(57)【要約】【課題】レーザー測位の対象となるターゲットの地面や天井面からの距離をより簡便に計測できる技術を提供する。【解決手段】レーザースキャナ部３００を備えたトータルステーションを複合化した測量装置４００であって、レーザー測位により反射プリズム１００の測位を行うＴＳ機能部２００と、反射プリズム１００と前記レーザー測位の光軸を含む鉛直面に沿った地面に対するレーザースキャンを行うレーザースキャナ部３００と、前記レーザースキャンにより得られた前記地面におけるレーザースキャン点群から抽出された反射プリズム１００から前記特定の面への直線に近接する一または複数の点に基づき、地面と反射プリズム１００との間の距離を算出する距離算出部とを備える測量装置４００。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザースキャナとトータルステーションを複合化した測量装置であって、
レーザー測位によりターゲットの測位を行う測位部と、
前記ターゲットと前記レーザー測位の光軸を含む鉛直面に沿ったレーザースキャンを特定の面に対して行うレーザースキャナと、
前記レーザースキャンにより得られた前記特定の面におけるレーザースキャン点群に基づき、前記特定の面と前記ターゲットとの間の距離を算出する距離算出部と
を備える測量装置。
【請求項２】
前記距離算出部は、前記レーザースキャン点群の複数の点にフィッティングする直線に基づき、前記距離の算出を行う請求項１に記載の測量装置。
【請求項３】
前記直線における前記ターゲットに最も近い点に基づき、前記距離の算出が行われる請求項２に記載の測量装置。
【請求項４】
前記特定の面が地面、床面、天井面のいずれかである請求項１または２に記載の測量装置。
【請求項５】
前記特定の面における前記ターゲットに最も近い部分のレーザースキャン密度が規定の密度以上となるように調整するレーザースキャン密度調整部を備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の測量装置。
【請求項６】
レーザースキャナとトータルステーションを複合化した測量装置を用いて、特定の面から離間して配置されたターゲットの前記特定の面からの距離を測量する測量方法であって、
トータルステーションによるターゲットのレーザー測位を行う測位ステップと、
前記レーザースキャナにより、前記ターゲットと前記レーザー測位の光軸を含む鉛直面に沿ったレーザースキャンを前記特定の面に対して行うレーザースキャンステップと、
前記レーザースキャンにより得られた前記特定の面におけるレーザースキャン点群から抽出された前記ターゲットから前記特定の面への直線に近接する一または複数の点に基づき、前記特定の面と前記ターゲットとの間の距離を算出する距離算出ステップと
を有する測量方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターゲットの地面や天井面からの距離を計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
反射プリズムを備えたターゲットを用いたＴＳ（トータルステーション）による測量技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２９１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
反射プリズムの鉛直方向における地面からの高さを知る方法として、反射プリズムを支える部材の長さから換算する方法や反射プリズムの直下の点の測位をＴＳで別途行う方法等が挙げられる。しかしながら、これらの方法は、作業の迅速性に欠け、また作業が煩雑になる問題がある。
【０００５】
このような背景において、本発明は、レーザー測位の対象となるターゲットの地面や天井面からの距離をより簡便に計測できる技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、レーザースキャナとトータルステーションを複合化した測量装置であって、レーザー測位によりターゲットの測位を行う測位部と、前記ターゲットと前記レーザー測位の光軸を含む鉛直面に沿ったレーザースキャンを特定の面に対して行うレーザースキャナと、前記レーザースキャンにより得られた前記特定の面におけるレーザースキャン点群から抽出された前記ターゲットから前記特定の面への直線に近接する一または複数の点に基づき、前記特定の面と前記ターゲットとの間の距離を算出する距離算出部とを備える測量装置である。
