JPH05312571A

JPH05312571A - 位置計測作図装置の位置指示装置

Info

Publication number: JPH05312571A
Application number: JP14218992A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kojima; 島滋小; Kazuo Makimura; 村和雄牧
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1992-05-07
Filing date: 1992-05-07
Publication date: 1993-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】位置計測作図装置によって計測すべき位置を
指示する位置指示装置であって、複数のターゲットを支
持棒体に止着することにより、該支持棒体の先端部で指
示された位置を、該複数のターゲットの空間座標から算
出することにより、遮蔽物などの陰の位置であっても座
標を計測できるようにする。【構成】座標を計測すべき位置に突き立てる石突部3
a、3bが両端部に設けられたポール１に、複数のターゲ
ット2a、2bが止着されている。位置検出手段４の測距用
発光素子4aから発せられた光は該ターゲット２の反射体
22で反射し、該反射光が、位置検出手段４の測距用受光
素子4bで捕捉される。このため、光波距離計の原理によ
りターゲット２までの距離が計測され、また位置検出手
段４をターゲット２に指向させた角度が計測され、これ
ら距離と角度から該ターゲット２の空間座標が計測され
る。この計測を上記複数のターゲット2a、2bについて行
なう。上記石突部3a、3bはこれらターゲット2a、2bと同
一直線上に配されているから、該石突部3a、3bによって
指示された位置の空間座標を算出できる。

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平面図を
作成する位置計測作図装置に用いられ、所定の対象物ま
での距離を計測するにあたって、計測すべき位置を指示
する位置指示装置に関する。

【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
分を行なって調書を作成し、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９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、本件出願人は、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なえる
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、かつ容易に行な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を指示することにより、位置検出手
段を該指示されたターゲットの方向に指向させ、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
いて見取図や見取図表示手段上で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】しかしながら、上述し
た従来の位置計測作図装置により捕捉されるターゲット
は、関係対象物のそれぞれに応じて配設するようにした
ものであり、関係対象物とほぼ等しい個数を用意する必
要がある。また、該ターゲットは関係対象物が位置して
いる路面上に配設されるものであるため、上記撮影手段
や位置検出手段とターゲットとの間を遮断するものがあ
ってはならず、例えば事故車両の反対側にある対象物の
位置を計測しにくい。

【０００６】さらに、計測を迅速に行なうためには上記
撮影手段や位置検出手段は当初に配設した位置を移動さ
せることなく全ての対象物の位置の計測を行なうことが
望ましい。ところが、交通事故が発生する現場は交差
点、特に遮蔽物などがあって見通しが悪い交差点である
ことが多いから、現場を検証する場合にも、撮影手段な
どを配設した位置からは当該遮蔽物の陰になってしまっ
てその位置を計測できない対象物が存在してしまう場合
がある。

【０００７】そこで、この発明の目的は、関係対象物の
数に応じて多数のターゲットを用意する必要がないだけ
でなく、また事故車両などの反対側や、遮蔽物などのた
め撮影手段によって直接捕捉することができない位置に
ある対象物の位置を容易に指示することができるように
した位置計測作図装置の位置指示装置を提供することに
ある。

【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、この発明に係る位置計測作図装
置の位置指示装置は、適宜位置に配されたターゲットに
発光部から投光しその反射光を受光部で捕捉することに
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
作図装置の、上記発光部からの光を所定の方向に反射さ
せる上記ターゲットを備えた位置指示装置において、路
面などの計測すべき位置に先端部を突き立てて立てられ
る支持棒体と、該支持棒体に適宜間隔を設けて止着され
た複数個のターゲットとからなることを特徴としてい
る。

