(57)【要約】      （修正有）【課題】所定の測定範囲をスキャンし、測定範囲に存在する稜線や交点を容易に抽出可能なレーザスキャナを提供する。【解決手段】スキャナ本体３は、上下左右方向に回転可能に支持する支持部と、上下左右方向に回転する回転駆動部と、上下角左右角を検出する角度検出器２５と、測距光を射出する測距光射出部１８と、反射測距光４１を受光する受光部１９と、受光部１９の受光に基づき測定対象物の測距を行う測距部と、測距光軸を偏向する光軸偏向部４３と、測定対象物の３次元の設計図面データ６３が格納された記憶部２７と、回転駆動部及び光軸偏向部４３及び測距部を制御する制御部とを有し、光軸偏向部４３は測距光軸を中心として回転可能な一対の光学プリズムとを具備し、制御部は、設計図面データ６３に基づき設定された測定範囲に測距光をスキャンしてスキャンデータを取得し、スキャンデータに基づき測定対象物の実際の稜線又は交点を抽出する。【選択図】図３
2018173346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャナ本体と、該スキャナ本体を上下方向及び左右方向に回転可能に支持する支持部と、前記スキャナ本体を上下方向及び左右方向に回転する回転駆動部と、前記スキャナ本体の上下角及び左右角を検出する角度検出器とを具備し、前記スキャナ本体は測距光を発する発光素子と、前記測距光を射出する測距光射出部と、反射測距光を受光する受光部と、前記反射測距光を受光し、受光信号を発生する受光素子と、該受光素子からの前記受光信号に基づき測定対象物の測距を行う測距部と、測距光軸上に設けられ、該測距光軸を偏向する光軸偏向部と、前記測距光軸の偏角を検出する射出方向検出部と、前記測定対象物の３次元の設計図面データが格納された記憶部と、前記回転駆動部の作動及び前記光軸偏向部の偏向作動及び前記測距部の測距作動を制御する制御部とを有し、前記光軸偏向部は前記測距光軸を中心として回転可能な一対の光学プリズムと、該光学プリズムを個々に独立して回転するモータとを具備し、前記制御部は、前記設計図面データに基づき設定された測定範囲に前記測距光をスキャンしてスキャンデータを取得し、該スキャンデータに基づき前記測定対象物の実際の稜線又は交点を抽出する様構成したレーザスキャナ。
【請求項２】
前記スキャナ本体は既知点に設置され、前記制御部は前記設計図面データ上の２箇所の仮想の交点を中心にスキャンデータを取得する様、前記回転駆動部と前記光軸偏向部とを制御し、取得したスキャンデータから２箇所の実際の交点を抽出し、該２箇所の実際の交点を結んだ線を前記実際の稜線として抽出する請求項１に記載のレーザスキャナ。
【請求項３】
前記スキャナ本体は既知点に設置され、前記制御部は前記設計図面データ上の仮想の稜線に沿ってスキャンデータを取得する様、前記回転駆動部と前記光軸偏向部とを制御し、取得したスキャンデータから前記実際の稜線を抽出し、該実際の稜線と前記仮想の稜線との位置を比較する請求項１に記載のレーザスキャナ。
【請求項４】
前記スキャナ本体は既知点に設置され、前記制御部は前記設計図面データ上の仮想の交点を中心にスキャンデータを取得する様、前記回転駆動部と前記光軸偏向部とを制御し、取得したスキャンデータから前記実際の交点を抽出し、該実際の交点と前記仮想の交点との位置を比較する請求項１に記載のレーザスキャナ。
【請求項５】
前記スキャナ本体に表示部が設けられ、該表示部は前記実際の稜線又は交点と、仮想の稜線又は交点とを同時に表示する請求項３又は請求項４に記載のレーザスキャナ。
【請求項６】
前記表示部は、前記実際の稜線又は交点と、前記仮想の稜線又は交点とを異なる色で表示する請求項５に記載のレーザスキャナ。
【請求項７】
前記スキャナ本体は、前記光軸偏向部によって偏向されない前記測距光軸と平行な撮像光軸を有する撮像部と、画像処理部とを更に具備し、該画像処理部は前記撮像部により取得した画像からエッジ検出処理により前記測定対象物の稜線と交点を抽出し、前記制御部は、前記画像から抽出された稜線又は交点と一致又は対応する前記仮想の稜線又は交点がない場合に、前記画像から抽出された稜線又は交点に基づき設定された測定範囲でスキャンデータを取得し、該スキャンデータから抽出された前記実際の稜線又は交点を前記表示部に表示させる請求項５に記載のレーザスキャナ。
【請求項８】
前記制御部は、前記画像から抽出した前記実際の稜線又は交点とスキャンデータから抽出した稜線又は交点とに基づき、前記画像とスキャンデータとをマッチングさせる請求項７に記載のレーザスキャナ。
【請求項９】
外部端末装置と通信可能な通信部を更に具備し、該通信部を介して前記スキャナ本体から前記外部端末装置へデータの送信が可能であり、該外部端末装置から前記スキャナ本体の操作信号を送信可能であり、該スキャナ本体が遠隔操作可能に構成された請求項３又は請求項４に記載のレーザスキャナ。
【請求項１０】
前記外部端末装置は端末表示部を有し、前記制御部は前記実際の稜線又は交点と、仮想の稜線又は交点とを前記端末表示部に同時に表示させる請求項９に記載のレーザスキャナ。
【請求項１１】
前記外部端末装置は前記測定対象物の３次元の前記設計図面データが格納された端末記憶部と、端末表示部と、端末制御部とを有し、該端末制御部は前記スキャナ本体から受信したデータに基づき、前記実際の稜線又は交点と、仮想の稜線又は交点とを前記端末表示部に同時に表示させる請求項９に記載のレーザスキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に構造物内部の点群データを取得するレーザスキャナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
測定対象物の３次元座標を測定する為の測量装置として、例えば３次元のレーザスキャナがある。該レーザスキャナは、高速で測定対象物を測距光で走査し、測定対象物の３次元形状を測定する様になっている。
【０００３】
従来のレーザスキャナは、主にミラーを鉛直方向、水平方向に回転させて測距光を回転照射し、測定対象物の３次元形状を測定している。従って、ラスタータイプの点群が取得され、測距光で任意の範囲、部分を局部的に走査させるのは困難である。
【０００４】
この為、従来では、建築ビル等の構造物内部の３次元形状を取得する場合、ミラーを鉛直回転させつつ、約１８０°水平回転させ、全周３６０°分の点群データを取得していた。従って、膨大な点群データが取得される為、該点群データの中から必要な直線、点、曲線を抽出するのに時間が掛かった。
【０００５】
