-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Vermessungssystem, das in der
Lage ist, eine Vermessungsvorrichtung von einem Zielort aus fernzusteuern.
-
Zur
Messung der Position usw. eines Meßpunkts mit einem Vermessungsgerät, beispielsweise einer
herkömmlichen
Totalstation (eine elektronische Entfernungs- und Winkelmeßvorrichtung),
war es bisher erforderlich, ein am Meßpunkt angebrachtes Ziel zu
kollimieren. In jüngster
Zeit wurde zur Erleichterung der Arbeit der Kollimation eines Ziels
und zur Verringerung der auf den Besonderheiten eines Bedieners
beruhenden Fehler bei der Kollimation eine Vorrichtung vorgestellt,
die mit einer automatischen Kollimiervorrichtung versehen ist. Die
automatische Kollimiervorrichtung dreht automatisch ein Teleskop in
die Richtung eines Ziels, indem sie Kollimierungslicht entlang der
optischen Achse des Teleskops einer Vermessungsvorrichtung aussendet,
das vom Ziel reflektierte Kollimierungslicht empfängt und
daraus die Richtung des Ziels ermittelt. Das zuvor beschriebene
Kollimierungslicht enthält
Modulationslicht. Die mit einer derartigen automatischen Kollimierungsvorrichtung
versehene Vermessungseinrichtung ist mit einer Fernsteuerung versehen,
so daß die Vermessung
von einer einzigen Person von einem von dem Vermessungsgerät entfernten
Platz aus erfolgen kann.
-
Wird
jedoch eine Vermessung unter Verwendung einer mit einer derartigen
automatischen Kollimiervorrichtung versehenen Vermessungsvorrichtung
auf der Basis eines Befehls von der Fernsteuerung durchgeführt, erfordert
die automatische Kollimierung viel Zeit, da es erforderlich ist,
mit dem Teleskop einen weiten Einrichtung abzutasten, um ein Ziel
in seinem Sichtfeld zu erfassen, so daß der Nachteil besteht, daß die Vermessung
nicht durchgehend ausgeführt
werden kann.
-
Zur Überwindung
dieses Nachteils ist aus
JP 3075384 eine
nachfolgend beschriebene Vermessungsvorrichtung bekannt.
-
Die
in 13 und 14 dargestellte Vermessungsvorrichtung 11 ist
mit Lichtempfangseinheiten 25 und 26 zum Empfangen
von Signallicht versehen, das von einer Fernsteuerung 27 auf
die Vorder- und die Rückseite
der Vorrichtung gesandt wird. Das Signallicht dient gleichzeitig
als Führungslicht,
mittels dem die Position der Fernsteuerung 27 angegeben wird.
Die Lichtempfangseinheiten 25 und 26 sind jeweils
pyramidenförmig
ausgestaltet, wie in 14 dargestellt,
und weisen vier Lichtempfangsebenen A, B, C und D auf.
-
Wenn
ein Bediener, der sich in der Nähe
eines Reflexionsprismas 23, beispielsweise eines Winkelreflektors,
etc. befindet, die Fernsteuerung 27 in Richtung der Vermessungsvorrichtung
betätigt,
fällt das
von der Fernsteuerung 27 emittierte Signallicht in die
Signalempfangseinheit 25. Wenn die Oberseite T der Lichtempfangseinheit 25 in
Richtung der Fernsteuerung 27 gedreht wird, werden die
in den vier Lichtempfangsebenen A, B, C und D einfallenden Anteile
des Signallichts gleich. Wenn jedoch die Oberseite T der Lichtempfangseinheit 25 nicht
in Richtung der Fernsteuerung 27 gerichtet ist, sind die
in den vier Lichtempfangsebenen A, B, C und D einfallenden Anteile
des Signallichts nicht einander gleich. Daher berechnet eine (nicht
dargestellte) Steuereinheit die Richtung der Fernsteuerung 27 durch
das Vergleichen der Ausgänge
aus den vier Lichtempfangsebenen A, B, C und D miteinander und das
Teleskop 12 wird in Richtung der Fernsteuerung 27 gedreht.
Während
die Kollimationsachse O des Teleskops 12 in Richtung der
Fernsteuerung 27 gedreht wird, d.h. in Richtung des Reflexionsprismas 23,
wird eine an der Vorderseite der Vermessungsvorrichtung 11 angebrachte
LED 31 eingeschaltet, um den Bediener davon zu informieren.
Anschließend
kann das Teleskop 12 automatisch die Richtung des Reflexionsprismas 23 durch
eine (nicht dargestellte) automatische Kollimationsvorrichtung aufsuchen.
-
Da
es möglich
ist, die Richtung des Reflexionsprismas 23 durch die Lichtempfangseinheiten 25 und 26 vor
der automatischen Kollimation schnell aufzufinden, ist es bei dieser
Vermessungsvorrichtung nicht erforderlich, das Reflexionsprisma 23 durch
Abtasten eines weiten Einrichtungs mit dem Teleskop 12,
das ein enges Sichtfeld hat, zu suchen, wodurch die zum Abschließen der
Kollimation des Reflexionsprismas 23 erforderliche Zeit
verkürzt
werden kann und eine Vermessung reibungslos ausführbar ist.
-
Bei
der vorgenannten bekannten Vermessungsvorrichtung 11 ist
für die
Durchführung
einer sicheren Vermessung im Ein-Mann-Betrieb erforderlich, daß die Vermessungsvorrichtung 11 Signallicht (Führungslicht)
von einer Fernsteuerung 27 empfängt, selbst wenn die Fernsteuerung 27 und
die Vermessungsvorrichtung 11 nicht in einer Flucht angeordnet
sind. Es ist daher erforderlich, daß Signallicht von der Fernsteuerung 27 über einen
weiten Einrichtung ausgestrahlt wird, wodurch sich das Problem eines
erhöhten
Energieverbrauchs ergibt und ferner das Problem besteht, daß der Einrichtung,
der im Ein-Mann-Betrieb vermessen werden kann, kleiner ist, da die
erreichbare Entfernung für
das Signallicht verkürzt
ist, wenn der Energieverbrauch begrenzt ist.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die genannten Probleme
entwickelt. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Vermessungssystem zu
schaffen, das in der Lage ist, Führungslicht,
das von der Zielseite aus emittiert und von der Vermessungsvorrichtung
empfangen wird, über
eine ausreichende Entfernung in einem weiten Einrichtung bei geringem
Energiebedarf in einem Vermessungssystem zu emittieren, und das
in der Lage ist, die zur automatischen Kollimation erforderliche
Zeit zu verkürzen.
-
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem
Vermessungssystem nach Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Das
erfindungsgemäße Vermessungssystem
weist ein Ziel auf, das einen Rekursionsreflektor zum Reflektieren
von Licht in eine Richtung, aus der das Licht kommt, und eine Vermessungsvorrichtung aufweist,
die mit einer automatischen Kollimiervorrichtung versehen ist, welche
die Kollimierachse des Rekursionsreflektors mit derjenigen eines
Teleskops automatisch in Deckung bringt, wobei das Ziel mit einem
Führungslichtabstrahler
zum Emittieren von die Richtung des Führungslichtabstrahlers angebendem Führungslicht
versehen ist und die Vermessungsvorrichtung eine Kollimierungsvorbereitungseinrichtung aufweist,
die einen Richtungsdetektor zum Erkennen der Richtung des Führungslichtabstrahlers
durch Empfangen des Führungslichts
und Drehen des Teleskops in Richtung des Rekursionsreflektors auf
der Basis eines Ausgangssignals des Richtungsdetektors vor dem Einschalten
der automatischen Kollimiervorrichtung aufweist, und wobei der Führungslichtabstrahler
mit einem in der Breitenrichtung breiten und in Dickenrichtung schmalen
Fächerstrahl
als Führungslicht
eine von der Breitenrichtung verschiedene Richtung abtastet.
