測量方法
【課題】設計図等の設計データの目標位置と平面位置に関して対応する位置を、実際の面上において求める。
【解決手段】三次元位置を計測可能な測量計１０は、着目位置に向けて計測用光を投光し、実際の面２Ｒからの反射光を受光し、当たる位置を計測位置Ｐｋとしてその位置座標を出力するともに、出力された計測位置Ｐｋの位置座標を、設計面２Ｖ内の平面位置を規定する平面位置座標と、設計面２Ｖの法線方向の位置を規定する法線位置座標とで示す。測量計１０は、着目位置の平面位置座標を目標位置Ｐａの平面位置座標に維持しつつ当該着目位置の法線位置座標を変更しながら計測用光を投光し、計測位置Ｐｋの平面位置座標が目標位置Ｐａの平面位置座標に一致する計測位置Ｐｋを求める。求められた計測位置Ｐｋの平面位置座標及び法線位置座標を、対応する位置として取得する。
【解決手段】三次元位置を計測可能な測量計１０は、着目位置に向けて計測用光を投光し、実際の面２Ｒからの反射光を受光し、当たる位置を計測位置Ｐｋとしてその位置座標を出力するともに、出力された計測位置Ｐｋの位置座標を、設計面２Ｖ内の平面位置を規定する平面位置座標と、設計面２Ｖの法線方向の位置を規定する法線位置座標とで示す。測量計１０は、着目位置の平面位置座標を目標位置Ｐａの平面位置座標に維持しつつ当該着目位置の法線位置座標を変更しながら計測用光を投光し、計測位置Ｐｋの平面位置座標が目標位置Ｐａの平面位置座標に一致する計測位置Ｐｋを求める。求められた計測位置Ｐｋの平面位置座標及び法線位置座標を、対応する位置として取得する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、施工現場等においてトータルステーション等の測量計を用いて行う測量方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、施工現場では、トータルステーションによって任意位置の三次元座標の計測が行われている（例えば、特許文献１）。
この計測の際には、先ず計測準備として、トータルステーションを施工現場に据え置くとともに、位置座標が既知の二つの基準位置にプリズムや反射板等の反射部材を置く。そして、反射部材に向けて計測用光を投光し、その反射光の位相差に基づいて各基準位置までの距離を測るとともに、計測用光の投光方向の水平角度や鉛直角度を測る。
そうしたら、位置座標を計測すべき対象位置たる計測位置に、上記の反射部材を置き、トータルステーションから反射部材へ向けて計測用光を投じ、その反射光の位相差に基づいて計測位置までの距離を測るとともに、計測用光の投光方向の水平角度や鉛直角度を測る。そして、これら距離や水平・鉛直角度、上述の基準位置の距離や水平・鉛直角度、及び基準位置の位置座標（既知）などに基づいて幾何学的計算を行うことにより、計測位置の三次元座標を求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２５８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、最近では、反射部材を用いないトータルステーションも使用されている。すなわち、このトータルステーションでは、計測位置に向けて計測用光を投光し、計測位置からの反射光を受光して光の往復時間を計測することで距離を求め、これに前述の水平・鉛直角度などのデータを加味することで、計測位置の三次元座標を求めるようになっている。
【０００５】
また、機種によっては、三次元座標を入力すれば、同三次元座標に対応する位置に向けて、レーザー光などの可視光を指示光として投光して指し示すという墨出し機能も有している。
【０００６】
図１は、この墨出し機能の説明用の概略側面図である。墨出し機能に必要な三次元座標の入力は、例えばトータルステーション１０に通信可能に接続されたタブレットＰＣ等の携帯端末５０から行われる。すなわち、同携帯端末５０内のメモリには、建物等の構造物の３Ｄ（三次元）モデルのデータが格納されており、携帯端末５０上で、この３Ｄモデルに設定された任意位置の座標を目標位置Ｐａ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）として指定すると、トータルステーション１０は、施工現場における実際の目標位置Ｐａに向けて指示光を投光する。そして、３Ｄモデル通りに目標位置Ｐａに正確に対象物が位置している場合には、同位置Ｐａに指示光が当たってそのスポットで同位置Ｐａが指し示されることになる。
【０００７】
ここで、３Ｄモデル上の対象物の位置と、実際に形成された対象物の位置とが異なってしまうことがある。例えば、図１に示すように、対象物としてコンクリート製の床面２Ｒを、３Ｄモデルの床面２Ｖの設計データに基づいて施工現場に実際に形成した場合であっても、当該実際の床面２Ｒは、不陸があったり、その高さが、設計データの床面２Ｖよりも全体的に高かったり低かったりというように施工誤差を有している。
そして、その場合に、３Ｄモデルに基づいて目標位置Ｐａに向けて指示光を投光しても、当該指示光のスポットで指し示される位置Ｐｂは、施工誤差に起因して目標位置Ｐａからずれてしまう。例えば、図１に示すように、実際の床面２Ｒが、３Ｄモデルで規定された設計床面２Ｖよりも高い位置に形成されている場合には、指示光のスポットが指し示す位置Ｐｂ（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）は、目標位置Ｐａよりも高い位置（Ｚｂ＞Ｚａ）であって、しかも同目標位置Ｐａよりも手前の平面位置になってしまう。つまり、高さ位置のみならず、平面位置についてもずれた位置を指し示してしまう。
【０００８】
一方で、実際の施工作業では、三次元位置が正確にわからなくても、床面２Ｒ上における二次元位置（平面位置）が正確にわかれば問題無いということが多い。つまり、３Ｄモデル上の目標位置Ｐａの平面位置（二次元位置）が、実際の床面２Ｒ上において正確に指し示されれば、同平面位置に据え付け対象物を正確に据え置くことができて、墨出し機能としては十分使用できるものとなる。
【０００９】
但し、図１を参照して前述したように、トータルステーション１０に対して単純に目標位置Ｐａの三次元座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）を入力しても、その指示光のスポットによって実際の床面２Ｒに指し示される位置Ｐｂは、同図１に示すように、平面位置に関しても、本来指し示すべき位置Ｐｃ（Ｘａ，Ｙａ）からずれた位置Ｐｂ（Ｘｂ，Ｙｂ）になってしまっている。
【００１０】
つまり、平面位置に関して目標位置Ｐａと対応する実際の床面２Ｒ上の位置Ｐｃ（つまり実際の床面２Ｒ上において目標位置Ｐａと平面位置に関して一致する位置Ｐｃ）を、指示光のスポットで指し示すには、この指し示すべき実際の床面２Ｒ上の位置Ｐｃの三次元座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚｃ）をトータルステーション１０に入力する必要があるが、このとき、Ｚｃは既知ではないので、実際の床面２Ｒ上の位置Ｐｃの三次元座標を入力することができない。
【００１１】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、設計データの目標位置と平面位置に関して対応する位置を、実際の面上において求めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成するために請求項１に示す発明は、
三次元位置座標を計測可能な測量計を用いることにより、
設計データで規定された設計面に含まれる目標位置と平面位置に関して対応する位置を、前記設計データに基づいて形成される実際の面上において求める測量方法であって、
前記測量計は、着目位置に向けて計測用光を投光し、前記実際の面上において前記計測用光が当たる位置からの反射光を受光することで、前記当たる位置を計測位置としてその位置座標を出力するともに、出力された前記計測位置の位置座標を、前記設計面内の平面位置を規定する平面位置座標と、前記設計面の法線方向の位置を規定する法線位置座標とで示す機能を有し、
前記測量計は、前記着目位置の平面位置座標を前記目標位置の平面位置座標に維持しつつ当該着目位置の法線位置座標を変更しながら前記計測用光を投光することによって、前記計測位置の平面位置座標が前記目標位置の平面位置座標に一致するような前記計測位置を求め、求められた前記計測位置の平面位置座標及び法線位置座標を、前記対応する位置として取得することを特徴とする。
【００１３】
上記請求項１に示す発明によれば、実際の面に不陸が有ったり、設計データで規定される設計面よりも実際の面が法線方向に位置ずれしている場合であっても、設計データの目標位置と平面位置に関して一致する位置を、実際の面上において求めることができる。つまり、平面位置に関して設計データ上の目標位置に対応する位置を、実際の面上において求めることができる。
【００１４】
請求項２に示す発明は、請求項１に記載の測量方法であって、
取得された前記対応する位置の平面位置座標及び法線位置座標に基づいて、前記測量計は、前記実際の面に向けて、指示光としての可視光を投光することを特徴とする。
上記請求項２に示す発明によれば、実際の面上において、設計データの目標位置に対応する位置を視認可能となる。
【００１５】
請求項３に示す発明は、請求項１及び２に記載の測量方法であって、
取得された前記対応する位置の法線位置座標と、前記目標位置の法線位置座標とに基づいて、前記設計面と前記実際の面との間の法線方向の寸法誤差を求めることを特徴とする。
上記請求項３に示す発明によれば、設計データが規定する設計面に対する実際の面の法線方向の寸法誤差を容易に求めることができる。
【００１６】
請求項４に示す発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の測量方法であって、
前記着目位置の法線位置座標の変更は、前記目標位置を始点として行われることを特徴とする。
上記請求項４に示す発明によれば、着目位置の法線位置座標の変更は、目標位置を始点として行われるので、目標位置と平面位置に関して対応する位置を、実際の面上において短時間で求めることができる。
【００１７】
請求項５に示す発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の測量方法であって、
