(57)【要約】【課題】  墨出し作業等に際しての誤差やコストの低減化を図ることができる指示装置及び指示方法、並びに、コストの低減化や装置の設置姿勢及び設置位置の３次元座標の算出を可能とする設置情報算出装置及び設置情報算出方法を提供する。【解決手段】  レーザ光照射部５と、操作部８と、角度検出部７と、当該指示装置３１の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、入力部９と、当該指示装置３１の設置位置Ａの３次元座標を算出する設置位置算出手段と、レーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔを算出する角度算出手段と、回転駆動部６を制御し、算出されたパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔに基づいて目標点Ｂに十字状のレーザ光を照射してその目標点Ｂを指示する指示手段と、を備えた指示装置３１。【選択図】      図１
2006084460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、
このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、
前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作する操作手段と、
この操作手段の操作により前記空間の第１座標軸に対して平行な第１直線に直線状のレーザ光が照射されてその第１直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第１角度検出手段と、
前記操作手段の操作により前記第１座標軸に対して平行な第２直線に直線状のレーザ光が照射されてその第２直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第２角度検出手段と、
前記操作手段の操作により前記空間の第２座標軸に対して平行な第３直線に直線状のレーザ光が照射されてその第３直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第３角度検出手段と、
前記第１角度検出手段、前記第２角度検出手段、及び前記第３角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度、各チルト角度、及び各自転角度に基づいて当該指示装置の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、
前記操作手段の操作により、３次元座標が既知である第１既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第１既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第４角度検出手段と、
前記操作手段の操作により、３次元座標が既知である第２既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第２既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第５角度検出手段と、
前記第１既知点の３次元座標及び前記第２既知点の３次元座標を入力する既知点入力手段と、
前記第４角度検出手段及び前記第５角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標に基づいて当該指示装置の設置位置の３次元座標を算出する設置位置算出手段と、
指示しようとする前記被照射面上の目標点の３次元座標を入力する目標点入力手段と、
前記設置位置算出手段により算出された設置位置の３次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の３次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出する角度算出手段と、
前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示する指示手段と、
を備えたことを特徴とする指示装置。
【請求項２】
空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、
このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、
前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作する操作手段と、
当該指示装置の第１座標軸方向の加速度、第２座標軸方向の加速度、及び第３座標軸方向の加速度をそれぞれ検知する加速度検知手段と、
前記操作手段の操作により前記空間の座標軸に対して平行な直線に直線状のレーザ光が照射されてその直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第１角度検出手段と、
前記加速度検知手段により検知された各加速度及び前記第１角度検出手段により検出されたパン角度、チルト角度、及び自転角度に基づいて当該指示装置の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、
前記操作手段の操作により、３次元座標が既知である第１既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第１既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第２角度検出手段と、
前記操作手段の操作により、３次元座標が既知である第２既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第２既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第３角度検出手段と、
前記第１既知点の３次元座標及び前記第２既知点の３次元座標を入力する既知点入力手段と、
前記第２角度検出手段及び前記第３角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標に基づいて当該指示装置の設置位置の３次元座標を算出する設置位置算出手段と、
指示しようとする前記被照射面上の目標点の３次元座標を入力する目標点入力手段と、
前記設置位置算出手段により算出された設置位置の３次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の３次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出する角度算出手段と、
前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示する指示手段と、
を備えたことを特徴とする指示装置。
【請求項３】
操作手段が、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段、並びに、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記空間の第１座標軸に対して平行な第１直線に直線状のレーザ光を照射してその第１直線を指示した場合に、第１角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、前記第１座標軸に対して平行な第２直線に直線状のレーザ光を照射してその第２直線を指示した場合に、第２角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、前記空間の第２座標軸に対して平行な第３直線に直線状のレーザ光を照射してその第３直線を指示した場合に、第３角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、
設置姿勢算出手段が、前記第１角度検出手段、前記第２角度検出手段、及び前記第３角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度、各チルト角度、及び各自転角度に基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、３次元座標が既知である第１既知点に十字状のレーザ光を照射してその第１既知点を指示した場合に、第４角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
既知点入力手段が前記第１既知点の３次元座標を入力するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、３次元座標が既知である第２既知点に十字状のレーザ光を照射してその第２既知点を指示した場合に、第５角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
前記既知点入力手段が前記第２既知点の３次元座標を入力するステップと、
設置位置算出手段が、前記第４角度検出手段及び前記第５角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標に基づいて装置の設置位置の３次元座標を算出するステップと、
目標点入力手段が、指示しようとする前記被照射面上の目標点の３次元座標を入力するステップと、
角度算出手段が、前記設置位置算出手段により算出された設置位置の３次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の３次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、
指示手段が前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示するステップと、
を備えたことを特徴とする指示方法。
【請求項４】
加速度検知手段が装置の第１座標軸方向の加速度、第２座標軸方向の加速度、及び第３座標軸方向の加速度をそれぞれ検知するステップと、
操作手段が、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段、並びに、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記空間の座標軸に対して平行な直線に直線状のレーザ光を照射してその直線を指示した場合に、第１角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、
設置姿勢算出手段が、前記加速度検知手段により検知された各加速度並びに前記第１角度検出手段により検出されたパン角度、チルト角度、及び自転角度に基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、３次元座標が既知である第１既知点に十字状のレーザ光を照射してその第１既知点を指示した場合に、第２角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
既知点入力手段が前記第１既知点の３次元座標を入力するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、３次元座標が既知である第２既知点に十字状のレーザ光を照射してその第２既知点を指示した場合に、第３角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
前記既知点入力手段が前記第２既知点の３次元座標を入力するステップと、
設置位置算出手段が、前記第２角度検出手段及び前記第３角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標に基づいて装置の設置位置の３次元座標を算出するステップと、
目標点入力手段が、指示しようとする前記被照射面上の目標点の３次元座標を入力するステップと、
角度算出手段が、前記設置位置算出手段により算出された設置位置の３次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の３次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、
指示手段が前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示するステップと、
を備えたことを特徴とする指示方法。
【請求項５】
空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、
このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、
前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作する操作手段と、
この操作手段の操作により前記空間の第１座標軸に対して平行な第１直線に直線状のレーザ光が照射されてその第１直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第１角度検出手段と、
前記操作手段の操作により前記第１座標軸に対して平行な第２直線に直線状のレーザ光が照射されてその第２直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第２角度検出手段と、
前記操作手段の操作により前記空間の第２座標軸に対して平行な第３直線に直線状のレーザ光が照射されてその第３直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第３角度検出手段と、
前記第１角度検出手段、前記第２角度検出手段、及び前記第３角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度、各チルト角度、及び各自転角度に基づいて当該設置情報算出装置の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、
前記操作手段の操作により、３次元座標が既知である第１既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第１既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第４角度検出手段と、
前記操作手段の操作により、３次元座標が既知である第２既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第２既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第５角度検出手段と、
前記第１既知点の３次元座標及び前記第２既知点の３次元座標を入力する既知点入力手段と、
前記第４角度検出手段及び前記第５角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標に基づいて当該設置情報算出装置の設置位置の３次元座標を算出する設置位置算出手段と、
を備えたことを特徴とする設置情報算出装置。
【請求項６】
空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、
このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、
前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作する操作手段と、
当該設置情報算出装置の第１座標軸方向の加速度、第２座標軸方向の加速度、及び第３座標軸方向の加速度をそれぞれ検知する加速度検知手段と、
前記操作手段の操作により前記空間の座標軸に対して平行な直線に直線状のレーザ光が照射されてその直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第１角度検出手段と、
前記加速度検知手段により検知された各加速度並びに前記第１角度検出手段により検出されたパン角度、チルト角度、及び自転角度に基づいて当該設置情報算出装置の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、
前記操作手段の操作により、３次元座標が既知である第１既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第１既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第２角度検出手段と、
