(57)【要約】  計測装置（１０）は、移動体に搭載され、周辺の地物を計測する。計測装置（１０）は、航法衛星が発する信号を各々受信する３台の受信アンテナ（１５，１６，１７）と、周辺の地物を計測する第１の計測装置（１３，１４）を備えている。３台の受信アンテナ（１５、１６，１７）のうち、第１のアンテナ（１５）と第２のアンテナ（１６）は所定の間隔で移動体の屋根部の後方に配置されている。第３のアンテナ（１７）は移動体の屋根部の前方に配置されている。計測装置（１０）によれば、車両後方に計測機器を追加で搭載可能である。
2017163640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載され、周辺の地物を計測する計測装置であって、
航法衛星が発する信号を各々受信する３台の受信アンテナと、
周辺の地物を計測する第１の計測装置を備え、
前記３台の受信アンテナのうち、第１のアンテナと第２のアンテナは所定の間隔で前記移動体の屋根部の後方に配置され、第３のアンテナは前記移動体の屋根部の前方に配置されることを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記第１のアンテナは第１のアーム上に搭載され、
前記第２のアンテナは第２のアーム上に搭載され、
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは、前記第１のアームと前記第２のアームを介して連結されることを特徴とする請求項１記載の計測装置。
【請求項３】
前記第１の計測装置と前記第３のアンテナを具えるセンサ取付部と、
第３のアームと、を備え、
前記第３のアームの片方の端は、前記センサ取付部と固定され、
前記第１のアームと前記第２のアームは、前記第３のアームの他方の端において、前記第３のアームの長手方向に略垂直方向となる向きに各々固定されることを特徴とする請求項２記載の計測装置。
【請求項４】
前記第１のアームと前記第２のアームは同一のアームであることを特徴とする請求項２、３いずれか記載の計測装置。
【請求項５】
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは、航法衛星が発する所定の一周波数の信号のみを受信可能な１周波受信アンテナであり、
前記第３のアンテナは、航法衛星が発する所定の二周波数の信号を各々受信可能な２周波受信アンテナであることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の計測装置。
【請求項６】
周辺の地物を計測する第２の計測装置を備え、
前記第２の計測装置は、前記第３のアームの他方の端であって、前記第１のアームと前記第２のアームが前記第３のアームに対して略垂直方向に固定される固定箇所の上に、搭載されることを特徴とする請求項３に記載の計測装置。
【請求項７】
前記第１のアームの長さと前記第２のアームの長さは同一であり、
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは、前記第３のアームを軸として、線対称の位置に配置されることを特徴とする請求項３または請求項６に記載の計測装置。
【請求項８】
移動体に搭載され、周辺の地物を画像あるいは３次元の点群として計測する計測装置であって、
航法衛星が発する信号を受信する受信アンテナと、周辺の地物を計測する第１の計測装置とを備え、
前記受信アンテナは３台のアンテナから構成され、
移動計測時において、
前記３台のアンテナのうちの第１のアンテナは第１のアーム上に搭載され、第２のアンテナは第２のアーム上に搭載され、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは各々前記移動体の屋根部の後方の両脇位置に配置され、第３のアンテナは前記第１の計測装置が搭載されるセンサ取付部上に設置されて、前記移動体の屋根部の前方中央位置に配置され、
前記センサ取付部は第３のアームの片端において固定され、前記第３のアームの他端において前記第１のアームと前記第２のアームが前記第３のアームの長手方向に略垂直方向に各々結合されており、
移動計測時でないときは、
