(57)【要約】      （修正有）【課題】コストを増加させることなく３次元点群データのレジストレーションが可能な測量装置を提供する。【解決手段】室内に設置され、複数地点で測定を行う測量装置１であって、托架部７に設けられた第１測定部４と第２測定部５とを具備し、第１測定部４は、托架部７の水平角検出器１２と、測距する第１測距部４を内蔵する望遠鏡部１７と、望遠鏡部の鉛直角を検出する第１鉛直角検出器１６と、制御部１８とを具備し、第２測定部５は、第２測距光を発し測距を行う第２測距部２９と、第２測距光を鉛直面内に偏向する走査鏡２８と、走査鏡の鉛直角を検出する第２鉛直角検出器２７とを具備し、制御部１８は、第２測定部５により室内全周の点群データを取得し、第１測定部４により室内の所定箇所を測定させ、測定結果に基づき同一高さ且つ同一形状の外形データを作成し、形状マッチングさせ、その際の移動量及び回転量に基づき点群データをレジストレーションする。【選択図】図１
2019095371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内に設置され、複数の設置地点で測定を行う測量装置であって、托架部に設けられた第１測定部と第２測定部とを具備し、前記第１測定部は、前記托架部を鉛直軸心を中心に水平回転させる水平回転駆動部と、前記托架部の水平角を検出する水平角検出器と、所定の測定点を視準し第１測距光を発して測距する第１測距部を内蔵する望遠鏡部と、該望遠鏡部を水平軸心を中心に鉛直回転させる第１鉛直回転駆動部と、前記望遠鏡部の鉛直角を検出する第１鉛直角検出器と、制御部とを具備し、前記第２測定部は、パルス光である第２測距光を発しパルス光毎に測距を行う第２測距部と、前記第２測距光を鉛直面内に偏向する走査鏡と、該走査鏡を水平軸心を中心に鉛直回転させる第２鉛直回転駆動部と、前記走査鏡の鉛直角を検出する第２鉛直角検出器とを具備し、前記制御部は、各設置地点毎に前記第２測定部により前記室内全周の点群データを取得すると共に、前記第１測定部により前記室内の所定箇所を測定させ、前記第１測定部又は前記第２測定部の測定結果に基づき各設置地点毎に同一高さ且つ同一形状の外形データを作成し、各外形データを形状マッチングさせ、形状マッチングの際の移動量及び回転量に基づき各点群データをレジストレーションする様構成された測量装置。
【請求項２】
前記複数の設置地点の高さが同一であり、前記制御部は、前記第１測距光が前記室内の壁面に水平に照射される様前記第１測定部を制御する様構成された請求項１に記載の測量装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記複数の設置地点で前記第１測定部がそれぞれ同一の基準測定点を測定する様前記第１測定部を制御する様構成された請求項１に記載の測量装置。
【請求項４】
前記第２測距光の光軸の水平角は、前記第１測距光の光軸の水平角よりも前記托架部の回転方向に所定角度オフセットされ、前記制御部は、先行して取得された点群データから前記室内の鉛直面と水平面の境界を検出し、前記第１測定部が前記境界から予め設定された距離だけ下方の前記鉛直面を測定する様前記第１測定部を制御する様構成された請求項１に記載の測量装置。
【請求項５】
前記第２測距光の光軸の水平角は、前記第１測距光の光軸の水平角よりも前記托架部の回転方向に所定角度オフセットされ、前記制御部は、先行して取得された点群データから前記室内の鉛直面と水平面の境界を検出し、前記第１測定部が前記境界から予め設定された距離だけ手前の前記水平面を測定する様前記第１測定部を制御する様構成された請求項１に記載の測量装置。
【請求項６】
前記鉛直面は壁面であり、前記水平面は天井である請求項４又は請求項５に記載の測量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物の点群データを取得可能な測量装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
測量装置として、トータルステーションや３次元レーザスキャナがある。トータルステーションは、測定対象点の測定を行う場合に用いられる。３次元レーザスキャナは、測定対象物の形状を３次元座標を有する無数の点の集まり、即ち３次元点群データとして取得する。
【０００３】
３次元レーザスキャナにより３次元点群データを取得する際、特に室内では部屋の形状や障害物等により、１箇所からの測定では部屋全体の３次元点群データを取得できない場合がある。この場合、複数箇所で３次元点群データを取得し、得られた複数の３次元点群データを結合（レジストレーション）することで、部屋全体の３次元点群データを取得している。
【０００４】
複数の３次元点群データをレジストレーションする手段としては、複数の３次元点群データに共通して含まれる点を結合点として複数箇所測定し、結合点同士を合致させてレジストレーションする方法がある。又、複数の３次元点群データを相互に共通部分を含む様に取得し、３次元点群データの共通部分を重ね合わせ、３次元点群データを所定ステップ毎に相対回転、相対移動させて形状を直接比較し、点群同士の位置ずれの誤差が最少となる様に３次元点群データ同士をレジストレーションする方法もある。
【０００５】
然し乍ら、結合点を用いてレジストレーションする方法の場合、レジストレーションの為の演算量は少ないものの、３次元点群データの測定に加えて結合点の３次元座標を別途測定する必要がある。この為、結合点を測定する為のトータルステーション等が別途必要となり、コストの増加を招いていた。
【０００６】
又、３次元点群データ同士を直接比較してレジストレーションする方法の場合、トータルステーション等の測量装置を用いる必要はないが、３次元点群データ間の相対回転、相対移動の度に、３次元点群データ同士が一致しているかを演算するので、レジストレーションの為の演算量が多くなる。この為、測量装置に用いられる演算装置を高性能なものとする必要があり、コストの増加を招いていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０１６０３４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、コストを増加させることなく３次元点群データのレジストレーションが可能な測量装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、室内に設置され、複数の設置地点で測定を行う測量装置であって、托架部に設けられた第１測定部と第２測定部とを具備し、前記第１測定部は、前記托架部を鉛直軸心を中心に水平回転させる水平回転駆動部と、前記托架部の水平角を検出する水平角検出器と、所定の測定点を視準し第１測距光を発して測距する第１測距部を内蔵する望遠鏡部と、該望遠鏡部を水平軸心を中心に鉛直回転させる第１鉛直回転駆動部と、前記望遠鏡部の鉛直角を検出する第１鉛直角検出器と、制御部とを具備し、前記第２測定部は、パルス光である第２測距光を発しパルス光毎に測距を行う第２測距部と、前記第２測距光を鉛直面内に偏向する走査鏡と、該走査鏡を水平軸心を中心に鉛直回転させる第２鉛直回転駆動部と、前記走査鏡の鉛直角を検出する第２鉛直角検出器とを具備し、前記制御部は、各設置地点毎に前記第２測定部により前記室内全周の点群データを取得すると共に、前記第１測定部により前記室内の所定箇所を測定させ、前記第１測定部又は前記第２測定部の測定結果に基づき各設置地点毎に同一高さ且つ同一形状の外形データを作成し、各外形データを形状マッチングさせ、形状マッチングの際の移動量及び回転量に基づき各点群データをレジストレーションする様構成された測量装置に係るものである。