【０００７】
前記直線に近接する点として、前記直線に最も近い点を挙げることができる。また、前記直線に近接する複数の点として、前記直線に最も近い点を含む複数の点や、前記直線に最も近い点からｎ番目までの点を挙げることができる。本発明において、前記距離算出部は、前記レーザースキャン点群の複数の点にフィッティングする直線に基づき、前記距離の算出を行う態様が挙げられる。更に、この態様において、前記直線における前記ターゲットに最も近い点に基づき、前記距離の算出が行われる処理が挙げられる。
【０００８】
本発明において、前記特定の面が地面、床面、天井面のいずれかである態様が挙げられる。本発明において、前記特定の面における前記ターゲットに最も近い部分のレーザースキャン密度が規定の密度以上となるように調整するレーザースキャン密度調整部を備える態様が挙げられる。
【０００９】
本発明は、レーザースキャナとトータルステーションを複合化した測量装置を用いて、特定の面から離間して配置されたターゲットの前記特定の面からの距離を測量する測量方法であって、トータルステーションによるターゲットのレーザー測位を行う測位ステップと、前記レーザースキャナにより、前記ターゲットと前記レーザー測位の光軸を含む鉛直面に沿ったレーザースキャンを前記特定の面に対して行うレーザースキャンステップと、前記レーザースキャンにより得られた前記特定の面におけるレーザースキャン点群から抽出された前記ターゲットから前記特定の面への直線に近接する一または複数の点に基づき、前記特定の面と前記ターゲットとの間の距離を算出する距離算出ステップとを有する測量方法として把握することもできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レーザー測位の対象となるターゲットの地面や天井面からの距離をより簡便に計測できる技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態の概念図である。
【図２】実施形態の概念図である。
【図３】実施形態の測量装置の斜視図である。
【図４】実施形態の測量装置の正面図である。
【図５】測量装置のブロック図である。
【図６】測量に係る処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】実施形態の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
１． 第１の実施形態
（概要）
図１には、実施形態の概要が示されている。図１は斜視図であり、図２は、図１をＸ軸の方向から見た平面図である。なお、図２では、測量装置４００の構成が簡素化されて記載されている。図１および図２には、ＴＳ機能部２００とレーザースキャナ部３００を復号化した測量装置４００が示されている。測量装置４００は、絶対座標系上の既知の位置に設置され、その基準方位（例えば、北を基準とした水平方位）も確定されている。絶対座標系とは、例えばＧＮＳＳで用いられる座標系である。絶対座標系では、経度、緯度、平均海面からの高度で位置が特定される。勿論、ローカル座標系を用いることもできる。
【００１３】
測量装置４００は、ＴＳ機能部２００のレーザー測位機能によって、反射プリズム１００の測位を行う。レーザースキャナ部３００は、ＴＳ機能部２００の測距光の光軸を含む鉛直面（図１のＹ−Ｚ面）に沿ったレーザースキャンを行う。このレーザースキャンにより、反射プリズム１００を含む高低角方向へのレーザースキャンがレーザースキャナ部３００により行われ、地上面における測量装置４００から反射プリズム１００の鉛直直下の点を通る線状の部分へのレーザースキャンが行なわれる。
【００１４】
この例では、ＴＳ機能部２００により反射プリズム１００のレーザー測位が行われ、絶対座標系における反射プリズム１００の位置（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）を取得する。ここで、（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）は、反射プリズム１００内の反射中心の位置である。ここで絶対座標系として、例えばＧＮＳＳで用いられる座標系を用いる。
【００１５】