前記計測位置の平面位置座標が、前記目標位置の平面位置座標に一致しない場合には、前記測量計と前記対応する位置との間に、前記計測用光を遮る障害物が存在すると判断することを特徴とする。
上記請求項５に示す発明によれば、今の測量計の設置位置では、目標位置と平面位置に関して対応する実際の面上の位置を求めることが不可能なことを速やかに知ることができる。
【００１８】
請求項６に示す発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の測量方法であって、
前記対応する位置を取得することにおいては、前記計測位置の平面位置座標が前記目標位置の平面位置座標に一致するまで、前記計測位置の平面位置座標及び法線位置座標の計測動作と、前記着目位置の法線位置座標の変更動作と、を繰り返し行い、
前記変更動作の際には、直前に計測された前記計測位置と前記測量計との間の距離を算出し、算出された前記距離に基づいて、前記着目位置の法線位置座標を変更することを特徴とする。
上記請求項６に示す発明によれば、着目位置の法線位置座標の変更動作の際に、法線位置座標の変更を、直前に計測された計測位置と測量計との間の距離に基づいて行う。よって、計測位置の平面位置座標が目標位置と一致するような着目位置を短時間で求めることができて、結果、実際の面上において目標位置に対応する位置を短時間で求めることができる。
【００１９】
請求項７に示す発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の測量方法であって、
前記計測用光は、可視光であることを特徴とする。
上記請求項７に示す発明によれば、計測用光を可視光にしているので、実際の面上において計測用光が当たる位置をスポットで見ることができて、これにより、計測位置を視認可能となる。また、計測中には、着目位置の法線位置座標の変更に基づいて、計測位置に形成される計測用光のスポットも、実際の面上を徐々に動いていくことになるので、この動く様子を観察することで、測量計が正常に動作していることを確認することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、設計データの目標位置と平面位置に関して対応する位置を、実際の面上において求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】参考例の墨出し機能の説明用の概略側面図である。
【図２】本実施形態に係り、施工現場に設置された測量計としてのトータルステーション１０の概略側面図である。
【図３】図３Ａは、計測機能の説明用の概略側面図であり、図３Ｂは、墨出し機能の説明用の概略側面図である
【図４】トータルステーション１０を用いた墨出し方法のフローチャートである。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、設計床面２Ｖよりも上方に突出した施工誤差の部分を有する実床面２Ｒに墨出し処理を行うトータルステーション１０の概略側面図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、施工誤差が無い実床面２Ｒに墨出し処理を行うトータルステーション１０の概略側面図である。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、設計床面２Ｖよりも下方にへこんだ施工誤差の部分を有する実床面２Ｒに墨出し処理を行うトータルステーション１０の概略側面図である。
【図８】実床面２Ｒに指示光を投光することにより、実床面２Ｒ上に据え付け対象位置Ｐｃを指し示すトータルステーション１０の概略側面図である。
【図９】トータルステーション１０と、実床面２Ｒ上の据え付け対象位置Ｐｃとの間に障害物８０が有る場合の概略側面図である。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは、鉛直な実壁面４Ｒに墨出しを行うトータルステーション１０の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＝＝＝本実施形態＝＝＝
図２は、施工現場に設置された測量計としてのトータルステーション１０の概略側面図である。
このトータルステーション１０は、施工現場にて墨出し用途で使用される。墨出し対象は、例えばコンクリート打設で施工現場に形成された床面２Ｒである。すなわち、この例では、床面２Ｒの特定位置に、据え付け対象物を据え付けるのであるが、その際、床面２Ｒにおいて据え付けるべき平面位置をトータルステーション１０で指し示す。なお、この床面２Ｒは、請求項の「実際の面」に相当し、以下では「実床面２Ｒ」とも言う。
【００２３】
ここで、設計図等の設計データ上では、床面は例えば全面に亘って水平面をなす床面２Ｖ（請求項の「設計面」に相当）として規定されている。しかし、実床面２Ｒは、施工誤差に起因して不陸等を有し、つまり設計データ上の床面２Ｖたる設計床面２Ｖ通りには形成されていないことが多い。例えば、この例では、図２に示すように、施工誤差に起因して、実床面２Ｒの一部に、設計床面２Ｖよりも高く盛り上がった平坦面部分２Ｒｐを有する。そして、この盛り上がった平坦面部分２Ｒｐに、不図示の据え付け対象物を据え付けるのであるが、その場合にも、少なくとも平面位置（二次元位置）に関しては設計データ通りの正確な墨出しが要求され、本実施形態のトータルステーション１０によれば、それが可能である。
【００２４】
すなわち、図１を参照して前述したように、実床面２Ｒが高さ方向（鉛直方向）に施工誤差を有している場合には、設計データ上の据え付け目標位置Ｐａの位置座標をそのまま従来のトータルステーションに入力しても、実床面２Ｒ上において据え付け対象物を据え付けるべき据え付け対象位置Ｐｃ、つまり平面位置に関して設計データ上の据え付け目標位置Ｐａと対応する位置Ｐｃを、実床面２Ｒ上において正しく指し示すことはできないが、この点につき、本実施形態に係るトータルステーション１０によれば、図２に示すように、実床面２Ｒが高さ方向に施工誤差を有している場合であっても、平面位置が据え付け目標位置Ｐａと一致する位置たる据え付け対象位置Ｐｃを、実床面２Ｒ上において速やかに求めて正確に指し示すことができる。以下、詳説する。
【００２５】
＜＜＜トータルステーション１０について＞＞＞
トータルステーション１０は、任意位置の三次元座標を計測する計測機能と、携帯端末５０等の外部機器から入力された三次元座標に基づいて、指示光としての可視レーザー光を投光する墨出し機能と、を有する。
【００２６】
図３Ａは、計測機能の説明用の概略側面図である。
この計測機能に係る任意位置の三次元座標の計測は、次のようにして行われる。先ず、トータルステーション１０は、計測すべき対象位置たる計測位置Ｐｋに向けて計測用光としてレーザー光を投光するとともに、計測位置Ｐｋから反射光を受光する。そして、この計測用光の往復時間に基づいてトータルステーション１０から計測位置Ｐｋまでの距離を算出し、またこれと同時並行で、計測用光の投光方向の水平角度や鉛直角度を計測する。
【００２７】
そうしたら、計測された距離、水平角度、及び鉛直角度のデータと、予め取得済みの基準位置（不図示）のデータ（トータルステーション１０から基準位置までの距離、基準位置への投光方向の水平角度と鉛直角度、基準位置の位置座標（既知の三次元座標））とに基づいて幾何学的計算を行うことにより、トータルステーション１０は、計測位置Ｐｋの三次元座標（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）を算出する。
【００２８】
なお、基準位置のデータの取得方法は、背景技術のところで説明した内容と概ね同じであるので、ここでは相違点についてのみ述べると、反射板を用いずに、計測位置Ｐｋからの反射光を直接受光する点、及び、距離の算出を、計測用光の位相差に基づかずに、計測用光の往復時間に基づいて行う点で相違する。
【００２９】
図３Ｂは、墨出し機能の説明用の概略側面図である。
墨出し機能は、外部機器５０等から入力された据え付け目標位置Ｐａの位置座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）のデータに基づいて、平面位置（Ｘ，Ｙ）が据え付け目標位置Ｐａと一致する位置たる据え付け対象位置Ｐｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）、つまり位置Ｐｃ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚｃ）を、実床面２Ｒ上において求めて、同位置Ｐｃに向けて、指示光としての赤色可視レーザー光を投光する機能である。なお、これについては後述する。
【００３０】
ちなみに、この墨出し処理中には、トータルステーション１０は、上述の計測機能も使用するが、ここで、この計測に供する前述の計測用光（図３Ａ）に対して、上記指示光に係る赤色可視レーザー光を兼用しても良い。そして、そのようにすれば、この墨出し処理のために計測中の計測用光のスポットが、実床面２Ｒ上に現れるようになり、このスポットの様子を観察することで正常に処理中であるか否かを確認することができる。
【００３１】
かかる機能を有するトータルステーション１０には、図３Ａや図３Ｂに示すように、外部機器５０としての携帯端末５０が通信可能に接続されている。この携帯端末５０は、例えば、タブレットＰＣ、ＰＤＡ、スマートフォン、携帯電話などであり、総じて言えば、ＣＰＵとメモリとを有したコンピュータである。そして、メモリには、施工現場に構築すべき構造体の３Ｄモデルが予め記録・格納されており、構造体の各部位には、それぞれ３次元の位置座標が対応付けられている。すなわち、前述の設計床面２Ｖもこの構造体の３Ｄモデルの一部であり、よって、この設計床面２Ｖにも位置座標が対応付けられて上記メモリに格納されている。
ここで、位置座標は、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）からなる三次元直交座標系で表されている。そして、ＸＹ座標で、設計床面２Ｖ内の任意の平面位置（二次元位置）を規定する一方、Ｚ座標で、設計床面２Ｖの法線方向の任意の位置を規定するようになっている。すなわち、前者のＸＹ座標（Ｘ，Ｙ）が、請求項の「平面位置座標」に相当し、後者のＺ座標（Ｚ）が、請求項の「法線位置座標」に相当する。
【００３２】
＜＜＜トータルステーション１０による墨出し方法について＞＞＞