-
Da
das die Position eines Ziels anzeigende Führungslicht ein in der Breite
breiter und in der Dicke schmaler Fächerstrahl ist, kann das Führungslicht
einen weit entfernten Punkt mit geringem Energieaufwand erreichen.
Da das Führungslicht
eine von der Breitenrichtung verschiedene Richtung abtastet und
einen weiten Einrichtung beleuchtet, empfängt ein in einer Vermessungsvorrichtung
vorgesehener Richtungsdetektor sicher das Führungslicht und erkennt die
Richtung des Ziels, selbst wenn die Vermessungsvorrichtung und das
Ziel nicht in einer Flucht angeordnet sind, wodurch es möglich ist,
das Teleskop schnell nahezu in Richtung des Rekursionsreflektors
zu drehen. Nachdem sich das Teleskop dem Rekursionsreflektor näherungsweise
zugedreht hat, kann der Rekursionsreflektor durch die automatische
Kollimiervorrichtung genau automatisch kollimiert werden, wodurch
eine automatische Vermessung erfolgt. Somit kann bei Kenntnis der
ungefähren Richtung
des Ziels die Kollimation schnell durchgeführt werden.
-
Nach
einem Aspekt der Erfindung tastet der Führungslichtabstrahler mit einem
in horizontaler Richtung breiten und in vertikaler Richtung schmalen Fächerstrahl
als Führungslicht
die vertikale Richtung ab, und der Richtungsdetektor ist am Gehäuse der Vermessungsvorrichtung
angebracht, wobei es sich um einen Horizontalrichtungsdetektor handelt,
der beim Drehen der Vermessungsvorrichtung in horizontaler Richtung
die horizontale Richtung des Führungslichtabstrahlers
erkennt.
-
Wenn
das Gehäuse
der Vermessungsvorrichtung horizontal gedreht wird, während ein
in horizontaler Richtung breiter und in vertikaler Richtung schmaler
Fächerstrahl
als Führungslicht
in vertikaler Richtung abtastet, wird die horizontale Richtung des Führungslichtabstrahlers
von dem am Gehäuse
der Vermessungsvorrichtung angebrachten Richtungsdetektor erkannt,
und es ist möglich,
das Teleskop in bezug auf die Horizontale ungefähr in die Richtung des Rekursionsreflektors
zu drehen. Anschließend wird
der Rekursionsreflektor von der automatischen Kollimiervorrichtung
automatisch genau kollimiert und eine Vermessung kann automatisch
durchgeführt
werden.
-
Nach
einem anderen Aspekt der Erfindung emittiert die Vermessungsvorrichtung
Kollimierlicht von der automatischen Kollimiervorrichtung, wenn der
Horizontalrichtungsdetektor Führungslicht
von dem Führungslichtabstrahler
empfängt,
und dreht gleichzeitig das Teleskop vertikal. Das Ziel weist einen
Kollimierlichtempfänger
zum Empfangen des Kollimierlichts und eine Steuerungsberechnungseinrichtung
auf, die das Ein- und
Ausschalten des vom Führungslichtabstrahler
emittierten Führungslichts
in Reaktion auf eine Ausgabe des entsprechenden Kollimierlichtempfängers steuert.
-
Auch
hier ist es zunächst
möglich,
das Teleskop in bezug auf die Horizontale nahezu in die Richtung
des Rekursionsreflektors zu drehen, indem das Gehäuse der
Vermessungsvorrichtung horizontal gedreht wird. Da durch den Kollimierlichtempfänger auf der
Seite des Ziels Kollimierlicht empfangen wird, wenn dieses von der
Seite der Vermessungsvorrichtung aus emittiert wird und das Teleskop
vertikal gedreht wird, sind das Teleskop und das Ziel linear miteinander
verbunden. Zu diesem Zeitpunkt wird Führungslicht zielseitig emittiert
und an die Vermessungsvorrichtung gesandt. Nach dem Empfang des Führungslichts
durch die Vermessungsvorrichtung aktiviert diese die automatische
Kollimiervorrichtung, der Rekursionsreflektor wird automatisch kollimiert und
eine Vermessung wird automatisch durchgeführt. Da andererseits das Ziel
informiert wird, daß die
automatische Kollimation stattgefunden hat, stoppt das Ziel das
Aussenden des Führungslichts, um
auf diese Weise Energie zu sparen.
-
Nach
einem anderen Aspekt der Erfindung tastet der Führungslichtabstrahler mit einem
horizontal breiten und vertikal schmalen Fächerstrahl als Führungslicht
die Vertikale ab. Der Richtungsdetektor ist auf dem Teleskop befestigt
und axial auf der Vermessungsvorrichtung gestützt, so daß er vertikal drehbar ist.
Er erkennt die horizontale Richtung des Führungslichtabstrahlers, wenn
die Vermessungsvorrichtung horizontal gedreht wird, und die vertikale Richtung
des Führungslichtabstrahlers,
wenn das Teleskop vertikal gedreht wird, oder kinematisch umgekehrt.
-
Ebenfalls
wie zuvor ist es möglich,
das Teleskop in bezug auf die Horizontale nahezu in die Richtung
des Rekursionsreflektors zu drehen, indem das Gehäuse der
Vermessungsvorrichtung horizontal gedreht wird. Durch Drehen des
Teleskops in vertikaler Richtung erkennt der Richtungsdetektor die
Richtung des Führungslichtabstrahlers
in bezug auf die vertikale Richtung und es ist möglich, das Teleskop in bezug
auf die Vertikale nahezu in Richtung des Rekursionsreflektors zu
drehen. Die Drehachsen des Teleskops und der Vermessungsvorrichtung
können
auch vertauscht sein. Anschließend
erfolgt die genaue automatische Kollimation durch die automatische
Kollimierungsvorrichtung und eine Vermessung wird ausgeführt.
-
Nach
einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Ziel durch Kommunikationseinrichtungen
mit der Vermessungsvorrichtung verbunden.
-
Da
es möglich
ist, Befehlssignale durch Kommunikationseinrichtungen zu senden
und zu empfangen, selbst wenn die Vermessungsvorrichtung und das
Ziel nicht genau in einer Flucht miteinander angeordnet sind, ist
es möglich,
die Vermessungsvorrichtung selbst durch einen einzelnen Bediener
von der Zielseite aus zu betätigen.
Es ist ferner möglich,
die Zustände
der entfernt gelegenen Vermessungsvorrichtung zu erfahren, so daß der Bediener
die Vermessung unbesorgt vornehmen kann.
-
Nach
einem anderen Aspekt der Erfindung tastet der Führungslichtabstrahler mit einem
horizontal breiten und vertikal schmalen Fächerstrahl als Führungslicht
die vertikale Richtung ab. Der Richtungsdetektor besteht aus einem
Horizontalrichtungsdetektor, der horizontal drehbar an dem Gehäuse der
Vermessungsvorrichtung angebracht ist, um die horizontale Richtung
des Führungslichtabstrahlers
durch Drehen in der Horizontalen zu erkennen, und aus einem Vertikalrichtungsdetektor,
der an dem am Gehäuse
der Vermessungsvorrichtung angebrachten Teleskop vertikal drehbar
befestigt ist, um die vertikale Richtung des Führungslichtabstrahlers zu erkennen,
wenn das Teleskop vertikal gedreht wird. Das Ziel besteht aus einem
Kollimierlichtempfänger
zum Empfangen von Kollimierlicht, das von der automatischen Kollimiervorrichtung
emittiert wird, und aus einer Steuerungsberechnungseinrichtung zum
Unterbrechen des Führungslichts,
wenn der entsprechende Kollimierlichtempfänger das Kollimierlicht empfangen
hat.