【００１０】
又本発明は、前記複数の設置地点の高さが同一であり、前記制御部は、前記第１測距光が前記室内の壁面に水平に照射される様前記第１測定部を制御する様構成された測量装置に係るものである。
【００１１】
又本発明は、前記制御部は、前記複数の設置地点で前記第１測定部がそれぞれ同一の基準測定点を測定する様前記第１測定部を制御する様構成された測量装置に係るものである。
【００１２】
又本発明は、前記第２測距光の光軸の水平角は、前記第１測距光の光軸の水平角よりも前記托架部の回転方向に所定角度オフセットされ、前記制御部は、先行して取得された点群データから前記室内の鉛直面と水平面の境界を検出し、前記第１測定部が前記境界から予め設定された距離だけ下方の前記鉛直面を測定する様前記第１測定部を制御する様構成された測量装置に係るものである。
【００１３】
又本発明は、前記第２測距光の光軸の水平角は、前記第１測距光の光軸の水平角よりも前記托架部の回転方向に所定角度オフセットされ、前記制御部は、先行して取得された点群データから前記室内の鉛直面と水平面の境界を検出し、前記第１測定部が前記境界から予め設定された距離だけ手前の前記水平面を測定する様前記第１測定部を制御する様構成された測量装置に係るものである。
【００１４】
更に又本発明は、前記鉛直面は壁面であり、前記水平面は天井である測量装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、室内に設置され、複数の設置地点で測定を行う測量装置であって、托架部に設けられた第１測定部と第２測定部とを具備し、前記第１測定部は、前記托架部を鉛直軸心を中心に水平回転させる水平回転駆動部と、前記托架部の水平角を検出する水平角検出器と、所定の測定点を視準し第１測距光を発して測距する第１測距部を内蔵する望遠鏡部と、該望遠鏡部を水平軸心を中心に鉛直回転させる第１鉛直回転駆動部と、前記望遠鏡部の鉛直角を検出する第１鉛直角検出器と、制御部とを具備し、前記第２測定部は、パルス光である第２測距光を発しパルス光毎に測距を行う第２測距部と、前記第２測距光を鉛直面内に偏向する走査鏡と、該走査鏡を水平軸心を中心に鉛直回転させる第２鉛直回転駆動部と、前記走査鏡の鉛直角を検出する第２鉛直角検出器とを具備し、前記制御部は、各設置地点毎に前記第２測定部により前記室内全周の点群データを取得すると共に、前記第１測定部により前記室内の所定箇所を測定させ、前記第１測定部又は前記第２測定部の測定結果に基づき各設置地点毎に同一高さ且つ同一形状の外形データを作成し、各外形データを形状マッチングさせ、形状マッチングの際の移動量及び回転量に基づき各点群データをレジストレーションする様構成されたので、二次元の移動と回転のみにより各点群データのレジストレーションが可能であり、前記制御部に対する演算負荷が低減され、該制御部を高性能化する必要がなく、製作コスト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】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係る測量装置を示す正面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るレジストレーション処理を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施例に係る部屋を示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る第１測距光の照射位置を示す正面図である。
【図５】第１の設置地点で取得された第１断面データを示す説明図である。
【図６】第２の設置地点で取得された第２断面データを示す説明図である。
【図７】断面データに於ける抜けを説明する説明図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係る第１測距光の照射位置を示す正面図である。
【図９】本発明の第３の実施例に係る第１測距光の照射位置を示す正面図である。
【図１０】本発明の第３の実施例に係るレジストレーション処理を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の第４の実施例に係る第１測距光の照射位置を示す正面図である。
【図１２】本発明の第４の実施例に係るレジストレーション処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１８】
先ず、図１に於いて、本発明の第１の実施例に係る測量装置について説明する。
【００１９】
測量装置１は、図示しない三脚に取付けられた整準部２、該整準部２に設けられた測量装置本体３とを有している。該測量装置本体３は、第１測定部４としてのトータルステーションと、第２測定部５としての２次元レーザスキャナが一体化された構造となっている。尚、前記整準部２による整準は、手動で行ってもよいし、後述する制御部１８によって自動で行われてもよい。
【００２０】
前記第１測定部４は、固定部６、托架部７、水平回転軸８、水平回転軸受９、水平回転駆動部としての水平回転モータ１１、水平角検出器としての水平角エンコーダ１２、第１鉛直回転軸１３、第１鉛直回転軸受１４、第１鉛直回転駆動部としての第１鉛直回転モータ１５、第１鉛直角検出器としての第１鉛直角エンコーダ１６、望遠鏡部１７、前記制御部１８、記憶部１９、操作部２１等を具備している。前記第１測定部４は、第１測定基準位置を有している。例えば、前記望遠鏡部１７の光軸（第１測距光軸）と、前記第１鉛直回転軸１３の軸心１３ａとが交差する点を第１測定基準位置とする。
【００２１】
前記水平回転軸受９は前記固定部６に固定され、前記水平回転軸８は鉛直な軸心８ａを有し、前記水平回転軸受９に回転自在に支持される。又、前記托架部７は、前記水平回転軸８に支持され、前記托架部７は水平方向に前記水平回転軸８と一体に回転する様になっている。
【００２２】
前記水平回転軸受９と前記托架部７との間には前記水平回転モータ１１が設けられ、該水平回転モータ１１は前記制御部１８によって制御される。前記制御部１８は、前記水平回転モータ１１を制御することにより、前記托架部７を前記水平回転軸８を中心に回転させる。
【００２３】
前記托架部７の前記固定部６に対する相対回転角は、前記水平角エンコーダ１２によって検出される。該水平角エンコーダ１２からの検出信号は前記制御部１８に入力され、該制御部１８により水平角データが演算される。該制御部１８は、前記水平角データに基づき、前記水平回転モータ１１に対するフィードバック制御を行う。
【００２４】
又、前記托架部７には凹部２２が形成されている。該凹部２２に前記第１鉛直回転軸１３が延出し、該第１鉛直回転軸１３は前記第１鉛直回転軸受１４を介して前記托架部７に回転自在に設けられている。
【００２５】
前記第１鉛直回転軸１３は、水平な前記軸心１３ａを有し、前記凹部２２内に延出する一端部に前記望遠鏡部１７が固着されている。又、前記第１鉛直回転軸１３の他端部には、前記第１鉛直角エンコーダ１６が設けられている。
【００２６】