【０００９】

【作用】上記位置検出手段の発光部から上記位置指示装
置の一つのターゲットに投光し、その反射光を上記受光
部を受光して該一つのターゲットの空間座標を計測す
る。次いで、該位置指示装置の他のターゲットに投光
し、その反射光から該他のターゲットの空間座標を計測
する。これら２つの空間座標および前記先端部は、同一
の支持棒体に係るものであるため、一直線上に位置して
おり、上記２つのターゲットの間の距離と上記所定面に
突き立てられた先端部からターゲットまでの距離とは既
知であるから、上記２つのターゲットに係る空間座標か
ら上記先端部の空間座標を算出することができる。この
ため、該支持棒体の先端部で指示された位置の空間座標
を取得でき、当該位置に基づいて平面図を作成できる。

【００１０】

【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の位置指示装置を具体的に説明
する。

【００１１】図１はこの発明に係る位置指示装置の概略
斜視図で、この位置指示装置は支持棒体としてのポール
１と、該ポール１の適宜位置に止着された第１ターゲッ
ト2aと第２ターゲット2bとから構成されている。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。す
なわち、石突部3aを路面に突き立てた状態とすれば、第
１ターゲット2aが下側に、第２ターゲット2bが上側にそ
れぞれ位置することになり、石突部3bを路面に突き立て
た状態とすれば、第１ターゲット2aが上側に、第２ター
ゲット2bが下側に位置することになる。そして、後述す
る位置検出手段によってこれらターゲット2a、2bに投光
され、該ターゲット2a、2bで所定の方向に反射される。

【００１２】図３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４（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
形状光源21の像の内側に入ってしまい、光源21からの光
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。また、上記光源21から
発せられる光の変調周波数を、第１ターゲット2aの光源
21と第２ターゲット2bの光源21とで変更してある。

【００１３】上記位置検出手段４には、図３に示すよう
に、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。

【００１４】上記捕捉受光部５は、図５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の出力信号が図示しない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
が共に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の中央部に入射したこと
になる。

【００１５】次に位置計測作図装置の構成を、図６ない
し図８を参照して説明する。

【００１６】図６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８参照）と位置検出手段４と
を組合わせた計測ヘッド11が設置されて、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の光軸と撮影手段の光軸とは平行にしてあ
り、該撮影手段でターゲット２を画面の中心付近に捕捉
し、数１式および数２式が値Ｋ、Ｌがともに「０」とな
るように制御した際には、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の光軸を垂直面内
で適宜に傾ける垂直回動手段11a と、該光軸を水平面内
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11a、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３参照）を適宜
な方向に変更できるようにしてある。

【００１７】上記計測ヘッド11にはケーブル12によって
図７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
を行な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18b を介して
車載バッテリに接続できるようにしてある。

【００１８】図８は位置計測作図装置の上述した構成を
示すブロック図で、ターゲット２のＬＥＤなどの光源21
は制御回路23によって駆動される。そして、該光源21か
ら発せられたトラッキング制御光は、位置検出手段４の
光波距離計に組み込まれた４分割素子などからなる前記
捕捉受光部５に入射するようにしてある。なお、該トラ
ッキング制御光は、ターゲット２の状態、例えば電池24
が消耗して出力低下を生じるおそれがある状態などを発
信する通信信号として利用することもできる。また、該
光波距離計の前記測距用発光素子4aから発せられた距離
計測光はターゲット２に配設されたコーナキューブなど
の反射体22で反射し、その反射光が光波距離計の前記測
距用受光素子4bに入射する。このため、該光波距離計に
よってターゲット２までの距離が計測される。また、上
記ターゲット２はテレビカメラなどの撮影手段６で撮影
されることにより、光波距離計即ち位置検出手段４を該
ターゲット２に概略指向させる。そして、位置検出手段
４は俯仰駆動部である垂直回動手段11a と旋回駆動部で
ある水平回動手段11b とによって支持され、これら回動
手段11a、11bによって垂直角度と水平角度が調整され
る。さらに、これら回動手段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が接続されて、回動
角度が検出されるようにしてある。

