JP2007248214A - 水平角度測定方法及び位置測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】未熟練者によっても、夕方や天候の悪い状況において、簡単にかつ精度良く測定することができる水平角度測定方法及び位置座標測定方法を提供する。
【解決手段】測点Ｐ1に、該測点Ｐ1を通る鉛直線上の一点を放射中心Ｂ0として、たとえば所定の方位角範囲内あるいは全方位に向けて水平なレーザー光線Ｔを放射するレーザー発光装置１を設置する。据付点Ａ1には、集光レンズ１２と画像面１３を有するＣＣＤカメラ２等の集光結像器を、鉛直な回転軸芯Ｏ2回り回転自在に据え付ける。ＣＣＤカメラ２を据付点Ａ1の回転軸芯Ｏ2回りに回転させ、集光レンズ１２の光軸Ｊがレーザー光線Ｔの放射中心Ｂ0に合致したことを、前記画像面１３の所定位置、たとえば座標原点Ｇにレーザー光線が結像されることにより検出し、他の測点、既知点、基準方位又は前記据付点を通る基準線と、前記測点Ｐ1との前記据付点Ａ1回りの水平角度を求める。
【選択図】図１

Description

本発明は、測点間又は測点と既知点との間等の水平角度の測定方法並びに該水平角度の測定方法を用いた平面座標の位置を測定する方法に関する。

従来、測点間又は測点と既知点との間等の水平角度を測定する場合、測点に対応する位置に目標物がなく、地面にベンチマークだけが印されているような時には、測点上に測量ポール等の測標を立て、作業者がトランシット等の経緯機で測標を目で視準することにより、測点間等の水平角度を測定しており、また、その水平角度を利用して測点の平面座標上の位置を測定している。

図１０は、測量ポール１０１とトランシット１０２を用いた従来の水平角度及び平面座標上の位置測定方法（三角測量）を示した図である。この図１０において、一箇所の測点Ｐ1に対し二箇所の据付点Ａ1、Ａ2を設定しており、両据付点Ａ1、Ａ2間の距離Ｄと、両据付点Ａ1、Ａ1の平面座標上の位置は予め計測されている。このような条件において、両据付点Ａ1、Ａ2を結ぶ基準線Ｅに対し、各据付点Ａ1、Ａ2から視準した測点Ｐ1の水平角度θ１、θ２を求めると共に測点Ｐ1の位置を求めるものである。

作業方法を具体的に説明すると、作業者は、トランシット１０２を覗きながら、トランシット１０２を鉛直な回転軸芯回りに回転させ、測量ポール１０１を視準することにより、視準時の前記水平角度θ１及びθ２をそれぞれ求める。そして、それらの角度θ１、θ２と、据付点Ａ1、Ａ2間の既知の距離Ｄから、測点Ｐ1の平面座標上の位置を求める。

しかし、図１０のような測定方法では、作業者がトランシット１０２を覗きながら測量ポール１０１を視準するので、夕方の薄暗い時、天候の悪い時又は据付点Ａ1、Ａ2から測点Ｐ1までの距離が長い時には、測量ポール１０１を視認することが困難となり、正確に視準し、測定することができない。すなわち、測量環境によって測定精度が大きく左右されると共に、作業者の熟練度によっても測定精度が大きく左右されるのである。

測量ポール１０１の代わりに、夕方の薄暗い時等でも測定ができるように、電球あるいはＬＥＤのような発光体を有する測標を測点Ｐ1上に設置する方法もあるが、電球やＬＥＤのような光源では、エネルギーが弱いために、測点Ｐ1と据付点Ａ1、Ａ2との距離が長い時には、トランシット１０２まで十分に光が届かず、測量ポール１０１がぼやけて見え、測定精度の向上は期待できない（特許文献１）。