前記第１鉛直回転軸１３に前記第１鉛直回転モータ１５が設けられ、該第１鉛直回転モータ１５は前記制御部１８に制御される。該制御部１８は、前記第１鉛直回転モータ１５を制御して前記第１鉛直回転軸１３を回転させ、前記望遠鏡部１７は前記第１鉛直回転軸１３を中心に回転される。
【００２７】
前記望遠鏡部１７の高低角（鉛直角）は、前記第１鉛直角エンコーダ１６によって検出され、検出結果は前記制御部１８に入力される。該制御部１８は、前記第１鉛直角エンコーダ１６の検出結果に基づき前記望遠鏡部１７の第１鉛直角データを演算し、該第１鉛直角データに基づき前記第１鉛直回転モータ１５に対するフィードバック制御を行う。
【００２８】
又、前記制御部１８で演算された水平角データ、第１鉛直角データは前記記憶部１９に保存される。該記憶部１９は、ＨＤＤ、メモリカード等種々の記憶手段が用いられる。該記憶部１９は、前記托架部７に対して着脱可能であってもよく、或は所要の通信手段を介して外部記憶装置或は外部データ処理装置にデータを送出可能としてもよい。
【００２９】
前記操作部２１は、例えばタッチパネルであり、該操作部２１を介して測定条件の設定、測定の開始及び停止等が入力可能となっている。
【００３０】
次に、前記望遠鏡部１７について説明する。
【００３１】
該望遠鏡部１７は、視準望遠鏡２３を具備し、又第１測距部（図示せず）を内蔵している。該第１測距部は、前記軸心１３ａと直交し前記軸心８ａと交差する第１測距光軸と、該第１測距光軸に沿って第１測距光を射出する射出部（図示せず）と、測定対象物で反射された反射測距光を受光する受光部（図示せず）とを有している。
【００３２】
前記第１測距部は、前記射出部から射出された第１測距光の発光のタイミングと、測定対象物で反射された反射測距光の前記受光部への受光のタイミングの時間差（即ち、測距光の往復時間）に基づき、測定対象物の測距が実行され、測距結果は前記水平角データと前記第１鉛直角データに関連付けられて、又は座標値として前記記憶部１９に保存される。
【００３３】
前記第２測定部５は、前記托架部７と、第２鉛直回転軸２４、第２鉛直回転軸受２５、第２鉛直回転駆動部としての第２鉛直回転モータ２６、第２鉛直角検出器としての第２鉛直角エンコーダ２７、走査鏡２８、第２測距部２９等を具備している。前記第２測定部５は、第２測定基準位置を有している。該第２測定基準位置は、例えば前記第２測定部５の測距光軸（第２測距光軸）が前記軸心８ａと交差する点とする。尚、前記制御部１８、前記記憶部１９、前記操作部２１は、前記第２測定部５に対しても共通して使用される。
【００３４】
前記第２測定部５の鉛直軸心（後述）は、前記水平回転軸８の軸心８ａと合致しており、前記第２測定部５は前記水平回転軸８を中心に前記第１測定部４と一体に回転する様になっている。
【００３５】
ここで、前記鉛直軸心は鉛直方向に延出し、前記第２鉛直回転軸２４の軸心２４ａと直交し、前記走査鏡２８に測距光が入射する点を通過する。
【００３６】
前記第２鉛直回転軸２４は、前記托架部７に前記第２鉛直回転軸受２５を介して回転自在に支持されている。前記第２鉛直回転軸２４の前記軸心２４ａは水平であり、一端部は前記凹部２２内に延出し、前記一端部には前記走査鏡２８が固着されている。又、前記第２鉛直回転軸２４の他端部には、前記第２鉛直角エンコーダ２７が設けられている。前記第２鉛直回転モータ２６は、前記第２鉛直回転軸２４を回転し、該第２鉛直回転軸２４により前記走査鏡２８は前記軸心２４ａを中心に回転される。
【００３７】
前記軸心８ａと前記軸心２４ａとは、前記走査鏡２８の反射面上で直交する様になっている。尚、前記軸心１３ａと前記軸心２４ａとは平行又は水平方向に所定角度オフセットされており、前記軸心１３ａと前記軸心２４ａとの間の距離は既知となっている。即ち、前記第１測距部の第１測定基準位置に対する前記第２測距部２９の第２測定基準位置の位置は既知となっている。
【００３８】
前記走査鏡２８の回転角は、前記第２鉛直角エンコーダ２７によって検出され、検出結果は前記制御部１８に入力される。該制御部１８は、前記検出結果に基づき前記走査鏡２８の第２鉛直角データを演算し、該第２鉛直角データに基づき前記第２鉛直回転モータ２６をフィードバック制御する。尚、前記第２鉛直回転軸２４は、図示しない高精度な傾斜センサ、例えばチルトセンサが設けられ、前記制御部１８は前記傾斜センサの検出結果に基づき回転の際の軸ブレ等を補正可能となっている。
【００３９】
次に、前記第２測距部２９について説明する。
【００４０】
発光素子３１からパルス光の第２測距光が射出され、第２測距光は投光光学系３２、ビームスプリッタ３３を介して射出される。該ビームスプリッタ３３から射出される第２測距光の第２測距光軸は、前記軸心２４ａと合致しており、第２測距光は前記走査鏡２８によって直角に偏向される。該走査鏡２８が前記軸心２４ａを中心に回転することで、第２測距光は前記軸心２４ａと直交し、且つ前記軸心８ａを含む平面内を回転（走査）する。
【００４１】
測定対象物で反射された第２測距光（以下反射測距光）は、前記走査鏡２８に入射し、該走査鏡２８で偏向され、前記ビームスプリッタ３３、受光光学系３４を経て受光素子３５で受光される。
【００４２】
前記制御部１８は、前記発光素子３１の発光タイミングと、前記受光素子３５の受光タイミングの時間差（即ち、パルス光の往復時間）に基づき、測距光の１パルス光毎に測距を実行する（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）。尚、測距方法としては、測距光として連続光、又は断続光を照射し、射出光と反射光の位相差により測距を行ってもよい。
【００４３】
尚、前記第２測距部２９には内部参照光学系（図示せず）が設けられ、第２測距光の一部が分割され、内部参照光学系を経て前記受光素子３５で分割された第２測距光が受光される。前記内部参照光学系で受光した測距光の受光タイミングと、反射測距光の受光タイミングとの時間差により測距を行うことで高精度の測距が可能となる。
【００４４】
前記走査鏡２８を鉛直方向に回転しつつ、測距を行うことで、第２鉛直角データと測距データが得られ、前記第２鉛直角データと前記測距データを基に２次元の点群データが取得できる。更に、該２次元点群データ取得時の水平角が前記水平角エンコーダ１２によって取得される。
【００４５】
又、前記制御部１８により演算された前記走査鏡２８の第２鉛直角データ、前記第２測距部２９で測定された測距データは関連付けられて前記記憶部１９に記憶される。或は、測距データと第２鉛直角データ、水平角データで表される座標値として前記記憶部１９に記憶される。
【００４６】
前記制御部１８は、前記第１測定部４による測距、前記第１鉛直角エンコーダ１６による鉛直角の検出結果及び前記水平角エンコーダ１２による水平角の検出結果に基づき、所定の測定点（基準測定点）の３次元座標を測定する。又、前記制御部１８は、前記第２測定部５の点群データ取得の為の制御を行うと共に、前記水平回転モータ１１の制御も実行し、前記第２測定部５による鉛直方向の走査と、前記水平回転モータ１１の水平方向の回転との協働により、２次元（水平、鉛直２方向）のスキャンが実行される。２次元のスキャンとパルス光毎の測距により、前記走査鏡２８の鉛直角データ、前記水平角エンコーダ１２の水平角データ、前記第２測距部２９の測距データが取得でき、測定対象物に対応する３次元の点群データが取得できる。又、前記制御部１８は、３次元点群データと前記第１測定部４が測定した前記基準測定点の３次元座標との関連付けを行う。
