WO2021182294A1

WO2021182294A1 - 測量方法、測量システム、およびプログラム

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Publication number: WO2021182294A1
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Inventors: 海洋一里山; 亮介清水; 義弘西; 基広宮嶋; 圭佑中村
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Priority date: 2020-03-13
Filing date: 2021-03-04
Publication date: 2021-09-16
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Abstract

路線測設または管理断面出来形観測において、簡易な操作で、地形に合わせた効率的な観測を可能とする技術を提供する。作業者の位置座標を取得する位置取得装置（３０）と、位置取得装置（３０）と通信可能な携帯端末（５０）を用いる測量方法であって、携帯端末（５０）が、３次元設計データにおいて、観測の進行方向と第１の測定点とを設定し、位置取得装置（３０）に作業者の位置座標を取得させ、携帯端末（５０）が作業者を第１の測定点に誘導し、位置取得装置（３０）に第１の測定点における作業者の位置座標を取得させ、第１の測定点から進行方向に最も近い点を第２の測定点に設定し、その後、作業者の位置、次の測定点の設定、次の測定点への誘導を繰り返す。

Description

測量方法、測量システム、およびプログラム

　本発明は、測量方法、測量システム、およびプログラムに関し、より詳細には、路線建設に係る路線測設および管理断面出来形観測のための測量方法、測量システム、およびプログラムに関する。

　道路等の路線を建設する場合、まず、中心線測量、横断測量等の路線測量を行い、路線測量の結果に基づいて、３次元設計データを作成する。３次元設計データには、中心線上に所定の間隔で設定した中心点、道路幅を示す構成点、中心線に直交する断面上の地形の変化点である構成点が設定されている。現場では、指定された中心点、構成点に杭や鋲などを設置する路線測設を行い、これを基準として、切土、盛土等の作業を行う。また、路線の建設後には、出来形確認のため、指定された中心点、構成点を測定する管理断面出来形観測を行う。

　近年、横断測量や管理断面出来形観測には、一般的にトータルステーション等の光波装置や、ＧＮＳＳ装置が用いられる。特許文献１には、トータルステーションによる測量を行う際、３次元設計データを、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ・Ｄｉｇｉｔａｌ・Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の携帯端末に読み込ませ、測量データの収集や測量補助者の誘導を行う測量システムが開示されている。

　さらに、非特許文献１には、路線の中心線、中心点を設定した３次元設計データを測量機と通信可能な携帯端末に読み込ませ、トータルステーションおよびターゲットを組み合わせて、路線測設や管理断面出来形観測の実行を支援する技術が開示されている。

特開２００８－８２８９５号公報実開平５－２８９２５号公報特開２０１９－１７８９８３号公報

株式会社トプコン　データコレクター　ＦＣ－５００　監督さん．Ｖ取扱説明書

　非特許文献１の方法では、作業者は、測定の開始時に、携帯端末から測定する断面を選択し、断面における中心点からの左右のオフセット値を設定し、１点ごとに観測を進めるようになっている。図１を参照して説明する。なお、図１において、ＣＬは中心線を、Ｐ１_ＣＬ，Ｐ２_ＣＬ，・・・は中心点（杭）を、Ｎｏ．１，Ｎｏ．２，…は、それぞれ中心点（杭）Ｐ１_ＣＬ，Ｐ２_ＣＬ，…における横断面を、Ｐ１_１，Ｐ１_２，…は、構成点を示し、Ｐ１_１，Ｐ１_２，…は、横断面Ｎｏ．１上の構成点を，Ｐ２_１，Ｐ２_２，…は、横断面Ｎｏ．２上の構成点を示す。

　例えば、図１（Ａ－１）の現場を、点Ｐ１_１から観測すると仮定する。作業者Ｏは、まず、携帯端末から断面Ｎｏ．１を選択し、左のオフセット値（中止点からの支距）として、点Ｐ１_１，点Ｐ_ＣＬ間の距離を入力して設定する。次に、測量機で、ターゲットを追尾させながら、作業者Ｏは、携帯端末の表示部に表示される誘導表示に従って、点Ｐ１_１に移動する。そして、図１（Ａ－２）に示すように、ターゲットを点Ｐ１_１に設置し、携帯端末から測量機にターゲットを測定させる。測定データは携帯端末に入力される。その後、矢印Ａで示すように、Ｐ１_２→Ｐ１_ＣＬ→・・・を順次移動しながら測定する。この時、点を移動するごとに、作業者Ｏが、携帯端末から断面とオフセット値を設定し直す必要があり作業が煩雑であった。

　また、図１（Ｂ-１）のように、断面に高低差がある地形の場合、断面毎に測定すると、作業者Ｏは上下の移動を繰り返す必要があり効率が悪い。そこで、図１（Ｂ－２）に矢印Ｂで示すように、同じ高さの測定点をＰ１_１→Ｐ２_１→Ｐ３_１→・・・の順序で観測作業を進めることが好ましい。しかし、この場合も、断面を移動する毎に、携帯端末で断面とオフセット値を設定し直す必要があり、作業が煩雑であった。

　本発明は、係る事情を鑑みてなされたものであり、路線測設または管理断面出来形観測において、簡易な操作で、地形に合わせた効率的な観測を可能とする技術を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明の１つの態様に係る測量方法は、作業者の位置座標を取得可能に構成され、通信部を備える位置取得装置と、前記位置取得装置と通信可能な端末通信部、端末表示部、端末操作部および端末制御部を備える携帯端末とを用いる測量方法であって、（ａ）前記端末制御部が、路線の中心線上に所定の間隔で設定された複数の中心点と、各中心点を通り前記中心線に直交する横断面上に設定された複数の測定点とを備える３次元設計データを読み込むステップと、（ｂ）前記端末制御部が、前記３次元設計データにおいて観測の進行方向を設定するステップと、（ｃ）前記端末制御部が、前記３次元設計データにおいて第１の測定点を設定するステップと、（ｄ）前記端末制御部が、前記位置取得装置に前記作業者の位置座標を取得させるステップと、（ｅ）前記端末制御部が、前記作業者を前記第１の測定点まで誘導するステップと、（ｆ）前記端末制御部が、前記位置取得装置に前記第１の測定点における前記作業者の位置座標を取得させるステップと、（ｇ）前記端末制御部が、前記第１の測定点から前記進行方向に最も近い点を第２の測定点に設定するステップと、（ｈ）前記端末制御部が、前記作業者を前記第２の測定点まで誘導するステップとを備え、その後、前記ステップ（ｆ）～前記ステップ（ｈ）を繰り返して、順次作業者を残りの測定点に誘導する。

