(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮蔽され得る信号の受信に基づく位置決めシステムを用い、前記位置決めシステムによる測地機器（１，１’）の現在位置（Ａ）の直接的な決定が少なくとも制限されるように信号の伝搬が阻害される不感領域（Ｔ，Ｔ’）を伴う、測地機器（１，１’）の現在位置（Ａ）を決定する方法であって、
前記位置決めシステムにより決定された第１の既知位置（Ｐ１）から、少なくとも前記不感領域（Ｔ，Ｔ’）の一部の領域から検出が可能な少なくとも二つの同定可能な基準構造（５，５’，５"）を含む第１の画像情報を記録する工程と、
前記基準構造（５，５’，５"）に割り当てられる第１距離を、前記第１の既知位置（Ｐ１）から測定する工程と、
前記位置決めシステムにより決定された第２の既知位置（Ｐ２）から、少なくとも前記二つの同定可能な基準構造（５，５’，５"）を含む第２の画像情報を記録する工程と、
前記基準構造（５，５’，５"）に割り当てられる第２距離を、前記第２の既知位置（Ｐ２）から、測定する工程と、
現在位置（Ａ）から、少なくとも前記二つの同定可能な基準構造（５，５’，５"）を含む現在の画像情報を記録する工程と、
前記基準構造（５，５’，５"）に割り当てられる現在距離を、前記現在位置（Ａ）から測定する工程と、
前記二つの同定可能な基準構造（５，５’，５"）の位置を決定すると共に、前記第１、第２及び現在の画像情報における少なくとも前記二つの同定可能な基準構造（５，５’，５"）の相対的な位置関係と、前記現在距離とを考慮し、後方交会法により前記現在位置（Ａ）を導出する工程と、
を含み、前記の個々の工程又は複数の工程は繰り返すことができることを特徴とする、測地機器の現在位置を決定する方法。
【請求項２】
前記各基準点（５，５’，５"）までの距離の測定において、各々の場合に、一つの距離が測定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
検出された画像の各点までの前記距離の測定が、前記画像情報の記録の際に行われることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記距離の前記測定が、光学的な距離測定により行われることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記位置決めシステムが、グローバルポジショニングシステム又は他のサテライト支援システムであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記位置決めシステムが、電子角度測定回転計及び電気光学テレメータを含むトータルステーションであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも二つの基準構造（５，５’，５"）が自動的に追跡及び／又は同定されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
少なくとも前記第１の画像情報が保存され、前記第２の画像情報及び／又は前記現在の画像情報における前記少なくとも二つの基準構造（５，５’，５"）が画像処理方法により同定されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記第１及び第２の画像情報の前記記録と前記第１及び第２距離の前記測定が、自動的な仕方で常に繰り返し行われることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記位置決めシステムによる前記現在位置（Ａ）の直接的な決定が制限されている場合は、前記現在位置（Ａ）の導出が自動的な仕方で繰り返して又は連続的に行われることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法により測地機器（１）の現在位置（Ａ）を決定する装置であって、その構成部品として
画像メモリ及び／又は画像情報メモリ（１３）を有する画像記録ユニット（１０）と、
テレメータ（１２）と、
前記現在位置を導出するためのデータ処理ユニット（１４）と、
を含み、前記構成部品は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法が自動的な仕方で実行できるように形成され、配置されていることを特徴とする、測地機器の現在位置を決定する装置。
【請求項１２】
