JP2020020672A - Surveying system, measurement module, and surveying method - Google Patents

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Abstract

To provide technology with which it is possible to confirm the coordinates of measurement points in real time at a surveying site even when a reflection target cannot be directly collimated.SOLUTION: Provided is a surveying system 100 comprising: a measurement module 10 capable of acquiring measurement data with respect to the relationship of a horizontal angle, a vertical angle and a distance between a reflection target 11 in a vertical state and a measurement point, with the reflection target 11 installed vertically; and a surveying device 50 capable of measuring the three-dimensional position coordinate of the reflection target 11. The measurement module 10 includes a module communication unit for transmitting an encoder pattern that indicates an angle around the center axis of the measurement module 10 and measurement data to the surveying device 50. The surveying device 50 includes a camera 55 for acquiring an image of the encoder pattern, a communication unit capable of communicating with the measurement module 10, and a computation control unit for computing the read angle of the encoder pattern on the basis of the image and computing the three-dimensional position coordinate of the measurement point on the basis of the measurement data and read angle.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、測量システムに関し、より詳細には、測量ポールを用いた測量システム、計測モジュールおよび測量方法に関する。   The present invention relates to a surveying system, and more particularly, to a surveying system using a surveying pole, a measuring module, and a surveying method.

従来、トータルステーション等の測量装置により測定点の座標を計測する場合、一般には、反射ターゲット（例えばプリズム）を支持部材（例えばポール）に固定して用いる方法が採用されている。具体的には、プリズムを固定した支持部材の先端を測定点に当接し、気泡管などを用いて支持部材の鉛直状態を確保して、測量装置により反射ターゲットの三次元位置座標を測定し、反射ターゲットについての測定結果を用いて測定点の座標を演算する（例えば、特許文献１参照）。   2. Description of the Related Art Conventionally, when measuring the coordinates of a measurement point using a surveying device such as a total station, a method is generally used in which a reflective target (for example, a prism) is fixed to a support member (for example, a pole). Specifically, the tip of the support member with the prism fixed thereto is brought into contact with the measurement point, the vertical state of the support member is secured using a bubble tube or the like, and the three-dimensional position coordinates of the reflection target are measured by a surveying device, The coordinates of the measurement point are calculated using the measurement result of the reflection target (for example, see Patent Document 1).

このような測定方法は、反射ターゲットが測量装置から視通がある、すなわち視準可能であることが前提である。   Such a measurement method is based on the premise that the reflection target has a line of sight from the surveying device, that is, is collimable.

特開２０１６−１３８８０２号公報JP-A-2006-138802

しかし、実際には、測定点が障害物の後方にあったり、直立した壁面にあったりして反射ターゲットが測量装置から視通のない場合がある。このような場合、測定点の近傍で、鉛直に保持した反射ターゲットが視準可能となる位置に仮の測定点を設け、仮の測定点を測量装置で測定し、さらに仮の測定点に対する本来の測定点の水平角、鉛直角および距離等のパラメータを別途測定し、後で偏心補正計算を行うのが一般的である。   However, in practice, the measurement target may be behind an obstacle or on an upright wall, and the reflection target may not be visible from the surveying device. In such a case, a temporary measurement point is provided near the measurement point at a position where the vertically held reflective target can be collimated, and the temporary measurement point is measured by a surveying instrument. In general, parameters such as the horizontal angle, vertical angle, and distance of the measurement point are separately measured, and eccentricity correction calculation is performed later.

このため、偏心補正用にパラメータ計測を行う必要があり測定に手間がかかるという問題があった。また、測定点の座標を測量現場でリアルタイムに確認しながら測量作業を行うことができなかった。   For this reason, there is a problem that parameter measurement needs to be performed for eccentricity correction, and the measurement is troublesome. Also, the surveying operation could not be performed while checking the coordinates of the measuring points in real time at the surveying site.

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、反射ターゲットが直接視準できない測定点についても、手間をかけずに、その座標を測量現場でリアルタイムに確認することができる技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a technology capable of confirming the coordinates of a measurement point at which a reflective target cannot be directly collimated at a surveying site in real time without any trouble. The purpose is to:

上記目的を達成するために、本発明の一つの態様に係る測量システムは、反射ターゲットを備え、使用時において鉛直に配置され、鉛直状態における該反射ターゲットと測定点との間の水平角、鉛直角および距離の関係についての計測データを取得可能な計測モジュールと、前記反射ターゲットの三次元位置座標を測量可能な測量装置とを備える測量システムであって、前記計測モジュールは、前記計測モジュールの中心軸まわりの角度を示すエンコーダパターン、および前記計測データを前記測量装置に送信するためのモジュール通信部を備え、前記測量装置は、前記エンコーダパターンの画像を取得するカメラ、前記計測モジュールと通信可能な通信部、および前記画像に基いてエンコーダパターンの読取り角を演算し、前記計測データおよび前記読取り角に基いて、前記測定点の三次元位置座標を演算する演算制御部を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a surveying system according to one aspect of the present invention includes a reflective target, is disposed vertically in use, and has a horizontal angle between the reflective target and a measurement point in a vertical state, a vertical angle. A surveying system including a measurement module capable of acquiring measurement data about a relationship between an angle and a distance, and a surveying device capable of measuring three-dimensional position coordinates of the reflection target, wherein the measurement module is a center of the measurement module. An encoder pattern indicating an angle around an axis, and a module communication unit for transmitting the measurement data to the surveying device, the surveying device can communicate with the camera and the measurement module for acquiring an image of the encoder pattern A communication unit, and calculates a reading angle of an encoder pattern based on the image, and calculates the measurement data. Based on preliminary the reading angle, characterized in that it comprises an arithmetic control unit for calculating a three-dimensional position coordinates of the measurement point.