　上記態様において、前記ステップ（ｃ）は、前記ステップ（ｄ）の後に実行され、前記ステップ（ｃ）において、前記端末制御部は、前記ステップ（ｄ）で位置座標を取得した前記作業者から最も近い点を、前記第１の測定点として設定することも好ましい。

　また、上記態様において、前記位置取得装置は、前記作業者に保持されるように構成されたターゲットと、測距光を前記ターゲットに送光し、前記ターゲットからの反射光を受光して、前記ターゲットを測距および測角するように構成された測量機であり、前記端末制御部は、前記作業者に保持された前記ターゲットを測距および測角することにより得られる測定データに基づいて、前記作業者の位置座標を取得することも好ましい。

　また、上記態様において、前記測量機は、２色のガイド光を発光し、前記測量機の視準軸に対して水平方向を識別可能とするとともに、前記測量機の視準軸に対して視準軸方向の位置を識別可能とするガイド光照射部を備え、ステップ（ｅ）およびステップ（ｈ）において、前記端末制御部が、前記測量機に視準軸が誘導先である前記第１の測定点または前記第２の測定点を視準させ、前記測量機に前記ガイド光照射部を駆動させることにより行うことも好ましい。

　また、上記態様において、前記位置取得装置は、前記作業者に保持されるように構成され、航法信号に基づいて、自位値を取得可能なＧＮＳＳ装置であることも好ましい。

　また、上記態様において、前記ステップ（ｅ）および前記ステップ（ｈ）において、前記端末制御部が、前記位置取得装置に前記作業者の位置座標を取得させ、前記端末制御部が、前記作業者から誘導先である前記第１の測定点または前記第２の測定点までの距離および方向を計算し、前記端末制御部が、前記端末表示部に、前記距離および前記方向に応じたコンパス表示を表示することも好ましい。

　また、本発明の別の態様に係る測量システムは、作業者の位置座標を取得可能に構成され、通信部を備える位置取得装置と、前記位置取得装置と通信可能な端末通信部、端末操作部、端末表示部および端末制御部を備える携帯端末とを備え、前記端末制御部が、路線の中心線上に所定の間隔で設定された複数の中心点と、各中心点を通り前記中心線に直交する横断面上に設定された複数の測定点とを備える３次元設計データを読み込み、前記３次元設計データにおいて観測の進行方向を設定し、前記３次元設計データにおいて第１の測定点を設定し、既知点に設置された前記位置取得装置に、前記作業者の位置座標を取得させ、前記作業者を前記第１の測定点まで誘導し,前記位置取得装置に、前記第１の測定点における前記作業者の位置座標を取得させ、前記第１の測定点から前記進行方向に最も近い点を第２の測定点に設定し、前記作業者を前記第２の測定点まで誘導するように構成されている。

　また、本発明の別の態様に係るプログラムは、作業者の位置座標を取得可能に構成され、通信部を備える位置取得装置と通信可能な端末通信部と、端末表示部と、端末操作部と、端末制御部とを備えるコンピュータ端末に、（ｉ）前記端末制御部が、路線の中心線上に所定の間隔で設定された複数の中心点と、各中心点を通り前記中心線に直交する横断面上に設定された複数の測定点とを備える３次元設計データを読み込むステップと、（ｊ）前記端末制御部が、前記３次元設計データにおいて観測の進行方向を設定するステップと、（ｋ）前記端末制御部が、前記３次元設計データにおいて第１の測定点を設定するステップと、（ｌ）前記端末制御部が、前記位置取得装置に、作業者の位置座標を取得するステップと、（ｍ）前記端末制御部が、前記作業者を前記第１の測定点まで誘導するステップと、（ｎ）前記端末制御部が、前記位置取得装置に前記第１の測定点における作業者の位置座標を取得するステップと、（ｏ）前記端末制御部が、前記第１の測定点から前記進行方向に最も近い点を第２の測定点に設定するステップと、（ｐ）前記端末制御部が、前記ターゲットを保持する作業者を前記第２の測定点まで誘導するステップと、（ｑ）その後、前記ステップ（ｆ）～前記ステップ（ｈ）を繰り返して、順次作業者を残りの測定点へと誘導するステップを実行させるものである。

　上記態様に係る測量方法、測量システム、およびプログラムによれば、開始点と、進行方向の設定という簡単な操作を行うだけで、作業者を順次、次の測定点へと誘導し、地形に合わせた効率的な横断測量または管理断面出来形観測を実行することができる。

（Ａ－１）は、高低差が小さい現場の３次元設計データを模式的に示す図であり、（Ａ－２）は、従来の観測方法を説明する図である。（Ｂ－１）は、高低差の大きい現場の３次元設計データを模式的に示す図であり、（Ｂ－２）は、好ましい観測方法を説明する図である。第１の実施の形態に係る測量システムの全体概略図である。同測量システムの構成ブロック図である。同測量システムを用いる測量方法に用いる３次元設計データの一例を示す図である。同測量システムを用いる測量方法１における携帯端末の処理のフローチャートである。同測量システムの携帯端末の表示の例を示す図である。同測量方法における観測方向の設定を説明する図である。同測量方法におけるターゲットの測定の詳細のフローチャートである。同測量方法における誘導表示の例を示す図である。同測量方法を用いた測量方法２における携帯端末の処理のフローチャートである。（Ａ）～（Ｃ）は、上記測量方法２の利用の一例を説明する図である。本発明の第２の実施の形態に係る測量システムの構成ブロック図である。同測量システムを用いた測量方法におけるターゲットの測定のフローチャートである。本発明の第３の実施の形態に係る測量システムの構成ブロック図である。本発明の第４の実施の形態に係る測量システムの外観概略図である。同測量システムの構成ブロック図である。