-
Wenn
Führungslicht,
das mit einem horizontal breiten und vertikal schmalen Fächerstrahl,
der vom Ziel emittiert wird, vertikal abtastet und der Horizontalrichtungsdetektor
horizontal gedreht wird, wird die horizontale Richtung des Führungslichtabstrahlers
durch den Horizontalrichtungsdetektor erkannt und es ist möglich, das
Teleskop in bezug auf die horizontale Richtung ungefähr in Richtung
des Rekursionsreflektors zu drehen. Wenn das Teleskop in vertikaler
Richtung gedreht wird, erkennt anschließend der Richtungsdetektor
die Richtung des Führungslichtabstrahlers
in der Vertikalen, und es ist möglich, das
Teleskop in bezug auf die Vertikale ungefähr in Richtung des Rekursionsreflektors
zu drehen. Danach wird der Rekursionsreflektor durch die automatische
Kollimiervorrichtung automatisch kollimiert und eine Vermessung
kann automatisch durchgeführt werden.
Es wurde festgestellt, daß die
Entfernungs- und Winkelmessung ohne jedes Hindernis beginnt, da
der Kollimierlichtempfänger
das Kollimierlicht zielseitig empfängt, wenn die automatische
Kollimation beginnt. Danach wird das Führungslicht abgeschaltet.
-
Da
erfindungsgemäß nach einem
Ausführungsbeispiel
ein Fächerstrahl,
der in Breitenrichtung breit und in der Höhe schmal ist, vom Ziel aus
als Führungslicht
in eine von der Breitenrichtung verschiedene Richtung abgetastet
wird, ist es möglich, das
Führungslicht
mit geringer Energie in einem weiten Einrichtung an eine entfernte
Stelle zu senden, wodurch es möglich
ist, den Einrichtung weit auszudehnen, in dem eine Vermessungsvorrichtung schnell
und zuverlässig
mit geringer Energie über eine
weite Strecke von dem Ziel aus ferngesteuert betätigbar ist.
-
Nach
einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein horizontal breiter und
vertikal schmaler Fächerstrahl
als Führungslicht
in vertikaler Richtung abgetastet und gleichzeitig das Gehäuse der
Vermessungsvorrichtung horizontal gedreht, wodurch die horizontale
Richtung des Führungslichtabstrahlers durch
den am Gehäuse
der Vermessungsvorrichtung angebrachten Richtungsdetektor erkannt
und die Vorbereitung der Kollimation weiter ausgeführt wird, so
daß das
Teleskop in bezug auf die horizontale Position nahezu in positionsmäßige Übereinstimmung mit
dem Rekursionsreflektor gebracht wird, wodurch die für die automatische
Kollimation erforderliche Zeit, und damit die gesamte für die Vermessung
erforderliche Zeit, durch einen einzigen einfachen Vorgang verkürzt werden
kann.
-
Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ist es durch vertikales Drehen des
Teleskops zusammen mit dem Emittieren von Kollimierlicht seitens
der Vermessungsvorrichtung und durch das Empfangen von Kollimierlicht
durch den Kollimierlichtempfänger an
dem Ziel möglich,
die Position des Teleskops in bezug auf die Vertikale abzugleichen.
Zu diesem Zeitpunkt kann der Kollimierlichtempfänger am Ziel stärkeres Kollimierlicht
empfangen als der Kollimierlichtempfänger auf Seiten der Vermessungsvorrichtung,
der vom Rekursionsreflektor reflektiertes und von diesem kommendes
Kollimierlicht empfängt,
so daß es
möglich
ist, die Position des Teleskops in bezug auf die Vertikale fehlerfrei
sicher abzugleichen, selbst wenn die Entfernung zwischen der Vermessungsvorrichtung
und dem Ziel groß ist.
Auf diese Weise kann die bis zur automatischen Kollimation vergehende
Zeit und gleichzeitig die für
die gesamte Vermessung erforderliche Zeit verkürzt werden. Da es sich bei
dem Kollimierlicht insbesondere um Modulationslicht handelt, wird
ein weiterer Effekt erzielt, durch den das Abgleichen der Positionen
in bezug auf die Richtung genau und ohne fehlerhafte Operationen
durchgeführt
werden kann.
-
Nach
einem anderen Aspekt der Erfindung ist der Richtungsdetektor an
dem Teleskop angebracht. Der Richtungsdetektor erkennt die horizontale
Richtung des Führungslichtabstrahlers,
wenn das Gehäuse
der Vermessungsvorrichtung horizontal gedreht wird, und erkennt
die vertikale Richtung des Führungslichtabstrahlers,
wenn das Teleskop vertikal gedreht wird. Durch weiteres Drehen des
Teleskops weiter in die Nähe
der Richtung des Rekursionsreflektors vor Beginn der automatischen
Kollimation, kann die für
die automatische Kollimation erforderliche Zeit weiter verkürzt werden,
wodurch die für
den gesamten Vermessungsvorgang erforderliche Zeit ebenfalls verkürzt werden
kann.
-
Ein
anderer Aspekt der Erfindung ermöglicht ferner,
da das Ziel und die Vermessungsvorrichtung durch Kommunikationseinrichtungen
verbunden sind, ein beiderseitiges freies Senden und Empfangen von
Befehlssignalen und Daten. Eine zuverlässige Messung kann erfolgen,
während
die Zustände
einer vom Ziel entfernt gelegenen Vermessungsvorrichtung und die
Ergebnisse der Vermessung geprüft werden.
-
Da
nach einem anderen Aspekt der Erfindung die horizontale Richtung
des Führungslichtabstrahlers
ferner durch das horizontale Drehen eines kleinen Horizontalrichtungsdetektors
und die vertikale Richtung des Führungslichtabstrahlers
durch den auf dem Teleskop angebrachten Vertikalrichtungsdetektor
schnell erkannt werden kann, ist es möglich, das Teleskop nahezu
in Richtung des Rekursionsreflektors zu drehen. Wiederum wird die
Zeit für
die automatische Kollimation und damit die für die Vermessung erforderliche
Gesamtdauer verringert. Da ferner keine Funkübertragung zwischen der Vermessungsvorrichtung
und dem Ziel verwendet wird, ist es möglicht, das Vermessungssystem
selbst in einer Umgebung zu verwenden, in der elektromagnetisches Rauschen
existiert.
-
Die
Erfindung betrifft ferner ein Vermessungsverfahren, das wie vorstehend
anhand des erfindungsgemäßen Vermessungssystems
beschrieben ist. Das erfindungsgemäße Vermessungsverfahren kann
insbesondere mit Hilfe des vorstehend beschriebenen Vermessungssystems
durchgeführt werden.