図４は、トータルステーション１０を用いた墨出し方法のフローチャートである。また、図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、トータルステーション１０の墨出し処理の様子を示す概略側面図である。
【００３３】
先ず、墨出し処理前の準備ステップＳ１０として、図５Ａに示すように、トータルステーション１０を施工現場の適宜な設置位置Ｐｓに設置する。例えば実床面２Ｒの略全面が見渡せる位置Ｐｓであって、且つ実床面２Ｒよりも鉛直方向に所定高さだけ高い位置Ｐｓなどに、トータルステーション１０を設置する。
【００３４】
次に、同準備ステップＳ１０として、トータルステーション１０は、自身の位置座標Ｐｓ（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を計測して取得する。この計測は、次のようにしてなされる。先ず、位置座標が既知の二つの基準位置（不図示）に向けて計測用光を投光することにより、前述したようにトータルステーション１０と各基準位置との距離、及び各投光方向の水平角度や鉛直角度を計測し、そして、これらのデータに、基準位置の既知の三次元座標を加味しながらトータルステーション１０の設置位置Ｐｓの座標（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を計算し、これにより同座標（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）のデータを取得する。
【００３５】
ちなみに、この自身の位置座標Ｐｓ（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）の取得に伴って、上述のように、トータルステーション１０は基準位置のデータも取得することになるので、以降、当該基準位置のデータを用いることにより、トータルステーション１０はその周囲の任意位置の三次元座標を、ＸＹＺの直交座標系で計測可能な状態になる。つまり、計測機能を使用可能な状態になる。
【００３６】
そうしたら、トータルステーション１０に墨出し処理を行わせるべく、現場作業者は、携帯端末５０に格納された構造体の３Ｄモデル上で、設計床面２Ｖに設定された据え付け目標位置Ｐａを指定し、これにより、同位置Ｐａの位置座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）のデータを、トータルステーション１０へ送信する。そして、このデータの受信（据え付け目標位置データ受信ステップＳ１５）をトリガーとして、トータルステーション１０は、以下の墨出し処理を開始する。
ちなみに、この例では、墨出し処理は、トータルステーション１０により全自動で行われる。すなわち、トータルステーション１０は、制御部としてのコンピュータを内蔵しており、適宜な制御プログラムに従ってコンピュータのＣＰＵがトータルステーションの各種構成部を制御して、以下の墨出し処理を実行する。
【００３７】
先ず、トータルステーション１０は、受信した据え付け目標位置Ｐａを、計測用の着目位置Ｐｍとして設定する（着目位置設定ステップＳ２０）。
そうしたら、図５Ａに示すように、この着目位置Ｐｍに向けて計測用光を投光し、実床面２Ｒ上において計測用光が当たる位置Ｐｋからの反射光を受光することで、当該当たる位置Ｐｋを計測位置Ｐｋとしてその位置座標（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）を算出する（計測位置座標算出ステップＳ２５）。
【００３８】
次に、計測位置ＰｋのＸＹ座標（Ｘｋ，Ｙｋ）が、据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に一致しているか否かを判定する（一致判定ステップＳ３０）。ここで、計測位置Ｐｋは、実床面２Ｒ上の位置である。よって、上述の条件を満たしている場合には、今の計測位置Ｐｋは、据え付け目標位置Ｐａと平面位置（Ｘ，Ｙ）に関して一致する実床面２Ｒ上の位置に該当していることになり、つまり、同位置Ｐｋが、実床面２Ｒ上の据え付け対象位置Ｐｃとして指し示されるべき位置Ｐｃである。
【００３９】
例えば、図５Ａの例では、実床面２Ｒの施工誤差に起因して、計測位置ＰｋのＸＹ座標（Ｘｋ，Ｙｋ）が、据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に一致していないので、上述の条件を満たしていないが、仮に図６Ａに示すように、実床面２Ｒが施工誤差無く設計床面２Ｖ通りに形成されている場合には、同図６Ａに示すように、計測位置ＰｋのＸＹ座標（Ｘｋ，Ｙｋ）が、据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に一致し、つまり上述の条件を満たすことになる。
【００４０】
よって、その場合には、トータルステーション１０は、次の据え付け対象位置指示ステップＳ５０へ移行して、図６Ｂに示すように、この計測位置Ｐｋの位置座標（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）、つまり位置座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚｋ）を据え付け対象位置Ｐｃの位置座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）として、同位置Ｐｃへ向けて赤色可視の指示光を投光する。これにより、実床面２Ｒには、指示光のスポットで据え付け対象位置Ｐｃが表示され、これにて墨出し処理は終了する。
【００４１】
ちなみに、上述の「一致しているか否かの判定」は、当然ながら、完全一致でなくても良い。つまり、図５Ａの計測位置ＰｋのＸＹ座標（Ｘｋ，Ｙｋ）が、据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）の所定範囲内に入っているか否かで、判定しても良い。つまり、Ｘａ−ΔＸ１≦Ｘｋ≦Ｘａ＋ΔＸ１、及び、Ｙａ−ΔＹ１≦Ｙｋ≦Ｙａ＋ΔＹ１の条件を満たしているか否かで、判定しても良い。なお、ΔＸ１及びΔＹ１は、それぞれ予め定められた固定値である。
【００４２】
また、更に言えば、上述のようにＸ座標の値やＹ座標の値で「一致しているか否かの判定」を行うのではなく、図５Ａのトータルステーション１０の設置位置Ｐｓから計測位置Ｐｋまでの距離ＰｓＰｋのＸＹ方向成分αと、トータルステーション１０の設置位置Ｐｓから据え付け目標位置Ｐａまでの距離ＰｓＰａのＸＹ方向成分βとの差分（α−β）が所定範囲内に入っているか否かで、判定しても良い。つまり、−δ１＜α−β＜δ１の条件を満たしているか否かで、判定しても良い。なお、δ１は、予め定められた固定値である。
【００４３】
一方、上述の一致判定ステップＳ３０において、計測位置Ｐｋが条件を満たしていない場合には、今の計測位置Ｐｋは、未だ据え付け目標位置Ｐａから離れていると判断する（図５Ａ）。そして、ステップＳ４０〜Ｓ４７のサブルーチンへ移行して、計測位置Ｐｋを、据え付け目標位置Ｐａに近づくように移動する（図５Ｂ）。この計測位置Ｐｋの移動は、以下のようにしてなされる。なお、このサブルーチンＳ４０〜Ｓ４７は、請求項の「着目位置の法線位置座標の変更動作」に相当する。
【００４４】
以下、このサブルーチンＳ４０〜Ｓ４７について説明するが、その前に、計測位置Ｐｋの移動は、何によってなされるかについて（つまり、計測位置Ｐｋの移動の基本的な考え方について）説明する。この計測位置Ｐｋの移動は、前述の着目位置Ｐｍの移動によってなされる。すなわち、計測用光は、着目位置Ｐｍの位置座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）に向けて投じられているので、着目位置Ｐｍを変更すれば、計測用光の実床面２Ｒ上で当たった位置であるところの計測位置Ｐｋも移動する。ここで、この着目位置Ｐｍの変更は、そのＸＹ座標を据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に維持しながら、Ｚ座標のみが変更されることでなされる。これにより、ＸＹ座標が据え付け目標位置Ｐａと一致する位置を、実床面２Ｒ上において効率良く見つけることができる。
【００４５】
但し、着目位置Ｐｍの変更の方向は、上下の二方向が存在する。そのため、上記サブルーチンにおける最初の方のステップＳ４０，Ｓ４３には、計測位置Ｐｋが据え付け目標位置Ｐａに近づくような方向に、着目位置Ｐｍの変更の方向を決めるためのステップＳ４０、Ｓ４３が設けられている。
【００４６】
すなわち、先ず、最初のステップＳ４０では、トータルステーション１０の設置位置Ｐｓと計測位置Ｐｋとの間の距離ＰｓＰｋを計算し、また、トータルステーション１０の設置位置Ｐｓと据え付け目標位置Ｐａとの間の距離ＰｓＰａを計算する（距離計算ステップＳ４０）。そして、次のＳ４３の判定ステップでは、距離ＰｓＰｋと距離ＰｓＰａの大小関係を比較し、距離ＰｓＰｋの方が距離ＰｓＰａよりも小さい場合には（ＰｓＰｋ＜ＰｓＰａ）、着目位置ＰｍのＺ座標を上方へ変更すれば、計測位置Ｐｋが据え付け目標位置Ｐａに近づくと判定する。よって、Ｓ４５の第１更新ステップへと移行して、着目位置ＰｍのＸＹ座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に維持したまま、着目位置ＰｍのＺ座標（Ｚｍ）をΔＺだけ増やして更新する。例えば、図５Ａの例では、更新前の着目位置Ｐｍの位置座標がＰａ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）であるので、更新後の着目位置Ｐｍの位置座標は、図５Ｂのように（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ＋ΔＺ）になる。なお、ΔＺは、予め定められた固定値である。
【００４７】