又、構造物を建設する際には、各建設工程毎に点群データから抽出した直線や点の位置を設計図面データ（３次元ＣＡＤデータ）の直線や点と比較し、各工程が正しく実行されたかを確認している。然し乍ら、点群データの取得、必要な直線等の抽出に時間を要することから、各工程後の確認作業に時間を要していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１５１４２３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、所定の測定範囲をスキャンし、測定範囲に存在する稜線や交点を容易に抽出可能なレーザスキャナ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、スキャナ本体と、該スキャナ本体を上下方向及び左右方向に回転可能に支持する支持部と、前記スキャナ本体を上下方向及び左右方向に回転する回転駆動部と、前記スキャナ本体の上下角及び左右角を検出する角度検出器とを具備し、前記スキャナ本体は測距光を発する発光素子と、前記測距光を射出する測距光射出部と、反射測距光を受光する受光部と、前記反射測距光を受光し、受光信号を発生する受光素子と、該受光素子からの前記受光信号に基づき測定対象物の測距を行う測距部と、測距光軸上に設けられ、該測距光軸を偏向する光軸偏向部と、前記測距光軸の偏角を検出する射出方向検出部と、前記測定対象物の３次元の設計図面データが格納された記憶部と、前記回転駆動部の作動及び前記光軸偏向部の偏向作動及び前記測距部の測距作動を制御する制御部とを有し、前記光軸偏向部は前記測距光軸を中心として回転可能な一対の光学プリズムと、該光学プリズムを個々に独立して回転するモータとを具備し、前記制御部は、前記設計図面データに基づき設定された測定範囲に前記測距光をスキャンしてスキャンデータを取得し、該スキャンデータに基づき前記測定対象物の実際の稜線又は交点を抽出する様構成したレーザスキャナに係るものである。
【０００９】
又本発明は、前記スキャナ本体は既知点に設置され、前記制御部は前記設計図面データ上の２箇所の仮想の交点を中心にスキャンデータを取得する様、前記回転駆動部と前記光軸偏向部とを制御し、取得したスキャンデータから２箇所の実際の交点を抽出し、該２箇所の実際の交点を結んだ線を前記実際の稜線として抽出するレーザスキャナに係るものである。
【００１０】
又本発明は、前記スキャナ本体は既知点に設置され、前記制御部は前記設計図面データ上の仮想の稜線に沿ってスキャンデータを取得する様、前記回転駆動部と前記光軸偏向部とを制御し、取得したスキャンデータから前記実際の稜線を抽出し、該実際の稜線と前記仮想の稜線との位置を比較するレーザスキャナに係るものである。
【００１１】
又本発明は、前記スキャナ本体は既知点に設置され、前記制御部は前記設計図面データ上の仮想の交点を中心にスキャンデータを取得する様、前記回転駆動部と前記光軸偏向部とを制御し、取得したスキャンデータから前記実際の交点を抽出し、該実際の交点と前記仮想の交点との位置を比較するレーザスキャナに係るものである。
【００１２】
又本発明は、前記スキャナ本体に表示部が設けられ、該表示部は前記実際の稜線又は交点と、仮想の稜線又は交点とを同時に表示するレーザスキャナに係るものである。
【００１３】
又本発明は、前記表示部は、前記実際の稜線又は交点と、前記仮想の稜線又は交点とを異なる色で表示するレーザスキャナに係るものである。
【００１４】
又本発明は、前記スキャナ本体は、前記光軸偏向部によって偏向されない前記測距光軸と平行な撮像光軸を有する撮像部と、画像処理部とを更に具備し、該画像処理部は前記撮像部により取得した画像からエッジ検出処理により前記測定対象物の稜線と交点を抽出し、前記制御部は、前記画像から抽出された稜線又は交点と一致又は対応する前記仮想の稜線又は交点がない場合に、前記画像から抽出された稜線又は交点に基づき設定された測定範囲でスキャンデータを取得し、該スキャンデータから抽出された前記実際の稜線又は交点を前記表示部に表示させるレーザスキャナに係るものである。
【００１５】
又本発明は、前記制御部は、前記画像から抽出した前記実際の稜線又は交点とスキャンデータから抽出した稜線又は交点とに基づき、前記画像とスキャンデータとをマッチングさせるレーザスキャナに係るものである。
【００１６】
又本発明は、外部端末装置と通信可能な通信部を更に具備し、該通信部を介して前記スキャナ本体から前記外部端末装置へデータの送信が可能であり、該外部端末装置から前記スキャナ本体の操作信号を送信可能であり、該スキャナ本体が遠隔操作可能に構成されたレーザスキャナに係るものである。
【００１７】
又本発明は、前記外部端末装置は端末表示部を有し、前記制御部は前記実際の稜線又は交点と、仮想の稜線又は交点とを前記端末表示部に同時に表示させるレーザスキャナに係るものである。
【００１８】
更に又本発明は、前記外部端末装置は前記測定対象物の３次元の前記設計図面データが格納された端末記憶部と、端末表示部と、端末制御部とを有し、該端末制御部は前記スキャナ本体から受信したデータに基づき、前記実際の稜線又は交点と、仮想の稜線又は交点とを前記端末表示部に同時に表示させるレーザスキャナに係るものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、スキャナ本体と、該スキャナ本体を上下方向及び左右方向に回転可能に支持する支持部と、前記スキャナ本体を上下方向及び左右方向に回転する回転駆動部と、前記スキャナ本体の上下角及び左右角を検出する角度検出器とを具備し、前記スキャナ本体は測距光を発する発光素子と、前記測距光を射出する測距光射出部と、反射測距光を受光する受光部と、前記反射測距光を受光し、受光信号を発生する受光素子と、該受光素子からの前記受光信号に基づき測定対象物の測距を行う測距部と、測距光軸上に設けられ、該測距光軸を偏向する光軸偏向部と、前記測距光軸の偏角を検出する射出方向検出部と、前記測定対象物の３次元の設計図面データが格納された記憶部と、前記回転駆動部の作動及び前記光軸偏向部の偏向作動及び前記測距部の測距作動を制御する制御部とを有し、前記光軸偏向部は前記測距光軸を中心として回転可能な一対の光学プリズムと、該光学プリズムを個々に独立して回転するモータとを具備し、前記制御部は、前記設計図面データに基づき設定された測定範囲に前記測距光をスキャンしてスキャンデータを取得し、該スキャンデータに基づき前記測定対象物の実際の稜線又は交点を抽出する様構成したので、全周３６０°分のスキャンデータを取得することなく前記実際の稜線と交点を抽出できると共に、該実際の稜線と交点を抽出する為の演算に用いられるデータ数を低減することができ、抽出時間の短縮、演算量の低減を図ることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例に係るレーザスキャナの外観図である。