-
Im
folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der zugehörigen
Zeichnungen näher
beschrieben, welche zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung des Aufbaus eines Vermessungssystems nach
einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
-
2 ein
schematisches Blockdiagramm des Vermessungssystems nach dem ersten
Ausführungsbeispiel;
-
3 ein
schematisches Flußdiagramm
zur Beschreibung der Bewegungen des Vermessungssystems nach dem
ersten Ausführungsbeispiel;
-
4 eine
schematische Darstellung des Aufbaus eines Vermessungssystems nach
einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
-
5 ein
schematisches Blockdiagramm des Vermessungssystems nach dem zweiten
Ausführungsbeispiel;
-
6 ein
schematisches Flußdiagramm
zur Beschreibung der Bewegungen des Vermessungssystems nach dem
zweiten Ausführungsbeispiel;
-
7 eine
schematische Darstellung des Aufbaus eines Vermessungssystems nach
einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
-
8 ein
schematisches Blockdiagramm des Vermessungssystems nach dem dritten
Ausführungsbeispiel;
-
9 ein
schematisches Flußdiagramm
zur Beschreibung der Bewegungen des Vermessungssystems nach dem
dritten Ausführungsbeispiel;
-
10 eine
schematische Darstellung des Aufbaus eines Vermessungssystems nach
einem vierten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
-
11 ein
schematisches Blockdiagramm des Vermessungssystems nach dem vierten
Ausführungsbeispiel;
-
12 ein
schematisches Flußdiagramm zur
Beschreibung der Bewegungen des Vermessungssystems nach dem vierten
Ausführungsbeispiel;
-
13 eine
schematische Darstellung eines Vermessungssystems mit einer im Stand
der Technik bekannten Fernsteuerung; und
-
14 eine
schematische perspektivische Darstellung einer in der im Stand der
Technik bekannten Vermessungsvorrichtung verwendeten Lichtempfangseinheit.
-
Zunächst erfolgt
eine Beschreibung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung
anhand der 1 bis 3. 1 zeigt
den Aufbau eines erfindungsgemäßen Vermessungssystems
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel. 2 ist
ein Blockdiagramm des Vermessungssystems und 3 ist ein
Flußdiagramm
der Bewegungen des Vermessungssystems.
-
Wie
in 1 dargestellt, besteht ein Vermessungssystem nach
dem ersten Ausführungsbeispiel aus
einer Vermessungsvorrichtung 50, die mit einer automatischen
Kollimiervorrichtung versehen ist, und einem Ziel 60, das
mit einem Rekursionsreflektor 62, wie beispielsweise einem
Reflexionsprisma, versehen ist, das Licht in dessen Einfallsrichtung
reflektiert. Die Vermessungsvorrichtung 50 weist ein Vermessungsvorrichtungsgehäuse 52 auf,
das auf einem (nicht dargestellten) Nivelliertelier, der an einem Dreibeinstativ 48 befestigt
ist, horizontal drehbar ist, und ein Teleskop 54 auf, das
vertikal zu dem Vermessungsvorrichtungsgehäuse 52 drehbar ist.
Das Ziel 60 ist auf einem auf einem Dreibeinstativ 48 befestigten
Nivellierteller 61 vorgesehen und mit dem Rekursionsreflektor 62,
der von der Vermessungsvorrichtung 50 emittiertes Kollimierlicht
in Richtung der Vermessungsvorrichtung 50 reflektiert,
und einem Führungslichtabstrahler 66 versehen,
der Führungslicht 64,
das die Richtung des Rekursionsreflektors 62 angibt, in
Richtung der Vermessungsvorrichtung 50 emittiert. Das genannte
Kollimierlicht enthält
Modulationslicht.
-
Das
Führungslicht 64 wird
als Fächerstrahl (fächerförmiger Strahl)
in vertikaler Richtung abgetastet, d.h. der Fächerstrahl wird beispielsweise
in Richtung eines Pfeils 68 verschwenkt, wobei der Fächerstrahl
in vertikaler Richtung schmal und in horizontaler Richtung breit
ist. Vorzugsweise beträgt
die Breite des Führungslichts 64 in
horizontaler Richtung ungefähr ±5° und die
Abtastbreite in vertikaler Richtung ungefähr ±10°. Dadurch können sich mehrere insbesondere
aneinander anliegende Streifen von Führungslicht 64 ergeben,
die beim Abtasten von dem Führungslichtabstrahler 66 abgetastet
werden. Die Streifen von Führungslicht 64 sind
insbesondere parallel zueinander angeordnet, indem die Abtastrichtung,
in welcher der Fächerstrahl
abgetastet wird, vorzugsweise senkrecht zur Breitenrichtung ausgerichtet
ist.
-
Die
Vermessungsvorrichtung 50 und das Ziel 60 sind
jeweils mit Funkeinrichtungen 70 und 72 zum Übertragen
und Empfangen von Befehlssignalen und Ergebnissen der Vermessung
etc. durch Funk 65 versehen. Das Vermessungsvorrichtungsgehäuse 52 der
Vermessungsvorrichtung 50 ist ferner mit einem Richtungsdetektor 56 zum
Erkennen der Richtung des vom Führungslichtabstrahler 66 kommenden Führungslichts 64 versehen.
-
Der
Richtungsdetektor 56 nach dem ersten Ausführungsbeispiel
ist mit einer (nicht dargestellten) zylindrischen Linse, einem rechteckeigen
Lichtempfangssensor und Schlitzen zum Begrenzen des Horizontallichtempfangseinrichtungs
entlang der vertikalen Richtung versehen und derart ausgebildet,
daß er die
Richtung des Führungslichtabstrahlers 66 erkennen
kann, selbst wenn ein Fehler in der Höhe zwischen der Vermessungsvorrichtung 50 und
dem Ziel 60 vorliegt. Da sich der Richtungsdetektor 56 außerhalb
des Abtasteinrichtungs des Führungslichts 64 befindet,
wenn sich die Vermessungsvorrichtung 50 nahe dem Ziel 60 befindet und
ein Fehler in der Höhe zwischen
beiden groß ist,
kann die Abtastrichtung in diesem Fall schrittweise in vertikaler
Richtung verschoben werden. Der Richtungsdetektor 56 ist
darüber
hinaus am Vermessungsvorrichtungsgehäuse 52 befestigt.
Wenn das Vermessungsvorrichtungsgehäuse 52 horizontal
gedreht wird und der Detektor das Führungslicht 64 empfängt, erkennt
der Richtungsdetektor 56 die horizontale Richtung des Führungslichtabstrahlers 66 (Lichtquelle).
-
Als
nächstes
wird anhand der 2 der innere Aufbau der Vermessungsvorrichtung 50 und des
Ziels 60 beschrieben, welche das Vermessungssystem bilden.
-
Die
Vermessungsvorrichtung 50 weist eine Antriebseinrichtung 101 zum
Drehen des Teleskops 54 in Richtung des Rekursionsreflektors 62,
eine Meßeinrichtung 109 zum
Messen des horizontalen und des vertikalen Winkels des Teleskops 54,
eine Kollimierlichtemittiereinrichtung 118 zum Emittieren von
Kollimierlicht 58 an den Rekursionsreflektor 62, eine
Kollimierlichtempfangseinrichtung 120 zum Empfangen des
von dem Rekursionsreflektor 62 reflektierten Kollimierlichts 58,
eine Speichereinrichtung 122 zum Speichern von Daten wie
Meßwerte, etc.
und eine Steuerungsrecheneinrichtung (Zentralverarbeitungseinheit
= CPU) 100 auf, die mit der Antriebseinrichtung 101,
der Kollimierlichtemittiereinrichtung 118, der Meßeinrichtung 109,
der Kollimierlichtempfangseinrichtung 120 und der Speichereinrichtung 122 verbunden
ist. Darüber
hinaus ist die Steuerungsrecheneinrichtung 100 derart ausgebildet,
daß verschiedene
Befehle und Daten über
die Betätigungs-/Eingabeeinrichtung 124 in
diese eingebbar sind.
-
Die
beschriebene Antriebseinrichtung 101 besteht aus einem
Horizontalmotor 102 zum horizontalen Drehen des Vermessungsvorrichtungsgehäuses 52,
einem Vertikalmotor 106 zum vertikalen Drehen des Teleskops 54 und
einer Horizontalantriebseinrichtung 104 und einer Vertikalantriebseinrichtung 108 zum
Liefern eines Ansteuerstroms an beide Motoren 102 und 106.