前記テレメータが、レンジイメージングセンサ又はスキャニングテレメータの形態で、前記画像記録ユニット（１０）中に統合されていることを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記データ処理ユニット（１４）は、前記位置決めシステムによる前記現在位置（Ａ）の直接的な決定に関する制限が認識可能であり、アラーム及び／又は前記現在位置（Ａ）の自動化された導出に対するきっかけとなり得るように形成されていることを特徴とする請求項１１又は１２記載の装置。
【請求項１４】
傾斜計（１５）を含むことを特徴とする請求項１１，１２又は１３記載の装置。
【請求項１５】
方向メータ（１６）を含むことを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
遮蔽され得る信号の受信に基づいた位置決めシステムによる位置決定のためのユニットであって、測地測量のためのリフレクタ又はＧＰＳレシーバ（８）と請求項１１乃至１５のいずれかに記載の装置を有するユニットを含む、ことを特徴とする測地機器（１）。
【請求項１７】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法を測地機器のコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載された測地機器の現在位置を決定する方法、請求項１４の特徴部分の前の節に記載された前記方法を実行する装置、請求項１９に記載された前記装置を含む測地機器、及び請求項２０に記載されたコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
数多くの測地応用において、測地機器の位置決定のための方法とシステムが使用されているが、これらの方法やシステムは、遮蔽されることがありそれ故にその有用性が制限されている信号の伝搬に基礎をおいている。ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳや建設中の欧州ガリレオシステム等のグローバルポジショニングシステム（global positioning system）は、そのような位置決定システムの例である。これらのシステムは、可能な限り乱されない形態のサテライト信号の受信に基礎をおいている。障害物のごく近傍では、障害物の遮蔽効果のため、この信号の受信は制限されるか又は全く不可能になってしまうので、これらのシステムでは位置の決定はもはや不可能である。
【０００３】
その他の例として、経緯儀（theodolite）又は回転計（tacheometer）を含むリフレクタ−軸受機器による位置決定法がある。測地機器に対する回転計による方向と距離の測定によって、回転計の位置を知れば、測地機器の位置を決めることができる。この場合、測定の前提条件は、該二つの構成要素の間の視覚的な結合である。この視覚的な結合が中断される場合、例えば視野に障害物やビルディングが入ってしまう場合は、この方法による位置の決定は不成功となってしまう。
【０００４】
位置が既知のオブジェクトに対する測地機器自体の位置の決定に基づいた方法は、測地機器の実際の位置、即ち現在位置の決定法として知られている。これは、測地機器がそのように遮蔽された（shadowed）不感領域（dead range）にある場合も同様である。このような方法の例としては、古典的な方法である後方交会法がある。
【０００５】
多くの場合、測地機器は距離の測定しかできず、所望の精度とスピードで角度を測定することができない。すなわち、位置の決定を距離の測定だけでやらねばならない。このため、位置が既知である複数の点までの距離が測定され、現在位置の決定は、例えば、写真測量において用いられる相関法又は相関計算などの既知の方法で行われる。
【０００６】
必要とされる点の数は、それらの位置と意図された測定精度とに依存する。しかしながら、特に有利な地形の場合は別として、原則として少なくとも３つ又は４つの点が必要とされる。角度が考慮に入れられる場合は、例えば、水平に対する角度を付加的に測定することにより、そのような点の数を減らすことができる。
【０００７】
距離測定法だけによる測量用に不感領域における位置を使用できるようにするためには、第１に、その後に基準として必要とされる基準点を、既知の位置から測量することが必要である。
【０００８】
上記の目的のために適切な測量装置は、例えば、欧州特許EP 0 403 585 B1に記載されている。この測量装置は、サテライト位置測定システムのためのレシーバと、好ましくは電気光学テレメータ又は超音波原理に基づいたテレメータとを有する。この両部品は、チップにより精度良く位置決めされ、傾斜計（inclinometer）と垂直アラインメントのディスプレイとを有する、錘線測量標尺（plumbing staff）に装着される。