また、本発明の別の態様に係る測量システムは、反射ターゲットを備え、使用時において鉛直に配置され、鉛直状態における該反射ターゲットと測定点との間の水平角、鉛直角および距離の関係についての計測データを取得可能な計測モジュールと、前記反射ターゲットの三次元位置座標を測量可能な測量装置とを備える測量システムであって、前記計測モジュールは、前記計測モジュールの中心軸まわりの角度を示すエンコーダパターン、および前記計測データを前記測量装置に送信するためのモジュール通信部を備え、前記測量装置は、スキャン光を送光し、前記エンコーダパターンに反射した光を受光して、その受光光量分布を取得するスキャナ、前記計測モジュールと通信可能な通信部、および前記受光光量分布に基いてエンコーダパターンの読取り角を演算し、前記計測データおよび前記読取り角に基いて、前記測定点の三次元位置座標を演算する演算制御部を備えることを特徴とする。   In addition, a surveying system according to another aspect of the present invention includes a reflective target, which is arranged vertically in use, and a relationship between a horizontal angle, a vertical angle, and a distance between the reflective target and a measurement point in a vertical state. A measurement module that can acquire the measurement data of the reflection target, and a surveying device that can measure the three-dimensional position coordinates of the reflection target, wherein the measurement module indicates an angle around a central axis of the measurement module. An encoder pattern, and a module communication unit for transmitting the measurement data to the surveying device, wherein the surveying device transmits scan light, receives light reflected on the encoder pattern, and receives a light amount distribution of the received light. , A communication unit capable of communicating with the measurement module, and an encoder based on the received light amount distribution Calculates the reading angle of turn, the measurement data and based on the reading angle, characterized in that it comprises an arithmetic control unit for calculating a three-dimensional position coordinates of the measurement point.

上記態様において、前記計測モジュールが、前記計測モジュールの鉛直状態を検出するための水準器を備えることも好ましい。   In the above aspect, it is also preferable that the measurement module includes a level for detecting a vertical state of the measurement module.

また、上記態様において前記計測モジュールが、前記反射ターゲットと前記測定点との間の水平角を取得可能に構成された角度検出器、前記反射ターゲットと前記測定点との間の鉛直角を取得可能に構成された角度検出器、および、前記反射ターゲットと前記測定点との間の距離を取得可能に構成された距離測定器を備えることも好ましい。   In the above aspect, the measurement module may be configured to acquire a horizontal angle between the reflection target and the measurement point, and may acquire a vertical angle between the reflection target and the measurement point. And a distance measuring device configured to be able to acquire a distance between the reflection target and the measurement point.

また、本発明の別の態様にかかる計測モジュールは、反射ターゲットと、中心軸回りの角度を示すエンコーダパターンと、外部機器と通信可能に構成されたモジュール通信部とを備え、使用時において鉛直に配置され、鉛直状態における該反射ターゲットと測定点との間の水平角、鉛直角および距離の関係についての計測データを取得可能であり、前記計測データを外部機器に送信可能に構成されたことを特徴とする。   A measurement module according to another aspect of the present invention includes a reflection target, an encoder pattern indicating an angle around a central axis, and a module communication unit configured to be able to communicate with an external device. Arranged, the horizontal angle between the reflection target and the measurement point in the vertical state, measurement data about the relationship between the vertical angle and the distance can be acquired, and the measurement data can be transmitted to an external device. Features.

また、本発明のさらに別の態様に係る測量方法は、反射ターゲットを備える計測モジュールと前記反射ターゲットの測距および測角を行う測量装置とを用いる測量方法であって（ａ）前記計測モジュールに角度を示すエンコーダパターンを設け、（ｂ）測定点とは異なる点に前記計測モジュールを鉛直に配置して、前記エンコーダパターンを読み取り、（ｃ）前記反射ターゲットと測定点との間の水平角、鉛直角および距離の関係についての計測データを取得し、（ｄ）測量装置により前記反射ターゲットの測距および測角を行い、（ｅ）前記エンコーダパターンの読取り結果から、前記エンコーダパターンの基準方向に対する測量装置の方向角を演算し、（ｆ）前記反射ターゲットの測距、測角データ、前記計測データ、および前記測量装置の方向角の演算結果に基づいて、前記測定点の三次元位置座標を演算することを特徴とする。   Further, a surveying method according to still another aspect of the present invention is a surveying method using a measuring module including a reflection target and a surveying device that performs distance measurement and angle measurement of the reflection target. An encoder pattern indicating an angle is provided, (b) the measurement module is vertically arranged at a point different from the measurement point, the encoder pattern is read, and (c) a horizontal angle between the reflection target and the measurement point; Measurement data on the relationship between the vertical angle and the distance is obtained, (d) distance measurement and angle measurement of the reflection target are performed by a surveying device, and (e) reading results of the encoder pattern from a reference direction of the encoder pattern with respect to a reference direction. Calculating the direction angle of the surveying device, and (f) measuring the distance of the reflection target, the angle measurement data, the measurement data, and the surveying device. Based on the calculation result of the direction angle, characterized by calculating the three-dimensional position coordinates of the measurement point.