前記操作手段の操作により、３次元座標が既知である第２既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第２既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第３角度検出手段と、
前記第１既知点の３次元座標及び前記第２既知点の３次元座標を入力する既知点入力手段と、
前記第２角度検出手段及び前記第３角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標に基づいて当該設置情報算出装置の設置位置の３次元座標を算出する設置位置算出手段と、
を備えたことを特徴とする設置情報算出装置。
【請求項７】
操作手段が、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段、並びに、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記空間の第１座標軸に対して平行な第１直線に直線状のレーザ光を照射してその第１直線を指示した場合に、第１角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、前記第１座標軸に対して平行な第２直線に直線状のレーザ光を照射してその第２直線を指示した場合に、第２角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、前記空間の第２座標軸に対して平行な第３直線に直線状のレーザ光を照射してその第３直線を指示した場合に、第３角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、
設置姿勢算出手段が、前記第１角度検出手段、前記第２角度検出手段、及び前記第３角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度、各チルト角度、及び各自転角度に基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、３次元座標が既知である第１既知点に十字状のレーザ光を照射してその第１既知点を指示した場合に、第４角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
既知点入力手段が前記第１既知点の３次元座標を入力するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、３次元座標が既知である第２既知点に十字状のレーザ光を照射してその第２既知点を指示した場合に、第５角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
前記既知点入力手段が前記第２既知点の３次元座標を入力するステップと、
設置位置算出手段が、前記第４角度検出手段及び前記第５角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標に基づいて装置の設置位置の３次元座標を算出するステップと、
を備えたことを特徴とする設置情報算出方法。
【請求項８】
加速度検知手段が装置の第１座標軸方向の加速度、第２座標軸方向の加速度、及び第３座標軸方向の加速度をそれぞれ検知するステップと、
操作手段が、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段、並びに、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記空間の座標軸に対して平行な直線に直線状のレーザ光を照射してその直線を指示した場合に、第１角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、
設置姿勢算出手段が、前記加速度検知手段により検知された各加速度並びに前記第１角度検出手段により検出されたパン角度、チルト角度、及び自転角度に基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、３次元座標が既知である第１既知点に十字状のレーザ光を照射してその第１既知点を指示した場合に、第２角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
既知点入力手段が前記第１既知点の３次元座標を入力するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、３次元座標が既知である第２既知点に十字状のレーザ光を照射してその第２既知点を指示した場合に、第３角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
前記既知点入力手段が前記第２既知点の３次元座標を入力するステップと、
設置位置算出手段が、前記第２角度検出手段及び前記第３角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標に基づいて装置の設置位置の３次元座標を算出するステップと、
目標点入力手段が、指示しようとする前記被照射面上の目標点の３次元座標を入力するステップと、
角度算出手段が、前記設置位置算出手段により算出された設置位置の３次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の３次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、
指示手段が前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示するステップと、
を備えたことを特徴とする設置情報算出方法。
【請求項９】
被照射面に点状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、
このレーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動を行う回転駆動手段と、
この回転駆動手段を操作する操作手段と、
３次元座標が既知である既知点に前記操作手段の操作により前記レーザ光が照射されて前記既知点が指示された場合に前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する角度検出手段と、
前記既知点の３次元座標を入力する入力手段と、
この入力手段により３次元座標が入力された前記既知点が３点目であるか否かを判断する判断手段と、
この判断手段により前記既知点が３点目でないと判断された場合に次の既知点が指示されるまで待機する待機手段と、
前記判断手段により前記既知点が３点目であると判断された場合に３つの既知点の前記入力手段により入力された各３次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて当該指示装置の設置位置の３次元座標及び設置姿勢を算出する算出手段と、
を備えた指示装置であって、
前記入力手段は、指示しようとする前記被照射面上の目標点の３次元座標を入力し、
前記算出手段は、当該算出手段により算出された前記設置位置の３次元座標及び前記入力手段により入力された前記目標点の３次元座標に基づいて前記設置位置から前記目標点までの距離を算出すると共に、前記入力手段により入力された前記目標点の３次元座標、当該算出手段により算出された前記設置位置の３次元座標、前記設置姿勢、及び前記距離に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出し、
前記回転駆動手段は、前記算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記レーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動の少なくともいずれかを行い、
前記レーザ光照射手段は前記目標点に前記レーザ光を照射してその目標点を指示することを特徴とする指示装置。
【請求項１０】
被照射面に点状又は直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点又は直線を指示するレーザ光照射手段と、
前記レーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、
この回転駆動手段を操作する操作手段と、
３次元座標が既知である既知点に前記操作手段の操作により点状のレーザ光が照射されて前記既知点が指示された場合に前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する角度検出手段と、
前記既知点の３次元座標を入力する入力手段と、
この入力手段により３次元座標が入力された前記既知点が３点目であるか否かを判断する判断手段と、
この判断手段により前記既知点が３点目でないと判断された場合に次の既知点が指示されるまで待機する待機手段と、
前記判断手段により前記既知点が３点目であると判断された場合に３つの既知点の前記入力手段により入力された各３次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて当該指示装置の設置位置の３次元座標及び設置姿勢を算出する算出手段と、
を備えた指示装置であって、
前記入力手段は、指示しようとする前記被照射面における目標線上の任意点の３次元座標及び前記レーザ光照射手段の初期位置からの自転角度を入力し、
前記算出手段は、当該算出手段により算出された前記設置位置の３次元座標及び前記入力手段により入力された前記任意点の３次元座標に基づいて前記設置位置から前記任意点までの距離を算出すると共に、前記入力手段により入力された前記任意点の３次元座標、当該算出手段により算出された前記設置位置の３次元座標、前記設置姿勢、及び前記距離に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出し、
前記回転駆動手段は、前記算出手段により算出された前記初期位置からのパン角度、チルト角度、及び前記入力手段により入力された自転角度に基づいて前記レーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動の少なくともいずれかを行い、
前記レーザ光照射手段は前記目標線に直線状のレーザ光を照射してその目標線を指示することを特徴とする指示装置。
【請求項１１】
操作手段が、レーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記レーザ光照射手段が被照射面に点状のレーザ光を照射して前記被照射面上の３次元座標が既知である既知点を指示するステップと、
前記レーザ光照射手段により前記既知点が指示された場合に角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
入力手段が前記既知点の３次元座標を入力するステップと、
判断手段が、前記入力手段により３次元座標が入力された前記既知点が３点目であるか否かを判断するステップと、
前記判断手段により前記既知点が３点目でないと判断された場合に待機手段が次の既知点が指示されるまで待機するステップと、
前記判断手段により前記既知点が３点目であると判断された場合に算出手段が３つの既知点の前記入力手段により入力された各３次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて装置の設置位置の３次元座標及び設置姿勢を算出するステップと、
前記入力手段が、指示しようとする前記被照射面上の目標点の３次元座標を入力するステップと、
前記算出手段が、当該算出手段により算出された前記設置位置の３次元座標及び前記入力手段により入力された前記目標点の３次元座標に基づいて前記設置位置から前記目標点までの距離を算出すると共に、前記入力手段により入力された前記目標点の３次元座標、当該算出手段により算出された前記設置位置の３次元座標、前記設置姿勢、及び前記距離に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、
前記回転駆動手段が、前記算出手段により算出された前記初期位置からのパン角度及びチルト角度に基づいて前記レーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動の少なくともいずれかを行うステップと、
前記レーザ光照射手段が前記目標点に前記レーザ光を照射してその目標点を指示するステップと、
を備えたことを特徴とする指示方法。
【請求項１２】
操作手段が、レーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記レーザ光照射手段が被照射面に点状のレーザ光を照射して前記被照射面上の３次元座標が既知である既知点を指示するステップと、
前記レーザ光照射手段により前記既知点が指示された場合に角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
入力手段が前記既知点の３次元座標を入力するステップと、
判断手段が、前記入力手段により３次元座標が入力された前記既知点が３点目であるか否かを判断するステップと、
前記判断手段により前記既知点が３点目でないと判断された場合に待機手段が次の既知点が指示されるまで待機するステップと、
前記判断手段により前記既知点が３点目であると判断された場合に算出手段が３つの既知点の前記入力手段により入力された各３次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて装置の設置位置の３次元座標及び設置姿勢を算出するステップと、
前記入力手段が、指示しようとする前記被照射面における目標線上の任意点の３次元座標及び前記レーザ光照射手段の初期位置からの自転角度を入力するステップと、
前記算出手段が、当該算出手段により算出された前記設置位置の３次元座標及び前記入力手段により入力された前記任意点の３次元座標に基づいて前記設置位置から前記任意点までの距離を算出すると共に、前記入力手段により入力された前記任意点の３次元座標、当該算出手段により算出された前記設置位置の３次元座標、前記設置姿勢、及び前記距離に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、
前記回転駆動手段が、前記算出手段により算出された前記初期位置からのパン角度及びチルト角度、並びに前記入力手段により入力された自転角度に基づいて前記レーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動の少なくともいずれかを行うステップと、
前記レーザ光照射手段が前記目標線に直線状のレーザ光を照射してその目標線を指示するステップと、
を備えたことを特徴とする指示方法。
【請求項１３】
被照射面に点状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、
このレーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動を行う回転駆動手段と、
この回転駆動手段を操作する操作手段と、
３次元座標が既知である既知点に前記操作手段の操作により前記レーザ光が照射されて前記既知点が指示された場合に前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する角度検出手段と、
前記既知点の３次元座標を入力する入力手段と、
この入力手段により３次元座標が入力された前記既知点が３点目であるか否かを判断する判断手段と、
この判断手段により前記既知点が３点目でないと判断された場合に次の既知点が指示されるまで待機する待機手段と、
前記判断手段により前記既知点が３点目であると判断された場合に３つの既知点の前記入力手段により入力された各３次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて当該設置情報算出装置の設置位置の３次元座標及び設置姿勢からなる設置情報を算出する算出手段と、
を備えたことを特徴とする設置情報算出装置。
【請求項１４】
操作手段が、レーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記レーザ光照射手段が被照射面に点状のレーザ光を照射して前記被照射面上の３次元座標が既知である既知点を指示するステップと、
前記レーザ光照射手段により前記既知点が指示された場合に角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
入力手段が前記既知点の３次元座標を入力するステップと、
判断手段が、前記入力手段により３次元座標が入力された前記既知点が３点目であるか否かを判断するステップと、
前記判断手段により前記既知点が３点目でないと判断された場合に待機手段が次の既知点が指示されるまで待機するステップと、