【０００９】
オプションとして、地球の磁界に反応するセンサが設けられていてもよい。例えばサテライト位置測定システムによって決定された二つの異なった位置から、ある一点への少なくとも二つの測定により、該一点が不感領域内に存在する場合であっても、該一点の位置が決定できる。
【００１０】
これとは逆に、不感領域におけるそのような測量装置の位置は、後方交会法における複数の既知の点への測定によっても決めることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
両方とも、位置測定システムにより検出される空間内に、かつ、不感領域内に存在する測地機器の測量位置が測量に使用される場合は、不感領域を用いるに先立って、その後に行う不感領域内の現在位置の決定のために、対応する基準点を測量することが必要である。はっきりとした角度測定なしで済まそうとする場合は、原則として、曖昧さのない位置決定をするために、少なくとも３つ又は４つの既知の位置から少なくとも３つ又は４つの点に関する測定をしなければならない。その度ごとに、実際に必要な点の数は、既知の点の状態や、曖昧性を低減するために行われ得る制限に基づいている。
【００１２】
一点に対して３つの距離測定を行う場合は、３つの既知の点によって一つの平面が画定され、決定されるべき位置がその平面に反映される。得られる解は二つの可能な位置を含むが、そのうちの一つの位置はもっともらしい理由により、通常、除外される。その理由とは、例えば、該一つの位置は地平面の下に在ったり、あるいは、簡単な磁気コンパスによりなされる北と南の区別などの単純な付加的情報のせいであったりする。有利な幾何学的条件が存在する場合は、３つの既知の点による曖昧さのない決定が可能である。そのような場合とは、捜し求めている位置が二つの既知の点を結ぶ線の上にある場合である。
【００１３】
したがって、測定の環境に依って、少なくとも９乃至１６の距離測定が実行されなければならない。そのためには、どの場合でも、基準点と既知の位置への測定に関する正確な割り当てがなされなければならない。したがって、そのような測定を手動で行うことは、高度な取り扱いの努力と、誤りを生む複雑さを意味する。
【００１４】
さらに、位置決定を十分な精度で成し遂げるためには、適切な基準点を、その幾何学的配置の故に選ばなければならない。意識的に実行されるべき既知の位置間の位置の変更は、測定プロセスに対して不利な効果を生む。最後に、使用される位置決めの方法の変更を良いタイミングで実行するために、位置決めシステムによって検出され、遮蔽される領域の拡張は、従来の上記方法により積極的に観測されねばならない。
【００１５】
本発明の目的は、遮蔽された領域における現在位置を決定することが要求されている基準点の数を減らすこと、及び／又は、これら基準点の位置を決定するための測定の回数を減らすことである。
【００１６】
本発明の他の目的は、遮蔽された領域における現在位置の決定に際して、位置精度を向上させることである。
【００１７】
本発明の更なる目的は、基準点と現在位置を決定するための測定を簡単なものにすること、測定を短縮することである。
【００１８】
本発明の更なる目的は、基準点の同定と測量を自動化することである。
【００１９】
最後に、本発明の更なる目的は、位置の決定の自動化と、この目的にとって適切ないくつかの方法における方法の自動的変更である。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的は、請求項１，１４，１９や従属項に記載された本発明の特徴により、成し遂げられる。
【００２１】
本発明は、測地機器の現在位置を決定する方法と装置に関する。この目的のため、位置決めシステムの遮蔽され得る信号が受信される領域において、少なくとも二つの基準点までの距離の測定が、少なくとも二つの位置で装置により実行される。これらの距離にリンクして、画像情報が付加的に該装置により記録される。該情報は、検出された視覚範囲の完全な画像、あるいは、例えば部分的画像又は部分から成る。
【００２２】
測定された距離は、画像情報にリンクした基準構造、あるいは画像情報の中に存在する基準構造に割り当てられる。最も単純な場合はこれらの基準構造は点であるが、それよりも大きい、あるいはより複雑な構造である場合もある。適切な点は、例えば、窓のコーナーや窓のクロスなど、容易に識別できる部分、縁、線の交差する点などである。画像情報とは、特に、個々の点の相対的な配置を含むものである。
【００２３】