なお、本明細書において、「エンコーダパターン」は、基準点を０°とする角度情報を有する模様であって、自然光により検出可能な模様だけでなく、偏光により検出可能な模様を含む。   In this specification, the “encoder pattern” is a pattern having angle information with a reference point being 0 °, and includes not only a pattern detectable by natural light but also a pattern detectable by polarized light.

また、本明細書において、用語「エンコーダパターンの基準方向」は、エンコーダパターンの０°の方向を意味する。   Further, in this specification, the term “reference direction of the encoder pattern” means a direction of 0 ° of the encoder pattern.

また、本明細書において、用語「エンコーダパターンの基準方向に対する測量装置の方向角」は、「エンコーダパターンの０°の方向に対する、エンコーダパターン部の中心と測量装置を結ぶ直線の間の角」を意味し、この角度が、エンコーダパターンを読取ることにより得られる値である。   Further, in the present specification, the term “direction angle of the surveying device with respect to the reference direction of the encoder pattern” refers to “the angle between the center of the encoder pattern portion and a straight line connecting the surveying device with respect to the direction of 0 ° of the encoder pattern”. This means that this angle is a value obtained by reading the encoder pattern.

上記構成によれば、反射ターゲットが直接視準できない測定点についても、手間をかけ
ずにその座標を測量現場でリアルタイムに確認することができる。 According to the above configuration, even for a measurement point at which the reflection target cannot be directly collimated, the coordinates of the measurement point can be confirmed in real time at the survey site without any trouble.

本発明の第１の実施の形態に係る測量システムの外観概略図である。It is an outline outline figure of a surveying system concerning a 1st embodiment of the present invention. 同測量システムの構成ブロック図である。It is a block diagram of a structure of the same survey system. 同測量システムに係る計測モジュールの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a measurement module according to the surveying system. （ａ）は、同計測モジュールに係るエンコーダパターン部の拡大斜視図であり、（ｂ）は、該エンコーダパターン部のエンコーダパターンを切り開いて平面に展開した図（一部を省略している）である。FIG. 2A is an enlarged perspective view of an encoder pattern portion according to the measurement module, and FIG. 2B is a diagram in which an encoder pattern of the encoder pattern portion is cut out and developed on a plane (a part is omitted). is there. 同計測モジュールの平面図である。It is a top view of the same measurement module. 同測量システムによる測定点の測定動作のフローチャートである。It is a flowchart of the measurement operation | movement of the measurement point by the said survey system. 同測量システムによるエンコーダパターンの読取り動作のフローチャートである。It is a flowchart of the reading operation | movement of an encoder pattern by the said survey system. （ａ）は、同測量システムのカメラにより取得したエンコーダパターン部周辺の風景画像であり、（ｂ）は、（ａ）より切り出されたエンコーダパターン部の拡大画像であり、（ｃ）は、（ｂ）を水平方向に線状に読み込んで、画素値に変換した結果を示すグラフである。(A) is a landscape image around the encoder pattern portion obtained by the camera of the surveying system, (b) is an enlarged image of the encoder pattern portion cut out from (a), and (c) is ( 13 is a graph showing a result obtained by reading b) linearly in the horizontal direction and converting the pixel value into pixel values. （ａ）〜（ｃ）は同測量システムのカメラによる読込み方向を説明する図である。(A)-(c) is a figure explaining the reading direction by the camera of the surveying system. （ａ）および（ｂ）は、同測量システムを用いて視通のない測定点を測定する場合の、反射ターゲットと測定点との位置関係を説明する図である。(A) And (b) is a figure explaining the positional relationship between a reflection target and a measurement point when measuring a measurement point without line of sight using the same surveying system. 同実施の形態の１つの変形例に係る測量システムの構成ブロック図である。FIG. 13 is a configuration block diagram of a surveying system according to a modification of the embodiment. 同実施の形態の別の変形例に係るエンコーダパターン部の斜視図である。It is a perspective view of the encoder pattern part concerning another modification of the embodiment. 同実施の形態のさらに別の変形例に係る測量システムの構成ブロック図である。FIG. 14 is a configuration block diagram of a survey system according to still another modification of the embodiment. 本発明の第２の実施の形態に係る測量システムの構成ブロック図である。FIG. 6 is a configuration block diagram of a surveying system according to a second embodiment of the present invention. （ａ）および（ｂ）は、同測量システムのスキャナの方向を説明する図である。(A) And (b) is a figure explaining the direction of the scanner of the surveying system. 同測量システムに係るエンコーダパターンの読取り動作のフローチャートである。It is a flowchart of the reading operation | movement of the encoder pattern which concerns on the same survey system. 本発明の第３の実施の形態に係る測量システムの構成ブロック図である。FIG. 13 is a configuration block diagram of a surveying system according to a third embodiment of the present invention. 同測量システムのエンコーダパターン部の製造方法を示す図である。It is a figure showing the manufacturing method of the encoder pattern part of the surveying system. 同測量システムによるエンコーダパターンの読取り動作のフローチャートである。It is a flowchart of the reading operation | movement of an encoder pattern by the said survey system. 本発明の第４の実施の形態に係る測量システムのエンコーダパターン部の斜視図である。It is a perspective view of an encoder pattern part of a surveying system concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第５の実施の形態に係る測量システムの構成ブロック図である。FIG. 14 is a configuration block diagram of a surveying system according to a fifth embodiment of the present invention. 同測量システムに係る計測モジュールの斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a measurement module according to the surveying system. 同測量システムによる測定点の測定動作のフローチャートである。It is a flowchart of the measurement operation | movement of the measurement point by the said survey system. 本発明の第６の実施の形態に係る測量システムの計測モジュールの斜視図である。It is a perspective view of a measurement module of a surveying system concerning a 6th embodiment of the present invention. 本発明の第７の実施の形態に係る測量システムの計測モジュールの斜視図である。It is a perspective view of a measurement module of a surveying system concerning a 7th embodiment of the present invention.

