(57)【要約】【課題】測量対象となる壁面に歪みや凹凸があっても，その壁面を正確に特定できる。【解決手段】壁面上にある第１〜第４の点の座標を求める第１の工程；第１，第２，及び第３の点を含む第１の面，第２，第３，及び第４の点を含む第２の面，第３，第４，及び第１の点を含む第３の面，及び第４，第１，及び第２の点を含む第４の面を特定する第２の工程；第１の面と第４の点との第４の距離δ４，第２の面と第１の点との第１の距離δ１，第３の面と第２の点との第２の距離δ２，及び第４の面と第３の点との第３の距離δ３を求める第３の工程；第１，第２，第３，及び第４の距離δ１〜δ４のうちの最大の値δｍａｘを評価値とする第４の工程；評価値δｍａｘが予め決められた閾値δｔｈ未満の場合，前記第１〜第４の面のいずれかを前記壁面を特定する特定面とする第５の工程を有する，測量方法。【選択図】図１
2018077065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの壁面上にある第１〜第４の点の座標を求める第１の工程と，
前記第１の工程に続いて，前記第１，第２，及び第３の点を含む第１の面，前記第２，第３，及び第４の点を含む第２の面，前記第３，第４，及び第１の点を含む第３の面，及び前記第４，第１，及び第２の点を含む第４の面を特定する第２の工程と，
前記第２の工程に続いて，前記第１の面と前記第４の点との第４の距離δ４，前記第２の面と前記第１の点との第１の距離δ１，前記第３の面と前記第２の点との第２の距離δ２，及び前記第４の面と前記第３の点との第３の距離δ３を求める第３の工程と，
前記第３の工程に続いて，前記第１，第２，第３，及び第４の距離δ１〜δ４のうちの最大の値δｍａｘを評価値とする第４の工程と，
前記第４の工程に続いて，前記評価値δｍａｘが予め決められた閾値δｔｈ未満の場合，前記第１〜第４の面のいずれかを前記壁面を特定する特定面とする第５の工程を有する，測量方法。
【請求項２】
前記第４の工程に続いて，前記評価値δｍａｘが予め決められた閾値δｔｈ以上の場合，前記第１の工程に戻る第６の工程を有する，請求項１の測量方法。
【請求項３】
ノンプリズム式トータルステーションを使って前記第１〜第４の点の座標を求める請求項２の測量方法。
【請求項４】
前記壁面が少なくとも１つのコーナーを有する場合，
前記ノンプリズム式トータルステーションに対する前記コーナーの方向角と高度角を求める工程と，
前記方向角，前記高度角，及び前記特定面から前記コーナーの座標を求める工程，を有することを特徴とする請求項３の測量方法。
【請求項５】
前記壁面が少なくとも１つのエッジを有する場合，
前記エッジに含まれる少なくとも２つの第１と第２のエッジポイントのそれぞれについて，前記ノンプリズム式トータルステーションに対する方向角と高度角を求める工程と，
前記第１と第２のエッジポイントの方向角及び高度角と前記特定面から，前記第１と第２のエッジポイントの座標を求める工程，を有する請求項３の測量方法。
【請求項６】
ノンプリズム式トータルステーションを使って，少なくとも１つのコーナーを有する壁面上にある３点の座標を求める第１の工程と，
前記第１の工程に続いて，前記３点を含む第１の面を特定する第２の工程と，
前記ノンプリズム式トータルステーションに対する前記コーナーの方向角と高度角を求める第３の工程と，
前記方向角，前記高度角，及び前記特定面から前記コーナーの座標を求める第４の工程，を有する測量方法。
【請求項７】
ノンプリズム式トータルステーションを使って，少なくとも２つのエッジポイントを含むエッジを有する壁面上にある３点の座標を求める第１の工程と，
前記第１の工程に続いて，前記３点を含む第１の面を特定する第２の工程と，
前記ノンプリズム式トータルステーションに対する前記２つのエッジポイントの方向角と高度角をそれぞれ求める第３の工程と，
前記方向角，前記高度角，及び前記特定面から前記２つのエッジポイントの座標をそれぞれ求める第４の工程と，
前記２つのエッジポイントの座標から前記エッジを特定する第５の工程，を有する測量方法。
【請求項８】
一つの壁面上にある第１〜第４の点の座標を求める第１の工程と，
前記第１の工程に続いて，前記第１の点，第２の点，及び第３の点を含む一つの面を特定する第２の工程と，
前記第２の工程で特定された面と前記第４の点との距離δを求める第３の工程と，
前記距離δが予め決められた閾値δｔｈ以上か否か判断する第４の工程と，