また、レーザースキャナ部３００により、反射プリズム１００を含む高低角方向へのレーザースキャンが行われる。この際、図１に示すように、ＴＳ機能部２００からの測位光の光軸の鉛直下方の地面上の射影位置に沿って線状のレーザースキャンが行われる。ここで、得られるレーザースキャン点群の座標は、絶対座標系におけるものとして得られる。
【００１６】
このレーザースキャンされる線状の部分は、測量装置４００の鉛直下方の点と反射プリズム１００の鉛直下方の点を通る。ここで、上記のレーザースキャンにより、上記の線状の部分に分布するｎ点のレーザースキャン点群（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）が得られる。このレーザースキャン点群と反射プリズム１００の座標（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）に基づき、鉛直方向における地面から反射プリズム１００までの距離Ｈ、すなわち反射プリズム１００の地面からの高さＨが求められる。
【００１７】
例えば、レーザースキャン点群（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）から（Ｘｐ，Ｙｐ）に近く、（Ｘｐ，Ｙｐ）を挟む（または挟む状態に近い）２点を抽出する。そして、この２点を結ぶ直線の方程式を求める。次に、（Ｘｐ，Ｙｐ）と最も近接する当該直線上の位置（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を求める。
【００１８】
ここで、レーザースキャン点群（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）にフィッティングする直線を求め、この直線上の（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）に最も近い点を（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）とする処理も可能である。最後にＨ＝Ｚｐ−Ｚ０を計算し、反射プリズム１００の反射中心Ｐの地面からの高さＨを求める。
【００１９】
（測量装置）
以下、測量装置４００について説明する。測量装置４００は、ＴＳ機能部２００とレーザースキャナ部３００とを複合化した構成を有する。ＴＳ機能部２００は、ＴＳ（トータルステーション）としての機能を発揮する。ＴＳについては、例えば特開２００９−２２９１９２号公報、特開２０１２―２０２８２１号公報に記載されている。
【００２０】
レーザースキャナ部３００は、レーザースキャン点群を得る処理（レーザースキャン）を行う。レーザースキャナに係る技術については、例えば特開２０１０−１５１６８２号公報、特開２００８−２６８００４号公報、米国特許第８７６７１９０号公報等に記載されている。また、レーザースキャナとして、米国公開公報ＵＳ２０１５／０２９３２２４号公報に記載されているようなスキャンを電子式に行う形態も採用可能である。
【００２１】
以下、図３、図４を参照して測量装置４００について説明する。測量装置４００は、水平回転部１１を有している。水平回転部１１は、台座１２上に水平回転が可能な状態で保持されている。台座１２は図示しない三脚の上部に固定される。水平回転部１１は、上方に向かって延在する２つの延在部を有する略コの字形状を有し、この２つの延在部の間に鉛直回転部１３が高低角（仰角および俯角）の制御が可能な状態で保持されている。
【００２２】
水平回転部１１は、台座１２に対して電動で水平回転する。鉛直回転部１３は、電動により鉛直面内で回転する。水平回転部１１の水平面内における角度制御は、水平回転部１１に内蔵された水平回転駆動部２０７（図５参照）で行われる。鉛直回転部１３の鉛直面内における角度制御は、水平回転部１１に内蔵された鉛直回転駆動部２０８により行われる。
【００２３】
水平回転部１１には、水平回転角制御ダイヤル１４ａと高低角制御ダイヤル１４ｂが配置されている。水平回転角制御ダイヤル１４ａを操作することで、水平回転部１１の水平回転角の調整が行なわれ、高低角制御ダイヤル１４ｂを操作することで、鉛直回転部１３の鉛直面内での高低角（仰角および俯角）の調整が行なわれる。
【００２４】
鉛直回転部１３の上部には、大凡の照準を付ける照準器１５ａが配置されている。また、鉛直回転部１３には、照準器１５ａよりも視野が狭い光学式の照準器１５ｂ（図４参照）と、より精密な視準が可能な望遠鏡１６が配置されている。
【００２５】
