(57)【要約】      （修正有）【課題】設置面の性状に拘らず安定してモノポール式測量装置の設置を可能とする基盤を提供する。【解決手段】モノポール式測量装置の設置に用いられるモノポール基盤２であり、下面に接地足を有する設置基板と、設置基板中心に設けられる円錐穴と、円錐穴中心と同心の角度検出パターンとを有し、設置基板は円錐穴の中心が基準点となる様に設置され、測量装置１のポール下端が円錐穴に嵌合する様構成された。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モノポール式測量装置の設置に用いられるモノポール基盤であり、下面に接地足を有する設置基板と、該設置基板中心に設けられる円錐穴と、該円錐穴中心と同心の角度検出パターンとを有し、前記設置基板は前記円錐穴の中心が基準点となる様に設置され、測量装置のポール下端が前記円錐穴に嵌合する様構成されたモノポール基盤。
【請求項２】
前記設置基板の中央部に円筒部材が設けられ、該円筒部材の中心にセンタリングピースが設けられ、該センタリングピースに前記円錐穴が形成された請求項１に記載のモノポール基盤。
【請求項３】
前記円筒部材に透明な内円板が設けられ、前記センタリングピースは前記内円板の中心部に設けられた請求項２に記載のモノポール基盤。
【請求項４】
前記設置基板の上面に角度検出パターンが形成され、該角度検出パターンは所定角度ピッチで設けられた角度線を有する請求項１に記載のモノポール基盤。
【請求項５】
所定角度ピッチで設けられた光源を有し、該光源から放射状に発せられる光の帯によって角度検出パターンが形成される請求項１に記載のモノポール基盤。
【請求項６】
前記円筒部材の全周面が測距光反射部となっている請求項２に記載のモノポール基盤。
【請求項７】
モノポール式測量装置と請求項１〜請求項６のいずれかのモノポール基盤とを有する測量システムであって、前記モノポール基盤が前記測量装置設置箇所に設置され、前記測量装置は、該測量装置のポール下端が前記円錐穴に嵌合され、前記モノポール基盤を介して前記測量装置が設置される測量システム。
【請求項８】
モノポール式測量装置と複数の請求項６のモノポール基盤とを具備し、複数の測定地点に前記モノポール基盤が設置され、各測定地点で前記モノポール基盤を介して測量装置が設置され、１つのモノポール基盤に設置された測量装置によって、他のモノポール基盤の中心座標を測定し、各測定地点間を既知の関係とし、各モノポール基盤を介して設置された測量装置により取得した測定データを前記測定地点間の既知の関係に基づき統合する様構成した測量システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモノポール式測量装置を設置する場合に用いられるモノポール基盤及びモノポール基盤、モノポール式測量装置を含む測量システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に測量機器は基準点上に三脚を介して設置し、水平に整準して測定対象の測定点の測距、測角を行い基準点に対する測定点の座標を求めている。
【０００３】
この作業に於いては、基準点鉛直上に測量装置本体を設置し、水平整準出しを行わなければならず、三脚設置から水平整準出し作業は繁雑で時間と熟練が必要であった。
【０００４】
本出願人は、特許文献１に開示されている様に、モノポール式測量装置を提案している。モノポール式測量装置では、基準点にポールの下端を合致させて設置すればよく、整準作業を省略でき、大幅な作業改善となる。
【０００５】
一方、ポールの下端は尖端となっているので、設置場所が柔らかい地面、滑りやすい床等ではモノポール式測量装置を安定に位置決めすることが難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−９０２４４号公報
【特許文献２】特開２０１６−１５１４２２号公報
【特許文献３】特開２０１６−１５１４２３号公報
【特許文献４】特開２０１６−１６１４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、設置面の性状に拘らず安定してモノポール式測量装置の設置を可能とするモノポール基盤、及びモノポール基盤、モノポール式測量装置を含む測量システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、モノポール式測量装置の設置に用いられるモノポール基盤であり、下面に接地足を有する設置基板と、該設置基板中心に設けられる円錐穴と、該円錐穴中心と同心の角度検出パターンとを有し、前記設置基板は前記円錐穴の中心が基準点となる様に設置され、測量装置のポール下端が前記円錐穴に嵌合する様構成されたモノポール基盤に係るものである。
【０００９】
又本発明は、前記設置基板の中央部に円筒部材が設けられ、該円筒部材の中心にセンタリングピースが設けられ、該センタリングピースに前記円錐穴が形成されたモノポール基盤に係るものである。
【００１０】
又本発明は、前記円筒部材に透明な内円板が設けられ、前記センタリングピースは前記内円板の中心部に設けられたモノポール基盤に係るものである。
【００１１】
又本発明は、前記設置基板の上面に角度検出パターンが形成され、該角度検出パターンは所定角度ピッチで設けられた角度線を有するモノポール基盤に係るものである。
【００１２】
又本発明は、所定角度ピッチで設けられた光源を有し、該光源から放射状に発せられる光の帯によって角度検出パターンが形成されるモノポール基盤に係るものである。
【００１３】
又本発明は、前記円筒部材の全周面が測距光反射部となっているモノポール基盤に係るものである。
【００１４】
又本発明は、モノポール式測量装置と前記いずれかのモノポール基盤とを有する測量システムであって、前記モノポール基盤が前記測量装置設置箇所に設置され、前記測量装置は、該測量装置のポール下端が前記円錐穴に嵌合され、前記モノポール基盤を介して前記測量装置が設置される測量システムに係るものである。
【００１５】
更に又本発明は、モノポール式測量装置と複数の前記モノポール基盤とを具備し、複数の測定地点に前記モノポール基盤が設置され、各測定地点で前記モノポール基盤を介して測量装置が設置され、１つのモノポール基盤に設置された測量装置によって、他のモノポール基盤の中心座標を測定し、各測定地点間を既知の関係とし、各モノポール基盤を介して設置された測量装置により取得した測定データを前記測定地点間の既知の関係に基づき統合する様構成した測量システムに係るものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、モノポール式測量装置の設置に用いられるモノポール基盤であり、下面に接地足を有する設置基板と、該設置基板中心に設けられる円錐穴と、該円錐穴中心と同心の角度検出パターンとを有し、前記設置基板は前記円錐穴の中心が基準点となる様に設置され、測量装置のポール下端が前記円錐穴に嵌合する様構成されたので、モノポール基盤を設置地点に設置することが容易であり、又設置面の性状に拘らず設置が可能であり、モノポール基盤にポールの下端が位置決めされるので容易に測量装置を設置することができ、安定した測量が行える。
【００１７】