前記判断手段により前記既知点が３点目であると判断された場合に算出手段が３つの既知点の前記入力手段により入力された各３次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて装置の設置位置の３次元座標及び設置姿勢からなる設置情報を算出するステップと、
を備えたことを特徴とする設置情報算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築現場における墨出し等のために天井面や壁面等の被照射面にレーザ光を照射して目標点や目標線を指示する指示装置及び指示方法、並びに、装置の設置姿勢及び設置位置の３次元座標を算出する設置情報算出装置及び設置情報算出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の技術としては、
（１）墨出しのために壁面等の被照射面に直線状のレーザ光を照射して水平方向又は垂直方向の目標線を指示する墨出し器（例えば、特許文献１参照。）、
（２）水平方向と鉛直方向に回動可能なレーザ光の照射手段と、前記レーザ光の反射光を受光して前記レーザ光の反射位置までの距離を計測する距離計測手段と、前記レーザ光の照射方向を制御する制御手段とを備えてなる墨出し装置において、前記制御手段は、墨出し装置が設置された位置の装置座標と、この装置座標を含む仮想水平面上に墨出し位置から垂下した垂直投影点の座標と、前記レーザ光の照射方向を鉛直方向に移動させたときの仰角と、この仰角での前記装置位置から前記レーザ光の反射位置までの距離との幾何学的関係に基づいて、前記レーザ光の照射方向を基準方位から前記墨出し位置方向に水平回転させた後、前記仮想水平面から前記墨出し位置に向けて鉛直方向に回転させることを特徴とする墨出し装置（例えば、特許文献２参照。）、
が知られている。
【特許文献１】特開２０００−０８８５７３号公報（第２−５頁、図１等）
【特許文献２】特開２００１−１０５３５６号公報（第２−７頁、図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の従来例（１）では、墨出し器を適正な位置に設置し、壁面等の被照射面に直線状のレーザ光を照射して目標線を指示した状態でその目標線に墨出しを行って基準線とした後、この基準線からスケール等を用いて手作業で更に墨出しを行っていくが、手作業であるために基準線から離れていく程、誤差が大きくなるという問題点がある。また、墨出し作業には２〜３名の作業員が必要であると共に、複数の基準線の墨出しに際して墨出し器をその都度設置し直す手間がかかるという問題点がある。
【０００４】
従来例（２）では、レーザ光の反射位置までの距離を計測する比較的高価な距離計測手段を備えているので、コスト高であるという問題点がある。また、前記装置座標は算出できるものの、装置の設置姿勢は算出できないと共に、前記仮想水平面の床面からの高さを作業員が計測して入力しておく手間がかかるという問題点がある。
【０００５】
本発明は、以上のような事情や問題点に鑑みてなされたものであり、墨出し作業等に際しての誤差やコストの低減化を図ることができる指示装置及び指示方法、並びに、コストの低減化や装置の設置姿勢及び設置位置の３次元座標の算出を可能とする設置情報算出装置及び設置情報算出方法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】
【０００６】
上記目的を達成するための請求項１の指示装置は、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作する操作手段と、この操作手段の操作により前記空間の第１座標軸に対して平行な第１直線に直線状のレーザ光が照射されてその第１直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第１角度検出手段と、前記操作手段の操作により前記第１座標軸に対して平行な第２直線に直線状のレーザ光が照射されてその第２直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第２角度検出手段と、前記操作手段の操作により前記空間の第２座標軸に対して平行な第３直線に直線状のレーザ光が照射されてその第３直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第３角度検出手段と、前記第１角度検出手段、前記第２角度検出手段、及び前記第３角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度、各チルト角度、及び各自転角度に基づいて当該指示装置の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、前記操作手段の操作により、３次元座標が既知である第１既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第１既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第４角度検出手段と、前記操作手段の操作により、３次元座標が既知である第２既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第２既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第５角度検出手段と、前記第１既知点の３次元座標及び前記第２既知点の３次元座標を入力する既知点入力手段と、前記第４角度検出手段及び前記第５角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標に基づいて当該指示装置の設置位置の３次元座標を算出する設置位置算出手段と、指示しようとする前記被照射面上の目標点の３次元座標を入力する目標点入力手段と、前記設置位置算出手段により算出された設置位置の３次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の３次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出する角度算出手段と、前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示する指示手段と、を備えたものである。
【０００７】
請求項２の指示装置は、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作する操作手段と、当該指示装置の第１座標軸方向の加速度、第２座標軸方向の加速度、及び第３座標軸方向の加速度をそれぞれ検知する加速度検知手段と、前記操作手段の操作により前記空間の座標軸に対して平行な直線に直線状のレーザ光が照射されてその直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第１角度検出手段と、前記加速度検知手段により検知された各加速度及び前記第１角度検出手段により検出されたパン角度、チルト角度、及び自転角度に基づいて当該指示装置の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、前記操作手段の操作により、３次元座標が既知である第１既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第１既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第２角度検出手段と、前記操作手段の操作により、３次元座標が既知である第２既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第２既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第３角度検出手段と、前記第１既知点の３次元座標及び前記第２既知点の３次元座標を入力する既知点入力手段と、前記第２角度検出手段及び前記第３角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標に基づいて当該指示装置の設置位置の３次元座標を算出する設置位置算出手段と、指示しようとする前記被照射面上の目標点の３次元座標を入力する目標点入力手段と、前記設置位置算出手段により算出された設置位置の３次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の３次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出する角度算出手段と、前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示する指示手段と、を備えたものである。
【０００８】
請求項３の指示方法は、操作手段が、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段、並びに、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記空間の第１座標軸に対して平行な第１直線に直線状のレーザ光を照射してその第１直線を指示した場合に、第１角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、前記第１座標軸に対して平行な第２直線に直線状のレーザ光を照射してその第２直線を指示した場合に、第２角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、前記空間の第２座標軸に対して平行な第３直線に直線状のレーザ光を照射してその第３直線を指示した場合に、第３角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、設置姿勢算出手段が、前記第１角度検出手段、前記第２角度検出手段、及び前記第３角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度、各チルト角度、及び各自転角度に基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、３次元座標が既知である第１既知点に十字状のレーザ光を照射してその第１既知点を指示した場合に、第４角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、既知点入力手段が前記第１既知点の３次元座標を入力するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、３次元座標が既知である第２既知点に十字状のレーザ光を照射してその第２既知点を指示した場合に、第５角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、前記既知点入力手段が前記第２既知点の３次元座標を入力するステップと、設置位置算出手段が、前記第４角度検出手段及び前記第５角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標に基づいて装置の設置位置の３次元座標を算出するステップと、目標点入力手段が、指示しようとする前記被照射面上の目標点の３次元座標を入力するステップと、角度算出手段が、前記設置位置算出手段により算出された設置位置の３次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の３次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、指示手段が前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示するステップと、を備えたものである。
【０００９】
請求項４の指示方法は、加速度検知手段が装置の第１座標軸方向の加速度、第２座標軸方向の加速度、及び第３座標軸方向の加速度をそれぞれ検知するステップと、操作手段が、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段、並びに、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記空間の座標軸に対して平行な直線に直線状のレーザ光を照射してその直線を指示した場合に、第１角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、設置姿勢算出手段が、前記加速度検知手段により検知された各加速度並びに前記第１角度検出手段により検出されたパン角度、チルト角度、及び自転角度に基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、３次元座標が既知である第１既知点に十字状のレーザ光を照射してその第１既知点を指示した場合に、第２角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、既知点入力手段が前記第１既知点の３次元座標を入力するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、３次元座標が既知である第２既知点に十字状のレーザ光を照射してその第２既知点を指示した場合に、第３角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、前記既知点入力手段が前記第２既知点の３次元座標を入力するステップと、設置位置算出手段が、前記第２角度検出手段及び前記第３角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標に基づいて装置の設置位置の３次元座標を算出するステップと、目標点入力手段が、指示しようとする前記被照射面上の目標点の３次元座標を入力するステップと、角度算出手段が、前記設置位置算出手段により算出された設置位置の３次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の３次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、指示手段が前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示するステップと、を備えたものである。
【００１０】
請求項５の設置情報算出装置は、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作する操作手段と、この操作手段の操作により前記空間の第１座標軸に対して平行な第１直線に直線状のレーザ光が照射されてその第１直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第１角度検出手段と、前記操作手段の操作により前記第１座標軸に対して平行な第２直線に直線状のレーザ光が照射されてその第２直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第２角度検出手段と、前記操作手段の操作により前記空間の第２座標軸に対して平行な第３直線に直線状のレーザ光が照射されてその第３直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第３角度検出手段と、前記第１角度検出手段、前記第２角度検出手段、及び前記第３角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度、各チルト角度、及び各自転角度に基づいて当該設置情報算出装置の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、前記操作手段の操作により、３次元座標が既知である第１既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第１既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第４角度検出手段と、前記操作手段の操作により、３次元座標が既知である第２既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第２既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第５角度検出手段と、前記第１既知点の３次元座標及び前記第２既知点の３次元座標を入力する既知点入力手段と、前記第４角度検出手段及び前記第５角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標に基づいて当該設置情報算出装置の設置位置の３次元座標を算出する設置位置算出手段と、を備えたものである。
【００１１】