（発明の目的）
本発明の目的は、測量環境が良くない時、たとえば、夕方の薄暗い時、天候の悪い時又は据付点から測点までの距離が長い時でも、また、未熟練者であっても、精度良く測点間又は測点と既知点間等の水平角度を測定できる水平角度測定方法及び位置測定方法を提供することである。
特開２００４−１１７１８４号公報。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、測点を通る鉛直線上の一点を放射中心として、所定の方位角範囲の全域に亘り水平なレーザー光線を発するレーザー発光装置を、前記測点に設置し、集光レンズにより画像面に集光対象物を結像する集光結像器を、鉛直な回転軸芯回り回転自在に据付点に据え付け、前記集光結像器を前記据付点の回転軸芯回りに回転させ、前記集光レンズの光軸がレーザー光線の放射中心に合致したことを、前記画像面の所定位置にレーザー光線の結像が形成されることにより検出し、該検出により、他の測点、既知点、基準方位又は前記据付点を通る基準線と、前記測点との前記据付点回りの水平角度を求める。

これによると、集光結像器の集光レンズの光軸を、レーザー発光装置の放射中心に合致させる作業、すなわち従来の視準作業に相当する作業において、所定位置から離れた位置から順次結像が所定位置に近づく変化を確実に認識することができるので、結像が所定位置に達する状態を簡単且つ確実に検出することができ、作業能率及び精度が向上する。

また、直進性を有すると共にエネルギーの強いレーザー光線を測標として利用しているので、夕方の薄暗い時や天候の悪い時でも精度良く測定できると共に、電球やＬＥＤ等と比べても、画像面上の結像がはっきりとし、したがって遠い測点でも確実に測定することができる。

さらに、測量ポール等を使用する方法に比べて、測点にポール持ち等の補助作業員を配置する必要がなく、省力化が達成できる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の水平角度測定方法において、前記レーザー発光装置は、測点を通る鉛直線上の一点を放射中心として、全方位に向けて水平なレーザー光線を発するレーザー発光装置である。

これによると、レーザー発光装置は、全方位に向けて水平なレーザー光線を発するので、レーザー発光装置を測点上に設置する際に、集光結像器の据付点の方位を考慮する必要がなく、設置作業が簡単である。また、如何なる範囲の水平角度も簡単に測定することができる。

請求項３記載の発明は、測点を通る鉛直線上の一点に直交する水平方向に１本又は１束の直線状のレーザー光線を発するレーザー発光装置を、前記鉛直線回り回転可能に前記測点に設置し、集光レンズにより画像面に集光対象物を結像する集光結像器を、鉛直な回転軸芯回り回転自在に据付点に据え付け、前記集光結像器を前記据付点の回転軸芯回りに回転させると共に、前記レーザー発光装置を前記鉛直線回りに回転させ、前記集光レンズの光軸がレーザー光線に合致したことを、前記画像面の所定位置にレーザー光線の結像が形成されることにより検出し、該検出により、他の測点、既知点、基準方位又は前記据付点を通る基準線と、前記測点との前記据付点回りの水平角度を求める。

これによると、直進性を有すると共にエネルギーの強いレーザー光線を測標として利用しているので、夕方の薄暗い時や天候の悪い時でも精度良く測定できると共に、電球やＬＥＤ等と比べても、画像面上の結像がはっきりとし、したがって遠い測点でも確実に測定することができる。

さらに、測量ポール等を使用する方法に比べて、測点にポール持ち等の補助作業員を配置する必要がなく、省力化が達成できる。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の水平角度測定方法において、前記集光結像器を回転軸芯回りに回転駆動するモータと、前記集光結像器の回転軸芯回りの回転角度を検出する角度測定器とを備え、前記画像面、モータ及び角度測定器をコントローラに接続し、該コントローラは、前記画像面上のレーザー光線の結像の水平方向の位置情報に基づき、レーザー光線の前記結像が前記所定位置にくるように、前記モータにより前記集光結像器の回転角度を制御する。

これによると、集光レンズの光軸をレーザー発光装置の放射中心に合致させる測定作業が自動的に行えるので、未熟練者でも簡単且つ正確に測定を行うことができる。また、トランシット等のように測標を目で直接視準する方法と異なり、レーザー光線を目で直接見る必要がなくなるので、作業者の目に悪影響を及ぼすことはなく、安全性に優れている。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の水平角度測定方法において、前記画像面は、ＣＣＤイメージセンサー素子を多数配列することにより構成されている。

これによると、画像面をコントローラに簡単に接続できると共に、市販のＣＣＤイメージセンサーを用いることができるので、コストも抑えることができる。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の水平角度測定方法において、前記コントローラにモニターを接続し、前記ＣＣＤイメージセンサー素子よりなる画像面に形成される結像を視認可能にモニターに表示する。