本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態の説明において、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。なお、各図において、説明の便宜上構成部品は適宜拡大して模式的に示しており、実際の比率を反映したものではない。   A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the embodiments, the same components will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. In addition, in each figure, for convenience of explanation, constituent parts are schematically shown in an enlarged scale as appropriate, and do not reflect actual ratios.

１． 第１の実施の形態
１−１． 測量システムの構成
第１の実施の形態に係る測量システム１００の構成を、図１〜４を参照しながら説明する。図１，２に示すように、測量システム１００は計測モジュール１０と測量装置５０とを備える。 1. First embodiment 1-1. Configuration of Surveying System The configuration of the surveying system 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the surveying system 100 includes a measuring module 10 and a surveying device 50.

本実施の形態に係る測量システム１００を用いて、測量装置５０から視通のある点を測量する場合には、支持部材１２の先端１２Ａをその点に当接させ、支持部材１２の鉛直状態を確保して、反射ターゲット１１の測定を行う。   When using the surveying system 100 according to the present embodiment to measure a point of sight from the surveying device 50, the tip 12A of the support member 12 is brought into contact with the point, and the vertical state of the support member 12 is changed. Then, the reflection target 11 is measured.

一方、測量装置５０から視通のない測定点Ｐを測量する場合には、図１に示すように、仮の測定点として、測量装置５０から視通のある点Ｑを設定し、点Ｑに支持部材１２の先端１２Ａを当接させつつ支持部材１２の鉛直状態を確保し、距離測定器１４を両矢印Ｂの方向に伸縮させて先端１４Ａを測定点Ｐに当接させ、反射ターゲット１１の測定を行う。したがって、以下の説明においては、測量装置５０から視通のない測定点Ｐを測量する場合についての説明を行うものとする。   On the other hand, when surveying a measurement point P with no line of sight from the surveying device 50, a point Q with line of sight from the surveying device 50 is set as a temporary measurement point as shown in FIG. The vertical state of the support member 12 is secured while the distal end 12A of the support member 12 is abutted, and the distance measuring device 14 is expanded and contracted in the direction of the double arrow B to bring the distal end 14A into contact with the measurement point P. Perform the measurement. Therefore, in the following description, a case will be described in which the survey point P is surveyed from the surveying apparatus 50 at which there is no line of sight.

図２，３に示すように、計測モジュール１０は、反射ターゲット１１としてのプリズムを支持する支持部材１２としてのポールを備え、該支持部材１２にエンコーダパターン部１３、距離測定器１４、傾斜角測定器１５、水準器１６、制御部１７、入力部１８、およびモジュール通信部１９が取り付けられている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the measurement module 10 includes a pole as a support member 12 that supports a prism as a reflection target 11, and the support member 12 includes an encoder pattern unit 13, a distance measuring device 14, A level 15, a level 16, a control unit 17, an input unit 18, and a module communication unit 19 are attached.

反射ターゲット１１は、例えば、複数の三角錐状のプリズムを放射状に組み合わせて構成された、いわゆる全方位プリズムであり、その全周（３６０°）から入射する光を、その入射方向と反対の方向に反射する。すなわち、反射ターゲット１１は、測量装置５０からの測距光を、測量装置５０に向けて反射する。しかし、反射ターゲット１１は、全方位プリズムに限定されず、測量用に用いられる通常のプリズムを使用してもよい。   The reflection target 11 is, for example, a so-called omnidirectional prism configured by radially combining a plurality of triangular pyramid-shaped prisms, and makes light incident from the entire circumference (360 °) in a direction opposite to the incident direction. To reflect. That is, the reflection target 11 reflects the ranging light from the surveying device 50 toward the surveying device 50. However, the reflection target 11 is not limited to an omnidirectional prism, and may use a normal prism used for surveying.

支持部材１２は、一定の長さをもって延びており、その中心軸Ａが、反射ターゲット１１の中心Ｏを通るように、反射ターゲット１１を固定支持している。   The support member 12 extends with a certain length, and fixedly supports the reflection target 11 so that the center axis A passes through the center O of the reflection target 11.