一方、上述とは逆に、Ｓ４３のステップにおいて、距離ＰｓＰｋの方が距離ＰｓＰａよりも大きい場合には（ＰｓＰｋ＞ＰｓＰａ）、着目位置ＰｍのＺ座標を下方へ変更すれば、計測位置Ｐｋが据え付け目標位置Ｐａに近づくと判定する。よって、Ｓ４７の第２更新ステップへ移行して、着目位置ＰｍのＸＹ座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に維持したまま、着目位置ＰｍのＺ座標（Ｚｍ）をΔＺだけ減らして更新する。例えば、図７Ａの例のように実床面２Ｒが設計床面２Ｖよりもへこんでいる場合にはＰｓＰｋ＞ＰｓＰａとなるので、同図７Ａのように更新前の着目位置Ｐｍの位置座標がＰａ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）だとすると、更新後の着目位置Ｐｍの位置座標は、図７Ｂのように（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ−ΔＺ）になる。
【００４８】
そうしたら、トータルステーション１０は、前述のＳ２５の計測位置座標算出ステップに戻り、この更新された着目位置Ｐｍの位置座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚｍ）に基づいて再度計測用光を投光して更新後の計測位置Ｐｋの位置座標（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）を算出し、以上をもって、計測位置Ｐｋの移動が達成される（図５Ｂ、図６Ｂ）。
【００４９】
以降、前述と同様に、一致判定ステップＳ３０へ移行する。そして、この一致判定ステップＳ３０の条件が満たされるまで、上述のＳ４０、Ｓ４３、Ｓ４５（又はＳ４７）のサブルーチン、及びＳ２５の計測位置座標算出ステップを順次繰り返す。そして、条件を満たした場合には、Ｓ５０の据え付け対象位置指示ステップへ移行して、図８に示すように、最終的に求まった計測位置Ｐｋ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚｃ）を据え付け対象位置Ｐｃとして、同位置Ｐｃに向けて指示光を投光し、これにより、実床面２Ｒ上の据え付け対象位置Ｐｃには指示光のスポットが形成されて指し示され、これにて墨出し処理は終了する。ちなみに、Ｓ２５の計測位置座標算出ステップは、請求項の「計測動作」に相当する。
【００５０】
ところで、上述の「据え付け対象位置指示ステップＳ５０においては、上述の据え付け対象位置Ｐｃの指示以外に、更に、図８の高さ方向（上下方向、鉛直方向）に関する実床面２Ｒの施工誤差（請求項の「寸法誤差」に相当）を計算して、その計算結果をトータルステーション１０や携帯端末５０のモニター等に表示しても良い。この施工誤差の計算は、最終的に求まった実床面２Ｒ上の据え付け対象位置ＰｃのＺ座標（Ｚｃ）から、据え付け目標位置ＰａのＺ座標（Ｚａ）を減算してなされる。
【００５１】
また、施工状況によっては、図９のように、トータルステーション１０と、実床面２Ｒ上の据え付け対象位置Ｐｃとの間に障害物８０が位置し、当該障害物８０が計測用光を遮ってしまって、正常に墨出し処理を行えない場合もあり得るが、その場合には、その旨の警報をトータルステーション１０が出すようにしても良い。
【００５２】
詳説すると、このような障害物８０がある場合には、上述の一致判定ステップＳ３０の条件、つまり「計測位置ＰｋのＸＹ座標（Ｘｋ，Ｙｋ）が、据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に一致する」という条件を絶対に満たさなくなる。よって、トータルステーション１０の墨出し処理の開始から所定時間経過しても、墨出し処理を完了しないような場合には、上述の警報を出すようにしても良いし、あるいは、前述の各ステップＳ３０〜Ｓ４７の実行の度にカウント値を一つずつ増やすカウンター機能を、トータルステーション１０に設けておき、カウント値が所定の閾値を超えたら、警報を出すようにしても良い。ちなみに、この警報を聞いた現場作業者は、トータルステーション１０の設置位置Ｐｓを別の位置に変更して障害物８０の影響を無くした後に、上述の墨出し作業を再度行うことになる。
【００５３】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更や改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれるのはいうまでもない。例えば、以下に示すような変形が可能である。
【００５４】
上述の実施形態では、トータルステーション１０の主用途が墨出しであったが、何等これに限るものではなく、場合によっては、その主用途を、図８の実床面２Ｒの高さの施工誤差の取得としても良い。その場合には、最後のＳ５０のステップでは、当該施工誤差をモニター等に表示すべく、施工誤差を計算する。この計算は、実床面２Ｒ上の据え付け対象位置ＰｃのＺ座標（Ｚｃ）と、据え付け目標位置ＰａのＺ座標（Ｚａ）との差（＝Ｚｃ−Ｚａ）を求めることでなされる。但し、この場合には、上述の墨出し用途で必須であった指示光の投光については行わなくても良く、つまり据え付け対象位置Ｐｃの墨出しは行わなくても良い。
【００５５】
上述の実施形態では、実床面２Ｒに墨出しを行う場合を例示したが、何等これに限るものではない。例えば、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、構造体の３Ｄモデルの鉛直な設計壁面４Ｖに基づき施工現場に形成された実際の壁面４Ｒ（以下、実壁面４Ｒと言う）に対して墨出しを行っても良い。そして、その場合には、上述の実施形態の説明において、「床面」を「壁面」に置き換え、ＸＹ座標となっていた平面位置座標を、設計壁面４Ｖを規定するＹＺ座標に置き換え、更に、Ｚ座標となっていた法線位置座標を、設計壁面４Ｖの法線方向となるＸ座標に置き換えて考えれば良い。
【００５６】
すなわち、その場合の墨出し方法について簡単に説明すると、先ず、図１０Ａに示すように、着目位置Ｐｍの平面位置座標たるＹＺ座標（Ｙｍ，Ｚｍ）を、据え付け目標位置Ｐａの平面位置座標たるＹＺ座標（Ｙａ，Ｚａ）に維持しつつ、当該着目位置Ｐｍの法線位置座標たるＸ座標（Ｘｍ）をΔＸずつ変更しながら計測用光を投光することによって、計測位置ＰｋのＹＺ座標（Ｙｋ，Ｚｋ）が据え付け目標位置ＰａのＹＺ座標（Ｙａ，Ｚａ）に一致するような計測位置Ｐｋの位置座標（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）、つまり（Ｘｋ，Ｙａ，Ｚａ）を求める。そして、トータルステーション１０は、図１０Ｂに示すように、この計測位置Ｐｋの位置座標（Ｘｋ，Ｙａ，Ｚａ）に向けて指示光を投光し、これにより、実壁面４Ｒ上における据え付け対象位置Ｐｃが、指示光のスポットで指し示されることになる。
【００５７】
上述の実施形態では、位置座標が既知の二つの基準位置をトータルステーション１０で予め計測し、これら基準位置との相対位置関係に基づいて周囲の任意位置の三次元座標を計測可能としていたが、何等これに限るものではない。例えば、トータルステーション１０がＧＰＳ機能を有し、このＧＰＳ機能に基づいて自身１０の位置座標を取得し、この自身１０の位置座標と、計測用光により計測される計測位置Ｐｋまでの距離と、計測用光の投光方向の水平角度や鉛直角度とに基づいて、計測位置Ｐｋの三次元座標を算出しても良い。
【００５８】
上述の実施形態では、携帯端末５０に格納された３Ｄモデル上で据え付け目標位置Ｐａを指定することにより、トータルステーション１０に据え付け目標位置Ｐａを入力していたが、据え付け目標位置Ｐａの入力は、何等これに限るものではない。例えば、トータルステーション１０が一体に備える適宜な入力画面から、据え付け目標位置Ｐａの三次元座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）を直接入力しても良いし、それ以外の方法で入力しても良い。
【符号の説明】
【００５９】
２Ｒ 実床面（実際の面）、２Ｒｐ 平坦面部分、２Ｖ 設計床面（設計面）、
４Ｒ 実壁面（実際の面）、４Ｖ 設計壁面（設計面）、
１０ トータルステーション（測量計）、
５０ 携帯端末、８０ 障害物、
Ｐａ 据え付け目標位置（目標位置）、
Ｐｃ 据え付け対象位置（目標位置と平面位置に関して対応する位置）、
Ｐｋ 計測位置、Ｐｍ 着目位置、Ｐｓ 設置位置、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、施工現場等においてトータルステーション等の測量計を用いて行う測量方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、施工現場では、トータルステーションによって任意位置の三次元座標の計測が行われている（例えば、特許文献１）。
この計測の際には、先ず計測準備として、トータルステーションを施工現場に据え置くとともに、位置座標が既知の二つの基準位置にプリズムや反射板等の反射部材を置く。そして、反射部材に向けて計測用光を投光し、その反射光の位相差に基づいて各基準位置までの距離を測るとともに、計測用光の投光方向の水平角度や鉛直角度を測る。
そうしたら、位置座標を計測すべき対象位置たる計測位置に、上記の反射部材を置き、トータルステーションから反射部材へ向けて計測用光を投じ、その反射光の位相差に基づいて計測位置までの距離を測るとともに、計測用光の投光方向の水平角度や鉛直角度を測る。そして、これら距離や水平・鉛直角度、上述の基準位置の距離や水平・鉛直角度、及び基準位置の位置座標（既知）などに基づいて幾何学的計算を行うことにより、計測位置の三次元座標を求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２５８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、最近では、反射部材を用いないトータルステーションも使用されている。すなわち、このトータルステーションでは、計測位置に向けて計測用光を投光し、計測位置からの反射光を受光して光の往復時間を計測することで距離を求め、これに前述の水平・鉛直角度などのデータを加味することで、計測位置の三次元座標を求めるようになっている。
【０００５】
また、機種によっては、三次元座標を入力すれば、同三次元座標に対応する位置に向けて、レーザー光などの可視光を指示光として投光して指し示すという墨出し機能も有している。
【０００６】
