JP4794288B2 - Surveying instrument - Google Patents
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Description
本発明は、光波距離計を備える測量機に関し、さらに詳細には、自動視準装置を備えることなく、霧等で視界が悪い時や夜間や逆光の時にも、目標物を容易に視準できるようにした測量機に関する。 The present invention relates to a surveying instrument equipped with a light wave distance meter, and more particularly, without having an automatic collimation device, it is possible to easily collimate a target even when the field of view is poor due to fog or at night or in backlight. It relates to the surveying instrument.
近年、電子式セオドライト(電子式測角儀)と光波距離計とを組み合わせたトータルステーション(電子式測距測角儀)が、急速に普及してきた。トータルステーションを用いると、測距と測角を同時にできて、能率的な測量が可能になる。 In recent years, a total station (electronic rangefinder) that combines an electronic theodolite (electronic rangefinder) and a light wave rangefinder has rapidly become widespread. Using the total station enables distance measurement and angle measurement at the same time, enabling efficient surveying.
トータルステーションは、図4に示したように、整準台20上に水平回転可能に測量機本体22を支持し、測量機本体22に対して鉛直回転可能に視準望遠鏡24を支持しており、測量機本体22には、測定値等を表示する液晶ディスプレイ等の表示部26と、コマンドやデータを入力するためのキーボード等の入力部28が備えられる。トータルステーションの内部には、図5に示したように、測量機本体22の回転角を検出する水平測角部(水平エンコーダ)30と、視準望遠鏡24の回転角を検出する鉛直測角部(垂直エンコーダ)32と、目標物6までの距離を計測する光波距離計34と、水平角及び鉛直角の測定値を算出するとともにトータルステーション各部を制御するCPU(演算制御部)36と、測定値等を記憶する記憶部38と、入力部28と、その他のファームウェアとを備える。
As shown in FIG. 4, the total station supports the surveying instrument
光波距離計34では、レーザダイオード等の光源3から出射された測距光Lが、図示しない送光光学系を経て、測点上に置かれたターゲット又はプリズム6(以下、目標物と記載する。)に向けて出射される。この光源3は変調器2に接続されており、変調器2は発振器1に接続されており、測距光Lは発振器1で発生された基準信号Kによって変調される。
In the
目標物6で反射された測距光Lは、図示しない受光光学系を経て、ホトダイオード等の受光素子(検出器)7に入射する。送光光学系、受光光学系及び視準望遠鏡24は、同軸光学系にされている。測距光Lは、視準望遠鏡24の視準軸に沿って目標物6までを往復して、受光素子7によって、電気信号である測距信号Mに変換される。この測距信号Mと変調器2から送られてくる基準信号Kとは、位相計9によって互いの位相差が測定され、その位相差から目標物6までの距離がCPU36によって算出される。
The distance measuring light L reflected by the
一方、この測距信号Mの電圧を測定する受光レベル計50が備えられ、測距信号Mの電圧から、CPU36は、目標物6で反射してきた測距光Lの受光レベルを算出して、これを表示部26に表示する。なお、機械内部で生じる誤差の補正のため、参照信号が光源から直接受光素子へと送光される図示しない参照光学系も設けられる。
On the other hand, a light
霧等で視界が悪い時や夜間や逆光の時には、自動視準装置を備えていないトータルステーションや光波距離計では、目標物を視準することは困難である。霧等で視界が悪い時や夜間や逆光の時に、自動視準装置を備えていないトータルステーションや光波距離計で測定しなければならない場合、従来は目標物で反射して戻ってきた測距光の受光レベルを表示部26に表示して、受光レベルを見ながら視準望遠鏡24を動かし、受光レベルが最大になる点を探すことにより目標物を位置決めしていた。しかし、このような方法では、目標物に対してどのような位置を探索しているのか不明であり、また、同一個所を何度も重複して探索したりしてしまうので、目標物を発見するまでに時間がかかるうえ、作業員の負担が極めて大きく、容易に目標物を位置決めできないという問題があった。
It is difficult to collimate the target with a total station or a lightwave distance meter that is not equipped with an automatic collimation device when the field of view is poor due to fog or at night or in backlighting. When it is necessary to measure with a total station or a light wave rangefinder that does not have an automatic collimation device when the visibility is poor due to fog, etc. The target is positioned by displaying the received light level on the
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、自動視準装置を有しない測量機において、霧等で視界が悪い時や夜間や逆光の時でも、短時間で容易に目標物を位置決めできるようにすることを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a surveying instrument that does not have an automatic collimation device, a target can be easily and quickly obtained even when the visibility is poor due to fog, nighttime, or backlighting. It is an object to enable positioning.