【図２】本発明の実施例に係るスキャナ本体と設置台ユニットとを示す正面図である。
【図３】前記スキャナ本体の概略構成図である。
【図４】前記スキャナ本体に於ける光軸偏向部の概略図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、該光軸偏向部の作用説明図である。
【図６】表示部に設計図面データを読込んだ状態を示す説明図である。
【図７】前記レーザスキャナによる稜線、交点のスキャン状態を示す説明図である。
【図８】前記レーザスキャナにより取得された稜線、交点のスキャンデータを示す説明図である。
【図９】前記設計図面データの稜線、交点と、スキャンデータから抽出された稜線、交点とを重ね合わせた状態を示す説明図である。
【図１０】前記設計図面データの稜線、交点と、画像から抽出された稜線、交点とを重ね合わせた状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００２２】
先ず、図１に於いて、本実施例に係るレーザスキャナを具備する測量システムについて概略を説明する。
【００２３】
図１中、１はレーザスキャナであり、Ｏは光軸が偏向されていない状態での測距光軸を示し、この時の測距光軸を基準光軸とする。
【００２４】
前記レーザスキャナ１は、主に支持装置としての三脚２、スキャナ本体３、支持部である設置台ユニット４から構成される。該設置台ユニット４は前記三脚２の上端に取付けられ、前記スキャナ本体３は前記設置台ユニット４によって上下方向、左右方向にそれぞれ回転可能に支持される。
【００２５】
前記スキャナ本体３は、測距部（後述）、姿勢検出部２５（後述）、通信部４０（後述）を内蔵し、前記測距部は測距光を測定対象物、或は測定範囲に射出し、反射測距光を受光して測距を行う。又、前記姿勢検出部２５は、前記スキャナ本体３の鉛直（又は水平）に対する姿勢を高精度に検出可能である。更に、前記通信部４０は、外部端末装置４７と各種データの送受信が可能となっている。
【００２６】
該外部端末装置４７は、例えばスマートフォンやタブレットであり、端末表示部４８と、端末制御部４９と、端末記憶部５０とを有している。尚、前記端末表示部４８はタッチパネルであり、操作部を兼用している。
【００２７】
図２に示される様に、前記設置台ユニット４は、托架部５、台座６を有している。前記托架部５の下面からは、左右回転軸７が突設され、該左右回転軸７は軸受（図示せず）を介して前記台座６に回転自在に嵌合している。前記托架部５は、前記左右回転軸７を中心に左右方向に回転自在となっている。
【００２８】
又、該左右回転軸７と前記台座６との間には、左右角（前記左右回転軸７を中心とした回転方向の角度）を検出する左右角検出器８（例えばエンコーダ）が設けられ、該左右角検出器８によって前記托架部５の前記台座６に対する左右方向の相対回転角が検出される様になっている。
【００２９】
前記台座６には左右回転ギア９が前記左右回転軸７と同心に固定され、該左右回転ギア９には左右ピニオンギア１１が噛合している。前記托架部５には、左右モータ１２が設けられ、前記左右ピニオンギア１１は前記左右モータ１２の出力軸に固着されている。
【００３０】
該左右モータ１２の駆動により、前記左右ピニオンギア１１が回転し、該左右ピニオンギア１１が前記左右回転ギア９の回りを公転する。更に、前記托架部５と前記スキャナ本体３とが一体に回転する。而して、前記左右モータ１２によって、前記スキャナ本体３が左右方向に回転される。
【００３１】
前記托架部５は凹部を有する凹形状であり、凹部に前記スキャナ本体３が収納されている。該スキャナ本体３は、上下回転軸１３を介して前記托架部５に支持され、前記上下回転軸１３を中心に上下方向に回転自在となっている。
【００３２】
前記上下回転軸１３の一端には、上下回転ギア１５が嵌合、固着され、該上下回転ギア１５には上下ピニオンギア１６が噛合している。該上下ピニオンギア１６は前記托架部５に設けられた上下モータ１７の出力軸に固着されている。該上下モータ１７が駆動されることで、前記上下ピニオンギア１６が回転され、更に前記上下回転ギア１５、前記上下回転軸１３を介して前記スキャナ本体３が回転される。而して、前記上下モータ１７によって、前記スキャナ本体３が上下方向に回転される。
【００３３】
前記左右モータ１２、前記上下モータ１７は、制御部としての演算制御部２６（後述）によって所要のタイミングで所要の回転量となる様に制御される。
【００３４】
前記左右モータ１２の回転量（即ち、前記托架部５の左右角）は、前記左右角検出器８によって検出される。前記上下モータ１７の回転量（即ち、前記スキャナ本体３の上下角）は、前記姿勢検出部２５（図３参照）によって検出される。
【００３５】
而して、前記スキャナ本体３の左右角、上下角はそれぞれ、前記左右角検出器８、前記姿勢検出部２５によって検出され、検出結果はそれぞれ前記演算制御部２６に入力される。尚、前記左右モータ１２と前記上下モータ１７とによって回転駆動部が構成される。又、前記左右角検出器８と前記姿勢検出部２５とによって角度検出器が構成される。
【００３６】
次に、図３を参照して、前記スキャナ本体３について説明する。
【００３７】
該スキャナ本体３は、測距光射出部１８、受光部１９、測距演算部２１、撮像部２２、射出方向検出部２３、モータドライバ２４、前記姿勢検出部２５、前記演算制御部２６、記憶部２７、撮像制御部２８、画像処理部２９、表示部３０、操作部３１、通信部４０を具備し、これらは筐体３２に収納され、一体化されている。尚、前記測距光射出部１８、前記受光部１９、前記測距演算部２１等は測距部を構成する。
【００３８】
前記測距光射出部１８は、射出光軸３３を有し、該射出光軸３３上に発光素子３４、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３３上に投光レンズ３５が設けられている。更に、前記射出光軸３３上に設けられた偏向光学部材としての第１反射鏡３６と、受光光軸３７（後述）上に設けられた偏向光学部材としての第２反射鏡３８とによって、前記射出光軸３３は前記受光光軸３７と合致する様に偏向される。前記第１反射鏡３６と前記第２反射鏡３８とで、射出光軸偏向部が構成される。
【００３９】
前記発光素子３４は、パルスレーザ光線を発し、前記測距光射出部１８は、前記発光素子３４から発せられたパルスレーザ光線を測距光３９として射出する。
【００４０】
前記受光部１９について説明する。該受光部１９には、測定対象物（即ち測定点）からの反射測距光４１が入射する。前記受光部１９は、前記受光光軸３７を有し、該受光光軸３７には、上記した様に、前記第１反射鏡３６、前記第２反射鏡３８によって偏向された前記射出光軸３３が合致する。尚、該射出光軸３３と前記受光光軸３７とが合致した状態を、測距光軸４２とする（図１参照）。
