JP2014025784A - 測量制御装置、測量装置、測量装置の制御方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】測量装置1は、望遠鏡の画角を取得する画角値取得部51と、画角値取得部51が取得した画角を基に、望遠鏡の画角が狭い場合の水平微動ねじ及び鉛直微動ねじの回転量に対する望遠鏡の変位量が望遠鏡の画角が広い場合の水平微動ねじ及び鉛直微動ねじの回転量に対する望遠鏡の変位量よりも少なくなるように望遠鏡の変位量を補正する操作量補正部52とを有する。
【選択図】図3
Description
そして、このような測量装置には、特許文献2に開示されているような、水平軸周りに望遠鏡を回転操作するための微動ねじと、鉛直軸周りに望遠鏡を支持する本体を回転操作するための微動ねじとを有する装置がある。
本発明の目的は、微動ねじが操作されて望遠鏡が回転した際の当該望遠鏡が作る像の移動量が望遠鏡の倍率に応じて大きく変化しないようにすることである。
前記取得部は、前記第1光学系と前記第2光学系との切り替え情報を基に前記倍率及び前記画角のうちの少なくとも何れかを取得することが好ましい。
(5)の態様の発明によれば、望遠鏡の向きを変化させるモータの駆動量を補正するといった簡易な処理で望遠鏡の変位量を補正できる。
本実施形態に係る測量装置は、例えば、直交する2つの軸を中心として望遠鏡が回転自在とされているトータルステーション(以下、TSという。)である。ここで、TSとして、手動で操作するマニュアル型TS(すなわちMTS)やモータ駆動によって自動的に動作するモータ駆動型TS(すなわちSTS)等が挙げられる。さらに、モータ駆動型TSには、望遠鏡の視野に入った測量目標体であるターゲット(例えば反射プリズム)を自動的に視準する機能を持つ自動視準TS、又は移動するターゲットを自動的に追尾する機能を有した自動追尾TS等がある。例えば、自動追尾TSでは、一人の作業者による測量を実現できる。
本実施形態に係る測量装置は、以上のようなTSの何れかのTSとして構成されている。
図1は、本実施形態に係る測量装置1の外観の構成例を示す図である。
図1に示すように、測量装置1は、図示しない三脚上に整準装置2を介して設置されている。整準装置2は、三脚上に取り付けられる基盤(又は底板)3と、測量装置1が取り付けられる取り付け部4と、基盤3と取り付け部4との間に配置されて基盤3に対する取り付け部4の傾斜度合いを調整する整準ねじ5とを有している。例えば、作業者は、測量作業の開始に先立って、例えば取り付け部4に設けられた傾斜検出部をなす気泡管の気泡が所定の位置にくるように整準装置2の整準ねじ5を調整する。
また、測量装置1は、第1の軸O1に垂直な第2の軸O2を中心として本体6に対し回転自在な望遠鏡7を有している。この望遠鏡7は、本体6とともに第1の軸O1を中心として回転できるため、直交する第1の軸O1及び第2の軸O2それぞれを中心として自在に回動できる。
図2に示すように、測量装置1は、内部構成として、視準カメラ光学系11(又は、単に視準カメラともいう。)、広角カメラ光学系12(又は、単に広角カメラともいう。)12、測距部13、測角部30、水平回転モータ用ドライバ14、水平回転モータ15、鉛直回転モータ用ドライバ16、鉛直回転モータ17、表示部18、情報入力部19、入出力I/F(インターフェース)20、エンコーダ21,22、記憶部25、及び演算部40を有している。
広角カメラ光学系12は、広角レンズ9及び不図示の広角用CCDを有している。この広角カメラ光学系12は、広角レンズ9を介し広角用CCDによって撮像した撮像画像を演算部40に出力する。
ここで、一般的に、測距方式としては、反射プリズム等の反射体をターゲットして利用したプリズム方式や反射プリズムを利用しないノンプリズム方式等がある。プリズム方式では、例えば、反射プリズムにレーザー光を照射し、その反射光を受光するまでの時間差から距離を計測する。ここで、反射プリズム等のターゲットを備えるものとして、例えば、ミラー付ポールがある。また、ノンプリズム方式は、反射プリズムを利用せず、反射プリズムを設置する必要がないために、プリズム方式に比較して測量の自由度が高くなる。すなわち例えば、ノンプリズム方式では、現場に足を踏み入れることなく離れた場所から測量することが可能になる。例えば、本実施形態では、これら測距方式のうちの何れかを採用して測距部13が構成されている。
表示部18は、各種情報を文字、図形等によって各種情報を表示する。表示部18は、例えば、液晶ディスプレイ等である。この表示部18は、演算部40によって表示状態が制御される。