エンコーダパターン部１３は、図４（ａ）に拡大して示すように、短尺円筒形状のベース１３Ａの側周面に、エンコーダパターン１３Ｂを設けることにより構成されている。   The encoder pattern portion 13 is configured by providing an encoder pattern 13B on the side peripheral surface of a short cylindrical base 13A as shown in an enlarged manner in FIG. 4A.

ベース１３Ａは、金属または樹脂製の成形体であり、支持部材１２の中心軸Ａと同軸になるように支持部材１２の外周に固定されている。   The base 13A is a molded body made of metal or resin, and is fixed to the outer periphery of the support member 12 so as to be coaxial with the center axis A of the support member 12.

エンコーダパターン１３Ｂは、角度情報部１３１と、角度情報部１３１の上方に隣接する幅情報部１３２とを備える。   The encoder pattern 13B includes an angle information section 131 and a width information section 132 adjacent above the angle information section 131.

図４（ａ），（ｂ）に示すように、角度情報部１３１は、例えば、白地に、幅ｗ１を有する狭幅の黒の縦線１３１ａと、幅ｗ２を有する広幅の黒の縦線１３１ｂとを、縦線１３１ａを「０」、縦線１３１ｂを「１」として、Ｍ系列の循環乱数コードを生成するように、等ピッチｐで配置したバーコード状のパターンである。エンコーダパターン１３Ｂは、エンコーダパターン部１３の中心から基準点ＲＰへの方向（以下、「エンコーダパターンの基準方向」という。）ＲＤを０°として、読み取ったパターンから算出する角度（以下、「エンコーダパターンの読取り角」という。）が、エンコーダパターン１３Ｂの基準方向ＲＤと、測量装置５０とエンコーダパターン部の中心軸に合致する支持部材１２の中心軸Ａとを結ぶ直線との間の絶対角度θＴと対応するように構成されている。 FIG. 4 (a), the (b), the angle information unit 131 is, for example, a white background, a vertical line 131a of the black narrow having a width w 1, wide vertical black having a width w 2 The line 131b is a barcode-shaped pattern arranged at an equal pitch p so that the vertical line 131a is set to "0" and the vertical line 131b is set to "1" so as to generate an M-sequence cyclic random number code. The encoder pattern 13B has an angle (hereinafter, referred to as an “encoder pattern”) calculated from a read pattern, with a direction RD from the center of the encoder pattern unit 13 to the reference point RP (hereinafter, referred to as an “encoder pattern reference direction”) set to 0 °. Is the absolute angle θ T between the reference direction RD of the encoder pattern 13B and a straight line connecting the surveying device 50 and the center axis A of the support member 12 that matches the center axis of the encoder pattern portion. It is configured to correspond to

角度情報部１３１は、ビット数を変更することにより、所望の分解能を実現可能に構成されている。   The angle information section 131 is configured to be able to realize a desired resolution by changing the number of bits.

なお、ビットパターンは、Ｍ系列コードに限らず、グレイコード、純２進バイナリコードなどのビットパターンを用いることができ、これらは、公知手法により生成することができる。しかし、Ｍ系列コードを用いると、トラック数を増やさずにビット数を増大することができ、簡単な構成で、高い分解能を実現することができるため有利である。   The bit pattern is not limited to the M-sequence code, but may be a bit pattern such as a gray code or a pure binary code, and these can be generated by a known method. However, the use of the M-sequence code is advantageous because the number of bits can be increased without increasing the number of tracks, and a high resolution can be realized with a simple configuration.

幅情報部１３２は、所定の高さｈ１を有する黒色帯１３２ａと、同高の白色帯１３２ｂとを備える。黒色帯１３２ａと白色帯１３２ｂとはそれぞれ、エンコーダパターン部１３の周方向の全周に亘り延びている。 Width information unit 132 is provided with a black band 132a having a predetermined height h 1, and a white band 132b of the same height. Each of the black band 132a and the white band 132b extends over the entire circumference of the encoder pattern unit 13 in the circumferential direction.

エンコーダパターン１３Ｂは、模様を形成するために用いられる種々の公知の手法によりエンコーダパターン部１３に設けることができる。例えば、エンコーダパターン１３Ｂを、インクジェット印刷などの一般的な印刷等の手法により白い紙に印刷し、これをベース１３Ａの側周面に貼付することにより設けてもよい。このような手法によれば、極めて安価かつ簡便な方法でエンコーダパターン部１３を形成することができる。また、エンコーダパターン１３Ｂを、樹脂製のベース１３Ａに直接印刷することにより設けてもよい。また、エンコーダパターン１３Ｂを、金属製のベース１３Ａに、塗装または蒸着等の手法により設けてもよい。   The encoder pattern 13B can be provided on the encoder pattern unit 13 by various known methods used for forming a pattern. For example, the encoder pattern 13B may be provided by printing on white paper by a method such as general printing such as ink jet printing, and affixing this to the side peripheral surface of the base 13A. According to such a method, the encoder pattern portion 13 can be formed by an extremely inexpensive and simple method. Further, the encoder pattern 13B may be provided by directly printing on the resin base 13A. Further, the encoder pattern 13B may be provided on the metal base 13A by a method such as painting or vapor deposition.

