JP7353126B2 - surveying system - Google Patents
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Description
本発明は、所望の測定対象を測定可能な測量システムに関するものである。 The present invention relates to a surveying system capable of measuring a desired measurement target.
一般に、所定の測定点の測量を行なう際には、例えばプリズムが設けられたポールを測定点に設置し、垂直となる様整準する。又、既知点に設置されたトータルステーション等の測量装置からプリズムを視準し、プリズム迄の距離と視準方向の既知の方向に対する水平角度と鉛直角度を測定し、プリズム迄の水平距離と水平角度、プリズムの鉛直高さを求めている。 Generally, when surveying a predetermined measurement point, a pole provided with a prism, for example, is installed at the measurement point and leveled so that it is vertical. In addition, the prism is sighted from a surveying device such as a total station installed at a known point, and the distance to the prism and the horizontal angle and vertical angle of the sighting direction with respect to the known direction are measured, and the horizontal distance and horizontal angle to the prism are measured. , we are looking for the vertical height of the prism.
従来では、ポールに設けられた気泡管等の水準器を用いて、作業者が手動でポールの整準を行っていた為、熟練を要すると共に測定作業に時間が掛っていた。 Conventionally, an operator manually leveled the pole using a level such as a bubble tube provided on the pole, which required skill and took time to perform the measurement.
又、整準したポールを垂直姿勢に維持した状態で測定を行う必要がある為、部屋の角等、ポールを垂直に設置できない測定点については、測定を行うことができなかった。 Furthermore, since it is necessary to perform measurements while maintaining the leveled pole in a vertical position, measurements cannot be taken at measurement points where the pole cannot be installed vertically, such as in the corners of a room.
本発明は、プリズムを設けたポールを垂直に整準することなく測量が可能な測量システムを提供するものである。 The present invention provides a surveying system that allows surveying without vertically leveling a pole provided with a prism.
本発明は、測量装置と、該測量装置と通信可能なターゲットポールとを有する測量システムであって、前記ターゲットポールは、下端が測定点に合致する様設置されるポールと、該ポールの所定の位置に設けられたプリズムと、ポールの上端部に設けられた端末装置とを有し、前記測量装置は、測距光を射出し前記プリズム迄の距離を求める測距部と、前記測量装置を水平回転させると共に測距光を鉛直方向に偏向させ該測距光を所定の方向に射出する為の駆動部と、前記測距光の射出方向を検出する測角部と、前記測距部と前記駆動部を制御する第1演算制御部とを有し、前記端末装置は画像を取得するカメラと、基準角度に対する3軸の傾斜角を検出する傾斜センサと、前記カメラの撮影を制御する第2演算制御部とを有し、前記第1演算制御部は、前記端末装置から受信した前記画像と前記傾斜センサの検出結果と、前記ポールの下端から前記プリズム迄の既知の距離に基づき前記測定点の3次元座標を演算する様構成された測量システムに係るものである。 The present invention is a surveying system that includes a surveying device and a target pole that can communicate with the surveying device, and the target pole includes a pole installed so that its lower end coincides with a measurement point, and a predetermined position of the pole. The surveying device includes a prism provided at the prism, and a terminal device provided at the upper end of the pole. a driving section for horizontally rotating and deflecting the ranging light in the vertical direction and emitting the ranging light in a predetermined direction; an angle measuring section for detecting the emission direction of the ranging light; and the ranging section. a first arithmetic control section that controls the driving section, and the terminal device includes a camera that acquires an image, a tilt sensor that detects tilt angles of three axes with respect to a reference angle, and a first calculation control section that controls photographing of the camera. The first calculation control unit is configured to perform the measurement based on the image received from the terminal device, the detection result of the tilt sensor, and a known distance from the lower end of the pole to the prism. The present invention relates to a surveying system configured to calculate three-dimensional coordinates of points.
又本発明は、前記第2演算制御部は、前記ポールが垂直となった時点の前記傾斜センサの検出結果を基準角度とするゼロセット処理を実行する様構成された測量システムに係るものである。 The present invention also relates to a surveying system in which the second arithmetic control unit is configured to execute zero set processing using the detection result of the inclination sensor at the time when the pole becomes vertical as a reference angle. .
又本発明は、前記測量装置は、前記測距光と同軸に追尾光を射出する追尾部を更に有し、前記第1演算制御部は、前記追尾部に前記プリズムの検出及び追尾を実行させる様構成された測量システムに係るものである。 Further, in the present invention, the surveying device further includes a tracking section that emits tracking light coaxially with the distance measuring light, and the first calculation control section causes the tracking section to detect and track the prism. This relates to a surveying system configured in a similar manner.
