JP3144710B2

JP3144710B2 - 位置計測作図装置

Info

Publication number: JP3144710B2
Application number: JP21450892A
Authority: JP
Inventors: 島滋小; 村和雄牧
Original assignee: 富士写真光機株式会社
Priority date: 1992-07-20
Filing date: 1992-07-20
Publication date: 2001-03-12
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: JPH0634368A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、交通事故の現場など
に配された所定の対象物の位置座標を計測して現場見取
図たる平面図を作成する位置計測作図装置に関する。

【従来の技術】

【０００２】交通事故が発生した場合には、事故調査の
ために現場状況を把握する必要があり、警察官が実況検
分を行って調書を作成し、その一部として、関係対象物
間の距離や周辺の位置関係を明確にした図17に示すよう
な現場見取図（平面図）が作成される。

【０００３】このような現場見取図を作成する場合に、
従来では調査する者が巻尺を用いて関係対象物間の距離
を直接計測し、その計測結果を用いて平面図を作成して
いる。しかし、巻尺での計測は人手を要するとともに、
計測のために交通を長時間遮断して作業する必要がある
場合があり、交通量の多い現場では交通渋滞の原因とな
ったり、作業者が側方を通過する車両に衝突されたりす
る危険を伴う。このため、路上での作業時間を極力短縮
する必要がある。

【０００４】そこで、本出願人は、操作が簡単であり、
交通事故現場での計測作業を極力短時間で行えるととも
に、事故現場において現場見取図を作成することによ
り、事故現場と完成された現場見取図との照合を迅速、
かつ容易に行うことができる位置計測作図装置を提案し
た（特開平２−２８１３８０号）。当該出願に係る発明
は、テレビカメラなどの撮影手段で予め事故現場などに
おける所望の位置に配したターゲット（またはマーカ
ー）を捕捉しこれを撮影しながら、撮影された画像を表
示する画像表示手段上でカーソルなどの指示手段によっ
て該ターゲットの方向に撮影手段および位置検出手段な
どから構成される計測ヘッドを指向させ、該ターゲット
までの基準位置からの距離や角度を位置検出手段で検出
してその座標を算出し、該算出された座標に基づいて現
場見取図を作成するようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、交通事故の
現場となる場所は見通しの悪い交差点などである場合が
多く、このような場所では、上記撮影手段や位置検出手
段を１箇所に固定したままの状態では、交通事故や現場
に関係する関係対象物の全てについて位置を計測するこ
とができない場合がある。このような場合には複数の位
置計測作図装置を用いたり、１つの位置計測作図装置を
その設定位置を変更して適宜な角度から関係対象物の位
置を計測する必要がある。

【０００６】同じ事故現場における関係対象物の位置を
複数の位置から計測したり、同一の現場で過去に交通事
故が発生している場合などには、ひとつの位置計測作図
装置で計測され演算されて作成された平面図に、他の位
置計測作図装置によって計測されたデータを重ね合わせ
るようにすれば、当該事故現場の現場見取図の作成を迅
速に行えるとともに、計測作業を簡略にできるので有利
である。

【０００７】そこで、この発明は、ひとつの位置計測作
図装置で計測し演算されて作成された平面図に関するデ
ータと、同一現場に関して他の位置計測作図装置で計測
して取得されたデータとに互換性を具備させて、データ
の利用を図ることにより、迅速に作図することができる
位置計測作図装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を解決
するための手段として、この発明に係わる位置計測作図
装置は、反射体を備え測定対象物位置に設置されるター
ゲットと、該ターゲットの反射体に向けて投光する発光
部及び前記反射体からの反射光を受光捕捉することによ
り該ターゲットまでの距離とその方向を計測して該ター
ゲットの空間座標を検出する位置検出手段とを備え、該
位置検出手段によって多数のターゲット位置に関して検
出された多数の空間座標から平面図を作成する位置計測
作図装置において、前記位置計測作図装置の位置検出手
段の設置位置を空間座標の第１原点とし、該第１原点位
置から座標の基準点となる少なくとも２点を含む関係対
象物の座標を計測し算出した第１座標と、前記位置検出
手段を前記設置位置とは異なる位置に設置し、その位置
を空間座標の第２原点とし、該第２原点位置から前記第
１座標における基準点となる少なくとも２点を含む関係
対象物の座標を計測し算出した第２座標とを、前記各原
点のいずれか一方を水平面内で回転させ、且つ、前記第
１座標と第２座標における前記基準点を合致させて合成
して前記平面図を作成する演算手段を設けたことを特徴
としている。ここで、もちろん位置計測作図装置は必ず
しも同時に複数台必要ではなく、同じ装置を適宜位置を
移動して複数の場合と等しく使用可能であることはいう
までもない。また、前記基準点を合致させる作業に先立
って、前記第１座標と第２座標とから各別に前記基準点
間の距離を算出して比較することを特徴としている。な
お、各座標から算出した基準点間距離が許容誤差内にあ
ってほぼ等しいと判断される場合に基準点を合致させる
作業を行ない、ほぼ等しいと判断されない場合には、第
１座標と第２座標のいずれか一方の計測を再度行なうこ
とになる。