　以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、各実施の形態において、同一の機能および構成を有する部材には、同一の符号を付し、対応する機能を有する部材には、同一の名称を付し、重複する説明は適宜省略する。

（第１の実施形態）
　（システムの全体構成）
　図２は、本発明の第１の実施の形態に係る測量システム（以下、単に「システム」という。）１００の全体概略図であり、図３は、システム１００の構成ブロック図である。システム１００は、位置取得装置３０と、携帯端末５０とを備える。

　（位置取得装置３０の構成）
　位置取得装置３０は、測量機１０とターゲット４０とで構成されている。
　測量機１０は、トータルステーション（電子式測距測角儀）である。測量機１０は、三脚２を介して、既知点に設置される。なお、本明細書において、「測量機を既知点に設置する」とは、「座標既知の点に設置すること」のみならず、測量機１０を設置した後、例えば後方交会法等により座標既知とすることも含む。また、測量機１０の座標データは、携帯端末５０に入力され、端末記憶部５３に格納される。

　測量機１０は、外観上、整準部３の上に設けられた基盤部５と、基盤部５の上で軸Ｈ－Ｈ周りに水平回転する托架部７と、托架部７に軸Ｖ－Ｖ周りに鉛直回転する望遠鏡９と、を有する。托架部７には、後述する制御演算部２３が収容されている。

　測量機１０は、自動視準機能および自動追尾機能を備え、望遠鏡９に、図示しない測距光学系および追尾光学系が収容されている。測距光学系および追尾光学系の構成は、従来公知である。測量機１０では、托架部７の水平回転と、望遠鏡９の鉛直回転の協働により測距光および追尾光が全周にわたって照射される。

　図３に示すように、測量機１０は、測距部１１、追尾部１２、水平回転駆動部１３、鉛直回転駆動部１４、水平角検出器１５、鉛直角検出器１６、通信部１７、チルトセンサ１８、記憶部１９、操作部２１、表示部２２、および制御演算部２３を備える。

　測距部１１は、上記測距光学系を用いて測距光を出射し、ターゲット４０からの反射光を受光して、自動視準およびターゲット４０を測距する。

　追尾部１２は、上記追尾光学系を用いて追尾光を出射し、ターゲット４０からの反射光からターゲット４０の位置を捕捉して、ターゲット４０が移動した場合にターゲット４０を自動追尾する。

　水平回転駆動部１３は、基盤部５に設けられたモータである。水平回転駆動部１３は、基盤部５に対して托架部７を軸Ｈ－Ｈ周りに回転する。鉛直回転駆動部１４は、托架部７に設けられたモータである、鉛直回転駆動部１４は、望遠鏡９を軸Ｖ－Ｖ周りに回転する。

　水平角検出器１５、鉛直角検出器１６は、ロータリエンコーダである。水平角検出器１５は、托架部７の軸Ｈ－Ｈ周りの角度を検出し、鉛直角検出器１６は、望遠鏡９の軸Ｖ－Ｖ周りの角度を検出する。この結果、水平角検出器１５と鉛直角検出器１６が、ターゲット４０を測角する測角部を構成する。

　通信部１７は、測量機１０と携帯端末５０を有線または無線で接続する通信制御装置である。通信部１７を実現する通信規格として、無線ＬＡＮ規格の一つであるＷｉ－Ｆｉ（登録商標）や４Ｇ（第４世代移動通信システム）を採用してもよい。あるいはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外線通信等の近距離無線通信規格を採用してもよい。

　チルトセンサ１８は、気泡管式、静電容量式等の傾斜センサであり、基盤部５の回転軸（図示せず）の上面に固定されている。水平回転駆動部１３の回転軸が１回ずつ正反回転したときのチルトセンサ１８の値が読み取られ、正反回転でのずれ量に基づき、整準部３の水平が調整される。

　記憶部１９は、情報を制御演算部２３が処理可能な形式で記憶、保存及び伝達する記憶媒体であり、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ・Ｄｉｓｃ・Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ等が採用される。記憶部１９には、測定した測量データと、各種処理のためのプログラムが格納される。

　操作部２１は、托架部７の外面に設けられた複数のボタンである。操作部２１を介して、測量機１０の動作に関する各種情報が入力可能である。

　表示部２２は、托架部７の外面に設けられた液晶ディスプレイであり、測量に関する各種情報を表示する。

　制御演算部２３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ・Ｏｎｌｙ・Ｍｅｍｏｒｙ），ＲＡＭ（Ｒａｎｄａｍ・Ａｃｃｅｓｓ・Ｍｅｍｏｒｙ）等を集積回路に実装したマイクロコンピュータである。制御演算部２３は、測量機１０の各部と接続されている。制御演算部２３は、測量機１０の各種機能を実行するためのプログラムを、記憶部１９またはＲＡＭから読み出して、測量機１０の各部を制御して、自動追尾、測距、測角等各種機能を実行する。また、測距、測角等により得られたデータに演算処理を行う。また、通信部１７を介して、携帯端末５０と通信し、携帯端末５０の命令に従って処理を実行し、携帯端末５０にデータを送信する。

　ターゲット４０は、複数の三角錐状のプリズムを放射状に組み合わせて構成された、いわゆる全方位プリズムであるが、これに限定されない。ターゲット４０は、入射光を、入射方向と反対の方向に反射する。

　ターゲット４０は、中心Ｏ_１までの長さＨ_１が既知の支持部材４１を備える。支持部材４１は、図示しない水準器を備え、鉛直に設置できるようになっている。支持部材４１を介して測定点に鉛直に設置したターゲット４０を、既知点に設置した測量機１０で測距・測角することにより、中心Ｏ_１の３次元座標を求めることができる。また、長さＨ_１を用いて、設置点Ｐ_１の３次元座標を求めることができる。

　（携帯端末５０の構成）
　携帯端末５０は、携帯電話、スマートフォン、タブレット、ＰＤＡ、データコレクタ等の、いわゆるコンピュータ端末である。

　携帯端末５０は、端末表示部５１、端末操作部５２、端末記憶部５３、端末通信部５４および端末制御部５５を備える。

　端末表示部５１は、端末操作部５２と一体に構成されたタッチパネル式の液晶ディスプレイであるが、端末表示部５１と端末操作部５２が、別個に設けられていてもよい。端末表示部５１は、作業内容に応じた画面を表示し、各画面は作業内容に応じて切り替えられるようになっている。