前記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、測点に置かれた目標物に向けて測距光を出射する光源と、前記目標物で反射して戻ってきた測距光を受光して測距信号に変換する受光素子と、水平角を測定する水平測角部と、鉛直角を測定する鉛直測角部と、前記測距信号から距離を演算する演算制御部と、測定値を表示する表示部とを備える測量機において、前記演算制御部は、前記水平測角部及び前記鉛直測角部からの出力に基づいて視準方向の水平角及び鉛直角を図示する視準方向マーカを前記表示部に表示するとともに、前記測距信号の大きさに基づいて前記視準方向マーカの移動した軌跡を各点での受光レベルに応じた濃淡又は色で示して前記表示部に表示することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、視準方向の水平角及び鉛直角を記憶する記憶部を備えたことを特徴とする。
The invention according to
請求項1に係る発明の測量機によれば、視準方向の水平角及び鉛直角を図示する視準方向マーカを表示部に表示するとともに、前記視準方向マーカの移動した軌跡について各点での受光レベルを濃淡又は色で表示するので、ターゲット又はプリズム等の目標物から反射した測距光を一瞬でも受光すると、視準方向マーカの移動した軌跡上に、その点が濃淡又は色の違いとして残るので、高価な自動視準装置を組み込むことなく、霧等で視界が悪い時や夜間や逆光の時でも目標物を容易に位置決めできて、能率的な測量ができる。 According to the surveying instrument of the first aspect of the present invention, the collimation direction marker illustrating the horizontal angle and the vertical angle of the collimation direction is displayed on the display unit, and the trajectory of the movement of the collimation direction marker is displayed at each point. The received light level is displayed in shades or colors, so if distance measuring light reflected from a target such as a target or a prism is received even for a moment, the point on the locus where the collimation direction marker has moved is shaded or different in color. Therefore, without incorporating an expensive automatic collimation device, the target can be easily positioned even when the field of view is poor due to fog or at night or in backlighting, and efficient surveying is possible.
請求項2に係る発明の測量機によれば、さらに、目標物を視準した時の水平角及び鉛直角を記憶できるので、その後の測定中に目標物を見失っても、記憶された表示画面を見ることによって、簡単に目標物を見つけることができ、いっそう能率的な測量作業ができる。
According to the surveying instrument of the invention according to
以下、図面に基づいて、本発明を適用したトータルステーションの一実施例を説明する。図1は、前記トータルステーションの測距開始時の表示部を説明する図である。図2は、前記トータルステーションの視準望遠鏡の向きを変えた時の前記表示部を説明する図である。図3は、霧等で視界が悪い時や夜間や逆光の時、前記トータルステーションで目標物を視準するための手順を示すフローチャートである。 An embodiment of a total station to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a display unit at the start of distance measurement of the total station. FIG. 2 is a diagram for explaining the display unit when the direction of the collimating telescope of the total station is changed. FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for collimating the target with the total station when the field of view is poor due to fog or at night or in backlight.