又本発明は、前記測量装置は、前記測距光と同一平面内に所定時間間隔でガイド光を点滅照射するガイド光照射部を更に有し、前記ガイド光は前記測距光の光軸に対する向きに応じて異なる色の光が見える様に構成され、前記第2演算制御部は前記カメラに前記ガイド光の点灯時と消灯時の画像をそれぞれ取得させ、各画像の差分に基づき前記画像内から前記ガイド光を検出する様構成された測量システムに係るものである。 Further, in the present invention, the surveying device further includes a guide light irradiation unit that blinks and irradiates a guide light at predetermined time intervals in the same plane as the distance measurement light, and the guide light is directed toward the optical axis of the distance measurement light. It is configured so that light of different colors can be seen depending on the direction, and the second calculation control unit causes the camera to acquire images when the guide light is turned on and when it is turned off, and based on the difference between each image, The present invention relates to a surveying system configured to detect the guide light from.
又本発明は、前記第2演算制御部は、前記画像中で検出した前記ガイド光の色に基づき前記測量装置の水平方向の回転方向を決定し、前記測量装置が決定された回転方向に所定角度回転する毎に前記カメラに2枚の前記画像を取得させ、前記ガイド光の色が変化する迄前記測量装置の回転と前記画像の取得を繰返す様構成された測量システムに係るものである。 Further, in the present invention, the second arithmetic control unit determines the horizontal direction of rotation of the surveying device based on the color of the guide light detected in the image, and causes the surveying device to move in a predetermined direction in the determined rotation direction. The present invention relates to a surveying system configured to cause the camera to acquire two images each time the surveying device rotates in angle, and to repeat rotation of the surveying device and acquisition of the images until the color of the guide light changes.
更に又本発明は、前記第2演算制御部は、前記画像中で検出した前記ガイド光の位置と前記画像の中心との位置の偏差を演算し、該偏差に基づき前記測量装置の水平方向の回転量を決定する様構成された測量システムに係るものである。 Furthermore, in the present invention, the second calculation control section calculates a deviation between the position of the guide light detected in the image and the center of the image, and adjusts the horizontal direction of the surveying device based on the deviation. The present invention relates to a surveying system configured to determine the amount of rotation.
本発明によれば、測量装置と、該測量装置と通信可能なターゲットポールとを有する測量システムであって、前記ターゲットポールは、下端が測定点に合致する様設置されるポールと、該ポールの所定の位置に設けられたプリズムと、ポールの上端部に設けられた端末装置とを有し、前記測量装置は、測距光を射出し前記プリズム迄の距離を求める測距部と、前記測量装置を水平回転させると共に測距光を鉛直方向に偏向させ該測距光を所定の方向に射出する為の駆動部と、前記測距光の射出方向を検出する測角部と、前記測距部と前記駆動部を制御する第1演算制御部とを有し、前記端末装置は画像を取得するカメラと、基準角度に対する3軸の傾斜角を検出する傾斜センサと、前記カメラの撮影を制御する第2演算制御部とを有し、前記第1演算制御部は、前記端末装置から受信した前記画像と前記傾斜センサの検出結果と、前記ポールの下端から前記プリズム迄の既知の距離に基づき前記測定点の3次元座標を演算する様構成されたので、部屋の角等、前記ターゲットポールを垂直に整準できない位置にある前記測定点の測定が可能となり、測定時間の短縮及び測定精度の向上を図ることができるという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, there is provided a surveying system comprising a surveying device and a target pole capable of communicating with the surveying device, the target pole comprising a pole installed so that its lower end coincides with a measurement point, and a The surveying device includes a prism provided at a predetermined position and a terminal device provided at the upper end of the pole, and the surveying device includes a distance measuring unit that emits distance measuring light and calculates the distance to the prism, and a driving section for horizontally rotating the device and deflecting the distance measuring light in a vertical direction and emitting the distance measuring light in a predetermined direction; an angle measuring section for detecting the emission direction of the distance measuring light; and the distance measuring section. and a first arithmetic control unit that controls the drive unit, and the terminal device includes a camera that acquires an image, a tilt sensor that detects tilt angles of three axes with respect to a reference angle, and controls photography of the camera. The first calculation control unit is configured to perform a calculation based on the image received from the terminal device, the detection result of the tilt sensor, and a known distance from the lower end of the pole to the prism. Since the configuration is configured to calculate the three-dimensional coordinates of the measurement point, it is possible to measure the measurement point in a position where the target pole cannot be leveled vertically, such as in the corner of a room, which reduces measurement time and improves measurement accuracy. It has an excellent effect of improving performance.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
先ず、図1に於いて、本発明の実施例に係る測量システムの概略について説明する。 First, referring to FIG. 1, an outline of a surveying system according to an embodiment of the present invention will be explained.
