JP2010286281A - 画像送信機能付き測量装置、および測量方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所定方向を基準として第1地点の視準方向を測量情報として出力する測量手段、光軸方向を変更する駆動手段、および測量情報を第3地点へ送信する測量情報送信手段を備えた測量装置を、位置情報が既知の第2地点に設置し、第1地点の視準点を含む画像を撮像して画像情報を出力する撮像手段、画像情報を第3地点へ送信する画像情報送信手段、第3地点からの制御信号を受信して測量手段の光軸方向を変更する制御手段を備えた画像送信機能付き測量装置を用いた測量方法で、第1地点を含む画像を第2地点で撮像させて画像情報を出力させ、第1地点で測量した測量情報を出力させ、画像情報と測量情報とを第3地点に送信させ、第3地点で画像情報と測量情報に基づき第1地点の位置を解析する。
【選択図】図4
Description
近年においては、前記測量装置としては、視準方向の角度情報を電気的に得ることができるとともに、視準点までの距離を各種光学的な手法を用いて電気的に得ることができ、測量計算もマイクロコンピュータ等の電子的な手段を用いて迅速且つ正確に行うことが可能なトータルステーション等の電子的な測量装置が使用されることが多くなっている。
また、前記トータルステーション等の電子的な測量装置には、視準方向を電気信号で指示することにより、モータ等の駆動手段を制御して指定された方向に光軸を向けることが可能なモータドライブ機構を備えたものが使用されるようになってきている。
また、トータルステーションにCCDカメラを備えたものが提案されている。(例えば、特許文献1、2参照)
視準している方向を確認するためには、測量装置の望遠鏡の接眼部を操作者が目視して、所定の地点を視準しているか否かを確認する必要があり、また別地点の管理者に伝達するにはトランシーバなどで報告する必要があった。
したがって、測量装置を設置した地点には、測量装置の接眼部を目視するために、最低1人の測量装置の操作者が必要であった。
特に、海上での斜杭を打設する場合であって、近くの岸などから前記斜杭を所定の位置に、所定の角度で打設する場合には、前記斜杭の位置が所定の位置であるか否かを確認するためには、例えば異なる2方向から測量対象物を測量する必要がある。
したがってこのような場合には、それぞれの2カ所に測量装置を設置するとともに、それぞれの2カ所に測量装置の操作者が必要であった。
しかしこの2方向からの測量では前記斜杭の角度を確認するのは非常に難しく、通常は、杭に直接傾斜計を当てて計測したり、杭打ち船のリーダーの角度等で代用していた。
所定方向を基準として、測量対象の視準点を視準する視準方向の角度を計測して測量情報として出力する測量手段、
前記光軸方向を変更する駆動手段、および
前記測量手段にて得られた測量情報を遠隔地へ送信する測量情報送信手段、
を備えた測量装置に、
前記光軸方向の視準点を含む画像を撮像して電気信号に変換して画像情報として出力する撮像手段、および
前記撮像手段にて得られた画像情報を遠隔地へ送信する画像情報送信手段、
を備え、
前記測量手段の光軸と前記撮像手段の光軸は所定の相対関係を維持するように構成した。
請求項2では、
遠隔地から送信された制御信号を受信する受信手段、および
受信した制御信号に基づいて前記測量手段の光軸方向を変更するように前記駆動手段を制御する制御手段
を備えた。
請求項3では、
前記撮像手段は、倍率の異なる画像を撮像して画像情報として出力するズーム機能と、
遠隔地から送信された制御信号に基づいて前記ズーム機能を制御して撮像倍率を変更する制御手段
を備えた。
請求項4では、
前記測量手段は、視準点までの距離を光学的に測距して測量情報として出力する。
請求項5では、
前記画像に、別途生成した十字線画像もしくは補助線画像の少なくとも何れかを合成して出力する補助線合成手段を備えた。
所定方向を基準として、測量対象の第1地点を視準する視準方向の角度を計測して測量情報として出力する測量手段、
前記光軸方向を変更する駆動手段、および
前記測量手段にて得られた測量情報を第3地点へ送信する測量情報送信手段、