前記第１のアームと、前記第２のアームと、前記第３のアームと、前記センサ取付部は分解可能であることを特徴とする計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行した道路の周辺の地物の画像を撮像し、位置を計測する計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路周辺の地物を計測する際に、カメラで対象物の画像を撮像するとともに、各種センサを搭載した自動車を用いて対象物との距離を測定する移動計測装置が用いられることがある。移動計測装置は、航法衛星から信号を受信する衛星航法システムの受信機と、対象物の画像を撮像するカメラと、対象物との相対位置を測定するレーザスキャナとを備える。移動計測装置は、航法衛星から受信した信号を基に現在位置を特定するとともに、レーザスキャナで測定した相対位置に基づいて対象物の位置を特定する。【０００３】
特許文献１に開示される、移動計測装置は、車両の屋根部に設けた天板に衛星航法システムの受信機、カメラ及びレーザスキャナが搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４２３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、道路周辺の地物（例えば車両が走行する路面状態、信号機、標識、ガードレール、白線、分離線、ガードレール、建物、歩行者用通路、交差点等のことをいう）を計測するにあたり、将来的にはより高密度、高出力なレーザスキャナを搭載して、車両の真下の路面状態から遠方までの周辺環境を計測したいという要望がユーザから出されることが想定される。
このような要望に対応するため、計測装置としては、既に搭載されている計測機器のほか、予め、新たな計測機器（高密度、高出力なレーザスキャナ等）を追加で搭載可能な設計としておくが望ましい。【０００６】
例えば高密度、高出力タイプのレーザスキャナは、車両の後方に設置されて、車両真下の路面から遠方の地物までの計測を行うことが望ましい。
車両真下の路面状態を計測する場合には、車両のボンネットによって、斜め方向からの計測となる車両前方の計測機器よりも、ボンネット等の遮蔽物がなく車両の真下を直接計測可能な車両の後方に設置したほうが、より計測精度が向上するからである。【０００７】
このように計測装置としては、将来的な拡張機能として、車両の後方に新たな計測機器（例えば高密度、高出力型レーザスキャナ）を搭載することが可能な設計としておくことが望まれる。【０００８】
なお、特許文献１に示す天板は重量が重く、着脱や可搬性が悪かった。【０００９】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、軽量であり、または車両後方に計測機器を追加で搭載することも可能な計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る計測装置は、移動体に搭載され、周辺の地物を計測する計測装置であって、航法衛星が発する信号を各々受信する３台の受信アンテナと、周辺の地物を計測する第１の計測装置を備え、前記３台の受信アンテナのうち、第１のアンテナと第２のアンテナは所定の間隔で前記移動体の屋根部の後方に配置され、第３のアンテナは前記移動体の屋根部の前方に配置される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る計測装置によれば、軽量であり、または車両後方に計測機器を追加で搭載可能な計測装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る計測装置の平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る計測装置の正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る計測装置の左側面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る計測装置の背面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る計測装置の制御部の機能ブロック図である。