本発明によれば、これらの点は、通常、基準点として用いられるオブジェクトまでの距離の測定にリンクしている。これらの距離の測定は、オブジェクトを代表する、あるいはその上のそのコピーに属するレシーバの物理的画素に割り当てられる。距離の論理的割当と基準点は、距離測定の相互の配置から順に導かれる。ここで、画像情報とは、特に、検出された視覚範囲のすべての画素に対して生起する距離測定の相互の配置又は方位を意味するものと理解される。
【００２４】
かくして、画像は、もはや必ずしも構造（texture）又は表面の記録から成っている必要はなく、もっぱら、互いに関連した、特に幾何学的に配置された距離測定から成っていてよい。そのようなレンジイメージング（range imaging）は、例えば、距離測定の二次元的配置を与え、したがって、三次元的画像又は検出された視野範囲や測定範囲のトポグラフィーに類するものを与える。しかしながら、このような測定は、また、構造（texture）を含む通常の画像に割り当てられる。
【００２５】
例えば、各画素について明るさや距離が記録できて、これにより、これら明るさの値と距離が、例えばレシーバ上の物理的画素の位置からなる画像情報の各部分に対して利用できる。しかしながら、ある距離測定の他の距離測定に対する配置は、レシーバ上の画素の絶対的位置の知識なしで済ませることができるようにすることができる。その結果として、例えば、レシーバにより検出された視覚範囲の完全な評価なしで済ますことができ、これにより、例えば、サブウィンドウ処理又はサブフレーミング処理などによって、プロセスのスピードを上げることができる。
【００２６】
これにより、基準構造までの距離を直接測定することができるようになる。あるいは、基準構造に関する距離情報がそこから導ける補間点までの距離を測定することができるようになる。
【００２７】
画像を記録するために、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラは、各画素（レンジ撮像）に関する距離情報を付加的に記録できる数多くの適切なセンサを提供し、これにより、例えば、上記の三次元画像が導ける。そのようなセンサを使用すれば、画像の数多くの点までの距離の測定が同時に行える。しかしながら、原則として、画像情報の記録と同時に、画像内容がその距離に関して連続的に査定されるスキャニングの方策も使用可能である。
【００２８】
あるいは、本発明によれば、画像中の選ばれた点までの距離測定を手動で行うこともできる。検出された画像中の点を手動制御で測量するのに適した方法と装置は、例えば、欧州特許EP 1 314 940 A1に記載されている。そこに記載の電子ディスプレイと制御装置によれば、光軸を移動させないで測定が可能な画像の中の点の選択ができる。手動による点の選択と、連続的な測量、オプションとして自動的な測量とによって、様々な点の距離と画像情報が連結される。
【００２９】
基準構造の空間的な現在位置が、今や、少なくとも二つの既知の位置から記録された距離測定から決定でき、それぞれの画像情報に連結できる。この情報を導出するためには、写真測量と画像処理に関する一般的に知られた方法を使用することができる。とりわけ、ステップからステップまで、又は既知位置から次の連続する位置まで、自由度が制限され得る。
【００３０】
このことは、基準構造の空間的位置の更に高精度な決定が、測定を行った各々の既知位置でなされることを意味する。必要とされる位置の数、記録されたパラメータの数、位置決定の意図された精度は、相互に関連している。画像情報と距離情報を結合することは、個々の点の連続的な測量に対して数多くの有利性をもたらす。
【００３１】
測定が同時に、あるいは互いに近接した時刻に行われ、画像として配置されるので、割当の問題が回避される。更に、空間的配置の検出又は測定の連続が、現在位置のその後の決定のために使用できる付加的な情報を提供する。
【００３２】
更に、画素に分割された画像を記録することによって、基準点に対する基準構造の角度を決定することができる。例えば、画像記録が常にカメラ軸の水平アラインメントでなされる場合、水平に対する角度は、画素の位置から導出することができる。同様に、点をそれらの相互の位置という見地から記述することができる。
【００３３】
検出された画像のすべての点が必要とされるわけではないから、基準構造の数は、容易かつ明確に認識できる画像範囲に制限することができ、これにより、部分的な画像、あるいは画像処理、例えばコントラストを増加させたことなどにより変更された画像でさえも、使用され、保存される。更なる検討に供されるべき画像の、特に適切な部分的領域の選択に関しては、画像記録における特に興味のある領域のサブウィンドウ処理やデフィニション（definition）ができるＣＭＯＳセンサが有利に使用できる。