前記距離δが前記予め決められた閾値δｔｈ以上の場合，前記第１の工程に戻り，前記距離δが前記予め決められた閾値δｔｈ未満の場合，前記第２の工程で特定した面を前記壁面を表す面とする第５の工程，を有する測量方法。
【請求項９】
ノンプリズム式トータルステーションを使って前記第１〜第４の点の座標を求める請求項８の測量方法。
【請求項１０】
一つの壁面上にある第１の点，第２の点，及び第３の点を含む一つの面を特定する第１の手段と，
前記第１の手段で特定された面と前記一つの壁面上にある第４の点との距離δを求める第２の手段と，
前記距離δが予め決められた閾値δｔｈ未満の場合，前記第１の手段で特定した面を前記壁面を表す面とする第３の手段，を有する測量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，測量方法及び測量装置，特に，建物又は構造物の壁面又は面部分を正確に特定する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在，ノンプリズム式トータルステーションが各種測量に利用されている。このトータルステーションを利用すれば，高い所にある観測点も足場を設置することなく簡単に且つ高精度に測量できる。
【０００３】
ノンプリズム式トータルステーションは観測点に向けて照射したレーザ光の反射光を利用するものである。しかし，例えば，建物のコーナー（角部）についてはそこからの反射光を得ることができないため，コーナーの座標を正確に得ることができない。そのため，従来，コーナーのごく近傍の壁面上に観測点を設け，その観測点の座標をコーナーの座標とみなすことが行われていた。しかし，得られる観測点の座標は，正確にコーナーの座標を特定するものでない。
【０００４】
また，ノンプリズム式トータルステーションを使って１つの平坦な面を特定することが求められる場面がある。例えば，建物の壁面に発生したクラックの分布をその三次元座標データとともに表す場合，壁面そのものを特定するデータが必要である。しかし，現実の壁面は，完全に平坦な面ではないし，経年劣化に伴って発生した凹凸を含むことがある。そのため，壁面上の例えば３点を観測し，それらの座標データから特定された壁面（具体的には面方程式）が現実の壁面を正確に表しているとは言い難いことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３３３２１１号公報
【特許文献２】特開２０１０−８５３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで，本願発明は，例えばノンプリズム式トータルステーションを使って観測された面データが現実の壁面を正確に反映しているか否かを評価する方法と装置，また，面がコーナー（角部）やエッジ（縁部）を含む場合，それらコーナーやエッジの座標を正確に計測する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのために，本発明の実施形態に係る測量方法（面測量）は，
１つの壁面上にある第１〜第４の点の座標を求める第１の工程と，
前記第１の工程に続いて，前記第１，第２，及び第３の点を含む第１の面，前記第２，第３，及び第４の点を含む第２の面，前記第３，第４，及び第１の点を含む第３の面，及び前記第４，第１，及び第２の点を含む第４の面を特定する第２の工程と，
前記第２の工程に続いて，前記第１の面と前記第４の点との第４の距離δ４，前記第２の面と前記第１の点との第１の距離δ１，前記第３の面と前記第２の点との第２の距離δ２，及び前記第４の面と前記第３の点との第３の距離δ３を求める第３の工程と，
前記第３の工程に続いて，前記第１，第２，第３，及び第４の距離δ１〜δ４のうちの最大の値δｍａｘを評価値とする第４の工程と，
前記第４の工程に続いて，前記評価値δｍａｘが予め決められた閾値δｔｈ未満の場合，前記第１〜第４の面のいずれかを前記壁面を特定する特定面とする第５の工程を有するものである。
【０００８】
本発明の他の形態に係る測量方法は，前記第４の工程に続いて，前記評価値δｍａｘが予め決められた閾値δｔｈ以上の場合，前記第１の工程に戻る第６の工程を有する，ものである。
【０００９】
以上の測量方法では，ノンプリズム式トータルステーションを使って前記第１〜第４の点の座標を求めることが好ましい。
【００１０】
本発明の他の形態に係る測量方法は，
前記壁面が少なくとも１つのコーナーを有する場合，