【０００９】

【作用】例えば、この位置計測作図装置を交通事故現場
の現場見取図の作成に供するものとする。事故現場の適
宜な位置に位置計測作図装置を設定し、所定の関係対象
物の座標（第１座標）を計測してデータを取得する（１
回目測定）。そして、当該ひとつの位置に位置計測作図
装置を設定したままでは関係対象物の全てについて座標
のデータを取得できない場合には、該位置計測作図装置
を捕捉できなかった対象物を捕捉できる位置に移動させ
て設定する。

【００１０】次いで、１回目測定で測定された電柱や道
路標識、街灯などの対象物の座標（基準点）を含む関係
対象物の座標を計測する（２回目測定）。この基準点
を、１回目測定において計測された座標（第１座標）の
当該位置に重ね合わせれば、２回目測定で計測された対
象物座標は、１回目測定で計測された座標系における座
標として算出される。

【００１１】したがって、上記２回目測定で取得された
各関係対象物の座標を、１回目測定の座標系に変換でき
る。また、１回目、２回目測定でも測定できない対象物
があった場合、更に新たな別の位置に該位置計測作図装
置を移動し計測、座標変換することにより、複数の位置
計測作図装置で取得された対象物の座標を共通の座標系
に変換でき、ひとつの現場見取図として作成することが
できる。しかも、１回目と２回目の測定で得られた基準
点間の距離が等しい場合に座標変換するようにすれば、
ほぼ正確な現場見取図を作成することができる。

【００１２】

【実施例】以下、図示した実施例に基づいて、この発明
に係る位置計測作図装置を具体的に説明する。

【００１３】図８はこの発明に係る位置計測作図装置の
目標となるターゲット２をポール１に止着した状態を示
す斜視図で、ポール１にはターゲット２が止着されてい
る。また、このポール１の両端部は先鋭に形成されて石
突部3a、3bとしてあり、計測すべき位置を指示する際に
は、該石突部3a、3bの一方を、地面や路面などの位置を
計測すべき部位に突き立てて、該ポール１を立てた状態
にする。そして、後述する位置検出手段から発せられた
距離測定用の光（測距光）は、これらターゲット２で所
定の方向に反射される。

【００１４】図９は、この位置検出手段４とターゲット
２の概略の構成を示している。該ターゲット２はＬＥＤ
などからなる捕捉発光部としての光源21およびコーナキ
ューブなどの反射体22とからなり、該ターゲット２に入
射した光は該反射体22で所定の方向に反射する。また、
光源21は図10（ａ）に示すように、この反射体22を囲ん
で円形状に配設されているとともに、反射体22の中央部
にも光源21が配設されている。このように中央部にも光
源21を配設すれば、近距離計測時に円形状光源21の像が
相対的に大きくなり、後述する４分割受光素子が円形状
に配設された光源21の像の内側に入ってしまい、光源21
からの捕捉光が受光素子に入射しなくなるということが
なくなり、制御性を向上させることができる。

【００１５】上記位置検出手段４には、図９に示すよう
に、距離測定用発光部としての測距用発光素子4aと受光
部としての測距用受光素子4bとが備えられており、該発
光素子4aからターゲット２に向けて発せられた測距光が
反射体22で反射して、受光素子4bで捕捉されるようにし
てある。測距用発光素子4aで発せられた光はビームスプ
リッタ4cを透過し、ビームスプリッタ4dによってほぼ直
角方向に反射してターゲット２に投光される。そして、
該ターゲット２からの反射光はビームスプリッタ4dで反
射し、さらにビームスプリッタ4cで反射して測距用受光
素子4bに入射するようにしてある。上記ビームスプリッ
タ4dの後方にはターゲット２を捕捉するための捕捉受光
部５が配設されており、ターゲット２の光源21から発せ
られた光はビームスプリッタ4dを透過して該捕捉受光部
５に入射するようにしてある。なお、ビームスプリッタ
4dの前方には対物レンズ4eが設けられている。

【００１６】上記捕捉受光部５は、図11に示すように、
４分割受光素子などの多分割受光素子で構成され、４分
割受光素子とした場合に、それぞれの受光素子5a、5b、
5c、5dの出力信号が位置演算手段に入力されている。い
ま、これらの受光素子5a、5b、5c、5dの出力電圧の値を
それぞれＥa、Ｅb、Ｅc、Ｅdとすると、上記位置演算手
段においては、例えば、

【数１】（Ｅa＋Ｅb）−（Ｅc＋Ｅd）＝Ｋ

【数２】（Ｅa＋Ｅc）−（Ｅb＋Ｅd）＝Ｌを演算する。これらの出力電圧の値Ｅa、Ｅb、Ｅc、Ｅd
は捕捉受光部５への入射位置で変化し、４つの出力電圧
がともに「０」でなく数１式および数２式の値Ｋ、Ｌが
ともに「０」となる場合には、図５において符号Ｐで示
すように、光源21の光が捕捉受光部５の中央部に入射
し、光源21からの捕捉光が受光素子5a、5b、5c、5dに均
等に入射したことになる。