【００４１】
偏向された前記射出光軸３３上に、即ち前記受光光軸３７上に光軸偏向部４３（後述）が配設される。該光軸偏向部４３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４３によって偏向されなかった時の前記射出光軸３３又は前記受光光軸３７と合致する。
【００４２】
前記光軸偏向部４３を透過した前記受光光軸３７上に結像レンズ４４が配設され、又受光素子４５、例えばフォトダイオード（ＰＤ）が設けられている。前記結像レンズ４４は、前記反射測距光４１を前記受光素子４５に結像する。該受光素子４５は前記反射測距光４１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２１に入力される。該測距演算部２１は、受光信号に基づき測定点迄の測距を行う。
【００４３】
図４を参照して、前記光軸偏向部４３について説明する。
【００４４】
該光軸偏向部４３は、一対の光学プリズム４６ａ，４６ｂから構成される。該光学プリズム４６ａ，４６ｂは、それぞれ円板状であり、前記受光光軸３７上に直交して配置され、重なり合い、互いに平行に配置されている。前記光学プリズム４６ａ，４６ｂとして、それぞれフレネルプリズムが用いられることが、装置を小型化する為に好ましい。
【００４５】
前記光軸偏向部４３の中央部は、前記測距光３９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４３ａとなっており、中央部を除く部分は前記反射測距光４１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４３ｂとなっている。
【００４６】
前記光学プリズム４６ａ，４６ｂとして用いられるフレネルプリズムは、それぞれ平行に形成されたプリズム要素４７ａ，４７ｂと多数のプリズム要素４８ａ，４８ｂによって構成され、円板形状を有する。前記光学プリズム４６ａ，４６ｂ及び各プリズム要素４７ａ，４７ｂ及びプリズム要素４８ａ，４８ｂは同一の光学特性を有する。
【００４７】
前記プリズム要素４７ａ，４７ｂは、前記測距光偏向部４３ａを構成し、前記プリズム要素４８ａ，４８ｂは前記反射測距光偏向部４３ｂを構成する。
【００４８】
前記フレネルプリズムは光学ガラスから製作してもよいが、光学プラスチック材料でモールド成形したものでもよい。光学プラスチック材料でモールド成形することで、安価なフレネルプリズムを製作できる。
【００４９】
前記光学プリズム４６ａ，４６ｂはそれぞれ前記受光光軸３７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４６ａ，４６ｂは、回転方向、回転量、回転速度を独立して制御されることで、射出される前記測距光３９の前記射出光軸３３を任意の方向に偏向し、受光される前記反射測距光４１の前記受光光軸３７を前記射出光軸３３と平行に偏向する。
【００５０】
前記光学プリズム４６ａ，４６ｂの外形形状は、それぞれ前記受光光軸３７を中心とする円形であり、前記反射測距光４１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４６ａ，４６ｂの直径が設定されている。
【００５１】
前記光学プリズム４６ａの外周にはリングギア４９ａが嵌設され、前記光学プリズム４６ｂの外周にはリングギア４９ｂが嵌設されている。
【００５２】
前記リングギア４９ａには駆動ギア５１ａが噛合し、該駆動ギア５１ａはモータ５２ａの出力軸に固着されている。同様に、前記リングギア４９ｂには駆動ギア５１ｂが噛合し、該駆動ギア５１ｂはモータ５２ｂの出力軸に固着されている。前記モータ５２ａ，５２ｂは、前記モータドライバ２４に電気的に接続されている。
【００５３】
前記モータ５２ａ，５２ｂは、回転角を検出することができるもの、或は駆動入力値に対応した回転をするもの、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モータの回転量を検出してもよい。前記モータ５２ａ，５２ｂの回転量がそれぞれ検出され、前記モータドライバ２４により前記モータ５２ａ，５２ｂが個別に制御される。尚、エンコーダを直接前記リングギア４９ａ，４９ｂにそれぞれ取付け、エンコーダにより前記リングギア４９ａ，４９ｂの回転角を直接検出する様にしてもよい。
【００５４】
前記駆動ギア５１ａ，５１ｂ、前記モータ５２ａ，５２ｂは、前記測距光射出部１８と干渉しない位置、例えば前記リングギア４９ａ，４９ｂの下側に設けられている。
【００５５】
前記投光レンズ３５、前記第１反射鏡３６、前記第２反射鏡３８、前記測距光偏向部４３ａ等は、投光光学系を構成し、前記反射測距光偏向部４３ｂ、前記結像レンズ４４等は受光光学系を構成する。
【００５６】
前記測距演算部２１は、前記発光素子３４を制御し、前記測距光３９としてパルスレーザ光線を発光させる。該測距光３９が、前記プリズム要素４７ａ，４７ｂ（前記測距光偏向部４３ａ）により、測定点に向う様前記射出光軸３３が偏向される。
【００５７】
測定対象物から反射された前記反射測距光４１は、前記プリズム要素４８ａ，４８ｂ（前記反射測距光偏向部４３ｂ）、前記結像レンズ４４を介して入射し、前記受光素子４５に受光される。該受光素子４５は、受光信号を前記測距演算部２１に送出し、該測距演算部２１は前記受光素子４５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、測距データは前記記憶部２７に格納される。而して、前記測距光３９をスキャンしつつ、パルス光毎に測距を行うことで各測定点の測距データが取得できる。
【００５８】
前記射出方向検出部２３は、前記モータ５２ａ，５２ｂ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５２ａ，５２ｂ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５２ａ，５２ｂの回転角を検出する。又、前記射出方向検出部２３は、前記モータ５２ａ，５２ｂの回転角に基づき、前記光学プリズム４６ａ，４６ｂの回転位置を演算する。更に、前記射出方向検出部２３は、前記光学プリズム４６ａ，４６ｂの屈折率と回転位置に基づき、測距光の偏角、射出方向を演算し、演算結果は前記演算制御部２６に入力される。
【００５９】
該演算制御部２６は、測距光の偏角、射出方向から測定点の水平角、鉛直角を演算し、各測定点について、水平角、鉛直角を前記測距データに関連付けることで、測定点の３次元データを求めることができる。
【００６０】
前記姿勢検出部２５について説明する。尚、該姿勢検出部２５については、特許文献１に開示された姿勢検出部を使用することができる。