これによると、集光結像器の回転角度を自動的に制御すると同時に、作業者は、モニターによっても簡単に作業の進行具合を確認することができる。

請求項７記載の発明は、一つの測点に対し、二箇所以上の据付点に前記集光結像器を据え付け、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法により、任意の２つの据付点を結ぶ基準線に対する前記測点の水平角度をそれぞれ求め、据付点間の距離と、前記測定した各水平角度により、前記測点の平面座標上の位置を求める。

［本発明の第１の実施の形態］
図１〜図７は、レーザーリングビームを利用した本発明にかかる水平角度測定方法及び位置測定方法の一実施の形態を示しており、これらの図面に基づいて説明する。

図１は水平角度測定中の各測定用機器の一例を示す斜視図であり、測点Ｐ1に設置する測標としてレーザー発光装置１を用い、据付点Ａ1等に据え付ける集光結像器としてＣＣＤカメラ２を用いている。レーザー発光装置１は、鉛直方向に延びる円筒状の装置本体３と、該装置本体３から下方に延びる高さ調節自在な３本の脚部４とを備え、装置本体３には、鉛直方向の上下にレーザー光線を発振するレーザー発振器５と、該レーザー発振器５から上向きに発振されたレーザー光線を水平なレーザーリングビームＢに変換するロッドプリズム（円筒状のリングビーム生成光学素子）６と、図示しないがジャイロ方式の自己水平保持機能を内蔵している。装置本体３の上端部には、前記レーザーリングビームＢを構成する多数のレーザー光線Ｔが水平面内において全方位（３６０°の範囲）に向けて放射される窓孔８が形成されている。

このレーザー発光装置１は、地面等に設置すると、自己水平保持機構により、レーザー光線ＴのレーザーリングビームＢが水平になり、かつ、レーザー発振器５から下方に発振される求心用のレーザー光線Ｔcが鉛直下方に向くように、姿勢が自動調整されるようになっている。

ＣＣＤカメラ２は、少なくとも、凸系の集光レンズ１２と、該集光レンズ１２により集光対象物の結像が形成される画像面１３とを内蔵すると共に、鉛直な回転軸１４により、台座１５上に回転軸芯Ｏ2回り回転自在に支持されている。台座１５は、高さ調節自在な３本の脚部２０により支持されると共に、求心用の下げ振り２１及び水準器（図示せず）等を備えている。前記回転軸１４は、台座１５に固定されたモータ１６の鉛直な出力軸に連結され、モータ１６には、回転軸１４の回転角度、すなわちＣＣＤカメラ２の回転軸芯Ｏ2回りの回転角度を検出する角度測定器として、たとえばエンコーダ１７が設けられている。ＣＣＤカメラ２の画像面１３は、たとえば多数のＣＣＤイメージセンサー素子をマトリックス状に配列した構造となっており、好ましくは、回転軸芯Ｏ2上に配置される。

前記画像面１３と、エンコーダ１７と、モータ１６とは、コントローラ２５に電気的に接続され、コントローラ２５にはモニター２６が電気的に接続されている。

図４及び図５は画像面１３の拡大図であり、それぞれ図２のIV矢視図及び図３のV矢視図に相当しており、結像Ｍ0、Ｍ1をＣＣＤカメラ２の後方から透視した状態で示している。画像面１３には、水平方向のＸ軸と、鉛直方向のＹ軸からなるカメラ座標が形成されており、符号Ｇは、ＸＹ軸が交差する座標原点を示している。

図３は水平角度測定完了時のレーザーリングビームＢと、集光レンズ１２と、画像面１３との位置関係を示しており、Ｊは集光レンズ１２の光軸、Ｆは集光レンズ１２の焦点である。光軸ＪがレーザーリングビームＢの放射中心Ｂ0に合致した時に、光軸Ｊと一致するレーザー光線Ｔ1を中心として、前記座標原点Ｇに結像Ｍ0が形成されるようになっている。すなわち、ＸＹ座標の原点Ｇが、原則として、測標検出の目標となる所定位置となっている。