【図６】実施の形態１に係る計測装置の制御部の機能をハードウェアで実現した構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る計測装置を自動車（車両）に設置した状態を示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る計測装置を自動車（車両）に設置した状態を示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る計測装置で、オプションの追加機器として、自動車（車両）後方中央部に、高密度レーザスキャナを搭載した平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る計測装置で、オプションの追加機器として、自動車（車両）後方中央部に、高密度レーザスキャナを搭載した側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る計測装置で、自動車（車両）後方２か所の受信部を無くした状態を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る計測装置で、自動車（車両）後方２か所の受信部を無くした状態を示す側面図である。
【図１３】本発明の実施の形態１に係る計測装置１０を分離した状態の図である。
【図１４】本発明の実施の形態１に係る第３のアーム１７の断面の例である。
【図１５】本発明の実施の形態１に係る計測装置１０のセンサ取付部１１と第３のアーム１７の結合部を説明する図である。
【図１６】本発明の実施の形態１に係る計測装置１０の第３のアーム１７と、第１のアーム１５と第２のアーム１６の結合部を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態に係る計測装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る計測装置１０の平面図である。
図２は、本発明の実施の形態１に係る計測装置１０の正面図である。
図３は、本発明の実施の形態１に係る計測装置１０の左側面図である。
図４は、本発明の実施の形態１に係る計測装置１０の背面図である。
計測装置１０は、後述する制御部１８を収容するセンサ取付部１１と、航法衛星が発する信号を受信する受信部１２と、地物の画像を撮像する撮像部１３と、地物との距離を測定する測距部１４とを有する。
【００１５】
受信部１２は、第１のアンテナ１２１、第２のアンテナ１２２及び第３のアンテナ１２３を有する。
ここで、第１のアンテナ１２１と第２のアンテナ１２２は一般的な普及型の１周波ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）アンテナであり、第３のアンテナは精密測位用の２周波ＧＮＳＳアンテナとすることができる。
【００１６】
精密測位用の第３のアンテナ１２３が航法衛星から受信した受信信号に基づき、後述する制御部１８は、車両の位置を精度良く算出することが可能である。
また、航法衛星からの信号が、車両後方の右側に設置された第１のアンテナ１２１、車両後方の左側に設置された第２のアンテナ１２２および車両の前方であって左右方向の中央に設置された第３のアンテナ１２３の各々に到達するまでの時間が異なることに基づいて車両の姿勢角を算出することが可能である。ここで、第１のアンテナ１２１と、第２のアンテナ１２２と、第３のアンテナ１２３の相互の間隔が長いほど姿勢角の精度も向上する。計測装置を搭載する車両の車体寸法によるが、第１のアンテナ１２１、第２のアンテナ１２２及び第３のアンテナ１２３の相互の間隔である基線長は少なくとも１ｍ以上間隔をあけることが望ましい。なお、姿勢角の計測精度が多少悪くてもいい場合は、基線長を更に短くしても良いことは言うまでもない。
なお、ここでは計測装置を搭載する車両の進行方向を基準として、車両前方、車両後方、車両右側、車両左側を規定する。
【００１７】
センサ取付部１１は、直方体の箱型形状を成しており、後述する撮像部１３、測距部１４、第３のアンテナ１２３等のセンサを取り付ける。第３のアンテナ１２３は、センサ取付部１１の中央部における車両後方側に設置される。
センサ取付部１１は、アルミ、鉄鋼、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等により形成される基台である。センサ取付部１１の基台は、内部に第１のアンテナ１２１、第２のアンテナ１２２及び第３のアンテナ１２３等の信号配線が接続される配線中継用基盤、第１のアンテナ１２１、第２のアンテナ１２２及び第３のアンテナ１２３等からの信号を処理する制御機器等の電気機器を収納する筐体であっても良い。また、センサ取付部１１は、その基台の上にセンサ取付部を取り付けて、後述する撮像部１３、測距部１４等の光学センサを、光学センサの光学窓を塞がないように穴を設けたセンサ取付部により覆っても良い。
なお、撮像部１３と測距部１４とは、第１の計測装置である。
【００１８】
第１のアンテナ１２１は、センサ取付部１１から後方に伸延する第３のアーム１７の先端部１７ｂに固定された第１のアーム１５に設置される。