【００１７】次にこの発明に係わる位置計測作図装置の
構成を図12ないし図16を参照して説明する。

【００１８】図12は現場見取図を作成すべき交通事故な
どの現場を示すもので、該現場の適宜位置にはテレビカ
メラなどの撮影手段６（図14参照）と位置検出手段４と
を組み合わせた計測ヘッド11が設置されていて、現場の
状況を撮影する。また、この計測ヘッド11に組み込まれ
た位置検出手段４の光軸と撮影手段６の光軸とは平行に
してあり、該撮影手段６でターゲット２を画面の中心付
近に捕捉し、前述のごとく４分割受光素子の出力電圧が
４個全部「０」でなく数１式及び数２式の値Ｋ、Ｌが共
に「０」となるよう計測ヘッド11の方向を制御した際に
は、該ターゲット２の中心を位置検出手段４の光軸が貫
通するようにしてある。そしてこの計測ヘッド11は、該
計測ヘッド11の方向を垂直面内で適宜に傾ける垂直回動
手段11aと、該方向を水平面内で適宜に傾ける水平回動
手段11b とによって支持されており、これら回動手段11
a、11bの作動によって計測ヘッド11即ち位置検出手段４
の光軸Ｓ（図９参照）を適宜な方向に変更できるように
してある。

【００１９】上記計測ヘッド11にはケーブル12によって
図13に示す制御部13が接続され、該制御部13に前記位置
演算手段が含まれている。この制御部13には、上記計測
ヘッド11に組み込まれた撮影手段６によって撮影された
画像を表示するＣＲＴなどの画像表示手段14と入出力処
理ならびに演算を行うためのコンピュータ15が含まれて
いる。さらに、このコンピュータ15に、作図すべき現場
見取図に関する所定の情報を入力するための入力手段で
あるマウス16と、見取図を印刷するためのＸ−Ｙプロッ
タ17が接続されている。また、該制御部13はバックアッ
プ電源18から給電され、該バックアップ電源18はコード
18a を介して商用電源に接続できるとともに、コード18
b を介して車載バッテリに接続できるようにしてある。

【００２０】図14および図15は位置計測作図装置の構成
ならびに信号の一部を示すブロック図で、ＬＥＤなどの
光源21はＬＥＤ点灯回路21a によって駆動され、該ＬＥ
Ｄ点灯回路21a は、ポール１に設けられた各種スイッチ
の状態を検出する状態検出送出回路23の出力信号に応じ
て光源21を駆動する。

【００２１】上記光源21から発せられた捕捉光は計測ヘ
ッド11の捕捉受光部５で捕捉され、該捕捉受光部５の出
力信号は、制御部13の光源21からの捕捉光に含まれた状
態信号からポール１の状態を検出する状態検出手段13a
と、光源21からの捕捉光が捕捉受光部５の適宜位置に入
射していることを検知する光軸ズレ量検出手段13b とに
入力されている。また、計測ヘッド11の前記測距用発光
素子4aから発せられてターゲット２の反射体22で反射さ
れた測距光は、光波距離計13c に入射してターゲット２
までの距離が測定される。この光波距離計13cは前記コ
ンピュータ15eからの距離計制御指令信号13eによって、
反射鏡測距データ13dをコンピュータ15aに出力する。計
測ヘッド11は前記垂直回動手段（俯仰モータ）11a と水
平回動手段（旋回モータ）11b とによって支持されお
り、これらモータ11a、11bはコンピュータ15aからの角
度指令モータ制御信号13fによって駆動される。そし
て、これらモータ11a、11bには、それぞれ俯仰エンコー
ダ11cと旋回エンコーダ11dとが接続されており、それぞ
れのモータ11a、11bの回動角度位置がこれらのエンコー
ダ11c、11dに接続された角度読取カウンタ13g で検出さ
れる。

【００２２】他方、前記撮影手段６は制御部13の前記コ
ンピュータ15e から送出されるカメラ制御信号13hによ
って制御される。また該撮影手段６の出力のTV画像13i
は図11に示すように画像切換機能を有するコンピュータ
15dと静止画保持手段13mに送出されている。

【００２３】上記状態検出手段13a の出力が計測可能の
信号であるとき、反射鏡測距データ13dと角度読取カウ
ンタ13gの出力の角度データからコンピュータ15a によ
って反射鏡位置データ13jが演算される。求められた該
反射鏡位置データ13jは、コンピュータ15cが見取図作図
処理を行って、見取図データ13nを作成するときのデー
タとして使用される。また、上記光軸ズレ量検出手段13
bと角度読取カウンタ13gの出力は、角度移動指令信号13
kとともにコンピュータ15bによって演算され、前記角度
指令モータ制御信号13fとして出力される。また、上記T
V画像13iはコンピュータ15dおよび静止画保持手段13mに
送出され、該静止画保持手段13m の出力はコンピュータ
15d に送出されている。さらに、上記見取図データ13n
もコンピュータ15d に入力され、これらは切換自在に画
像表示手段14に画像合成を行うコンピュータ15f を通し
て送出され、従って該画像表示手段14では、撮影手段６
で捉えられた現場の状況と、静止画保持手段13m によっ
て保持された静止画像と、作成中あるいは完成した見取
図データ13n とを選択して表示することが可能である。