【００４７】
以下、前記測量装置１の作動について説明する。
【００４８】
先ず、前記第１測定部４により所定の測定点（以下基準測定点）の３次元測定を行う場合について説明する。測定に必要な情報、データ、例えば基準測定点の座標値が前記操作部２１から入力され、前記制御部１８は入力情報やデータに対応し、前記水平回転モータ１１、前記第１鉛直回転モータ１５、前記第１測距部に制御信号を送出する。
【００４９】
前記第１測定部４の水平回転、前記望遠鏡部１７の鉛直回転の協働により、前記視準望遠鏡２３が所定の測定点に向けられ、該視準望遠鏡２３により前記測定点が視準される。測距光が前記視準望遠鏡２３を介して前記測定点に照射され、該測定点の測距が実行される。測距データは前記記憶部１９に入力され、該記憶部１９に格納される。ここで、所定の測定点として、壁面にマーク等を設置してもよく、或は壁面の特徴的な箇所、例えばコーナ等を測定点として設定してもよい。
【００５０】
又、該測定点を測距した時の鉛直角が、前記第１鉛直角エンコーダ１６によって検出され、水平角が前記水平角エンコーダ１２によって検出され、第１鉛直角データと水平角データが前記記憶部１９に格納される。又、測距データ、水平角データ、第１鉛直角データは相互に関連付けられる。
【００５１】
前記制御部１８は、前記記憶部１９に格納された前記測定点の測距データと、測距時の第１鉛直角データと水平角データとにより、前記測定点の３次元データ（即ち、３次元座標）を取得することができる。又、前記制御部１８は、取得した前記測定点の３次元データを、前記記憶部１９に格納する。測定すべき測定点が複数ある場合には、各測定点が順次視準され、測定が繰返される。
【００５２】
次に、前記第２測定部５により測定対象物の３次元の点群データを取得する場合について説明する。
【００５３】
前記第２測距部２９から測距光が発せられた状態で、前記第２鉛直回転モータ２６により前記走査鏡２８が前記第２鉛直回転軸２４を中心に回転される。更に、前記第２測定部５が前記第１測定部４と一体に前記水平回転モータ１１により水平回転される。
【００５４】
前記走査鏡２８の鉛直回転と、前記第１測定部４の水平回転の協働により、前記測距光は鉛直、水平の２方向に（２次元に）走査される。
【００５５】
測距光の１パルス光毎に測距が実行され、又１パルス光毎に鉛直角と水平角が検出される。１パルス光毎の測距データ、第２鉛直角データを基に、鉛直平面内の各２次元座標が取得される。又、該２次元座標と水平角データを基に、各測定点での３次元データが取得される。更に、測距光が鉛直、水平の２次元に走査されることで、測定対象物の３次元の点群データが取得できる。
【００５６】
尚、前記第１測距部で得られる３次元座標系の原点（第１測定基準点）と、前記第２測距部２９で得られる２次元座標系の原点（第２測定基準点）との位置関係は既知となっている。
【００５７】
従って、前記第１測定基準点と前記第２測定基準点との位置関係と、前記走査鏡２８の第２鉛直角データ及び前記水平角エンコーダ１２の水平角データに基づき、前記制御部１８により前記第２測定部５の座標系を前記第１測定部４の座標系へと変換することができる。従って、前記第２測定部５で取得された２次元データ及び前記水平角エンコーダ１２で取得した水平角データに基づき座標変換し、点群データの各測定点の前記第１測定部４の座標系の３次元データを取得する様にしてもよい。
【００５８】
更に、前記制御部１８は、前記第１測定部４で得られる基準測定点の３次元座標と、座標変換した３次元点群データ中の基準測定点の３次元座標に基づき、前記測定点の前記第１測定部４の測定結果と前記第２測定部５の測定結果を関連付ける。
【００５９】
次に、図２のフローチャート及び図３〜図７に於いて、第１の実施例に係るレジストレーション方法について説明する。
【００６０】
第１の実施例に於いては、前記測量装置１の設置面（床面４０）が水平であり、且つ前記測量装置１の複数の設置地点の高さが同一であり、更に各設置地点に於ける第１測定基準点、第２測定基準点の高さが同一であった場合の、室内の３次元点群データを取得する場合について説明する。図３は３次元点群データの取得対象である部屋の全体を示す平面図であり、図中３６は部屋を示す。又、図４は、該部屋３６の一部を示す正面図となっている。
【００６１】
図３中、３７は第１設置地点を示し、３８は第２設置地点を示している。前記第１設置地点３７、前記第２設置地点３８に前記測量装置１が順次設置され、前記第１設置地点３７と前記第２設置地点３８でそれぞれ３次元点群データが取得される様になっている。又、図４中、３９は壁面を示し、４０は床面を示し、４１は天井を示し、４２は柱を示し、４３は出入り口を示し、４４は窓を示している。
【００６２】
ＳＴＥＰ：０１  先ず、前記測量装置１を前記第１設置地点３７に設置する。又、前記制御部１８は、前記水平回転軸８の前記軸心８ａが鉛直となる様、前記整準部２に整準させる。尚、前記測量装置１の整準は、作業者が手動で行ってもよい。
【００６３】
ＳＴＥＰ：０２  次に、前記制御部１８は、前記望遠鏡部１７から照射される第１測距光の光軸が水平となる様、前記第１測定部４を制御する。
【００６４】
ＳＴＥＰ：０３  前記制御部１８は、前記水平回転モータ１１を駆動させると共に前記第２鉛直回転モータ２６を駆動させる。前記第１測定部４は水平方向に第１測距光を射出する。前記第１測定部４により、所定時間間隔又は所定角度ピッチで前記壁面３９の測定（測距、測角）データ（第１測定データ）を取得する。更に、前記第１測定部４と並行して、前記第２測定部５は第２測距光を鉛直回転させつつ水平回転させ、回転照射する。前記第２測定部５により、前記部屋３６内の３次元点群データ（第１点群データ）を取得する。
【００６５】
ＳＴＥＰ：０４  前記制御部１８は、第１測定データから得られる第１測距光の軌跡４８上の測定結果に基づき、或は該軌跡４８上又は該軌跡４８の近傍に位置する第１点群データに基づき、図５に示される様な、第１断面データ４５を作成する。該第１断面データ４５は、前記第１設置地点３７に於ける前記第１測定部４により測定された前記第１測定基準点の高さの、前記部屋３６内の前記壁面３９の水平断面データとなっている。
【００６６】
尚、本実施例では、前記部屋３６の形状により第１測距光及び第２測距光が遮られる場所があり、前記部屋３６の全周を第１測距光及び第２測距光で走査することができず、前記第１断面データ４５には欠損部４５ａが生じている。
【００６７】
ＳＴＥＰ：０５  前記第１断面データ４５が作成されると、次に前記測量装置１を移動させ、前記第２設置地点３８に設置する。又、前記制御部１８は、前記水平回転軸８の前記軸心８ａが鉛直となる様、前記整準部２に整準させる。尚、前記測量装置１の整準は、作業者が手動で行ってもよい。
【００６８】
ＳＴＥＰ：０６  次に、前記制御部１８は、前記第１測定部４の第１測距光軸が水平となる様、前記第１鉛直回転モータ１５を駆動させ、前記望遠鏡部１７を鉛直回転させる。この時の第１測距光軸の高さは、設置面が水平であるので、前記第１設置地点３７に於ける前記第１測距光軸の高さと同一となる。
【００６９】
ＳＴＥＰ：０７  前記制御部１８は、前記水平回転モータ１１及び前記第２鉛直回転モータ２６を駆動させ、前記第１測定部４、前記第２測定部５にそれぞれＳＴＥＰ：０１〜ＳＴＥＰ：０４と同様に測定させ、前記第２設置地点３８に於ける測定データ（第２測定データ）と３次元点群データ（第２点群データ）を取得させる。