Die zuvor beschriebene Meßeinrichtung 109 besteht
aus einem Horizontalcodierer 111, der sich zusammen mit
dem Vermessungsvorrichtungsgehäuse 52 horizontal
dreht, einem Vertikalcodierer 114, der sich zusammen mit
dem Teleskop 54 vertikal dreht, eine Horizontalwinkelmeßeinrichtung 112 und
einer Vertikalwinkelmeßeinrichtung 116 zum
Lesen der Drehwinkel beider Codierer 111 und 114,
und einer (nicht dargestellten) Entfernungsmeßeinrichtung.
-
Darüber hinaus
ist die Vermessungsvorrichtung 50 mit einer automatischen
Kollimiervorrichtung zum automatischen Drehen der optischen Achse (Kollimierachse)
des Teleskops 54 in Richtung des Rekursionsreflektors 62 versehen.
Die automatische Kollimiervorrichtung besteht aus einer Steuerungsrecheneinrichtung 100,
einer Kollimierlichtemittiereinrichtung 118, einem Kollimierlichtempfänger 120 und einer
Antriebseinrichtung 101. Das Kollimierlicht wird von der
Kollimierlichtemittiereinrichtung 118 emittiert, das vom
Rekursionsreflektor 62 reflektierte und von diesem rückgestrahlte
Kollimierlicht wird durch den Kollimierlichtempfänger 120 empfangen,
wobei die Richtung des Rekursionsreflektors 62 durch die Steuerungsrecheneinrichtung 100 beurteilt
wird, und die Antriebseinrichtung 101 wird derart gesteuert, daß die optische
Achse des Teleskops 54 in Richtung des Rekursionsreflektors 62 gedreht
wird.
-
Da
der innere Aufbau der zuvor beschriebenen Vermessungsvorrichtung 50 gleich
demjenigen des mit einer bekannten automatischen Kollimiervorrichtung
versehenen Totalstation ist, soll jede weitergehende Beschreibung
entfallen.
-
Die
Vermessungsvorrichtung 50 nach dem ersten Ausführungsbeispiel
ist ferner mit einer Kollimiervorbereitungseinrichtung versehen,
um das Teleskop 54 wieder in Richtung des Rekursionsreflektors 62 zu
drehen, bevor die automatische Kollimiervorrichtung aktiviert wird.
Die Kollimiervorbereitungseinrichtung besteht aus einem Richtungsdetektor 56, einer
Funkeinrichtung 70, einer Antriebseinrichtung 101 und
einer damit verbundenen Steuerungsrecheneinrichtung 100.
Das Teleskop 54 wird auf der Basis eines Ausgangssignals
des Richtungsdetektors 56 in Richtung des Führungslichtabstrahlers 66 gedreht,
und sobald festgestellt wird, daß das Teleskop 54 ungefähr in Richtung
des Rekursionsreflektors 62 gedreht wurde, wird die automatische
Kollimiervorrichtung aktiviert.
-
Das
Ziel 60 nach dem ersten Ausführungsbeispiel ist mit einer
Steuerungsrecheneinrichtung 80, die mit dem Führungslichtabstrahler 66 und
der Funkeinrichtung 70 verbunden ist, zusätzlich zum Rekursionsreflektor 62,
dem Führungslichtabstrahler 66 und
der Funkeinrichtung 72 versehen. Eine Betätigungs-/Eingabeeinrichtung 82 zum
Eingeben verschiedener Befehle und Daten und eine Anzeigeeinrichtung 84 zum
Anzeigen der Zustände
des Ziels 20 und derjenigen der Vermessungsvorrichtung 50 sind ferner
mit der Steuerungsrecheneinrichtung 80 verbunden. Beide
Funkeinrichtungen 70 und 72 sind mit einer nicht
ausrichtbaren Antenne versehen, so daß, selbst wenn die Vermessungsvorrichtung 50 und
das Ziel 60 nicht miteinander fluchtend angeordnet sind, diese
miteinander kommunizieren können,
wobei die Kommunikation über
elektrische Wellen 65, insbesondere elektromagnetische
Wellen, erfolgt.
-
Anhand
des Flußdiagramms
der 3 folgt eine Beschreibung der Bewegungen des Vermessungssystems
nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
-
Wenn
das Vermessungssystem nach dem ersten Ausführungsbeispiel gestartet wird,
geht das Ziel 60 in diesem Ausführungsbeispiel des Vermessungsverfahrens
zum Schritt S1 über,
in dem das Führungslicht 64 an
den Führungslichtabstrahler 66 emittiert
wird. Anschließend
geht das Ziel 60 zum Schritt S2 über, in dem es ein Horizontaldrehbefehlssignal
zum horizontalen Drehen des Vermessungsvorrichtungsgehäuses 52 an
die Vermessungsvorrichtung 50 sendet. Danach empfängt die
Vermessungsvorrichtung 50 ein Horizontaldrehbefehlsignal im
Schritt S101 und geht zum nächsten
Schritt S102 über,
in dem sie eine Nachricht über
den Beginn der Horizontaldrehung an das Ziel 60 sendet.
Das Ziel 60 wird durch das Bestätigen der Horizontaldrehung
des Vermessungsvorrichtungsgehäuses 52 im
Schritt 53 informiert, daß die Vermessungsvorrichtung 50 eine horizontale
Richtungssuche nach dem Führungslichtabstrahler 66 begonnen
hat.
-
Die
Vermessungsvorrichtung 50 geht zum Schritt S103 über und
das Vermessungsvorrichtungsgehäuse 52 wird
horizontal gedreht. Anschließend
geht die Vermessungsvorrichtung 50 zum Schritt 104 über, in
dem sie das Führungslicht 64 empfängt und
die horizontale Richtung des Führungslichtabstrahlers 66 erkennt.
Empfängt
die Vermessungsvorrichtung 50 kein Führungslicht 64 über einen
vorbestimmten Zeitraum, geht sie zum Schritt S105 über, in
dem die Vermessungsvorrichtung 50 eine Fehlerbenachrichtigung
an das Ziel 60 sendet. Wenn das Ziel 60 die Fehlerbenachrichtigung
im Schritt S4 bestätigt,
geht sie zu Schritt S5 über,
in dem das Ziel 60 einen Erkennungsfehler in der Horizontalrichtung
auf dem Anzeigeeinrichtung 84 anzeigt und seine Bewegung
stoppt.
-
Wenn
die Vermessungsvorrichtung 50 das Führungslicht 64 im
Schritt S104 empfängt,
geht die Vermessungsvorrichtung 50 zum Schritt S106 über, in
dem die horizontale Position des Teleskops 54 auf den Führungslichtabstrahler 66 abgestimmt
wird, und die horizontale Drehung des Vermessungsvorrichtungsgehäuses 62 wird
gestoppt. Die Vermessungsvorrichtung 50 geht zum Schritt
S107 über,
in dem sie den Befehl "Führungslicht
AUS" an das Ziel 60 übermittelt.
Wenn das Ziel 60 den Befehl "Führungslicht AUS" im Schritt S6 empfängt, wird
festgestellt, daß die
horizontale Suche nach dem Führungslichtabstrahler 66 in
der Vermessungsvorrichtung 50 beendet ist. Daher geht das
Ziel 60 zum Schritt S7 über,
in dem das Führungslicht 64 abgeschaltet
wird, und sie geht zu Schritt S8 weiter, in dem eine Benachrichtigung "Führungslicht AUS" an die Vermessungsvorrichtung 50 ausgegeben
wird.