更に又本発明によれば、モノポール式測量装置と複数の前記モノポール基盤とを具備し、複数の測定地点に前記モノポール基盤が設置され、各測定地点で前記モノポール基盤を介して測量装置が設置され、１つのモノポール基盤に設置された測量装置によって、他のモノポール基盤の中心座標を測定し、各測定地点間を既知の関係とし、各モノポール基盤を介して設置された測量装置により取得した測定データを前記測定地点間の既知の関係に基づき統合する様構成したので、モノポール式測量装置により広範囲の測量が可能となると共に死角の存在する測定対象についても測定対象全体の測定が可能となり、データの統合が容易になるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る実施例の概略図である。
【図２】測量装置本体を示す概略ブロック図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）は、光軸偏向部の作用説明図である。
【図４】スキャンパターンの一例を示す図である。
【図５】操作パネルの概略ブロック図である。
【図６】本実施例に係るモノポール基盤の断面図である。
【図７】該モノポール基盤の斜視図である。
【図８】測定方向撮像部、下方撮像部で取得した画像と測量装置本体によるスキャン軌跡との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００２０】
先ず、本発明の実施例に用いられるモノポール式測量装置について、図１を参照して説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施例に係る測量システムの概略を示す図であり、図１中、１は測量装置、２はモノポール基盤、１０は測定対象を示す。
【００２２】
前記モノポール基盤２は、その中心が基準点Ｒ（測定の基準となる点）に合致する様に、地面、床等に設置さる。前記測量装置１は前記基準点Ｒに直接、或は前記モノポール基盤２を介して設置される。尚、以下の説明では、前記測量装置１が前記モノポール基盤２を介して設置される場合を説明する。前記モノポール基盤２を介することで、設置面の性状に拘らず安定して前記測量装置１を設置することができる。
【００２３】
前記測量装置１は、主に、一脚（モノポール）３、該一脚３の上端に設けられた測量装置本体４、前記一脚３の適宜位置に、例えば測定作業者が立ち姿勢で操作し易い位置に、操作パネル７が設けられる。
【００２４】
該操作パネル７は、前記一脚３に対して固定的に設けられてもよく、或は着脱可能であってもよい。前記操作パネル７が前記一脚３に取付けられた状態で操作可能であると共に前記操作パネル７を前記一脚３から分離し、該操作パネル７単体で操作可能としてもよい。該操作パネル７と前記測量装置本体４とは、有線、無線等各種通信手段を介してデータ通信が可能となっている。
【００２５】
又、前記一脚３の前記操作パネル７より下方の位置に１本の補助脚６が折畳み可能に取付けられている。
【００２６】
前記一脚３の下端は円錐形状の尖端となっており、前記測量装置１は前記一脚３の下端が前記モノポール基盤２を介して前記基準点Ｒを示す様に設置される。前記一脚３の下端から前記測量装置本体４の機械中心（測定の基準となる点）迄の距離は既知となっている。
【００２７】
前記測量装置本体４の光学系は、水平方向に延出する基準光軸Ｏを有し、該基準光軸Ｏは前記一脚３の軸心と直交する線に対して所定角度下方に傾斜する様に設定される。従って、前記一脚３が鉛直に設定されると前記基準光軸Ｏは水平に対して前記所定角度下方に傾斜する。
【００２８】
前記補助脚６は、上端で前記一脚３に折畳み可能に連結され、前記補助脚６は折畳み状態では、前記一脚３と密着し、密着した状態を保持する様なロック機構が設けられる。或は簡易的に前記一脚３と前記補助脚６とを束ねるバンド（図示せず）が設けられてもよい。
【００２９】
前記補助脚６は、上端を中心に所定の角度、回転可能となっており、回転した位置（即ち、前記一脚３に対して所定角度離反した位置）で固定可能となっている。尚、前記補助脚６は、１本の場合を説明したが２本であってもよい。この場合、前記一脚３は自立可能となる。
【００３０】
前記測量装置本体４は、測距部２４（後述）、測定方向撮像部２１（後述）を有し、又前記測量装置本体４には下方撮像部５が設けられている。前記測距部２４の光学系の基準光軸が前記基準光軸Ｏである。前記測定方向撮像部２１の光軸（以下、第１撮像光軸６１）は前記基準光軸Ｏに対して所定角（例えば６°）上方に傾斜しており、又前記測定方向撮像部２１と前記測距部２４との距離及び位置関係は既知となっている。前記測距部２４と前記測定方向撮像部２１は前記測量装置本体４の筐体内部に収納されている。
【００３１】
前記下方撮像部５は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子を有し、デジタル画像を取得可能な撮像装置が用いられる。又、撮像素子中の画素の位置が前記下方撮像部５の光軸（以下、第２撮像光軸８）を基準として検出可能となっている。前記下方撮像部５として、例えば、市販のデジタルカメラが用いられてもよい。
【００３２】
前記下方撮像部５は前記測量装置本体４の筐体に固定され、前記下方撮像部５（即ち、該下方撮像部５の像形成位置）は前記測量装置本体４の機械中心に対して既知の位置に設けられる。前記第２撮像光軸８は、下方に向けられ、前記基準光軸Ｏに対して所定の既知の角度に設定され、前記第２撮像光軸８と前記基準光軸Ｏとは既知の関係となっている。尚、前記下方撮像部５は前記筐体に収納され、前記測量装置本体４と一体化されてもよい。
【００３３】
前記測定方向撮像部２１の画角はθ１であり、前記下方撮像部５の画角はθ２であり、θ１とθ２とは等しくてもよく又異なっていてもよい。又、前記測定方向撮像部２１の画角と前記下方撮像部５の画角はオーバラップしていなくともよいが、所定量オーバラップすることが好ましい。又、前記下方撮像部５の画角、前記第２撮像光軸８の方向は、前記一脚３の下端が画像中に含まれる様設定される。
【００３４】
図２を参照して、前記測量装置本体４の構成を説明する。
【００３５】
該測量装置本体４は、測距光射出部１１、受光部１２、測距演算部１３、演算制御部１４、第１記憶部１５、撮像制御部１６、画像処理部１７、第１通信部１８、光軸偏向部１９、姿勢検出部２０、前記測定方向撮像部２１、射出方向検出部２２、モータドライバ２３を具備し、これらは筐体２５に収納され、一体化されている。尚、前記測距光射出部１１、前記受光部１２、前記測距演算部１３、前記光軸偏向部１９等は、光波距離計として機能する測距部２４を構成する。
【００３６】
前記測距光射出部１１は、射出光軸２６を有し、該射出光軸２６上に発光素子２７、例えばレーザダイオード（ＬＤ）が設けられている。又、前記射出光軸２６上に投光レンズ２８が設けられている。更に、前記射出光軸２６上に設けられた偏向光学部材としての第１反射鏡２９と、受光光軸３１（後述）上に設けられた偏向光学部材としての第２反射鏡３２とによって、前記射出光軸２６は、前記受光光軸３１と合致する様に偏向される。前記第１反射鏡２９と前記第２反射鏡３２とで射出光軸偏向部が構成される。
【００３７】