【００２４】上記コンピュータ15cは作図指令信号13oに
よって見取図データ13n の作成を行い、該見取図データ
13nは、ディスクドライブ13rからディスク13s にメモリ
される。また、ディスク13sに予めメモリされた文字や
記号、見取図枠13tあるいはシンボルや作図パターン13u
など作図に係るデータがディスクドライブ13rからコン
ピュータ15c に提供される。

【００２５】また、前記マウス16の出力信号はマウスド
ライバ16a に送出され、該マウスドライバ16aの出力の
マウス・カーソル表示信号16bは前記コンピュータ15f
に送出され、他の画像と合成されて前記画像表示手段14
に表示されると共に、コンピュータ15eによって各種制
御信号13xとなって所定の部位に発行される。このコン
ピュータ15eにはディスクドライブ13rから所定の各種命
令用画面データ13y も入力され、前記マウス・カーソル
表示信号16bと比較演算されて各種制御信号13xとなって
所定の部位に発行される。また各種命令用画面データ13
yはコンピュータ15fに送出されて画像表示手段14に表示
され、マウス16により各種命令を指示する際の表示とし
て用いられる。各種制御信号13xのうち見取図印刷指令
信号17aはプロッタコントローラ17bに送出され、該プロ
ッタコントローラ17bによって前記Ｘ−Ｙプロッタ17が
駆動される。

【００２６】以上により構成したこの発明に係る位置計
測作図装置の作用を、現場見取図を作成する様子ととも
に説明する。

【００２７】図12に示すように、見取図を作成すべき現
場の適宜位置に計測ヘッド11を設置する。この計測ヘッ
ド11には位置検出手段４が具備されているから、該位置
検出手段４も現場に配置されることになる。他方、座標
を計測すべき位置に、ターゲット２を取り付けたポール
１を保持して、該ターゲット２の光源21および反射体22
を計測ヘッド11に対向させる。そして、計測ヘッド11に
備えられた撮影手段６で撮影された画像を画像表示手段
14上にターゲット２が写されるように、マウス16を操作
して指示を与えて前記角度移動指令信号16k により、計
測ヘッド11の垂直角度および水平角度を調整する。

【００２８】そして、計測ヘッド11の撮影手段６がター
ゲット２を画面中心付近に捕捉するようにすると、ター
ゲット２の光源21から発せられる捕捉光が位置検出手段
４の捕捉受光部５に入射する。該ターゲット２の光源21
から発せられた捕捉光が位置検出手段４の捕捉受光部５
に入射すると、該入射光は該捕捉受光部５の受光素子5
a、5b、5c、5dのいずれか一つ以上に入射されることに
なる。位置演算手段たるコンピュータ15aでは、前記光
軸ズレ量検出手段13bの出力信号から、前述の数１式お
よび数２式に示す演算を行い、これら数１式および数２
式の値Ｋ、Ｌが所定の値以下となるように前記垂直回動
手段11aと水平回動手段11bとに作動信号たる角度指令モ
ータ制御信号13f を送出する。すなわち、この作動信号
に基づいてこれら垂直回動手段11aと水平回動手段11bと
が作動すると、位置検出手段４の光軸の方向が変化する
から、捕捉受光部５への入射位置も変化する。この変化
を位置演算手段でモニタしながら、位置検出手段４を垂
直回動手段11a と水平回動手段11b とにより適宜に回動
させて、光源21からの捕捉光が受光素子5a、5b、5c、5d
に均等に入射するようにし、当該位置において位置検出
手段４の前記測距用発光素子4aからの測距光がターゲッ
ト２の反射体22で反射して前記測距用受光素子4bに入射
するようにしておけば、確実に測距用発光素子4aからに
ターゲット２に向けて投光した測距光を測距用受光素子
4bで捕捉することができる。

【００２９】すなわち、測距用発光素子4aから発せられ
た測距光が測距用受光素子4bで捕捉されれば、公知の光
波距離計の原理により、位置検出手段４からターゲット
２までの直線距離が計測できる。また、上記垂直回動手
段11a によって回動した角度が位置検出手段４からター
ゲット２に対する垂直面内での仰角あるいは俯角とな
り、水平回動手段11b によって回動した角度が水平面内
での振れ角（旋回角）となり、従ってこれら直線距離と
仰角あるいは俯角、振れ角とからターゲット２の空間座
標（３次元座標）を算出することができる。

【００３０】ターゲット２の空間座標を演算する手段を
図16に基づいて説明する。計測すべき位置を符号Ｑで示
してあり、該位置Ｑにポール１の石突部３を突き立て
る。計測ヘッド11の計測基準点のＸＹＺ座標を（０、
０、０）とし、計測位置Ｑの座標を（ＤＸ、ＤＹ、Ｄ
Ｚ）とする。また、計測ヘッド11の原点光軸をＴ₀ と
し、その方向をＸ軸の方向とし、計測ヘッド11の垂直回
動手段11a の回動軸（俯仰軸）の方向をＹ軸の方向と
し、水平回動手段11b の回動軸（旋回軸）の方向をＺ軸
の方向とする。そして、計測ヘッド11の位置検出手段４
の照準をターゲット２に合わせて計測して得られた、タ
ーゲット２までの距離をＤＳ、旋回軸の回転角度をＡＺ
゜、俯仰軸の回転角度をＥＬ゜とすると、ターゲット２
から石突部３までの距離ＤＤは既知であるから、