図１は、この墨出し機能の説明用の概略側面図である。墨出し機能に必要な三次元座標の入力は、例えばトータルステーション１０に通信可能に接続されたタブレットＰＣ等の携帯端末５０から行われる。すなわち、同携帯端末５０内のメモリには、建物等の構造物の３Ｄ（三次元）モデルのデータが格納されており、携帯端末５０上で、この３Ｄモデルに設定された任意位置の座標を目標位置Ｐａ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）として指定すると、トータルステーション１０は、施工現場における実際の目標位置Ｐａに向けて指示光を投光する。そして、３Ｄモデル通りに目標位置Ｐａに正確に対象物が位置している場合には、同位置Ｐａに指示光が当たってそのスポットで同位置Ｐａが指し示されることになる。
【０００７】
ここで、３Ｄモデル上の対象物の位置と、実際に形成された対象物の位置とが異なってしまうことがある。例えば、図１に示すように、対象物としてコンクリート製の床面２Ｒを、３Ｄモデルの床面２Ｖの設計データに基づいて施工現場に実際に形成した場合であっても、当該実際の床面２Ｒは、不陸があったり、その高さが、設計データの床面２Ｖよりも全体的に高かったり低かったりというように施工誤差を有している。
そして、その場合に、３Ｄモデルに基づいて目標位置Ｐａに向けて指示光を投光しても、当該指示光のスポットで指し示される位置Ｐｂは、施工誤差に起因して目標位置Ｐａからずれてしまう。例えば、図１に示すように、実際の床面２Ｒが、３Ｄモデルで規定された設計床面２Ｖよりも高い位置に形成されている場合には、指示光のスポットが指し示す位置Ｐｂ（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）は、目標位置Ｐａよりも高い位置（Ｚｂ＞Ｚａ）であって、しかも同目標位置Ｐａよりも手前の平面位置になってしまう。つまり、高さ位置のみならず、平面位置についてもずれた位置を指し示してしまう。
【０００８】
一方で、実際の施工作業では、三次元位置が正確にわからなくても、床面２Ｒ上における二次元位置（平面位置）が正確にわかれば問題無いということが多い。つまり、３Ｄモデル上の目標位置Ｐａの平面位置（二次元位置）が、実際の床面２Ｒ上において正確に指し示されれば、同平面位置に据え付け対象物を正確に据え置くことができて、墨出し機能としては十分使用できるものとなる。
【０００９】
但し、図１を参照して前述したように、トータルステーション１０に対して単純に目標位置Ｐａの三次元座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）を入力しても、その指示光のスポットによって実際の床面２Ｒに指し示される位置Ｐｂは、同図１に示すように、平面位置に関しても、本来指し示すべき位置Ｐｃ（Ｘａ，Ｙａ）からずれた位置Ｐｂ（Ｘｂ，Ｙｂ）になってしまっている。
【００１０】
つまり、平面位置に関して目標位置Ｐａと対応する実際の床面２Ｒ上の位置Ｐｃ（つまり実際の床面２Ｒ上において目標位置Ｐａと平面位置に関して一致する位置Ｐｃ）を、指示光のスポットで指し示すには、この指し示すべき実際の床面２Ｒ上の位置Ｐｃの三次元座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚｃ）をトータルステーション１０に入力する必要があるが、このとき、Ｚｃは既知ではないので、実際の床面２Ｒ上の位置Ｐｃの三次元座標を入力することができない。
【００１１】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、設計データの目標位置と平面位置に関して対応する位置を、実際の面上において求めることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成するために請求項１に示す発明は、
三次元位置座標を計測可能な測量計を用いることにより、
設計データで規定された設計面に含まれる目標位置と平面位置に関して対応する位置を、前記設計データに基づいて形成される実際の面上において求める測量方法であって、
前記測量計は、着目位置に向けて計測用光を投光し、前記実際の面上において前記計測用光が当たる位置からの反射光を受光することで、前記当たる位置を計測位置としてその位置座標を出力するともに、出力された前記計測位置の位置座標を、前記設計面内の平面位置を規定する平面位置座標と、前記設計面の法線方向の位置を規定する法線位置座標とで示す機能を有し、
前記測量計は、前記着目位置の平面位置座標を前記目標位置の平面位置座標に維持しつつ当該着目位置の法線位置座標を変更しながら前記計測用光を投光することによって、前記計測位置の平面位置座標が前記目標位置の平面位置座標に一致するような前記計測位置を求め、求められた前記計測位置の平面位置座標及び法線位置座標を、前記対応する位置として取得することを特徴とする。
【００１３】
上記請求項１に示す発明によれば、実際の面に不陸が有ったり、設計データで規定される設計面よりも実際の面が法線方向に位置ずれしている場合であっても、設計データの目標位置と平面位置に関して一致する位置を、実際の面上において求めることができる。つまり、平面位置に関して設計データ上の目標位置に対応する位置を、実際の面上において求めることができる。
【００１４】
請求項２に示す発明は、請求項１に記載の測量方法であって、
取得された前記対応する位置の平面位置座標及び法線位置座標に基づいて、前記測量計は、前記実際の面に向けて、指示光としての可視光を投光することを特徴とする。
上記請求項２に示す発明によれば、実際の面上において、設計データの目標位置に対応する位置を視認可能となる。
【００１５】
請求項３に示す発明は、請求項１及び２に記載の測量方法であって、
取得された前記対応する位置の法線位置座標と、前記目標位置の法線位置座標とに基づいて、前記設計面と前記実際の面との間の法線方向の寸法誤差を求めることを特徴とする。
上記請求項３に示す発明によれば、設計データが規定する設計面に対する実際の面の法線方向の寸法誤差を容易に求めることができる。
【００１６】
請求項４に示す発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の測量方法であって、
前記着目位置の法線位置座標の変更は、前記目標位置を始点として行われることを特徴とする。
上記請求項４に示す発明によれば、着目位置の法線位置座標の変更は、目標位置を始点として行われるので、目標位置と平面位置に関して対応する位置を、実際の面上において短時間で求めることができる。
【００１７】
請求項５に示す発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の測量方法であって、
前記計測位置の平面位置座標が、前記目標位置の平面位置座標に一致しない場合には、前記測量計と前記対応する位置との間に、前記計測用光を遮る障害物が存在すると判断することを特徴とする。
上記請求項５に示す発明によれば、今の測量計の設置位置では、目標位置と平面位置に関して対応する実際の面上の位置を求めることが不可能なことを速やかに知ることができる。
【００１８】
請求項６に示す発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の測量方法であって、
前記対応する位置を取得することにおいては、前記計測位置の平面位置座標が前記目標位置の平面位置座標に一致するまで、前記計測位置の平面位置座標及び法線位置座標の計測動作と、前記着目位置の法線位置座標の変更動作と、を繰り返し行い、
前記変更動作の際には、直前に計測された前記計測位置と前記測量計との間の距離を算出し、算出された前記距離に基づいて、前記着目位置の法線位置座標を変更することを特徴とする。
上記請求項６に示す発明によれば、着目位置の法線位置座標の変更動作の際に、法線位置座標の変更を、直前に計測された計測位置と測量計との間の距離に基づいて行う。よって、計測位置の平面位置座標が目標位置と一致するような着目位置を短時間で求めることができて、結果、実際の面上において目標位置に対応する位置を短時間で求めることができる。
【００１９】
請求項７に示す発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の測量方法であって、
前記計測用光は、可視光であることを特徴とする。
上記請求項７に示す発明によれば、計測用光を可視光にしているので、実際の面上において計測用光が当たる位置をスポットで見ることができて、これにより、計測位置を視認可能となる。また、計測中には、着目位置の法線位置座標の変更に基づいて、計測位置に形成される計測用光のスポットも、実際の面上を徐々に動いていくことになるので、この動く様子を観察することで、測量計が正常に動作していることを確認することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、設計データの目標位置と平面位置に関して対応する位置を、実際の面上において求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】参考例の墨出し機能の説明用の概略側面図である。
【図２】本実施形態に係り、施工現場に設置された測量計としてのトータルステーション１０の概略側面図である。
【図３】図３Ａは、計測機能の説明用の概略側面図であり、図３Ｂは、墨出し機能の説明用の概略側面図である
【図４】トータルステーション１０を用いた墨出し方法のフローチャートである。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、設計床面２Ｖよりも上方に突出した施工誤差の部分を有する実床面２Ｒに墨出し処理を行うトータルステーション１０の概略側面図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、施工誤差が無い実床面２Ｒに墨出し処理を行うトータルステーション１０の概略側面図である。
【図７】図７Ａ及び図７Ｂは、設計床面２Ｖよりも下方にへこんだ施工誤差の部分を有する実床面２Ｒに墨出し処理を行うトータルステーション１０の概略側面図である。
【図８】実床面２Ｒに指示光を投光することにより、実床面２Ｒ上に据え付け対象位置Ｐｃを指し示すトータルステーション１０の概略側面図である。
【図９】トータルステーション１０と、実床面２Ｒ上の据え付け対象位置Ｐｃとの間に障害物８０が有る場合の概略側面図である。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは、鉛直な実壁面４Ｒに墨出しを行うトータルステーション１０の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