第２のアンテナ１２２は、同じく第３のアーム１７の先端部１７ｂに固定された第２のアーム１６に設置される。
第１のアーム１５、第２のアーム１６、第３のアーム１７は堅牢な材料からなり、アンテナ等を搭載して、アンテナ同士の相対位置関係を固定する連結部材である。
なお、第１のアーム１５と第２のアーム１６は別々の部材ではなく、予め一体の部材でもあっても構わない。
【００１９】
図１６は第３のアーム１７の先端部１７ｂに第１のアーム１５と第２のアーム１６が結合部で固定された状態を示した図である。第３のアーム１７と第１のアーム１５と第２のアーム１６とは例えばボルトを用いて、機械的に結合、固定される。
また、第１のアーム１５、第２のアーム１６、および第３のアーム１７のそれぞれの結合部は、例えば上記ボルトを取り外すことによって、センサ取付部１１から取り外すことが可能である。
すなわち、第１のアーム１５、第２のアーム１６、および第３のアーム１７のそれぞれは、センサ取付部１１から着脱可能に構成される。
【００２０】
図１３は、実施の形態１に係る計測装置１０を３つのパーツに分離した状態の図である。計測装置１０は、センサ取付部１１のパーツ、第３のアーム１７のパーツ、第１のアーム１５と第２のアーム１６のパーツに分けることができる。先述の通り、第１のアーム１５と第２のアーム１６は一体部材であってもよいし、第１のアーム１５のパーツと第２のアーム１６のパーツに更に分離可能としてもよい。
【００２１】
比較として、例えば特許文献１に示されるような従来の計測装置は、四角形状の枠と五角形状の枠を組み合わせた六角形状の金属枠体の天板上に、３台のＧＮＳＳ受信機１１０のうち２台のＧＮＳＳ受信機１１０ｂ・ｃは天板１０１の前方の左右の端部に設置し、残りの１台のＧＮＳＳ受信機１１０ａは天板１０１の後方の真ん中に設置し、撮像部、測距部等の光学センサを搭載している。また、配線中継用基盤、制御機器等の電気機器を収納する筐体を別個に有していた。このため、天板の重量が比較的重く、着脱や搬送が容易ではなかった。
【００２２】
これに対し、実施の形態１に係る計測装置１０は、配線中継用基盤、制御機器等の電気機器を収納する筐体を構成するセンサ取付部１１に、第３のアンテナ１２３、および撮像部１３、測距部１４等の光学センサを取り付ける。また、第１のアンテナ１２１、第２のアンテナ１２２を、センサ取付部１１とは別体の第１のアーム１５、第２のアーム１６、および第３のアーム１７に取り付ける。また、センサ取付部１１と、航法衛星が発する信号を受信する受信部１２と、地物の画像を撮像する撮像部１３と、地物との距離を測定する測距部１４は、結合部材である第１のアーム１５、第２のアーム１６、第３のアーム１７で結合される構造である。更に、第１のアーム１５、第２のアーム１６、および第３のアーム１７は、センサ取付部１１に対し着脱可能に接続するとともに、第１のアーム１５、第２のアーム１６、および第３のアーム１７を比較的簡素な構造部材で構成している。このため、特許文献１に示されるような従来の計測装置と比較して、従来のように天板上にセンサ取付部１１、受信部１２、撮像部１３、測距部１４等を搭載する構造に比べて、計測装置１０全体の重量を各段に軽量化することが可能となる。
【００２３】
加えて、実施の形態１に係る計測装置１０は、センサ取付部１１、第１のアーム１５、
第２のアーム１６、および第３のアーム１７を、別々のパーツに分離することができるため、計測装置１０を搬送する際も大型のトランクケースに収納して持ち運ぶことが可能である。このため、特許文献１に示されるような従来の計測装置と比較して、搬送が格段に容易となる。
【００２４】
第１のアーム１５の内部には、ケーブル把持部が設けられている。第１のアンテナ１２１に接続されたケーブルは、ケーブル穴を通じて第１のアーム１５内に引き込まれ、ケーブル穴から第１のアーム１５外へ引き出されてからセンサ取付部１１内の制御部１８に接続される。
【００２５】
第２のアーム１６は、第１のアーム１５とは左右対称な形状であり、第１のアーム１５と同様の構造である。
【００２６】
図１４に示すように、第３のアーム１７は断面が角筒の形状を有する。また、第１のアーム１５、第２のアーム１６についても同様に角筒の形状を有する。なお、断面は角筒形状に限られるものではなく、円筒状であっても構わないし、多角形状であってもよい。
例えば第１のアーム１５、第２のアーム１６、および第３のアーム１７は、断面が長方形型の長方形板形状または断面がＨ型、Ｉ型等の曲げ合成を高めた板形状であっても良い。