【数３】ＤＸ＝ＤＳ×COS(ＥＬ)×COS(ＡＺ)

【数４】ＤＹ＝ＤＳ×COS(ＥＬ)×SIN(ＡＺ)

【数５】ＤＺ＝ＤＳ×SIN(ＥＬ)−ＤＤによって計測位
置Ｑの空間座標を算出することができる。なおターゲッ
ト２が原点光軸Ｔ₀ 上にある場合には、ＡＺ＝０゜、Ｅ
Ｌ＝０゜であるから、ＤＸ＝ＤＳ、ＤＹ＝０、ＤＺ＝−
ＤＤとなる。

【００３１】そして図12に示すように、計測すべき関係
対象物である電柱51、52や街灯53、道路標識54、横断歩
道55などをポール１によって指示し、それぞれの空間座
標を計測する。これら関係対象物に関する空間座標が取
得されたならば、該座標を水平面上に投影する。そし
て、これら投影された座標から、図17に示す現場見取図
が作成される。なお、この現場見取図の作成は、前述し
た画像表示手段14に表示させた状態で行い、Ｘ−Ｙプロ
ッタ17で印刷すればよい。

【００３２】次に、図１ないし図７に基づき、基準とな
る点が２点の場合について、既に取得済みの当該事故現
場のデータと新たに取得する当該事故現場のデータを重
畳させて交通事故に関する現場見取図を作成するための
手順を説明する。すなわち、交通事故現場によっては、
ひとつの位置に計測ヘッド11を固定した状態では当該現
場の全体を計測することが不可能な場合が生じ、その場
合には当該計測ヘッド11を他の位置に移動させたり、複
数の計測ヘッド11を所定の位置に固定してそれぞれでデ
ータを取得し、これらひとつの位置と他の位置とで取得
したデータを重畳させる必要がある。例えば図１に示す
ように最初はＰ₁ に計測ヘッド11を置いて計測を行い
（１回目測定）、次いでＰ₂ に計測ヘッド11を置いて計
測を行わなければならない場合が生じる（２回目測
定）。このような場合には、これらＰ₁、Ｐ₂ のそれぞ
れの位置で取得したデータを重畳させて１枚の現場見取
図を作成しなければならない。

【００３３】初めに基準点とする二つの適宜な構成要素
を決める。この基準点を図１の街灯53と電柱51とし、こ
の２ヶ所は１回目測定結果として、Ｐ₁ を（０、０、
０）として、街灯53（Ｘ1、Ｙ1、Ｚ1）、電柱51（Ｘ2、
Ｙ2、Ｚ2）の座標データをもっている。図１に示すよう
に１回目測定のＰ₂ 座標（ＸＸ、ＹＹ、ＺＺ）の位置よ
りＴ₂ の原点光軸で２回目測定を行った場合、この（Ｘ
Ｘ、ＹＹ、ＺＺ）の値及びＴ₁とＴ₂のなす角度Ｓ0 を求
めれば合成が行える。図２に示すように２回目測定は、
図16の測定によりＰ₂を（０、０、０）としＴ₂方向基準
に、街灯51座標（ＸＡ(1)、ＹＡ(1)、ＺＡ(1)）、電柱53
座標（ＸＢ(1)、ＹＢ(1)、ＺＢ(1)）が得られる。図６
のフローチャートに示すステップ601 は、この測定のこ
とで、数６式、数７式にてステップ602 の１回目、２回
目測定の街灯53、電柱51の２点間距離Ｌ1、Ｌ2を算出
し、ステップ603 判定を行う。

【数６】Ｌ1＝｛（Ｘ2−Ｘ1）²＋（Ｙ2−Ｙ1）²＋（Ｚ2
−Ｚ1）²｝^1/2

【数７】Ｌ2＝｛（ＸＢ(1)−ＸＡ(1)）²＋（ＹＢ(1)−
ＹＡ(1)）²＋（ＺＢ(1)−ＺＡ(1)）²｝^1/2 このステップ601〜603は、１回目、２回目測定で同一点
を測定した事を確認するもので、Ｌ1とＬ2の長さの差が
許容値の範囲内にあるか否かで判定が行われる。許容範
囲に入らない場合は同一地点が測定されていない可能性
があるのでステップ601 に戻り、再度測定を行う。

【００３４】ステップ603 にて１回目、２回目測定で同
一ポイントが測定されたことが確認された場合、ステッ
プ604 にて１回目、２回目測定の原点光軸Ｔ₁、Ｔ₂のな
す角度Ｓ0を数８式、数９式、数10式にて算出する。１
回目測定のＴ₁に対する街灯53より電柱51に引いた直線
のなす角度Ｓ1 を、数８式より求める。