前記ノンプリズム式トータルステーションに対する前記コーナーの方向角と高度角を求める工程と，
前記方向角，前記高度角，及び前記特定面から前記角の座標を求める工程，を有する。
【００１１】
本発明の他の形態に係る測量方法は，
前記壁面が少なくとも１つのエッジを有する場合，
前記エッジに含まれる少なくとも２つの第１と第２のエッジポイントのそれぞれについて，前記ノンプリズム式トータルステーションに対する方向角と高度角を求める工程と，
前記第１と第２のエッジポイントの方向角及び高度角と前記特定面から，前記第１と第２のエッジポイントの座標を求める工程，を有する。
【００１２】
本発明の実施形態に係る別の測量方法（コーナー測量）は，ノンプリズム式トータルステーションを使って，少なくとも１つのコーナーを有する壁面上にある３点の座標を求める第１の工程と，
前記第１の工程に続いて，前記３点を含む第１の面を特定する第２の工程と，
前記ノンプリズム式トータルステーションに対する前記コーナーの方向角と高度角を求める第３の工程と，
前記方向角，前記高度角，及び前記特定面から前記コーナーの座標を求める第４の工程，を有する。
【００１３】
本発明の実施形態に係る別の測量方法（エッジ測量）は，
ノンプリズム式トータルステーションを使って，少なくとも２つのエッジポイントを含むエッジを有する壁面上にある３点の座標を求める第１の工程と，
前記第１の工程に続いて，前記３点を含む第１の面を特定する第２の工程と，
前記ノンプリズム式トータルステーションに対する前記２つのエッジポイントの方向角と高度角をそれぞれ求める第３の工程と，
前記方向角，前記高度角，及び前記特定面から前記２つのエッジポイントの座標をそれぞれ求める第４の工程と，
前記２つのエッジポイントの座標から前記エッジを特定する。
【００１４】
本発明の他の形態に係る測量方法は，
一つの壁面上にある第１〜第４の点の座標を求める第１の工程と，
前記第１の工程に続いて，前記第１の点，第２の点，及び第３の点を含む一つの面を特定する第２の工程と，
前記第２の工程で特定された面と前記第４の点との距離δを求める第３の工程と，
前記距離δが予め決められた閾値δｔｈ以上か否か判断する第４の工程と，
前記距離δが前記予め決められた閾値δｔｈ以上の場合，前記第１の工程に戻り，前記距離δが前記予め決められた閾値δｔｈ未満の場合，前記第２の工程で特定した面を前記壁面を表す面とする第５の工程，を有する。
【００１５】
この測量方法では，ノンプリズム式トータルステーションを使って前記第１〜第４の点の座標を求めることが好ましい。
【００１６】
本発明の測量装置は，
一つの壁面上にある第１の点，第２の点，及び第３の点を含む一つの面を特定する第１の手段と，
前記第１の手段で特定された面と前記一つの壁面上にある第４の点との距離δを求める第２の手段と，
前記距離δが予め決められた閾値δｔｈ未満の場合，前記第１の手段で特定した面を前記壁面を表す面とする第３の手段，を有する。
【００１７】
なお，以上の測量方法及び測量装置において，「壁面」とは，平坦な面をいい，建物や構造物の壁を構成している面だけでなく，鉄塔等の工作物を構成する部材の面部分を含む概念である。また，エッジポイントは，エッジの終端であるコーナーを含む概念である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の測量方法及び測量装置によれば，測量対象となる壁面に歪みや凹凸があっても，その壁面を正確に特定できる。また，本発明の測量方法及び測量装置によれば，壁面がコーナーやエッジを有する場合，それらコーナーやエッジを正確に特定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の測量方法（面測量）を説明するための概念図である。
【図２】図１に示すトータルステーションに搭載されたコンピュータの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の測量方法を説明する図である。
【図４】壁面の歪みを説明する図である。
【図５】本発明の測量方法（コーナー測量，エッジ測量）を説明する図である。
【図６】建物壁面の測量方法を説明するための図である。
【図７】鉄塔の一部を構成している部材（山形鋼）とそこに設定された観測点を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下，添付図面を参照して本願発明の測量方法及び測量装置を説明する。