センサ取付部１１には、第３のアンテナ１２３を保持するアンテナ保持部が設けられている。
図１５に示すように、第３のアーム１７の一方の端部１７ａにはセンサ取付部１１への取り付けしろである固定部が設けられている。固定部ではボルト等を用いて、第３のアーム１７の一方の端部１７ａとセンサ取付部１１とは固定される。また、固定部のボルト等を緩めることにより、センサ取付部１１と第３のアーム１７は分離される。
第３のアーム１７は、アンテナ保持部に隣接してケーブル穴が設けられている。
また、第３のアーム１７は、移動体（車両）に設置する際に用いる車載固定部１７５を備えている。なお、移動体の一例が車両、自動車である。
【００２７】
撮像部１３は、画角の中心が右斜め前方を向きかつ俯角を持つようにセンサ取付部１１の天面に設置された第１のカメラユニット１３１と、画角の中心が左斜め前方を向きかつ俯角を持つようにセンサ取付部１１の天面に設置された第２のカメラユニット１３２とを有する。
【００２８】
測距部１４は、走査範囲の中心軸が俯角を持つようにセンサ取付部１１の天面に設置された第１のレーザスキャナ１４１と、走査範囲の中心軸が仰角を持つようにセンサ取付部１１の天面に設置された第２のレーザスキャナ１４２とを有する。
第１のレーザスキャナ１４１及び第２のレーザスキャナ１４２は、レーザ光を放射してから受光するまでの時刻を計測し、計測した時刻に光速を乗算して地物との距離を算出する。
【００２９】
センサ取付部１１の前面及び天面には、取っ手が設けられている。取っ手は、計測装置１０の運搬時及び設置時に用いられる。
【００３０】
従来、車両の屋根部に設けた天板に衛星航法システムの受信機、カメラ及びレーザスキャナを搭載しているため、移動体計測装置の総重量は重くなり、またサイズも大きくなるという課題があった。例えば機器のメンテナンスのために、車両の屋根部から移動体計測装置を取り外す場合には、重量物を扱う運搬装置が必要となり、メンテナンス作業の妨げとなっていた。
【００３１】
このように、本実施の形態に係る計測装置は、制御部１８を収容するセンサ取付部１１と、航法衛星が発する信号を受信する受信部１２（第１の受信アンテナ１２１、第２の受信アンテナ１２２、第３の受信アンテナ１２３）と、地物の画像を撮像する撮像部１３と、地物との距離を測定する測距部１４とが、３本のアームのみ（第１のアーム１５、第２のアーム１６、第３のアーム１７）で固定されるため、従来の計測装置と比較して軽量化を図ることができるという効果を奏する。また、必要に応じて複数のパーツに分離できるため、計測装置の搬送も容易となるという効果を奏する。
【００３２】
図５は、実施の形態１に係る計測装置１０の制御部１８の機能ブロック図である。
図５において、制御部１８は、受信部１２で受信した航法衛星からの信号を処理して位置情報を生成する航法衛星信号処理部１８１と、位置情報を記憶する位置情報記憶部１８２と、撮像部１３が撮影した地物の画像を記憶する画像記憶部１８３と、測距部１４によって測定した地物との距離情報を記憶する距離情報記憶部１８４とを備えている。
また、制御部１８は、単位時間における移動方向及び移動距離を測定する慣性計測装置１８５を備えている。位置情報記憶部１８２、画像記憶部１８３及び距離情報記憶部１８４は、情報を記憶する記憶部である。
また、制御部１８は、計測装置１０の各部に電力を供給するバッテリ１８６を備えている。なお、バッテリ１８６から各部への電力の供給を示す線は図示を省略している。
また、制御部１８は、位置情報、地物の画像及び距離情報を関連付ける処理を行う情報処理部１８７を備えている。情報処理部１８７において関連付けの処理を行うことにより、画像中の特徴点の位置を特定することが可能である。
【００３３】
慣性計測装置１８５には、３軸方向の角速度を計測するジャイロセンサと、３軸方向の加速度を計測する加速度センサとを組み合わせたものを適用できる。
【００３４】
航法衛星信号処理部１８１は、受信部１２が受信した航法衛星からの信号と、慣性計測装置１８５から取得した移動方向及び移動距離とに基づいて、現在位置を算出する。航法衛星信号処理部１８１は、航法衛星が発する信号を受信できない場合には、位置情報記憶部１８２に記憶されている位置情報と、慣性計測装置１８５から取得した移動方向及び移動距離とに基づいて算出した位置を現在位置とする。
また、航法衛星信号処理部１８１は、航法衛星が発する信号を受信できる場合には、位置情報記憶部１８２に記憶されている位置情報と、慣性計測装置１８５から取得した移動方向及び移動距離とに基づいて算出した位置を用いて、航法衛星の信号を基に生成した位置情報を補正する。