【数８】Ｓ1＝TAN^-1｛（Ｙ2−Ｙ1）／（Ｘ2−Ｘ1）｝２回目測定のＴ₂に対する街灯53より電柱51に引いた直
線のなす角度Ｓ2を、数９式より求める。

【数９】Ｓ2＝TAN^-1｛（ＹＢ(1)−ＹＡ(1)）／（ＸＢ
(1)−ＸＡ(1)）｝Ｓ1、Ｓ2より原点光軸Ｔ₁、Ｔ₂のなす角度Ｓ0 を、数10
式より求める。

【数１０】Ｓ0＝（Ｓ1−Ｓ2）

【００３５】ステップ604 にて算出された角度Ｓ0よ
り、Ｐ₂の座標（ＸＸ、ＹＹ、ＺＺ）を求める計算がス
テップ605、606である。図３（ａ）に示すように、２回
目測定値を１回目測定値に合致させるためＰ₂ を回転中
心として街灯53、電柱51を回転する。回転後のそれぞれ
の座標を、（ＸＡ(2)、ＹＡ(2)、ＺＡ(2)）、（ＸＢ
(2)、ＹＢ(2)、ＺＢ(2)）とすると、

【数１１】ＸＡ(2)＝ＸＡ(1)×COS(Ｓ0)−ＹＡ(1)×SIN(Ｓ0)

【数１２】ＹＡ(2)＝ＸＡ(1)×SIN(Ｓ0)＋ＹＡ(1)×COS(Ｓ0)

【数１３】ＺＡ(2)＝ＺＡ(1)

【数１４】ＸＢ(2)＝ＸＢ(1)×COS(Ｓ0)−ＹＢ(1)×SIN(Ｓ0)

【数１５】ＹＢ(2)＝ＸＢ(1)×SIN(Ｓ0)＋ＹＢ(1)×COS(Ｓ0)

【数１６】ＺＢ(2)＝ＺＢ(1)

【００３６】ステップ605にて回転補正された街灯53の
座標をＰ₁から測定された街灯53の座標にて合致するよ
う平行移動する（ステップ606）。この移動量がすなわ
ちＰ₂の１回目座標（ＸＸ、ＹＹ、ＺＺ）上の位置を示
す事になる。図３（ｂ）にこの平行移動を示す。

【数１７】ＸＸ＝Ｘ1−ＸＡ(1)

【数１８】ＹＹ＝Ｙ1−ＹＡ(1)

【数１９】ＺＺ＝Ｚ1−ＺＡ(1) 電柱51の移動後座標を（ＸＢ(3)、ＹＢ(3)、ＺＢ(3)）
とすると、

【数２０】ＸＢ(3)＝ＸＢ(2)−ＸＡ(2)＋Ｘ1＝ＸＢ(2)＋ＸＸ

【数２１】ＹＢ(3)＝ＹＢ(2)−ＹＡ(2)＋Ｙ1＝ＹＢ(2)＋ＹＹ

【数２２】ＺＢ(3)＝ＺＢ(2)−ＺＡ(2)＋Ｚ1＝ＺＢ(2)＋ＺＺ

【００３７】ステップ606 にて算出された電柱51の座標
は、１回目測定の電柱51の座標（Ｘ2、Ｙ2、Ｚ2 ）に合
致するはずである（測定誤差が存在するため完全には一
致しないことが多い）。この確認をステップ607 にて行
っている。

【数２３】ＸＢ(3)−Ｘ2＜許容範囲

【数２４】ＹＢ(3)−Ｙ2＜許容範囲

【数２５】ＺＢ(3)−Ｚ3＜許容範囲

【００３８】ステップ606 にてＸＹＺ方向とも許容範囲
内の値であるなら変換式は完了し、Ｐ₂地点にて原点光
軸Ｔ₂基準に測定された対象物の座標（ＸＮ(1)、ＹＮ
(1)、ＺＮ(1)）は、１回目測定座標上に次の様に変換さ
れる。｛変換後座標：（ＸＮ(3)、ＹＮ(3)、ＺＮ
(3)）｝角度回転補正

【数２６】ＸＮ(2)＝ＸＮ(1)×COS(Ｓ0)−ＹＮ(1)×SIN(Ｓ0)

【数２７】ＸＮ(2)＝ＸＮ(1)×SIＮ(Ｓ0)＋ＹＮ(1)×COS(Ｓ0)

【数２８】ＺＮ(2)＝ＺＮ(1)平行移動補正

【数２９】ＸＮ(3)＝ＸＮ(2)＋ＸＸ

【数３０】ＹＮ(3)＝ＹＮ(2)＋ＹＹ

【数３１】ＺＮ(3)＝ＺＮ(2)＋ＺＺ

【００３９】１回目、２回目測定の時の計測ヘッド11の
地面に対する水平調整が、求める計測精度に対して影響
が現れない程度に十分調整が行われていれば、ステップ
606の確認に於いてＺ方向のエラーは許容範囲内に抑え
られる。しかし実用上そのような水平調整はかなり困難
な調整となってしまうため、エラー発生時に演算により
補正する方法がより実用的である。図４、図５（ａ）、
図５（ｂ）及び図７に、この演算補正の実施例を示す。
図４に於いて、ステップ601〜606の座標変換を行った結
果、電柱51の座標は（ＸＢ(3)、ＹＢ(3)、ＺＢ(3) ）と
なり１回目測定データ（Ｘ2、Ｙ2、Ｚ2 ）に対して誤差
をもっているものとする。