請求項６の設置情報算出装置は、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作する操作手段と、当該設置情報算出装置の第１座標軸方向の加速度、第２座標軸方向の加速度、及び第３座標軸方向の加速度をそれぞれ検知する加速度検知手段と、前記操作手段の操作により前記空間の座標軸に対して平行な直線に直線状のレーザ光が照射されてその直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第１角度検出手段と、前記加速度検知手段により検知された各加速度並びに前記第１角度検出手段により検出されたパン角度、チルト角度、及び自転角度に基づいて当該設置情報算出装置の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、前記操作手段の操作により、３次元座標が既知である第１既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第１既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第２角度検出手段と、前記操作手段の操作により、３次元座標が既知である第２既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第２既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第３角度検出手段と、前記第１既知点の３次元座標及び前記第２既知点の３次元座標を入力する既知点入力手段と、前記第２角度検出手段及び前記第３角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標に基づいて当該設置情報算出装置の設置位置の３次元座標を算出する設置位置算出手段と、を備えたものである。
【００１２】
請求項７の設置情報算出方法は、操作手段が、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段、並びに、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記空間の第１座標軸に対して平行な第１直線に直線状のレーザ光を照射してその第１直線を指示した場合に、第１角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、前記第１座標軸に対して平行な第２直線に直線状のレーザ光を照射してその第２直線を指示した場合に、第２角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、前記空間の第２座標軸に対して平行な第３直線に直線状のレーザ光を照射してその第３直線を指示した場合に、第３角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、設置姿勢算出手段が、前記第１角度検出手段、前記第２角度検出手段、及び前記第３角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度、各チルト角度、及び各自転角度に基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、３次元座標が既知である第１既知点に十字状のレーザ光を照射してその第１既知点を指示した場合に、第４角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、既知点入力手段が前記第１既知点の３次元座標を入力するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、３次元座標が既知である第２既知点に十字状のレーザ光を照射してその第２既知点を指示した場合に、第５角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、前記既知点入力手段が前記第２既知点の３次元座標を入力するステップと、設置位置算出手段が、前記第４角度検出手段及び前記第５角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標に基づいて装置の設置位置の３次元座標を算出するステップと、を備えたものである。
【００１３】
請求項８の設置情報算出方法は、加速度検知手段が装置の第１座標軸方向の加速度、第２座標軸方向の加速度、及び第３座標軸方向の加速度をそれぞれ検知するステップと、操作手段が、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段、並びに、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記空間の座標軸に対して平行な直線に直線状のレーザ光を照射してその直線を指示した場合に、第１角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、設置姿勢算出手段が、前記加速度検知手段により検知された各加速度並びに前記第１角度検出手段により検出されたパン角度、チルト角度、及び自転角度に基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、３次元座標が既知である第１既知点に十字状のレーザ光を照射してその第１既知点を指示した場合に、第２角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、既知点入力手段が前記第１既知点の３次元座標を入力するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、３次元座標が既知である第２既知点に十字状のレーザ光を照射してその第２既知点を指示した場合に、第３角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、前記既知点入力手段が前記第２既知点の３次元座標を入力するステップと、設置位置算出手段が、前記第２角度検出手段及び前記第３角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標に基づいて装置の設置位置の３次元座標を算出するステップと、目標点入力手段が、指示しようとする前記被照射面上の目標点の３次元座標を入力するステップと、角度算出手段が、前記設置位置算出手段により算出された設置位置の３次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の３次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、指示手段が前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示するステップと、を備えたものである。
【００１４】
請求項９の指示装置は、被照射面に点状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、このレーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動を行う回転駆動手段と、この回転駆動手段を操作する操作手段と、３次元座標が既知である既知点に前記操作手段の操作により前記レーザ光が照射されて前記既知点が指示された場合に前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する角度検出手段と、前記既知点の３次元座標を入力する入力手段と、この入力手段により３次元座標が入力された前記既知点が３点目であるか否かを判断する判断手段と、この判断手段により前記既知点が３点目でないと判断された場合に次の既知点が指示されるまで待機する待機手段と、前記判断手段により前記既知点が３点目であると判断された場合に３つの既知点の前記入力手段により入力された各３次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて当該指示装置の設置位置の３次元座標及び設置姿勢を算出する算出手段と、を備えた指示装置であって、前記入力手段は、指示しようとする前記被照射面上の目標点の３次元座標を入力し、前記算出手段は、当該算出手段により算出された前記設置位置の３次元座標及び前記入力手段により入力された前記目標点の３次元座標に基づいて前記設置位置から前記目標点までの距離を算出すると共に、前記入力手段により入力された前記目標点の３次元座標、当該算出手段により算出された前記設置位置の３次元座標、前記設置姿勢、及び前記距離に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出し、前記回転駆動手段は、前記算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記レーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動の少なくともいずれかを行い、前記レーザ光照射手段は前記目標点に前記レーザ光を照射してその目標点を指示するものである。
【００１５】
請求項１０の指示装置は、被照射面に点状又は直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点又は直線を指示するレーザ光照射手段と、前記レーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、この回転駆動手段を操作する操作手段と、３次元座標が既知である既知点に前記操作手段の操作により点状のレーザ光が照射されて前記既知点が指示された場合に前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する角度検出手段と、前記既知点の３次元座標を入力する入力手段と、この入力手段により３次元座標が入力された前記既知点が３点目であるか否かを判断する判断手段と、この判断手段により前記既知点が３点目でないと判断された場合に次の既知点が指示されるまで待機する待機手段と、前記判断手段により前記既知点が３点目であると判断された場合に３つの既知点の前記入力手段により入力された各３次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて当該指示装置の設置位置の３次元座標及び設置姿勢を算出する算出手段と、を備えた指示装置であって、前記入力手段は、指示しようとする前記被照射面における目標線上の任意点の３次元座標及び前記レーザ光照射手段の初期位置からの自転角度を入力し、前記算出手段は、当該算出手段により算出された前記設置位置の３次元座標及び前記入力手段により入力された前記任意点の３次元座標に基づいて前記設置位置から前記任意点までの距離を算出すると共に、前記入力手段により入力された前記任意点の３次元座標、当該算出手段により算出された前記設置位置の３次元座標、前記設置姿勢、及び前記距離に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出し、前記回転駆動手段は、前記算出手段により算出された前記初期位置からのパン角度、チルト角度、及び前記入力手段により入力された自転角度に基づいて前記レーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動の少なくともいずれかを行い、前記レーザ光照射手段は前記目標線に直線状のレーザ光を照射してその目標線を指示するものである。
【００１６】
請求項１１の指示方法は、操作手段が、レーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記レーザ光照射手段が被照射面に点状のレーザ光を照射して前記被照射面上の３次元座標が既知である既知点を指示するステップと、前記レーザ光照射手段により前記既知点が指示された場合に角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、入力手段が前記既知点の３次元座標を入力するステップと、判断手段が、前記入力手段により３次元座標が入力された前記既知点が３点目であるか否かを判断するステップと、前記判断手段により前記既知点が３点目でないと判断された場合に待機手段が次の既知点が指示されるまで待機するステップと、前記判断手段により前記既知点が３点目であると判断された場合に算出手段が３つの既知点の前記入力手段により入力された各３次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて装置の設置位置の３次元座標及び設置姿勢を算出するステップと、前記入力手段が、指示しようとする前記被照射面上の目標点の３次元座標を入力するステップと、前記算出手段が、当該算出手段により算出された前記設置位置の３次元座標及び前記入力手段により入力された前記目標点の３次元座標に基づいて前記設置位置から前記目標点までの距離を算出すると共に、前記入力手段により入力された前記目標点の３次元座標、当該算出手段により算出された前記設置位置の３次元座標、前記設置姿勢、及び前記距離に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、前記回転駆動手段が、前記算出手段により算出された前記初期位置からのパン角度及びチルト角度に基づいて前記レーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動の少なくともいずれかを行うステップと、前記レーザ光照射手段が前記目標点に前記レーザ光を照射してその目標点を指示するステップと、を備えたものである。
【００１７】
請求項１２の指示方法は、操作手段が、レーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記レーザ光照射手段が被照射面に点状のレーザ光を照射して前記被照射面上の３次元座標が既知である既知点を指示するステップと、前記レーザ光照射手段により前記既知点が指示された場合に角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、入力手段が前記既知点の３次元座標を入力するステップと、判断手段が、前記入力手段により３次元座標が入力された前記既知点が３点目であるか否かを判断するステップと、前記判断手段により前記既知点が３点目でないと判断された場合に待機手段が次の既知点が指示されるまで待機するステップと、前記判断手段により前記既知点が３点目であると判断された場合に算出手段が３つの既知点の前記入力手段により入力された各３次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて装置の設置位置の３次元座標及び設置姿勢を算出するステップと、前記入力手段が、指示しようとする前記被照射面における目標線上の任意点の３次元座標及び前記レーザ光照射手段の初期位置からの自転角度を入力するステップと、前記算出手段が、当該算出手段により算出された前記設置位置の３次元座標及び前記入力手段により入力された前記任意点の３次元座標に基づいて前記設置位置から前記任意点までの距離を算出すると共に、前記入力手段により入力された前記任意点の３次元座標、当該算出手段により算出された前記設置位置の３次元座標、前記設置姿勢、及び前記距離に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、前記回転駆動手段が、前記算出手段により算出された前記初期位置からのパン角度及びチルト角度、並びに前記入力手段により入力された自転角度に基づいて前記レーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動の少なくともいずれかを行うステップと、前記レーザ光照射手段が前記目標線に直線状のレーザ光を照射してその目標線を指示するステップと、を備えたものである。
【００１８】
請求項１３の設置情報算出装置は、被照射面に点状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、このレーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動を行う回転駆動手段と、この回転駆動手段を操作する操作手段と、３次元座標が既知である既知点に前記操作手段の操作により前記レーザ光が照射されて前記既知点が指示された場合に前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する角度検出手段と、前記既知点の３次元座標を入力する入力手段と、この入力手段により３次元座標が入力された前記既知点が３点目であるか否かを判断する判断手段と、この判断手段により前記既知点が３点目でないと判断された場合に次の既知点が指示されるまで待機する待機手段と、前記判断手段により前記既知点が３点目であると判断された場合に３つの既知点の前記入力手段により入力された各３次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて当該設置情報算出装置の設置位置の３次元座標及び設置姿勢からなる設置情報を算出する算出手段と、を備えたものである。