【００６１】
該姿勢検出部２５は、フレーム５３を有している。該フレーム５３は前記筐体３２に固定され、或は構造部材に固定され、前記スキャナ本体３と一体になっている。
【００６２】
前記フレーム５３にジンバルを介してセンサブロック５４が取付けられている。該センサブロック５４は、直交する２軸を中心に３６０°回転自在となっている。
【００６３】
該センサブロック５４には、第１傾斜センサ５５、第２傾斜センサ５６が取付けられている。
【００６４】
前記第１傾斜センサ５５は水平を高精度に検出するものであり、例えばチルトセンサであり、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５６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。
【００６５】
前記センサブロック５４の前記フレーム５３に対する２軸についての相対回転角は、エンコーダ５７，５８によって検出される様になっている。
【００６６】
又、前記センサブロック５４を回転させ、水平に維持するモータ（図示せず）が前記２軸に関して設けられており、該モータは、前記第１傾斜センサ５５、前記第２傾斜センサ５６からの検出結果に基づき前記センサブロック５４を水平に維持する様に、前記演算制御部２６によって制御される。
【００６７】
前記センサブロック５４が傾斜していた場合（前記スキャナ本体３が傾斜していた場合）、前記センサブロック５４に対する相対回転角が前記エンコーダ５７，５８によって検出され、該エンコーダ５７，５８の検出結果に基づき、前記スキャナ本体３の傾斜角、傾斜方向が検出される。
【００６８】
前記センサブロック５４は、２軸について３６０°回転自在であるので、前記姿勢検出部２５がどの様な姿勢となろうとも（例えば、該姿勢検出部２５の天地が逆になった場合でも）、全方向での姿勢検出が可能である。
【００６９】
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５６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５６は前記第１傾斜センサ５５に比べ検出精度が悪いのが一般的である。
【００７０】
前記姿勢検出部２５では、高精度の前記第１傾斜センサ５５と高応答性の前記第２傾斜センサ５６を具備することで、該第２傾斜センサ５６の検出結果に基づき姿勢制御を行い、前記第１傾斜センサ５５により高精度の姿勢検出を可能とする。
【００７１】
該第１傾斜センサ５５の検出結果で、前記第２傾斜センサ５６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５５が水平を検出した時の前記エンコーダ５７，５８の値、即ち実際の傾斜角と前記第２傾斜センサ５６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５６の傾斜角を較正することができる。
【００７２】
従って、予め該第２傾斜センサ５６の検出傾斜角と、前記第１傾斜センサ５５による水平検出と、前記エンコーダ５７，５８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５６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５６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。
【００７３】
前記演算制御部２６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５６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２６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５５が追従可能な状態では、該第１傾斜センサ５５からの信号に基づき、前記モータを制御する。
【００７４】
尚、前記記憶部２７には、前記第１傾斜センサ５５の検出結果と前記第２傾斜センサ５６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５５からの信号に基づき、該第２傾斜センサ５６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５６による検出結果を前記第１傾斜センサ５５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２５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。
【００７５】
前記撮像部２２は、例えば５０°の画角を有するカメラであり、前記スキャナ本体３の前記基準光軸Ｏと平行な撮像光軸５９を有し、前記スキャナ本体３のスキャン範囲を含む画像データを取得する。前記撮像光軸５９と前記射出光軸３３及び前記基準光軸Ｏとの位置関係は既知となっている。又、前記撮像部２２は、動画像、又は連続画像が取得可能である。
【００７６】
前記撮像制御部２８は、前記撮像部２２の撮像を制御する。前記撮像制御部２８は、前記撮像部２２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、前記スキャナ本体３でスキャンするタイミングとの同期を取っている。前記演算制御部２６は画像と点群データとの関連付けも実行する。
【００７７】
前記撮像部２２の撮像素子６１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、前記撮像光軸５９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。
【００７８】
前記画像処理部２９は、前記撮像部２２で取得した画像データを、エッジ検出処理、特徴点の抽出、画像トラッキング処理、画像マッチング等の画像処理を行う。
【００７９】
前記記憶部２７には、測距を実行する為の制御プログラム、測距結果に基づき３次元の点群データを作成する為のプログラム、前記測距光３９を所定の偏角、偏向方向に射出する為のプログラム、点群データに基づき平面と平面の交差部位（稜線）を検出する為のプログラム、検出した稜線と予め保存された設計図面データ（３次元ＣＡＤデータ）６３に於ける稜線の位置を比較するプログラム、前記撮像部２２に画像を取得させる為の制御プログラム、前記画像処理部２９に取得した画像に対してエッジ検出等所定の画像処理を行わせる為のプログラム、エッジ検出した部位と前記設計図面データ６３とを比較するプログラム等のプログラムが格納されている。
【００８０】