【００４０】図４に示すように、ステップ701にて街灯5
3の座標をＰ₁になるように平行移動を行う。この移動
後、電柱51の１回目測定データ座標を（Ｘ3、Ｙ3、Ｚ3
）、２回目の測定座標を（ＸＢ(4)、ＹＢ(4)、ＺＢ
(4)）とすると、１回目測定データ座標

【数３２】Ｘ3＝Ｘ2−Ｘ1

【数３３】Ｙ3＝Ｙ2−Ｙ1

【数３４】Ｚ3＝Ｚ2−Ｚ1 ２回目測定座標

【数３５】ＸＢ(4)＝ＸＢ(3)−Ｘ1

【数３６】ＹＢ(4)＝ＹＢ(3)−Ｙ1

【数３７】ＺＢ(4)＝ＺＢ(3)−Ｚ1

【００４１】図５（ａ）に示すように、ステップ702 に
て電柱51の座標をＹ方向成分が無くなるように、Ｓ3だ
け回転する。この移動後の１回目測定データ座標を（Ｘ
4、Ｙ4、Ｚ4）、２回目測定座標を（ＸＢ(5)、ＹＢ
(5)、ＺＢ(5)）とすると、

【数３８】Ｓ3＝TAN^-1（ＹＢ(4)／ＸＢ(4)）１回目測定データ座標

【数３９】Ｘ4＝Ｘ3×COS(Ｓ3)−Ｙ3×SIN(Ｓ3)

【数４０】Ｙ4＝Ｘ3×SIN(Ｓ3)＋Ｙ3×COS(Ｓ3)

【数４１】Ｚ4＝Ｚ3 ２回目測定座標

【数４２】ＸＢ(5)＝ＸＢ(4)×COS(Ｓ3)−ＹＢ(4)×SIN(Ｓ3)

【数４３】ＹＢ(5)＝ＸＢ(4)×SIN(Ｓ3)＋ＹＢ(4)×COS(Ｓ3)

【数４４】ＺＢ(5)＝ＺＢ(4)

【００４２】図５（ｂ）は、図５（ａ）を、Ａ−Ａ方向
から見たもの（Ｚ軸方向が紙面の上下方向になる）で、
１回目、２回目測定のズレ量Ｓ4 が誇張して示されてい
る。このズレ量である角度Ｓ4 だけ２回目測定値を回転
すれば、１回目、２回目測定値の方向は合致する。（ス
テップ703 ）この移動後の２回目測定座標を（ＸＢ
(6)、ＹＢ(6)、ＺＢ(6)）とすると、

【数４５】Ｓ4＝TAN^-1（Ｚ4／Ｘ4）−TAN^-1（ＺＢ(5)／ＸＢ(5)）２回目測定座標

【数４６】ＸＢ(6)＝ＸＢ(5)×COS(Ｓ4)−ＺＢ(5)×SIN(Ｓ4)

【数４７】ＹＢ(6)＝ＹＢ(5)

【数４８】ＺＢ(6)＝ＸＢ(5)×SIN(Ｓ4)＋ＺＢ(5)×COS(Ｓ4)

【００４３】合致した１回目、２回目座標を元の（Ｘ
2、Ｙ2、Ｚ2 ）にするために、図４、図５（ａ）、
（ｂ）にてズレ量の角度を算出するため回転した角度Ｓ
3、及びＰ₁に平行移動した量を戻し最終的に電柱51の座
標は（ＸＢ(8)、ＹＢ(8)、ＺＢ(8)）となる。これは、
１回目測定データ（Ｘ2、Ｙ2、Ｚ2 ）に一致する。（ス
テップ704、705）

【数４９】ＸＢ(7)＝ＸＢ(6)×COS(−Ｓ3)−ＹＢ(6)×SIN(−Ｓ3)

【数５０】ＹＢ(7)＝ＸＢ(6)×SIN(−Ｓ3)＋ＹＢ(6)×COS(−Ｓ3)

【数５１】ＺＢ(7)＝ＺＢ(6)

【数５２】ＸＢ(8)＝ＸＢ(7)＋Ｘ1

【数５３】ＹＢ(8)＝ＹＢ(7)＋Ｙ1

【数５４】ＺＢ(8)＝ＺＢ(7)＋Ｚ1

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る位
置計測作図装置によれば、１回目測定の位置に設定され
た位置計測作図装置によって取得された該対象物の第１
座標と、２回目測定の位置に設定された位置計測作図装
置によって取得された第２座標とを重ね合わせて、位置
計測作図装置が設定された、上記１回目測定の位置にお
いて取得された第１座標系における座標を算出し、２回
目測定において取得された座標を第１座標の座標系に変
換するようにしたから、関係対象物について、上記１回
目測定と２回目測定のそれぞれで取得された座標を合成
して、ひとつの平面図を作成することができる。