を備えた測量装置を、位置情報が既知の第2地点に設置し、
前記第1地点の視準点を含む画像を撮像して電気信号に変換して画像情報として出力する撮像手段、
前記撮像手段にて得られた画像情報を第3地点へ送信する画像情報送信手段、
第3地点から送信された制御信号を受信する受信手段、および
受信した制御信号に基づいて前記測量手段の光軸方向を変更するように前記駆動手段を制御する制御手段
を備えた画像送信機能付き測量装置を用いた測量方法であって、
測量対象の第1地点を含む画像を、第2地点に配設した撮像手段で撮像させて前記画像の画像情報を出力させるとともに、
前記第2地点を基準として前記第1地点を前記測量手段で測量させて第1地点の測量情報を出力させ、
前記画像情報と前記測量情報とを電気信号に変換させて第3地点に送信させ、
第3地点において、前記画像情報と前記測量情報に基づいて前記第1地点と第2地点との位置関係を解析するように構成した。前記第1地点と第2地点との位置関係とは、第2地点を基準とした第1地点の位置情報を包含するものであり、第2地点を基準とした第1地点の位置情報は、前記画像情報に反映される。
請求項7では、
所定方向を基準として、測量対象の第1地点を視準する視準方向の角度を計測して測量情報として出力する測量手段、
前記光軸方向を変更する駆動手段、および
前記測量手段にて得られた測量情報を第3地点へ送信する測量情報送信手段、
を備えた測量装置を、位置情報が既知の第2地点に設置し、
前記第1地点の視準点を含む画像を撮像して電気信号に変換して画像情報として出力する撮像手段、
前記撮像手段で撮像する画像の倍率を変えて撮像して画像情報として出力するズーム機能と、
前記撮像手段にて得られた画像情報を第3地点へ送信する画像情報送信手段、
第3地点から送信された制御信号を受信する受信手段、および
受信した制御信号に基づいて前記測量手段の光軸方向もしくは/および前記撮像手段の撮像倍率を変更するように前記駆動手段を制御する制御手段
を備えた画像送信機能付き測量装置を用いた測量方法であって、
測量対象の第1地点を含む画像を、第2地点に配設した撮像手段を用いて所望の撮像倍率で撮像させて前記画像の画像情報を出力させるとともに、
前記第2地点を基準として前記第1地点を前記測量手段で測量させて第1地点の測量情報を出力させ、
前記画像情報と前記測量情報とを電気信号に変換させて第3地点に送信させ、
第3地点において、前記画像情報と前記測量情報に基づいて前記第1地点と第2地点との位置関係を解析するように構成した。前記第1地点と第2地点との位置関係とは、第2地点を基準とした第1地点の位置情報を包含するものであり、第2地点を基準とした第1地点の位置情報は、前記画像情報に反映される。
請求項8では、
前記測量手段では第2地点から第1地点までの距離を計測させ、
前記測量情報送信手段では前記測量手段から出力される測量情報を第3地点に送信させる。
また、遠隔地から送信された制御信号に基づいて、前記視準方向を変更することができるので、遠隔地にいるオペレータは、あたかも、測量装置を直接操作しているように、操作することが可能となるのである。
また、測量手段の光軸と撮像手段の光軸とは所定の相対関係に維持されているので光軸を変更させても、適正な測量が可能となる。
また、ズーム機能を備えているので、測量対象の拡大画像を得て詳細な画像を見ることができるとともに、測量対象の周囲までを含んだ縮小画像を得て、測量対象の確認が容易にできる。
このようにして、本発明の測量装置によれば、打設杭の誘導を行う場合には、従来のように測量者の感覚で打設杭を誘導せずに、直接画面を見て打設杭の状態を確認しながらできるので、測量者の経験などの技量の差に依存しない安定した品質の誘導が可能となる。しかも、画面上で打設杭の位置と傾きを同時に合わせることができるので、非常に精度が良くなる。
また、ズーム機能によって、狭い範囲を拡大して表示させたり、縮小して広い範囲を表示させたり自由にできるので、詳細な調整ができるとともに、杭の全体像の確認も容易にできる。
図1、2において、
1は三脚等の架台101上に配設された従来同様の構成の測量装置本体である。