【００３４】
様々な画像中の構造の同定や自動的測量には、既知の画像処理方法や測量方法がある。かくして、画像処理の助けを得て、オブジェクトの測地的測量用の方法と装置は、例えば、欧州特許出願第03011908号に記載されている。目標点を固定するために、そして測量プロセスを自動化するために、具象的な画像上に置かれる鋳型（templates）を使用することができる。さらに、具象的な画像から高精度の角度情報が導出される。
【００３５】
二つの既知位置から画像と距離の情報を記録した後、不感領域における現在位置が決定される。この目的のため、記録と測定がもう一度なされ、少なくとも二つの基準構造を含んだ視覚範囲がカバーされねばならない。基準構造の知識から、例えば後方交会法により、現在位置を決定することができる。この目的のため、基準構造の現在位置が導出されなければならなかったのである。
【００３６】
あるいは、二つの既知の位置から変換の方法によって現在位置を導出することにより、上記の位置の決定なしで済ますこともできる。したがって、現在位置は、基準構造の計算された位置の中間ステップを介してではなく、そこから測定が行われる二つの既知位置へ連結されている。基準構造の測定は、適切な変換マトリックスを導出するためにのみ役立つ。
【００３７】
記録された数多くの測定によって、解の曖昧さが除かれ、現在位置に関して十分な高精度が確保される。
【００３８】
本発明による装置を用いて、完全に自動化された仕方で方法を実行すれば、位置決めシステムの信号にアクセス可能な範囲内での、あるいは遮蔽される範囲内での測量が、測定プロセス時にこれらの範囲の限界に特別な注意を払うことなく、可能になる。この目的のため、測定プロセス時に検出範囲が常に明確に視覚可能な範囲に粗くアラインニングされるように装置が構成されている。
【００３９】
検出範囲又は画像における基準点の同定は、自動的に、画像処理方法によりなされる。測量時に常に行われる連続的な記録は、その位置が位置決めシステムにより決定される様々な点、又は、例えば、該点が以前に測定された点である場合や三角点である場合などのように既知である様々な点を通過する。位置決めシステムの信号が、現在位置を決定するのに十分なほど検出されていれば、該位置決めシステムは位置決定のために使用される。
【００４０】
しかしながら、受信が低下したり、あるいは完全にさえぎられた場合は、基準点に基づく照合を行うため、装置は自動的に本発明による方法にスイッチされる。この場合、同時に使用者に対して警告や指示が出力されてもよい。これにより、遮蔽された信号による制限を考慮せずに測量を行うことができる。とりわけ、強く横断された範囲においては、そこからこの方法によって例えば街中の峡谷などの不感領域における測定が可能な、二つの既知の開始点だけを選ぶことが必要である。
【００４１】
原則として、本発明の方法は、位置決めシステムの信号の受信が可能な範囲内で使用することもできる。すなわち、本発明の方法は、不感領域における使用だけに限定されない。
【００４２】
したがってここでは、「測地機器」という用語は、一般的に、測定機器、あるいは例えば、空間的な基準を有するデータの測定又はチェックに役立つ錘線測量標尺などのような測地測定に関連して使用される機器を意味するものと理解されるべきである。特に、これは、基準点又は測定点に対する距離及び／又は方向又は角度の測定に関係する。また、例えば、画像の記録又は他のシステム部品との交信のための部品など、更なる装置が設けられ、補足的な測定又はデータ記録に使用されてもよい。
【００４３】
とりわけ、そのような測地機器は、経緯儀や、電子角度測定の回転計や電気光学テレメータとしてのいわゆるトータルステーション（total station）として理解される。同様に、本発明は、類似の機能を有する、例えば、軍事用のサークル又は工業的な構造やプロセスにおけるような、特殊な装置における使用に適している。これらのシステムも「測地機器」の範疇に入る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
本発明の方法や装置は、以下に、図面中に模式的に示された動作の実施例を用いて詳細に説明されるが、本発明の方法や装置はこれらの実施例に限定されない。
【００４５】
図１は、位置決めシステムを用いて行う典型的な測量タスク（task）を示す。この測量の目的は、ホール２ａやビルディング２ｂと共にビルディング群内に配置されたオブジェクト２ｃ上の様々な点の位置を決定することである。各々の測量タスクに必要な部品を有する測地機器１を用いて測量が行われる。