-
Wenn
die Vermessungsvorrichtung 50 im Schritt 108 die
Benachrichtigung "Führungslicht AUS" bestätigt, geht
sie zum Schritt S109 über,
in dem die Vermessungsvorrichtung 50 Kollimierlicht 58 emittiert,
und die Vermessungsvorrichtung 50 geht nahtlos zum Schritt
S110 über,
in dem sie eine Benachrichtigung über den Beginn des vertikalen
Drehens des Teleskops 54 an das Ziel 60 sendet.
Wenn das Ziel 60 die Benachrichtigung über das vertikale Drehen im
Schritt S9 bestätigt,
wird festgestellt, daß die
Vermessungsvorrichtung 50 die vertikale Suche nach dem
Rekursionsreflektor 62 begonnen hat. Ansonsten geht die
Vermessungsvorrichtung 50 zum Schritt S111 über, in
dem sie das Teleskop 54 vertikal dreht und die vertikale
Suche nach dem Rekursionsreflektor 62 fortsetzt.
-
Anschließend geht
die Vermessungsvorrichtung 50 zum Schritt S112 über, in
dem sie die vertikale Richtung des Rekursionsreflektors 62 durch
Emittieren von Kollimierlicht 58 und Empfangen des vom Rekursionsreflektor 62 empfangenen
und von diesem rückgestrahlten
Kollimierlichts 58 erkennt. Kann die Vermessungsvorrichtung 50 das
Kollimierlicht 58 nicht empfangen, geht die Vermessungsvorrichtung 50 zum
Schritt S113 auf, in dem sie eine Fehlerbenachrichtigung an das
Ziel 60 sendet. Das Ziel 60 geht zum Schritt S11 über, wenn
es die Fehlerbenachrichtigung im Schritt S10 bestätigt, und
zeigt den Fehler der Erkennung der vertikalen Richtung auf der Anzeigeeinrichtung 84 an
und stoppt seinen Berieb.
-
Wenn
die Vermessungsvorrichtung 50 das Kollimierlicht 58 im
Schritt S112 empfängt,
geht sie zum Schritt S114 über,
in dem die Vermessungsvorrichtung 50 das Teleskop 54 stoppt,
indem das Teleskop 54 an die Position des Rekursionsreflektors 62 in
vertikaler Richtung angepaßt
wird. Die Vermessungsvorrichtung 50 geht sodann zum Schritt
S115 über,
beginnt eine Kollimierbewegung und informiert das Ziel 60,
daß die
Vermessungsvorrichtung in Kollimierung befindlich ist. Das Ziel 60 wird
informiert, daß eine
automatische Kollimiervorrichtung in der Vermessungsvorrichtung 50 gestartet
wurde, indem im Schritt S12 bestätigt
wird, daß die
Vermessungsvorrichtung sich in Kollimation befindet. Ansonsten geht
die Vermessungsvorrichtung 50 zum Schritt S116 über und
setzt die automatische Kollimierbewegung fort.
-
Wenn
die Kollimation im Schritt S116 nicht zufriedenstellend erfolgt
ist, geht die Vermessungsvorrichtung 50 zum Schritt S117 über und
sendet eine Fehlerbenachrichtigung an das Ziel 60. Das
Ziel 60 geht zum Schritt S14 über, wenn das Ziel im Schritt
S13 die Fehlerbenachrichtigung bestätigt, und gibt einen Kollimierfehler
an den Anzeigeeinrichtung 84 aus und beendet seinen Betrieb.
Wenn die Kollimation im Schritt S116 zufriedenstellend erfolgt ist, geht
die Vermessungsvorrichtung 50 zum Schritt S118 über und überträgt eine
Benachrichtigung über die
Vollendung der Kollimation an das Ziel 60. Hierdurch wird
das Ziel 60 im Schritt S15 informiert, daß die automatische
Kollimation in der Vermessungsvorrichtung 50 abgeschlossen
wurde.
-
Die
Vermessungsvorrichtung 50 geht zum Schritt S119 über und
führt eine
Messung bezüglich der
Entfernung und des Winkels durch. Danach geht die Vermessungsvorrichtung 50 in
den Schritt S120 über
und informiert das Ziel 60 über den Entfernungsmeßwert und
den Winkelmeßwert.
Das Ziel 60 zeigt die Ergebnisse der Messung, wie den Entfernungsmeßwert und
den Winkelmeßwert,
auf der Anzeigeeinrichtung 84 an, wenn das Ziel 60 den
Entfernungsmeßwert
und den Winkelmeßwert
im Schritt S16 bestätigt.
-
Wenn
das Vermessungssystem durch einen Fehler angehalten wird, kann das
Vermessungssystem nach Beseitigung der Fehlerursache neu gestartet
werden.
-
Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist
es möglich,
daß das
Führungslicht 64,
da es ein horizontal breiter und vertikal schmaler Fächerstrahl ist,
eine große
Entfernung bei geringem Energieaufwand zurückzulegen, und selbst wenn
die Vermessungsvorrichtung 50 und der Rekursionsreflektor 62 nicht
in Flucht miteinander angeordnet sind, kann der an der Vermessungsvorrichtung 50 Richtungsdetektor 56 das
Führungslicht 64 sicher
empfangen, da das Führungslicht
die vertikale Richtung abtastend und in einem weiten Einrichtung
in vertikaler Richtung nach links und rechts abgestrahlt wird, und
es kann die Kollimiervorbereitung durchgeführt werden, wodurch das Teleskop 54 vorab
nahezu in Richtung des Rekursionsreflektors 62 gedreht
wird, bevor die automatische Kollimation begonnen wird. Wenn eine derartige
Kollimiervorbereitung ausgeführt
wird, kann die zur automatischen Kollimation und damit die gesamte
für die
Vermessung erforderliche Zeit verkürzt werden.
-
Im
folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der 4 bis 6 beschrieben. 4 zeigt
den Aufbau des Vermessungssystems nach dem zweiten Ausführungsbeispiel. 5 ist
ein Blockdiagramm des Vermessungssystems. 6 ist ein
Flußdiagramm
zur Beschreibung der Bewegungen des Vermessungssystems.
-
Wie
in den 4 und 5 dargestellt, unterscheidet
sich das Vermessungssystem nach dem zweiten Ausführungsbeispiel vom ersten Ausführungsbeispiel
dadurch, daß am
Ziel 60 ein Kollimierlichtempfänger 90 zum Erkennen
der vertikalen Richtung vorgesehen ist. Das zweite Ausführungsbeispiel gleicht
dem ersten Ausführungsbeispiel
mit Ausnahme dieses Punkts. Daher sind in den 4 und 5 die
dem ersten Ausführungsbeispiel
gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei keine
weitere Beschreibung des Aufbaus des Vermessungssystems nach dem
zweiten Ausführungsbeispiel
erfolgt. Darüber
hinaus sind in dem Flußdiagramm
der 6 die Schritte mit Ausnahme der Vorgänge zwischen
den Schritten S9 und S32 auf Seiten des Ziels 60 und den
Schritten S111 und S115 auf Seiten der Vermessungsvorrichtung gleich
denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
-
Basierend
auf 6 werden die Bewegungen des Vermessungssystems
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
beschrieben. Die Schritte vom Anfang bis zum Schritt S111 sind die
gleichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel.
-
Wenn
das Teleskop 54 im Schritt S111 vertikal gedreht wird,
beurteilt das Ziel 60 in diesem Ausführungsbeispiel des Vermessungsverfahrens
im Schritt S30, ob es das Kollimierlicht 58 empfängt. Wird
kein Kollimierlicht 58 empfangen, kehrt der Vorgang zum
Schritt S111 zurück,
und das Teleskop 54 führt
das vertikale Drehen aus. Wird Kollimierlicht 58 empfangen,
geht der Ablauf zum Schritt S31 über,
in dem das Ziel 60 Führungslicht
von dem Führungslichtabstrahler 66 emittiert.