このトータルステーションは、図1及び図2に示したように、表示部26に後述する視準方向表示画面52を表示するようになっていることを除いて、図4及び図5に示した従来のものと同じである。したがって、このトータルステーションの従来と同じ部分に関する説明は省略する。
This total station, as shown in FIGS. 1 and 2, displays the collimation
さて、このトータルステーションでは、CPU36は、水平測角部30から得た視準方向の水平角と、鉛直測角部32から得た視準方向の鉛直角と、受光レベル計50から得た受光レベルとを用いて、視準方向を表示する視準方向マーカ40を視準方向表示画面52に表示する。この際、視準方向マーカ40の位置から鉛直角及び水平角を読むための鉛直角目盛42及び水平角目盛44も同時に視準方向表示画面52上に表示する。鉛直角目盛42は、上端を0°、下端を180°とされ、水平角目盛44は、右端を水平角180°、左端を水平角−180°として表示される。鉛直角目盛42と水平角目盛44との交点は、視準望遠鏡24の視準軸と一致させておく。
In this total station, the
また、受光レベル計50で検出した受光レベルに応じて、視準方向マーカ40に濃淡又は色47が付される。表示部26には、受光レベルに応じた濃淡又は色47を読むために、受光レベルと濃淡又は色47との関係を示す受光レベルインジケータ48も表示される他、視準方向の水平角、鉛直角、距離及び受光レベルも数字でも表示されるようになっている。受光レベルを表示する濃淡又は色47は、受光する反射光量が多くなるにしたがって、淡色から濃い色に変っていくようにするか、又は寒色から暖色に変っていくようにする。
Further, depending on the light reception level detected by the light
ここで、視準望遠鏡24の向きを変えた時には、視準方向マーカ40も視準方向表示画面52上を移動していくが、視準方向マーカ40が移動した軌跡46に対して、各点での受光レベルに応じた濃淡又は色47は、そのまま表示部26上に残される。この濃淡又は色47の変化している領域から目標物6を簡単に発見できる。目標物6を発見して正確に視準した時には、図示しないキーを押すことにより、その時の水平角、鉛直角、距離、視準方向表示画面52での位置及び受光レベルを記憶部38に記憶できる。
Here, when the direction of the
次に、目標物を視準するための手順を図3に基づいて説明する。測定に際しては、まず、作業員は、トータルステーションと目標物6とをセットし、トータルステーションの視準望遠鏡24を目標物6付近に向ける(ステップS1)。次に、作業員は、図示しない測距スタートボタンを押す(ステップS2)。すると、トータルステーションは、測距光Lを出射するとともに、表示部26に視準方向表示画面52を表示する(ステップS3)。この時、視準方向マーカ40は、目標物6又はその他のものから反射してくる測距光Lの受光レベルに応じて、濃淡又は色47が変化するようにしている。この時、表示部26には、受光レベルを読むために、受光レベルと濃淡又は色47との関係を示す受光レベルインジケータ48も表示される。また、表示部26には、視準方向の水平角、鉛直角及び受光レベルが数字でも表示される。ただし、図1及び図2の例では、受光レベル不足で距離測定は行われていないので、距離の測定値は表示されていない。
Next, a procedure for collimating the target will be described with reference to FIG. In measurement, first, the worker sets the total station and the
次に、作業員は、視準方向表示画面52を見ながら、視準望遠鏡24を上下左右に動かす(ステップS4)。すると、視準方向マーカ40も視準方向表示画面52上を移動していくことになる。この際、視準方向マーカ40の軌跡46には、各点での受光レベルに応じた濃淡又は色47を残して表示する(ステップS5)。ここで、作業員は、視準方向マーカ40の軌跡46を見ながら受光レベルが所定レベル以上の領域を探す(ステップS6)。ここで、受光レベルが所定レベル以上の領域が見つからなければ、受光レベルが所定レベル以上の領域が見つかるまで、視準望遠鏡24を動かして目標物6を見つける作業を続行する(ステップS4〜S6)。
Next, the worker moves the collimating
受光レベルが所定レベル以上の領域が見つかれば、この付近に目標物6があることが分かる。作業員は、ここで目標物6を探す作業を打ち切り、この付近で視準望遠鏡24を上下左右へと微動させ、受光レベルの数字を見ながら最も受光レベルが大きな点を探して、目標物6を正確に視準する(ステップS7)。この場合は、視準望遠鏡24を動かす領域がわずかなので、受光レベルの数字を見ながらでも目標物6の視準が簡単にできる。視準完了しだい、作業員は図示しないキーを操作して、水平角、鉛直角及び距離等の測定値をトータルステーションに記憶させる(ステップS8)。これで、この目標物の測定を終了する。
If an area where the light reception level is equal to or higher than the predetermined level is found, it can be seen that the
本実施例によれば、従来の自動視準装置を備えていないトータルステーションに対して、高価な自動視準装置を組み込むことなく、ソフトウェアを変更するのみで、目標物6から反射した測距光Lを一瞬でも受光すると、視準方向マーカ40の移動した軌跡46上に、その点を濃淡又は色47の違いとして残すことができる。これにより、霧等で視界が悪い時や夜間や逆光の時でも、目標物6を容易に発見できる。そして、目標物6を発見した後は、その水平角及び鉛直角を記憶しているので、その後に目標物6を見失っても、目標物6を簡単に見つけることができ、能率的な測量作業が可能となる。
According to the present embodiment, the distance measuring light L reflected from the
ところで、本発明は、前記実施例に限るものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、前記実施例では、本発明をトータルステーションに適用したが、本発明は、水平測角部と鉛直測角部と光波距離計とを備える測定機に広く適用可能である。もちろん、光波距離計単体にも、水平測角部と鉛直測角部とを設けることによって適用可能となる。 By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the total station, but the present invention can be widely applied to measuring machines including a horizontal angle measuring unit, a vertical angle measuring unit, and a light wave distance meter. Of course, the present invention can be applied to a single optical distance meter by providing a horizontal angle measuring unit and a vertical angle measuring unit.