【００４６】
この測地機器１の現在位置、すなわち、測量を目的として各々の場合に決定されるべき測地機器１の現在位置は、位置決めシステムの信号に基づいて決定することができる。図１の場合、この位置決めシステムとしては、一例としてサテライト支援システムを用いている。前記現在位置はサテライト３の信号から導出され、該信号は測地機器１のサテライトレシーバにより受信されて実質的に線型に伝搬する。
【００４７】
図２は、測量されるオブジェクトの直近傍の状況を示す。測地機器１をホール２ａの直近傍に置くことが測量目的として必要な場合は、現在位置を決定するのに必要なサテライト３への視線が、ホール２ａの高度によってさえぎられる。
【００４８】
したがって、ホール２ａは、サテライト３の信号の受信が制限又は阻止される不感領域Ｔを画定（define）している。この場合、現在位置は、位置決めシステムにより決定できないので、この不感領域Ｔからは、オブジェクトの測量ができない。しかしながら、ビルディング２ｂはこの不感領域Ｔから明瞭に視認される。
【００４９】
類似の状況が、位置決めシステムの他の変形例として図３に示されている。図２と同じ測量タスクにおいて、トータル位置決めシステム（total positioning system）としてのトータルステーション４によりその位置が決定される測地機器１’が使用される。この目的のため、この機器はサテライトレシーバに代えてリフレクタ（reflector）を備えており、これによって、既知の点に位置しているトータルステーション４から、リフレクタの方向と距離が測定される。
【００５０】
このデータから、測地機器１’の現在位置が決定される。図２のダイヤグラムと類似の仕方で、測定に必要なトータルステーション４と測地機器１’の間の視線が、ある範囲におけるホール２ａにより制限され、又はさえぎられ、これにより、不感領域Ｔ’が同様に形成される。
【００５１】
図４は、現在位置を決定するための、本発明の典型的な方法の第１のステップを模式的に示している。第１の既知位置Ｐ１について、不感領域Ｔから検出可能なビルディング２ｂ上の少なくとも二つの基準構造５が測地機器１により検出され、これらの基準構造５までの距離が測定される。
【００５２】
この例においては、基準構造５として点が選ばれているが、特に画像処理方法により、広範囲にわたる構造を選んで、さらに進んだステップにおいてそれら広範囲にわたる構造を互いに比較することもできる。不感領域Ｔ自体の中に置かれた基準構造を選ぶこともできる。すなわち、本発明によれば、ホール２ａ上の基準構造又は点に対して測定することもできる。
【００５３】
距離の測定は画像の記録を用いて行われ、この画像においては、距離が基準構造５に割り当てられている。この例では、サテライト３の信号によって第１の既知位置Ｐ１を決めることができる。なぜなら、この第１の既知位置Ｐ１は、ホール２ａにより生じた不感領域Ｔの外側にあるからである。割り当てられた画像情報と距離で基準構造５を記録した後、測地機器１が第２の既知位置Ｐ２へ移動される。
【００５４】
図５に示されているように、ビルディング２ｂ上にある基準構造５に関する第２の記録が、その割り当てられた画像情報と距離と共に、第２の既知位置Ｐ２から行われる。この例では、第２の既知位置Ｐ２も位置決めシステムのサテライト３の信号によって決定される。
【００５５】
あるいは、第１の既知位置Ｐ１及び／又は第２の既知位置Ｐ２は他の方法によって決定され得るか、又は、それらの位置は既知であってもよい。原則として、これらの位置の一方又は両方が不感領域Ｔ内に所在することもできる。しかし、その場合、該位置は位置決めシステムなしで決定されねばならないか、又は、既知でなければならない。図に示されたすべての動きにおいて、基準構造５の検出は自動的なターゲットトラッキング（標的の追跡）により容易に行われる。
【００５６】
図６は、本発明の方法の第１の実施形態による現在位置Ａの決定を模式的に示している。測地機器１は、ホール２ａにより生じた不感領域Ｔ内に所在している。この不感領域Ｔからは、ビルディング２ｂと、基準構造５の少なくとも一部が検出でき、これにより、これら基準構造５によって現在位置Ａが決定できる。
【００５７】
この本発明の方法の第１の実施形態においては、現在位置Ａの決定は基準構造５の現在位置に関する知識に基づいており、図４と図５に示されたステップにおいて記録された画像情報と距離から計算される。現在位置Ａを導出するために、基準構造５の画像情報と距離が第１のステップと類似の仕方で記録され、これにより、例えば後方交会法によって、現在位置がこれらのデータと基準構造５の既知位置に関する知識から決定される。