【００１９】上記捕捉受光部５や垂直回動手段11a、水
平回動手段11b、撮影手段６などは回路部７によって駆
動される。そして、該回路部７にはケーブル12a〜12eで
前記制御部13の制御回路13a に接続されており、ケーブ
ル12はそれぞれカメラ画像取込信号線12a、駆動機構制
御信号線12b、旋回・俯仰角度データ読み取り信号線12
c、距離データ読み取り信号線12d、通信データ読み取り
信号線12eとしてある。そして、該制御回路13a に前記
コンピュータ15と画像表示手段14が接続され、さらに該
コンピュータ15にマウス16とＸ−Ｙプロッタ17が接続さ
れている。

【００２０】以上により構成したこの発明に係る位置指
示装置の作用を、位置計測作図装置により現場見取図を
作成する様子とともに説明する。

【００２１】図６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も現場に配設されることになる。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、計測ヘッド11の垂直角度および水平角度
を調整する。

【００２２】そして、計測ヘッド11の撮影手段がターゲ
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5a、5b、5c、
5dのいずれか一つ以上に入射されることになる。図示し
ない前記位置演算手段ではそれぞれの受光素子5a、5b、
5c、5dの出力電圧から、数１式および数２式に示す演算
を行ない、これら数１式、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1
1bとに作動信号を送出する。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ーしながら、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からの投光がターゲット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からターゲット
２に向けて投光した光を測距用受光素子4bで捕捉するこ
とができる。

【００２３】測距用発光素子4aから発せられた光が測距
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。

【００２４】そして、上記ターゲット２に関する計測
を、計測すべき１つの位置に対して２つのターゲット2
a、2bのそれぞれについて行なう。たとえば、石突部3a
を路面に突き立ててポール１を立てた場合には、下位に
ターゲット2aが位置し上位にターゲット2bが位置する。
石突部3aはこれらターゲット2a、2bを結ぶ直線上にある
から、これら２つのターゲット2a、2bの空間座標から石
突部3a、即ち計測すべき位置の空間座標が算出でき、該
空間座標を水平面上に投影すれば、平面座標を得ること
ができる。さらに、これら２つのターゲット2a、2bの変
調周波数を異ならしておけば、取得された空間座標がタ
ーゲット2a、2bのどちらのデータであるかが判断でき、
計測すべき位置の空間座標の算出に有利である。

【００２５】図２は、撮影手段６で現場の状況を撮影し
た画像の一例を示しており、例えば計測すべき位置Ｑが
事故車両30の下に入り込んだり、事故車両30の反対側に
位置したりして、該撮影手段６を備えた計測ヘッド11で
該計測すべき位置Ｑを直接捕捉できず、またポール１を
垂直に立てた場合にはターゲット２が該事故車両30の陰
に隠れてしまうような状況における計測の方法を示して
いる。このような状況では、該ポール１を適宜に傾けて
ターゲット2a、2bのいずれもが遮蔽物30で遮られないよ
うにすればよい。すなわち、ポール１が斜めに傾いた状
態であっても、石突部3bはターゲット2a、2bと同一直線
上に配されているから、これらターゲット2a、2bの空間
座標から該石突部3bの空間座標が算出でき、計測すべき
位置Ｑの座標が取得できる。なお、この場合には石突部
3bから第２ターゲット2bまでの距離を、石突部3aから第
１ターゲット3aまでの距離よりも長くしてある位置指示
装置を用いて、石突部3bによって位置Ｑを指示してい
る。また、計測すべき位置Ｒが高い位置にある場合で
は、ターゲット２を該位置Ｒに載置することがきない
が、図２に示すように石突部3bで該位置Ｒを指示すれば
計測することができる。

【００２６】すなわち、石突部3bで計測位置を指示した
場合に、例えば該石突部3bからターゲット2aまでの距離
を、石突部3bからターゲット2bまでの距離の２倍の長さ
とし、ターゲット2a、2bの空間座標をそれぞれ（Ｘa、
Ｙa、Ｚa）、（Ｘb、Ｙb、Ｚb）とし、計測位置の空間
座標を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とすれば、