［制御の概要］
図２は、集光レンズ１２の光軸ＪがレーザーリングビームＢの放射中心Ｂ0と合致していない状態を示している。この図２において、画像面１３からは、カメラ座標上の結像Ｍ1の中心位置、特に水平方向（Ｘ軸方向の位置）の位置情報がコントローラ２５に入力され、エンコーダ１７（図１）からは、モータ１６の基準回転角度（たとえな回転角度０°）からの回転角度の情報がコントローラ２５に入力されるようになっている。

コントローラ２５のメモリには、焦点Ｆを通過するレーザー光線と光軸Ｊとの為す角度（ずれ角度）αと、該ずれ角度αに対応するモータ１６の必要回転量と、各画像面１３のＸ軸座標（水平方向座標）との相関関係式又は相関関係マップが予め書き込まれている。前記相関式等によると、座標原点Ｇから結像Ｍ1の中心までのＸ軸方向の距離ｄが減少すると、一定の関係で前記ずれ角度α及びモータ１６の必要回転量が減少し、図３のように座標原点Ｇ上に結像Ｍ0が形成され、距離ｄが０になった場合には、角度α及びモータ１６の必要回転量は０となる。

コントローラ２５のＣＰＵ等の演算部は、上記制御を達成するため、前記画像面１３からの結像位置情報に基づき、前記相関関係式等により前記ずれ角度α、ずれの方向及びモータ１６の必要回転量を求め、上記ずれ角度αを０に近づけるように、モータ１６に回転駆動信号（回転方向及び回転量の信号）を出力するように構成されている。なお、好ましくは、回転方向及び回転量に加え、たとえば前記結像Ｍ1と座標原点Ｇとの距離ｄの大きさに比例して、回転速度を制御するように構成することもできる。たとえば、結像Ｍ1が座標原点Ｇに近づくに従い、回転速度を落とす制御信号を出すように構成する。

なお、本実施の形態において、上記所定位置はカメラ座標の座標原点Ｇに限定されるものではなく、少なくともＸ軸座標が０となる位置であればよい。すなわち、図１のレーザーリングビームＢの高さとＣＣＤカメラ２の光軸Ｊの高さに弱冠の差異が生じていても検出できるように、図５に仮想線で示すように、座標原点Ｇ近くのＹ軸上（Ｘ軸座標が０）の結像Ｍ0’についても、光軸Ｊが放射中心Ｂ0に合致する状態として、コントローラ２５が認識するように構成されている。

[２つの測点間の水平角度測定方法]
図６は、図１に示すレーザー発光装置１及びＣＣＤカメラ装置２を用いて、２つの測点Ｐ1、Ｐ２の据付点Ａ1回りの水平角度θ0を測定する方法を示している。

（１）図６において、各測点Ｐ1、Ｐ２にそれぞれレーザー発光装置１を設置し、任意の位置Ａ1にＣＣＤカメラ２を据え付ける。レーザー発光装置１を設置する場合は、図１のように、下向きの鉛直レーザー光線Ｔｃを測点Ｐ1（又はＰ２）に一致させる。これにより、リングビームＢの放射中心Ｂ0は、測点Ｐ1を通る鉛直線Ｏ1上に位置する。また、ＣＣＤカメラ２は、回転軸芯Ｏ2が据付点Ａ1と一致するように、下げ振り２１により求心調節すると共に、回転軸芯Ｏ2が鉛直となるように、水準器により水平姿勢を調節し、さらに、光軸Ｊがレーザー発光装置１のリングビームＢの高さと略一致するように高さ調節も行う。

（２）ＣＣＤカメラ２の光軸Ｊを概ね第１の測点Ｐ1側に向け、コントローラ２５等をオンとすることにより、測定作業を開始する。

（３）ＣＣＤカメラ２の画像面１３にはレーザー光線の結像が形成されるが、測定開始当初は、図２のように、ＣＣＤカメラ２の光軸ＪはレーザーリングビームＢの放射中心Ｂ0からずれており、画像面１３には、座標原点ＧからＸ軸方向に離れた位置にレーザー光線の結像Ｍ１が形成される。