【００３５】
なお、航法衛星からの信号が、車両後方右側に設置された第１のアンテナ１２１、車両後方左側に設置された第２のアンテナ１２２及び車両前方であって左右方向の中央に設置された第３のアンテナ１２３の各々に到達するまでに要する時間は異なるため、航法衛星信号処理部１８１は、第１のアンテナ１２１、第２のアンテナ１２２及び第３のアンテナ１２３で航法衛星からの信号を受信した時刻の差に基づいて、計測装置１０の姿勢を特定可能である。
【００３６】
航法衛星信号処理部１８１及び情報処理部１８７の機能は、処理回路１９により実現される。すなわち、制御部１８は、位置情報を生成する処理回路と、位置情報、地物の画像及び距離情報を関連付ける処理を行う処理回路１９とを備える。また、処理回路１９は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行する演算装置であってもよい。
【００３７】
処理回路１９が専用のハードウェアである場合、処理回路１９は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又はこれらを組み合わせたものが該当する。
図６は、実施の形態１に係る計測装置１０の制御部１８の機能をハードウェアで実現した構成を示す図である。なお、バッテリ１８６から各部への電力の供給を示す線は図示を省略している。
処理回路１９には、航法衛星信号処理部１８１及び情報処理部１８７を実現するプログラム１９ａが論理回路によって組み込まれている。
なお、航法衛星信号処理部１８１及び情報処理部１８７の各部の機能を別々の処理回路で実現してもよい。外部記憶装置４０は、位置情報記憶部１８２、画像記憶部１８３及び距離情報記憶部１８４を実現する記憶装置である。外部記憶装置４０には、ハードディスクドライブ又はソリッドステートドライブを適用できる。
【００３８】
処理回路１９が演算装置の場合、航法衛星信号処理部１８１及び情報処理部１８７の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。
また、プログラム１９ａは、航法衛星信号処理部１８１及び情報処理部１８７の手順及び方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。外部記憶装置４０は、位置情報記憶部１８２、画像記憶部１８３及び距離情報記憶部１８４を実現する記憶装置である。外部記憶装置４０には、ハードディスクドライブ又はソリッドステートドライブを適用できる。
【００３９】
なお、航法衛星信号処理部１８１及び情報処理部１８７の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。例えば、航法衛星信号処理部１８１については専用のハードウェアとしての処理回路でその機能を実現し、情報処理部１８７については処理回路がメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。
【００４０】
このように、処理回路１９は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【００４１】
図７、図８は、実施の形態１に係る計測装置１０を自動車２０に設置した状態を示す側面図、平面図である。
計測装置１０を自動車２０に設置する場合には、自動車２０に搭載したキャリア２１の上にセンサ取付部１１の固定部及び第３のアーム１７の車載固定部１７５が位置するように配置し、センサ取付部１１の固定部及び車載固定部１７５をキャリア２１にねじ止めする。
なお、キャリア２１の上にカラーを配置し、キャリア２１と固定部との間にカラーを挟んだ状態で固定部をキャリア２１にねじ止めすることで、計測装置１０を容易に水平に設置できる。
【００４２】
このように、実施の形態１に係る計測装置１０は、受信部１２を構成する第１のアンテナ１２１、第２のアンテナ１２２及び第３のアンテナ１２３がセンサ取付部であるセンサ取付部１１に着脱可能である。
計測装置１０を自動車２０に搭載することにより、自動車２０が走行可能な道路において、地物の撮影及び位置の計測を行うことができる。
【００４３】
次に、実施の形態１に係る計測装置１０の追加機能として、新規の計測機器を追加で搭載可能とする機能について、説明する。
図９は、実施の形態１に係る計測装置１０において、オプション（追加機能）の新規計測機器として、自動車（車両）後方であって左右方向の中央部分に、高密度レーザスキャナ５０（高密度測距部５０）を搭載した平面図である。