鉛直回転部１３の内部には、照準器１５ｂと望遠鏡１６が捉えた像を接眼部１７に導く光学系が収納されている。照準器１５ｂと望遠鏡１６が捉えた像は、接眼部１７を覗くことで視認できる。望遠鏡１６が捉えた像は、鉛直回転部１３の内部に配置されたカメラ２１１（図示省略）によって撮像可能である。
【００２６】
望遠鏡１６は、測距用のレーザー光と測距対象（例えばターゲットとなる専用の反射プリズム）を追尾および捕捉するための追尾光の光学系を兼ねている。測距光と追尾光の光軸は、望遠鏡１６の光軸と一致するように光学系の設計が行なわれている。この部分の構造は、市販されているＴＳと同じである。
【００２７】
水平回転部１１には、ディスプレイ１８と１９が取り付けられている。ディスプレイ１８は、操作部２１０と一体化されている。操作部２１０には、テンキーや十字操作ボタン等が配され、測量装置４００に係る各種の操作やデータの入力が行なわれる。ディスプレイ１８と１９には、測量装置４００の操作に必要な各種の情報や測量データ等が表示される。前後に２つディスプレイがあるのは、水平回転部１１を回転させなくても前後のいずれの側からでもディスプレイを視認できるようにするためである。
【００２８】
水平回転部１１の上部には、レーザースキャナ部３００が固定されている。レーザースキャナ部３００は、第１の塔部３０１と第２の塔部３０２を有している。第１の塔部３０１と第２の塔部３０２は、結合部３０３で結合され、結合部の上方の空間（第１の塔部３０１と第２の塔部３０２の間の空間）は、スキャンレーザー光を透過する部材で構成された保護ケース３０４で覆われている。保護ケース３０４の内側には、第１の塔部３０１から水平方向に突出した柱状の回転部３０５が配置されている。回転部３０５の先端は、斜めに切り落とされた形状を有し、その先端部には、斜めミラー３０６が固定されている。
【００２９】
回転部３０５は、第１の塔部３０１に納められたモータにより駆動され、その延在方向（水平方向）を回転軸として回転する。第１の塔部３０１には、上記のモータに加え、このモータを駆動する駆動回路と、その制御回路、回転部３０５の回転角を検出するセンサ、該センサの周辺回路が納められている。
【００３０】
第２の塔部３０２の内部には、レーザースキャン光を発光するための発光部、対象物から反射してきたレーザースキャン光を受光する受光部、発光部と受光部に関係する光学系、レーザースキャン点までの距離を算出する距離算出部が納められている。また、レーザースキャナ部３００は、回転部３０５の回転角度、水平回転部１１の水平回転角およびレーザースキャン点までの距離に基づきレーザースキャン点の三次元座標を算出するスキャン点位置算出部を備えている。
【００３１】
レーザースキャン光は、１条であり、第２の塔部３０２の内部から斜めミラー３０６に向けて照射され、そこで反射されて透明なケース３０４を介して外部に照射される。レーザースキャン光は、数kＨｚ〜数百kＨｚの繰り返し周波数で発光部からパルス発光され、それが回転する回転部３０５先端の斜めミラー３０６に水平方向から照射され、そこで直角に反射される。回転部３０５が水平軸回りに回転することで、レーザースキャン光は、望遠鏡１６の光軸を含む鉛直面に沿って（高低角方向に）スキャンされつつ放射状に点々とパルス照射される。
【００３２】
上記のレーザースキャンは、ＴＳ機能部２００の光軸（望遠鏡１６の光軸）を含む鉛直面内で行われる。例えば、図１において、ＴＳ機能部２００の光軸がＹ軸に一致する場合、レーザースキャナ部３００から行われるレーザースキャン光はＸ＝０の位置におけるＹ−Ｚ面に含まれ、当該Ｙ−Ｚ面に沿って行われる。
【００３３】
そして、上記のレーザースキャンを、水平回転部１１を水平回転させながら行うことで、必要とする範囲での三次元的なレーザースキャンが行われる。
【００３４】
対象物から反射したスキャン光は、照射光と逆の経路を辿り、第２の塔部３０２内部の受光部で受光される。スキャン光の発光タイミングと受光タイミング、さらにその際の回転部３０５の角度位置（高低角：仰角または俯角）と水平回転部１１の水平回転角により、レーザースキャン点（スキャン光の反射点）の測位が行なわれる。測位の原理は、後述する測位演算部２１３での処理と同じである。
【００３５】
（測量装置のブロック図）
図１の測量装置４００の内部の構成について説明する。図４に測量装置４００のブロック図（構成図）を示す。
【００３６】