また、前記実施例では、本発明をトータルステーション単体に適用したが、トータルステーションにコントローラやパソコンを接続して、コントローラやパソコンの表示部に視準方向表示画面52を表示し、コントローラやパソコンを用いてトータルステーションの制御を行うようにしてもよい。
In the above embodiment, the present invention is applied to the total station alone, but a controller or personal computer is connected to the total station, the collimation
さらに、前記実施例では、本発明を位相差方式の光波距離計を備える測量機に適用したが、本発明は、パルス走行時間方式の光波距離計を備える測量機にも適用できるものであり、さらにノンプリズム型の光波距離計を備える測量機にも適用できるものである。ただし、プリズムを用いないノンプリズム型の測量機の場合、目標物6から反射してくる測距光Lの受光レベルが小さいため、視準望遠鏡24で目標物6付近を広くスキャンして、反射光分布図を視準方向表示画面52上に作成して、目標物6を確認した後か、又は、目標物6以外の反射体(例えば、ガラス、自動車等)を避けるように測量機を移動した後に、測定を開始する必要がある。
Furthermore, in the above embodiment, the present invention is applied to a surveying instrument equipped with a phase difference type lightwave distance meter, but the present invention is also applicable to a surveying instrument equipped with a pulse travel time type lightwave distance meter, Further, it can be applied to a surveying instrument equipped with a non-prism type lightwave distance meter. However, in the case of a non-prism type surveying instrument that does not use a prism, since the light receiving level of the distance measuring light L reflected from the
3 光源
6 ターゲット又はプリズム(目標物)
7 受光素子
26 表示部
30 水平測角部
32 鉛直測角部
34 光波距離計
36 CPU(演算制御部)
38 記憶部
40 視準方向マーカ
46 視準方向マーカの軌跡
47 濃淡又は色
L 測距光
3
7
38
Claims (2)
前記演算制御部は、前記水平測角部及び前記鉛直測角部からの出力に基づいて視準方向の水平角及び鉛直角を図示する視準方向マーカを前記表示部に表示するとともに、前記測距信号の大きさに基づいて前記視準方向マーカの移動した軌跡を各点での受光レベルに応じた濃淡又は色で示して前記表示部に表示することを特徴とする測量機。 A light source that emits distance measuring light toward a target placed at a measuring point, a light receiving element that receives the distance measuring light reflected and returned from the target and converts it into a distance measuring signal, and a horizontal angle In a surveying instrument comprising a horizontal angle measuring unit for measuring, a vertical angle measuring unit for measuring a vertical angle, a calculation control unit for calculating a distance from the distance measurement signal, and a display unit for displaying a measured value,
The calculation control unit displays a collimation direction marker illustrating a horizontal angle and a vertical angle of a collimation direction on the display unit based on outputs from the horizontal angle measurement unit and the vertical angle measurement unit, and also measures the measurement. A surveying instrument which displays on the display unit a light locus or a color corresponding to a light reception level at each point, indicating the locus of movement of the collimation direction marker based on the magnitude of a distance signal.
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