　端末記憶部５３は、例えばＨＤＤである。端末記憶部５３には、通信プログラム、表示部に作業内容等、通信内容等を表示するための画像表示プログラム、横断測量、管理断面出来形観測を実行するための各種プログラム等が記憶されている。

　また、端末記憶部５３には、測量機１０の座標、ターゲット４０の高さ等の測量に関する各種情報が記憶される。また、測量機１０から受信した、測距データ、測角データが記憶される。

　端末通信部５４は、測量機１０の通信部１７を介して、測量機１０と無線通信可能とする通信制御装置であり、通信部１７と同じ通信規格を有する。

　端末制御部５５は、少なくともＣＰＵ及びメモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）等を備える制御ユニットである。端末制御部５５は、端末通信部５４、端末操作部５２等からの入力信号に基づいて、携帯端末５０および測量機１０を制御する。端末制御部５５は、ＲＡＭや、端末記憶部５３に記憶された、後述する測量方法を実行するためのプログラムを呼び出して実行する。

　（測量方法１）
　次に、システム１００を用いた測量方法１について説明する。図４は、例として説明する作業範囲の３次元設計データである。図５は、測量方法１を実施する際の携帯端末５０の処理のフローチャートである。図６は、端末表示部５１に表示される画面の例である。

　まず、図４に示すような、路線の中心線ＣＬ上に所定の間隔で設定された複数の中心点Ｐ１_ＣＬ，Ｐ２_ＣＬ，…と、各中心点を通り前記中心線に直交する横断面Ｎｏ．１，Ｎｏ．２，…上に設定された複数の測定点Ｐ１_１，Ｐ１_２，…，Ｐ２_１，Ｐ２_２，…とを備える３次元設計データを用意する。

　次に、現場において、測量機１０を、作業範囲全体を見通せる既知点に設置する。

　そして、作業者は、測量機１０の自動追尾機能をＯＮにして、ターゲット４０と、携帯端末５０を持って観測を開始する。これにより、測量機１０は、作業中、作業者が保持するターゲット４０を自動追尾し続ける。

　観測を開始すると、まず、ステップＳ０１で、端末制御部５５は、３次元設計データを読み込む。３次元設計データは、予め端末記憶部５３に保存しておいてもよく、測量機１０から受信してもよい。３次元設計データ６１は、図６（Ａ）に示すように、端末表示部５１に表示される。また、端末表示部５１には、断面図６２，選択されている観測の進行方向示す進行方向切替ボタン６３（６３ａ，６３ｂ）等種々の情報が表示される。また、符号６４は、ターゲットの現在位置マークを示す。

　次に、ステップＳ０２で、作業者が、端末表示部５１および端末操作部５２から、進行方向切替ボタン６３を押すことで、横断方向６３ａと路線方向６３ｂを切り替えて、進行方向を入力する。これにより、端末制御部５５は選択された進行方向を設定する。

　横断方向を選択すると、図７（Ａ）に示すように、次のステップＳ０２で設定する第１の測定点である開始点（例えば断面Ｎｏ．１の点Ｐ１_ＣＬ）から、横断方向に向かって最も近い点から順に進行し、断面上の点を全て測定すると、最も近い断面（Ｎｏ．２）に移動し、これを繰り返す。

　一方、路線方向を選択すると、図７（Ｂ）に示すように、次のステップＳ０２で設定する開始点（例えば断面Ｎｏ．１の点Ｐ１_１）から、断面をまたいで測定が進行し、最も近い構成点（ここでは、点Ｐ２_１）に移動する。そして、路線方向に向かって最も近い点から順に進行し、同一線上の構成点を全て測定すると、同一断面の横断方向に最も近い点に移動し、さらに路線方向に逆方向に進行する。

　作業者は、現場の地形や状況から、効率よく作業することができる方向を判断し、選択することができる。ここでは横断方向を設定したと仮定する。

　次に、ステップＳ０３で、作業者が端末表示部５１および端末操作部５２から、任意の点を選択することにより第１の測定点として開始点（例えばＰ１_CL，以下同じ）を指定する。端末制御部５５はこれに応じて、開始点を設定し、端末表示部５１に次の測定点マーク６５を表示する。

　次に、ステップＳ０４で、携帯端末５０は、測量機１０に作業者の位置座標を取得させる。ターゲットの４０の位置座標は、作業者の位置座標として扱うことができる。

　図８は、ステップＳ０４の詳細なフローチャートである。位置座標の取得を開始すると、ステップＳ４１で、端末制御部５５は、測量機１０にターゲット４０の測定命令を送信する。ステップＳ４２で、測量機１０が命令を受信すると、ステップＳ４３で、命令に応じて追尾中のターゲット４０を測定（測距、測角）する。次に、ステップＳ４４で、測量機１０は、測定データを携帯端末５０に送信し、ステップＳ４５で、携帯端末５０は、測定データを受信して、端末記憶部５３に記憶する。

　次に、ステップＳ４６で、端末制御部５５が、測定データから、ターゲット４０の位置座標を算出して取得する。あるいは、測量機１０の制御演算部２３に、測距、測角データからターゲット４０の位置座標を算出させて、測定データとして、携帯端末５０に送信させ、携帯端末５０が、測定データを受信してターゲット４０の位置座標を取得する。

　なお、システム１００において、携帯端末５０がターゲット４０の位置座標を取得すると、端末表示部５１は、現在位置マーク６４を更新する。

　次に、ステップＳ０５で、携帯端末５０は、ステップＳ０２で設定した開始点（次の測定点）まで、作業者を誘導する。

　作業者の誘導は、端末表示部５１に、図９に示す、誘導のためのコンパス表示６６を表示することにより行う。具体的には、誘導を開始すると、携帯端末５０は、ステップＳ０４の動作を常時繰り返して、測量機１０にターゲットを測距・測角させてターゲットの位置座標をモニターする。