【数３】（Ｘ＋Ｘa）／２＝Ｘb

【数４】（Ｙ＋Ｙa）／２＝Ｙb

【数５】（Ｚ＋Ｚa）／２＝Ｚb であるから、これら数３式、数４式、数５式から、

【数６】Ｘ＝２*Ｘb−Ｘa

【数７】Ｙ＝２*Ｙb−Ｙa

【数８】Ｚ＝２*Ｚb−Ｚa となる。なお、このようにターゲット2bを石突部3bとタ
ーゲット2aの中間位置に配設して、ターゲット3bで計測
位置を指示するようにすれば、ターゲット2bが石突部3b
とターゲット2aの中間位置にある限り、上記数６式、数
７式、数８式によって計測位置を算出することができ
る。なお、ターゲット2aの位置は、数式を簡単にするた
め、石突部3bからターゲット2bまでの距離の２倍とした
が、必ずしも２倍である必要はなく、必要によって変更
し、数式もそれに合わせたものとすることができること
はいうまでもない。

【００２７】さらに、図１および図２に示すように、タ
ーゲット2a、2bをポール１の中央部から一方の端部、例
えば石突部3a側に偏倚させて配しておけば、遮蔽物30の
高さが低いものである場合には石突部3bを路面に突き立
てて使用することにより、ターゲット2a、2bはいずれも
該遮蔽物30の上端よりも上位に位置するから、ポール１
を傾ける必要がない。

【００２８】そして、図６に示すように、電柱51、52や
街灯53、道路標識54、横断歩道55などの位置を計測すべ
き関係対象物のそれぞれをポール１によって指示し、そ
れぞれのターゲット２の空間座標を計測し、該関係対象
物の空間座標を演算する。これらの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９に示す
ような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
行ない、Ｘ−Ｙプロッタ17で印刷すればよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る位
置計測作図装置の位置指示装置によれば、計測すべき位
置を先端部で指示する支持棒体に適宜間隔を設けて複数
のターゲットを配設し止着したから、これらターゲット
と位置を指示する先端部とが同一直線上に配されること
になる。そして、これらターゲットと先端部との間の距
離が既知であるから、これらターゲットの空間座標を計
測すれば、先端部の空間座標、即ち計測すべき位置の空
間座標を算出できる。次いで、算出された位置の空間座
標を水平面上に投影すれば、現場見取図を作成できる。
このように、２つのターゲットの位置から計測すべき位
置を算出するから、位置を指示すべきポールが傾いてい
る場合であっても、確実に計測すべき位置の空間座標を
取得することができる。

【００３０】また、ポールが傾いていても所定の位置を
計測することができるから、計測すべき位置が遮蔽物に
遮られた場所に位置している場合であっても、計測でき
る。

【００３１】しかも、巻尺などで直接計測する場合に比
べて短時間で対象物の位置を計測できるから、交通の遮
断が短時間でよい。

【００３２】加えて、事故現場などで即座に現場見取図
を作成できるから、完成された現場見取図を現場と比較
することができ、より正確な調書を作成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る位置指示装置の斜視図である。

【図２】位置指示装置を使用している状態を説明するた
めの図で、事故現場を示している。

【図３】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４】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５】捕捉受光部の構造を説明する概略斜視図であ
る。

【図６】現場見取図の作成に供される現場の説明図であ
る。

【図７】位置計測作図装置の制御部関係の概略構成図で
ある。

【図８】位置計測作図装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図９】図６に示す現場の現場見取図である。

【符号の説明】

１ポール（支持棒体） 2a 第１ターゲット 2b 第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（発光部） 4b 測距用受光素子（受光部）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 22 反射体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】適宜位置に配されたターゲットに発光部
から投光しその反射光を受光部で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
置の、上記発光部からの光を所定の方向に反射させる上
記ターゲットを備えた位置指示装置において、路面などの計測すべき位置に先端部を突き立てて立てら
れる支持棒体と、該支持棒体に適宜間隔を設けて止着さ
れた複数個のターゲットとからなることを特徴とする位
置計測作図装置の位置指示装置。