記憶部25は、ROMやRAM、HDD(Hard Disk Drive)等によって構成されている。この記憶部25には、各種プログラムや固定データ、演算部40が処理によって取得したデータ等が記憶される。記憶部25には、例えば、CAD等で作成された設計座標データが記憶されている。
補正処理部50は、水平微動ねじ23や鉛直微動ねじ24の回転量に対する望遠鏡7の回転量を、画角に応じて補正するための処理を行う。
図3に示すように、補正処理部50は、画角値取得部51及び操作量補正部52を有している。
ここで、画角値取得部51は、表示部18に表示される画像の画角値を取得する。具体的には、画角値取得部51は、視準カメラ光学系11及び広角カメラ光学系12のうちのどれを用いて撮像しているかを示す撮像カメラ選択情報や、視準カメラ光学系11による撮像時のズーム倍率値を基に、画角値を取得する。すなわち例えば、画角値取得部51は、撮像カメラ選択情報が視準カメラ光学系11による撮像中であることを示す場合、広角カメラ光学系12による撮像中の場合よりも小さい(すなわち狭い)画角値を取得する。また、画角値取得部51は、視準カメラ光学系11による撮像中には、ズーム倍率値が大きいほど、小さい画角値を取得する。
図4に示すように、画角値マップでは、画角値は、広角カメラ光学系12による撮像中よりも視準カメラ光学系11による撮像中の方が小さくなる。また、画角値マップでは、画角値は、ズーム倍率が大きいほど小さくなる。例えば、この画角値マップは、記憶部25に格納されている。画角値取得部51は、このような図4に示す画角値マップを参照して、撮像カメラ選択情報やズーム倍率値に対応する画角値を取得する。そして、画角値取得部51は、取得した画角値を操作量補正部52に出力する。
図5に示すように、補正係数マップでは、補正係数は、画角値が大きくなると比例して大きくなる。例えば、この補正係数マップは、記憶部25に格納されている。操作量補正部52は、このような図5に示す補正係数マップを参照して、画角値に対応する補正係数を取得する。これによって、操作量補正部52は、取得した補正係数と第1及び第2エンコーダ21,22の回転量検出値とを乗算することによって当該第1及び第2エンコーダ21,22の回転量検出値の補正を行う。そして、操作量補正部52は、補正した回転量検出値を駆動制御部43に出力する。
次に、測量作業における測量装置1の動作、作用等についての一例を説明する。
測量装置1は、作業者によって情報入力部19から入力された撮像カメラ選択情報を基に視準カメラ又は広角カメラによる撮像画像を表示部18に表示する。このとき、測量装置1は、視準カメラによって撮像することが作業者によって選択されていれば、情報入力部19から入力されたズーム倍率値を基に、視準カメラのズーム倍率を設定する。また、測量装置1は、作業者によって水平微動ねじ23や鉛直微動ねじ24が回転操作されると、その回転操作に応じて望遠鏡7を水平方向や鉛直方向に回転させる。
測量装置1は、情報入力部19から広角カメラを選択する撮像カメラ選択情報が入力されると、広角カメラによる撮像画像を表示部18に表示する。そして、作業者が、表示部18の画面内において測定対象物のターゲットがレクチル線の中心付近に移動するように水平微動ねじ23や鉛直微動ねじ24を回転操作すると、測量装置1は、その回転操作に応じて望遠鏡7を水平方向や鉛直方向に回転させる。
本実施形態では、望遠鏡7の向きを変化させたときの表示部18の画像の移動量が望遠鏡7の画角が異なっても異ならないように(すなわち、望遠鏡7の画角によらず表示部18の画像の移動量が常に同一となるように)、水平微動ねじ23や鉛直微動ねじ24の回転操作量に対する望遠鏡7の向きの変位量を制御している。これに対して、本実施形態では、望遠鏡7の画角を異なるものとしたときに、望遠鏡7の向きを変化させたときの表示部18の画像の移動量が(同一となるような厳密さを要求しないが)大きく変化しないように、水平微動ねじ23や鉛直微動ねじ24の回転操作量に対する望遠鏡7の向きの変位量を制御することもできる。すなわち、本実施形態では、望遠鏡7の画角が狭い場合の表示部18の画像の移動量が望遠鏡7の画角が広い場合の表示部18の画像の移動量よりも少なくなるように望遠鏡7の向きの変位量を制御すれば良い。
図10に示すように、補正係数マップでは、補正係数は、ズーム倍率値が大きくなると小さくなる。演算部40は、このような図10に示す補正係数マップを参照して、ズーム倍率値に対応する補正係数を取得する。これによって、演算部40は、取得した補正係数と第1及び第2エンコーダ21,22の回転量検出値とを乗算することによって当該第1及び第2エンコーダ21,22の回転量検出値の補正を行う。