測量システム1は、測量装置2とターゲットポール3とを有している。前記測量装置2は、例えば追尾機能を有するトータルステーションであり、三脚4等の支持装置を介して所定の設置点5に設けられている。又、前記測量装置2は、機械中心(器械点)を基準とした所望の測定点の3次元座標を測定できると共に、前記器械点の高さに基づき前記設置点5を基準とした測定点の3次元座標を測定可能となっている。
The
尚、該設置点5は、既知の3次元座標を有する点であってもよいし、3次元座標を有さない未知の点であってもよい。前記設置点5が未知の点である場合には、前記測量装置2を設置した後、後視点法、後方交会法等により前記設置点5の3次元座標が求められる。
Note that the
前記測量装置2は、前記三脚4上に設けられた整準部6と、該整準部6上に水平回転可能に設けられた測量装置本体7と、該測量装置本体7の上面に設けられたガイド光照射部9とを有している。
The
前記整準部6は、該整準部6の傾斜を検出する為のセンサ(図示せず)と、該整準部6を整準する整準ネジを駆動する為のモータ(図示せず)を有しており、前記センサの検出結果に基づき自動で前記整準部6の整準を行う様になっている。
The
前記測量装置本体7は測距部14(後述)を有している。又、前記測量装置本体7に設けられた縦長のスリット状の投光窓11を有し、前記測距部14は鉛直方向に偏向可能な測距光軸12上に測距光を射出し、測定対象物(後述するプリズム13)で反射された反射測距光に基づき前記プリズム13迄の距離を測定する様構成されている。又、前記測量装置本体7は追尾部8(後述)を有している。該追尾部8は、前記測距光と同軸上(前記測距光軸12上)に追尾光を射出し、前記プリズム13で反射された反射追尾光に基づきレーザトラッキングを行う様構成されている。
The surveying device
前記ガイド光照射部9は、前記測距光軸12と同一平面内に光軸を有する様ガイド光15を所定時間間隔(例えば0.3秒間隔)で点滅照射する。前記ガイド光15は例えば赤色光と緑色光からなる可視光であり、前記測距光軸12と正対した時の前記ガイド光15の色と、前記測距光軸12の左側から見た時の前記ガイド光15の色と、前記測距光軸12の右側から見た時の前記ガイド光15の色とが、それぞれ異なる色となる様に構成されている。例えば、前記ガイド光15は、前記測距光軸12と正対した時には赤色と緑色の両方の光が見え、前記測距光軸12の右側からは赤色の光のみが見え、該測距光軸12の左側からは緑色の光のみが見える様構成されている。
The guide
前記ターゲットポール3は、下端が尖端となったポール16と、該ポール16の中途部に設けられた前記プリズム13と、前記ポール16の上端に設けられた端末装置17とを有している。
The
前記プリズム13は、例えば再帰反射性を有する全周プリズムであり、前記プリズム13の光学中心は前記ポール16の軸心上に位置している。又、該ポール16の下端から前記プリズム13の光学中心迄の距離は既知となっている。
The
前記端末装置17は、例えばスマートフォンであり、無線LANやBluetooth(登録商標)等の無線通信手段により前記測量装置2と通信可能となっている。又、前記端末装置17は、前記通信手段を介して前記測量装置2を遠隔操作可能に構成されている。更に、前記端末装置17はカメラ18(後述)を有し、前記ポール16の下端と前記カメラ18の光学中心との位置関係(距離)は既知となっている。
The
尚、前記カメラ18の光学中心は、前記ポール16の軸心上に位置していてもよいし、前記ポール16の軸心からずれた位置であってもよい。前記カメラ18の光学中心が前記ポール16の軸心からずれている場合には、例えば前記カメラ18の光軸方向を基準としたオフセット量が既知となっている。
Note that the optical center of the
更に、前記ターゲットポール3は、気泡管等の図示しない水準器を有し、該水準器を介して前記ターゲットポール3を鉛直姿勢に整準することができる。
Further, the
次に、図2に於いて、前記測量装置2の構成について説明する。
Next, referring to FIG. 2, the configuration of the
該測量装置2は前記測量装置本体7を前記整準部6に対して回転させる為の水平回転駆動部19と、前記測量装置本体7の回転角(水平角)を検出する為の水平角検出器21と、前記測距光軸12を鉛直面内で偏向させる為の偏向部材(例えばミラー)を回転させる為の鉛直回転駆動部22と、前記偏向部材の回転角(鉛直角)を検出する為の鉛直角検出器23とを有している。又、前記測量装置2は第1演算制御部24、第1記憶部25、第1通信部26、表示部27、操作部28を有している。
The
尚、前記水平回転駆動部19と前記鉛直回転駆動部22とにより前記測量装置2の駆動部が構成され、前記水平角検出器21と前記鉛直角検出器23とにより測距光の照射方向を検出する為の測角部が構成される。
The horizontal
前記第1演算制御部24としては、本実施例に特化されたCPU、或は汎用性CPU、埋込みCPU、マイクロプロセッサ等が用いられる。又、前記第1記憶部25としては、RAM、ROM、FlashROM、DRAM等の半導体記憶メモリ、HDD等の磁気記憶メモリ、CDROM等の光学記憶メモリ等が用いられる。
As the first
前記第1記憶部25には、測距作動を制御する為のシーケンスプログラム、測距作動により距離を演算する為の測距プログラム、前記水平角検出器21及び前記鉛直角検出器23の検出結果に基づき前記測距光軸12の照射方向(角度)を演算する為の測角プログラム、距離と角度に基づき所望の測定点の3次元座標を演算する為の測定プログラム、前記整準部6に整準を行わせる為の整準プログラム、前記プリズム13を検出する為のプリズム検出プログラム、前記追尾部8に前記プリズム13を追尾させる為の追尾プログラム、前記端末装置17と通信する為の通信プログラム、前記水平回転駆動部19、前記鉛直回転駆動部22等を制御する為の駆動制御プログラム、測定結果等を前記表示部27に表示する為の表示プログラム等の各種プログラムが格納される。