【００１９】
請求項１４の設置情報算出方法は、操作手段が、レーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記レーザ光照射手段が被照射面に点状のレーザ光を照射して前記被照射面上の３次元座標が既知である既知点を指示するステップと、前記レーザ光照射手段により前記既知点が指示された場合に角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、入力手段が前記既知点の３次元座標を入力するステップと、判断手段が、前記入力手段により３次元座標が入力された前記既知点が３点目であるか否かを判断するステップと、前記判断手段により前記既知点が３点目でないと判断された場合に待機手段が次の既知点が指示されるまで待機するステップと、前記判断手段により前記既知点が３点目であると判断された場合に算出手段が３つの既知点の前記入力手段により入力された各３次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて装置の設置位置の３次元座標及び設置姿勢からなる設置情報を算出するステップと、を備えたものである。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１、３の発明によれば、目標点に自動的に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示できるので、誤差が少ないと共に、１名の作業員でも墨出し作業を行うことができる。また、複数の目標点を順次指示する場合であっても、指示装置をその都度設置し直す必要がないと共に、指示装置の構成自体も簡易なものである。そのため、墨出し作業に際しての誤差やコストの低減化を図ることができる。更に、第１直線、第２直線、及び第３直線の指示により指示装置の設置姿勢を比較的簡単な計算式で高速に算出することができると共に、第１既知点及び第２既知点の指示並びに第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標の入力により指示装置の設置位置の３次元座標を比較的簡単な計算式で高速に算出することができる。
【００２１】
請求項２、４の発明によれば、請求項１、３の効果の他、指示装置の設置姿勢を算出する際の直線の指示が１回で済むので、作業性に優れるという効果もある。
【００２２】
請求項５、７の発明によれば、簡易な装置構成によりコストの低減化を図ることができると共に、装置の設置姿勢及び設置位置の３次元座標の算出が可能である。また、第１直線、第２直線、及び第３直線の指示により装置の設置姿勢を比較的簡単な計算式で高速に算出することができると共に、第１既知点及び第２既知点の指示並びに第１既知点の３次元座標及び第２既知点の３次元座標の入力により装置の設置位置の３次元座標を比較的簡単な計算式で高速に算出することができる。
【００２３】
請求項６、８の発明によれば、請求項５、７の効果の他、装置の設置姿勢を算出する際の直線の指示が１回で済むので、作業性に優れるという効果もある。
【００２４】
請求項９、１１の発明によれば、目標点に自動的に点状のレーザ光を照射してその目標点を指示できるので、誤差が少ないと共に、１名の作業員でも墨出し作業を行うことができる。また、複数の目標点を順次指示する場合であっても、指示装置をその都度設置し直す必要がないと共に、指示装置の構成自体も簡易なものである。そのため、墨出し作業に際しての誤差やコストの低減化を図ることができる。
【００２５】
請求項１０、１２の発明によれば、目標線に自動的に直線状のレーザ光を照射してその目標線を指示できるので、誤差が少ないと共に、１名の作業員でも墨出し作業を行うことができる。また、複数の目標線を順次指示する場合であっても、指示装置をその都度設置し直す必要がないと共に、指示装置の構成自体も簡易なものである。そのため、墨出し作業に際しての誤差やコストの低減化を図ることができる。
【００２６】
請求項１３、１４の発明によれば、簡易な装置構成によりコストの低減化を図ることができると共に、装置の設置位置の３次元座標及び設置姿勢からなる設置情報の算出が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
第１実施形態に係る指示装置１は、図１〜図４に示すように、ＭＰＵ（Microprocessing Unit、マイクロプロセッサ）２、ＲＡＭ（Random Access Memory、随時書き込み読み出しメモリ）３、ＲＯＭ（Read Only Memory、読み出し専用メモリ）４、レーザ光照射部５、回転駆動部６、角度検出部７、操作部８、入力部９、及び表示部１０等を備えたものであり、各部２〜１０はバス１１を介して互いに通信可能に接続されている。操作部８、入力部９、及び表示部１０は、遠隔操作部１２に設けられている。
【００２８】
ここでいう指示装置とは、建築現場における墨出し、建築部材の位置決め、測量等のために被照射面に点状のレーザ光ＬＰを照射して目標点を指示する装置をいう。なお、屋内空間（室内空間、廊下空間、階段空間、玄関ホール等）１３を模式的に６面体で表した図５に示す例では、３次元座標が既知である第１既知点Ｋ1、第２既知点Ｋ2、第３既知点Ｋ3や墨出し等のための目標点Ｂを屋内空間１３の天井面１３ａ上に設定しているが、これに限定されるものではなく、被照射面は屋内空間１３の壁面１３ｂや床面１３ｃ、屋外の外壁面やウッドデッキの床面等であってもよい。
【００２９】
ＲＯＭ４は、ＭＰＵ２により各部３〜１０の動作を制御するための各種制御プログラム、表示部１０に表示される各種の画面情報やメッセージ等を記憶している。なお、制御プログラム等を記憶する記憶手段はＲＯＭ４に限定されるものではなく、フラッシュメモリ等の書き換え可能なものであってもよい。
【００３０】
ＭＰＵ２は、ＲＯＭ４に記憶された制御プログラムに従って各部３〜１０の動作を制御する制御部として機能する。ＲＡＭ３は、角度検出部７により検出されるレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔ、入力部９により入力される第１既知点Ｋ1の３次元座標、第２既知点Ｋ2の３次元座標、第３既知点Ｋ3の３次元座標、算出された指示装置１の設置位置Ａの３次元座標及び設置姿勢等を記憶する記憶部として機能する。
【００３１】
ここでいうレーザ光照射部５の初期位置とは、レーザ光照射部５のパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔがいずれも０ラジアン（０°）である位置をいう。既知点とは、基準点（原点）Ｏからの３次元座標が既知である点をいう。基準点Ｏからの３次元座標とは、基準点Ｏを基準とする３次元のワールド（グローバル）座標系Ｗにおける座標をいう。指示装置１の設置位置Ａは、図４に示すように、レーザ光照射部５のパン駆動の中心軸ＣＰとチルト駆動の中心軸ＣＴとの交点に設定するのが望ましい。なお、基準点Ｏ〔ワールド座標系Ｗ上の３次元座標は（０，０，０）。〕は、図５のような床面１３ｃの隅角部の他、適宜の位置に設定可能である。
【００３２】
また、指示装置１の設置姿勢とは、図２〜図４に示すように、指示装置１の設置位置Ａを基準とする指示装置１固有のローカル座標系Ｌをいい、ワールド座標系Ｗからローカル座標系Ｌへの回転を表す回転行列式Ｒで表現される。回転行列式Ｒは、オイラー角α（ラジアン、Ｚ軸回りの回転角）、β（ラジアン、新しいＹ軸回りの回転角）、γ（ラジアン、新しいＺ軸回りの回転角）を用いて次の数式〔１〕のように表現できるが、その他にロール（roll、Ｚ軸回りの回転）・ピッチ（pitch、新しいＹ軸回りの回転）・ヨー（yaw、新しいＸ軸回りの回転）、３次元ベクトル、４元数等で表現することもできる（『徐剛著、辻三郎著「３次元ビジョン」共立出版、１９９８年４月、ｐ．１９〜２２』等参照。）。
【００３３】
【数１】
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【００３４】
レーザ光照射部５は、図３〜図５に示すように、被照射面に点状のレーザ光ＬＰを照射して被照射面上の点を指示する。レーザ光ＬＰの色は赤色等でもよいが、緑色又は青色のレーザ光ＬＰを採用すれば、日光が直接的又は間接的に当たる明るい被照射面にレーザ光ＬＰを照射する場合であっても、レーザ光ＬＰを視認し易いという利点がある。
【００３５】
このレーザ光照射部５は、図２〜図４に示すように、円柱状に形成されて本体ケース１４内に収容されており、先端５ａの中央から中心軸ＣＬ方向にレーザ光ＬＰを出射する。本体ケース１４はアルミニウム又は合成樹脂等により中空の円柱状でかつ上部が半球状に形成されており、レーザ光照射部５の直径よりも少し大きい幅のスリット１５が本体ケース１４の頂部から下部付近に渡って設けられている。
【００３６】
回転駆動部６は、図２及び図４に示すように、レーザ光照射部５のパン駆動及びチルト駆動を行う。この回転駆動部６はいずれもステッピングモータやＤＣ（direct current、直流電流）サーボ等で構成されたパン駆動部（図示せず）及びチルト駆動部（図示せず）を備えており、これらパン駆動部やチルト駆動部は本体ケース１４内に収容されている。本体ケース１４は、図２〜図４に示すように、半球状の上部を上方に向けた状態で回転軸（図示せず）を介してアルミニウム又は合成樹脂等からなる円板状の基板１６上に軸着されている。パン駆動部は、図２に示すように、本体ケース１４を回転駆動することによって、本体ケース１４内に収容されたレーザ光照射部５のパン駆動〔例えばローカル座標系ＬのＺ軸の正方向から見たときの反時計回りを正とするパン角度Ｐ＝−π〜＋πラジアン（−１８０°〜＋１８０°）〕を行う。チルト駆動部は、図４に示すように、レーザ光照射部５のチルト駆動〔例えばローカル座標系ＬのＹ軸の正方向から見たときの反時計回りを正とするチルト角度Ｔ＝−π／３〜＋π／２ラジアン（−６０°〜＋９０°）〕をスリット１５に沿うように行う。
【００３７】
ここでいうパン（pan）とは水平面（ローカル座標系ＬのＸＹ平面、例えば基板１６の面方向に対して平行な面。）内での回転をいい、チルト（tilt）とは鉛直面（ローカル座標系ＬのＺ軸を含む平面、例えば基板１６の面方向に対して垂直な面。）内での回転をいう。なお、レーザ光照射部５のパン駆動可能な範囲、チルト駆動可能な範囲、初期位置Ｉは特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。チルト駆動可能な範囲を大きくする場合は、スリット１５をより長く形成する等してレーザ光ＬＰが本体ケース１４で遮蔽されないようにしておけばよい。また、基板１６の形状は、円板状の他、矩形板状、多角形板状等であってもよい。
【００３８】
角度検出部７は、本体ケース１４内に収容されており、レーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔを検出する。検出されたパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔは、ＲＡＭ３に記憶される。
【００３９】
操作部８は、レバーやキー等で構成されており、回転駆動部６におけるパン駆動部及びチルト駆動部の他、レーザ光照射部５のＯＮ・ＯＦＦ、指示装置１の電源のＯＮ・ＯＦＦ等を操作する。即ち、指示装置１に対するユーザによる各種操作は、この操作部８を通じて行われる。ここで、操作部８を遠隔操作部１２に設けることにより回転駆動部６を遠隔操作するように構成しておけば、ユーザが指示装置１から離れた位置で操作できるので、作業性に優れるという利点がある。
【００４０】
入力部９は、キー、キーボード、又はキーパッド等で構成されており、図５のような第１既知点Ｋ1、第２既知点Ｋ2、第３既知点Ｋ3、及び目標点Ｂの各３次元座標等を入力する。入力された第１既知点Ｋ1、第２既知点Ｋ2、第３既知点Ｋ3、及び目標点Ｂの各３次元座標等は、ＲＡＭ３に記憶される。ここで、入力部９を遠隔操作部１２に設けることにより上記の３次元座標等を遠隔入力するように構成しておけば、ユーザが指示装置１から離れた位置で入力できるので、作業性に優れるという利点がある。また、第１既知点Ｋ1、第２既知点Ｋ2、第３既知点Ｋ3、及び目標点Ｂ等に対応する３次元ＣＡＤ（Computer Aided Design）の仮想空間内の第１既知点、第２既知点、第３既知点、及び目標点等をマウス、トラックボール、トラックパッド等のポインティングデバイスで位置指定することにより第１既知点Ｋ1、第２既知点Ｋ2、第３既知点Ｋ3、及び目標点Ｂの各３次元座標等が自動的に入力されるように構成しておけば、ユーザが手入力する手間を省くことができるという利点がある。
【００４１】
表示部１０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display、液晶ディスプレイ）等で構成されており、各種の画面情報やメッセージ等を表示する。ここで、表示部１０を遠隔操作部１２に設け、入力部９により入力される第１既知点Ｋ1、第２既知点Ｋ2、第３既知点Ｋ3、及び目標点Ｂの各３次元座標等を表示するように構成しておけば、ユーザが入力値をモニターしながら入力できるので、ユーザによる入力ミスを防止できるという利点がある。
【００４２】
遠隔操作部１２における操作部８、入力部９、表示部１０は、適宜のインターフェース（図示せず）を介し、指示装置１のバス１１に有線方式で接続できる他、無線方式又は赤外線方式等で接続することもできる。また、遠隔操作部１２は、操作部８、入力部９、表示部１０を有する専用のコントローラとしてもよいが、操作部８、入力部９、表示部１０を有するノート型のＰＣ（Personal Computer、パーソナルコンピュータ）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant、携帯情報端末）、携帯電話等で構成することもできる。
【００４３】
なお、レーザ光照射部５、本体ケース１４、基板１６の形状や材質は特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。また、指示装置１は屋内空間１３の床面１３ｃ上等に設置すればよいが、三脚等の支持手段で床面１３ｃ上にパン駆動の中心軸ＣＰが鉛直方向又は床面１３ｃに対して傾斜した状態となるように設置したり、あるいは、適宜の吊り下げ手段で吊り下げたりして、レーザ光ＬＰを適宜の方向に照射可能としてもよい。
【００４４】
次に、指示装置１の設置位置Ａの３次元座標及び設置姿勢の算出処理の一例を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、この算出処理は、ＲＯＭ４に記憶された制御プログラムに基づいてＭＰＵ２が発行する命令に従って行われる。
【００４５】
この算出処理において、図５のような第１既知点Ｋ1に操作部８の操作によりレーザ光ＬＰが照射されてその第１既知点Ｋ1が指示された場合（ステップＳ１）、角度検出部７によりレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ1及びチルト角度Ｔ1が検出される（ステップＳ２）。第１既知点Ｋ1の指示完了は、操作部８に設けた確定キー等の操作により確定すればよい。ここで、ステップＳ１の前に、ＲＯＭ４に記憶された「第１既知点を指示して下さい。」等の第１既知点Ｋ1の指示を要求するメッセージが表示部１０に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
【００４６】
次いで、入力部９により第１既知点Ｋ1の３次元座標（ｘ1，ｙ1，ｚ1）が入力された場合（ステップＳ３）、その第１既知点Ｋ1が３点目であるか否かが判断される（ステップＳ４）。ここで、ステップＳ３の前に、ＲＯＭ４に記憶された「第１既知点の３次元座標を入力して下さい。」等の第１既知点Ｋ1の３次元座標の入力を要求するメッセージが表示部１０に表示されるように構成しておけば、上記と同様、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
【００４７】