（４）図４は、図２の状態に対応する画像面１３の状態を示しており、結像Ｍ１は座標原点ＧからＸ軸の正方向にたとえば距離ｄだけ離れた位置に形成され、しかも、ぼやけた大きな像となっている。この結像Ｍ１の中心のＸ軸座標の位置がコントローラ２５に入力され、前述のように、演算部において相関関係式等により図２のずれ角度α及びずれの方向を求め、このずれ角度αを０に近づけるように、モータ１６に回転駆動信号（回転方向及び回転量の信号）を出力する。

（５）上記出力信号により、モータ１６の出力軸は、所定の回転方向に、所定量だけ回転する。すなわち、図２において、ＣＣＤカメラ２は矢印Ｓ１方向に所定量だけ回転する。この回転制御中、画像面１３上の結像Ｍ１は、画像面１３から消えることなく、ＣＣＤカメラ２の回転に伴って座標原点Ｇに近づいてゆく。

（６）そして、ＣＣＤカメラ２の回転制御により、図３のようにＣＣＤカメラ２の光軸ＪがレーザーリングビームＢの放射中心Ｂ0に合致した場合には、一つのレーザー光線Ｔ1が光軸Ｊと一致すると共に、図５に示すように座標原点Ｇにレーザー光線の結像Ｍ0を形成する。このように、座標原点Ｇに結像が形成されたことを検出すると、ＣＣＤカメラ２の回転は停止し、エンコーダ１７により基準回転角度（たとえば回転角度０°）からの回転角度を読み取り、メモリ等に記憶する。

（７）次に、図６の仮想線で示すように、ＣＣＤカメラ２の光軸Ｊを概ね第２の測点Ｐ２側に向け、前記第１の測点Ｐ1の測定作業と同様な測定作業により、第２の測点Ｐ２における基準回転角度（回転角度０°）からの回転角度を読み取り、メモリ等に記憶する。

（８）そして、前記第１の測点Ｐ1の基準回転角度からの回転角度と、第２の測点Ｐ２の基準回転角度からの回転角度と、の差により、両測点Ｐ1、Ｐ２間の据付点Ａ1回りの水平角度θ0を求める。

なお、図２の状態から図３の状態に回転制御する行程において、ＣＣＤカメラ２が図３の状態から矢印Ｓ１方向にオーバー回転して停止する場合もあるが、その場合は、停止後、前記回転制御と反対の矢印Ｓ２方向に回転制御され、図３の状態に収束する。再度、矢印Ｓ２方向にオーバー回転した場合には、さらに矢印Ｓ１方向に回転制御され、図３の状態に収束する。

［平面座標上の位置測定方法］
図７は、図１に示すレーザー発光装置１及びＣＣＤカメラ装置２を用いて、１つの測点Ｐ1の平面座標上の位置を求める方法を示している。いわゆる、従来の三角測量に対応する方法である

（１）図７において、一つの測点Ｐ1に対し、二箇所の据付点Ａ1、Ａ2を設定しており、両据付点Ａ1、Ａ2の平面座標上の位置と、両据付点Ａ1、Ａ2間の距離Ｄは、予め計測されている。

各据付点Ａ1、Ａ2に据え付けられたＣＣＤカメラ２により、前記水平角度測定方法と同様にして、両据付点Ａ1、Ａ2を結ぶ基準線Ｅに対する各据付点Ａ1、Ａ2から見た測点の角度、すなわち角度θ１、θ２を求め、それらの角度情報を図１のコントローラ２５に入力し、それらの角度θ１、θ２の情報と、据付点Ａ1、Ａ2間の既知の距離Ｄと、既知の両据付点Ａ1、Ａ２の平面上の座標から、測点Ｐ1の位置座標を求める。

［本発明の第２の実施の形態］
図８は、本発明の第２の実施の形態を示しており、図１〜図７で説明した第１の実施の形態と異なる構成は、レーザー発光装置３１が、３６０°よりも小さい所定方位角範囲θｗで、その全域に亘ってレーザー光線Ｔを放射する構造となっていることである。上記所定方位角範囲θwは、たとえば３０°、４５°、９０°１８０°、２４０°等、任意の範囲に設定することができる。

レーザー発光装置１のその他の構成並びにＣＣＤカメラ２（集光結像器）の構成は第１の実施の形態と同様であり、同じ部品及び部分には同じ符号を付し、説明は省略する。

２つの測点間の水平角度の測定方法及び三角測量による測点の位置測定方法も、第１の実施の形態の図６及び図７等で説明した方法と同様であるが、レーザー発光装置１を測点Ｐ1等に設置する際には、前記レーザー光線Ｔが放射される方位角範囲θw内に据付点Ａ１等が含まれるように、指向する。