【００４５】したがって、交通事故などにおいて、ひと
つの位置においてだけでは全ての関係対象物の位置を計
測できない場合であっても、位置計測作図装置を他の位
置に移動させて関係対象物の位置を計測でき、ほぼ正確
な現場見取図などを作成することができる。

【００４６】また、位置計測作図装置を設定する位置が
異なっていても合成可能であるから、例えば過去の交通
事故において作成された現場見取図に、新たに発生した
交通事故に関する関係対象物の位置を合成できる。この
ため、現場における検証作業を短時間にでき、交通渋滞
などを極力防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】交通事故現場の見取図を作成するにあたり、計
測位置を２つにしてこの発明に係る位置計測作図装置で
計測した場合を示す当該事故現場の概略平面図である。

【図２】図６に示すフローチャートの処理の内容を説明
するための図である。

【図３】図６に示すフローチャートの処理の内容を説明
するための図である。

【図４】図７に示すフローチャートの処理の内容を説明
するための図である。

【図５】図７に示すフローチャートの処理の内容を説明
するための図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ矢
視図である。

【図６】２つの計測位置から計測した結果を合成する手
順を示すフローチャートである。

【図７】２つの計測位置から計測した結果を合成する手
順を示すフローチャートである。

【図８】この発明に係わる位置計測作図装置に用いられ
るターゲットが止着されたポールの斜視図である。

【図９】位置検出手段のターゲットに照準を合わせる装
置の構造を説明する概略図である。

【図１０】ターゲットの概略の構成を示す図で、（ａ）
は正面図、（ｂ）は側面図である。

【図１１】捕捉受光部の構造を説明する概略斜視図であ
る。

【図１２】現場見取図の作成に供される現場の説明図で
ある。

【図１３】位置計測作図装置の制御部関係の概略構成図
である。

【図１４】ターゲットと位置計測作図装置の構成の一部
を示すブロック図で、一部を図15と重複して示してあ
る。

【図１５】ターゲットと位置計測作図装置の構成の一部
を示すブロック図で、一部を図14と重複して示してあ
る。

【図１６】指示された所定の計測位置の演算を説明する
ための概略斜視図である。

【図１７】この発明に係わる位置計測作図装置によって
作成された現場の現場見取図である。

【符号の説明】

１ポール２ターゲット 3a、3b 石突部４位置検出手段 4a 測距用発光素子 4b 測距用受光素子５捕捉受光部 11 計測ヘッド 11a 垂直回動手段 11b 水平回動手段 13 制御部 14 画像表示手段 15 コンピュータ 16 マウス 17 Ｘ−Ｙプロッタ 18 バックアップ電源 21 光源（捕捉発光部） 22 反射体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 15/00 - 15/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】反射体を備え測定対象物位置に設置され
るターゲットと、該ターゲットの反射体に向けて投光す
る発光部及び前記反射体からの反射光を受光捕捉するこ
とにより該ターゲットまでの距離とその方向を計測して
該ターゲットの空間座標を検出する位置検出手段とを備
え、該位置検出手段によって多数のターゲット位置に関
して検出された多数の空間座標から平面図を作成する位
置計測作図装置において、前記位置計測作図装置の位置検出手段の設置位置を空間
座標の第１原点とし、該第１原点位置から座標の基準点
となる少なくとも２点を含む関係対象物の座標を計測し
算出した第１座標と、前記位置検出手段を前記設置位置
とは異なる位置に設置し、その位置を空間座標の第２原
点とし、該第２原点位置から前記第１座標における基準
点となる少なくとも２点を含む関係対象物の座標を計測
し算出した第２座標とを、前記各原点のいずれか一方を
水平面内で回転させ、且つ、前記第１座標と第２座標に
おける前記基準点を合致させて合成して前記平面図を作
成する演算手段を設けたことを特徴とする位置計測作図
装置。
【請求項２】反射体を備え測定対象物位置に設置され
るターゲットと、該ターゲットの反射体に向けて投光す
る発光部及び前記反射体からの反射光を受光捕捉するこ
とにより該ターゲットまでの距離とその方向を計測して
該ターゲットの空間座標を検出する位置検出手段とを備
え、該位置検出手段によって多数のターゲット位置に関
して検出された多数の空間座標から平面図を作成する位
置計測作図装置において、前記位置計測作図装置の位置検出手段の設置位置を空間
座標の第１原点とし、該第１原点位置から座標の基準点
となる少なくとも２点を含む関係対象物の座標を計測し
て第１座標を算出し、前記位置検出手段を前記設置位置
とは異なる位置に設置し、その位置を空間座標の第２原
点とし、該第２原点位置から前記第１座標における基準
点となる少なくとも２点を含む関係対象物の座標を計測
して第２座標を算出し、前記第１座標と第２座標とから各別に前記基準点間の距
離を算出して比較し、各座標から算出した基準点間距離
がほぼ等しい場合に、前記各原点のいずれか一方を水平
面内で回転させ、且つ、前記第１座標と第２座標におけ
る前記基準点を合致させて合成して前記平面図を作成す
る演算手段を設けたことを特徴とする位置計測作図装
置。