　次に、端末制御部５５は、取得した位置座標毎に、開始点（次の測定点）とターゲット４０の現在位置との距離Ｄおよびターゲット４０から開始点の方向を算出する。距離Ｄが所定の上限値（例えば、３ｍ）以上の場合、端末制御部５５は、端末表示部５１に、第１のコンパス表示６６を表示させる。第１のコンパス表示６６は、例えば、コンパスを示す赤い丸の中に、開始点に向かう方向を示す。これにより、作業者は、ターゲット４０を保持しながら、第１のコンパス表示６６に従って移動するだけで、設定した開始点に近づくことができる。

　そして、距離Ｄが所定の下限値（例えば０．５ｍ）以上かつ所定の上限値（例えば、３ｍ）未満である場合、端末表示部５１に、第２のコンパス表示６６を表示する。第２のコンパス表示６６は、例えばコンパスを示す赤い丸の中に、開始点に向かう方向を示す矢印と、その方向ごとの距離値を示す。これにより、作業者は、距離の意識を明確にした状態で、行きすぎたりすることなく、的確に開始点に近づくことができる。

　そして、距離Ｄが所定の下限値（例えば０．５ｍ）未満となったときに、端末制御部５５は、端末表示部５１に、第３のコンパス表示６６を表示する。第３のコンパス表示６６は、例えば緑色線の二重丸であり、誘導が完了したＯＫ状態を示す。作業者は、ターゲット４０を保持して現在位置から次の測定点（開始点）に移動し、開始点にターゲット４０を設置する。

　図６（Ｄ）は、端末表示部５１に、３次元設計データ６１と共に表示されたコンパス表示６６を示す。このように現場を示す３次元設計データ６１に重ねて、現在位置マーク６４、次の測定点マーク６５およびコンパス表示６６が表示される。これにより、作業者は、現在位置、誘導先および移動すべき方向を直観的に理解して円滑に次の測定点まで移動することができる。３次元設計データ６１およびコンパス表示６６は、例えば、携帯端末５０に内蔵される電子コンパス（図示せず）の検出結果に基づいて、携帯端末５０の向きに応じて表示されるようになっている。

　誘導が完了すると、端末制御部５５は、ステップＳ０６で、ステップＳ０４と同様にして、測量機１０に、次の測定点Ｐ１_ＣＬにおける作業者の現在位置として、測定点Ｐ１_１に設置したターゲット４０を測距および測角させて、ターゲット４０の位置座標（すなわち、測定点Ｐ_ＣＬにおける作業者の位置座標）を取得する。取得した位置座標は、端末記憶部５３に記憶される。
　そして、端末制御部５５は、３次元設計データの測定点のポイント表示を、例えば、白抜き丸から色付きの丸というように変更する（図６（Ｂ），（Ｃ）参照）。これにより、作業者は、観測の進捗状況を一見して把握することができるので利便性が向上する。

　次に、ステップＳ０７で、端末制御部５５は、作業範囲において未測定の測定点（次の測定点）があるか否かを判断する。

　未測定の測定点がある場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ０８で、端末制御部５５は、ターゲット４０の現在位置、すなわち点Ｐ１_ＣＬから観測の進行方向である横断方向に、最も近い未測定の測定点（点Ｐ１_２）を、次の測定点（第２の測定点）として設定する。具体的には、端末制御部５５が、観測の進行方向に作業者の現在位置に近接する測定点を抽出し、それぞれの測定点と作業者の現在位置との距離を算出し、その距離が最も短いものを次の測定点に設定する。

　次に、ステップＳ０９で、ステップＳ０５と同様に、端末制御部５５は、作業者をさらに次の測定点（点Ｐ１_２）まで誘導する。

　そして、ステップＳ０６に戻り、ステップＳ０７で未測定の測定点がなくなるまで、ステップＳ０６～Ｓ０９を繰り返す。一方、ステップＳ０６で、未測定の測定点がなくなった場合（Ｎｏ）、観測を終了する。

　本測量方法では、作業者が、携帯端末５０で、観測の進行方向と、第１の測定点である開始点を設定するだけで、携帯端末５０は、作業者を第１の測定点まで誘導し、第１の測定点の測定を行う。そして、第１の測定点から、観測の進行方向に最も近い点を、第２の測定点として設定し、第２の測定点まで作業者を誘導する。したがって、作業者は、測定点ごとに、横断面を設定するという作業を行わなくてもよいので作業が簡便になる。

　また、各測定点間において、作業者は、単に携帯端末５０の誘導に従って、移動していけば、効率よく次の測定点に移動することができるので、作業者の作業負担を低減し、時間的なロスを低減することができる。

　また、携帯端末５０は、端末表示部５１に、誘導先までの距離に応じたコンパス表示６６を３次元設計データ６１と合わせて表示して作業者を誘導する。これにより作業者は、目的の測定点までの距離および方向を、直観的かつ明確に認識しながら移動することができるので、作業性が向上する。

（測量方法２）
　次に、システム１００を用いる測量方法２について説明する。図１０は、測量方法２を実施する際の携帯端末５０の処理のフローチャートである。作業範囲等の条件は測量方法１の説明で用いたものと同じである。

　しかし、測量方法１では、作業者が端末操作部５２から第１の測定点である開始点を入力することにより開始点の設定を行うのに対して、測量方法２では、作業者の現在位置を取得し、作業者の現在位置から、最も近い点を開始点として設定する。

　具体的には、ステップＳ１１，Ｓ１２で、ステップＳ０１，Ｓ０２と同様に、端末制御部５５が、３次元設計データを読み込み、観測の進行方向を設定する。

　次に、ステップＳ１３で、ステップＳ０４と同様に、端末制御部５５が、測量機１０にターゲット４０の測定を行わせ、ターゲット４０の位置座標を作業者の位置座標として取得する。

　次に、ステップＳ１４で、端末制御部５５が、作業者の現在位置から最も近い測定点を、第１の測定点である開始点（次の測定点）として設定する。その後、ステップＳ１６～Ｓ１９で、ステップＳ０６～Ｓ０９と同様にして観測を行い、全ての測定点を観測するまで、処理を続行する。