［本発明の第３の実施の形態］
図９は、本発明の第３の実施の形態であり、前記図７と同様な三角測量をしている状態を示している。

この第３の実施の形態では、ＣＣＤカメラ（集光結像器）２の構成は第１及び第２の実施の形態と同様であり、同じ部品及び部分には同じ符号を付しているが、レーザー発光装置３１の構成が、前記第１及び第２の実施の形態のレーザー発光装置１と異なっている。

図９において、レーザー発光装置３１は、測点Ｐ1を通る鉛直線Ｏ1回りに回転可能な構造となっており、鉛直線Ｏ1と直交する１本又は一束の直線状の水平なレーザー光線Ｔ2のみを放射するように構成されている。レーザー発光装置３１の回転は、同一方向に連続回転する構造とすることも、所定の角度範囲で鉛直線Ｏ1回りに往復回転する構造とすることもできる。

水平角度測定方法及び測点の位置測定方法も、基本的には前記第１の実施の形態と同様であるが、測定時には、ＣＣＤカメラ２とレーザー発光装置３１を同時に連続回転又は往復回転させ、ＣＣＤカメラ２の光軸Ｊと、レーザー光線Ｔ2が同一直線上で合致したことを、ＣＣＤカメラ２の画像により検出し、該検出時のＣＣＤカメラ２の回転角度により、水平角度θ１（及びθ２）を測定する。

この構造によると、レーザー発光装置３１を回転させる必要があるが、エネルギーが高く、減衰が少ないレーザー光線を利用しているので、遠い測点でも精度良く測定することができる。

［その他の実施の形態］
（１）図１に示すレーザー発光装置１は、ジャイロによる自己水平保持機構と、鉛直下方にレーザー光線Ｔcを放射する求心機構を備えているが、図１のＣＣＤカメラ２のように、下げ振り２１と水準器により、手動で水平調節及び求心作業を行う構造とすることもできる。勿論、これとは反対に、ＣＣＤカメラ２側に、レーザー発光装置１と同様に、ジャイロによる自己水平保持機構と、鉛直下方にレーザー光線Ｔcを放射する求心機構を備えることもできる。

（２）図１等に示す測定方法は、モータ１６によりＣＣＤカメラ２を鉛直な回転軸芯Ｏ2回りに回転させる構造であるが、手動によりＣＣＤカメラ２を回転させ、作業者が図１のモニター２６を見ることにより、光軸ＪがレーザーリングビームＢの放射中心Ｂ0に一致したことを検出し、検出時のエンコーダ１７等によるＣＣＤカメラ２の回転角度を読み取ることにより、水平角度等を測点することも可能である。

（３）集光結像器は、図１のようなＣＣＤカメラ２には限定されず、少なくとも、集光レンズ１２と画像面１３とを備え、画像面の結像を直接観察でき、あるいはモニターにより観察するできる構造であれば良い。また、ＣＣＤカメラの代わりに、ＣＭＯＳカメラを利用することも可能である。

（４）集光結像器の回転角度を測定する角度測定器として、前記実施の形態ではエンコーダを利用しているが、ポテンショメータ又はその他の角度測定器を利用することも可能である。

（５）図７及び図９に示す三角測量では、二箇所に据付点Ａ１、Ａ２を設定しているが、二箇所には限定されず、三箇所以上に据付点を設定し、それにより測定精度を向上させることも可能である。