又、前記記憶部２７には、取得した測距結果、作成した点群データが格納されると共に、測定対象物の３次元の前記設計図面データ６３等が予め格納されている。
【００８１】
前記表示部３０には、測距結果、取得された点群データ、前記設計図面データ６３、前記撮像部２２で撮像された画像等が表示可能である。又、前記操作部３１は、測距等の開始指示、設定の変更等が実行可能となっている。
【００８２】
前記通信部４０は、有線や無線等、所要の手段で構成され、前記外部端末装置４７と通信可能となっている。前記演算制御部２６は、前記通信部４０を介して各種データを前記外部端末装置４７に送信し、測距結果、点群データ、前記設計図面データ６３、画像等を前記端末表示部４８に表示させることができる。又、前記通信部４０を介して、前記外部端末装置４７から測距等の開始指示、設定の変更等が実行可能となっている。即ち、前記外部端末装置４７から操作信号を送信することで、前記スキャナ本体３の遠隔操作が可能となっている。
【００８３】
前記端末記憶部５０には、前記記憶部２７と同様に前記設計図面データ６３が格納されている。前記端末制御部４９は、前記スキャナ本体３から受信した測距結果、点群データ、画像等のデータと、前記端末記憶部５０に格納された前記設計図面データ６３とを前記端末表示部４８に個別に又は同時に表示可能となっている。
【００８４】
前記スキャナ本体３の測距作動について説明する。
【００８５】
前記三脚２を既知点、又は所定点に設置し、前記基準光軸Ｏを測定対象物に向ける。この時の該基準光軸Ｏの水平角（左右角）は、前記左右角検出器８によって検出され、前記基準光軸Ｏの水平に対する傾斜角（上下角）は前記姿勢検出部２５によって検出される。
【００８６】
前記光軸偏向部４３の偏向作用、スキャン作用について、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）を参照して説明する。
【００８７】
尚、図５（Ａ）では、説明を簡略化する為、前記光学プリズム４６ａ，４６ｂについて、前記プリズム要素４７ａ，４７ｂと前記プリズム要素４８ａ，４８ｂとを分離して示している。又、図５（Ａ）は、前記プリズム要素４７ａ，４７ｂ、前記プリズム要素４８ａ，４８ｂが同方向に位置した状態を示しており、この状態では最大の偏角が得られる。又、最小の偏角は、前記光学プリズム４６ａ，４６ｂのいずれか一方が１８０°回転した位置であり、該光学プリズム４６ａ，４６ｂの相互の光学作用が相殺され、偏角は０°となる。従って、該光学プリズム４６ａ，４６ｂを経て射出、受光されるレーザ光線の光軸（前記測距光軸４２）は、前記基準光軸Ｏと合致する。
【００８８】
前記発光素子３４から前記測距光３９が発せられ、該測距光３９は前記投光レンズ３５で平行光束とされ、前記測距光偏向部４３ａ（前記プリズム要素４７ａ，４７ｂ）を透過して測定対象物或は測定範囲に向けて射出される。ここで、前記測距光偏向部４３ａを透過することで、前記測距光３９は前記プリズム要素４７ａ，４７ｂによって所要の方向に偏向されて射出される。
【００８９】
測定対象物或は測定範囲で反射された前記反射測距光４１は、前記反射測距光偏向部４３ｂを透過して入射され、前記結像レンズ４４により前記受光素子４５に集光される。
【００９０】
前記反射測距光４１が前記反射測距光偏向部４３ｂを透過することで、前記反射測距光４１の光軸は、前記受光光軸３７と合致する様に前記プリズム要素４８ａ，４８ｂによって偏向される（図５（Ａ））。
【００９１】
前記光学プリズム４６ａと前記光学プリズム４６ｂとの回転位置の組合わせにより、射出する前記測距光３９の偏向方向、偏角を任意に変更することができる。
【００９２】
又、前記光学プリズム４６ａと前記光学プリズム４６ｂとの位置関係を固定した状態で（前記光学プリズム４６ａと前記光学プリズム４６ｂとで得られる偏角を固定した状態で）、前記モータ５２ａ，５２ｂにより、前記光学プリズム４６ａと前記光学プリズム４６ｂとを一体に回転すると、前記測距光偏向部４３ａを透過した前記測距光３９が描く軌跡は前記測距光軸４２を中心とした円となる。
【００９３】
従って、前記発光素子３４よりレーザ光線を発光させつつ、前記光軸偏向部４３を回転させれば、前記測距光３９を円の軌跡でスキャンさせることができる。尚、前記反射測距光偏向部４３ｂは、前記測距光偏向部４３ａと一体に回転していることは言う迄もない。
【００９４】
次に、図５（Ｂ）は、前記光学プリズム４６ａと前記光学プリズム４６ｂとを相対回転させた場合を示している。前記光学プリズム４６ａにより偏向された光軸の偏向方向を偏向Ａとし、前記光学プリズム４６ｂにより偏向された光軸の偏向方向を偏向Ｂとすると、前記光学プリズム４６ａ，４６ｂによる光軸の偏向は、該光学プリズム４６ａ，４６ｂ間の角度差θとして、合成偏向Ｃとなる。
【００９５】
従って、前記光学プリズム４６ａと前記光学プリズム４６ｂを逆向きに同期して等速度で往復回転させた場合、前記光学プリズム４６ａ，４６ｂを透過した測距光は、直線状にスキャンされる。従って、前記光学プリズム４６ａと前記光学プリズム４６ｂとを逆向きに等速度で往復回転させることで、図５（Ｂ）に示される様に、前記測距光３９を合成偏向Ｃ方向の直線の軌跡６２で往復スキャンさせることができる。
【００９６】
更に、図５（Ｃ）に示される様に、前記光学プリズム４６ａの回転速度に対して遅い回転速度で前記光学プリズム４６ｂを回転させれば、角度差θは漸次増大しつつ前記測距光３９が回転されるので、該測距光３９のスキャン軌跡はスパイラル状となる。
【００９７】
更に又、前記光学プリズム４６ａ、前記光学プリズム４６ｂの回転方向、回転速度を個々に制御することで、前記測距光３９のスキャン軌跡を前記基準光軸Ｏを中心とした照射方向（半径方向のスキャン）とし、或は水平、垂直方向とする等、種々のスキャンパターンが得られる。
【００９８】
建築ビル等の構造物を建設する際には、配管の設置や内装等の各種工程を順次施工し、建設が進められる。又、構造物の建設の際には、各工程の施工が終了する毎に、構造物内部の３次元形状を測定している。測定した３次元形状と３次元の前記設計図面データ６３とを比較し、配管等が正しい位置に設置され、或は稜線等が正しい位置に形成されているか等を確認し、各工程が正しく行われたかどうかを判断している。
【００９９】
以下、図６〜図９を用い、前記レーザスキャナ１を用いた３次元点群データ（スキャンデータ）の取得及び前記設計図面データ６３との比較処理（施工確認処理）について説明する。
【０１００】
先ず始めに、前記三脚２を介して、前記スキャナ本体３を既知の座標を有する設置点に設置する。尚、該設置点の座標は、前記記憶部２７に予め格納された前記設計図面データ６３の座標系の座標となっている。
【０１０１】