【００７０】
ＳＴＥＰ：０８  前記制御部１８は、第２測定データから得られる前記軌跡４８上の測定結果に基づき、或は該軌跡４８上又は該軌跡４８の近傍に位置する第２点群データに基づき、図６に示される様な、前記第２設置地点３８に於ける第２断面データ４６を作成する。該第２断面データ４６は、前記第１断面データ４５と同じ高さで作成された前記部屋３６内の水平断面データとなっている。
【００７１】
尚、前記第２断面データ４６に於いても、第１測距光及び第２測距光が遮られる場所があり、前記第１断面データ４５と同様、前記部屋３６の全周を第１測距光及び第２測距光で走査することはできず、前記第２断面データ４６には欠損部４６ａが生じている。尚、前記第１断面データ４５に於ける前記欠損部４５ａと、前記第２断面データ４６に於ける前記欠損部４６ａとは異なる場所に発生している。
【００７２】
ＳＴＥＰ：０９  前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６が作成されると、前記制御部１８は、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６の形状マッチングを実行する。
【００７３】
第１の実施例では、前記測量装置１の設置面は水平であり、前記第１設置地点３７と前記第２設置地点３８の高さは同一となっている。この為、第１測距光が水平面内を回転する状態で取得された前記壁面３９の測定位置の高さは、前記第１設置地点３７と前記第２設置地点３８とで同一となる。又、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６は、同一高さに於ける前記部屋３６の断面データであるので、同一の外形形状を有する外形データとなっている。
【００７４】
従って、第１の実施例に於いて、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６の形状マッチングは、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６の一方の、Ｘ軸及びＹ軸方向の移動と、Ｚ軸を中心とした回転のみにより実行することができる。即ち、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６の形状マッチングは、２次元の形状マッチングとなる。
【００７５】
前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６の形状マッチングにより、前記欠損部４５ａが前記第２断面データ４６で補完され、前記欠損部４６ａが前記第１断面データ４５で補完される。
【００７６】
ＳＴＥＰ：１０  最後に、前記制御部１８は、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６の形状マッチングを行なった際の、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の移動量と、Ｚ軸を中心とした回転量に基づき、前記第１点群データと前記第２点群データとをレジストレーション（結合）する。
【００７７】
前記第１点群データと前記第２点群データとのレジストレーションにより、前記部屋３６内の欠損のない全周の３次元点群データが作成され、レジストレーション処理を終了する。
【００７８】
上述の様に、第１の実施例では、水平で高さが等しい２箇所の設置地点に於いて、前記第２測定部５による３次元点群データの取得と並行して、前記第１測定部４により前記壁面３９の水平方向の３次元座標をそれぞれ測定し、測定した３次元座標に基づき前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６を作成し、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６を形状マッチングしている。
【００７９】
上記した形状マッチングの際の、Ｘ軸及びＹ軸方向の移動量と、Ｚ軸を中心とした回転量は、第１点群データと第２点群データとをレジストレーションする際の移動量、回転量としてそのまま適用可能である。即ち、第１点群データと第２点群データとのレジストレーション処理は、Ｘ軸及びＹ軸方向の移動量と、Ｚ軸を中心とした回転量の、２次元の移動のみにより実行することができる。
【００８０】
従って、前記制御部１８に対する演算負荷が低減されるので、該制御部１８を高性能化する必要がなく、製作コストの低減を図ることができる。
【００８１】
又、第１の実施例では、点群データを取得した後に、結合点を別途測定する必要がないので、測定時間の短縮が図れ、作業性を向上させることができる。
【００８２】
尚、第１の実施例では、第１測距光を水平方向に射出した状態で、前記托架部７を回転させている。従って、第１測距光の高さによっては、前記出入り口４３や前記窓４４を通過することがある。この場合、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６は、それぞれ前記出入り口４３と窓４４で抜けが生じたものとなる（図７参照）。
【００８３】
然し乍ら、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６は、例えば７５％程度のデータが取得できていれば、形状マッチングの実行に支障はないので、前記出入り口４３と前記窓４４の部分について、データに抜けが生じていたとしても、前記第１点群データと前記第２点群データとのレジストレーションを行うことができる。
【００８４】
又、第１の実施例では、前記第１設置地点３７と前記第２設置地点３８が水平面且つ同一平面であり、前記第１設置地点３７と前記第２設置地点３８に前記測量装置１を設置した場合には、第１測定基準点の高さ（前記軌跡４８の高さ）が同一となることを前提としている。然し乍ら、前記測量装置１を設置する際の三脚（図示せず）の開き具合等により、前記第１設置地点３７と前記第２設置地点３８での前記第１測定基準点の高さが同一とならない場合がある。この場合、第１点群データと第２点群データの正確なレジストレーションが実行できない。
【００８５】
この為、例えば各設置地点で前記第１測定部４で前記床面４０の任意の点を測定し、該床面４０に対する第１測定基準点の高さをそれぞれ測定し、高さの差に基づき、例えば前記第２断面データ４６を作成する高さを変更する。これにより、上記と同様に前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６を２次元で形状マッチングさせることができ、第１点群データと第２点群データとを正確にレジストレーションすることができる。
【００８６】
尚、前記第１設置地点３７と前記第２設置地点３８から、それぞれ共通する任意の基準測定点を前記第１測定部４で測定し、前記基準測定点の測定結果に基づき、前記第１設置地点３７と前記第２設置地点３８での第１測定基準点の高さの差を演算してもよい。
【００８７】
次に、図１及び図８に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図８中、図４中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００８８】