前記測距演算部１３は前記発光素子２７を発光させ、前記発光素子２７はレーザ光線を発する。前記測距光射出部１１は、前記発光素子２７から発せられたレーザ光線を測距光３３として射出する。尚、レーザ光線としては、連続光或はパルス光、或は特許文献４に示される断続変調光（即ち、バースト光）のいずれが用いられてもよい。
【００３８】
前記受光部１２について説明する。該受光部１２には、測定対象１０からの反射測距光３４が入射する。前記受光部１２は、前記受光光軸３１を有し、該受光光軸３１には、前記第１反射鏡２９、前記第２反射鏡３２によって偏向された前記射出光軸２６が合致する。尚、該射出光軸２６と前記受光光軸３１とが合致した状態を測距光軸３５とする。
【００３９】
前記基準光軸Ｏ上に前記光軸偏向部１９が配設される。該光軸偏向部１９の中心を透過する真直な光軸は、前記基準光軸Ｏとなっている。該基準光軸Ｏは、前記光軸偏向部１９によって偏向されなかった時の前記射出光軸２６又は前記受光光軸３１又は前記測距光軸３５と合致する。
【００４０】
前記反射測距光３４が前記光軸偏向部１９を透過し、入射した前記受光光軸３１上に結像レンズ３８が配設される。又、前記受光光軸３１上に受光素子３９、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）、或はアバランシフォトダイオード（ＡＰＤ）が設けられている。
【００４１】
前記結像レンズ３８は、前記反射測距光３４を前記受光素子３９に結像する。該受光素子３９は、前記反射測距光３４を受光し、受光信号を発生する。受光信号は、前記測距演算部１３に入力され、該測距演算部１３は受光信号に基づき測距光の往復時間を演算し、往復時間と光速に基づき測定対象１０迄の測距を行う。
【００４２】
前記第１通信部１８は、前記測定方向撮像部２１で取得した画像データ、前記測距部２４が取得した測距データを前記操作パネル７に送信し、該操作パネル７からの操作コマンドを受信する。
【００４３】
前記第１記憶部１５としては、ＨＤＤ、半導体メモリ、メモリカード等の記憶媒体が用いられる。前記第１記憶部１５には、撮像の制御プログラム、画像処理プログラム、測距プログラム、表示プログラム、通信プログラム、操作コマンド作成プログラム、前記姿勢検出部２０からの姿勢検出結果に基づき前記測量装置本体４の傾斜角、傾斜方向を演算する傾斜角演算プログラム、測距を実行する為の測定プログラム、前記光軸偏向部１９の偏向作動を制御する為の偏向制御プログラム、各種演算を実行する演算プログラム等の各種プログラムが格納される。
【００４４】
又、前記第１記憶部１５には、測距データ、測角データ、画像データ等の各種データが格納される。
【００４５】
図２を参照して、前記光軸偏向部１９について説明する。尚、該光軸偏向部１９については、特許文献１、特許文献２に開示されている光軸偏向部を使用することができる。
【００４６】
該光軸偏向部１９は、一対の光学プリズム４１，４２から構成される。該光学プリズム４１，４２は、それぞれ同径の円板形であり、前記第２反射鏡３２によって偏向された測距光軸３５（即ち、基準光軸Ｏ）上に該測距光軸３５と直交して同心に配置され、所定間隔で平行に配置されている。
【００４７】
前記光学プリズム４１，４２はそれぞれ、平行に配置された３つの三角プリズムから構成されている。各三角プリズムは、光学ガラスにて成形され、更に、全て同一偏角の光学特性を有している。
【００４８】
前記三角プリズムの幅、形状は全て同じでもよく、或は異なっていてもよい。中心に位置する前記三角プリズムの幅は、前記測距光３３のビーム径よりも大きくなっており、該測距光３３は中央の前記三角プリズムのみを透過する様になっている。尚、周辺の前記三角プリズムについては、多数の小さい三角プリズムで構成してもよい。
【００４９】
更に、中心の三角プリズムについては、光学ガラス製とし、周辺の三角プリズムについては、光学プラスチック製としてもよい。これは、前記光軸偏向部１９から測定対象１０迄の距離は大きく、中央の前記三角プリズムの光学特性については精度が要求され、一方周辺の三角プリズムから前記受光素子３９迄の距離は小さく、高精度の光学特性は必要ないという理由による。
【００５０】
前記光軸偏向部１９の中央部は、前記測距光３３が透過し、射出される第１光軸偏向部である測距光偏向部となっている。前記光軸偏向部１９の中央部を除く部分（周辺の前記三角プリズム）は、前記反射測距光３４が透過し、入射する第２光軸偏向部である反射測距光偏向部となっている。
【００５１】
前記光学プリズム４１，４２は、それぞれ前記基準光軸Ｏを中心に独立して個別に回転可能に配設されている。前記光学プリズム４１，４２は、回転方向、回転量、回転速度が個別に独立して制御されることで、射出される前記測距光３３の前記射出光軸２６を任意の方向に偏向し、又受光される前記反射測距光３４の前記受光光軸３１を前記射出光軸２６と平行に偏向する。
【００５２】
又、前記測距光３３を連続して照射しつつ、前記光学プリズム４１，４２の回転を連続的に制御し、透過する前記測距光３３を連続的に偏向することで、前記測距光３３を所定のパターンでスキャンさせることができる。又、スキャン経路（スキャン軌跡）に沿って測距データ（点群データ）が取得される。
【００５３】
前記光学プリズム４１，４２の外形形状は、それぞれ前記測距光軸３５（基準光軸Ｏ）を中心とする円形であり、前記反射測距光３４の広がりを考慮し、充分な光量を取得できる様、前記光学プリズム４１，４２の直径が設定されている。
【００５４】
前記光学プリズム４１の外周にはリングギア４３が嵌設され、前記光学プリズム４２の外周にはリングギア４４が嵌設されている。
【００５５】
前記リングギア４３には駆動ギア４５が噛合し、前記光学プリズム４１はモータ４６により前記駆動ギア４５、前記リングギア４３を介して回転される。同様に、前記リングギア４４には駆動ギア４７が噛合し、前記光学プリズム４２はモータ４８により、前記駆動ギア４７、前記リングギア４４を介して回転される。前記モータ４６，４８は、前記モータドライバ２３に電気的に接続されている。
【００５６】
前記モータ４６，４８は、回転角を検出できる回転角検出器の機能を具備しているモータ、或は駆動入力値に対応した回転をするモータ、例えばパルスモータが用いられる。或は、モータの回転量（回転角）を検出する回転角検出器、例えばエンコーダ等を用いて前記モータ４６，４８の回転量を検出してもよい。該モータ４６，４８の回転量がそれぞれ検出され、前記モータドライバ２３により前記モータ４６，４８が個別に制御される。
【００５７】
又、前記モータ４６，４８の回転量、即ち前記駆動ギア４５，４７の回転量を介して前記光学プリズム４１，４２の回転角が検出される。尚、エンコーダを直接リングギア４３，４４にそれぞれ取付け、エンコーダにより前記リングギア４３，４４の回転角を直接検出する様にしてもよい。
【００５８】
前記駆動ギア４５，４７、前記モータ４６，４８は、前記測距光射出部１１と干渉しない位置、例えば前記リングギア４３，４４の下側に設けられている。
【００５９】
前記投光レンズ２８、前記第１反射鏡２９、前記第２反射鏡３２、前記測距光偏向部等は、投光光学系を構成する。又、前記反射測距光偏向部、前記結像レンズ３８等は、受光光学系を構成する。
【００６０】