【００２１】
１．概略構成
図１は，本発明の測量方法に使用するノンプリズム方式のトータルステーション１０を示す。トータルステーション１０は，一般のトータルステーションと同様に，レーザを使って距離を測定する測距機能，望遠鏡の視準方向（方向角，高度角）を測定する測角機能，測定された距離と角度を使って観測点（望遠鏡の視準点）の三次元座標データを取得する座標演算機能，及び観測点の三次元座標を使って各種演算を行う特殊機能を有する。
【００２２】
これらの機能を実行するために，トータルステーション１０は，三脚に固定される下部構造（整準台）１１と，下部構造１１に支持された上部構造１２を有する。上部構造１２は，下部構造１１に対して，鉛直軸Ｖを中心に回転可能である。上部構造１２は，後述する入力装置と出力装置を一体化した入出力部１３，望遠鏡１４等を備えている。望遠鏡１４は，上部構造１２に対して，鉛直軸Ｖに直交する水平軸Ｈを中心に回転可能である。望遠鏡１４の視準軸Ｃは，水平軸Ｈに直交し，鉛直軸Ｖと水平軸Ｈの交点を通る。以下，この交点を「基準点」という。
【００２３】
トータルステーション１０は，コンピュータを内蔵している。図２に示すように，コンピュータ２０は，中央処理装置２１（制御装置２２，演算装置２３），記憶装置２４，周辺装置〔入力装置（例えば，テンキー，ファンクションキー等）２５，出力装置（例えば，ディスプレイ，外部出力端子）２６を備えている。記憶装置２４は，後述する演算処理のプログラム，入力されたデータ，各種プログラムにしたがって計算されたデータ（中間結果を含む。）等を記憶する。演算装置２３は，入力されたデータをプログラムにしたがって演算処理する。制御装置２２は，プログラムの命令を解読し，その内容にしたがって演算装置２３，記憶装置２４，入力装置２５，及び出力装置２６に指令を出力する。
【００２４】
実施形態では，トータルステーション１０の記憶装置に後述する演算プログラム及び演算結果を記憶する。トータルステーションの外部接続端子に外部コンピュータ（例えば，所謂パソコンや携帯端末）を接続し，演算プログラム，演算結果，その他の測量に必要なデータをそこに記憶し表示させることもできる。
【００２５】
２．測量の種類
トータルステーション１０を使って行われる各種測量には，平坦な面（例えば，建物の壁面）を特定する測量（以下，「面測量」という。）と，その平坦な面のコーナー（角部）やエッジ（縁部）を特定する測量（以下，それぞれ「コーナー測量」，「エッジ測量」という。）が含まれる。以下，面測量，コーナー測量，及びエッジ測量について説明する。
【００２６】
２．１：面測量
面測量を建物の壁面に適用した場合を例に説明する。図１に示すように，測量の対象となる建物３１は外見上平坦な壁面３２を有するものとする。通常，外見上平坦な壁面であっても，厳密には歪みや凹凸を有する。例えばコンクリート構造物の場合，歪みは型枠の歪みに起因する。タイル外壁の場合，タイルとタイルの間の目地が窪みになる。したがって，レーザ（観測点）が壁面の窪みや突起に当たることがあり，その場合，壁面３２上の３点の座標データをもって特定される面が実際の壁面３２を正確に表しているとは言い難い。この問題に対処するため，本発明の面測量は，特定された面が実際の壁面を正確又はほぼ正確に表しているか否かを判断するための評価機能を有する。以下，この評価機能を面測量と共に説明する。
【００２７】
（１）準備
面測量において，オペレータは，対象建物３１が見える位置にノンプリズム方式のトータルステーション１０を設置する。次に，オペレータは，トータルステーション１０を起動し，トータルステーション１０の器械点（ｘ０，ｙ０，ｚ０’）と，器械点から基準点（ｈ０）までの高さ（器械高）を求める。器械点の座標と器械高から，基準点の座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）（ｚ０＝ｚ０’＋ｈ０）が計算できる。
【００２８】
（２）計測（工程１）
面測量の対象とする領域（壁面全体又は壁面の一部分）を決め，該領域に含まれる４つの計測点Ｐ１（第１の点），Ｐ２（第２の点），Ｐ３（第３の点），Ｐ４（第４の点）を望遠鏡で視準し，４点の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１），（ｘ２，ｙ２，ｚ２），（ｘ３，ｙ３，ｚ３），（ｘ４，ｙ４，ｚ４）を得る。
【００２９】