また、本実施形態では、望遠鏡が、広角カメラ光学系12を有さず視準カメラ光学系11だけを有することもできる。
また、本実施形態は、トータルステーションの他に、セオドライトにも適用することができる。
Claims (8)
- 基部に対し向きが調整可能に設置されかつ倍率が可変とされた望遠鏡と、前記望遠鏡の向きを調整する際に操作される操作部と、前記操作部の操作量を検出する検出部と、前記検出部の検出値に応じて前記望遠鏡の向きを変位させる変位制御部とを有する測量装置を制御する測量制御装置において、
前記望遠鏡の前記倍率及び画角のうちの少なくとも何れかを取得する取得部と、
前記取得部が取得した倍率及び画角のうちの少なくとも何れかを基に、前記望遠鏡の画角が狭い場合の前記望遠鏡の変位量が前記望遠鏡の画角が広い場合の前記望遠鏡の変位量よりも少なくなるように前記望遠鏡の変位量を補正する補正部と、
を有することを特徴とする測量制御装置。 - 前記補正部は、前記画角が狭いほど前記望遠鏡の変位量を少なくすることを特徴とする請求項1に記載の測量制御装置。
- 前記補正部は、前記倍率が大きいほど前記望遠鏡の変位量を少なくすることを特徴とする請求項1又は2に記載の測量制御装置。
- 前記望遠鏡は、望遠レンズを対物レンズとして有する第1光学系と広角レンズを対物レンズとして有する第2光学系とが切り替え可能になっており、
前記取得部は、前記第1光学系と前記第2光学系との切り替え情報を基に前記倍率及び前記画角のうちの少なくとも何れかを取得することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の測量制御装置。 - 前記変位制御部は、前記望遠鏡の向きを変化させるモータと、前記検出部が検出した検出値に応じて前記モータの駆動を制御する駆動制御部と、を有し、
前記補正部は、前記モータの駆動量を補正することで前記望遠鏡の変位量の補正を行うことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の測量制御装置。 - 基部に対する向きが調整可能に設置されかつ倍率が可変とされた望遠鏡と、
前記望遠鏡の向きを調整する際に操作される操作部と、
前記操作部の操作量を検出する検出部と、
前記検出部の検出値に応じて前記望遠鏡の向きを変位させる変位制御部と、
前記望遠鏡の前記倍率及び画角のうちの少なくとも何れかを取得する取得部と、
前記取得部が取得した倍率及び画角のうちの少なくとも何れかを基に、前記望遠鏡の画角が狭い場合の前記望遠鏡の変位量が前記望遠鏡の画角が広い場合の前記望遠鏡の変位量よりも少なくなるように前記望遠鏡の変位量を補正する補正部と、
を有することを特徴とする測量装置。 - 基部に対し向きが調整可能に設置されかつ倍率が可変とされた望遠鏡と、前記望遠鏡の向きを調整する際に操作される操作部と、前記操作部の操作量を検出する検出部と、前記検出部の検出値に応じて前記望遠鏡の向きを変位させる変位制御部とを有する測量装置の制御方法において、
取得部が、前記望遠鏡の前記倍率及び画角のうちの少なくとも何れかを取得する取得ステップと、
補正部が、前記取得ステップで取得した倍率及び画角のうちの少なくとも何れかを基に、前記望遠鏡の画角が狭い場合の前記望遠鏡の変位量が前記望遠鏡の画角が広い場合の前記望遠鏡の変位量よりも少なくなるように前記望遠鏡の変位量を補正する補正ステップと、
を有することを特徴とする測量装置の制御方法。 - 基部に対し向きが調整可能に設置されかつ倍率が可変とされた望遠鏡と、前記望遠鏡の向きを調整する際に操作される操作部と、前記操作部の操作量を検出する検出部と、前記検出部の検出値に応じて前記望遠鏡の向きを変位させる変位制御部とを有する測量装置の制御プログラムにおいて、
取得部が、前記望遠鏡の前記倍率及び画角のうちの少なくとも何れかを取得する取得ステップと、
補正部が、前記取得ステップで取得した倍率及び画角のうちの少なくとも何れかを基に、前記望遠鏡の画角が狭い場合の前記望遠鏡の変位量が前記望遠鏡の画角が広い場合の前記望遠鏡の変位量よりも少なくなるように前記望遠鏡の変位量を補正する補正ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータに読取可能なプログラム。
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