The
又、前記第1記憶部25には、測定点を測定した際の測定データ(測距データ及び測角データ)、前記第1通信部26を介して前記端末装置17から受信したデータ等のデータが格納される。前記第1演算制御部24は、前記第1記憶部25に格納された各種プログラムを展開、実行し、各種処理を実行する。
The
前記第1通信部26は、前記測量装置2から前記端末装置17へのデータの送信、或は該端末装置17から前記測量装置2へのデータの受信を行う機能を有している。前記操作部28は、測定条件等の入力が可能であり、前記表示部27には設定画面や測定結果等が表示される様になっている。
The
次に、図3に於いて、前記端末装置17の構成について説明する。
Next, referring to FIG. 3, the configuration of the
該端末装置17は、第2演算制御部31、第2記憶部32、第2通信部33、前記カメラ18、傾斜センサ34、表示操作部35を有している。
The
前記第2演算制御部31としては、本実施例に特化されたCPU、或は汎用性CPU、埋込みCPU、マイクロプロセッサ等が用いられる。又、前記第2記憶部32としては、RAM、ROM、FlashROM、DRAM等の半導体記憶メモリ、HDD等の磁気記憶メモリ、CDROM等の光学記憶メモリ等が用いられる。
As the second
前記第2記憶部32には、所定の角度を基準角として設定する為のゼロセットプログラム、前記傾斜センサ34の検出結果に基づき基準角を基準とした3軸の傾斜角を演算する為の傾斜角演算プログラム、前記カメラ18に静止画像や動画像等所定の画像を撮影させる為の撮像プログラム、前記カメラ18で取得された画像に基づき前記測距光軸12に対する前記カメラ18の光軸の回転角を演算する回転角演算プログラム、中断された追尾処理を復帰させる為の追尾復帰プログラム、前記測量装置2を遠隔操作する操作コマンドを作成する為の操作コマンド作成プログラム、前記測量装置2と通信を行う為の通信プログラム、カメラ画像や操作画面等を前記表示操作部35に表示させる為の表示プログラム、各種設定や指示を前記表示操作部35から入力する為の操作プログラム等の各種プログラムが格納されている。
The
又、前記第2記憶部32には、ゼロセットされた際の基準角データ、前記カメラ18で取得された画像データ、測定が実行された際の傾斜角データ、前記第2通信部33を介して受信した前記測量装置2による測定データ等が格納される。前記第2演算制御部31は、前記第2記憶部32に格納された各種プログラムを展開、実行し、各種処理を実行する。
Further, the
前記第2通信部33は、前記端末装置17から前記測量装置2へのデータの送信、或は該測量装置2から前記端末装置17へのデータの受信を行う機能を有している。前記傾斜センサ34は、例えば加速度センサであり、所定の基準角を基準とした3軸の傾斜角を検出可能となっている。ここで、3軸とは所定の方向に対する前後方向及び左右方向の2軸と、天地方向の1軸を示す。更に、前記表示操作部35には、各種設定画面や測定結果等が表示されると共に、各種設定画面を介して各種指示や測定条件等が入力可能となっている。
The
次に、図4のフローチャート及び図5~図10を参照して、前記測量システム1を用いた測定について説明する。尚、図5~図10は、前記表示操作部35に表示される各種設定画面、出力画面等の一例となっている。
Next, measurements using the
STEP:01 先ず始めに、前記測量装置2を所定の前記設置点5に設置し、前記測量装置2を起動させる。前記設置点5は、既知の点であってもよいし、未知の点であってもよい。前記測量装置2が起動されると、前記第1演算制御部24は、前記整準部6に自動で整準を行わせる。
STEP: 01 First, the
STEP:02 前記測量装置2が設置されると、前記表示操作部35に表示されたメニュー画面36(図5(A)参照)から設定ボタン37を選択し、環境設定画面40(図5(B)参照)を呼び出す。更に、該環境設定画面40中に表示された加速度センサーキャリブレーションボタン38を押下することで、前記第2演算制御部31が前記傾斜センサ34のキャリブレーションを実行する(図5(C)参照)。
STEP: 02 When the
キャリブレーションでは、前記傾斜センサ34が正常に動作するかどうかが確認される。例えば、スラント等を介して、前記端末装置17を1°傾斜させた際に、前記傾斜センサ34が1°を検出するかどうかを確認する。或は、該傾斜センサ34は重力加速度センサであるので、前記端末装置17を傾斜させた際の重力方向の変化に基づき、前記傾斜センサ34をキャリブレーションする。
In the calibration, it is confirmed whether the
STEP:03 キャリブレーションが完了すると、前記端末装置17を前記ポール16の上端部に取付けると共に、前記端末装置17と前記測量装置2とを所定の無線通信手段で通信可能に接続する。この時、前記端末装置17の姿勢は任意でよい。
STEP: 03 When the calibration is completed, the
STEP:04 前記測量装置2と前記端末装置17との接続後、前記表示操作部35を介して前記ポール16の下端から前記プリズム13迄の高さ、前記ポール16の下端から前記カメラ18迄の高さを巻き尺等で計測する。計測後、前記ポール16の下端から前記プリズム13の光学中心迄の高さであるプリズム高(ミラー高)のみを入力する。
STEP: 04 After the