なお、図示の例では、幅情報部１３２は角度情報部１３１の上方に隣接して配置されている。しかし、角度情報部１３１と幅情報部１３２の位置関係は、これに限定されず、幅情報部１３２が角度情報部１３１の下方に配置されていてもよい。   Note that, in the illustrated example, the width information section 132 is arranged above and adjacent to the angle information section 131. However, the positional relationship between the angle information section 131 and the width information section 132 is not limited to this, and the width information section 132 may be arranged below the angle information section 131.

また、エンコーダパターン部１３は、反射ターゲット１１の下方に隣接して配置されている。しかし、エンコーダパターン部１３と反射ターゲット１１との位置関係は、これに限定されず、エンコーダパターン部１３が反射ターゲット１１の中心Ｏを通る支持部材１２の中心軸Ａと同軸となるように配置されていれば、他の配置であってもよい。   In addition, the encoder pattern unit 13 is disposed below and adjacent to the reflection target 11. However, the positional relationship between the encoder pattern portion 13 and the reflection target 11 is not limited to this, and the encoder pattern portion 13 is arranged so as to be coaxial with the central axis A of the support member 12 passing through the center O of the reflection target 11. If so, another arrangement may be used.

すなわち、エンコーダパターン部１３が反射ターゲット１１の上方に配置されていてもよい。また、エンコーダパターン部１３と反射ターゲット１１とが離間して配置されていてもよい。   That is, the encoder pattern unit 13 may be arranged above the reflection target 11. Further, the encoder pattern section 13 and the reflection target 11 may be arranged separately.

距離測定器１４は、デジタル式の測定棒である。距離測定器１４は、図３の両矢印Ｂの方向に伸縮自在に構成されている。また、距離測定器１４は、支持部材１２の中心軸Ａ上の点Ｒを基点として、点Ｒを通る水平なＨ１軸周りに図２の両矢印Ｃの方向に回動可能に支持部材１２に取り付けられている。距離測定器１４は、その基点Ｒと先端１４Ａとの間の距離、すなわち基点Ｒと測定点Ｐとの間の距離ｌを測定可能であり、測定結果をモジュール通信部１９へ出力する。   The distance measuring device 14 is a digital measuring rod. The distance measuring device 14 is configured to be extendable and contractible in the direction of the double-headed arrow B in FIG. In addition, the distance measuring device 14 is attached to the support member 12 so as to be rotatable in a direction indicated by a double arrow C in FIG. Installed. The distance measuring device 14 can measure the distance between the base point R and the tip 14A, that is, the distance 1 between the base point R and the measurement point P, and outputs the measurement result to the module communication section 19.

また、距離測定器１４の基点Ｒと反射ターゲット１１の中心Ｏとの間の距離ｄは予め既知とされている。さらに、距離測定器１４の、エンコーダパターン１３Ｂの基準方向ＲＤに対する、支持部材１２の中心軸Ａ周りの水平角θＢ（図５参照）は、距離測定器１４を支持部材１２に組み付けた時点で測定され、予め既知とされている。 The distance d between the base point R of the distance measuring device 14 and the center O of the reflection target 11 is known in advance. Further, the horizontal angle θ B of the distance measuring device 14 around the center axis A of the support member 12 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B (see FIG. 5) is determined when the distance measuring device 14 is assembled to the support member 12. It is measured and known in advance.

距離測定器１４は、距離ｌの測定結果をモジュール通信部１９へ出力する際、併せて反射ターゲット１１の中心Ｏと距離測定器１４の基点Ｒとの間の距離ｄ、および距離測定器１４の支持部材１２の中心軸周りの水平角θＢのデータをモジュール通信部１９へ出力する。 When outputting the measurement result of the distance l to the module communication unit 19, the distance measuring device 14 also measures the distance d between the center O of the reflection target 11 and the base point R of the distance measuring device 14, and the distance measuring device 14 and it outputs the data of the horizontal angle theta B about the central axis of the support member 12 to the module communication unit 19.

傾斜角測定器１５は、傾斜センサであり、たとえば、水平液面に検出光を入射させてその反射光の反射角度の変化で水平を検出する傾斜センサ、あるいは封入した気泡の位置変化で傾斜を検出する電子気泡管を用いることができる。   The tilt angle measuring device 15 is a tilt sensor, for example, a tilt sensor that causes detection light to be incident on a horizontal liquid surface and detects horizontality based on a change in the reflection angle of the reflected light, or a tilt sensor based on a change in the position of an enclosed bubble. An electronic bubble tube to detect can be used.

傾斜角測定器１５は、距離測定器１４と平行に距離測定器１４に取り付けられている。傾斜角測定器１５は、距離測定器１４の水平面（図３のＨ１−Ｈ２平面）に対する距離測定器１４の傾斜角（すなわち鉛直方向の角度）φを測定し、測定結果をモジュール通信部１９に出力する。   The inclination angle measuring device 15 is attached to the distance measuring device 14 in parallel with the distance measuring device 14. The inclination angle measuring device 15 measures the inclination angle (that is, the angle in the vertical direction) φ of the distance measuring device 14 with respect to the horizontal plane (H1-H2 plane in FIG. 3) of the distance measuring device 14, and sends the measurement result to the module communication section 19. Output.