図１０は、実施の形態１に係る計測装置において、オプションの新規機器として、自動車（車両）後方であって左右方向の中央部分に、高密度レーザスキャナ５０（高密度測距部５０）を搭載した側面図である。
なお、高密度レーザスキャナ５０（高密度測距部５０）は第２の計測装置である。
【００４４】
図９、図１０において、高密度レーザスキャナ５０は、自動車２０の後方から道路面に向けてレーザ光をスキャンしながら照射し、道路周辺の地物を計測する。
あるいは、高密度レーザスキャナ５０は、自動車２０の後方位置から仰角方向にレーザ光をスキャンしながら照射し、建物や地物などの道路周辺の地物を計測することも可能である。
あるいは、高出力型のレーザスキャナを自動車２０の後方位置から仰角方向に向けることで、遠方にある建物や地物などの道路周辺の地物を計測することも可能となる。
このように、自動車２０の後方位置に高密度レーザスキャナ５０を設置することで、自動車２０の前方位置に設置した場合には取得できなかった道路周辺の地物を計測することが可能となるという効果がある。
【００４５】
本実施の形態に係る計測装置１０では、図９、図１０に示すように、オプション機器である高密度レーザスキャナ５０は、第３のアーム１７の片側の端部であって、第１のアーム１５と第２のアーム１６が固定される側の端部１７ｂの位置に搭載される。より詳しくは、第３のアーム１７と第１のアーム１５と第２のアーム１６が交わる箇所を中心に、第３のアーム１７と第１のアーム１５と第２のアーム１６の上に高密度レーザスキャナ５０は載置される。
【００４６】
このように、
（１）３個の受信部１２、すなわち第１のアンテナ１２１、第２のアンテナ１２２及び第３のアンテナ１２３の配置を、自動車２０の前方中央位置に１個（第３のアンテナ１２３）、自動車２０の後方の両側位置に２個（第１のアンテナ１２１、第２のアンテナ１２２）となるように配置し、
（２）かつ、第１のアンテナ１２１、第２のアンテナ１２２及び第３のアンテナ１２３を第１のアーム１５、第２のアーム１６、第３のアーム１７により３個の受信部１２の相対位置を固定する。
上記の（１）及び（２）の構成により、計測装置１０の姿勢を精度良く特定可能とした上で、計測装置のオプション機能として、自動車２０の後方位置に追加の機器（例えば高密度レーザスキャナ５０）を搭載する場合には、第１のアーム１５、第２のアーム１６、第３のアーム１７の交差部分を利用して、追加の機器を搭載することが可能となる。
【００４７】
このように、本実施の形態によれば、オプションとして、自動車２０の後方に機器を追加で設置する場合であっても、堅牢性や精密性を確保できる。
【００４８】
なお、３個の受信部１２（第１のアンテナ１２１、第２のアンテナ１２２及び第３のアンテナ１２３）の配置を、自動車２０の前方の両側位置に２個、自動車２０の後方中央位置に１個とした場合には、アンテナによって、自動車２０の後方中央位置に追加の機器（例えば高密度レーザスキャナ５０）を搭載することはできず、オプション機能を設けることができない。
【００４９】
また、特許文献１に開示されるように、第１のアンテナ１２１と第２のアンテナ１２２の２個のアンテナをセンサ取付部１１の左右２か所に取り付けた場合、第１のアンテナ１２１と第２のアンテナ１２２が、撮像部１３および測距部１４の光学軸（第１のカメラユニット１３１、第２のカメラユニット１３２等の視野角、高密度レーザスキャナ５０の走査角）に干渉する範囲が生じる。
これに対し、実施の形態１の計測装置は、センサ取付部１１に第３のアンテナ１２３を車両の前方に設置し、第１のアンテナ１２１と第２のアンテナ１２２を車両の後方に分離して配置することができるので、撮像部１３および測距部１４の光学軸への干渉範囲を狭くできるので、撮像部１３および測距部１４の設置自由度がより良くなる。
【００５０】
また、特許文献１に開示されるように、第１のアンテナ１２１と第２のアンテナ１２２の２個のアンテナをセンサ取付部１１の左右２か所に取り付けた場合、第１のアンテナ１２１と第２のアンテナ１２２の２個のアンテナの位置を、撮像部１３および測距部１４の機器よりも高い位置となるように、第１のアンテナ１２１と第２のアンテナ１２２の各々を支持するポールのポール長を設定する必要がある。第１のアンテナ１２１と第２のアンテナ１２２の位置が撮像部１３および測距部１４よりも低い場合、撮像部１３および測距部１４が遮蔽物となって航法衛星からの電波を受信できないからである。撮像部１３および測距部１４の高さは通常数十ｃｍ〜１ｍ程度あるため、第１のアンテナ１２１と第２のアンテナ１２２の各々を支持するポールもそれ以上の高さとなるように設定する必要がある。しかしながら、ポール長が１ｍ近くになると、走行時の振動によってアンテナ位置にブレが生じて測位精度の劣化を招く。また、走行中に木の枝や看板などに衝突する恐れもあって、アンテナを支持するポールを長く設定することはデメリットが多い。