具体的には，オペレータが入出力部１３の面測量キー１５を押す。これにより，制御装置２２が記憶装置２４に記憶されている面測量プログラムが起動する。次に，オペレータが望遠鏡１４で計測点を視準し，入出力部１３の測定キー１６を押す。これにより，制御装置２２は面測量プログラムにしたがって，計測点の座標を自動計算する。４つの計測点について，視準・キー操作を繰り返すことにより，４つの計測点の座標が得られる。周知のとおり，計測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１），（ｘ２，ｙ２，ｚ２），（ｘ３，ｙ３，ｚ３），（ｘ４，ｙ４，ｚ４）はそれぞれ，基準点の座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０），基準点から観測点までの斜距離（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４），視準軸の方向角（α１，α２，α３，α４）と高度角（ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４）をもとに計算される（図１，３参照）。
【００３０】
（３）面方程式（工程２）
制御装置２２は，面測量プログラムにしたがって，計測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１），（ｘ２，ｙ２，ｚ２），（ｘ３，ｙ３，ｚ３），（ｘ４，ｙ４，ｚ４）を使い，点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を結ぶ第１の面の面方程式〔数式１〕，点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を結ぶ第２の面の面方程式〔数式２〕，点Ｐ３，Ｐ４，Ｐ１を結ぶ第３の面の面方程式〔数式３〕，点Ｐ４，Ｐ１，Ｐ２を結ぶ第４の面の面方程式〔数式４〕を求める。具体的には，以下に示す面方程式の係数（a1,b1,c1,d１・・・a4,b4,c4,d4）を計算する。
【数１】
2018077065.tif 000003
【数２】
2018077065.tif 000004
【数３】
2018077065.tif 000005
【数４】
2018077065.tif 000006
【００３１】
（４）垂線長（工程３）
上述のように，４つの計測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が同一平面上に位置するとは限らない。例えば，壁面のゆがみ等により，図４に示すように，点Ｐ４は他の３つの点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を結んで形成される三角形Ｐ１Ｐ２Ｐ３の面上に存在しないことがある（図４（ｂ）参照）。同様に，点Ｐ２は他の３つの点Ｐ３，Ｐ４，Ｐ１を結んで形成される三角形Ｐ３Ｐ４Ｐ１の面上に存在しないことがある（図４（ｃ）参照）。図４（ｂ）,（ｃ）において，点Ｐ４から三角形Ｐ１Ｐ２Ｐ３の平面に下した垂線の長さがδ４，点Ｐ２から三角形Ｐ３Ｐ４Ｐ１の平面に下した垂線の長さがδ２で，それぞれ示されている。
【００３２】
制御装置２２は，面測量プログラムにしたがって，点Ｐ４から三角形Ｐ１Ｐ２Ｐ３の面に下した垂線の長さδ４〔数式５〕，点Ｐ１から三角形Ｐ２Ｐ３Ｐ４の平面に下した垂線の長さδ１〔数式６〕，点Ｐ２から三角形Ｐ３Ｐ４Ｐ１の平面に下した垂線の長さδ２〔数式７〕，点Ｐ３から三角形Ｐ４Ｐ１Ｐ２の平面に下した垂線の長さδ３〔数式８〕を計算する。
【数５】
2018077065.tif 000007
【数６】
2018077065.tif 000008
【数７】
2018077065.tif 000009
【数８】
2018077065.tif 000010
【００３３】
（４）最大垂線長（工程４）
制御装置２２は，面測量プログラムにしたがって，垂線の長さδ１，δ２，δ３，δ４のうち，最大の値を有する垂線長を評価値δＭＡＸとする。
【００３４】
（５）評価（工程５）
制御装置２２は，面測量プログラムにしたがって，記憶装置２４に記憶されている閾値δＴＨを読み出す。閾値δＴＨは，測量対象に応じて適宜決定される。制御装置２２は，閾値δＴＨと評価値δＭＡＸとを比較し，評価値δＭＡＸが閾値δＴＨ以上であれば，入出力部１３の表示部（例えば，液晶画面）１７に所定の警告（例えば，「測定不能」）を表示させる。
【００３５】