ＴＳ機能部２００は、トータルステーションとしての機能を発揮する部分であり、記憶部２０１、測距部２０２、追尾光送光部２０３、追尾光受光部２０４、水平角検出部２０５、高低角検出部２０６、水平回転駆動部２０７、鉛直回転駆動部２０８、ディスプレイ１８，１９、操作部２１０、演算制御部２１２、通信部２１６、を備えている。また、演算制御部２１２は、測位演算部２１３を備えている。また、測量装置４００は、スキャン密度設定部２１４、プリズム直下点の座標取得部２１７および高さ算出部２１８を備えている。
【００３７】
記憶部２０１は、半導体メモリ回路等のデータ記憶装置により構成されている。記憶部２０１は、測量装置４００の動作に必要なデータ、動作プログラム、動作で得られたデータを記憶する。
【００３８】
測距部２０２は、測量装置４００と測距対象物（反射プリズム１００）との間の距離を計測する。測距の原点は、測距部２０２の発光部の位置や望遠鏡１６内の結像位置等の予め定めた位置が採用される。
【００３９】
測距部２０２は、測距光を発光する発光素子（レーザーダイオード等）、発光素子の周辺回路、測距対象物（反射プリズム１００）から反射した測距光を受光する受光素子（フォトダイオード等）、受光素子の周辺回路、受光素子の出力に基づき測距対象物までの距離を計算する演算回路を含む。
【００４０】
測距部２０２における測位の処理は以下のようにして行われる。発光素子からの測距光は、ハーフミラー等の光学系で２分され、一方が測位対象物に照射され、他方が図示しない基準光路に導かれる。基準光路は光路長が既知であり、基準光路を伝わった測距光は基準測距光として受光素子に導かれる。受光素子では、測位対象物から反射した測距光と基準光路を伝わった基準測距光とが受光される。
【００４１】
測位対象物で反射した測距光と基準光路からの基準測距光とは、受光素子に到達するタイミングが異なるので、両者の受光素子での出力信号（検出信号）には、位相差が生じる。この位相差から測位対象物までの距離が算出される。この距離の算出が、測距部２０２内の演算回路で行われる。
【００４２】
追尾光送光部２０３は、測位対象物であるターゲット（反射プリズム１００）を追尾する追尾光を発光する。追尾光受光部２０４は、ターゲットから反射した追尾光を受光する。追尾光受光部２０４はＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサを備える。追尾光のターゲットからの反射光が撮像した画像の視野の中心となるように測距部２０２（望遠鏡１６）の光軸の水平角と高低角の制御が行われる。光軸の水平角と高低角の制御は、演算制御部２１２で生成される制御信号に基づき、水平回転駆動部２０７および鉛直回転駆動部２０８で行われる。
【００４３】
水平角検出部２０５は、水平回転部１１（図２参照）の水平角を検出する。水平角の検出は、ロータリーエンコーダで行われる。水平回転部１１の水平角が検出されることで、レーザースキャナ部３００の水平回転角も検出される。高低角検出部２０６は、鉛直回転部１３の高低角（仰角および俯角）を検出する。鉛直角の検出は、ロータリーエンコーダで行われる。
【００４４】
水平回転駆動部２０７は、水平回動部１１の水平回転の駆動を行う。駆動はモータにより行われる。水平回転部２０７は、レーザースキャナ部３００の水平回転も行う。鉛直回転駆動部２０８は、鉛直回動部１３の鉛直回転（高低角の変更のための回転）の駆動を行う。駆動はモータにより行われる。
【００４５】
ディスプレイ１８，１９は、測量装置４００の操作に必要な各種の画像情報や測量結果の画像情報を表示する。ディスプレイ１８，１９としては、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイが採用される。操作部２１０は、測量装置４００の操作を行うための各種のボタン等を備えた操作インターフェースである。
【００４６】
演算制御部２１２は、ＣＰＵ、メモリ、各種のインターフェースを備えたコンピュータとしての機能を有し、測量装置４００の動作全般の制御を行う。演算制御部２１２における演算の一部をＦＰＧＡ等の専用のＩＣで行う形態も可能である。この点は、符号２１４，２１７，２１８の機能部についても同じである。
【００４７】
測位演算部２１３は、測距部２０２が測距した対象物（例えば、反射プリズム１００）の測位（測量装置４００に対する対象物の位置の測位）に係る演算を行う。測位演算部２１３における対象物の測位に係る演算は、以下のようにして行われる。この処理では、測距部２０２で得られる対象物の測距データ、水平角検出部２０５および高低角検出部２０６で得られる測距光の光軸の方向に基づいて、測距部２０２で測距した対象物（反射ターゲット１００）の位置を算出する。すなわち、距離と方向とから測量装置４００に対する対象物の位置（三次元座標）を算出する。