水準器１６は、例えば、円柱状の容器に気泡と液体とを封入した気泡管である。水準器１６は、気泡が中央の標線内に位置することで、支持部材１２の中心軸Ａの鉛直状態を確認し得るように、支持部材１２に取り付けられている。   The level 16 is, for example, a bubble tube in which bubbles and liquid are sealed in a cylindrical container. The level 16 is attached to the supporting member 12 so that the vertical state of the central axis A of the supporting member 12 can be confirmed when the bubble is positioned within the center mark.

制御部１７は、例えばＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ）である。制御部１７は、距離測定器１４、傾斜角測定器１５、入力部１８、およびモジュール通信部１９と接続されている。接続は無線通信の手段によりなされていてもよい。制御部１７は、入力部１８から入力された測定実行等の指示に従って、距離測定器１４および傾斜角測定器１５の測定を実行する。また、計測データを、モジュール通信部１９を介して測量装置５０に送信する。   The control unit 17 is, for example, an MPU (Micro Processing Unit). The control unit 17 is connected to the distance measuring device 14, the inclination angle measuring device 15, the input unit 18, and the module communication unit 19. The connection may be made by means of wireless communication. The control unit 17 executes the measurement of the distance measuring device 14 and the inclination angle measuring device 15 according to the instruction such as the execution of the measurement input from the input unit 18. Further, the measurement data is transmitted to the surveying device 50 via the module communication unit 19.

入力部１８は、例えば、ボタンスイッチであり、作業者Ｕが押圧等することにより、電源ＯＮ／ＯＦＦや、測定開始等の指示を入力する。   The input unit 18 is, for example, a button switch, and inputs an instruction such as power ON / OFF and start of measurement when the operator U presses the button.

モジュール通信部１９は、計測モジュール１０と測量装置５０との間での無線通信を可能とする。モジュール通信部１９は、計測モジュール１０で取得される計測データを測量装置５０の通信部５７に送信する。   The module communication unit 19 enables wireless communication between the measurement module 10 and the surveying device 50. The module communication unit 19 transmits the measurement data acquired by the measurement module 10 to the communication unit 57 of the surveying device 50.

なお本明細書において、計測データは、距離測定器１４で取得される距離測定器１４の基点Ｒと測定点Ｐとの間の距離ｌ、傾斜角検出器１５で取得される水平面に対する距離測定器１４の傾斜角φ、ならびに予め既知とされている反射ターゲット１１の中心Ｏと距離測定器１４の基点Ｒとの距離ｄ、および距離測定器１４のエンコーダパターン１３Ｂの基準方向ＲＤに対する支持部材１２の中心軸Ａ周りの角度θＢを含む。 In the present specification, the measurement data is a distance l between the base point R and the measurement point P of the distance measuring device 14 acquired by the distance measuring device 14, and a distance measuring device with respect to a horizontal plane acquired by the tilt angle detector 15. 14, the distance d between the center O of the reflective target 11 and the base point R of the distance measuring device 14, and the support member 12 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B of the distance measuring device 14. Includes angle θ B about central axis A.

なお、制御部１７、入力部１８、モジュール通信部１９は、図示の例のように計測モジュール１０の支持部材に適宜の形態で取り付けられていてもよく、また、リモートコントローラのように別体として構成されていてもよい。   Note that the control unit 17, the input unit 18, and the module communication unit 19 may be attached to the support member of the measurement module 10 in an appropriate form as shown in the illustrated example, or as separate units such as a remote controller. It may be configured.

次に測量装置５０について説明する。
図１に示すとおり、測量装置５０は、三脚を用いて既知の点に据え付けられており、下方から、整準部、該整準部の上に設けられた基盤部、該基盤部の上を水平回転する托架部２ａと、托架部２ａの中央で鉛直回転する望遠鏡２ｂとを有する。 Next, the surveying device 50 will be described.
As shown in FIG. 1, the surveying device 50 is mounted on a known point using a tripod, and from below, a leveling unit, a base unit provided on the leveling unit, and a base unit provided on the leveling unit. It has a mounting part 2a that rotates horizontally and a telescope 2b that rotates vertically at the center of the mounting part 2a.

測量装置５０は、トータルステーションである。図２に示す通り、測量装置５０は、ＥＤＭ５１、水平角検出器５２、鉛直角検出器５３、カメラ５５，追尾部５６、通信部５７、水平回転駆動部５８、鉛直回転駆動部５９、記憶部６１、入力部６２、表示部６３、および演算制御部６４を備える。ＥＤＭ５１、水平角検出器５２、鉛直角検出器５３、カメラ５５，追尾部５６、通信部５７、水平回転駆動部５８、鉛直回転駆動部５９、記憶部６１、入力部６２、および表示部６３は、演算制御部６４に接続されている。   The surveying device 50 is a total station. As shown in FIG. 2, the surveying device 50 includes an EDM 51, a horizontal angle detector 52, a vertical angle detector 53, a camera 55, a tracking unit 56, a communication unit 57, a horizontal rotation driving unit 58, a vertical rotation driving unit 59, and a storage unit. 61, an input unit 62, a display unit 63, and a calculation control unit 64. The EDM 51, horizontal angle detector 52, vertical angle detector 53, camera 55, tracking unit 56, communication unit 57, horizontal rotation drive unit 58, vertical rotation drive unit 59, storage unit 61, input unit 62, and display unit 63 , And an arithmetic control unit 64.