第２の実施例では、第１設置地点３７（図３参照）と第２設置地点３８（図３参照）は、共に水平面上に位置し、設置平面の高さは異なり、高さは不明となっている。前記第１設置地点３７に測量装置１を設置した際、前記第２設置地点３８に前記測量装置１を設置した際に、それぞれ整準が行われる。
【００８９】
又、第２の実施例では、操作部２１により、前記第１設置地点３７と前記第２設置地点３８からそれぞれ第１測定部４で測定可能な同一の任意の基準測定点４９を指定する。前記第１設置地点３７及び前記第２設置地点３８から前記基準測定点４９を視準した場合の第１測距光の光軸（第１測距光軸）は水平とは限らず、所要の鉛直角を有する。又、前記基準測定点４９を通過する水平線（壁面３９上の第１測距光の軌跡４８）には、出入り口４３と窓４４が存在しない様に設定する。
【００９０】
先ず、前記第１設置地点３７に於いて、制御部１８は、指定した前記基準測定点４９に第１測距光が照射される鉛直角、水平角となる様、前記第１測定部４を制御する。該第１測定部４は、前記基準測定点４９を視準し、該基準測定点４９を測定して前記基準測定点４９の３次元座標を取得する。該３次元座標から、前記第１設置地点３７に対する前記基準測定点４９の高さが求められる。
【００９１】
更に、前記水平回転軸８を中心に測量装置本体３が回転され、前記第１測定部４による測定が実行され、平行して第２測定部５による測定が実行され、第１測定データ、第１点群データが取得される。
【００９２】
第１測定データの取得に於いて、前記制御部１８は、第１測距光の照射点、即ち測定点が、前記基準測定点４９の高さとなる様、測距結果に基づきリアルタイムで前記第１測定部４の光軸の鉛直角を制御する。又、該第１測定部４は、全周回転中、所定時間間隔、所定角度ピッチで測定する。従って、第１測定データは、前記基準測定点４９を通過する前記壁面３９の水平線の３次元データとなり、前記基準測定点４９の高さの第１断面データ４５（図５参照）が得られる。
【００９３】
又、該第１断面データ４５の他の取得方法としては、第１点群データから前記第１測定部４で取得した前記第１断面データ４５の水平角、鉛直角と一致又は略一致する測定点を抽出し、前記第１断面データ４５を求めてもよい。
【００９４】
更に他の取得方法としては、前記第１測定部４で取得した前記基準測定点４９の高さと一致又は略一致する測定点を第１点群データから全て抽出し、抽出した測定点に基づき前記第１断面データ４５としてもよい。この場合、前記第１測定部４は、前記基準測定点４９のみを測定すればよく、前記部屋３６全周を測定する必要がない。
【００９５】
次に、前記測量装置１を前記第２設置地点３８に移動し、該第２設置地点３８に於いて同様に第２測定データと第２点群データを取得する。更に、第２測定データと第２点群データに基づき第２断面データ４６（図６参照）を演算する。前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６は、前記部屋３６の同一高さの断面データであるので、同一形状の外形データとなる。
【００９６】
前記制御部１８は、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６の形状マッチングを実行する。又、形状マッチングの際のＸ軸及びＹ軸方向の移動量と、前記第１設置地点３７と前記第２設置地点３８に於けるＺ軸方向の回転量に基づき、前記第１設置地点３７に於ける第１点群データと、前記第２設置地点３８に於ける第２点群データとのレジストレーション（結合）を実行する。
【００９７】
第２の実施例に於いては、前記出入り口４３、前記窓４４から外れた任意の高さにある前記基準測定点４９を指定し、該基準測定点４９を含む水平面内の前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６とし、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６に前記出入り口４３と前記窓４４による抜けが生じない様になっている。
【００９８】
従って、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６との形状マッチングの精度を向上させることができ、前記第１点群データと前記第２点群データとのレジストレーションの精度を向上させることができる。
【００９９】
次に、図１、図９及び図１０のフローチャートを参照し、本発明の第３の実施例について説明する。尚、図９中、図４中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【０１００】
第３の実施例では、第１設置地点３７（図３参照）の設置面と第２設置地点３８（図３参照）の設置面は水平又は傾斜し、又は２つの設置面の高さが異なっている。又、第２測定部５による第２測距光軸の水平角は、第１測定部４による第１測距光軸の水平角よりも、托架部７の回転方向に所定角度、例えば０．６°だけオフセットされている。従って、前記第２測定部５は、第１測距光軸に対して０．６°水平方向に回転している鉛直平面内を回転照射（走査）する。
【０１０１】
ＳＴＥＰ：１１  先ず、測量装置１を前記第１設置地点３７に設置する。又、前記制御部１８は、水平回転軸８の軸心８ａが鉛直となる様、整準部２に整準させる。尚、前記測量装置１の整準は、作業者が手動で行ってもよい。
【０１０２】
ＳＴＥＰ：１２  前記制御部１８は、水平回転モータ１１及び第１鉛直回転モータ１５を駆動させ、前記第１測定部４により第１測定データを取得させると共に、第２鉛直回転モータ２６を駆動させ、前記第２測定部５により第１点群データを取得させる。
【０１０３】
ＳＴＥＰ：１３  ここで、前記第２測定部５の第２測距光軸は、前記第１測定部４の第１測距光軸よりも前記托架部７の回転方向に所定角度オフセットされている。即ち、前記第１測定部４による測定に先行して、前記第２測定部５による測定が行われる。
【０１０４】
前記制御部１８は、前記第２測定部５が同一スキャンライン上で測定した距離データの値が増加から減少へ、又は減少から増加へと転じた箇所を検出し、該箇所の鉛直角を求める。該箇所は鉛直面と水平面の境界であり、該境界は水平で且つスキャンラインと直交する。該境界の鉛直角及び測距結果に基づき、前記第２測定部５の第２測定基準位置に対する前記境界の高さが測定される。測量装置本体３が全周回転し、前記制御部１８は、スキャンライン毎に前記境界を求めることで、壁面３９と天井４１の境界線４７を検出する。
【０１０５】
ＳＴＥＰ：１４  前記制御部１８は、前記境界線４７から予め設定した所定鉛直角α（αに相当する距離ｄ１）だけ下方を前記第１測定部４に測定させる。例えば、該境界線４７より１０ｃｍ下方の前記壁面３９に望遠鏡部１７を視準させ、第１測距光軸が前記境界線４７から１０ｃｍ下方を水平に移動する様、前記測量装置本体３を前記水平回転軸８を中心に水平方向に回転させつつ、前記第１測定部４の鉛直角を制御し、前記第１測定部４に測定させる。図９中、４８は、前記境界線４７と平行且つ該境界線４７よりもｄ１だけ下方に位置する第１測距光の軌跡を示している。
【０１０６】
尚、ｄ１については、窓４４等の開口部がない高さに設定される。又、高さの設定については、設計データ等から事前に設定してもよく、或は現場で状況を見ながら設定してもよい。
【０１０７】
又、前記制御部１８は、取得した前記第１点群データと、検出した前記境界線４７よりもｄ１下方に位置する測定点の測定結果（高さ）に基づき、前記軌跡４８に沿った第１断面データ４５（図５参照）を作成する。