尚、前記傾斜センサ34のキャリブレーション、前記ポール16に対する前記端末装置17の取付け、プリズム高の入力は、事前に行っていてもよい。この場合、STEP:02の処理、STEP:04の処理及びSTEP:03の取付け処理を省略することができる。
Note that the calibration of the
STEP:05 次に、前記測量装置2の原点を決定する。原点決定工程では、先ず前記メニュー画面36から放射観測ボタン49を選択し、器械設置画面41を呼出す。該器械設置画面41には、周辺のマップ又は器械点の候補のリストが表示されている。作業者は、前記器械設置画面41を介して、マップ又はリストから測定の基準となる器械点、即ち測定の原点となる点を選択する(図6(A)参照)。原点の選択後、作業者は前記器械設置画面41を介して、マップ又はリストから既知の3次元座標を有する点(後視点)を選択する(図6(B)参照)。これにより、前記第1演算制御部24は、前記後視点の3次元座標に基づき、原点の3次元座標を演算する。
STEP: 05 Next, the origin of the
STEP:06 前記後視点が選択されると、前記器械設置画面41がゼロセット画面42へと切替えられる(図7(A)参照)。該ゼロセット画面42では、回転ボタン43を選択し、前記測量装置本体7を水平回転させる為の回転操作画面(図示せず)へと切替える。該回転操作画面では、前記測量装置本体7の時計回り方向への回転、反時計回り方向への回転、回転の停止が操作できる様になっている。具体的には、各種操作に伴い、前記第2演算制御部31が前記第2通信部33を介して前記測量装置2に水平回転指示コマンドを送信する。前記第1演算制御部24は、受信した水平回転指示コマンドに基づき前記水平回転駆動部19を駆動させ、前記測量装置本体7を時計回り方向又は反時計回り方向に水平回転させる。
STEP:06 When the back point is selected, the instrument installation screen 41 is switched to the zero set screen 42 (see FIG. 7(A)). On the zero set screen 42, the user selects the rotation button 43 to switch to a rotation operation screen (not shown) for horizontally rotating the surveying device
該測量装置本体7の回転は、前記回転操作画面で回転停止操作が行われる迄継続する。作業者は、前記ガイド光15の色に基づき前記測量装置本体7の向きを決定する。即ち、赤色と緑色の前記ガイド光15が共に見える位置で前記測量装置本体7の回転を停止する。又、この時に前記水平角検出器21が検出した水平角(方向角)が前記第1通信部26を介して前記端末装置17に送信される。
The rotation of the surveying device
STEP:07 尚、前記ゼロセット画面42へと切替えられた時点で、前記第2演算制御部31から前記測量装置2に自動でプリズム検出コマンド及び追尾指示コマンドが送信されている。前記第1演算制御部24は、プリズムの検出及び追尾が可能となった時点で、即ち前記測量装置本体7の回転が停止した時点で、プリズムスキャンを実行し、所定範囲を測距光で走査する。この状態では、前記ゼロセット画面42に表示された追尾状態を示す追尾アイコン44は、検出処理中であることを示すサーチ中と表示される。
STEP: 07 Note that at the time the screen is switched to the zero set screen 42, a prism detection command and a tracking instruction command are automatically transmitted from the second
前記プリズム13が検出されると、前記第1演算制御部24は、続けて前記プリズム13の追尾を実行する。該プリズム13の追尾が実行されている状態では、図7(B)に示される様に、前記追尾アイコン44は、追尾処理中であることを示す追尾中と表示される。
When the
尚、追尾処理中、前記測距部14による測距と、前記水平角検出器21、前記鉛直角検出器23による測角がリアルタイムで実行され、前記第1通信部26を介して測定結果がリアルタイムで前記端末装置17に送信される。受信した測定結果は、前記ゼロセット画面42にリアルタイムで表示される。
During the tracking process, distance measurement by the
STEP:08 前記プリズム13の追尾が実行されている状態で、作業者は、前記ターゲットポール3に設けられた水準器(図示せず)に基づき前記ポール16を垂直に整準し、OKボタン46を押下する。該OKボタン46が押下されると、前記第2演算制御部31は、前記OKボタン46が押下された時点の前記傾斜センサ34の検出結果を基準角(0°)として設定(ゼロセット)する。又、前記第2演算制御部31は、前記OKボタン46が押下された時点の方向角を基準方位角(0°)として設定(ゼロセット)する。
STEP:08 While the tracking of the
STEP:09 ゼロセットが完了すると、前記表示操作部35は前記ゼロセット画面42からカメラ高入力画面47へと切替わる(図7(C)参照)。該カメラ高入力画面47を介して、STEP:04で計測されたカメラ高を入力することで、測定準備が完了する。
STEP:09 When the zero set is completed, the
STEP:10、STEP:11 測定準備が完了すると、前記第2演算制御部31は前記表示操作部35の表示を前記カメラ高入力画面47から放射観測画面48へと切替える(図8参照)。或は、前記メニュー画面36から放射観測ボタン49を選択し、前記放射観測画面48へと切替える。