2は前記測量装置本体1に内蔵された駆動部であり、前記測量装置本体1を、前記架台101に対して相対的に移動させて、測量装置本体1の視準方向(光軸方向)を変更する。この駆動部2は、測量装置本体1の光軸方向を水平面内で回転移動させるための駆動機構と、光軸方向を垂直面内で回転移動させる駆動機構とを含んでいる。すなわち、垂直軸回りに回転させる駆動機構と、水平軸回りに回転させる駆動機構とを含んでいる。この駆動部2は、光軸方向の角度情報を出力するように構成されている。
4は前記測量装置本体1に内蔵された本体制御部であり、外部から入力された制御信号に基づいて前記駆動部2を制御することによって、前記測距部3の光軸方向を変更するように構成されている。
5は前記測量装置本体1に内蔵された望遠鏡であり、この望遠鏡5の光軸は前記測距部3の光軸と並行になるように調整されている。
なお、前記駆動部2と前記測距部3とで特許請求の範囲に記載された測量手段が構成され、前記測量装置本体1で特許請求の範囲に記載された測量装置が構成されている。前記角度情報と前記距離情報とで測量情報が構成されている。
6は、前記駆動部2を介して前記測量装置本体1の光軸方向を上下左右に回転移動させるための手動操作用の1対の回転ツマミである。6aは上下回転用のツマミ、6bは左右回転用のツマミである。
オペレータが、以上の構成の測量装置本体1を使用して測量する場合には、前記望遠鏡5の接眼部をオペレータの肉眼でのぞきながら、前記回転ツマミ6を操作して測量対象の地点を視準し、その視準点までの距離情報を前記測距部3によって得て、その視準点の角度情報を前記駆動部2によって得て、これらの測量情報を前記制御部4に取り込んで、表示部にて表示させることができる。
以上の測量装置本体1は、例えば、公知のトータルステーションと同等の機能を備えている。
前記CCD撮像部8から出力される画像情報と撮像条件情報、
前記本体制御部4から出力される距離情報と角度情報、および
を外部へ通信するための後述する通信部12へ出力する機能を備えているとともに、
前記通信部12を介して外部から入力された各制御信号を、それぞれの信号の制御対象に応じて本体制御部4、CCD撮像部8、回転ツマミ駆動部9へ出力する。
例えば、前記駆動部2、測距部3.望遠鏡5等を制御するための制御信号が入力された場合には、その制御信号を本体制御部4へ出力し、
CCD撮像部8のズーム倍率等の撮像条件を変更するための制御信号が入力された場合には、その制御信号をCCD撮像部8へ出力し、
CCD撮像部8の視準方向を変更する指示する制御信号が入力された場合には、その制御信号を回転ツマミ駆動部9に出力する。
81は補助線合成部であり、前記CCD撮像部8にて得られた画像情報に、垂直もしくは水平もしくは所定角度の補助線画像を生成して合成するように構成されている。なお、前記補助線画像は、前記CCD撮像部8もしくは前記付加制御部11の内部で生成して合成してもよい。
前記本体制御部4および前記付加制御部11を介して得られた視準点までの距離情報及び角度情報を含む測量情報と、
前記本体制御部4を介して得られた前記CCD撮像部8の画像情報、およびCCD撮像部8の撮像条件情報とを、
デジタル信号に変換して、有線式もしくは無線式の通信手段を介して遠隔地へ送信する送信機能を備えている。
また、遠隔地から送信された制御信号を受信して、前記付加制御部11へ出力する受信機能とを備えている。
前記コンピュータ152は、ハードディスク装置や半導体メモリなどの記憶手段を内蔵するとともに、前記測量装置本体1を遠隔制御するためのソフトウェアがインストールされており、前記測量装置本体1の通信部12から送信される測量情報、前記CCD撮像部8の画像情報、およびCCD撮像部8の撮像条件情報を、前記通信機能151で受信して、記憶媒体に保存するとともにディスプレイ153に表示する。
また、光軸方向を変更するための制御信号と、CCD撮像部のズーム機能等を制御するための制御信号と、測量装置本体1を制御するための制御信号等を入力するキーボード、タッチパネル、ジョイステック等の入力手段154とを備えるとともに、入力されたこれらの制御信号を前記ディスプレイ153に表示するとともに、前記通信機能151を用いて前記測量装置本体1の通信部12に送信する機能を備えている。
また、前記補助線合成部81の機能の全てもしくは一部の機能を、前記コントローラ15に内蔵してもよい。