　このように、測量方法２では、位置取得装置３０に作業者の現在位置を取得させ、作業者の現在位置から最も近い測定点を開始点（第１の測定点）として自動的に設定する。そして、設定された観測の進行方向に、測定点における作業者から最も近い点を、次の測定点（第２の測定点）として設定し、順次誘導、測定を繰り返すことで、作業者は、自身の位置や、どの断面を測定中かなどを特に意識せず、誘導に従って観測を続行するだけで、効率的なルートで観測を進めることができる。

　本方法において、例えば、作業途中に、進行方向切替ボタン６３（６３ａ，６３ｂ）を押すことで、３次元設計データを保持しながら、ステップＳ１２から開始するように構成されていてもよい。

　具体的には、図１１（Ａ）に示すように、作業者が、測定点Ｐ１_１から誘導に従って路線方向に観測中であると仮定する。測定点Ｐ３_１を測定後、作業者Ｏが、重機が一時的に作業中等で作業不可能な領域に誘導されそうになった場合に、その場で、進行方向切替ボタン６３を押すことで、図１１（Ｂ）に示すように、観測の進行方向を横断方向に設定し、作業者の現在位置から最も近い点Ｐ３_ＣＬを次の測定点を設定する。その後、Ｐ３_２→Ｐ３_１→…と、横断方向に観測を続行する。上記測量方法１においても同様にすることができる。このように、観測中に観測の進行方向を随時切替可能に構成すると、無駄な待ち時間が回避できるだけでなく、煩雑な設定を行う必要なく、効率よく観測を続行することができる。

　また、本方法において、図６に示すように、表示部に誘導点切替ボタン６７を設け、誘導点切替ボタン６７を押すことで、現在の３次元設計データを保持しながら、ステップＳ１３から開始するように構成されていてもよい。具体的には、上記同様図１１（Ａ）に示すように観測中であると仮定する。測定点Ｐ３_１を測定後、作業者Ｏが、作業不可能な領域に誘導されそうになった場合に、作業不可能な領域を避けるように移動して、誘導点切替ボタン６７を押すことで、図１１（Ｃ）に示すように、作業者の現在位置から進行方向に関わらず最も近い点Ｐ３_ＣＬを次の測定点に設定し、その後、点Ｐ２_ＣＬ→Ｐ１_ＣＬ→…と、路線方向に観測を続行する。

　このように、観測中に誘導点（次の測定点）を、随時設定可能に構成することにより、無駄な待ち時間が回避でき、煩雑な設定を行う必要なく、効率よく観測を続行することができる。このことは、設定された観測方向に最も近い未測定な測定点が複数ある場合や、携帯端末５０が設定する次の測定点（誘導点）以外の点を次の測定点としたい場合に、特に有利である。

　なお、上記測量方法１、２は、各測定点に杭や鋲を設置することで路線測設に適用でき、各測定点を測定を行うことで路線建設後の管理断面出来形観測に適用することができる。

（第２の実施の形態）
　図１２は、第２の実施の形態に係る測量システム２００の構成ブロック図である。システム２００は概略システム１００と同様の構成を有するが、位置取得装置２３０の測量機２１０が、追尾部１２を備えない点で異なる。

　システム２００を用いる場合、ターゲット４０を保持して、測定点を移動するターゲット側作業者と、測量機を操作する測量機側作業者の２名で観測を行う。

　システム２００を用いる測量方法１および２における、携帯端末５０の動作は、概略同じであるが、測量機２１０が、ターゲット４０の自動視準を行わない点で異なる。具体的には、Ｓ０４，Ｓ０６，Ｓ１３，Ｓ１６の位置座標の取得および誘導（Ｓ０５，Ｓ０９，Ｓ１５，Ｓ１９）の処理において、測量機２１０にターゲット４０を測距・測角させる際の動作が異なる。

　図１３は、位置座標の取得および誘導の際に、位置取得装置２３０に作業者（ターゲット４０）の位置座標を取得させるときの、システム２００の動作である。

　開始すると、ステップＳ２４１で、端末制御部５５は、測量機２１０にターゲット測定命令を送信する。同時に、端末表示部５１に測定命令を送信中であることを表示し、ターゲット側作業者にも、測定命令中であることを知らせてもよい。次にステップＳ２４２で、測量機２１０は、命令に応じて測量機側作業者に、表示部２２に、ターゲット４０の測定を要求するメッセージを表示する。

　次にステップＳ２４３で、測量機側作業者は、メッセージに従って、測量機２１０を操作すると、ステップＳ２４４で、測量機２１０は、ターゲットを測距・測角する。次に、ステップＳ２４５で、測量機２１０は、測定データを、携帯端末５０に送信する。

　そして、ステップＳ２４６で、携帯端末５０が、測定データを受信すると、端末制御部５５は、端末記憶部５３に測定データを記憶する。次に、ステップＳ２４７で端末制御部５５が、測定データから、ターゲット４０の位置座標を、作業者の位置座標として算出して、取得する。

　したがって、システム２００によれば、測量機２１０が追尾部１２を備えない場合でも、２人の作業者が協働することで、システム１００と同様の効果を奏することができる。

（第３の実施の形態）
　図１４は、第３の実施の形態に係る測量システム３００の構成ブロック図である。システム３００は、システム１００と概略同様の構成であるが、位置測定装置３３０の測量機３１０が、さらに、ガイド光照射部２４を備える点で異なる。

　ガイド光照射部２４は、測量機３１０の視準軸と、水平方向に合致するように測量機３１０に配置されている。ガイド光照射部２４は、視準軸に対して左右で異なる２色のガイド光（例えば赤と緑の可視光）を発光し、前記測量機の視準軸に対して水平方向を識別可能とするとともに、前記測量機の視準軸に対して視準軸方向の位置を識別可能とするように構成されている。この結果、誘導点を設定して、ガイド光を照射することにより、作業者を所定の誘導点へ誘導することができるようになっている。このようなガイド光照射部２４としては、種々の構成が公知とされており、例えば特許文献２に開示された構成を適用することができる。

　そして、ガイド光照射部２４は、制御演算部２３の制御により、発光が制御される。ターゲット４０を保持する作業者は、ガイド光を確認しながら設定された次の測定点に移動する。