前記測距演算部１３は、前記発光素子２７を制御し、前記測距光３３としてレーザ光線をパルス発光又はバースト発光（断続発光）させる。該測距光３３が中央の前記三角プリズム（測距光偏向部）により、測定対象１０に向う様前記射出光軸２６（即ち、前記測距光軸３５）が偏向される。前記測距光軸３５が、測定対象１０を視準した状態で測距が行われる。
【００６１】
前記測定対象１０から反射された前記反射測距光３４は、周辺の前記三角プリズム（即ち、反射測距光偏向部）を通って前記受光部１２に入射し、更に前記反射測距光３４は前記結像レンズ３８により前記受光素子３９に結像される。
【００６２】
該受光素子３９は、受光信号を前記測距演算部１３に送出し、該測距演算部１３は前記受光素子３９からの受光信号に基づき、パルス光毎に測定点（測距光が照射された点）の測距を行い、測距データは前記第１記憶部１５に格納される。
【００６３】
前記射出方向検出部２２は、前記モータ４６，４８に入力する駆動パルスをカウントすることで、前記モータ４６，４８の回転角を検出する。或は、エンコーダからの信号に基づき、前記モータ４６，４８の回転角を検出する。又、前記射出方向検出部２２は、前記モータ４６，４８の回転角に基づき、前記光学プリズム４１，４２の回転位置を演算する。
【００６４】
更に、前記射出方向検出部２２は、前記光学プリズム４１，４２の屈折率と、該光学プリズム４１，４２を一体とした時の回転位置、両光学プリズム４１，４２間の相対回転角とに基づき、各パルス光毎の前記測距光３３の前記基準光軸Ｏに対する偏角、射出方向をリアルタイムで演算する。演算結果（測角結果）は、測距結果に関連付けられて前記演算制御部１４に入力される。尚、前記測距光３３がバースト発光される場合は、断続測距光毎に測距が実行される。
【００６５】
前記演算制御部１４は、前記モータ４６，４８の回転方向、回転速度、前記モータ４６，４８間の回転比を制御することで、前記光学プリズム４１，４２の相対回転、全体回転を制御し、前記光軸偏向部１９による偏向作用を制御する。又、前記演算制御部１４は、前記測距光３３の偏角、射出方向から、前記基準光軸Ｏに対する測定点の水平角、鉛直角を演算する。更に、前記演算制御部１４は、測定点についての水平角、鉛直角を前記測距データに関連付けることで、測定対象１０の３次元データを求めることができる。而して、前記測量装置１は、トータルステーションとして機能する。
【００６６】
次に、前記姿勢検出部２０について説明する。該姿勢検出部２０は、前記測量装置本体４の水平、又は鉛直に対する傾斜角を検出し、検出結果は前記演算制御部１４に入力される。尚、前記姿勢検出部２０としては、特許文献３に開示された姿勢検出装置を使用することができる。
【００６７】
該姿勢検出部２０について簡単に説明する。該姿勢検出部２０は、フレーム５４を有している。該フレーム５４は、前記筐体２５に固定され、或は構造部材に固定され、前記測量装置本体４と一体となっている。
【００６８】
前記フレーム５４にはジンバルを介してセンサブロック５５が取付けられている。該センサブロック５５は、直交する２軸を中心に２方向にそれぞれ３６０°又は３６０°以上回転自在となっている。
【００６９】
該センサブロック５５には、第１傾斜センサ５６、第２傾斜センサ５７が取付けられている。前記第１傾斜センサ５６は水平を高精度に検出するものであり、例えば水平液面に検出光を入射させ反射光の反射角度の変化で水平を検出する傾斜検出器、或は封入した気泡の位置変化で傾斜を検出する気泡管である。又、前記第２傾斜センサ５７は傾斜変化を高応答性で検出するものであり、例えば加速度センサである。
【００７０】
前記センサブロック５５の、前記フレーム５４に対する２軸についての各相対回転角は、エンコーダ５８，５９によってそれぞれ検出される様になっている。
【００７１】
又、前記センサブロック５５を回転させ、水平に維持するモータ（図示せず）が前記２軸に関してそれぞれ設けられている。該モータは、前記第１傾斜センサ５６、前記第２傾斜センサ５７からの検出結果に基づき、前記センサブロック５５を水平に維持する様に前記演算制御部１４によって制御される。
【００７２】
前記センサブロック５５が傾斜していた場合（前記測量装置本体４が傾斜していた場合）、前記センサブロック５５（水平）に対する前記フレーム５４の各軸方向の相対回転角が前記エンコーダ５８，５９によってそれぞれ検出される。該エンコーダ５８，５９の検出結果に基づき、前記測量装置本体４の２軸についての傾斜角、２軸の傾斜の合成によって傾斜方向が検出される。
【００７３】
前記センサブロック５５は、２軸について３６０°又は３６０°以上回転自在であるので、前記姿勢検出部２０がどの様な姿勢となろうとも、例えば該姿勢検出部２０の天地が逆になった場合でも、全方向での姿勢検出（水平に対する傾斜角、傾斜方向）が可能である。
【００７４】
姿勢検出に於いて、高応答性を要求する場合は、前記第２傾斜センサ５７の検出結果に基づき姿勢検出と姿勢制御が行われるが、該第２傾斜センサ５７は前記第１傾斜センサ５６に比べ検出精度が悪いのが一般的である。
【００７５】
前記姿勢検出部２０では、高精度の前記第１傾斜センサ５６と高応答性の前記第２傾斜センサ５７を具備することで、該第２傾斜センサ５７の検出結果に基づき姿勢制御を行い、更に前記第１傾斜センサ５６により高精度の姿勢検出を可能とする。
【００７６】
該第１傾斜センサ５６の検出結果で、前記第２傾斜センサ５７の検出結果を較正することができる。即ち、前記第１傾斜センサ５６が水平を検出した時の前記エンコーダ５８，５９の値、即ち実際の傾斜角と前記第２傾斜センサ５７が検出した傾斜角との間で偏差を生じれば、該偏差に基づき前記第２傾斜センサ５７の傾斜角を較正することができる。
【００７７】
従って、予め、該第２傾斜センサ５７の検出傾斜角と、前記第１傾斜センサ５６による水平検出と前記エンコーダ５８，５９の検出結果に基づき求めた傾斜角との関係を取得しておけば、前記第２傾斜センサ５７に検出された傾斜角の較正（キャリブレーション）をすることができ、該第２傾斜センサ５７による高応答性での姿勢検出の精度を向上させることができる。環境変化（温度等）の少ない状態では、傾斜検出は前記第２傾斜センサ５７の検出結果と補正値で求めてもよい。
【００７８】
前記演算制御部１４は、傾斜の変動が大きい時、傾斜の変化が速い時は、前記第２傾斜センサ５７からの信号に基づき、前記モータを制御する。又、前記演算制御部１４は、傾斜の変動が小さい時、傾斜の変化が緩やかな時、即ち前記第１傾斜センサ５６が追従可能な状態では、該第１傾斜センサ５６からの信号に基づき、前記モータを制御する。尚、常時、前記第２傾斜センサ５７に検出された傾斜角を較正することで、該第２傾斜センサ５７からの検出結果に基づき前記姿勢検出部２０による姿勢検出を行ってもよい。
【００７９】
尚、前記第１記憶部１５には、前記第１傾斜センサ５６の検出結果と前記第２傾斜センサ５７の検出結果との比較結果を示す対比データが格納されている。前記第１傾斜センサ５６からの信号に基づき、該第２傾斜センサ５７による検出結果を較正する。この較正により、該第２傾斜センサ５７による検出結果を前記第１傾斜センサ５６の検出精度迄高めることができる。よって、前記姿勢検出部２０による姿勢検出に於いて、高精度を維持しつつ高応答性を実現することができる。
【００８０】