STEP: 10, STEP: 11 When the measurement preparation is completed, the second
作業者は、前記カメラ18で前記測量装置2を捉えた状態で、前記ターゲットポール3を所定の測定点迄移動させる。又、前記ポール16の下端を前記測定点に合致させ、前記ターゲットポール3を任意の姿勢で保持し、測定開始を指示する為のRECボタン51を押下する。該RECボタン51の押下により、前記第2演算制御部31は前記カメラ18に画像52を取得させ(図9参照)、前記第2記憶部32に格納すると共に、測定開始コマンドを作成し、前記第2通信部33を介して前記測量装置2に送信する。
The operator moves the
尚、前記カメラ18による撮影は、前記ガイド光15が点灯している時に実行される。又、前記カメラ18で撮影する際には、前記ガイド光15が前記画像52の中心近傍に位置する状態で行うのが望ましい。
Incidentally, the photographing by the
この時、前記第2演算制御部31からは、前記測定開始コマンドと共に、前記傾斜センサ34の検出結果、前記カメラ18で取得された前記画像52が送信される。前記第1演算制御部24は、前記傾斜センサ34の検出結果に基づき、前記ターゲットポール3の2軸の傾斜角(例えば、前記測量装置2に対して左右方向及び近接離反する方向)及び天地方向(前記ターゲットポール3が上向きか下向きか)を演算する。即ち、前記第1演算制御部24は、前記ターゲットポール3の3軸の傾斜角を演算する。
At this time, the second
又、前記第1演算制御部24は、前記画像52の中心と前記ガイド光15の位置の偏差に基づき、前記ターゲットポール3の回転角(前記測距光軸12に対する前記カメラ18の光軸の回転角)を演算する。前記第1演算制御部24は、前記ターゲットポール3の3軸の傾斜角と回転角、測距結果、測角結果、プリズム高、カメラ高に基づき、測定点の3次元座標を演算する。又、演算結果は、前記第1記憶部25に格納されると共に、前記第1通信部26を介して前記端末装置17に送信される。
Further, the first
測定点の測定が行われると、前記第2演算制御部31は、前記表示操作部35の表示を前記放射観測画面48から測定結果画面53へと切替える(図10(A)参照)。該測定結果画面53では、前記測量装置2の器械点を原点とした座標系でのXY座標と、器械点に対する測定点の高さ(H座標)と、予め入力されたプリズム高(ミラー光)と、前記画像52等が表示される様になっている。尚、前記測定結果画面53中の前記画像52を押下することで、図10(B)に示される様な、前記表示操作部35に前記画像52のみを表示する拡大画像画面54へと切替えることができる。
When the measurement at the measurement point is performed, the second
測定点の測定後、他の測定点を測定する場合には、前記ターゲットポール3を他の測定点迄移動させ、再度プリズム測定を実行する。又、他に測定を行う測定点がない場合には、測定処理を終了する。
After measuring a measurement point, if another measurement point is to be measured, the
ここで、前記放射観測画面48には、前記測量装置2の状態や、前記測量装置2を遠隔操作する為の各種ボタン等が表示されている。例えば、図8中、55は前記測量装置2のバッテリー残量を示し、56は前記測量装置2との通信状態を示し、57は前記測量装置2による前記プリズム13の追尾状態を示し、58は前記測量装置2の整準状態を示している。又、前記放射観測画面48には、前記追尾アイコン44や前記回転ボタン43が表示されている。前記バッテリー残量55、前記通信状態56、前記追尾状態57、前記整準状態58は、所定のアイコン、アニメーション等により、各状態が容易に視認できる様に構成されている。
Here, the radiation observation screen 48 displays the status of the
前記測量装置2が前記プリズム13を追尾している状態で、前記通信状態56、前記追尾状態57、前記整準状態58に不具合が生じた場合には、前記第2演算制御部31は、前記放射観測画面48に文字を表示する、前記端末装置17を振動させる、該端末装置17に音を鳴らさせる等の通知処理を行う様になっている。或は、各種状態が正常である時と、不具合が生じている時とで、各種状態のアイコン、アニメーション等が変化する様に構成してもよい。
If a problem occurs in the communication state 56, the tracking state 57, or the leveling state 58 while the
前記通信状態56と前記整準状態58の不具合については、前記端末装置17からの遠隔操作により、再度前記測量装置2と前記端末装置17との接続、前記測量装置2の整準を実行させればよい。又、追尾の不具合については、追尾不能が通知された際に、作業者が再度STEP:07の処理を行い、前記プリズム13の検出及び追尾処理を実行してもよい。一方で、前記第1演算制御部24及び/又は前記第2演算制御部31に自動で追尾復帰処理を実行させてもよい。
Regarding malfunctions in the communication state 56 and the leveling state 58, the connection between the surveying
追尾復帰処理では、前記カメラ18を前記測量装置2へと向けた状態で、前記画像52を2枚取得する。該画像52の取得間隔は、前記ガイド光15の点滅間隔と同等の間隔(例えば0.3秒間隔)であり、前記カメラ18の撮影範囲内に前記測量装置2が存在する場合には、前記ガイド光15が点灯した前記画像52と前記ガイド光15が消灯された前記画像52とがそれぞれ取得される。