【００４８】
スキャン密度設定部２１４は、測距部２０２が測距した測量装置４００から反射プリズム１００までの距離に応じてレーザースキャナ部３００によるレーザースキャンのスキャン密度の設定を行う。この設定では、距離が遠くなってもスキャン密度が疎にならないようにスキャン速度を調整し、特定の密度以上のスキャン密度が得られるようにする。具体的なスキャン密度は、最終的な測量の精度によって決まるが、必要な精度が得られるように予め実験的に求めておくことが好ましい。
【００４９】
プリズム直下点の座標取得部２１７は、反射プリズム１００の鉛直直下の地面や床面の座標を取得する。例えば、レーザースキャン点群から（Ｘｐ，Ｙｐ）を挟み、またこの点に近い２点を抽出する。そして、この２点を結ぶ直線の方程式を求める。次に、（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）と最も近接する当該直線上の位置（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を求める。この点がプリズム鉛直直下の地面上の点の座標となる。
【００５０】
また、以下のような方法でプリズム鉛直直下の地面上の点（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を求めてもよい。この場合、（Ｘｐ±ΔＸ，Ｙｐ±ΔＹ）を囲む範囲のレーザースキャン点を抽出する。ここで、Δの範囲は、求める精度に応じて予め実験的に定めた値が採用される。そして、得られた複数のレーザースキャン点の座標値の重心の位置を（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）とする。
【００５１】
また、（Ｘｐ，Ｙｐ）に一番近いレーザースキャン点を取得する形態も可能である。また、（Ｘｐ，Ｙｐ）との距離が閾値以下であり、（Ｘｐ，Ｙｐ）を囲む関係にある複数のレーザースキャン点を抽出し、その重心の位置を（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）とする形態も可能である。
【００５２】
また、レーザースキャン点群（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）の複数にフィッティングする直線を求め、この直線上の（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）に最も近い点を（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）とする処理も可能である。高さ算出部２１８は、反射プリズム１００の地面からの高さＨを算出する。Ｈは、Ｈ＝Ｚｐ−Ｚ０により算出される。
【００５３】
（処理の一例）
以下、測量装置４００を用いた測量処理の一例を説明する。図６は、当該処理の手順を示すフローチャートである。図６の処理に係る動作プログラムは、図５の記憶部２０１に記憶され、演算制御部２１２により実行される。当該動作プログラムを適当な記憶領域や記憶媒体に記憶する形態も可能である。また外部サーバ等にこの動作プログラムを記憶させ、そこから提供される形態も可能である。
【００５４】
ここでは、図１の場合における処理の手順の一例を説明する。まず、ターゲットとなる反射プリズム１００を測量点となる位置に配置（設置）する（ステップＳ１０１）。次に、測量装置４００のＴＳ機能部２００のターゲット自動追尾機能を用いて反射プリズム１００の自動追尾（捕捉）を行い、更に測位を行う（ステップＳ１０２）。この測位により、反射プリズム１００の座標（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）が求まる。
【００５５】
次に、ステップＳ１０２の測位における水平角を維持した状態で、レーザースキャナ部３００による反射プリズム１００の反射中心を含む鉛直ラインに沿ってのレーザースキャンを行う（ステップＳ１０３）。すなわち、図１の場合でいうと、反射プリズム１００の反射中心を含むＹ−Ｚ面に沿ってのレーザースキャンを行う。このレーザースキャンにより、ＴＳ機能部２００の光軸を鉛直直下の地面上に投影したラインに沿ってのレーザースキャンが行われる（図１参照）。