前記測定方向撮像部２１は、前記測量装置本体４の前記基準光軸Ｏと平行な前記第１撮像光軸６１と、該第１撮像光軸６１に配置された撮像レンズ６２とを有している。前記測定方向撮像部２１は、前記光学プリズム４１，４２による最大偏角θ／２（例えば±３０°）と略等しい、例えば５０°〜６０°の画角を有するカメラである。前記第１撮像光軸６１と前記射出光軸２６及び前記基準光軸Ｏとの関係は既知であり、前記第１撮像光軸６１と前記射出光軸２６及び前記基準光軸Ｏとは平行であり、又各光軸間の距離は既知の値となっている。
【００８１】
又、前記測定方向撮像部２１は、静止画像又は連続画像或は動画像が取得可能である。前記測定方向撮像部２１で取得された画像は、前記操作パネル７に送信され、該操作パネル７の表示部６８（後述）に表示され、作業者は該表示部６８に表示された画像を観察して測定作業を実行できる。
【００８２】
前記撮像制御部１６は、前記測定方向撮像部２１の撮像を制御する。前記撮像制御部１６は、前記測定方向撮像部２１が前記動画像、又は連続画像を撮像する場合に、該動画像、又は連続画像を構成するフレーム画像を取得するタイミングと前記測量装置本体４でスキャンするタイミングとの同期を取っている。更に、パルス光毎に、或はバースト光毎にフレーム画像を取得するタイミングとの同期を取っている。
【００８３】
前記演算制御部１４は画像と測定データ（測距データ、測角データ）との関連付けも実行する。又、前記撮像制御部１６は、前記第１通信部１８、第２通信部６７（後述）を介して前記測定方向撮像部２１と前記下方撮像部５との撮像タイミングの同期制御を行っている。
【００８４】
前記測定方向撮像部２１の撮像素子６３は、画素の集合体であるＣＣＤ、或はＣＭＯＳセンサであり、各画素は画像素子上での位置が特定できる様になっている。例えば、各画素は、前記第１撮像光軸６１を原点とした座標系での画素座標を有し、該画素座標によって画像素子上での位置が特定される。又、前記第１撮像光軸６１と前記基準光軸Ｏとの関係が既知であるので、前記測距部２４による測定位置と前記撮像素子６３上での位置との相互関連付けが可能である。前記撮像素子６３から出力される画像信号は、前記撮像制御部１６を介して前記画像処理部１７に入力される。
【００８５】
前記光軸偏向部１９の偏向作用、スキャン作用について、図２、図３（Ａ）、図３（Ｂ）を参照して説明する。
【００８６】
図２に示される、前記光学プリズム４１，４２の状態（前記光学プリズム４１，４２の方向が１８０°異なる状態（相対回転角１８０°の時））では、該光学プリズム４１，４２の相互の光学作用が相殺され、偏角は０°となる。従って、前記光学プリズム４１，４２を経て射出され、受光されるレーザ光線の光軸（前記測距光軸３５）は、前記基準光軸Ｏと合致する。
【００８７】
又、図２の状態から前記光学プリズム４１，４２のいずれか一方が他方に対して１８０°回転した状態（プリズムの向きが同方向）では、最大の偏角（例えば、３０°）が得られる。
【００８８】
従って、前記光学プリズム４１，４２間の相対回転で、前記測距光軸３５は、前記基準光軸Ｏに対して０°〜３０°の間で偏向され、前記光学プリズム４１，４２の一体回転で、偏向方向が変更される。
【００８９】
従って、前記光学プリズム４１，４２間の相対回転角、前記光学プリズム４１，４２の一体回転角を制御することで前記測距光軸３５を任意の方向に偏向させることができる。即ち、前記測距光軸３５を任意の方向の測定対象１０に視準させることができる。
【００９０】
更に、前記測距光３３を照射しつつ、前記光学プリズム４１，４２の相対回転、一体回転を実行することで任意の方向、パターンで前記測距光３３をスキャンさせることができる。
【００９１】
例えば、図３（Ａ）に示される様に、前記光学プリズム４１，４２間の相対回転角をθとし、前記測距光軸３５は個々の前記光学プリズム４１，４２による偏向Ａ、偏向Ｂとすると、実際の軌跡６４は合成偏向Ｃとなり、更に偏向角の大きさは前記相対回転角θによって決定される。従って、前記光学プリズム４１，４２を等速で正逆同期回転させると、前記測距光軸３５（前記測距光３３）は前記合成偏向Ｃの方向で直線的に往復スキャンされる。
【００９２】
又、前記光学プリズム４１と前記光学プリズム４２との位置関係を固定した状態で（前記光学プリズム４１と前記光学プリズム４２とで得られる偏角を固定した状態で）、前記モータ４６，４８により、前記光学プリズム４１と前記光学プリズム４２とを一体に回転すると、前記測距光軸３５（前記測距光３３）は前記基準光軸Ｏ（図１参照）を中心とした円でスキャンされる。
【００９３】
更に、図３（Ｂ）に示される様に、前記光学プリズム４１の回転速度に対して遅い回転速度で前記光学プリズム４２を回転させれば、角度差θは漸次増大しつつ前記測距光３３が回転される。従って、該測距光３３のスキャン軌跡はスパイラル状となる。
【００９４】
又、前記光学プリズム４１、前記光学プリズム４２の回転方向、回転速度、回転速度比を個々に制御することで、前記測距光３３のスキャン軌跡を前記基準光軸Ｏを中心とした種々の２次元のスキャンパターンが得られる。
【００９５】
更に、前記光学プリズム４１と前記光学プリズム４２の、一方の前記光学プリズム４１を２５回転、他方の前記光学プリズム４２を逆方向に５回転することで、図４に示される様な、花びら状の２次元の閉ループスキャンパターン５２（花びらパターン５２（内トロコイド曲線））が得られる。該花びらパターン５２も中心に交点５３を有する。
【００９６】
更に、前記測量装置本体４が固定された状態での、２次元のスキャンが可能な最大範囲は、前記光軸偏向部１９の最大偏角範囲となる。
【００９７】
前記下方撮像部５について説明する。
【００９８】
該下方撮像部５は、前記測量装置本体４と電気的に接続されており、前記下方撮像部５で取得された画像データは前記測量装置本体４に入力される。
【００９９】
前記下方撮像部５の撮像は、前記撮像制御部１６によって前記測定方向撮像部２１の撮像、前記測距部２４の測距と同期制御される。前記下方撮像部５は、前記測量装置本体４の機械中心に対して既知の位置に設けられており、前記下方撮像部５と前記一脚３下端との距離も既知となっている。
【０１００】
更に、前記下方撮像部５の前記第２撮像光軸８は前記基準光軸Ｏと既知の関係にあり、前記下方撮像部５で取得した画像データは、前記演算制御部１４によって前記測定方向撮像部２１で取得した画像、前記測距部２４で測定した測距データと関連付けられて前記第１記憶部１５に格納される。
【０１０１】
前記操作パネル７について図５を参照して略述する。
【０１０２】
該操作パネル７は、上記した様に、前記一脚３に対して固定的に設けられてもよく、或は着脱可能であってもよい。又、着脱可能な場合は、前記操作パネル７を前記一脚３から取外し、前記操作パネル７単体の状態で、作業者が保持し、操作可能としてもよい。
【０１０３】
前記操作パネル７は、主に演算部６５、第２記憶部６６、前記第２通信部６７、前記表示部６８、操作部６９を具備している。尚、前記表示部６８をタッチパネルとし、前記表示部６８に前記操作部６９を兼用させてもよい。又、前記表示部６８をタッチパネルとした場合は、前記操作部６９は省略してもよい。前記第２記憶部６６としては、半導体メモリ、メモリカード、ＨＤＤ等の記憶装置が用いられる。
【０１０４】