これに対し、実施の形態１の計測装置は、センサ取付部１１に第３のアンテナ１２３を車両の前方に設置し、第１のアンテナ１２１と第２のアンテナ１２２を車両の後方に分離して配置するので、アンテナを支持するポールを比較的短く設定することが可能であり、ポールの振動による測位精度の劣化や、木の枝や看板などに衝突する危険性を小さく抑えることができる。
【００５１】
実施の形態２．
実施の形態２に係る計測装置として、位置を計測する際に高精度な位置は要求されない場合の形態について、以下、説明する。
図１１は、実施の形態２に係る計測装置において、航法衛星からの信号を受信するアンテナを１個とした場合の平面図である。
図１２は、実施の形態２に係る計測装置において、航法衛星からの信号を受信するアンテナを１個とした場合の側面図である。
航法衛星からの信号を受信するアンテナを１個とした場合、アンテナが３個の場合と異なり、計測装置１０の姿勢を特定できず、計測した位置についても精度が劣化する。しかしながら、用途によっては、アンテナを１個とした場合に計測される位置精度で十分である場合もある。
このような用途においては、図１〜図６で説明したように３個のアンテナを車上に配置する計測装置の構成では装置価格が高価なものとなってしまう。
【００５２】
本実施の形態に係る計測装置１０では、図１１や図１２に示すように、第３のアーム１７とセンサ取付部１１を結合していたボルトを外して、センサ取付部１１と、第１のアーム１５と第２のアーム１６と第３のアーム１７とを別々のパーツとする。そして、センサ取付部１１のみを自動車２０の所定の位置に搭載することにより、１台のアンテナ１２で計測装置１０の位置を計測しつつ、道路周辺の地物を計測することができる。
【００５３】
なお、３個の受信部１２（第１のアンテナ１２１、第２のアンテナ１２２及び第３のアンテナ１２３）の配置を、自動車２０の前方の両側位置に２個、自動車２０の後方中央位置に１個としていた場合には、第３のアーム１７とセンサ取付部１１を結合していたボルトを外すことはできても、自動車２０の前方の両側位置に２個のアンテナは残ることになり、アンテナ１個の場合と比較して計測装置１０の価格は高価となる。
【００５４】
このように、センサ取付部１１に第１のアンテナ１２１の１個と受信部１２の１個を取り付け、第１のアーム１５と第２のアーム１６と第３のアーム１７を分離可能な別のパーツとしているので、計測装置の構成を各種バリエーションに変形させることが可能となり、使い勝手が良い。加えて、第１のアンテナ１２１と第２のアンテナ１２２の２個のアンテナをセンサ取付部１１に取り付けた場合に比べて、計測装置の構成のバリエーション変化への対応がより良くなる。
【００５５】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  計測装置、１１  センサ取付部、１２  受信部、１３  撮像部、１４  測距部、１５  第１のアーム、１６  第２のアーム、１７  第３のアーム、１７ａ  第３のアーム１７のセンサ取付部１１側の端部、１７ｂ  第３のアーム１７の第１のアーム１５と第２のアーム１６が固定される側の端部、１８  制御部、１９  処理回路、１９ａ  プログラム、２０  自動車、２１  キャリア、２２  カラー、３０  台車、４０  外部記憶装置、５０  高密度測距部（高密度レーザスキャナ）、１２１  第１のアンテナ、１２２  第２のアンテナ、１２３  第３のアンテナ、１３１  第１のカメラユニット、１３２  第２のカメラユニット、１４１  第１のレーザスキャナ、１４２  第２のレーザスキャナ、１７５  車載固定部、１８１  航法衛星信号処理部、１８２  位置情報記憶部、１８３  画像記憶部、１８４  距離情報記憶部、１８５  慣性計測装置、１８６  バッテリ、１８７  情報処理部、１９１  演算装置、１９２  メモリ、１９３  記憶装置。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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