調整用のターゲットを使用して光軸合わせを行う。前記調整用のターゲットは、測量手段の測量軸の垂直方向上部にオフセットした位置にカメラ軸を表示している。
まず、測量手段による測量軸をあわせた状態で、CCD撮像部8の光軸をあわせる。この光軸あわせは、CCD撮像部8に備えられた機械的な光軸調整機構を用いて行うことができる。測量軸を視準するのに通常は自動視準機能を使用している。なお、目視による視準でも構わない。
このように測量手段の視準軸とCCD撮像部8の光軸とを平行にする光軸合わせを行うが、平行でなく、一定の相対関係でありさえすれば光軸を変化させた場合の角度の情報は相対的に知ることが可能である。
図4において、第1地点Aには、打設杭を所定の角度で斜めに打設することのできる打設船が配置されている。
第2地点Bと第3地点Cに、画像送信機能付き測量装置10B、10Cを設置し、オペレータはコントローラ15とともに第4地点Dに居るものとする。なお、前記2つの測量装置10B、10Cの位置情報は、例えば後方交会等の方法で確定しておき、打設作業を開始する時点では既知となっているものとする。
このとき、前記2つの測量装置10B、10Cの配置位置は、前記第1地点Aを挟む角が90度になる位置とすると、打設がしやすいが、90度に限定されるものではなく、その挟む角に応じて、打設すべき所定の角度を2つの測量装置の位置に応じて補正演算することによって、前記2つの測量装置の位置から見た場合の打設杭の角度を算出して、その角度に応じた補助線を生成してコントローラ15の画面に表示させればよい。
なお、第4地点Dは前記第1地点Aの近くでもよい。この場合、オペレータは打設船に乗船して、コントローラ15の画面を見ながら打設作業を行うことができる。
このとき、前記コントローラ15に備えられたジョイスティック等の入力手段を介して、各CCD撮像部のズーム機能を操作してパンさせたりズームさせたりすることができる。
前記コントローラ15の画面には、前記打設杭の画像D2とともに、打設すべき斜め角度に対応して演算して生成された補助線L2が表示され、前記打設杭の画像D3とともに、打設すべき斜め角度に対応して演算して生成された補助線画像L3が表示される。
図4に示した画像の例では、何れの画像の場合も杭の角度が立ち過ぎているので、前記打設杭の画像が前記補助線画像と重なるように、打設船を操作して調整する。
なお、前記打設杭の角度は以上のようにして所定の角度になるように調整しつつ打設杭の誘導を行うが、前記打設杭の打設位置は、GPS装置や、前記測量装置が備える測距機能を使用して計測し調整することができる。
例えば、まず、打設の位置や角度を所定の設計位置や設計角度に合わせ込む場合には、はじめにはズーム倍率を小さくして、打設杭まわりの全体画像を把握しながら位置合わせ・角度合わせを行い、ほぼ合致してきたら、ズーム倍率を大きくして、打設杭の画像を拡大して表示させ、位置と角度の微調整を行うと、スムーズな位置合わせ・角度合わせが可能となる。
このように表示させて、測量装置の位置、CCD撮像部8のズーム倍率、補助線画像
を固定させた状態で、打設杭を移動させて、打設杭の角度を前記補助線画像に合わせる。このような位置合わせのための指示は、打設船上においてコントローラ15の画像を見ながら行ってもよいが、打設船とは異なる位置の第4地点においてコントローラ15の画像を見ながら行ってもよい。
2 駆動部
3 測距部
4 本体制御部
5 望遠鏡
6 回転ツマミ
71 着脱構造
72 固定機構
73 バランス錘
8 CCD撮像部
81 補助線合成部
9 回転ツマミ駆動装置
10 画像送信機能付き測量装置
11 付加制御部
12 通信部
15 コントローラ
Claims (8)
- 所定方向を基準として、測量対象の視準点を視準する視準方向の角度を計測して測量情報として出力する測量手段、
前記光軸方向を変更する駆動手段、および
前記測量手段にて得られた測量情報を遠隔地へ送信する測量情報送信手段、
を備えた測量装置に、
前記光軸方向の視準点を含む画像を撮像して電気信号に変換して画像情報として出力する撮像手段、および
前記撮像手段にて得られた画像情報を遠隔地へ送信する画像情報送信手段、