警告が表示された場合，オペレータは工程１に戻り，新たな４つの計測点Ｐ１（第１の点），Ｐ２（第２の点），Ｐ３（第３の点），Ｐ４（第４の点）を望遠鏡１４で視準し，それら４点の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１），（ｘ２，ｙ２，ｚ２），（ｘ３，ｙ３，ｚ３），（ｘ４，ｙ４，ｚ４）を得る。以後，工程２〜５を繰り返す。
【００３６】
（６）面の特定（工程６）
評価値δＭＡＸが閾値δＴＨ未満の場合，制御装置２２は，面測量プログラムにしたがって，式（１）〜（４）のいずれかを領域の面方程式とする。
【００３７】
２．２．測量
コーナーの座標を得るコーナー測量を説明する。
【００３８】
例えば，図５に示すように，構造物４１の壁面４２であって，上下左右のコーナーＰ１０，Ｐ２０，Ｐ３０，Ｐ４０と，それらのコーナーを結ぶ上下のエッジＥ１２，Ｅ３４と左右のエッジを有する壁面が想定する。
【００３９】
（７）面方程式（工程７）
オペレータが入出力部１３のコーナー測量キー１８を押す。これにより，制御装置２２が記憶装置２４に記憶されているコーナー測量プログラムが起動し，上述した工程１〜５を実行し，壁面３２内の領域に設定された４つの計測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１），（ｘ２，ｙ２，ｚ２），（ｘ３，ｙ３，ｚ３），（ｘ４，ｙ４，ｚ４）を取得し，壁面３２を特定する面方程式を得る。図示するように，計測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は，４つのコーナーＰ１０，Ｐ２０，Ｐ３０，Ｐ４０の近くに設けることが好ましい。すでに計測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を使った面測量の座標データが記憶装置２４に記憶されている場合，記憶された計測点の座標及び面方程式がコーナー測量に利用できる。
【００４０】
（８）方向ベクトル（工程８）
次に，オペレータが望遠鏡１４でコーナーＰ１０，Ｐ２０，Ｐ３０，Ｐ４０を視準する。各コーナーを視準した状態で，オペレータが測定キー１６を押すと，制御装置２２は，コーナー測量プログラムにしたがって，視準軸の方向角α１０，α２０，α３０，α４０及び高度角ｈ１０，ｈ２０，ｈ３０，ｈ４０と，基準点の座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）をもとに，基準点とコーナーを結ぶ方向ベクトル〔数式（９），（１０），（１１），（１２）〕を求める。具体的には，以下の数式９〜１２に示す値a1０,b1０,c1０,・・・a4０,b4０,c4０）を計算する。
【数９】
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【数１０】
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【数１１】
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【数１２】
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【００４１】
基準点の座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）と方向ベクトル（数式９〜１２）に基づいて，基準点とコーナーＰ１０，Ｐ２０，Ｐ３０，Ｐ４０をつなぐ直線の方程式〔数式（１３），（１４），（１５），（１６）〕が求められる。
【数１３】
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【数１４】
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【数１５】
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【数１６】
2018077065.tif 000018
【００４２】
（９）コーナーの座標（工程９）
制御装置２２は，コーナー測量プログラムにしたがって，工程７で特定した面方程式〔例えば，数式（１），（２），（３），（４）のいずれか〕と数式１３〜１６を用いて，コーナーＰ１０，Ｐ２０，Ｐ３０，Ｐ４０の座標（ｘ１０，ｙ１０，ｚ１０），（ｘ２０，ｙ２０，ｚ２０），（ｘ３０，ｙ３０，ｚ３０），（ｘ４０，ｙ４０，ｚ４０）をそれぞれ求め，記憶装置２４に記させる。