-
Danach
liest die Vermessungsvorrichtung 50 den Winkel des Teleskops 54 in
vertikaler Richtung, wenn sie das Führungslicht durch den Richtungsdetektor 56 im
Schritt S130 empfängt,
und die Vermessungsvorrichtung 50 geht zum Schritt S131 über, in dem
sie bestätigt,
daß die
Position in vertikaler Richtung ungefähr stimmt, so daß die Kollimiervorbereitung
abgeschlossen ist. Die Vermessungsvorrichtung 50 geht zum
Schritt S115 über
und sendet eine Benachrichtigung über den Beginn der Kollimierbewegung
an das Ziel 60. Wenn das Ziel 60 die Benachrichtigung über den
Beginn der Kollimierbewegung in Schritt S32 bestätigt, ist es über das
Ende der Kollimiervorbereitung und das Starten der automatischen Kollimiervorrichtung
informiert. Anschließend
wird das Führungslicht 64 abgeschaltet.
Die Vermessungsvorrichtung 50 geht anschließend zum
Schritt S116 über.
Die nachfolgenden Vorgänge
sind gleich denen des ersten Ausführungsbeispiels.
-
Da
der Kollimierempfänger 90 am
Ziel 60 das von der Vermessungsvorrichtung 50 emittierte
Kollimierlicht 58 empfängt,
ist der Kollimierempfänger 90 in
dem zweiten Ausführungsbeispiel
in der Lage, stärkeres
Kollimierlicht 58 zu empfangen, als der Kollimierlichtempfänger 120 der
Vermessungsvorrichtung 50 des ersten Ausführungsbeispiels.
Daher können
die Positionen der Vermessungsvorrichtung 50 und des Ziels 60 in vertikaler
Richtung sicher abgeglichen werden, selbst wenn die Entfernung zwischen ihnen
groß ist,
wodurch die zum Beginnen der automatischen Kollimation erforderliche
Zeit und auch die für
das gesamte Vermessen erforderliche Zeit verringert werden kann.
Da das Kollimierlicht Modulationslicht ist, ist es möglich, die
Positionen ohne jeden Fehler bezüglich
der Richtung abzugleichen.
-
Im
folgenden wird ein drittes Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der 7 bis 9 beschrieben. 7 zeigt
den Aufbau des Vermessungssystems nach dem dritten Ausführungsbeispiel. 8 ist
ein Blockdiagramm des Vermessungssystems. 9 ist ein
Flußdiagramm
der Bewegungen des Vermessungssystems.
-
Wie
in den 7 und 8 dargestellt, sind bei dem
Vermessungssystem nach dem zweiten Ausführungsbeispiel die Vermessungsvorrichtung 50 und
das Ziel 60 nicht mit einer Funkeinrichtung versehen. Ein
Horizontalrichtungsdetektor 55 zum Erkennen der horizontalen
Richtung des Teleskops 54 ist mit der Steuerungsrecheneinrichtung 100 verbunden.
Der Horizontalrichtungsdetektor 55 besteht aus einem Horizontalrichtungsdetektor 56a,
der in der Lage ist, horizontal auf dem Vermessungsvorrichtungskörper 52 zu
drehen, um Führungslicht 64 vom Ziel 60 zu
empfangen, einem Codierer 57a für den Horizontalrichtungsdetektor,
der den Drehwinkel des Horizontalrichtungsdetektors 56a erkennt,
und einer Horizontalwinkelmeßeinrichtung 57b für den Horizontalrichtungsdetektor,
einem Motor 55a für
den Horizontalrichtungsdetektor, der den Horizontalrichtungsdetektor 56a horizontal
dreht, und einer Antriebseinrichtung 56a für den Horizontalrichtungsdetektor.
In diesem Fall weist der Horizontalrichtungsdetektor eine (nicht
dargestellte) zylindrische Linse, einen rechteckigen Lichtempfangssensor
und Schlitze zum Begrenzen des horizontalen Lichtempfangsbereichs
in vertikaler Richtung auf, wie bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel,
wodurch es möglich
ist, die Richtung des Führungslichtabstrahlers 66 zu
erkennen, selbst wenn ein Fehler in der Höhe zwischen der Vermessungsvorrichtung 50 und
dem Ziel 60 existiert. Ferner ist der Vertikalrichtungsdetektor 56b zum
Empfangen des Führungslichts 64 vom
Führungslichtabstrahler 66 am
Teleskop 54 befestigt (in diesem Fall besteht der Vertikalrichtungsdetektor 56b aus
einer (nicht dargestellten) konvexen Linse, einem Lichtempfangssensor,
und einer Maske, die derart ausgebildet ist, daß es möglich ist, die Richtung des
Führungslichtabstrahlers 66 durch
das Drehen des Teleskops 54 zu erkennen).
-
Das
Vermessungsvorrichtungsgehäuse 52 dreht
sich nur um die Differenz in dem Erkennungswinkel zwischen der Horizontalwinkelmeßeinrichtung 112 und
der Winkelmeßeinrichtung 57b des
Horizontalrichtungssensors und dreht das Teleskop 54 in Richtung
des Ziels 60. Das Drehen des Vermessungsvorrichtungsgehäuses 52 erfolgt,
wie in 8 dargestellt, durch den Horizontalrichtungsdetektor 56a,
der Horizontalantriebseinrichtung 104, den Horizontalmotor 102,
den Horizontalcodierer 111 und der Horizontalwinkelmeßeinrichtung 112.
Mit Ausnahme dieser Punkte ist das dritte Ausführungsbeispiel gleich dem zweiten
Ausführungsbeispiel.
Daher sind in den 7 und 8 Teile,
die denjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels
gleich sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und es erfolgt keine
weitere Beschreibung des Aufbaus des Vermessungssystems gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel.
-
Im
folgenden werden die Bewegungen des Vermessungssystems nach dem
dritten Ausführungsbeispiel
anhand der 9 beschrieben.
-
Wenn
das Vermessungssystem nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gestartet wird, geht
das Ziel 60 in diesem Ausführungsbeispiel des Vermessungsverfahrens
zum Schritt S41 über
und emittiert Führungslicht 64 aus
dem Führungslichtabstrahler 66.
Die Vermessungsvorrichtung 50 geht zum Schritt S141 über und
dreht den Horizontalrichtungsdetektor 56a.
-
Anschließend geht
die Vermessungsvorrichtung 50 zum Schritt S142 über und
beurteilt mittels des Horizontalrichtungsdetektors 56a,
ob das Führungslicht 64 empfangen
wird. Wird kein Führungslicht 64 empfangen,
wird der Schritt S142 wiederholt. Wird jedoch das Führungslicht 64 empfangen,
geht der Ablauf zum Schritt S142 über, in dem eine Differenz
des Erkennungswinkels zwischen der Horizontalwinkelmeßeinrichtung 112 und
dem Winkelmeßeinrichtung 57b des
Horizontalrichtungssensors berechnet wird. Der Ablauf geht daher
zum Schritt S144 über,
in dem das Vermessungsvorrichtungsgehäuse 52 um eine Winkeldifferenz
zwischen den Winkelmeßeinrichtungen 112 und 57b horizontal
gedreht wird, und der Ablauf geht zum Schritt S145 weiter, in dem
das Abgleichen der Positionen in horizontaler Richtung abgeschlossen
wird, wodurch das Teleskop 54 in Richtung des Führungslichtabstrahlers 66 gedreht
ist.