【００５８】
画像内に所在する孤立した基準構造５を考慮することに加えて、画像情報の様々な断片についての評価も、画像処理の広範なマッチング、例えば、数多くの点が同時に考慮される適切なマッチング方法により行うことができる。
【００５９】
図７は、本発明の方法の第２の実施形態による現在位置Ａの決定を模式的に示している。測地機器１は、ホール２ａにより生じた不感領域Ｔ内に所在している。この不感領域Ｔからは、ビルディング２ｂと、基準構造５の少なくとも一部が検出できる。この本発明の方法の第２の実施形態においては、現在位置Ａの決定は、図４と図５に示された第１の既知位置Ｐ１と第２の既知位置Ｐ２を現在位置Ａに変換することによって行われる。
【００６０】
これらの位置間の結合は、各々の場合に変換マトリックスが導出される基準構造５を介して行われる。そのような変換マトリックスは、例えば既知であるか、あるいは写真測量から導出することができるものである。かくして、この本発明の方法の第２の実施形態においては、基準構造５に関して本当の位置が何ら計算されないので、計算に伴う誤りが回避される。
【００６１】
図８には、基準構造とそれらに関連した距離の記録に関する一例が示されている。例えば、好ましくは領域撮像機能を有するＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどの画像記録部品により、ビルディング２ｂが画像６内にとらえられ、光学的に保存される。画像６は比較的多数の画素からなり、基準構造５が、各々の場合に、たった一つの画素又は複数の画素でそれらの寸法内に割り当てられ得る。
【００６２】
これらの基準構造に対して距離の測定が行われ、基準構造５と距離測定の測定点の両方が、手動で、あるいは自動化された仕方で決定され得る。例えば鋳型マッチング（template matching）及び／又はニューロンネットワーク（neuronal networks）などの既知の画像処理方法が、自動化された選択と適切な構造の同定のために使用できる。比較的大きい構造の場合は、個々の画素と基準構造５に割り当てられた単一の画素の両方に対して距離測定がなされ、そこから更なる画素についての距離情報が外挿され得る。
【００６３】
図示された例では、基準構造５としての５つの検出点のすべてに対して距離測定がなされ得る。それぞれの平均画素（重力中心に対応する画素）によって、あるいはそれぞれの点によりカバーされるすべての画素によって、距離を均等に割り当てることができる。
【００６４】
図９は、基準構造の記録からの画像情報の導出の一例を示す。ここに示された例は、原理を示しているだけである。なぜなら、現実的な実施形態においては、画像処理のもっと高度に進んだ方法が有利に使用されるからである。しかしながら、本発明においては、純粋に手動で行う方法を排除するものではない。点、又は構造の距離情報に加えて、記録から更なる画像情報、例えば、画像中の位置又は基準構造５の相互の相対的な配置に関連する情報を導出することもできる。
【００６５】
例えば、図中で最も左に所在する点の位置が、画素の水平計数及び垂直計数により決定される。画素の水平数Ｘと垂直数Ｙから、画像中の位置と基準点に対する位置が決定される。ここで、基準点とは、検出された画像範囲の左下の隅である。同様に、個々の点の間の画素数の差ΔＸ１、ΔＹ１、ΔＹ２で示されているように、各点の相互の位置も測量され得る。
【００６６】
これらの画素数の差から、各点に対する距離測定に基づいて、角度を導出することができる。かくして、距離測定に加えて、基準構造相互の、また基準点に対する基準構造の配置に関する情報も同時にとらえることができる。これらの情報は、画像情報として、更なる記録の画像情報と比較することができる。本発明の方法によれば、完全な画像を記録又は保存する必要がない。
【００６７】
重要なことは、更なる記録と比較できる画像情報又は画像の特徴を記録するということである。この目的のため、例えば、捕捉エリア（興味のある範囲）の特別な領域を選択することができる。あるいは、捕捉エリアの画像を処理して構造が強調され、認識されやすくすることができる。この意味で、画像情報は十分な画像（full image）と常に一致しているわけではなく、各々の場合に、多かれ少なかれ情報を含んでいる。
【００６８】