【０１０８】
ＳＴＥＰ：１５  該第１断面データ４５が作成されると、次に前記測量装置１を移動させ、前記第２設置地点３８に設置する。又、前記制御部１８は、前記水平回転軸８の前記軸心８ａが鉛直となる様、前記整準部２に整準させる。尚、前記測量装置１の整準は、作業者が手動で行ってもよい。
【０１０９】
ＳＴＥＰ：１６  前記制御部１８は、前記水平回転モータ１１及び前記第１鉛直回転モータ１５を駆動させ、前記第１測定部４により第２測定データを取得させると共に、前記第２鉛直回転モータ２６を駆動させ、前記第２測定部５により第２点群データを取得させる。
【０１１０】
ＳＴＥＰ：１７  前記第２測定部５による測定は、前記第１測定部４による測定に先行して行われているので、前記制御部１８は、前記第２測定部５が測定した距離データの値が増加から減少へ、又は減少から増加へと転じた箇所を前記境界線４７として検出する。又、該境界線４７の鉛直角、及び測距結果に基づき、第２測定基準位置に対する前記境界線４７の高さが測定される。
【０１１１】
ＳＴＥＰ：１８  前記制御部１８は、検出した前記境界線４７と、予め設定した距離ｄ１、例えば１０ｃｍに基づき、該境界線４７より１０ｃｍ下方の前記壁面３９に前記望遠鏡部１７を視準させ、前記測量装置本体３を水平回転させつつ前記第１測定部４に測定させる。
【０１１２】
又、前記制御部１８は、取得した前記第２点群データと、測定した前記境界線４７よりもｄ１下方に位置する測定点の測定結果に基づき、前記軌跡４８に沿った第２断面データ４６（図６参照）を作成する。
【０１１３】
尚、第３の実施例に於いて、前記境界線４７の高さは、部屋３６全周に亘って一定である。従って、前記境界線４７からｄ１だけ下方の高さは、各設置地点の傾斜、或は高さに拘わらず一定であり、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６は同一の高さの断面データとなる。又、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６は、前記部屋３６の同一高さの断面データであるので、同一形状の外形形状を有する外形データとなる。
【０１１４】
ＳＴＥＰ：１９  前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６が作成されると、前記制御部１８は、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６の形状マッチングを実行する。
【０１１５】
上記した様に、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６は同一の高さの断面データであるので、形状マッチングは、Ｘ軸及びＹ軸方向の移動と、Ｚ軸を中心とした回転のみにより実行することができる。即ち、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６の形状マッチングは、２次元の形状マッチングとなる。
【０１１６】
ＳＴＥＰ：２０  最後に、前記制御部１８は、形状マッチングの際の、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の移動量と、Ｚ軸を中心とした回転量に基づき、前記第１点群データと前記第２点群データとをレジストレーションする。
【０１１７】
前記第１点群データと前記第２点群データとのレジストレーションにより、前記部屋３６内の欠損のない全周の３次元点群データが作成され、レジストレーション処理を終了する。
【０１１８】
第３の実施例では、前記第１測定部４による測定に先行して前記第２測定部５による測定が行われ、該第２測定部５の測定結果から検出された前記境界線４７の高さと、予め設定された距離ｄ１に基づき、前記第１測定部４による測定位置（測定高さ）が決定される。
【０１１９】
従って、該第１測定部４の測定位置が自動で決定され、作業者が該第１測定部４の測定位置を指定する必要がないので、作業工数が低減され、作業性を向上させることができる。
【０１２０】
尚、第３の実施例では、前記第２測定部５による第２測距光軸の水平角は、前記第１測定部４による第１測距光軸の水平角よりも、前記托架部７の回転方向に所定角度オフセットされているが、第１の実施例と同様、前記第１測距光軸の水平角と前記第２測距光軸の水平角とを一致させてもよい。
【０１２１】
この場合、先ず前記第２測定部５のみを駆動させ、前記部屋３６全周の３次元点群データを取得した後、該３次元点群データに基づき前記境界線４７を検出し、該境界線４７からｄ１だけ下方に位置する任意の測定点を前記第１測定部４で測定し、測定結果に基づき点群データから断面データを作成すればよい。
【０１２２】
又、第３の実施例では、前記第１設置地点３７、前記第２設置地点３８でそれぞれ前記測量装置１を整準しているが、前記境界線４７が水平である場合には整準動作は省略してもよい。
【０１２３】
前記第２測定部５により取得された点群データから、前記境界線４７を検出できるので、該境界線４７に対する前記軸心８ａの傾斜、即ち水平に対する前記測量装置１の傾斜を求めることができる。従って、前記制御部１８は、前記測量装置１が整準されていない状態で各測定データ、点群データを取得した場合であっても、前記測量装置１の傾斜に基づき点群データを補正することができ、補正した点群データに基づき断面データを作成することができる。即ち、測量装置１の整準動作が省略できるので、該測量装置１を概略設置すればよく、作業工数を更に低減させることができる。
【０１２４】
尚、各設置地点が傾斜しており、前記測量装置１の整準動作を省略した場合には、前記第１測定部４は、鉛直角を変更させつつ水平回転し、前記軌跡４８上の点を測定して測定データを取得する。或は、前記第２測定部５により点群データを取得し、前記測量装置１の傾斜に基づき前記点群データを補正した後、前記境界線４７よりｄ１だけ下方に位置する任意の点を前記第１測定部４で測定して測定データを取得してもよい。
【０１２５】
更に、第３の実施例では、前記壁面３９と前記天井４１の境界を前記境界線４７として検出しているが、前記壁面３９と床面４０との境界を境界線４７として検出してもよい。
【０１２６】
次に、図１、図１１及び図１２のフローチャートを用い、本発明の第４の実施例について説明する。尚、図１１中、図４中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【０１２７】
第４の実施例に於いても、第３の実施例と同様、第１設置地点３７（図３参照）の設置面と第２設置地点３８（図３参照）の設置面は水平又は傾斜し、２つの設置面の高さが異なっている。又、天井４１は水平面となっている。更に、第２測定部５による第２測距光軸の水平角は、第１測定部４による第１測距光軸の水平角よりも、托架部７の回転方向に所定角度、例えば０．６°だけオフセットされている。従って、前記第２測定部５は、第１測距光軸に対して０．６°水平方向に回転している鉛直平面内を回転照射（走査）する。
【０１２８】
ＳＴＥＰ：２１  先ず、測量装置１を前記第１設置地点３７に設置する。又、制御部１８は、水平回転軸８の軸心８ａが鉛直となる様、整準部２に整準させる。尚、前記測量装置１の整準は、作業者が手動で行ってもよい。
【０１２９】