そして、第１既知点Ｋ1が３点目でないと判断された場合（ステップＳ４でＮＯ）、ステップＳ１に戻り、２点目の第２既知点Ｋ2について同様の処理が繰り返される（ステップＳ１〜Ｓ４）。３点目の第３既知点Ｋ3についても同様である（ステップＳ１〜Ｓ４）。一方、第３既知点Ｋ3が３点目であると判断された場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、入力部９により入力された第１既知点Ｋ1の３次元座標（ｘ1，ｙ1，ｚ1）、第２既知点Ｋ2の３次元座標（ｘ2，ｙ2，ｚ2）、第３既知点Ｋ3の３次元座標（ｘ3，ｙ3，ｚ3）、角度検出部７により検出された各パン角度Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3及び各チルト角度Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3に基づいて当該指示装置１の設置位置Ａの３次元座標（ｘA，ｙA，ｚA）及び設置姿勢が算出され（ステップＳ５）、処理が終了する。
【００４８】
この場合、指示装置１の設置位置Ａの３次元座標及び設置姿勢としての回転行列式Ｒは、ＲＯＭ４に記憶された数式〔２〕に従って生成される３つの連立方程式を解くことにより算出される。
【００４９】
【数２】
2006084460.tif 000004
【００５０】
このように、指示装置１は、設置位置Ａの３次元座標及び設置姿勢からなる設置情報を算出する設置情報算出装置としても機能する。このような設置情報算出装置によれば、簡易な装置構成によりコストの低減化を図ることができると共に、設置位置Ａの３次元座標及び設置姿勢からなる設置情報の算出が可能であるという利点がある。
【００５１】
次に、目標点Ｂの指示処理の一例を図７に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、この指示処理も、ＲＯＭ４に記憶された制御プログラムに基づいてＭＰＵ２が発行する命令に従って行われる。
【００５２】
この指示処理において、入力部９により図５のような指示しようとする被照射面上の目標点Ｂの３次元座標（ｘB，ｙB，ｚB）が入力された場合（ステップＳ１１）、算出された当該指示装置１の設置位置Ａの３次元座標及び入力された目標点Ｂの３次元座標に基づいて設置位置Ａからの目標点Ｂまでの距離ｄBが算出されると共に（ステップＳ１２）、入力された目標点Ｂの３次元座標、算出された当該指示装置１の設置位置Ａの３次元座標、設置姿勢、及び距離ｄBに基づいてレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度ＰB及びチルト角度ＴBが算出される（ステップＳ１３）。ここで、ステップＳ１１の前に、ＲＯＭ４に記憶された「指示しようとする目標点の３次元座標を入力して下さい。」等の目標点Ｂの３次元座標の入力を要求するメッセージが表示部１０に表示されるように構成しておけば、上記と同様、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
【００５３】
この場合、レーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度ＰB及びチルト角度ＴBは、ＲＯＭ４に記憶された数式〔３〕に従って算出される。
【００５４】
【数３】
2006084460.tif 000005
【００５５】
次いで、回転駆動部６により、算出されたパン角度ＰB及びチルト角度ＴBに基づいてレーザ光照射部５のパン駆動及びチルト駆動の少なくともいずれかが行われ、レーザ光照射部５により目標点Ｂにレーザ光ＬＰが照射されてその目標点Ｂが指示されれば（ステップＳ１４）、処理が終了する。
【００５６】
目標点Ｂが指示された場合、ユーザは、墨出し等のためにその目標点Ｂに印を付けたり、あるいは、その目標点Ｂ及び既に付けた印等に基づいて墨出し等を行ったりすればよい。
【００５７】
上記のような指示装置１によれば、目標点Ｂに自動的にレーザ光ＬＰを照射してその目標点Ｂを指示できるので、誤差が少ないと共に、１名の作業員でも墨出し作業等を行うことができる。また、複数の目標点Ｂを順次指示する場合であっても、指示装置１をその都度設置し直す必要がないと共に、指示装置１の構成自体も簡易なものである。そのため、墨出し作業等に際しての誤差やコストの低減化を図ることができるという利点がある。
【００５８】
また、指示装置１を用いた指示方法は、操作部８が回転駆動部６を操作し、レーザ光照射部５が被照射面に点状のレーザ光ＬＰを照射して被照射面上の第１既知点Ｋ1（第２既知点Ｋ2、第３既知点Ｋ3）を指示するステップと、レーザ光照射部５により第１既知点Ｋ1（第２既知点Ｋ2、第３既知点Ｋ3）が指示された場合に角度検出部７がレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ1(Ｐ2、Ｐ3)及びチルト角度Ｔ1(Ｔ2、Ｔ3)を検出するステップと、入力部９が第１既知点Ｋ1（第２既知点Ｋ2、第３既知点Ｋ3）の３次元座標を入力するステップと、判断手段が、第１既知点Ｋ1（第２既知点Ｋ2、第３既知点Ｋ3）が３点目であるか否かを判断するステップと、判断手段により第１既知点Ｋ1（第２既知点Ｋ2）が３点目でないと判断された場合に待機手段が次の第２既知点Ｋ2（第３既知点Ｋ3）が指示されるまで待機するステップと、判断手段により第３既知点Ｋ3が３点目であると判断された場合に算出手段が、入力部９により入力された第１既知点Ｋ1の３次元座標、第２既知点Ｋ2の３次元座標、第３既知点Ｋ3の３次元座標、角度検出部７により検出された各パン角度Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3及び各チルト角度Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3に基づいて当該指示装置１の設置位置Ａの３次元座標及び設置姿勢を算出するステップと、入力部９が被照射面上の目標点Ｂの３次元座標を入力するステップと、算出手段が、当該算出手段により算出された当該指示装置１の設置位置Ａの３次元座標及び入力部９により入力された目標点Ｂの３次元座標に基づいて設置位置Ａから目標点Ｂまでの距離ｄBを算出すると共に、入力部９により入力された目標点Ｂの３次元座標、当該算出手段により算出された当該指示装置１の設置位置Ａの３次元座標、設置姿勢、及び距離ｄBに基づいてレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度ＰB及びチルト角度ＴBを算出するステップと、回転駆動部６が、算出手段により算出された前記初期位置Ｉからのパン角度ＰB及びチルト角度ＴBに基づいてレーザ光照射部５のパン駆動及びチルト駆動の少なくともいずれかを行うステップと、レーザ光照射部５が目標点Ｂにレーザ光ＬＰを照射してその目標点Ｂを指示するステップとで構成することができる。ここでいう指示方法とは、建築現場における墨出し、建築部材の位置決め、測量等のために被照射面に点状のレーザ光ＬＰを照射して目標点を指示する方法をいう。このような指示方法によれば、指示装置１と同じ利点がある。
【００５９】
第２実施形態に係る指示装置２１は、図８〜図１０に示すように、第１実施形態において、レーザ光照射部５の先端５ａに被照射面に直線状のレーザ光ＬＬを照射して被照射面上の直線を指示可能とする変換器２２を着脱自在に装着し、回転駆動部６がレーザ光照射部５のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行うように構成したものである。
【００６０】
ここでいう指示装置とは、建築現場における墨出し、建築部材の位置決め、測量等のために被照射面に直線状のレーザ光ＬＬを照射して目標線を指示する装置をいう。
【００６１】
変換器２２は、コリメータレンズやロッドレンズ等を内蔵しており、その半球状に形成された先端２２ａにはスリット２３が設けられている。この変換器２２は、レーザ光照射部５の先端５ａに着脱自在に装着され、レーザ光照射部５の先端５ａからその中心軸ＣＬ方向に出射するレーザ光ＬＰをスリット２３を透して所定の広がり角で出射するように変換する。そのため、レーザ光照射部５の先端５ａに変換器２２を装着しておけば、被照射面に直線状のレーザ光ＬＬを照射して被照射面上の直線を指示することができる。なお、変換器２２の装着方式は特に限定されるものではなく、ネジ式、磁着式、嵌め込み式等の従来公知の技術を採用することができる。また、変換器２２を装着しないでも被照射面に点状のレーザ光ＬＰと直線状のレーザ光ＬＬとを切り替えて照射可能なレーザ光照射部を採用してもよい。
【００６２】
回転駆動部６は、レーザ光照射部５のパン駆動及びチルト駆動に加え、自転駆動をも行う。ここでいう自転とは、レーザ光照射部５の中心軸ＣＬ回りの回転をいう。
【００６３】
この回転駆動部６はパン駆動部及びチルト駆動部に加え、ステッピングモータやＤＣサーボ等で構成された自転駆動部（図示せず）をも備えており、この自転駆動部も本体ケース１４内に収容されている。自転駆動部は、レーザ光照射部５の自転駆動〔例えばレーザ光照射部５の中心軸ＣＬの変換器２２側から見たときの反時計回りを正とする自転角度Ｊ＝−π〜＋πラジアン（−１８０°〜＋１８０°）〕を行う。なお、レーザ光照射部５の自転駆動可能な範囲も、特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。また、図８に示すように、レーザ光照射部５の初期位置Ｉも、鉛直面（ローカル座標系ＬのＺ軸を含む平面、例えば基板１６の面方向に対して垂直な面。）の面方向に対して平行な位置に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。
【００６４】
角度検出部７は、レーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ、チルト角度Ｔ、及び自転角度Ｊを検出する。検出されたパン角度Ｐ、チルト角度Ｔ、及び自転角度Ｊは、ＲＡＭ３に記憶される。ここでいうレーザ光照射部５の初期位置とは、レーザ光照射部５のパン角度Ｐ、チルト角度Ｔ、自転角度Ｊがいずれも０ラジアン（０°）である位置をいう。
【００６５】
次に、図１１のような目標線Ｅの指示処理の一例を図１２に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、この指示処理も、ＲＯＭ４に記憶された制御プログラムに基づいてＭＰＵ２が発行する命令に従って行われる。また、指示装置２１の設置位置Ａの３次元座標（ｘA，ｙA，ｚA）及び設置姿勢としての回転行列式Ｒは、レーザ光照射部５の先端５ａに変換器２２を装着していない状態で第１実施形態と同様にして算出される。一方、目標線Ｅの指示処理は、レーザ光照射部５の先端５ａに変換器２２を装着した状態で行われる。更に、図１１に示す例では第１既知点Ｋ1、第２既知点Ｋ2、第３既知点Ｋ3や墨出し等のための目標線Ｅを屋内空間１３の天井面１３ａ上に設定しているが、これに限定されるものではなく、第１実施形態と同様、被照射面は屋内空間１３の壁面１３ｂや床面１３ｃ、屋外の外壁面やウッドデッキの床面等であってもよい。
【００６６】
この指示処理において、入力部９により被照射面における目標線Ｅ上の任意点Ｂの３次元座標（ｘB，ｙB，ｚB）及びレーザ光照射部の自転角度Ｊが入力された場合（ステップＳ２１）、算出された当該指示装置２１の設置位置Ａの３次元座標及び入力部９により入力された任意点Ｂの３次元座標に基づいて設置位置Ａから任意点Ｂまでの距離ｄBが算出されると共に（ステップＳ２２）、入力部９により入力された任意点Ｂの３次元座標、算出された当該指示装置２１の設置位置Ａの３次元座標、設置姿勢、及び距離ｄBに基づいてレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度ＰB及びチルト角度ＴBが算出される（ステップＳ２３）。ここで、ステップＳ２１の前に、ＲＯＭ４に記憶された「指示しようとする目標線上の任意点の３次元座標及びレーザ光照射部の初期位置からの自転角度を入力して下さい。」等の任意点Ｂの３次元座標及び自転角度Ｊの入力を要求するメッセージが表示部１０に表示されるように構成しておけば、第１実施形態と同様、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
【００６７】
この場合、レーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度ＰB及びチルト角度ＴBは、第１実施形態と同様、ＲＯＭ４に記憶された数式〔３〕に従って算出される。
【００６８】
次いで、回転駆動部６により、算出されたパン角度ＰB及びチルト角度ＴB、並びに、入力部９により入力されたレーザ光照射部５の自転角度Ｊに基づいてレーザ光照射部５のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動の少なくともいずれかが行われ、レーザ光照射部５により任意点Ｂを含む目標線Ｅに直線状のレーザ光ＬＬが照射されてその目標線Ｅが指示されれば（ステップＳ２３）、処理が終了する。目標線Ｅが指示された場合、ユーザは、その目標線Ｅに沿って墨出し等を行えばよい。
【００６９】
上記のような指示装置２１によれば、目標線Ｅに自動的にレーザ光ＬＬを照射してその目標線Ｅを指示できるので、誤差が少ないと共に、１名の作業員でも墨出し作業等を行うことができる。また、複数の目標線Ｅを順次指示する場合であっても、指示装置２１をその都度設置し直す必要がないと共に、指示装置２１の構成自体も簡易なものである。そのため、墨出し作業等に際しての誤差やコストの低減化を図ることができるという利点がある。
【００７０】
なお、指示装置２１を用いた指示方法は、操作部８が回転駆動部６を操作し、レーザ光照射部５が被照射面に点状のレーザ光ＬＰを照射して被照射面上の第１既知点Ｋ1（第２既知点Ｋ2、第３既知点Ｋ3）を指示するステップと、レーザ光照射部５により第１既知点Ｋ1（第２既知点Ｋ2、第３既知点Ｋ3）が指示された場合に角度検出部７がレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ1(Ｐ2、Ｐ3)及びチルト角度Ｔ1(Ｔ2、Ｔ3)を検出するステップと、入力部９が第１既知点Ｋ1（第２既知点Ｋ2、第３既知点Ｋ3）の３次元座標を入力するステップと、判断手段が、第１既知点Ｋ1（第２既知点Ｋ2、第３既知点Ｋ3）が３点目であるか否かを判断するステップと、判断手段により第１既知点Ｋ1（第２既知点Ｋ2）が３点目でないと判断された場合に待機手段が次の第２既知点Ｋ1（第３既知点Ｋ3）が指示されるまで待機するステップと、判断手段により第３既知点Ｋ3が３点目であると判断された場合に算出手段が、入力部９により入力された第１既知点Ｋ1の３次元座標、第２既知点Ｋ2の３次元座標、第３既知点Ｋ3の３次元座標、角度検出部７により検出された各パン角度Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3及び各チルト角度Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3に基づいて当該指示装置１の設置位置Ａの３次元座標及び設置姿勢を算出するステップと、入力部９が被照射面における目標線Ｅ上の任意点Ｂの３次元座標及びレーザ光照射部５の初期位置Ｉからの自転角度を入力するステップと、算出手段が、当該算出手段により算出された当該指示装置１の設置位置Ａの３次元座標及び入力部９により入力された任意点Ｂの３次元座標に基づいて設置位置Ａから任意点Ｂまでの距離ｄBを算出すると共に、入力部９により入力された任意点Ｂの３次元座標、当該算出手段により算出された当該指示装置１の設置位置Ａの３次元座標、設置姿勢、及び距離ｄBに基づいてレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度ＰB及びチルト角度ＴBを算出するステップと、回転駆動部６が、算出手段により算出された前記初期位置Ｉからのパン角度ＰB及びチルト角度ＴB、並びに入力部９により入力された自転角度Ｊに基づいてレーザ光照射部５のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動の少なくともいずれかを行うステップと、レーザ光照射部５が目標線Ｅに直線状のレーザ光ＬＬを照射してその目標線Ｅを指示するステップとで構成することができる。ここでいう指示方法とは、建築現場における墨出し、建築部材の位置決め、測量等のために被照射面に直線状のレーザ光ＬＬを照射して目標線を指示する方法をいう。このような指示方法によれば、指示装置２１と同じ利点がある。
【００７１】
第３実施形態に係る指示装置３１は、図１３〜図１５に示すように、第２実施形態において、先端５ａに変換器２２を着脱自在に装着したレーザ光照射部５に加え、先端５ａに変換器２２を着脱自在に装着した垂直レーザ光照射部５Ｖを設けたものである。