【００４３】
２．３．エッジ測量
コーナーＰ１０とコーナーＰ２０を結ぶ上エッジ，コーナーＰ２０とコーナーＰ３０を結ぶ右エッジ，コーナーＰ３０とコーナーＰ４０を結ぶ下エッジ，及びコーナーＰ４０とコーナーＰ１０を結ぶ左エッジを特定するエッジ測量を説明する。
【００４４】
（１０）コーナーの座標
制御装置２２は，エッジ測量プログラムにしたがって，上述した工程１〜５を実行し，壁面３２内の領域に設定された４つの計測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１），（ｘ２，ｙ２，ｚ２），（ｘ３，ｙ３，ｚ３），（ｘ４，ｙ４，ｚ４）を取得し，壁面３２を特定する面方程式を得る。図示するように，計測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は，４つのコーナーの近くに設けることが好ましい。すでに計測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を使った面測量又はコーナー測量の座標データが記憶装置２４に記憶されている場合，記憶された計測点の座標及び面方程式が利用できる。また，制御装置２２は，エッジ測量プログラムにしたがって，上述の工程６〜９を実行し，コーナーＰ１０，Ｐ２０，Ｐ３０，Ｐ４０の座標（ｘ１０，ｙ１０，ｚ１０），（ｘ２０，ｙ２０，ｚ２０），（ｘ３０，ｙ３０，ｚ３０），（ｘ４０，ｙ４０，ｚ４０）をそれぞれ求め，記憶装置２４に記憶させる。
【００４５】
（１１）エッジの方程式
コーナーＰ１０，Ｐ２０，Ｐ３０，Ｐ４０の座標（ｘ１０，ｙ１０，ｚ１０），（ｘ２０，ｙ２０，ｚ２０），（ｘ３０，ｙ３０，ｚ３０），（ｘ４０，ｙ４０，ｚ４０）の座標から，コーナーＰ１０とコーナーＰ２０を結ぶ上エッジ（上縁）Ｅ１２の直線方程式〔数式（１７）〕，コーナーＰ２０とコーナーＰ３０を結ぶ右エッジ（右縁）Ｅ２３の直線方程式〔数式（１８）〕，コーナーＰ３０とコーナーＰ４０を結ぶ下エッジ（下縁）Ｅ３４の直線方程式〔数式（１９）〕，及びコーナーＰ４０とコーナーＰ１０を結ぶ左エッジ（左縁）Ｅ４１の直線方程式〔数式（２０）〕が求まる。
【数１７】
2018077065.tif 000019
【数１８】
2018077065.tif 000020
【数１９】
2018077065.tif 000021
【数２０】
2018077065.tif 000022
【００４６】
以上の説明では，壁面のＰ１０，Ｐ２０，Ｐ３０，Ｐ４０の座標を使って上エッジＥ１２，右エッジＥ２３，下エッジＥ３４，及び左エッジＥ４１の方程式を求めたが，コーナー以外のエッジポイント（縁点）（図５に示すエッジポイントＰ１０’，Ｐ２０’，Ｐ３０’，Ｐ４０’，Ｐ１０”，Ｐ２０”，Ｐ３０”，Ｐ４０”）を使って上エッジ，右エッジ，下エッジ，及び下エッジの方程式を求めてもよい。この実施形態では，計算上，エッジポイントがコーナーに相当する。
【００４７】
上述した面測量，コーナー測量，エッジ測量を利用することにより，例えば図６に示す建物５１の壁面５２全体及びそのコーナーやエッジに関する正確なデータを得ることができる。具体的に，図６に示す建物５１を測量する場合，対象壁面５２に複数の観測点Ｐ１１〜Ｐ６１，Ｐ１２〜図６２を設定するとともに，それらの観測点を使って複数の領域５３１〜５３５に分割し，それぞれの領域について上述の面測量を行って面方程式を得る。必要であればコーナー測量及びエッジ測量を行い，コーナーやエッジを特定する。なお，以上の説明では，壁面を四角形の複数の領域に分割したが，領域の形状や大きさ等は測量の対象に応じて任意に決定すればよい。
【００４８】
本発明の実施形態はさらに，
一つの壁面上にある第１〜第４の点の座標を求める第１の工程と，
前記第１の工程に続いて，前記第１の点，第２の点，及び第３の点を含む一つの面を特定する第２の工程と，
前記第２の工程で特定された面と前記第４の点との距離δを求める第３の工程と，
前記距離δが予め決められた閾値δｔｈ以上か否か判断する第４の工程と，
前記距離δが前記予め決められた閾値δｔｈ以上の場合，前記第１の工程に戻り，前記距離δが前記予め決められた閾値δｔｈ未満の場合，前記第２の工程で特定した面が前記壁面を表す面とする第５の工程，を有する測量方法を含む。
【００４９】
この測量方法において，第４の点は第１〜第３の点を結んで形成される三角形領域の内側にあってもよいし外側にあってもよい。