前記第２記憶部６６には、前記測量装置本体４との間で通信を行う為の通信プログラム、前記下方撮像部５で取得した画像、前記測定方向撮像部２１で取得した画像の合成等の処理を行う画像処理プログラム、前記下方撮像部５で取得した画像、前記測定方向撮像部２１で取得した画像、前記測距部２４で測定した測定情報を前記表示部６８に表示させる為の表示プログラム、前記操作部６９で操作された情報から前記測量装置本体４へのコマンドを作成する為のコマンド作成プログラム等の各種プログラムが格納されている。
【０１０５】
前記第２通信部６７は前記画像処理部１７との間で、測定データ、画像データ、コマンド等のデータを前記演算制御部１４、前記第１通信部１８を経由して、通信する。
【０１０６】
前記表示部６８は、前記測量装置本体４の測定状態、測定結果等を表示し、又前記下方撮像部５、前記測定方向撮像部２１が取得した画像を表示する。前記操作部６９から前記測量装置本体４に測定作業に関する指令等、各種指令を入力できる様になっている。
【０１０７】
前記操作パネル７として、例えばスマートフォン、タブレットが用いられてもよい。又、前記操作パネル７がデータコレクタとして使用されてもよい。
【０１０８】
図６、図７を参照して前記モノポール基盤２について説明する。図６は、該モノポール基盤２の断面図、図７は斜視図を示している。
【０１０９】
設置基板８１の中央部に既知の外径を有する円筒部材８２が設けられる。前記設置基板８１の形状は図示される様に矩形であっても、円形であってもよい。前記円筒部材８２と前記設置基板８１とは同心であり、前記円筒部材８２は前記設置基板８１に対して嵌め合い方式で設けられている。
【０１１０】
前記円筒部材８２には外フランジ８３が設けられ、該外フランジ８３は前記設置基板８１に対して軸心方向（図６では上下方向）の位置決めを行う。又、前記円筒部材８２は前記設置基板８１に対して着脱可能であってもよく、或は固定されてもよい。
【０１１１】
前記円筒部材８２の下端には、中心側に突出する内フランジ８４が設けられている。前記円筒部材８２には透明な内円板８５が同心に嵌込まれ、該内円板８５は前記内フランジ８４に支持される。前記円筒部材８２の高さは、後述する様に、前記下方撮像部５により前記一脚３の下端を撮影する場合に、視界を遮らない高さとする。
【０１１２】
前記内円板８５は前記円筒部材８２に対して着脱可能であってもよく、或は固定されてもよい。又、前記内円板８５の表面には、該内円板８５の中心位置を示す指標線（図示せず）を刻印してもよい。
【０１１３】
前記円筒部材８２の外周面には再帰反射材８６が設けられ、前記円筒部材８２の全周は測距光反射部となっている。該再帰反射材８６は、表面に微小な再帰反射体を含む層を有し、全方向からの入射光を再帰反射する。尚、前記円筒部材８２の全周に、反射率の高い白色の塗料が塗布されてもよい。
【０１１４】
前記内円板８５の中心部には、円形のセンタリングピース８７が嵌め合い方式で設けられる。該センタリングピース８７は上端外縁にフランジ８７ａを有し、前記内円板８５に前記センタリングピース８７を嵌込むことで半径方向、軸心方向の位置決めがなされる様になっている。前記センタリングピース８７は、前記内円板８５に対して着脱可能であっても、固定的に設けられてもよい。
【０１１５】
前記センタリングピース８７には上面側から、円錐形状の円錐穴８８が穿設されている。該円錐穴８８の頂角は、前記一脚３の下端尖端の頂角よりも大きく、更に前記一脚３が所定角度傾斜した場合に、前記一脚３と前記円錐穴８８が干渉しない角度とする。又、前記円錐穴８８の頂角は前記下方撮像部５で前記一脚３の下端を撮像した場合に、前記円錐穴８８の周縁が前記下方撮像部５の視界を遮らない角度となっている。前記円錐穴８８の中心は、前記センタリングピース８７の中心と一致する。即ち、前記内円板８５、前記円筒部材８２及び前記設置基板８１の中心と一致する。
【０１１６】
前記センタリングピース８７は、前記一脚３の先端部の材質より高硬度の材質、例えば、前記一脚３の先端部の材質がアルミであれば、前記センタリングピース８７は鋼鉄、或はステンレス鋼とする。又、前記円錐穴８８の内面は円滑面とすることが好ましい。而して、前記一脚３の下端を前記円錐穴８８に挿入すると、前記一脚３の下端は、前記円錐穴８８の円錐面に案内され、該円錐穴８８の中心に合致する。
【０１１７】
前記設置基板８１の下面には、同一円周上の３箇所に接地足８９が設けられている。該接地足８９は、下端が頂点となっている逆円錐形状となっている。又、前記接地足８９の下端と前記円錐穴８８の頂点との鉛直距離、及び前記円錐穴８８の頂点と前記設置基板８１の下面、上面との鉛直距離は、既知となっている。
【０１１８】
又、前記接地足８９を前記設置基板８１に対して交換可能とし、前記モノポール基盤２を設置する地面、或は床面の性状に対応して前記接地足８９の材質を変更してもよい。
【０１１９】
例えば、設置面がコンクリート、土等滑りにくい性状であれば、前記接地足８９の材質を鋼鉄とし、タイル、ガラス等滑りやすい性状であれば、前記接地足８９の材質を硬質ゴム等にする。或は、異なる接地足８９を取付けた設置基板８１を複数用意し、設置面の状況に合わせて、前記設置基板８１を交換してもよい。
【０１２０】
前記設置基板８１の表面には、方向を検出する為の角度検出パターン９１が形成されている。
【０１２１】
該角度検出パターン９１は、前記設置基板８１の中心から放射状に延びる角度線９２と前記設置基板８１の中心を中心とする円９３で構成される。又、前記角度線９２は、所定の角度ピッチで形成され、例えば４５°ピッチで形成され、前記角度線９２の１本は、基準線９２ａとして他の角度線９２に比べて太くなっている。
【０１２２】
更に、前記角度検出パターン９１は、放射状に射出される光線で形成してもよい。
【０１２３】
例えば、前記円筒部材８２の外周面に、光源、例えば発光ダイオード９４を所定角度ピッチで設け、該発光ダイオード９４から放射状に光線９５を射出する。ここで、前記発光ダイオード９４の光軸間の角度を所定角度とする。尚、前記発光ダイオード９４は、前記設置基板８１に設けられてもよい。
【０１２４】
前記発光ダイオード９４から射出される前記光線９５により、前記設置基板８１上面に前記角度線９２に相当する光線の帯が形成され、該光線の帯によって光角度検出パターン（図示せず）が構成される。又、光線の帯の一つの明度を、他の光線の帯の明度より明るくすれば、明るい光線の帯を基準線とすることができる。尚、基準線を設定する場合は、該当する前記発光ダイオード９４を点滅させてもよい。又、各発光ダイオードで発光パターンを変えて方向を認識できるようにしてもよい。
【０１２５】
前記モノポール基盤２は、前記角度検出パターン９１、前記光角度検出パターンのいずれか一方を備えてもよく、或は両方を備えてもよい。両方の角度検出パターンを備えている場合は、明るい場所での測定では前記角度検出パターン９１を使用し、暗所では光角度検出パターンを使用することもできる。
【０１２６】
図１〜図８を参照して、前記測量装置１の測定作用について説明する。以下の測定作用は、前記第１記憶部１５に格納されたプログラムを前記演算制御部１４が実行することでなされる。
【０１２７】