-
Der
Ablauf geht anschließend
zum Schritt S146 über,
in dem das Teleskop 54 vertikal gedreht wird, worauf der
Ablauf zum Schritt S147 übergeht,
in dem das Führungslicht 64 durch
den Vertikalrichtungsdetektor 56b erkannt wird. Wird hier
kein Führungslicht 64 erkannt,
kehrt der Ablauf zum Schritt S146 zurück. Wenn jedoch Führungslicht 64 erkannt wird,
geht der Ablauf zum Schritt S148 über, in dem das Abgleichen
der Positionen in vertikaler Richtung durchgeführt wird, wodurch das Teleskop 54 in
Richtung des Führungslichtabstrahlers 66 gedreht
wird.
-
Danach
geht der Ablauf zum Schritt S149 über und Kollimierlicht 58 wird
von der Vermessungsvorrichtung 50 aus emittiert. Der Ablauf
geht zum Schritt S150 über,
in dem die automatische Kollimiervorrichtung gestartet wird. Der
Schritt S150 wird wiederholt, bis die automatische Kollimation abgeschlossen
ist. Wenn die automatische Kollimation abgeschlossen ist, geht der
Ablauf zum Schritt S151 über, in
dem Entfernungs- und Winkelmessungen erfolgen und die Vermessung
abgeschlossen wird.
-
Das
Ziel 60 beurteilt im Schritt S42, ob das Kollimierlicht 58 nach
dem Beginn des Emittierens von Führungslicht 64 im
Schritt S41 empfangen wird. Wird kein Kollimierlicht 58 empfangen,
wird der Schritt S42 wiederholt, und wenn Kollimierlicht 58 empfangen
wird, geht der Ablauf zum Schritt S43 über, in dem, wenn bestätigt wird,
daß das
Kollimierlicht 58 empfangen wurde, die Kollimiervorbereitung abgeschlossen
wird und festgestellt wird, daß die
automatische Kollimiervorrichtung gestartet hat. Daher geht der
Ablauf zum Schritt S44 über,
in dem das Führungslicht 64 abgeschaltet
wird und der Vorgang beendet wird.
-
Da
bei dem dritten Ausführungsbeispiel
die horizontale Erkennung des Führungslichtabstrahlers 66 durch
Drehen des kleinen Horizontalrichtungsdetektors 56a erkannt
wird, ist es möglich,
die Horizontalrichtungserkennung schnell durchzuführen, wodurch
die für
die gesamte Vermessung erforderliche Zeit weiter verkürzt werden
kann. Da zwischen der Vermessungsvorrichtung 50 und dem
Ziel 60 keine Funkübertragung
erfolgt, ist es möglich,
das Vermessungssystem in einer Umgebung zu verwenden, in der elektromagnetisches
Rauschen existiert.
-
Es
folgt eine Beschreibung eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung
anhand der 10 bis 12. 10 zeigt
den Aufbau eines Vermessungssystems nach dem vierten Ausführungsbeispiel. 11 ist
ein Blockdiagramm des Vermessungssystems. 12 ist
ein Flußdiagramm
der Bewegungen des Vermessungssystems.
-
Wie
in den 10 und 11 dargestellt,
ist bei dem Vermessungssystem nach dem vierten Ausführungsbeispiel
in dem Vermessungsvorrichtungsgehäuse 52 kein Richtungsdetektor 56 vorgesehen, sondern
ein Richtungsdetektor 56c ist in dem Teleskop 54 angebracht,
und der Richtungsdetektor 56c besteht aus einer (nicht
dargestellten) konvexen Linse, einer Maske und einem Lichtempfangssensor, wobei
die Richtung des Führungslichtabstrahlers 66 durch
Drehen des Teleskops 54 erkant werden kann. Mit Ausnahme
dieser Punkte ist das vierte Ausführungsbeispiel gleich dem ersten
Ausführungsbeispiel.
Daher sind in den 10 und 11 Teile,
die gleich denjenigen des ersten Ausführungsbeispiels sind, mit den
gleichen Bezugszeichen versehen und eine weitere Beschreibung des
Aufbaus eines Vermessungssystems nach dem vierten Ausführungsbeispiel
entfällt.
-
Anhand
der 12 werden die Bewegungen des Vermessungssystems
nach dem vierten Ausführungsbeispiel
beschrieben. Die Abläufe
vom Beginn bis zum Schritt S106 sind ähnlich denen der Abläufe vom
Beginn bis zum Schritt S106 im ersten Ausführungsbeispiel (siehe 3),
wobei die Position des Teleskops 54 in horizontaler Richtung
durch das horizontale Drehen des Vermessungsvorrichtungsgehäuses 52 abgeglichen
wird.
-
Die
Abläufe
von Schritt S146 bis Schritt S148 sind ähnlich denen der Schritte S146
bis S148 des zuvor beschriebenen dritten Ausführungsbeispiels (siehe 9),
wobei das vom Ziel 60 kommende Führungslicht 64 in
diesem Ausführungsbeispiel
des Vermessungsverfahrens durch vertikales Drehen des Teleskops 54 empfangen
wird, die vertikale Richtung des Führungslichtabstrahlers 66 erkannt
wird, und die Position des Teleskops 54 in vertikaler Richtung ungefähr abgeglichen
wird.
-
Die
Abläufe
der Schritte S107 und S108 sind denen der Schritte S107 und S108
des zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels ähnlich (siehe 3),
wobei nach dem ungefähren
Abschluß der
Kollimiervorbereitung ein Befehl "Führungslicht AUS" von der Vermessungsvorrichtung 50 aus
an das Ziel über
Funk 65 (Schritte S106 und S6) übertragen wird, das Führungslicht
ausgeschaltet wird (S8) und der Vermessungsvorrichtung 50 von
dem Ziel 60 aus mitgeteilt wird, daß das Führungslicht 64 abgeschaltet
ist (S8 und S108). Der Ablauf nach dem Schritt S115 ist demjenigen
nach dem Schritt S115 des ersten Ausführungsbeispiels (siehe 3) ähnlich,
in dem die automatische Kollimierung, die Entfernungsmessung und
die Winkelmessung erfolgen.
-
Da
bei dem vierten Ausführungsbeispiel
die in vertikaler und horizontaler Richtung erfolgende Kollimiervorbereitung,
bei der die Position des Teleskops 54 abgeglichen wird,
unter Verwendung des vom Führungslichtabstrahler 66 emittierten
Führungslichts 64 durchgeführt wird,
ist es möglich,
die automatische Kollimierung schnell und sicher auszuführen.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
die verschiedenen Modifizierungen unterzogen werden können. Zwar
wird beispielsweise in den beschriebenen Ausführungsbeispielen ein in horizontaler
Richtung breiter und in vertikaler Richtung schmaler Fächerstrahl
als Führungslicht 64 abtastend
abgestrahlt, jedoch kann es sich bei dem Führungslicht 64 um
jeden beliebigen Typ von Strahl handeln, solange ein horizontal
breiter und vertikal schmaler Fächerstrahl
in eine von der Breitenrichtung verschiedene Richtung abtastend
abgestrahlt wird. Beispielsweise kann das Führungslicht Licht sein, bei
dem ein in vertikaler Richtung breiter und in horizontaler Richtung
schmaler Fächerstrahl
abtastend abgestrahlt wird. Auch kann ein Infrarotlichtstrahl, ein
sichtbarer Lichtstrahl oder eine Drahtverbindung zusätzlich zu
elektrischen Wellen als Kommunikationseinrichtung zwischen der Vermessungsvorrichtung 50 und
dem Ziel 60 verwendet werden.