前記スキャナ本体３が設置されると、図６に示される様に、前記演算制御部２６は、前記設計図面データ６３を前記記憶部２７から読込み、前記表示部３０に表示する。
【０１０２】
前記演算制御部２６は、前記設計図面データ６３に基づき測定範囲を設定する。例えば、該設計図面データ６３上の２つの平面６４，６４の交差部位（稜線）６５や、３つの平面６４，６４，６４の交差部位（交点）６６に前記スキャナ本体３を向ける。即ち、前記演算制御部２６は、前記設計図面データ６３から得られる仮想の前記稜線６５の端部上に前記基準光軸Ｏが位置する様、或は前記設計図面データ６３から得られる仮想の前記交点６６上に前記基準光軸Ｏが位置する様、前記左右モータ１２と前記上下モータ１７とを駆動させる。
【０１０３】
例えば、図７に示される様に、上下方向に延びる前記稜線６５を抽出する場合、前記基準光軸Ｏが前記稜線６５の下端に位置する様、前記演算制御部２６が前記左右モータ１２と前記上下モータ１７とを駆動させる。
【０１０４】
前記スキャナ本体３を前記稜線６５の下端へと向けた後、所定のスキャン条件、例えば前記光学プリズム４６ａと前記光学プリズム４６ｂとの位置関係を固定した状態で一体に回転させると共に、前記基準光軸Ｏが前記稜線６５に沿って上方へと移動する様、所定の速度で前記上下モータ１７を駆動させる。尚、前記稜線６５が曲線である場合には、前記左右モータ１２と前記上下モータ１７の協働により、前記基準光軸Ｏの向きを変更する。
【０１０５】
これにより、前記測距光３９は、所定の偏角で偏向された状態で前記基準光軸Ｏを中心として回転しつつ、前記稜線６５に沿って上方へと移動し、該稜線６５に沿ったトロコイド状の軌跡６７を描く。
【０１０６】
尚、前記光学プリズム４６ａと前記光学プリズム４６ｂとを１周回転させる毎に、前記上下モータ１７を所定量だけ駆動させる様にしてもよい。この場合、前記測距光３９の前記軌跡６７は、前記稜線６５に沿って円が連なった軌跡となる。
【０１０７】
前記基準光軸Ｏを前記稜線６５の上端まで移動させることで、前記軌跡６７に沿って前記測距光３９が走査（スキャン）され、該稜線６５の周囲に位置する前記平面６４，６４の３次元の点群データが取得される。取得された点群データは、前記記憶部２７に格納される。
【０１０８】
又、図７に示される様に、前記交点６６を抽出する場合、前記基準光軸Ｏが前記交点６６上に位置する様、前記演算制御部２６が前記左右モータ１２と前記上下モータ１７とを駆動させる。
【０１０９】
前記スキャナ本体３を前記交点６６に向けた後、所定のスキャン条件、例えば前記光軸偏向部４３による測距光３９の偏角を０°とした状態から、前記光学プリズム４６ａの回転速度に対して遅い回転速度で前記光学プリズム４６ｂを回転させる。
【０１１０】
これにより、前記測距光３９は、前記基準光軸Ｏを中心として、偏角を漸次増大させつつ回転されるので、前記交点６６を中心としたスパイラル状の軌跡６８を描く。
【０１１１】
尚、前記光学プリズム４６ａと前記光学プリズム４６ｂとを１周回転させる毎に、前記測距光３９の偏角を漸次増大させる様にしてもよい。この場合、前記測距光３９の軌跡６８は、前記交点６６を中心にした同心円状の軌跡となる。
【０１１２】
前記光学プリズム４６ａと前記光学プリズム４６ｂとを所定回数回転させることで、前記軌跡６８に沿って前記測距光３９が走査（スキャン）され、前記交点６６の周囲に位置する前記平面６４，６４，６４の３次元の点群データが取得される。取得された点群データは、前記記憶部２７に格納される。
【０１１３】
図８は、上記処理により取得された点群データを示している。図８中、６９は前記軌跡６７上で取得された点群データ（スキャンデータ）を示し、７１は前記軌跡６８上で取得された点群データ（スキャンデータ）を示している。
【０１１４】
前記演算制御部２６は、前記点群データ６９の３次元座標に基づき、前記平面６４，６４の交差部位、即ち構造物の実際の稜線６５′（図９参照）を抽出する。前記演算制御部２６により抽出された該稜線６５′に関する３次元座標が演算され、前記記憶部２７に格納される。
【０１１５】
又、前記演算制御部２６は、前記点群データ７１の３次元座標に基づき、前記平面６４，６４，６４の交差部位、即ち構造物の実際の交点６６′（図９参照）を抽出する。前記演算制御部２６により抽出された該交点６６′の３次元座標が演算され、前記記憶部２７に格納される。
【０１１６】
所望の前記稜線６５′と前記交点６６′が抽出され、実際の３次元座標が求められると、前記演算制御部２６により、抽出された前記稜線６５′及び前記交点６６′と、前記設計図面データ６３の前記稜線６５及び前記交点６６との位置（３次元座標）の比較が行われる。
【０１１７】
図９は、前記設計図面データ６３の前記稜線６５及び前記交点６６と、抽出した実際の構造物の前記稜線６５′及び前記交点６６′とを、前記表示部３０に同時に重ねて表示した状態を示している。
【０１１８】
図９に示される様に、各工程が前記設計図面データ６３通りに施工されている場合には、前記稜線６５及び前記交点６６と、前記稜線６５′及び前記交点６６′とが重なって表示される。又、各工程が前記設計図面データ６３通りに施工されていなかった場合には、前記稜線６５及び前記交点６６と、前記稜線６５′及び前記交点６６′との位置が一致せず、ずれて表示される。
【０１１９】
尚、位置がずれている前記稜線６５及び前記交点６６、或は前記稜線６５′及び前記交点６６′を色付きで色分け表示させてもよい。前記稜線６５及び前記交点６６と前記稜線６５′及び前記交点６６′とを異なった色で表示することで、作業者は前記設計図面データ６３通りに施工されていない箇所を即座に確認することができる。
【０１２０】
作業者は、前記稜線６５及び前記交点６６と前記稜線６５′及び前記交点６６′との比較結果に基づき、構造物の再施工或は修正を行う。再施工後、再施工を施した箇所について再度点群データを取得して前記稜線６５′及び前記交点６６′を抽出し、前記稜線６５及び前記交点６６と位置の比較を行う。
【０１２１】
再施工箇所について、前記稜線６５及び前記交点６６と前記稜線６５′及び前記交点６６′との位置が一致した場合、或は許容誤差内となった場合には、当該施工工程に於ける施工確認処理を終了し、次工程の施工が行われる。
【０１２２】
尚、上記では、前記点群データ６９から抽出した前記稜線６５′、前記点群データ７１から抽出した前記交点６６′に基づき施工確認処理を行っているが、更に画像を用いてもよい。
【０１２３】
先ず、前記演算制御部２６は、前記撮像部２２に構造物内部全域の画像を撮影させる。次に、各画像について、前記画像処理部２９がマッチング処理を実行し、構造物内部全域の全周画像を作成する。
【０１２４】
又、前記画像処理部２９は、作成した全周画像についてエッジ検出処理を実行し、稜線６５′′及び交点６６′′を抽出する。