尚、図８で示す角度検出パターン９１では、前記角度線９２が２２．５°ピッチで形成された例を示している。又、前記基準線９２ａは、設置時の前記モノポール基盤２の方向を設定する場合に利用してもよいし、或は単に回転角を検出する場合の基準位置として利用してもよい。
【０１２８】
測定を開始する準備として、前記モノポール基盤２を前記測量装置１を設置すべき位置に設置し、前記モノポール基盤２の中心を基準点Ｒに位置決めする。又、この時、基準とする方向（以下、基準方向）が設定されている時には、前記基準線９２ａを基準方向に合わせる。
【０１２９】
前記一脚３の下端を前記円錐穴８８に落し込み、前記一脚３を略垂直として作業者が保持する。尚、前記操作パネル７は前記一脚３に取付けられた状態とする。又、前記下方撮像部５、前記測定方向撮像部２１は作動状態で前記測量装置１の設置は行われる。
【０１３０】
前記一脚３を前記一脚３の下端を中心に回転し、或は前記一脚３を前後、左右に傾斜し、或はみそすり回転し、更に前記測量装置本体４の前記光軸偏向部１９を用いて前記測距光３３を測定対象１０に向ける。前記測距光３３が前記測定対象１０に向けられ、前記表示部６８に表示された前記測定方向撮像部２１の撮像画像上に前記測距光３３の方向が表示される。
【０１３１】
前記一脚３を前後、左右に傾斜し、或はみそすり回転しても、前記一脚３の下端は、前記円錐穴８８に嵌合しているので、下端の位置は変ることがなく、安定した測定を行うことができる。
【０１３２】
前記測距光３３を前記測定対象１０に合わせた状態に、測定作業者が前記一脚３を保持してもよいし、或は前記補助脚６を引出し、前記一脚３を前記補助脚６で支持してもよい。
【０１３３】
該補助脚６で前記一脚３を支持することで、前記一脚３の前後方向の倒れ、前記一脚３の下端を中心とする回転が規制され、前記測量装置１の支持状態が安定する。
【０１３４】
尚、前記測量装置１の水平に対する傾斜は、前記姿勢検出部２０によってリアルタイムで検出されるので、前記測量装置１の水平に対する傾斜角、傾斜方向がリアルタイムで検出され、検出結果に基づき測定結果をリアルタイムで補正することができる。従って、前記測量装置１を水平に調整する為の整準作業は必要なく、又前記一脚３を作業者が保持することで生じる微小な揺れ等による傾斜角の変動についても、リアルタイムで補正することができる。
【０１３５】
次に、図８を参照して前記一脚３の下端を中心とする回転角の検出について説明する。
【０１３６】
図８中、７１は前記測定方向撮像部２１の第１画像取得範囲、７２は前記下方撮像部５の第２画像取得範囲、７３は前記光軸偏向部１９による前記測距光軸３５の偏向範囲、７４は測距光を複数回照射しつつ前記光軸偏向部１９により花びらパターンでスキャンした場合の軌跡を示している。前記花びらパターン７４に示されるドットは複数回の測距光の照射点を示す。又、７５は前記第１画像取得範囲７１の画像中心（該画像中心７５は前記第１撮像光軸６１と合致する）、７６は前記第２画像取得範囲７２の画像中心（該画像中心７６は、前記第２撮像光軸８と合致する）を示している。
【０１３７】
又、図１に於いて、θ１は前記測定方向撮像部２１の画角、θ２は前記下方撮像部５の画角、θ３は前記測量装置本体４のスキャン範囲をそれぞれ示している。
【０１３８】
更に、図８は、前記第１撮像光軸６１と前記第２撮像光軸８間の角度が例えば５８°に設定され、前記基準光軸Ｏが前記第１撮像光軸６１に対して例えば６°下方に傾斜している、つまり、θ４は５２°となる。又前記一脚３が後方（前記測定対象１０から離反する方向）に５°傾いて保持された状態を示している。
【０１３９】
前記第２撮像光軸８は、下方に向けられ、少なくとも前記一脚３の下端を含む様に、或は、前記一脚３の下端を含み、前記角度検出パターン９１の下部の一部を除く大部分が含まれる様に、前記第２画像取得範囲７２が設定されている。従って、前記下方撮像部５が取得する画像には、前記基準点Ｒを含み、更に前記基準点Ｒより測定者側の所定範囲（図示では略８０°の範囲）の画像が含まれている。
【０１４０】
前記基準点Ｒを中心とし、前記角度検出パターン９１を含む所定半径の範囲を回転検出画像７７として設定し、該回転検出画像７７をリアルタイムで取得する。尚、前記回転検出画像７７の設定範囲は、矩形であってもよい。
【０１４１】
測定開始時の前記回転検出画像７７を取得し、該回転検出画像７７を回転基準画像７７ａ（図示せず）として設定する。又、該回転基準画像７７ａ中に含まれる前記角度検出パターン９１を基準パターン９１ａ（図示せず）として設定する。
【０１４２】
測定開始以降の回転角を検出する場合は、測定開始時の前記回転基準画像７７ａ中の前記基準パターン９１ａと経時後の前記回転検出画像７７中の角度検出パターン９１とを比較し、前記基準点Ｒを中心とした前記基準パターン９１ａ、前記角度検出パターン９１間の回転変化を検出し、回転変化に基づき前記回転角を演算する。
【０１４３】
ここで、前記一脚３を回転させた場合に、該一脚３の傾斜角も変化する可能性があるが、画像中の前記基準パターン９１ａの中心と前記角度検出パターン９１の中心との変位を求め、前記基準パターン９１ａの中心と前記角度検出パターン９１の中心とを合致させ、両中心が合致した状態での前記基準パターン９１ａと前記角度検出パターン９１の回転変位を求めることで正確な回転角を検出することができる。
【０１４４】
又、回転角が、前記角度線９２の１ピッチを超える場合は、両パターン間の前記基準線９２ａの回転変位を求めることで、容易に検出することができる。
【０１４５】
更に、前記一脚３の傾斜角は、前記姿勢検出部２０によってリアルタイムで検出されており、前記回転角は前記姿勢検出部２０の検出結果に基づき水平角に変換される。
【０１４６】
尚、前記水平角の検出は、前記回転検出画像７７を前記姿勢検出部２０の検出結果に基づき射影変換を施して、水平画像に変換してから水平回転変化検出して水平角を求めてもよい。
【０１４７】
次に、図１に示される様に、前記測量装置本体４により前記測定対象１０を測定すると、前記測定対象１０迄の斜距離が測定され、更に前記第１撮像光軸６１に対する前記基準光軸Ｏの偏角（図８では６°）と前記基準光軸Ｏに対する前記測距光軸３５の偏角が前記射出方向検出部２２によって検出され、又前記測量装置本体４の水平に対する傾斜角が前記姿勢検出部２０によって検出され、前記測距光軸３５の水平に対する傾斜角が演算され、前記一脚３の水平回転変化が前記回転検出画像７７から検出される。
【０１４８】
前記測距光軸３５の水平に対する傾斜角に基づき、前記斜距離が水平角に補正され、前記測距光軸３５の水平に対する傾斜角、検出された前記水平角に基づき方向角が演算される。又、前記一脚３の長さと前記第１撮像光軸６１に対する前記一脚３の倒れが既知であることから、前記一脚３の下端（即ち、前記基準点Ｒ）を基準とした前記測定対象１０の３次元座標が求められる。
【０１４９】
尚、前記水平角の演算、前記測距光軸３５の傾斜角の演算、水平距離の演算等の演算については、前記演算制御部１４が実行してもよく、或は前記演算部６５が実行してもよい。
【０１５０】
前記光角度検出パターンを用いて、回転角を検出する場合も前記角度検出パターン９１を用いた場合と同様に行われる。画像処理により各光の帯の中心線を求め、該中心線を前記角度線９２として用いてもよい。或は、前記回転検出画像７７に於いて、該回転検出画像７７の中心を中心とする円周上の光明度の変化を検出し、明度変化に基づき明度変化曲線を演算し、該明度変化曲線の回転前後の回転変位（或は位相変化）に基づき回転角を演算してもよい。