【００５６】
この際、ステップＳ１０２で取得した測量装置４００と反射プリズム１００との間の距離に基づき、レーザースキャンのスキャン密度を調整する。すなわち、反射プリズム１００までの距離が遠い場合、レーザースキャン点の間隔を密にし、特定以上の密度で反射プリズム直下の地面付近のレーザースキャンが行なわれるようにする。
【００５７】
次に、ステップＳ１０３で得られたレーザースキャン点群の中から、反射プリズム１００の鉛直直下（または最もその近く）を横切る前後の２点を抽出する（ステップＳ１０４）。具体的には、ステップＳ１０３で得られたレーザースキャン点群の中から（Ｘｐ，Ｙｐ）を挟む（または挟むと見なせる）隣接する２点のスキャン点（（Ｘｎ，Ｙｎ）、（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１））を抽出する。
【００５８】
そして、ステップＳ１０４で得た２点（（Ｘｎ，Ｙｎ）、（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１））のスキャン点に基づき、反射プリズム１００の鉛直直下の地面上の点（Ｘ０，Ｙ０）の座標を算出する（ステップＳ１０５）。具体的には、（（Ｘｎ，Ｙｎ）と（Ｘｎ＋１，Ｙｎ＋１）を通る直線の方程式を求め、この直線が（Ｘｐ，Ｙｐ）を通る鉛直線に最も近づく当該直線上の点を（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）として算出する。
【００５９】
次に、Ｈ＝Ｚｐ−Ｚ０を計算することで、反射プリズム１００の地面からの高さＨを算出する（ステップＳ１０６）。
【００６０】
２．第２の実施形態
図７には、反射プリズム１００と天井面との間の距離Ｈ’を求める場合が示されている。この場合、反射プリズム１００を含む鉛直面に沿ってレーザースキャンが行われ、図１の場合と同様の原理により、Ｈ’が求められる。ここで反射プリズム１００の床面からの高さが判れば、床面から天井までの距離Ｈ１が求まる。
【００６１】
３．第３の実施形態  
反射プリズム１００を含む鉛直面に沿っての床面と天井面のレーザースキャンを行うことで、床面から特定距離の高さに反射プリズム１００を設置させる作業を行うことができる。例えば、床面から天井面までの高さが５ｍのトンネル内において、床面から３ｍの高さの位置を特定したい要求がある場合を想定する。
【００６２】
この場合、まず反射プリズム１００を適当な高さに設置し、図１の原理により、反射プリズム１００の床面からの高さＨを求める。このＨが３ｍとなるように反射プリズム１００の上下位置を調整することで、床面から３ｍの位置を特定できる。同様な原理により、天井面から下方に特定の距離の位置の特定も可能である。
【００６３】
４．第４の実施形態
反射プリズム１００と鉛直直下にレーザーポイント光を照射する装置を組み合わせた物を用いることもできる。この場合、反射プリズム１００の位置および地面（床面）からの高さが計測されるのと同時に、反射プリズム１００の鉛直直下の点がレーザーポインタにより指示され、その点が反射プリズム１００の鉛直直下であることが視認し易くなる。同様な原理で天井面にレーザーポイント光を照射する形態も可能である。
【００６４】
鉛直下にレーザーポイント光を照射する技術については、例えば日本国特許登録５８３３３３５号や５７９６９９８号に記載されている。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、測量技術に適用可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１１…水平回転部、１２…台座、１３…鉛直回転部、１４ａ…水平回転角制御ダイヤル、１４ｂ…高低角制御ダイヤル、１５ａ…照準器、１５ｂ…照準器、１６…望遠鏡、１７…接眼部、１８，１９…ディスプレイ、１００…反射プリズム、２００…ＴＳ機能部、３００…レーザースキャナ部、３０１…第１の塔部、３０２…第２の塔部、３０３…結合部、３０４…保護ケース、３０５…回転部、３０６…斜めミラー、４００…測量装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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