【０１２５】
前記演算制御部２６は、前記設計図面データ６３に、画像から抽出した前記稜線６５′′及び前記交点６６′′に一致する前記稜線６５及び前記交点６６があるかどうか、或は対応する前記稜線６５及び前記交点６６があるかどうかを比較する。
【０１２６】
図１０に示される様に、前記表示部３０に表示された前記設計図面データ６３には、画像から抽出された前記稜線６５′′及び前記交点６６′′に対応する前記稜線６５及び前記交点６６が存在していない。
【０１２７】
前記演算制御部２６は、一致又は対応する前記稜線６５及び前記交点６６が存在しないと判断された箇所について、前記稜線６５′′に沿って前記点群データ６９を取得すると共に、前記交点６６′′を中心に前記点群データ７１を取得する。
【０１２８】
前記演算制御部２６は、前記点群データ６９，７１を基に実際の正確な前記稜線６５′及び前記交点６６′を抽出し、前記稜線６５及び前記交点６６と位置の比較を行う。前記稜線６５及び前記交点６６と位置が異なっているか、或は対応する前記稜線６５及び前記交点６６が存在しなかった場合には、該当する箇所について、再施工或は修正を行う。
【０１２９】
尚、上記では、前記稜線６５′及び前記交点６６′とは位置の異なる前記稜線６５′′及び前記交点６６′′について抽出しているが、画像を用いた施工確認処理により、前記設計図面データ６３には存在しない孔や段差等も検出可能であることは言う迄もない。
【０１３０】
又、画像処理により抽出された前記稜線６５′′、前記交点６６′′と、前記点群データ６９、前記点群データ７１から抽出された前記稜線６５′、前記交点６６′とに基づき、画像と前記点群データ６９，７１とをマッチングさせることができる。又、前記稜線６５′′に沿って取得された前記点群データ６９と、前記交点６６′′を中心に取得された前記点群データ７１とに基づき、前記設計図面データ６３と画像とのマッチングを行うこともできる。
【０１３１】
上述の様に、本実施例では、構造物の建設時に行われる、各施工工程時の施工確認処理に於いて、前記設計図面データ６３に於ける前記稜線６５の周囲の前記点群データ６９、前記交点６６の周囲の前記点群データ７１を取得し、前記点群データ６９，７１を基に前記稜線６５′及び前記交点６６′を抽出し、前記稜線６５′及び前記交点６６′に基づき各工程が前記設計図面データ６３通りに施工されているかどうかを確認している。
【０１３２】
従って、必要な箇所のみ点群データを取得すればよく、構造物内部の全域に亘って、全周３６０°分の点群データを取得する必要がないので、点群データの取得時間を大幅に短縮することができる。
【０１３３】
又、取得される点群データのデータ数が低減されるので、前記稜線６５′や前記交点６６′を抽出する為の演算に用いられるデータ数を低減することができ、前記稜線６５′や前記交点６６′の抽出時間を短縮できると共に、演算量を低減することができる。
【０１３４】
又、施工確認処理を行なう際には、前記設計図面データ６３に基づき、前記スキャナ本体３が自動で前記稜線６５や前記交点６６へと向けられるので、作業者が手動で前記スキャナ本体３を前記稜線６５や前記交点６６へと向ける必要がなく、作業労力の低減を図ることができる。
【０１３５】
而して、各工程の施工後に行われる施工確認処理に要する時間を短縮でき、構造物を建設する際の作業性を向上させることができる。
【０１３６】
又、本実施例では、前記撮像部２２で撮影された画像に基づき、前記稜線６５′′及び前記交点６６′′を抽出し、前記稜線６５′′及び前記交点６６′′と一致又は対応する前記稜線６５及び前記交点６６があるかどうかを比較している。
【０１３７】
従って、構造物に余計に設けられた段差や、前記平面６４に余計に形成された孔等、前記稜線６５や前記交点６６の周囲の点群データのみでは検出できなかった部位を検出することができるので、施工確認処理の精度を向上させることができる。
【０１３８】
尚、本実施例では、仮想の前記稜線６５に沿って前記点群データ６９を取得し、実際の前記稜線６５′を取得している。一方で、該稜線６５′が直線である場合には、前記稜線６５の両端の交点６６，６６を中心とした点群データ７１，７１を取得し、該点群データ７１，７１に基づき、交点６６′，６６′を抽出し、該交点６６′，６６′間を結んだ線を前記稜線６５′としてもよい。
【０１３９】
上記の様な処理とすることで、取得する点群データの数を更に低減できるので、点群データの取得時間を更に短縮することができ、作業性をより向上させることができる。
【０１４０】
又、本実施例では、前記設計図面データ６３や稜線６５，６５′，６５′′、交点６６，６６′，６６′′等を前記表示部３０に表示させているが、前記通信部４０を介してデータを送信し、前記外部端末装置４７の前記端末表示部４８に表示させてもよい。
【０１４１】
更に、前記端末表示部４８からの指示に基づき、前記通信部４０を介して受信した稜線６５，６５′，６５′′、交点６６，６６′，６６′′等と、前記端末記憶部５０に格納された前記設計図面データ６３とを前記端末表示部４８に同時に表示させてもよいのは言う迄もない。
【符号の説明】
【０１４２】
１              レーザスキャナ
３              スキャナ本体
４              設置台ユニット
８              左右角検出器
１２            左右モータ
１７            上下モータ
１８            測距光射出部
１９            受光部
２１            測距演算部
２２            撮像部
２３            射出方向検出部
２５            姿勢検出部
２６            演算制御部
２７            記憶部
２９            画像処理部
３０            表示部
３４            発光素子
３９            測距光
４０            通信部
４１            反射測距光
４３            光軸偏向部
４５            受光素子
４６ａ，４６ｂ  光学プリズム
４７            外部端末装置
４８            端末表示部
４９            端末制御部
５０            端末記憶部
５２ａ，５２ｂ  モータ
６３            設計図面データ
６５            稜線
６６            交点
【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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