＝＝＝本実施形態＝＝＝
図２は、施工現場に設置された測量計としてのトータルステーション１０の概略側面図である。
このトータルステーション１０は、施工現場にて墨出し用途で使用される。墨出し対象は、例えばコンクリート打設で施工現場に形成された床面２Ｒである。すなわち、この例では、床面２Ｒの特定位置に、据え付け対象物を据え付けるのであるが、その際、床面２Ｒにおいて据え付けるべき平面位置をトータルステーション１０で指し示す。なお、この床面２Ｒは、請求項の「実際の面」に相当し、以下では「実床面２Ｒ」とも言う。
【００２３】
ここで、設計図等の設計データ上では、床面は例えば全面に亘って水平面をなす床面２Ｖ（請求項の「設計面」に相当）として規定されている。しかし、実床面２Ｒは、施工誤差に起因して不陸等を有し、つまり設計データ上の床面２Ｖたる設計床面２Ｖ通りには形成されていないことが多い。例えば、この例では、図２に示すように、施工誤差に起因して、実床面２Ｒの一部に、設計床面２Ｖよりも高く盛り上がった平坦面部分２Ｒｐを有する。そして、この盛り上がった平坦面部分２Ｒｐに、不図示の据え付け対象物を据え付けるのであるが、その場合にも、少なくとも平面位置（二次元位置）に関しては設計データ通りの正確な墨出しが要求され、本実施形態のトータルステーション１０によれば、それが可能である。
【００２４】
すなわち、図１を参照して前述したように、実床面２Ｒが高さ方向（鉛直方向）に施工誤差を有している場合には、設計データ上の据え付け目標位置Ｐａの位置座標をそのまま従来のトータルステーションに入力しても、実床面２Ｒ上において据え付け対象物を据え付けるべき据え付け対象位置Ｐｃ、つまり平面位置に関して設計データ上の据え付け目標位置Ｐａと対応する位置Ｐｃを、実床面２Ｒ上において正しく指し示すことはできないが、この点につき、本実施形態に係るトータルステーション１０によれば、図２に示すように、実床面２Ｒが高さ方向に施工誤差を有している場合であっても、平面位置が据え付け目標位置Ｐａと一致する位置たる据え付け対象位置Ｐｃを、実床面２Ｒ上において速やかに求めて正確に指し示すことができる。以下、詳説する。
【００２５】
＜＜＜トータルステーション１０について＞＞＞
トータルステーション１０は、任意位置の三次元座標を計測する計測機能と、携帯端末５０等の外部機器から入力された三次元座標に基づいて、指示光としての可視レーザー光を投光する墨出し機能と、を有する。
【００２６】
図３Ａは、計測機能の説明用の概略側面図である。
この計測機能に係る任意位置の三次元座標の計測は、次のようにして行われる。先ず、トータルステーション１０は、計測すべき対象位置たる計測位置Ｐｋに向けて計測用光としてレーザー光を投光するとともに、計測位置Ｐｋから反射光を受光する。そして、この計測用光の往復時間に基づいてトータルステーション１０から計測位置Ｐｋまでの距離を算出し、またこれと同時並行で、計測用光の投光方向の水平角度や鉛直角度を計測する。
【００２７】
そうしたら、計測された距離、水平角度、及び鉛直角度のデータと、予め取得済みの基準位置（不図示）のデータ（トータルステーション１０から基準位置までの距離、基準位置への投光方向の水平角度と鉛直角度、基準位置の位置座標（既知の三次元座標））とに基づいて幾何学的計算を行うことにより、トータルステーション１０は、計測位置Ｐｋの三次元座標（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）を算出する。
【００２８】
なお、基準位置のデータの取得方法は、背景技術のところで説明した内容と概ね同じであるので、ここでは相違点についてのみ述べると、反射板を用いずに、計測位置Ｐｋからの反射光を直接受光する点、及び、距離の算出を、計測用光の位相差に基づかずに、計測用光の往復時間に基づいて行う点で相違する。
【００２９】
図３Ｂは、墨出し機能の説明用の概略側面図である。
墨出し機能は、外部機器５０等から入力された据え付け目標位置Ｐａの位置座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）のデータに基づいて、平面位置（Ｘ，Ｙ）が据え付け目標位置Ｐａと一致する位置たる据え付け対象位置Ｐｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）、つまり位置Ｐｃ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚｃ）を、実床面２Ｒ上において求めて、同位置Ｐｃに向けて、指示光としての赤色可視レーザー光を投光する機能である。なお、これについては後述する。
【００３０】
ちなみに、この墨出し処理中には、トータルステーション１０は、上述の計測機能も使用するが、ここで、この計測に供する前述の計測用光（図３Ａ）に対して、上記指示光に係る赤色可視レーザー光を兼用しても良い。そして、そのようにすれば、この墨出し処理のために計測中の計測用光のスポットが、実床面２Ｒ上に現れるようになり、このスポットの様子を観察することで正常に処理中であるか否かを確認することができる。
【００３１】
かかる機能を有するトータルステーション１０には、図３Ａや図３Ｂに示すように、外部機器５０としての携帯端末５０が通信可能に接続されている。この携帯端末５０は、例えば、タブレットＰＣ、ＰＤＡ、スマートフォン、携帯電話などであり、総じて言えば、ＣＰＵとメモリとを有したコンピュータである。そして、メモリには、施工現場に構築すべき構造体の３Ｄモデルが予め記録・格納されており、構造体の各部位には、それぞれ３次元の位置座標が対応付けられている。すなわち、前述の設計床面２Ｖもこの構造体の３Ｄモデルの一部であり、よって、この設計床面２Ｖにも位置座標が対応付けられて上記メモリに格納されている。
ここで、位置座標は、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）からなる三次元直交座標系で表されている。そして、ＸＹ座標で、設計床面２Ｖ内の任意の平面位置（二次元位置）を規定する一方、Ｚ座標で、設計床面２Ｖの法線方向の任意の位置を規定するようになっている。すなわち、前者のＸＹ座標（Ｘ，Ｙ）が、請求項の「平面位置座標」に相当し、後者のＺ座標（Ｚ）が、請求項の「法線位置座標」に相当する。
【００３２】
＜＜＜トータルステーション１０による墨出し方法について＞＞＞
図４は、トータルステーション１０を用いた墨出し方法のフローチャートである。また、図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ、トータルステーション１０の墨出し処理の様子を示す概略側面図である。
【００３３】
先ず、墨出し処理前の準備ステップＳ１０として、図５Ａに示すように、トータルステーション１０を施工現場の適宜な設置位置Ｐｓに設置する。例えば実床面２Ｒの略全面が見渡せる位置Ｐｓであって、且つ実床面２Ｒよりも鉛直方向に所定高さだけ高い位置Ｐｓなどに、トータルステーション１０を設置する。
【００３４】
次に、同準備ステップＳ１０として、トータルステーション１０は、自身の位置座標Ｐｓ（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を計測して取得する。この計測は、次のようにしてなされる。先ず、位置座標が既知の二つの基準位置（不図示）に向けて計測用光を投光することにより、前述したようにトータルステーション１０と各基準位置との距離、及び各投光方向の水平角度や鉛直角度を計測し、そして、これらのデータに、基準位置の既知の三次元座標を加味しながらトータルステーション１０の設置位置Ｐｓの座標（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を計算し、これにより同座標（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）のデータを取得する。
【００３５】
ちなみに、この自身の位置座標Ｐｓ（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）の取得に伴って、上述のように、トータルステーション１０は基準位置のデータも取得することになるので、以降、当該基準位置のデータを用いることにより、トータルステーション１０はその周囲の任意位置の三次元座標を、ＸＹＺの直交座標系で計測可能な状態になる。つまり、計測機能を使用可能な状態になる。
【００３６】
そうしたら、トータルステーション１０に墨出し処理を行わせるべく、現場作業者は、携帯端末５０に格納された構造体の３Ｄモデル上で、設計床面２Ｖに設定された据え付け目標位置Ｐａを指定し、これにより、同位置Ｐａの位置座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）のデータを、トータルステーション１０へ送信する。そして、このデータの受信（据え付け目標位置データ受信ステップＳ１５）をトリガーとして、トータルステーション１０は、以下の墨出し処理を開始する。
ちなみに、この例では、墨出し処理は、トータルステーション１０により全自動で行われる。すなわち、トータルステーション１０は、制御部としてのコンピュータを内蔵しており、適宜な制御プログラムに従ってコンピュータのＣＰＵがトータルステーションの各種構成部を制御して、以下の墨出し処理を実行する。
【００３７】
先ず、トータルステーション１０は、受信した据え付け目標位置Ｐａを、計測用の着目位置Ｐｍとして設定する（着目位置設定ステップＳ２０）。
そうしたら、図５Ａに示すように、この着目位置Ｐｍに向けて計測用光を投光し、実床面２Ｒ上において計測用光が当たる位置Ｐｋからの反射光を受光することで、当該当たる位置Ｐｋを計測位置Ｐｋとしてその位置座標（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）を算出する（計測位置座標算出ステップＳ２５）。
【００３８】
次に、計測位置ＰｋのＸＹ座標（Ｘｋ，Ｙｋ）が、据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に一致しているか否かを判定する（一致判定ステップＳ３０）。ここで、計測位置Ｐｋは、実床面２Ｒ上の位置である。よって、上述の条件を満たしている場合には、今の計測位置Ｐｋは、据え付け目標位置Ｐａと平面位置（Ｘ，Ｙ）に関して一致する実床面２Ｒ上の位置に該当していることになり、つまり、同位置Ｐｋが、実床面２Ｒ上の据え付け対象位置Ｐｃとして指し示されるべき位置Ｐｃである。