【００７２】
垂直レーザ光照射部５Ｖは、レーザ光照射部５と同様に構成されており、図１３及び図１５に示すように、本体ケース１４内のスリット１５の下部付近に変換器２２が斜め上方の外側を向くように、かつ、被照射面に鉛直面（ローカル座標系ＬのＺ軸を含む平面、例えば基板１６の面方向に対して垂直な面。）の面方向に対して平行な直線状のレーザ光ＬＬＶを照射して被照射面上の直線を指示できるように固定されている。
【００７３】
操作部８は、回転駆動部６におけるパン駆動部、チルト駆動部、及び自転駆動部、レーザ光照射部５のＯＮ・ＯＦＦ、指示装置３１の電源のＯＮ・ＯＦＦの他、垂直レーザ光照射部５ＶのＯＮ・ＯＦＦ等も操作する。
【００７４】
レーザ光照射部５により照射される直線状のレーザ光ＬＬと、垂直レーザ光照射部５Ｖにより照射される直線状のレーザ光ＬＬＶとは、被照射面において直交又は所定角度で交差することにより、十字状のレーザ光となる。目標点Ｂは、直線状のレーザ光ＬＬと直線状のレーザ光ＬＬＶとの交点をその上に合わせることにより指示される。ここでいう十字状のレーザ光には、直線状のレーザ光ＬＬと直線状のレーザ光ＬＬＶとが被照射面において直交したものの他、上記のように直線状のレーザ光ＬＬと直線状のレーザ光ＬＬＶとが被照射面において直角以外の角度で交差したものも含まれる。一方、操作部８の操作により垂直レーザ光照射部５ＶをＯＦＦにすれば、レーザ光照射部５からの直線状のレーザ光ＬＬだけを被照射面に照射することができる。
【００７５】
ここでいう指示装置とは、建築現場における墨出し、建築部材の位置決め、測量等のために被照射面に十字状のレーザ光を照射して目標点Ｂを指示する装置をいう。なお、レーザ光照射部５としては、変換器２２を装着しないでも操作部８の操作により被照射面に十字状のレーザ光と直線状のレーザ光ＬＬとを切り替えて照射可能なものを採用してもよい。また、図８及び図１３に示すように、レーザ光照射部５の初期位置Ｉも、第２実施形態における初期位置Ｉから＋π／２ラジアン（反時計方向へ９０°）回転させた位置に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。
【００７６】
次に、指示装置３１の設置姿勢及び設置位置Ａの３次元座標の算出処理の一例を図１６及び図１７に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、この算出処理は、ＲＯＭ４に記憶された制御プログラムに基づいてＭＰＵ２が発行する命令に従って行われる。
【００７７】
この算出処理において、図１８に示すように、操作部８の操作により空間（例えば屋内空間１３）の第１座標軸（例えばＸ軸）に対して平行な第１直線（例えば入隅線Ｘ１）に直線状のレーザ光ＬＬが照射されてその第１直線が指示された場合（ステップＳ３１）、角度検出部７によりレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ、チルト角度Ｔ、及び自転角度Ｊが検出される（ステップＳ３２）。第１直線の指示完了は、操作部８に設けた確定キー等の操作により確定すればよい。ここで、ステップＳ３１の前に、ＲＯＭ４に記憶された「第１直線を指示して下さい。」等の第１直線の指示を要求するメッセージが表示部１０に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。なお、空間は、屋内空間１３の他、屋外空間等であってもよい。
【００７８】
次いで、図１９に示すように、操作部８の操作により第１座標軸に対して平行な第２直線（例えば入隅線Ｘ２）に直線状のレーザ光ＬＬが照射されてその第２直線が指示された場合（ステップＳ３３）、角度検出部７によりレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ、チルト角度Ｔ、及び自転角度Ｊが検出される（ステップＳ３４）。第２直線の指示完了も、操作部８に設けた確定キー等の操作により確定すればよい。ここで、ステップＳ３３の前に、ＲＯＭ４に記憶された「第２直線を指示して下さい。」等の第２直線の指示を要求するメッセージが表示部１０に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
【００７９】
そして、図２０に示すように、操作部８の操作により空間の第２座標軸（例えばＹ軸）に対して平行な第３直線（例えば入隅線Ｙ３）に直線状のレーザ光ＬＬが照射されてその第３直線が指示された場合（ステップＳ３５）、角度検出部７によりレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ、チルト角度Ｔ、及び自転角度Ｊが検出される（ステップＳ３６）。第３直線の指示完了も、操作部８に設けた確定キー等の操作により確定すればよい。ここで、ステップＳ３５の前に、ＲＯＭ４に記憶された「第３直線を指示して下さい。」等の第３直線の指示を要求するメッセージが表示部１０に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
【００８０】
次いで、検出された各パン角度Ｐ、各チルト角度Ｔ、各自転角度Ｊに基づいて、指示装置３１の設置姿勢としての回転行列式Ｒが算出される（ステップＳ３７）。
【００８１】
ここで、ある点のローカル座標系Ｌ上の３次元座標を表す行列式をＭL、その点のワールド座標系Ｗ上の３次元座標を表す行列式をＭW、設置位置Ａのワールド座標系Ｗ上の３次元座標（ｘA，ｙA，ｚA）を表す行列式をｔとすると、次の数式〔４〕が成立する。
ＭL＝ＲＭW＋ｔ    ・・〔４〕
【００８２】
ワールド座標系Ｗにおける基準点Ｏと設置位置Ａとが一致している、即ち、設置位置Ａのワールド座標系Ｗ上の３次元座標を（０，０，０）と仮定すれば、数式〔４〕から次の数式〔５〕が成立する。
ＭL＝ＲＭW    ・・〔５〕
【００８３】
ワールド座標系ＷのＸ軸方向（１，０，０）を示す単位ベクトル、Ｙ軸方向（０，１，０）を示す単位ベクトル、及びＺ軸方向（０，０，１）を示す単位ベクトルを、それぞれ３行１列の行列式で表されるローカル座標系Ｌ上のＸ軸ベクトルＶX、Ｙ軸ベクトルＶY、及びＺ軸ベクトルＶZとすると、数式〔５〕から次の数式〔６〕が成立する。
【００８４】
【数４】
2006084460.tif 000006
【００８５】
数式〔６〕を計算すれば、次の数式〔７〕が成立する。
Ｒ＝［ＶX  ＶY  ＶZ ］    ・・〔７〕
【００８６】
図２１に示すように、第１直線を指示したレーザ光ＬＬ及び設置位置Ａを含む平面Ｆ１の法線ベクトル（単位ベクトル）をＮX1、第２直線を指示したレーザ光ＬＬ及び設置位置Ａを含む平面Ｆ２の法線ベクトル（単位ベクトル）をＮX2とすると、これら法線ベクトルＮX1、ＮX2はいずれもＸ軸ベクトルＶXと直交することになるので、Ｘ軸ベクトルＶXはベクトル積（外積）として次の数式〔８〕のように表される。
ＶX＝ＮX1×ＮX2    ・・〔８〕
【００８７】
図２２に示すように、第３直線を指示したレーザ光ＬＬ及び設置位置Ａを含む平面Ｆ３の法線ベクトル（単位ベクトル）をＮYとすると、この法線ベクトルＮY及びＸ軸ベクトルＶXはいずれもＹ軸ベクトルＶYと直交することになるので、Ｙ軸ベクトルＶYはベクトル積として次の数式〔９〕のように表される。
ＶY＝ＶX×ＮY    ・・〔９〕
【００８８】
図２３に示すように、Ｘ軸ベクトルＶX及びＹ軸ベクトルＶYはいずれもＺ軸ベクトルＶZと直交しているので、Ｚ軸ベクトルＶZはベクトル積として次の数式〔１０〕のように表される。
ＶZ＝ＶX×ＶY    ・・〔１０〕
【００８９】
ローカル座標系Ｌ上のレーザ光照射部５の初期位置Ｉからの回転を表す回転行列式をＲLとすると、この回転行列式ＲLは、ロール（roll、ローカル座標系ＬのＺ軸回りの回転）・ピッチ（pitch、ローカル座標系Ｌの新しいＹ軸回りの回転）・ヨー（yaw、ローカル座標系Ｌの新しいＸ軸回りの回転）の表現により次の数式〔１１〕のように表される。
【００９０】
【数５】
2006084460.tif 000007
【００９１】
被照射面上の直線を指示したレーザ光ＬＬ及び設置位置Ａを含む平面の法線ベクトル（単位ベクトル）をＮとすると、この法線ベクトルＮは、回転行列式ＲL及びレーザ光照射部５の初期位置Ｉにおけるローカル座標系ＬのＺ軸方向（０，０，１）の単位ベクトルを用いて次の数式〔１２〕のように表される。
【００９２】
【数６】
2006084460.tif 000008
【００９３】
平面Ｆ１の法線ベクトルＮX1、平面Ｆ２の法線ベクトルＮX2、及び平面Ｆ３の法線ベクトルＮYは、数式〔１２〕及び検出された各パン角度Ｐ、各チルト角度Ｔ、各自転角度Ｊに基づいて算出される。指示装置３１の設置姿勢としての回転行列式Ｒは、算出された法線ベクトルＮX1、ＮX2、ＮY及び数式〔７〕〜〔１０〕に基づいて算出される。なお、数式〔７〕〜〔１２〕は、ＲＯＭに記憶されている。
【００９４】
次いで、図２４に示すように、操作部８の操作により第１既知点Ｋ1に十字状のレーザ光が照射されてその第１既知点Ｋ1が指示された場合（ステップＳ３８）、角度検出部７によりレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔが検出される（ステップＳ３９）。第１既知点Ｋ1の指示完了も、操作部８に設けた確定キー等の操作により確定すればよい。ここで、ステップＳ３８の前に、ＲＯＭ４に記憶された「第１既知点を指示して下さい。」等の第１既知点の指示を要求するメッセージが表示部１０に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
【００９５】
そして、入力部９により、第１既知点Ｋ1の３次元座標（ｘ1，ｙ1，ｚ1）が入力される（ステップＳ４０）。ここで、ステップＳ４０の前に、ＲＯＭ４に記憶された「第１既知点の３次元座標を入力して下さい。」等の第１既知点Ｋ1の３次元座標の入力を要求するメッセージが表示部１０に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
【００９６】
次いで、操作部８の操作により第２既知点Ｋ2に十字状のレーザ光が照射されてその第２既知点Ｋ2が指示された場合（ステップＳ４１）、角度検出部７によりレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔが検出される（ステップＳ４２）。第２既知点Ｋ2の指示完了も、操作部８に設けた確定キー等の操作により確定すればよい。ここで、ステップＳ４１の前に、ＲＯＭ４に記憶された「第２既知点を指示して下さい。」等の第２既知点Ｋ2の指示を要求するメッセージが表示部１０に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
【００９７】
そして、入力部９により、第２既知点Ｋ2の３次元座標（ｘ2，ｙ2，ｚ2）が入力される（ステップＳ４３）。ここで、ステップＳ４３の前に、ＲＯＭ４に記憶された「第２既知点の３次元座標を入力して下さい。」等の第２既知点Ｋ2の３次元座標の入力を要求するメッセージが表示部１０に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
【００９８】
次いで、検出された各パン角度Ｐ及び各チルト角度Ｔ、算出された設置姿勢としての回転行列式Ｒ、並びに、入力された第１既知点Ｋ1の３次元座標及び第２既知点Ｋ2の３次元座標に基づいて、指示装置３１の設置位置Ａの３次元座標が算出されれば（ステップＳ４４）、処理が終了する。
【００９９】
ここで、既知点（第１既知点Ｋ1又は第２既知点Ｋ2）のローカル座標系Ｌ上の３次元座標を表す行列式をＭL、設置位置Ａと既知点との距離をｄ、ローカル座標系Ｌ上の設置位置Ａから既知点への方向（ｕ，ｖ，ｗ）を示す単位ベクトルをＶとすると、次の数式〔１３〕が成立する。
ＭL＝ｄＶ    ・・〔１３〕
【０１００】
既知点のワールド座標系Ｗ上の３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）を表す行列式をＭWとすると、数式〔１３〕と数式〔４〕とから次の数式〔１４〕が成立する。
【０１０１】
【数７】
2006084460.tif 000009
【０１０２】
数式〔１４〕は、次の数式〔１５〕、〔１６〕、〔１７〕に展開することができる。
【０１０３】
【数８】
2006084460.tif 000010
【０１０４】
【数９】
2006084460.tif 000011
【０１０５】
【数１０】
2006084460.tif 000012
【０１０６】
ローカル座標系ＬのＸ軸方向（１，０，０）を示す単位ベクトルをＶL、ローカル座標系Ｌ上の初期位置Ｉから既知点への回転時の自転角度Ｊを０ラジアンとすると、数式〔１１〕から次の数式〔１８〕が成立する。
【０１０７】
【数１１】
2006084460.tif 000013
【０１０８】
ローカル座標系Ｌ上の設置位置Ａから既知点への方向（ｕ，ｖ，ｗ）を示す単位ベクトルＶは、数式〔１８〕、検出された各パン角度Ｐ及び各チルト角度Ｔに基づいて算出される。指示装置３１の設置位置Ａの３次元座標及び設置位置Ａと既知点との距離ｄは、算出された単位ベクトルＶ、入力された第１既知点Ｋ1の３次元座標及び第２既知点Ｋ2の３次元座標に基づいて数式〔１５〕〜〔１７〕から生成される６つの連立方程式を解くことにより算出される。なお、数式〔１５〕〜〔１８〕は、ＲＯＭに記憶されている。
【０１０９】
このように、指示装置３１は、設置姿勢や設置位置Ａの３次元座標を算出する設置情報算出装置としても機能する。このような設置情報算出装置によれば、簡易な装置構成によりコストの低減化を図ることができると共に、設置姿勢や設置位置Ａの３次元座標の算出が可能であるという利点がある。また、第１実施形態の指示装置１や第２実施形態の指示装置２１に比べ、既述の第１直線、第２直線、及び第３直線の指示により指示装置３１の設置姿勢を比較的簡単な計算式でより高速に算出できると共に、第１既知点Ｋ1及び第２既知点Ｋ2の指示並びに第１既知点Ｋ1の３次元座標及び第２既知点Ｋ2の３次元座標の入力により指示装置３１の設置位置Ａの３次元座標を比較的簡単な計算式でより高速に算出できるという利点がある。
【０１１０】
次に、図２５のような目標点Ｂの指示処理の一例を図２６に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、この指示処理も、ＲＯＭ４に記憶された制御プログラムに基づいてＭＰＵ２が発行する命令に従って行われる。
【０１１１】
この指示処理において、入力部９により被照射面上の目標点Ｂの３次元座標（ｘB，ｙB，ｚB）が入力された場合（ステップＳ５１）、算出された設置位置Ａの３次元座標及び入力された目標点Ｂの３次元座標に基づいてレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔが算出される（ステップＳ５２）。なお、ステップＳ５１の前に、ＲＯＭ４に記憶された「目標点の３次元座標を入力して下さい。」等の目標点Ｂの３次元座標の入力を要求するメッセージが表示部１０に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
【０１１２】
ここで、算出された設置位置Ａのワールド座標系Ｗ上の３次元座標（ｘA，ｙA，ｚA）、目標点Ｂのワールド座標系Ｗ上の３次元座標（ｘB，ｙB，ｚB）、及び目標点Ｂと設置位置Ａとの距離ｄBを用いれば、数式〔１８〕から次の数式〔１９〕が成立する。
【０１１３】
【数１２】
2006084460.tif 000014
【０１１４】
レーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔは、数式〔１９〕中の３つの連立方程式を解くことにより算出される。なお、数式〔１９〕は、ＲＯＭに記憶されている。
【０１１５】
次いで、図２５に示すように、回転駆動部６が制御され、算出されたパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔに基づいて目標点Ｂに十字状のレーザ光が照射されてその目標点Ｂが指示されれば（ステップＳ５３）、処理が終了する。
【０１１６】
上記のような指示装置３１によれば、目標点Ｂに自動的に十字状のレーザ光を照射してその目標点Ｂを指示できるので、誤差が少ないと共に、１名の作業員でも墨出し作業等を行うことができる。また、複数の目標点Ｂを順次指示する場合であっても、指示装置３１をその都度設置し直す必要がないと共に、指示装置３１の構成自体も簡易なものである。そのため、墨出し作業等に際しての誤差やコストの低減化を図ることができるという利点がある。
【０１１７】