　従って、システム３００を用いた測量方法１および２においては、ステップＳ０５，Ｓ０９，Ｓ１５，Ｓ１９に相当する作業者の誘導は、携帯端末５０から測量機３１０に誘導先の次の測定点情報と、誘導命令とを送信し、測量機３１０が命令に従って、次の測定点を視準し、ガイド光照射部２４を駆動して、ガイド光の照射を制御することにより行う。

　このように、作業者の誘導を、測量機３１０のガイド光機能により行っても、作業者は、誘導にしたがって移動していくだけで、煩雑な操作を行うことなく、地形に合わせた効率的な観測を行うことができるという第１の実施の形態と同じ効果を奏することができる。

　（第４の実施の形態）
　図１５は、第４の実施の形態に係る測量システム４００の外観概略図、図１６は、システム４００の構成ブロック図である。

　システム４００は、位置取得装置４３０と携帯端末５０とを備える。位置取得装置４３０は、ＧＮＳＳ（全地球航法衛星システム：Ｇｌｏｂａｌ・Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ・Ｓａｔｅｌｉｔｅ・Ｓｙｓｔｅｍ）装置８０である。

　図１６に示すように、ＧＮＳＳ装置８０は、ＧＮＳＳ受信機８１および通信部８３を備える。

　ＧＮＳＳ受信機８１は、アンテナ一体型の航法信号受信装置である。ＧＮＳＳ受信機８１は、航法衛星から発信される航法信号を受信し、航法信号の送信時刻を計測して測位を行うことで、自位置を取得可能である。ＧＮＳＳ受信機８１は、受信した航法信号を電気信号に変換し、測位データとして後述する通信部８３、端末通信部４５４を介して携帯端末５０に出力する。

　ＧＮＳＳ受信機８１は、既知の長さＨ_２を有するポール状の支持部材８４上端の、支持部材８４に直交する面上に支持されている。作業者が支持部材８４を鉛直に支持して、ＧＮＳＳ受信機８１が水平に支持されている状態で測位を行うことにより、ＧＮＳＳ受信機８１の基準点Ｏ_２の３次元座標を取得することができる。

　ＧＮＳＳ受信機８１を水平にするために、例えば、支持部材８４に水準器を設けたり、特許文献３に開示されているように、ＧＮＳＳ装置８０にチルトセンサを備える構成としたりすることができる。

　通信部８３は、ＧＮＳＳ受信機８１と携帯端末５４０を有線または無線で接続する通信制御装置である。通信部８３を実現する通信規格として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外線通信等の近距離無線通信規格を採用してもよい。あるいは、無線ＬＡＮ規格の一つであるＷｉ－Ｆｉ（登録商標）や４Ｇ（第４世代移動通信システム）を採用してもよい。

　（携帯端末４５０の構成）
　携帯端末４５０は、携帯端末５０と同様のコンピュータ端末である。携帯端末４５０は、端末表示部５１、端末操作部５２、端末記憶部４５３、端末通信部４５４および端末制御部４５５を備える。

　端末記憶部４５３には、ＧＮＳＳ装置８０との通信プログラム、ＧＮＳＳ装置８０の制御し、路面測設および管理断面出来形観測を実行するための各種プログラム、端末表示部５１の表示を制御するためのプログラム等が記憶されている。また、端末記憶部４５３は、ＧＮＳＳ装置８０から受信した、測位データを保存し、演算処理により得られる各種データを保存する。

　端末通信部４５４は、ＧＮＳＳ装置８０の通信部８３を介して、ＧＮＳＳ装置８０と有線または無線での通信を可能とする通信制御装置であり、通信部８３と同じ通信規格を有する。

　端末制御部４５５は、端末制御部５５と同様の構成の制御ユニットである。端末制御部４５５は、端末通信部４５４、端末操作部５２等からの入力信号に基づいて、携帯端末５０およびＧＮＳＳ装置８０を制御する。端末制御部４５５は、ＲＡＭや、端末記憶部４５３に記憶された、各種プログラムを読み出して、路線測設および管理断面出来形観測のための測量方法を実行する。また、端末制御部４５５は、ＧＮＳＳ装置８０から受信した測位データに基づいて、ＧＮＳＳ装置８０の基準点Ｏ_２の３次元位置座標を作業者の位置座標として取得する。また、携帯端末４５０に、作業者が、支持部材８４の長さＨ_２を入力することで、ＧＮＳＳ装置８０を設置点Ｐ_２の座標を算出することができる。

　システム４００を用いて、第１の実施の形態で説明した測量方法１，２を実行する場合、作業者がターゲット４０を保持して測定点を移動するのに代えて、作業者はＧＮＳＳ装置８０を保持して測定点を移動する。そして、ステップＳ０４，Ｓ０６，Ｓ１３，Ｓ１６および作業者の誘導（Ｓ０５，Ｓ０９，Ｓ１５，Ｓ１９）における、作業者の位置座標取得においては、携帯端末４５０が、測量機１０にターゲット４０を測定させる代わりに、ＧＮＳＳ装置８０に測位させ、測位データに基づいて、ＧＮＳＳ装置の基準点Ｑの位置座標を、作業者の位置座標として算出する。

　このように、位置取得装置がＧＮＳＳ装置の場合であっても、システム１００と同じ測量方法１，２を実行することができ、システム１００と同じ効果を奏することができる。

　なお、本発明の実施の形態に係る方法を構成するステップの全て又は少なくとも一部は、任意のハードウェア（プロセッサ、記憶装置、入出力装置等）、ソフトウェア又はそれらの組合わせで実現可能である。また、該実施の形態に係る方法を実行するためのプログラムやデータは、コンピュータが読取可能な記憶装置（記憶媒体）に記憶される。記憶装置は、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等を含むが、これらに限定されない。

　また、本願の発明の詳細な説明等を参照することで、当業者は、当該技術分野における通常の知識（基本回路設計知識、基本プログラミングテクニック等）に基づいて、上記実施の形態に係る方法を実施することが可能である。

　以上、本発明の好ましい実施の形態について述べたが、上記の実施の形態は本発明の一例であり、これらを当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。