【００３９】
例えば、図５Ａの例では、実床面２Ｒの施工誤差に起因して、計測位置ＰｋのＸＹ座標（Ｘｋ，Ｙｋ）が、据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に一致していないので、上述の条件を満たしていないが、仮に図６Ａに示すように、実床面２Ｒが施工誤差無く設計床面２Ｖ通りに形成されている場合には、同図６Ａに示すように、計測位置ＰｋのＸＹ座標（Ｘｋ，Ｙｋ）が、据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に一致し、つまり上述の条件を満たすことになる。
【００４０】
よって、その場合には、トータルステーション１０は、次の据え付け対象位置指示ステップＳ５０へ移行して、図６Ｂに示すように、この計測位置Ｐｋの位置座標（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）、つまり位置座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚｋ）を据え付け対象位置Ｐｃの位置座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）として、同位置Ｐｃへ向けて赤色可視の指示光を投光する。これにより、実床面２Ｒには、指示光のスポットで据え付け対象位置Ｐｃが表示され、これにて墨出し処理は終了する。
【００４１】
ちなみに、上述の「一致しているか否かの判定」は、当然ながら、完全一致でなくても良い。つまり、図５Ａの計測位置ＰｋのＸＹ座標（Ｘｋ，Ｙｋ）が、据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）の所定範囲内に入っているか否かで、判定しても良い。つまり、Ｘａ−ΔＸ１≦Ｘｋ≦Ｘａ＋ΔＸ１、及び、Ｙａ−ΔＹ１≦Ｙｋ≦Ｙａ＋ΔＹ１の条件を満たしているか否かで、判定しても良い。なお、ΔＸ１及びΔＹ１は、それぞれ予め定められた固定値である。
【００４２】
また、更に言えば、上述のようにＸ座標の値やＹ座標の値で「一致しているか否かの判定」を行うのではなく、図５Ａのトータルステーション１０の設置位置Ｐｓから計測位置Ｐｋまでの距離ＰｓＰｋのＸＹ方向成分αと、トータルステーション１０の設置位置Ｐｓから据え付け目標位置Ｐａまでの距離ＰｓＰａのＸＹ方向成分βとの差分（α−β）が所定範囲内に入っているか否かで、判定しても良い。つまり、−δ１＜α−β＜δ１の条件を満たしているか否かで、判定しても良い。なお、δ１は、予め定められた固定値である。
【００４３】
一方、上述の一致判定ステップＳ３０において、計測位置Ｐｋが条件を満たしていない場合には、今の計測位置Ｐｋは、未だ据え付け目標位置Ｐａから離れていると判断する（図５Ａ）。そして、ステップＳ４０〜Ｓ４７のサブルーチンへ移行して、計測位置Ｐｋを、据え付け目標位置Ｐａに近づくように移動する（図５Ｂ）。この計測位置Ｐｋの移動は、以下のようにしてなされる。なお、このサブルーチンＳ４０〜Ｓ４７は、請求項の「着目位置の法線位置座標の変更動作」に相当する。
【００４４】
以下、このサブルーチンＳ４０〜Ｓ４７について説明するが、その前に、計測位置Ｐｋの移動は、何によってなされるかについて（つまり、計測位置Ｐｋの移動の基本的な考え方について）説明する。この計測位置Ｐｋの移動は、前述の着目位置Ｐｍの移動によってなされる。すなわち、計測用光は、着目位置Ｐｍの位置座標（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）に向けて投じられているので、着目位置Ｐｍを変更すれば、計測用光の実床面２Ｒ上で当たった位置であるところの計測位置Ｐｋも移動する。ここで、この着目位置Ｐｍの変更は、そのＸＹ座標を据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に維持しながら、Ｚ座標のみが変更されることでなされる。これにより、ＸＹ座標が据え付け目標位置Ｐａと一致する位置を、実床面２Ｒ上において効率良く見つけることができる。
【００４５】
但し、着目位置Ｐｍの変更の方向は、上下の二方向が存在する。そのため、上記サブルーチンにおける最初の方のステップＳ４０，Ｓ４３には、計測位置Ｐｋが据え付け目標位置Ｐａに近づくような方向に、着目位置Ｐｍの変更の方向を決めるためのステップＳ４０、Ｓ４３が設けられている。
【００４６】
すなわち、先ず、最初のステップＳ４０では、トータルステーション１０の設置位置Ｐｓと計測位置Ｐｋとの間の距離ＰｓＰｋを計算し、また、トータルステーション１０の設置位置Ｐｓと据え付け目標位置Ｐａとの間の距離ＰｓＰａを計算する（距離計算ステップＳ４０）。そして、次のＳ４３の判定ステップでは、距離ＰｓＰｋと距離ＰｓＰａの大小関係を比較し、距離ＰｓＰｋの方が距離ＰｓＰａよりも小さい場合には（ＰｓＰｋ＜ＰｓＰａ）、着目位置ＰｍのＺ座標を上方へ変更すれば、計測位置Ｐｋが据え付け目標位置Ｐａに近づくと判定する。よって、Ｓ４５の第１更新ステップへと移行して、着目位置ＰｍのＸＹ座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に維持したまま、着目位置ＰｍのＺ座標（Ｚｍ）をΔＺだけ増やして更新する。例えば、図５Ａの例では、更新前の着目位置Ｐｍの位置座標がＰａ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）であるので、更新後の着目位置Ｐｍの位置座標は、図５Ｂのように（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ＋ΔＺ）になる。なお、ΔＺは、予め定められた固定値である。
【００４７】
一方、上述とは逆に、Ｓ４３のステップにおいて、距離ＰｓＰｋの方が距離ＰｓＰａよりも大きい場合には（ＰｓＰｋ＞ＰｓＰａ）、着目位置ＰｍのＺ座標を下方へ変更すれば、計測位置Ｐｋが据え付け目標位置Ｐａに近づくと判定する。よって、Ｓ４７の第２更新ステップへ移行して、着目位置ＰｍのＸＹ座標（Ｘｍ，Ｙｍ）を据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に維持したまま、着目位置ＰｍのＺ座標（Ｚｍ）をΔＺだけ減らして更新する。例えば、図７Ａの例のように実床面２Ｒが設計床面２Ｖよりもへこんでいる場合にはＰｓＰｋ＞ＰｓＰａとなるので、同図７Ａのように更新前の着目位置Ｐｍの位置座標がＰａ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）だとすると、更新後の着目位置Ｐｍの位置座標は、図７Ｂのように（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ−ΔＺ）になる。
【００４８】
そうしたら、トータルステーション１０は、前述のＳ２５の計測位置座標算出ステップに戻り、この更新された着目位置Ｐｍの位置座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚｍ）に基づいて再度計測用光を投光して更新後の計測位置Ｐｋの位置座標（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）を算出し、以上をもって、計測位置Ｐｋの移動が達成される（図５Ｂ、図６Ｂ）。
【００４９】
以降、前述と同様に、一致判定ステップＳ３０へ移行する。そして、この一致判定ステップＳ３０の条件が満たされるまで、上述のＳ４０、Ｓ４３、Ｓ４５（又はＳ４７）のサブルーチン、及びＳ２５の計測位置座標算出ステップを順次繰り返す。そして、条件を満たした場合には、Ｓ５０の据え付け対象位置指示ステップへ移行して、図８に示すように、最終的に求まった計測位置Ｐｋ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚｃ）を据え付け対象位置Ｐｃとして、同位置Ｐｃに向けて指示光を投光し、これにより、実床面２Ｒ上の据え付け対象位置Ｐｃには指示光のスポットが形成されて指し示され、これにて墨出し処理は終了する。ちなみに、Ｓ２５の計測位置座標算出ステップは、請求項の「計測動作」に相当する。
【００５０】
ところで、上述の「据え付け対象位置指示ステップＳ５０においては、上述の据え付け対象位置Ｐｃの指示以外に、更に、図８の高さ方向（上下方向、鉛直方向）に関する実床面２Ｒの施工誤差（請求項の「寸法誤差」に相当）を計算して、その計算結果をトータルステーション１０や携帯端末５０のモニター等に表示しても良い。この施工誤差の計算は、最終的に求まった実床面２Ｒ上の据え付け対象位置ＰｃのＺ座標（Ｚｃ）から、据え付け目標位置ＰａのＺ座標（Ｚａ）を減算してなされる。
【００５１】
また、施工状況によっては、図９のように、トータルステーション１０と、実床面２Ｒ上の据え付け対象位置Ｐｃとの間に障害物８０が位置し、当該障害物８０が計測用光を遮ってしまって、正常に墨出し処理を行えない場合もあり得るが、その場合には、その旨の警報をトータルステーション１０が出すようにしても良い。
【００５２】
詳説すると、このような障害物８０がある場合には、上述の一致判定ステップＳ３０の条件、つまり「計測位置ＰｋのＸＹ座標（Ｘｋ，Ｙｋ）が、据え付け目標位置ＰａのＸＹ座標（Ｘａ，Ｙａ）に一致する」という条件を絶対に満たさなくなる。よって、トータルステーション１０の墨出し処理の開始から所定時間経過しても、墨出し処理を完了しないような場合には、上述の警報を出すようにしても良いし、あるいは、前述の各ステップＳ３０〜Ｓ４７の実行の度にカウント値を一つずつ増やすカウンター機能を、トータルステーション１０に設けておき、カウント値が所定の閾値を超えたら、警報を出すようにしても良い。ちなみに、この警報を聞いた現場作業者は、トータルステーション１０の設置位置Ｐｓを別の位置に変更して障害物８０の影響を無くした後に、上述の墨出し作業を再度行うことになる。
【００５３】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更や改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれるのはいうまでもない。例えば、以下に示すような変形が可能である。
【００５４】