なお、指示装置３１を用いた指示方法は、操作部８がレーザ光照射部５、並びに、回転駆動部６を操作し、空間の第１座標軸に対して平行な第１直線に直線状のレーザ光ＬＬを照射してその第１直線を指示した場合に、角度検出部７がレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ、チルト角度Ｔ、及び自転角度Ｊを検出するステップと、操作部８がレーザ光照射部５及び回転駆動部６を操作し、第１座標軸に対して平行な第２直線に直線状のレーザ光ＬＬを照射してその第２直線を指示した場合に、角度検出部７がレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ、チルト角度Ｔ、及び自転角度Ｊを検出するステップと、操作部８がレーザ光照射部５及び回転駆動部６を操作し、空間の第２座標軸に対して平行な第３直線に直線状のレーザ光ＬＬを照射してその第３直線を指示した場合に、角度検出部７がレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ、チルト角度Ｔ、及び自転角度Ｊを検出するステップと、設置姿勢算出手段が、角度検出部７によりそれぞれ検出された各パン角度Ｐ、各チルト角度Ｔ、及び各自転角度Ｊに基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、操作部８がレーザ光照射部５及び回転駆動部６を操作し、第１既知点Ｋ1に十字状のレーザ光を照射してその第１既知点Ｋ1を指示した場合に、角度検出部７がレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔを検出するステップと、入力部９が第１既知点Ｋ1の３次元座標を入力するステップと、操作部８がレーザ光照射部５及び回転駆動部６を操作し、第２既知点Ｋ2に十字状のレーザ光を照射してその第２既知点Ｋ2を指示した場合に、角度検出部７がレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔを検出するステップと、入力部９が第２既知点Ｋ2の３次元座標を入力するステップと、設置位置算出手段が、角度検出部７によりそれぞれ検出された各パン角度Ｐ及び各チルト角度Ｔ、設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、入力部９により入力された第１既知点Ｋ1の３次元座標及び第２既知点Ｋ2の３次元座標に基づいて装置の設置位置Ａの３次元座標を算出するステップと、入力部９が、指示しようとする被照射面上の目標点Ｂの３次元座標を入力するステップと、角度算出手段が、設置位置算出手段により算出された設置位置Ａの３次元座標及び入力部９により入力された目標点Ｂの３次元座標に基づいてレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔを算出するステップと、指示手段が回転駆動部６を制御し、角度算出手段により算出されたパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔに基づいて目標点Ｂに十字状のレーザ光を照射してその目標点Ｂを指示するステップと、で構成することができる。ここでいう指示方法とは、建築現場における墨出し、建築部材の位置決め、測量等のために被照射面に十字状のレーザ光を照射して目標点Ｂを指示する方法をいう。このような指示方法によれば、指示装置３１と同じ利点がある。
【０１１８】
第４実施形態に係る指示装置（図示せず）は、第３実施形態において、加速度検知部（図示せず）を本体ケース１４の内部等の適宜の位置に設けたものである。
【０１１９】
次に、指示装置の設置姿勢及び設置位置Ａの３次元座標の算出処理の一例を図２７に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、この算出処理は、ＲＯＭ４に記憶された制御プログラムに基づいてＭＰＵ２が発行する命令に従って行われる。
【０１２０】
この算出処理においては、まず、加速度検知部により、指示装置のローカル座標系Ｌの第１座標軸（例えばＸ軸）方向の加速度、第２座標軸（例えばＹ軸）方向の加速度、及び第３座標軸（例えばＺ軸）方向の加速度がそれぞれ検知される（ステップＳ６１）。
【０１２１】
次いで、図２０に示すように、操作部８の操作により空間（例えば屋内空間１３）の座標軸（例えばＹ軸）に対して平行な直線（例えば入隅線Ｙ３）に直線状のレーザ光ＬＬが照射されてその直線が指示された場合（ステップＳ６２）、角度検出部７によりレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ、チルト角度Ｔ、及び自転角度Ｊが検出される（ステップＳ６３）。ここで、ステップＳ６２の前に、ＲＯＭ４に記憶された「空間の座標軸に対して平行な直線を指示して下さい。」等の前記直線の指示を要求するメッセージが表示部１０に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
【０１２２】
そして、検知された各加速度、並びに、検出されたパン角度Ｐ、チルト角度Ｔ、及び自転角度Ｊに基づいて、指示装置の設置姿勢としての回転行列式Ｒが算出される。
【０１２３】
ここで、指示装置のローカル座標系ＬのＸ軸方向の加速度をＡX、Ｙ軸方向の加速度をＡY、Ｚ軸方向の加速度をＡZ、重力加速度をＧとすると、既述のＺ軸ベクトルＶZは次の数式〔２０〕のように表される。
【０１２４】
【数１３】
2006084460.tif 000015
【０１２５】
図２８に示すように、既述のＹ軸ベクトルＶYは、Ｚ軸ベクトルＶZ及び既述の平面Ｆ３の法線ベクトルＮYと直交することになるので、ベクトル積として次の数式〔２１〕のように表される。
ＶY＝ＶZ×ＮY    ・・〔２１〕
【０１２６】
図２３に示すように、Ｚ軸ベクトルＶZ及びＹ軸ベクトルＶYはいずれも既述のＸ軸ベクトルＶXと直交しているので、Ｘ軸ベクトルＶXはベクトル積として次の数式〔２２〕のように表される。
ＶX＝ＶZ×ＶY    ・・〔２２〕
【０１２７】
平面Ｆ３の法線ベクトルＮYは、数式〔１２〕及び検出された各パン角度Ｐ、各チルト角度Ｔ、各自転角度Ｊに基づいて算出される。指示装置の設置姿勢としての回転行列式Ｒは、算出された法線ベクトルＮY及び数式〔７〕、〔２０〕〜〔２２〕に基づいて算出される。なお、数式〔２０〕〜〔２２〕も、ＲＯＭ４に記憶されている。
【０１２８】
その後の処理は、第３実施形態と同様である。また、目標点Ｂの指示処理も、第３実施形態と同様に行われる。
【０１２９】
上記のような指示装置によれば、第３実施形態と同様の利点の他、指示装置の設置姿勢を算出する際の直線の指示が１回で済むので、作業性に優れるという利点がある。
【０１３０】
なお、この指示装置を用いた指示方法は、加速度検知部が装置の第１座標軸方向の加速度、第２座標軸方向の加速度、及び第３座標軸方向の加速度をそれぞれ検知するステップと、操作部８がレーザ光照射部５、並びに、回転駆動部６を操作し、空間の第１座標軸に対して平行な第１直線に直線状のレーザ光ＬＬを照射してその第１直線を指示した場合に、角度検出部７がレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ、チルト角度Ｔ、及び自転角度Ｊを検出するステップと、操作部８がレーザ光照射部５及び回転駆動部６を操作し、第１座標軸に対して平行な第２直線に直線状のレーザ光ＬＬを照射してその第２直線を指示した場合に、角度検出部７がレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ、チルト角度Ｔ、及び自転角度Ｊを検出するステップと、操作部８がレーザ光照射部５及び回転駆動部６を操作し、空間の第２座標軸に対して平行な第３直線に直線状のレーザ光ＬＬを照射してその第３直線を指示した場合に、角度検出部７がレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ、チルト角度Ｔ、及び自転角度Ｊを検出するステップと、設置姿勢算出手段が、加速度検知部により検知された各加速度並びに角度検出部７により検出されたパン角度Ｐ、チルト角度Ｔ、及び自転角度Ｊに基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、操作部８がレーザ光照射部５及び回転駆動部６を操作し、第１既知点Ｋ1に十字状のレーザ光を照射してその第１既知点Ｋ1を指示した場合に、角度検出部７がレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔを検出するステップと、入力部９が第１既知点Ｋ1の３次元座標を入力するステップと、操作部８がレーザ光照射部５及び回転駆動部６を操作し、第２既知点Ｋ2に十字状のレーザ光を照射してその第２既知点Ｋ2を指示した場合に、角度検出部７がレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔを検出するステップと、入力部９が第２既知点Ｋ2の３次元座標を入力するステップと、設置位置算出手段が、角度検出部７によりそれぞれ検出された各パン角度Ｐ及び各チルト角度Ｔ、設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、入力部９により入力された第１既知点Ｋ1の３次元座標及び第２既知点Ｋ2の３次元座標に基づいて装置の設置位置Ａの３次元座標を算出するステップと、入力部９が、指示しようとする被照射面上の目標点Ｂの３次元座標を入力するステップと、角度算出手段が、設置位置算出手段により算出された設置位置Ａの３次元座標及び入力部９により入力された目標点Ｂの３次元座標に基づいてレーザ光照射部５の初期位置Ｉからのパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔを算出するステップと、指示手段が回転駆動部６を制御し、角度算出手段により算出されたパン角度Ｐ及びチルト角度Ｔに基づいて目標点Ｂに十字状のレーザ光を照射してその目標点Ｂを指示するステップと、で構成することができる。ここでいう指示方法とは、建築現場における墨出し、建築部材の位置決め、測量等のために被照射面に十字状のレーザ光を照射して目標点Ｂを指示する方法をいう。このような指示方法によれば、前記指示装置と同じ利点がある。
【０１３１】
以上の第１〜第４実施形態において、複数の指示装置１、２１、３１を用いて複数の目標点Ｂや目標線Ｅを同時に指示すれば、墨出し作業等をより効率良く行うことができるという利点がある。この場合、複数の指示装置１、２１、３１に対して共通の１つの遠隔操作部１２により遠隔操作や遠隔入力を可能としておけば、遠隔操作部１２を指示装置１、２１、３１ごとに持ち替える必要がないと共に、コストダウンを図ることができるという利点がある。
【０１３２】
また、レーザ光ＬＰ、ＬＬ、ＬＬＶの照射により発色又は変色する塗料を被照射面に塗布したり、あるいは、レーザ光ＬＰ、ＬＬ、ＬＬＶの照射により発色又は変色する塗材を表面に塗り付けたテープ又はシートを被照射面に貼り付けたりしておけば、指示装置１、２１、３１による目標点Ｂや目標線Ｅの指示によりそれらの部分が発色又は変色して墨出し点や墨出し線となるので、墨出しの手間を省略できるという利点がある。上記の塗料や塗材としては、フォトクロミック材料、サーモクロミック材料等が挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
以上のように、本発明に係る指示装置及び指示方法は建築現場における墨出し、建築部材の位置決め、測量等に際しての誤差やコストの低減化を図るのに適しており、本発明に係る設置情報算出装置及び設置情報算出方法はコストの低減化や装置の設置姿勢及び設置位置の３次元座標の算出を可能とするのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】第１実施形態に係る指示装置の構成例を示すブロック図。
【図２】指示装置の概略平面図。
【図３】指示装置の概略正面図。
【図４】ローカル座標系のＹ軸の正方向から見た指示装置の概略断面図。
【図５】屋内空間の模式図。
【図６】指示装置の設置位置の３次元座標及び設置姿勢の算出処理の一例を示すフローチャート。
【図７】目標点の指示処理の一例を示すフローチャート。
【図８】第２実施形態に係る指示装置の概略平面図。
【図９】指示装置の概略正面図。
【図１０】ローカル座標系のＹ軸の正方向から見た指示装置の概略断面図。
【図１１】屋内空間の模式図。
【図１２】目標線の指示処理の一例を示すフローチャート。
【図１３】第３実施形態に係る指示装置の概略正面図。
【図１４】指示装置の概略平面図。
【図１５】ローカル座標系のＹ軸の正方向から見た指示装置の概略断面図。
【図１６】指示装置の設置姿勢及び設置位置の３次元座標の算出処理の一例を示すフローチャート。
【図１７】指示装置の設置姿勢及び設置位置の３次元座標の算出処理の一例を示すフローチャート。
【図１８】ワールド座標系のＸ軸に対して平行な第１の入隅線に直線状のレーザ光を照射してその入隅線を指示した状態を示す模式図。
【図１９】ワールド座標系のＸ軸に対して平行な第２の入隅線に直線状のレーザ光を照射してその入隅線を指示した状態を示す模式図。
【図２０】ワールド座標系のＹ軸に対して平行な第３の入隅線に直線状のレーザ光を照射してその入隅線を指示した状態を示す模式図。
【図２１】第１の入隅線を指示した直線状のレーザ光及び設置位置を含む第１の平面と、第２の入隅線を指示した直線状のレーザ光及び設置位置を含む第２の平面とが交差した状態を示す模式図。
【図２２】第３の入隅線を指示した直線状のレーザ光及び設置位置を含む第３の平面を示す模式図。
【図２３】Ｘ軸ベクトル、Ｙ軸ベクトル、及びＺ軸ベクトルが互いに直交した状態を示す説明図。
【図２４】第１既知点に十字状のレーザ光を照射してその第１既知点を指示した状態を示す模式図。
【図２５】目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示した状態を示す模式図。
【図２６】目標点の指示処理の一例を示すフローチャート。
【図２７】第４実施形態に係る指示装置の設置姿勢及び設置位置の３次元座標の算出処理の一例を示すフローチャート。
【図２８】入隅線を指示した直線状のレーザ光及び設置位置を含む平面を示す模式図。
【符号の説明】
【０１３５】
１、２１、３１  指示装置
２  ＭＰＵ
３  ＲＡＭ
４  ＲＯＭ
５  レーザ光照射部
５Ｖ  垂直レーザ光照射部
６  回転駆動部
７  角度検出部
８  操作部
９  入力部
Ａ  設置位置
Ｂ  目標点又は任意点
Ｋ1  第１既知点
Ｋ2  第２既知点
Ｋ3  第３既知点
Ｉ  初期位置
１２  遠隔操作部
ＬＰ  点状のレーザ光
ＬＬ  直線状のレーザ光
ＬＬＶ  直線状のレーザ光
１３  屋内空間（空間）
１３ａ  天井面（被照射面）
１３ｂ  壁面（被照射面）
１３ｃ  床面（被照射面）
Ｅ  目標線
Ｘ１  入隅線（第１直線）
Ｘ２  入隅線（第２直線）
Ｙ３  入隅線（第３直線又は直線）
【図１】
2006084460.tif 000016
【図２】
2006084460.tif 000017
【図３】
2006084460.tif 000018
【図４】
2006084460.tif 000019
【図５】
2006084460.tif 000020
【図６】
2006084460.tif 000021
【図７】
2006084460.tif 000022
【図８】
2006084460.tif 000023
【図９】
2006084460.tif 000024
【図１０】
2006084460.tif 000025
【図１１】
2006084460.tif 000026
【図１２】
2006084460.tif 000027
【図１３】
2006084460.tif 000028
【図１４】
2006084460.tif 000029
【図１５】
2006084460.tif 000030
【図１６】
2006084460.tif 000031
【図１７】
2006084460.tif 000032
【図１８】
2006084460.tif 000033
【図１９】
2006084460.tif 000034
【図２０】
2006084460.tif 000035
【図２１】
2006084460.tif 000036
【図２２】
2006084460.tif 000037
【図２３】
2006084460.tif 000038
【図２４】
2006084460.tif 000039
【図２５】
2006084460.tif 000040
【図２６】
2006084460.tif 000041
【図２７】
2006084460.tif 000042
【図２８】
2006084460.tif 000043