を備え、
前記測量手段の光軸と前記撮像手段の光軸は所定の相対関係を維持するように構成されたことを特徴とする画像送信機能付き測量装置。 - 遠隔地から送信された制御信号を受信する受信手段、および
受信した制御信号に基づいて前記測量手段の光軸方向を変更するように前記駆動手段を制御する制御手段
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の画像送信機能付き測量装置。 - 前記撮像手段は、倍率の異なる画像を撮像して画像情報として出力するズーム機能と、
遠隔地から送信された制御信号に基づいて前記ズーム機能を制御して撮像倍率を変更する制御手段
を備えたことを特徴とする請求項2に記載の画像送信機能付き測量装置。 - 前記測量手段は、視準点までの距離を光学的に測距して測量情報として出力することを特徴とする請求項1、2、3の何れか1項に記載の画像送信機能付き測量装置。
- 前記画像に、別途生成した十字線画像もしくは補助線画像の少なくとも何れかを合成して出力する補助線合成手段を備えたことを特徴とする請求項1、2、3、4の何れか1項に記載の画像送信機能付き測量装置。
- 所定方向を基準として、測量対象の第1地点を視準する視準方向の角度を計測して測量情報として出力する測量手段、
前記光軸方向を変更する駆動手段、および
前記測量手段にて得られた測量情報を第3地点へ送信する測量情報送信手段、
を備えた測量装置を、位置情報が既知の第2地点に設置し、
前記第1地点の視準点を含む画像を撮像して電気信号に変換して画像情報として出力する撮像手段、
前記撮像手段にて得られた画像情報を第3地点へ送信する画像情報送信手段、
第3地点から送信された制御信号を受信する受信手段、および
受信した制御信号に基づいて前記測量手段の光軸方向を変更するように前記駆動手段を制御する制御手段
を備えた画像送信機能付き測量装置を用いた測量方法であって、
測量対象の第1地点を含む画像を、第2地点に配設した撮像手段で撮像させて前記画像の画像情報を出力させるとともに、
前記第2地点を基準として前記第1地点を前記測量手段で測量させて第1地点の測量情報を出力させ、
前記画像情報と前記測量情報とを電気信号に変換させて第3地点に送信させ、
第3地点において、前記画像情報と前記測量情報に基づいて前記第1地点と第2地点との位置関係を解析するように構成したことを特徴とする撮像手段を用いた測量方法。 - 所定方向を基準として、測量対象の第1地点を視準する視準方向の角度を計測して測量情報として出力する測量手段、
前記光軸方向を変更する駆動手段、および
前記測量手段にて得られた測量情報を第3地点へ送信する測量情報送信手段、
を備えた測量装置を、位置情報が既知の第2地点に設置し、
前記第1地点の視準点を含む画像を撮像して電気信号に変換して画像情報として出力する撮像手段、
前記撮像手段で撮像する画像の倍率を変えて撮像して画像情報として出力するズーム機能と、
前記撮像手段にて得られた画像情報を第3地点へ送信する画像情報送信手段、
第3地点から送信された制御信号を受信する受信手段、および
受信した制御信号に基づいて前記測量手段の光軸方向もしくは/および前記撮像手段の撮像倍率を変更するように前記駆動手段を制御する制御手段
を備えた画像送信機能付き測量装置を用いた測量方法であって、
測量対象の第1地点を含む画像を、第2地点に配設した撮像手段を用いて所望の撮像倍率で撮像させて前記画像の画像情報を出力させるとともに、
前記第2地点を基準として前記第1地点を前記測量手段で測量させて第1地点の測量情報を出力させ、
前記画像情報と前記測量情報とを電気信号に変換させて第3地点に送信させ、
第3地点において、前記画像情報と前記測量情報に基づいて前記第1地点と第2地点との位置関係を解析するように構成したことを特徴とする撮像手段を用いた測量方法。 - 前記測量手段では第2地点から第1地点までの距離を計測させ、
前記測量情報送信手段では前記測量手段から出力される測量情報を第3地点に送信させることを特徴とする請求項6もしくは7の何れか1項に記載の撮像手段を用いた測量方法。
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