１０　　　：測量機
３０　　　：位置取得装置
１７　　　：（測量機の）通信部
２１　　　：操作部
２２　　　：表示部
２４　　　：ガイド光照射部
４０　　　：ターゲット
５０　　　：携帯端末
５１　　　：端末表示部
５２　　　：端末操作部
５３　　　：端末記憶部
５４　　　：端末通信部
５５　　　：端末制御部
８０　　　：ＧＮＳＳ装置
８３　　　：（ＧＮＳＳ装置の）通信部
１００　　：測量システム
２００　　：測量システム
２１０　　：測量機
２３０　　：位置取得装置
３００　　：測量システム
３１０　　：測量機
３３０　　:位置取得装置
４００　　：測量システム
４３０　　：位置取得装置
４５０　　：携帯端末
４５４　　：端末通信部
４５５　　：端末制御部

Claims

　作業者の位置座標を取得可能に構成され、通信部を備える位置取得装置と、
　前記位置取得装置と通信可能な端末通信部、端末表示部、端末操作部および端末制御部を備える携帯端末とを用いる測量方法であって、
（ａ）前記端末制御部が、路線の中心線上に所定の間隔で設定された複数の中心点と、各中心点を通り前記中心線に直交する横断面上に設定された複数の測定点とを備える３次元設計データを読み込むステップと、
（ｂ）前記端末制御部が、前記３次元設計データにおいて観測の進行方向を設定するステップと、
（ｃ）前記端末制御部が、前記３次元設計データにおいて第１の測定点を設定するステップと、
（ｄ）前記端末制御部が、前記位置取得装置に前記作業者の位置座標を取得させるステップと、
（ｅ）前記端末制御部が、前記作業者を前記第１の測定点まで誘導するステップと、
（ｆ）前記端末制御部が、前記位置取得装置に前記第１の測定点における前記作業者の位置座標を取得させるステップと、
（ｇ）前記端末制御部が、前記第１の測定点から前記進行方向に最も近い点を第２の測定点に設定するステップと、
（ｈ）前記端末制御部が、前記作業者を前記第２の測定点まで誘導するステップとを備え、
　その後、前記ステップ（ｆ）～前記ステップ（ｈ）を繰り返して、順次前記作業者を残りの測定点に誘導することを特徴とする方法。
　前記ステップ（ｃ）は、前記ステップ（ｄ）の後に実行され、
　前記ステップ（ｃ）において、前記端末制御部は、前記ステップ（ｄ）で位置座標を取得した前記作業者から最も近い点を、前記第１の測定点として設定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
　前記位置取得装置は、
　前記作業者に保持されるように構成されたターゲットと、
　測距光を前記ターゲットに送光し、前記ターゲットからの反射光を受光して、前記ターゲットを測距および測角するように構成された測量機であり、
　前記端末制御部は、前記作業者に保持された前記ターゲットを測距および測角することにより得られる測定データに基づいて、前記作業者の位置座標を取得することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
　前記測量機は、２色のガイド光を発光し、前記測量機の視準軸に対して水平方向を識別可能とするとともに、前記測量機の視準軸に対して視準軸方向の位置を識別可能とするガイド光照射部を備え、
　前記ステップ（ｅ）および前記ステップ（ｈ）において、
　前記端末制御部が、前記測量機に視準軸が誘導先である前記第１の測定点または前記第２の測定点を視準させ、前記測量機に前記ガイド光照射部を駆動させることにより行うことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の方法。
　前記位置取得装置は、
　前記作業者に保持されるように構成され、航法信号に基づいて、自位値を取得可能なＧＮＳＳ装置であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
　前記ステップ（ｅ）および前記ステップ（ｈ）において、
　前記端末制御部が、前記位置取得装置に前記作業者の位置座標を取得させ、
　前記端末制御部が、前記作業者から誘導先である前記第１の測定点または前記第２の測定点までの距離および方向を計算し、
　前記端末制御部が、前記端末表示部に、前記距離および前記方向に応じたコンパス表示を表示することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の方法。
　作業者の位置座標を取得可能に構成され、通信部を備える位置取得装置と、
　前記位置取得装置と通信可能な端末通信部、端末操作部、端末表示部および端末制御部を備える携帯端末とを備え、
　前記端末制御部が、
　　路線の中心線上に所定の間隔で設定された複数の中心点と、各中心点を通り前記中心線に直交する横断面上に設定された複数の測定点とを備える３次元設計データを読み込み、前記３次元設計データにおいて観測の進行方向を設定し、
　　前記３次元設計データにおいて第１の測定点を設定し、
　　既知点に設置された前記位置取得装置に、前記作業者の位置座標を取得させ、
　　前記作業者を前記第１の測定点まで誘導し、
　　前記位置取得装置に、前記第１の測定点における前記作業者の位置座標を取得させ、
　　前記第１の測定点から前記進行方向に最も近い点を第２の測定点に設定し、
　　前記作業者を前記第２の測定点まで誘導するように構成されたことを特徴とする測量システム。
　作業者の位置座標を取得可能に構成され、通信部を備える位置取得装置と通信可能な端末通信部と、端末表示部と、端末操作部と、端末制御部とを備えるコンピュータ端末に、
（ｉ）前記端末制御部が、路線の中心線上に所定の間隔で設定された複数の中心点と、各中心点を通り前記中心線に直交する横断面上に設定された複数の測定点とを備える３次元設計データを読み込むステップと、
（ｊ）前記端末制御部が、前記３次元設計データにおいて観測の進行方向を設定するステップと、
（ｋ）前記端末制御部が、前記３次元設計データにおいて第１の測定点を設定するステップと、
（ｌ）前記端末制御部が、前記位置取得装置に、前記作業者の位置座標を取得するステップと、
（ｍ）前記端末制御部が、前記作業者を前記第１の測定点まで誘導するステップと、
（ｎ）前記端末制御部が、前記位置取得装置に前記第１の測定点における前記作業者の位置座標を取得するステップと、
（ｏ）前記端末制御部が、前記第１の測定点から前記進行方向に最も近い点を第２の測定点に設定するステップと、
（ｐ）前記端末制御部が、前記ターゲットを保持する前記作業者を前記第２の測定点まで誘導するステップと、
（ｑ）その後、前記ステップ（ｆ）～前記ステップ（ｈ）を繰り返して順次前記作業者を残りの測定点へと誘導するステップを実行させるためのプログラム。