ＳＴＥＰ：２２  前記制御部１８は、水平回転モータ１１及び第１鉛直回転モータ１５を駆動させ、前記第１測定部４により第１測定データを取得させると共に、第２鉛直回転モータ２６を駆動させ、前記第２測定部５により第１点群データを取得させる。
【０１３０】
ＳＴＥＰ：２３  ここで、前記第２測定部５の第２測距光軸は、前記第１測定部４の第１測距光軸よりも前記托架部７の回転方向に所定角度オフセットされている。即ち、前記第１測定部４による測定に先行して、前記第２測定部５による測定が行われる。前記制御部１８は、第３の実施例に於けるＳＴＥＰ：１３と同様の手順により、壁面３９と天井４１との境界線４７を検出する。
【０１３１】
ＳＴＥＰ：２４  前記制御部１８は、前記境界線４７から予め設定した所定鉛直角α（αに相当する距離ｄ２）だけ手前を前記第１測定部４に測定させる。例えば、該境界線４７より１０ｃｍ手前の前記天井４１に望遠鏡部１７を視準し、第１測距光軸が前記境界線４７の１０ｃｍ手前を水平に移動する様、前記測量装置本体３を前記水平回転軸８を中心に水平方向に回転させつつ、前記第１測定部４の鉛直角を制御し、該第１測定部４に測定させる。図１１中、４８は、前記境界線４７と平行且つ該境界線４７よりもｄ２だけ手前に位置する第１測距光の軌跡を示している。尚、ｄ２については、設計データ等から事前に設定してもよく、或は現場で状況を見ながら設定してもよい。
【０１３２】
又、前記制御部１８は、取得した前記第１点群データと、検出した前記境界線４７よりもｄ２手前に位置する測定点の測定結果に基づき、前記軌跡４８に沿った第１外形データ（図示せず）を作成する。該第１外形データは、前記境界線４７により形成される、前記天井４１の外形よりも小さい相似した形状となる。
【０１３３】
ＳＴＥＰ：２５  前記第１外形データが作成されると、次に前記測量装置１を移動させ、前記第２設置地点３８に設置する。又、前記制御部１８は、前記水平回転軸８の前記軸心８ａが鉛直となる様、前記整準部２に整準させる。尚、前記測量装置１の整準は、作業者が手動で行ってもよい。
【０１３４】
ＳＴＥＰ：２６  前記制御部１８は、前記水平回転モータ１１及び前記第１鉛直回転モータ１５を駆動させ、前記第１測定部４により第２測定データを取得させると共に、前記第２鉛直回転モータ２６を駆動させ、前記第２測定部５により第２点群データを取得させる。
【０１３５】
ＳＴＥＰ：２７  前記第２測定部５による測定は、前記第１測定部４による測定に先行して行われている。前記制御部１８は、第３の実施例に於けるＳＴＥＰ：１７と同様の手順により、前記壁面３９と前記天井４１との前記境界線４７を検出する。
【０１３６】
ＳＴＥＰ：２８  前記制御部１８は、検出した前記境界線４７と、予め設定した距離ｄ２、例えば１０ｃｍに基づき、該境界線４７より１０ｃｍ手前の前記天井４１に前記望遠鏡部１７を視準させ、第１測距光軸が前記境界線４７の１０ｃｍ手前を水平に移動する様前記測量装置本体３を水平回転させつつ、前記第１測定部４の鉛直角を制御し、該第１測定部４に測定させる。
【０１３７】
又、前記制御部１８は、取得した前記第２点群データと、測定した前記境界線４７よりもｄ２手前に位置する測定点の測定結果に基づき、前記軌跡４８に沿った第２外形データ（図示せず）を作成する。
【０１３８】
尚、前記第１設置地点３７と前記第２設置地点３８で同一の前記境界線４７が検出される。従って、前記第１外形データと前記第２外形データは、同一高さ且つ同一形状のデータとなる。
【０１３９】
ＳＴＥＰ：２９  前記第１外形データと前記第２外形データが作成されると、前記制御部１８は、前記第１外形データと前記第２外形データの形状マッチングを実行する。
【０１４０】
上記した様に、前記第１外形データと前記第２外形データは同一高さ且つ同一形状の外形データであるので、形状マッチングは、Ｘ軸及びＹ軸方向の移動と、Ｚ軸を中心とした回転のみにより実行することができる。即ち、前記第１外形データと前記第２外形データの形状マッチングは、２次元の形状マッチングとなる。
【０１４１】
ＳＴＥＰ：３０  最後に、前記制御部１８は、形状マッチングの際の、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の移動量と、Ｚ軸を中心とした回転量に基づき、前記第１点群データと前記第２点群データとをレジストレーションする。
【０１４２】
第４の実施例に於いても、点群データから検出した前記境界線４７に基づき、前記第１測定部４の測定位置が自動で決定され、作業者が該第１測定部４の測定位置を指定する必要がないので、作業工数が低減され、作業性を向上させることができる。
【０１４３】
尚、第４の実施例では、前記第２測定部５による第２測距光軸の水平角は、前記第１測定部４による第１測距光軸の水平角よりも、前記托架部７の回転方向に所定角度オフセットされているが、第１の実施例と同様、前記第１測距光軸の水平角と前記第２測距光軸の水平角とを一致させてもよい。
【０１４４】
又、第３の実施例と同様、前記壁面３９と床面４０との境界を前記境界線４７として検出してもよいのは言う迄もない。
【０１４５】
尚、第１の実施例〜第４の実施例では、前記第１設置地点３７にて第１断面データ４５或は第１外形データを作成した後、前記第２設置地点３８に前記測量装置１を移動させ、第２断面データ４６或は第２外形データを作成しているが、前記第１設置地点３７と前記第２設置地点３８にそれぞれ前記測量装置１を設置し、前記第１断面データ４５と前記第２断面データ４６、或は前記第１外形データと前記第２外形データとを作成してもよい。
【符号の説明】
【０１４６】
１              測量装置
２              整準部
３              測量装置本体
４              第１測定部
５              第２測定部
７              托架部
８              水平回転軸
１１            水平回転モータ
１２            水平角エンコーダ
１３            第１鉛直回転軸
１５            第１鉛直回転モータ
１６            第１鉛直角エンコーダ
１７            望遠鏡部
１８            制御部
２４            第２鉛直回転軸
２６            第２鉛直回転モータ
２７            第２鉛直角エンコーダ
２８            走査鏡
２９            第２測距部
３６            部屋
３７            第１設置地点
３８            第２設置地点
３９            壁面
４１            天井
４５            第１断面データ
４６            第２断面データ
４７            境界線
４８            軌跡
４９            基準測定点
【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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【図１１】
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【図１２】
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