上述の実施形態では、トータルステーション１０の主用途が墨出しであったが、何等これに限るものではなく、場合によっては、その主用途を、図８の実床面２Ｒの高さの施工誤差の取得としても良い。その場合には、最後のＳ５０のステップでは、当該施工誤差をモニター等に表示すべく、施工誤差を計算する。この計算は、実床面２Ｒ上の据え付け対象位置ＰｃのＺ座標（Ｚｃ）と、据え付け目標位置ＰａのＺ座標（Ｚａ）との差（＝Ｚｃ−Ｚａ）を求めることでなされる。但し、この場合には、上述の墨出し用途で必須であった指示光の投光については行わなくても良く、つまり据え付け対象位置Ｐｃの墨出しは行わなくても良い。
【００５５】
上述の実施形態では、実床面２Ｒに墨出しを行う場合を例示したが、何等これに限るものではない。例えば、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、構造体の３Ｄモデルの鉛直な設計壁面４Ｖに基づき施工現場に形成された実際の壁面４Ｒ（以下、実壁面４Ｒと言う）に対して墨出しを行っても良い。そして、その場合には、上述の実施形態の説明において、「床面」を「壁面」に置き換え、ＸＹ座標となっていた平面位置座標を、設計壁面４Ｖを規定するＹＺ座標に置き換え、更に、Ｚ座標となっていた法線位置座標を、設計壁面４Ｖの法線方向となるＸ座標に置き換えて考えれば良い。
【００５６】
すなわち、その場合の墨出し方法について簡単に説明すると、先ず、図１０Ａに示すように、着目位置Ｐｍの平面位置座標たるＹＺ座標（Ｙｍ，Ｚｍ）を、据え付け目標位置Ｐａの平面位置座標たるＹＺ座標（Ｙａ，Ｚａ）に維持しつつ、当該着目位置Ｐｍの法線位置座標たるＸ座標（Ｘｍ）をΔＸずつ変更しながら計測用光を投光することによって、計測位置ＰｋのＹＺ座標（Ｙｋ，Ｚｋ）が据え付け目標位置ＰａのＹＺ座標（Ｙａ，Ｚａ）に一致するような計測位置Ｐｋの位置座標（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）、つまり（Ｘｋ，Ｙａ，Ｚａ）を求める。そして、トータルステーション１０は、図１０Ｂに示すように、この計測位置Ｐｋの位置座標（Ｘｋ，Ｙａ，Ｚａ）に向けて指示光を投光し、これにより、実壁面４Ｒ上における据え付け対象位置Ｐｃが、指示光のスポットで指し示されることになる。
【００５７】
上述の実施形態では、位置座標が既知の二つの基準位置をトータルステーション１０で予め計測し、これら基準位置との相対位置関係に基づいて周囲の任意位置の三次元座標を計測可能としていたが、何等これに限るものではない。例えば、トータルステーション１０がＧＰＳ機能を有し、このＧＰＳ機能に基づいて自身１０の位置座標を取得し、この自身１０の位置座標と、計測用光により計測される計測位置Ｐｋまでの距離と、計測用光の投光方向の水平角度や鉛直角度とに基づいて、計測位置Ｐｋの三次元座標を算出しても良い。
【００５８】
上述の実施形態では、携帯端末５０に格納された３Ｄモデル上で据え付け目標位置Ｐａを指定することにより、トータルステーション１０に据え付け目標位置Ｐａを入力していたが、据え付け目標位置Ｐａの入力は、何等これに限るものではない。例えば、トータルステーション１０が一体に備える適宜な入力画面から、据え付け目標位置Ｐａの三次元座標（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）を直接入力しても良いし、それ以外の方法で入力しても良い。
【符号の説明】
【００５９】
２Ｒ 実床面（実際の面）、２Ｒｐ 平坦面部分、２Ｖ 設計床面（設計面）、
４Ｒ 実壁面（実際の面）、４Ｖ 設計壁面（設計面）、
１０ トータルステーション（測量計）、
５０ 携帯端末、８０ 障害物、
Ｐａ 据え付け目標位置（目標位置）、
Ｐｃ 据え付け対象位置（目標位置と平面位置に関して対応する位置）、
Ｐｋ 計測位置、Ｐｍ 着目位置、Ｐｓ 設置位置、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元位置座標を計測可能な測量計を用いることにより、
設計データで規定された設計面に含まれる目標位置と平面位置に関して対応する位置を、前記設計データに基づいて形成される実際の面上において求める測量方法であって、
前記測量計は、着目位置に向けて計測用光を投光し、前記実際の面上において前記計測用光が当たる位置からの反射光を受光することで、前記当たる位置を計測位置としてその位置座標を出力するともに、出力された前記計測位置の位置座標を、前記設計面内の平面位置を規定する平面位置座標と、前記設計面の法線方向の位置を規定する法線位置座標とで示す機能を有し、
前記測量計は、前記着目位置の平面位置座標を前記目標位置の平面位置座標に維持しつつ当該着目位置の法線位置座標を変更しながら前記計測用光を投光することによって、前記計測位置の平面位置座標が前記目標位置の平面位置座標に一致するような前記計測位置を求め、求められた前記計測位置の平面位置座標及び法線位置座標を、前記対応する位置として取得することを特徴とする測量方法。
【請求項２】
請求項１に記載の測量方法であって、
取得された前記対応する位置の平面位置座標及び法線位置座標に基づいて、前記測量計は、前記実際の面に向けて、指示光としての可視光を投光することを特徴とする測量方法。
【請求項３】
請求項１及び２に記載の測量方法であって、
取得された前記対応する位置の法線位置座標と、前記目標位置の法線位置座標とに基づいて、前記設計面と前記実際の面との間の法線方向の寸法誤差を求めることを特徴とする測量方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の測量方法であって、
前記着目位置の法線位置座標の変更は、前記目標位置を始点として行われることを特徴とする測量方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の測量方法であって、
前記計測位置の平面位置座標が、前記目標位置の平面位置座標に一致しない場合には、前記測量計と前記対応する位置との間に、前記計測用光を遮る障害物が存在すると判断することを特徴とする測量方法。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の測量方法であって、
前記対応する位置を取得することにおいては、前記計測位置の平面位置座標が前記目標位置の平面位置座標に一致するまで、前記計測位置の平面位置座標及び法線位置座標の計測動作と、前記着目位置の法線位置座標の変更動作と、を繰り返し行い、
前記変更動作の際には、直前に計測された前記計測位置と前記測量計との間の距離を算出し、算出された前記距離に基づいて、前記着目位置の法線位置座標を変更することを特徴とする測量方法。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の測量方法であって、
前記計測用光は、可視光であることを特徴とする測量方法。
【請求項１】
三次元位置座標を計測可能な測量計を用いることにより、
設計データで規定された設計面に含まれる目標位置と平面位置に関して対応する位置を、前記設計データに基づいて形成される実際の面上において求める測量方法であって、
前記測量計は、着目位置に向けて計測用光を投光し、前記実際の面上において前記計測用光が当たる位置からの反射光を受光することで、前記当たる位置を計測位置としてその位置座標を出力するともに、出力された前記計測位置の位置座標を、前記設計面内の平面位置を規定する平面位置座標と、前記設計面の法線方向の位置を規定する法線位置座標とで示す機能を有し、
前記測量計は、前記着目位置の平面位置座標を前記目標位置の平面位置座標に維持しつつ当該着目位置の法線位置座標を変更しながら前記計測用光を投光することによって、前記計測位置の平面位置座標が前記目標位置の平面位置座標に一致するような前記計測位置を求め、求められた前記計測位置の平面位置座標及び法線位置座標を、前記対応する位置として取得することを特徴とする測量方法。
【請求項２】
請求項１に記載の測量方法であって、
取得された前記対応する位置の平面位置座標及び法線位置座標に基づいて、前記測量計は、前記実際の面に向けて、指示光としての可視光を投光することを特徴とする測量方法。
【請求項３】
請求項１及び２に記載の測量方法であって、
取得された前記対応する位置の法線位置座標と、前記目標位置の法線位置座標とに基づいて、前記設計面と前記実際の面との間の法線方向の寸法誤差を求めることを特徴とする測量方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の測量方法であって、
前記着目位置の法線位置座標の変更は、前記目標位置を始点として行われることを特徴とする測量方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の測量方法であって、
前記計測位置の平面位置座標が、前記目標位置の平面位置座標に一致しない場合には、前記測量計と前記対応する位置との間に、前記計測用光を遮る障害物が存在すると判断することを特徴とする測量方法。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の測量方法であって、
前記対応する位置を取得することにおいては、前記計測位置の平面位置座標が前記目標位置の平面位置座標に一致するまで、前記計測位置の平面位置座標及び法線位置座標の計測動作と、前記着目位置の法線位置座標の変更動作と、を繰り返し行い、
前記変更動作の際には、直前に計測された前記計測位置と前記測量計との間の距離を算出し、算出された前記距離に基づいて、前記着目位置の法線位置座標を変更することを特徴とする測量方法。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の測量方法であって、
前記計測用光は、可視光であることを特徴とする測量方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−３２９８３（Ｐ２０１３−３２９８３Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６９４５０（Ｐ２０１１−１６９４５０）
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
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