In the tracking return process, two images 52 are acquired with the
前記第2演算制御部31は、画像処理により前記ガイド光15が点灯した前記画像52と、前記ガイド光15が消灯された前記画像52との差分を演算し、前記ガイド光15を検出する。該ガイド光15は、前記測距光軸12に対する向き、即ち該測距光軸12の右側から見るか左側から見るかで色が異なる様構成されている。従って、前記第2演算制御部31は、検出した前記ガイド光15の色に基づき、前記測量装置本体7の回転方向を決定する。
The second
前記第1演算制御部24は、決定された回転方向に基づき、前記測量装置本体7を所定角度ずつ、例えば30°ずつ回転させ、前記第2演算制御部31は前記測量装置本体7が回転する毎に前記画像52を2枚取得する。
The first
前記第2演算制御部31は、赤色と緑色の2色の前記ガイド光15が検出された時点で、前記測量装置本体7の回転を停止させる。更に、前記第2演算制御部31は、前記測量装置2にプリズム検出及び追尾処理を実行させ、追尾復帰処理を終了する。
The second
或は、検出した前記ガイド光15と前記画像52の中心との位置の偏差に基づき、前記第2演算制御部31が前記測量装置本体7の回転量を演算する様にしてもよい。前記第1演算制御部24は、演算された回転量だけ前記測量装置本体7を回転させた後、前記画像52を2枚取得する。
Alternatively, the second
該画像52から2色の前記ガイド光15が検出された場合には、前記第2演算制御部31は、前記測量装置2にプリズム検出及び追尾処理を実行させ、追尾復帰処理を終了する。
When the two-
尚、上記した2つの追尾復帰処理は、STEP:07の通常の前記プリズム13の検出及び追尾処理に用いてもよい。
Note that the two tracking return processes described above may be used in the normal detection and tracking process of the
上述の様に、本実施例では、前記ポール16の上端部にスマートフォン等の前記端末装置17を取付けることで前記ターゲットポール3を構成している。この為、前記端末装置17の前記第2通信部33や前記カメラ18を前記ターゲットポール3の通信部やカメラとして用いることができる。従って、前記ターゲットポール3に別途通信部やカメラを設ける必要がなく、装置構成を簡略化できると共に、製作コストの低減を図ることができる。
As described above, in this embodiment, the
又、本実施例では、前記傾斜センサ34の検出結果と、前記画像52に基づき、前記ターゲットポール3の3軸の傾斜角と前記測距光軸12に対する前記ターゲットポール3の回転を演算することができる。
Further, in this embodiment, the tilt angle of the three axes of the
従って、前記ターゲットポール3が傾斜していた場合でも測定点の測定が可能であり、前記ターゲットポール3を垂直に整準する必要がないので、部屋の角等、前記ターゲットポール3を垂直に整準できない位置にある測定点の測定が可能となり、測定時間の短縮及び測定精度の向上を図ることができる。
Therefore, even if the
又、前記傾斜センサ34は高応答性の加速度センサである。従って、該傾斜センサ34は前記ターゲットポール3の傾斜に対して高精度に追従可能であるので、前記ターゲットポール3の下端を測定点に合致させた後、速やかに測定が可能となり、測定時間の短縮及び作業性の向上を図ることができる。
Further, the
又、本実施例では、前記測量装置2による前記プリズム13の追尾が途切れた際には、前記カメラ18が取得した前記画像52に基づき自動で追尾復帰処理を行う様になっている。従って、追尾が途切れた場合であっても、前記カメラ18を前記測量装置2に向けるだけで容易に追尾を再開させることができる。
Further, in this embodiment, when tracking of the
更に、本実施例では、各種設定や測定を前記端末装置17からの遠隔操作にて実行できるので、操作性の向上が図れると共に、1人作業での測定が可能となり、作業性の向上を図ることができる。
Furthermore, in this embodiment, various settings and measurements can be performed by remote control from the
尚、本実施例に於いて、前記第1演算制御部24で実行された処理を前記第2演算制御部31で処理させてもよいし、該第2演算制御部31で実行された処理を前記第1演算制御部24で処理させてもよいのは言う迄もない。
In this embodiment, the process executed by the first
又、本発明で使用可能な測量装置は、本実施例に記載した装置に限られるものではない。例えば、整準部に対して水平回転する托架部と、托架部に対して鉛直回転する望遠鏡部とを有するトータルステーションも使用可能である。 Furthermore, the surveying device that can be used in the present invention is not limited to the device described in this embodiment. For example, it is also possible to use a total station that has a cradle section that rotates horizontally with respect to the leveling section and a telescope section that rotates vertically with respect to the cradle section.
