複数の測位情報の各々を較正するステップと、
較正された前記測位情報を前記測量ユニットから得られた測定値に基づいてさらに較正するステップとを備える、位置情報取得方法。
【請求項７】
スキャナと、位置情報を取得可能な測位手段と、ジャイロとを備える測量ユニットを較正する方法であって、
前記スキャナと、前記ジャイロとを筐体に取り付けるステップと、
前記ジャイロのピッチング方向の傾斜角を０度に調整するステップと、
前記ジャイロのローリング方向の傾斜角を０度に調整するステップと、
調整された前記ジャイロを前記筐体に対して固定するステップと、
前記ジャイロの方位角を、前記位置情報に基づく方位角に一致させるステップと、
予め定められた２つの位置のリフレクタからそれぞれ反射された反射光を受信して、各反射光に応じて出力される値が一致し、そして各前記２つの位置を結ぶ基準線上に配置するように、前記スキャナを調整するステップと、
前記スキャナのピッチング方向の角度を０度に調整するステップと、
前記基準線に対して、前記スキャナを平行に調整するステップと、
前記スキャナと前記２箇所の位置の各々との間の距離を等距離に調整するステップとを含む、測量ユニットの較正方法。
【請求項８】
前記２つの位置は、同一の高度にあり、
前記較正方法はさらに、
前記同一の高度である位置に、２つの基準点を設置するステップと、
各前記基準点からのそれぞれの距離の差が予め定められた範囲内であり、前記位置よりも上方における位置に、前記測量ユニットを配置するステップとを含む、請求項７に記載の測量ユニットの較正方法。
【請求項９】
前記測量ユニットは、３つのリフレクタが取り付けられ、そして外部から前記測量ユニットの位置情報を受信するためのアンテナと、前記位置情報を出力するための測位装置と、前記位置情報を格納するための記憶装置とをさらに備え、
前記較正方法はさらに、
前記ジャイロの位置に基づいて、前記測量ユニットに３つのリフレクタを取り付けるステップと、
反射光の受信に応答して角度と距離とを出力可能な測量手段により、前記アンテナに取り付けられている３つのリフレクタからの各反射光をそれぞれ受信するステップと、
前記測量手段により、前記測量ユニットに取り付けられている３つのリフレクタからの各反射光をそれぞれ受信するステップと、
前記測量手段からの出力結果を、前記記憶装置に格納するステップとを含む、請求項８に記載の測量ユニットの較正方法。
【請求項１０】
測量ユニットを生産する方法であって、
前記スキャナと、前記ジャイロとを筐体に取り付けるステップと、
前記ジャイロのピッチング方向の傾斜角を０度に調整するステップと、
前記ジャイロのローリング方向の傾斜角を０度に調整するステップと、
調整された前記ジャイロを前記筐体に対して固定するステップと、
前記ジャイロの方位角を、前記位置情報に基づく方位角に一致させるステップと、
予め定められた２つの位置のリフレクタからそれぞれ反射された反射光を受信して、各反射光に応じて出力される値が一致し、そして各前記２つの位置を結ぶ基準線上に配置するように、前記スキャナを調整するステップと、
前記スキャナのピッチング方向の角度を０度に調整するステップと、
前記基準線に対して、前記スキャナを平行に調整するステップと、
前記スキャナと前記２箇所の位置の各々との間の距離を等距離に調整するステップとを含む、測量ユニットの生産方法。
【請求項１１】
移動体に搭載された測量ユニットによる測定により取得された複数の地形データと、前記移動体の少なくとも１つ以上の移動経路と、前記複数の地形データの各々が関連付けられたそれぞれの場所を表示するための各画像データとを対応付けて格納するための記憶手段と、
通信回線を介して、情報の入力を受け付けるための入力手段と、
前記情報に基づいて、前記情報の送信者を特定するためのユーザ情報を取得する識別手段と、
前記情報の入力に応答して、前記送信者に、前記少なくとも１つ以上の移動経路が関連付けられた地図画面を表示するためのデータを送信する手段と、
前記入力された情報に基づいて、前記移動経路が関連付けられた場所の地形データの提供要求と、前記地形データを特定するための識別データとを取得する手段と、
前記提供要求に応じて、前記記憶手段から、前記識別データに基づいて前記地形データを読み出すための抽出手段と、
前記通信回線を介して、前記情報の送信者に、前記抽出手段により読み出された前記地形データを送信するための送信手段とを備える、情報提供装置。
【請求項１２】
前記地形データは、ＲＧＢ（Red Green Blue）データと、前記測定が行なわれた日時に応じて色別に区分された点群データと、ハイビジョン画像データとのいずれかを含む、請求項１１に記載の情報提供装置。
【請求項１３】
前記情報提供装置は、
前記複数の地形データの各々について、前記地形データが提供された頻度を記録するための履歴取得手段と、
前記頻度を出力するための手段とをさらに備える、請求項１１に記載の情報提供装置。
【請求項１４】
前記情報提供装置は、
前記提供要求の送信者ごとに、前記識別データと、前記地形データの出力履歴とをそれぞれ対応付けて格納するための課金情報記憶手段と、
前記提供要求の送信者ごとに、前記出力履歴と、前記地形データの提供による課金のために予め定められた価格データとに基づいて、予め定められた基準に応じて課金情報を算出するための計算手段とをさらに備える、請求項１１に記載の情報提供装置。
【請求項１５】
前記記憶手段は、前記測量ユニットが備える撮像装置の較正のための複数の基準点情報を、前記地図画面を表示するためのデータに関連付けて格納し、
前記情報提供装置は、
前記送信者からの情報に基づいて、前記複数の基準点情報の中から、指定された基準点の情報を送信する要求を検出するための手段と、
前記要求に応じて、前記送信者に、前記指定された基準点の情報を送信するための手段とをさらに備える、請求項１１に記載の情報提供装置。
【請求項１６】
通信回線に接続されたコンピュータを情報提供装置として機能させるためのプログラムであって、前記プログラムは前記コンピュータに、
移動体に搭載された測量ユニットによる測定により取得された複数の地形データと、前記移動体の少なくとも１つ以上の移動経路と、前記複数の地形データの各々が関連付けられたそれぞれの場所を表示するための各画像データとを対応付けて予め準備するステップと、
前記通信回線を介して、情報の入力を受け付けるステップと、
前記情報に基づいて、前記情報の送信者を特定するためのユーザ情報を取得するステップと、
前記情報の入力に応答して、前記送信者に、前記少なくとも１つ以上の移動経路が関連付けられた地図画面を表示するためのデータを送信するステップと、
前記入力された情報に基づいて、前記移動経路が関連付けられた場所の地形データの提供要求と、前記地形データを特定するための識別データとを取得するステップと、
前記提供要求に応じて、前記記憶ステップから、前記識別データに基づいて前記地形データを読み出すステップと、
前記通信回線を介して、前記情報の送信者に、前記抽出ステップにより読み出された前記地形データを送信するステップとを実行させる、プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００６−１０５６４（Ｐ２００６−１０５６４Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８９７０５（Ｐ２００４−１８９７０５）
【出願日】平成１６年６月２８日（２００４．６．２８）
【出願人】（５０２２４０３５３）有限会社デベロ (4)
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２８日（２００４．６．２８）
【出願人】（５０２２４０３５３）有限会社デベロ (4)
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