図１０は、位置決定における曖昧さを取り除くための画像情報の使用について説明する二次元で示した図であり、非常に単純化された図である。位置が既知の二つの基準構造５，５’が現在位置を導出するために用いられている。二つの基準構造５，５’までの距離が測定され、これにより、各々の基準構造５，５’の位置の周りにそれぞれの距離にある円の上に現在位置があるはずである。これらの条件を同時に満たすのは、二つの円が交差している２点だけである。
【００６９】
したがって、この２点Ａ’とＡ"のうち、どちらが正確であるかを決めるには、更なる情報が必要である。画像の記録から、画像情報として、すべての測定において第２の基準構造５"が常に第１の基準構造５’の右に所在していたという事実を導出することが可能であり、これにより、点Ａ"が除外される。
【００７０】
この非常に簡単で定性的な例は、曖昧さを減らすために根本的なやり方で、画像情報が如何に活用できるかということを説明するための例である。様々な点に対する距離測定の無秩序な捕捉は、配置に関連する必要な情報を含まない。さらに、例えば基準構造の相互の角度などの定量的な画像情報は記録からも導出できる。
【００７１】
図１１は、本発明の装置と本発明の測地機器１の一実施形態を示す。測地機器１は、チップにより正確に位置決めされ得る錘線測量標尺７を有する。位置決定ユニットとしてのサテライト支援位置決めシステム用のＧＰＳレシーバ８と、測地機器１の現在位置を決定するための装置を含む測定ユニット９が、錘線測量標尺７に設けられる。
【００７２】
この装置は、画像記録ユニット１０と、画像メモリ及び／又は画像情報メモリ１３と、テレメータ１２と、データ処理ユニット１４を有する。画像記録ユニット１０により捕捉された範囲は接触画面１１上でユーザーに示され、ユーザーはこの接触画面１１によって測量プロセスを制御することができる。
【００７３】
位置決めシステムの信号の強度が所定のしきい値より低い場合は、信号の損失がユーザーにアラームで伝えられる。オプションとして、本発明の方法に関する自動化された手順への移行は、データ処理ユニット１４がきっかけとなり得る。さらに、上記装置は、傾斜計１５及び／又は方向メータ１６を有していてもよい。
【００７４】
上記の図はいずれも、方法のステップ、ビルディング、機器などを模式的に示したものである。特に、基準構造の画像処理又は測量に関するサイズ関係又は詳細は、図に示されたものに限定されないことは勿論である。基準構造の例として、点が用いられているが、該点は、画像処理方法による測量や評価に関連して取り扱うことができる、もっと複雑な構造であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】遮蔽され得る信号による位置決めシステムを用いた測量タスクを示す模式図である。
【図２】サテライト支援位置決めシステムを用いた遮蔽領域形成の一例を示す図である。
【図３】地球支援位置決めシステムを用いた遮蔽領域形成の一例を示す図である。
【図４】サテライト支援位置決めシステムを用いた、本発明の方法の第１のステップを示す模式図である。
【図５】サテライト支援位置決めシステムを用いた、本発明の方法の第２のステップを示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による、遮蔽領域における現在位置の決定を示す模式図である。
【図７】本発明の第２の実施形態による、遮蔽領域における現在位置の決定を示す模式図である。
【図８】基準構造とそれらに関連する距離の記録を示す模式図である。
【図９】基準構造の記録からの画像情報の導出を示す模式図である。
【図１０】位置決定における曖昧さを取り除くための画像情報の使用を説明する一例である。
【図１１】本発明の装置と本発明の測地機器の一実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７６】
１，１’  測地機器
２ａ  ホール
２ｂ  ビルディング
２ｃ  オブジェクト
３  サテライト
４  トータルステーション
５，５’，５"  基準構造
６  画像
７  錘線測量標尺
８  ＧＰＳレシーバ
９  測定ユニット
１０  画像記録ユニット
１１  接触画面
１２  テレメータ
１３  画像及び／又は画像情報メモリ
１４  データ処理ユニット
１５  傾斜計
１６  方向メータ
Ａ，Ａ’，Ａ"  現在位置
Ｐ１  第１の既知位置
Ｐ２  第２の既知位置
Ｔ，Ｔ’  不感領域
Ｘ  水平画素数
ΔＸ１  画素数の差
Ｙ  垂直画素数
ΔＹ１  画素数の差
ΔＹ２  画素数の差
【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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