【０１５１】
上記説明では、前記測距光軸３５を固定した状態で、トータルステーションと同様な作用で測定したが、レーザスキャナとしても測定することができる。
【０１５２】
図８に示される様に、前記光軸偏向部１９は前記偏向範囲７３の範囲で、前記測距光軸３５を自在に偏向できる。前記光学プリズム４１と前記光学プリズム４２の回転を制御することで、前記花びらパターン７４の軌跡でスキャンさせることができる。スキャン過程でパルス測距光を照射することで、前記花びらパターン７４の軌跡に沿った測距データ（点群データ）を取得することができる。又、測距データ密度を上げる場合は、前記花びらパターン７４が１パターンスキャンされる度に前記花びらパターン７４を周方向に所定角度回転させればよい。
【０１５３】
又、スキャンと同期して第１画像、第２画像が取得される。更に、パルス測距光毎に同期して、或は所定数のパルス測距光毎に同期して第１画像、第２画像が取得される。
【０１５４】
又、スキャン中心を変更する場合（スキャン範囲を変更する場合）は、前記一脚３を軸心を中心に回転させるか、或は下端を中心にみそすり回転させるか、或は前記一脚３の倒れ角を変更する。而して、所望の方向の、所望の範囲の測距データを容易に取得することができる。
【０１５５】
又、前記測定方向撮像部２１で取得した第１画像と、前記下方撮像部５で取得した第２画像とを合成する場合は、両画像のオーバラップ部分を用いて行うことができる。或は、図８に示される様に、前記花びらパターン７４の一部が前記第２画像取得範囲７２に含まれる様にスキャンを実行し、前記第１画像中の軌跡に沿った測距データ、前記第２画像中の軌跡に沿った測距データを用いて直ちに前記第１画像と前記第２画像との合成が可能である。
【０１５６】
尚、合成に用いられる軌跡に沿ったデータは、前記第１画像、前記第２画像に共通に含まれる軌跡に沿ったデータを用いてもよく、或は前記第１画像、前記第２画像の個別に含まれる軌跡に沿ったデータの座標値を用いて前記第１画像と前記第２画像とを合成してもよい。
【０１５７】
前記第１画像と前記第２画像を合成することで、前記基準点Ｒから測定対象１０迄を含む広範囲の観察画像が取得でき、測定範囲、測定位置の確認が容易になり、作業性が向上する。又、第１画像、或は合成画像と２次元スキャンで得られた軌跡に沿ったデータとを関連付けることで３次元データ付の画像が取得できる。
【０１５８】
次に、前記測量装置１の設置位置を変更して測定を続行する場合について説明する。
【０１５９】
前記モノポール基盤２を複数用意し、第１地点での測定が完了すると、該地点に設置した前記モノポール基盤２をそのまま残し、第２の地点に別のモノポール基盤２を設置し、該モノポール基盤２を介して測量装置１を第２の地点に設置する。
【０１６０】
第２の地点に前記測量装置１を設置後、他の測定対象について測定を行う前又は後に、第２地点から第１地点の前記モノポール基盤２を測定する。
【０１６１】
前記モノポール基盤２の再帰反射材８６部分を横切る様に、スキャンして複数点について測定する。前記再帰反射材８６について複数点を測距、測角することで第２地点を基準とした、前記モノポール基盤２の中心座標、即ち第１地点の座標を測定することができる。第２地点から第１地点の座標を測定することで、第１地点を基準とした第２地点の座標も既知となる。
【０１６２】
第２地点で他の測定対象について測定を行い所要の測定データを取得すると、第１地点と第２地点との既知の関係から、第１地点で取得したデータと、第２地点で取得した測定データとを第１地点を基準とした測定データ或は第２地点を基準とした測定データに統合することができる。第３地点、第４地点で測定を行う場合も同様に実施される。尚、測定データの統合処理は前記演算制御部１４で行ってもよいし、操作パネル７でデータを収集後、前記演算部６５で行ってもよい。
【０１６３】
而して、同様にして測定地点を順次変更し、同様にして各地点で取得した測定データを統合することで広範囲の測定を行うことができる。又、測定対象がビル等で、死角ができる様な測定対象であっても測定対象全体の測定データを取得することができる。
【０１６４】
尚、前記モノポール基盤２については、予め第１地点、第２地点…等に予め設置しておいてもよい。
【０１６５】
尚、上記実施例では、測量装置本体として光軸偏向部１９を有し、２次元スキャン可能な測量装置本体４を用いたが、測距機能のみを有する測量装置本体、つまりは光軸偏向部１９を有しない単一光軸方向を測定する測量装置を設けてもよい。この場合、スキャンデータは取得できないが、測量装置１を整準作業等の設置作業が不要で簡単に設置でき、所望の測定点の３次元座標の測定が可能である。
【０１６６】
更に、この場合、市販のレーザ距離計を測量装置本体４として使用することができ、測量装置１を安価に構成することができる。
【０１６７】
尚、前記モノポール基盤２の変形例として、前記設置基板８１を透明材料とし、前記円筒部材８２を省略し、前記設置基板８１に直接センタリングピース８７を設けてもよい。或は、前記円筒部材８２を有底円筒体とし、底面にセンタリングピース８７を設け、前記内円板８５を省略してもよい。或は、前記設置基板８１を厚肉の板材とし、該設置基板８１に直接円錐穴８８を設けてもよい。
【０１６８】
或は、前記設置基板８１を省略し、前記円筒部材８２の前記内フランジ８４の下面に、接地足８９を設けてもよい。この場合、前記内フランジ８４が設置基板としての機能を有し、角度検出パターンとしては光角度検出パターンが用いられる。
【符号の説明】
【０１６９】
１              測量装置
２              モノポール基盤
３              一脚
４              測量装置本体
５              下方撮像部
８              第２撮像光軸
１１            測距光射出部
１３            測距演算部
１４            演算制御部
１８            第１通信部
１９            光軸偏向部
２０            姿勢検出部
２１            測定方向撮像部
２２            射出方向検出部
２４            測距部
３５            測距光軸
４１，４２      光学プリズム
６５            演算部
６７            第２通信部
７１            第１画像取得範囲
７２            第２画像取得範囲
７３            偏向範囲
８１            設置基板
８２            円筒部材
８８            円錐穴
９１            角度検出パターン
９２            角度線
９４            発光ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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