【００５０】
この測量及び上述した複数の測量方法において，壁面上の点の座標は，ノンプリズム式トータルステーションを使って求めることが好ましいが，これに限るものでない。
【００５１】
３．実施例
本発明の測量方法を実施するトータルステーションを用いて，鉄塔の一部を構成している部材（図７に示す山形鋼）の板幅を計測した。上述した方法にしたがって，対象の部材表面における５つの点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５）の座標を求めるとともにそれらの座標を使って板幅を計算した。結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
2018077065.tif 000023
【００５３】
表１に示すように，面１２３５と面１３４５を使った計測した測量結果ではそれぞれ，１つの垂直線の長さ（δｂ＝−２５．４１０ｍｍ，δｃ＝−２５．３６８ｍｍ）が他の垂直線の長さよりも著しく大きく計算された。また，最大のδ値を使って計算した板厚（計算値）は実測値とは大きく違っていた。しかし，その他の計算値は実測値にほぼ等しいことが確認された。したがって，本実施例では，評価値は例えば±５ｍｍに設定すればよいことが分かる。
【符号の説明】
【００５４】
１０：トータルステーション
１１：下部構造（整準台）
１２：上部構造
１３：入出力部
１４：望遠鏡
１５：面測量キー
１６：測定キー
１７：表示部
１８：角測量キー
２０：コンピュータ
２１：中央処理装置
２２：制御装置
２３：演算装置
２４：記憶装置
２５：入力装置
２６：出力装置
３１：建物
３２：壁面
【図１】
2018077065.tif 000024
【図２】
2018077065.tif 000025
【図３】
2018077065.tif 000026
【図４】
2018077065.tif 000027
【図５】
2018077065.tif 000028
【図６】
2018077065.tif 000029
【図７】
2018077065.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月19日(2017.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの壁面上にある第１〜第４の点の座標を求める第１の工程と，
前記第１の工程に続いて，前記第１，第２，及び第３の点を含む第１の面，前記第２，第３，及び第４の点を含む第２の面，前記第３，第４，及び第１の点を含む第３の面，及び前記第４，第１，及び第２の点を含む第４の面を特定する第２の工程と，
前記第２の工程に続いて，前記第１の面と前記第４の点との第４の距離δ４，前記第２の面と前記第１の点との第１の距離δ１，前記第３の面と前記第２の点との第２の距離δ２，及び前記第４の面と前記第３の点との第３の距離δ３を求める第３の工程と，
前記第３の工程に続いて，前記第１，第２，第３，及び第４の距離δ１〜δ４のうちの最大の値δｍａｘを評価値とする第４の工程と，
前記第４の工程に続いて，前記評価値δｍａｘが予め決められた閾値δｔｈ未満の場合，前記第１〜第４の面のいずれかを前記壁面を特定する特定面とする第５の工程を有する，測量方法。
【請求項２】
前記第４の工程に続いて，前記評価値δｍａｘが予め決められた閾値δｔｈ以上の場合，前記第１の工程に戻る第６の工程を有する，請求項１の測量方法。
【請求項３】
ノンプリズム式トータルステーションを使って前記第１〜第４の点の座標を求める請求項２の測量方法。
【請求項４】
前記壁面が少なくとも１つのコーナーを有する場合，
前記ノンプリズム式トータルステーションに対する前記コーナーの方向角と高度角を求める工程と，
前記方向角，前記高度角，及び前記特定面から前記コーナーの座標を求める工程，を有することを特徴とする請求項３の測量方法。
【請求項５】
前記壁面が少なくとも１つのエッジを有する場合，
前記エッジに含まれる少なくとも２つの第１と第２のエッジポイントのそれぞれについて，前記ノンプリズム式トータルステーションに対する方向角と高度角を求める工程と，
前記第１と第２のエッジポイントの方向角及び高度角と前記特定面から，前記第１と第２のエッジポイントの座標を求める工程，を有する請求項３の測量方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】