1 測量システム
2 測量装置
3 ターゲットポール
8 追尾部
9 ガイド光照射部
12 測距光軸
13 プリズム
14 測距部
15 ガイド光
17 端末装置
18 カメラ
24 第1演算制御部
26 第1通信部
31 第2演算制御部
33 第2通信部
34 傾斜センサ
35 表示操作部
52 画像
1
Claims (5)
前記ガイド光は前記測距光の光軸に対する向きに応じて異なる色の光が見える様に構成され、前記第2演算制御部は前記カメラに前記ガイド光の点灯時と消灯時の画像をそれぞれ取得させ、各画像の差分に基づき前記画像内から前記ガイド光を検出する様構成された測量システム。 A surveying system comprising a surveying device and a target pole capable of communicating with the surveying device, the target pole comprising: a pole installed so that its lower end coincides with a measurement point; and a target pole installed at a predetermined position of the pole. The surveying device includes a distance measuring section that emits distance measuring light and determines the distance to the prism, and a terminal device that rotates the surveying device horizontally. a driving section for deflecting the distance measuring light in the vertical direction and emitting the distance measuring light in a predetermined direction; an angle measuring section for detecting the emission direction of the distance measuring light; and the distance measuring section and the driving section. The terminal device includes a first arithmetic control unit that controls the distance measurement, and a guide light irradiation unit that blinks and irradiates the guide light at predetermined time intervals in the same plane as the distance measuring light, and the terminal device includes a camera that acquires images, and a reference angle. a tilt sensor that detects tilt angles of three axes relative to the camera; and a second calculation control unit that controls photography of the camera, and the first calculation control unit is configured to detect the image received from the terminal device and the tilt sensor. is configured to calculate the three-dimensional coordinates of the measurement point based on the detection result and the known distance from the lower end of the pole to the prism ,
The guide light is configured so that different colors of light can be seen depending on the direction of the distance measurement light with respect to the optical axis, and the second arithmetic control unit displays images of the guide light when it is turned on and when it is turned off, respectively, to the camera. A surveying system configured to acquire a guide light and detect the guide light from within the image based on a difference between each image .
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