本発明にかかる水平角度測定方法並びに位置定方法の第１の実施の形態であり、前記方法に用いるレーザー発光装置及びＣＣＤカメラの斜視図である。 測点を検出している途中の状態を示すレーザー発光装置と、集光レンズと、画像面との位置関係を示す平面略図である。 測点を検出した時の状態を示すレーザー発光装置と、集光レンズと、画像面との位置関係を示す平面略図である。 図２の状態に対応する画像面の正面拡大図（図２のIV矢視図）である。 図３の状態に対応する画像面の正面拡大図（図３のV矢視図）である。 ２つの測点間の水平角度を測定している状態を示すＣＣＤカメラ及びレーザー発光装置に平面略図である。 一つの測点の平面座標上の位置を測定している状態を示すＣＣＤカメラ及びレーザー発光装置に平面略図である。 本発明にかかる水平角度測定方法並びに位置定方法の第２の実施の形態であり、前記方法に用いるレーザー発光装置及びＣＣＤカメラの斜視図である。 本発明にかかる水平角度測定方法並びに位置定方法の第３の実施の形態であり、前記方法に用いるレーザー発光装置及びＣＣＤカメラの斜視図である。 従来の測定方法であり、測標として測量ポールを用い、トランシットにより１つの測点の位置座標を測定している状態を示す平面略図である。

符号の説明

１ レーザー発光装置
２ ＣＣＤカメラ（集光結像器の一例）
１２ 集光レンズ
１３ 画像面
１４ 回転軸
１６ モータ
１７ エンコーダ（角度測定器の一例）
２５ コントローラ
２６ モニター
３１ レーザー発光装置
Ｔ、Ｔ１、Ｔ２ レーザー光線

Claims (7)

1. 測点を通る鉛直線上の一点を放射中心として、所定の方位角範囲の全域に亘り水平なレーザー光線を発するレーザー発光装置を、前記測点に設置し、
   集光レンズにより画像面に集光対象物を結像する集光結像器を、鉛直な回転軸芯回り回転自在に据付点に据え付け、
   前記集光結像器を前記据付点の回転軸芯回りに回転させ、前記集光レンズの光軸がレーザー光線の放射中心に合致したことを、前記画像面の所定位置にレーザー光線の結像が形成されることにより検出し、
   該検出により、他の測点、既知点、基準方位又は前記据付点を通る基準線と、前記測点との前記据付点回りの水平角度を求めることを特徴とする水平角度測定方法。
2. 請求項１記載の水平角度測定方法において、
   前記レーザー発光装置は、測点を通る鉛直線上の一点を放射中心として、全方位に向けて水平なレーザー光線を発するレーザー発光装置であることを特徴とする水平角度測定方法。
3. 測点を通る鉛直線上の一点に直交する１本又は１束の直線状の水平なレーザー光線を発するレーザー発光装置を、前記鉛直線回り回転可能に前記測点に設置し、
   集光レンズにより画像面に集光対象物を結像する集光結像器を、鉛直な回転軸芯回り回転自在に据付点に据え付け、
   前記集光結像器を前記据付点の回転軸芯回りに回転させると共に、前記レーザー発光装置を前記鉛直線回りに回転させ、前記集光レンズの光軸がレーザー光線に合致したことを、前記画像面の所定位置にレーザー光線の結像が形成されることにより検出し、
   該検出により、他の測点、既知点、基準方位又は前記据付点を通る基準線と、前記測点との前記据付点回りの水平角度を求めることを特徴とする水平角度測定方法。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の水平角度測定方法において、
   前記集光結像器を回転軸芯回りに回転駆動するモータと、前記集光結像器の回転軸芯回りの回転角度を検出する角度測定器とを備え、
   前記画像面、モータ及び角度測定器をコントローラに接続し、
   該コントローラは、前記画像面上のレーザー光線の結像の水平方向の位置情報に基づき、レーザー光線の前記結像が前記所定位置にくるように、前記モータにより前記集光結像器の回転角度を制御することを特徴とする水平角度測定方法。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の水平角度測定方法において、
   前記画像面は、ＣＣＤイメージセンサー素子を多数配列することにより構成されていることを特徴とする水平角度測定方法。
6. 請求項５記載の水平角度測定方法において、
   前記コントローラにモニターを接続し、前記ＣＣＤイメージセンサー素子よりなる画像面に形成されるレーザー光線の結像を、視認可能にモニターに表示することを特徴とする水平角度測定方法。
7. 一つの測点に対し、二箇所以上の据付点に前記集光結像器を据え付け、
   請求項１乃至６のいずれかに記載の方法により、任意の２つの据付点を結ぶ基準線に対する前記測点の水平角度をそれぞれ求め、
   据付点間の距離と、前記測定した各水平角度により、前記測点の平面座標上の位置を求めることを特徴とする位置測定方法。
   

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