水平角検出器５２、鉛直角検出器５３、通信部５７、水平回転駆動部５８、鉛直回転駆動部５９、記憶部６１、および演算制御部６４は托架部２ａに収容されている。入力部６２および表示部６３は托架部２ａの外部に設けられている。ＥＤＭ５１、および追尾部５６は、望遠鏡２ｂに収容されており、カメラ５５は、望遠鏡２ｂの上部に取り付けられている。   The horizontal angle detector 52, the vertical angle detector 53, the communication unit 57, the horizontal rotation drive unit 58, the vertical rotation drive unit 59, the storage unit 61, and the arithmetic control unit 64 are accommodated in the mounting unit 2a. The input unit 62 and the display unit 63 are provided outside the support unit 2a. The EDM 51 and the tracking unit 56 are housed in the telescope 2b, and the camera 55 is mounted on the upper part of the telescope 2b.

ＥＤＭ５１は、発光素子、測距光学系および受光素子を備える。ＥＤＭ５１は、発光素子から測距光を出射し、反射ターゲット１１からの反射光を受光素子で受光して、反射ターゲット１１を測距する。   The EDM 51 includes a light emitting element, a distance measuring optical system, and a light receiving element. The EDM 51 emits distance measurement light from the light emitting element, receives the reflected light from the reflection target 11 with the light receiving element, and measures the distance of the reflection target 11.

水平角検出器５２および鉛直角検出器５３は、ロータリーエンコーダであり、後述する水平回転駆動部５８および鉛直回転駆動部５９でそれぞれ駆動される托架部２ａおよび望遠鏡２ｂの回転軸周りの回転角度を検出し、視準光軸Ａの水平角および鉛直角を求める。   The horizontal angle detector 52 and the vertical angle detector 53 are rotary encoders, and the rotation angles around the rotation axis of the mounting section 2a and the telescope 2b driven by a horizontal rotation drive section 58 and a vertical rotation drive section 59, respectively, which will be described later. Is detected, and the horizontal angle and the vertical angle of the collimating optical axis A are obtained.

ＥＤＭ５１、水平角検出器５２、および鉛直角検出器５３は、測量装置５０の要部である測量部５４を形成している。   The EDM 51, the horizontal angle detector 52, and the vertical angle detector 53 form a surveying unit 54 which is a main part of the surveying device 50.

カメラ５５は、カメラとして公知の光学系と、受光素子とを備える。カメラ５５は、望遠鏡２ｂの上部に、望遠鏡２ｂと平行に取り付けられている。また、カメラ５５は、望遠鏡２ｂで反射ターゲット１１を視準している状態で、反射ターゲット１１との位置関係が固定されているエンコーダパターン部１３を視準するように構成されている。   The camera 55 includes an optical system known as a camera and a light receiving element. The camera 55 is mounted above the telescope 2b in parallel with the telescope 2b. Further, the camera 55 is configured to collimate the encoder pattern unit 13 whose positional relationship with the reflection target 11 is fixed while collimating the reflection target 11 with the telescope 2b.

このために、カメラ５５が、撮影をおこなう際に上下左右に回動可能に構成されていてもよい。受光素子としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等のイメージセンサが用いられる。カメラ５５は、その光学系を通して、受光素子を用いて光を受光し、その光の像を撮像する。   For this purpose, the camera 55 may be configured to be rotatable up, down, left, and right when performing photographing. As the light receiving element, an image sensor such as a CCD sensor or a CMOS sensor is used. The camera 55 receives light through the optical system using a light receiving element and captures an image of the light.

追尾部５６は、追尾光を出射する発光素子、および例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等のイメージセンサである受光素子を備え、測距光学系と光学要素を共有する追尾光学系を備える。追尾部５６は、測距光とは異なる波長の赤外レーザ光を追尾対象物（ターゲット）に投射し、該追尾対象物からの反射光を受光し、受光結果に基づいて追尾対象物の追尾を行う様に構成されている。   The tracking unit 56 includes a light emitting element that emits tracking light, and a light receiving element that is an image sensor such as a CCD sensor or a CMOS sensor, and includes a tracking optical system that shares an optical element with a distance measuring optical system. The tracking unit 56 projects an infrared laser beam having a wavelength different from the distance measurement light onto the tracking target (target), receives reflected light from the tracking target, and tracks the tracking target based on the light reception result. It is configured to perform.

追尾部５６は、追尾機能を必要としない場合には必須ではなく省略することができる。また、追尾部５６を備える場合には、追尾部５６にカメラ５５の機能を組み込み、独立したカメラ５５を省略することもできる。   The tracking unit 56 is not essential and can be omitted when the tracking function is not required. When the tracking unit 56 is provided, the function of the camera 55 can be incorporated in the tracking unit 56, and the independent camera 55 can be omitted.

通信部５７は、計測モジュール１０のモジュール通信部１９と間で無線通信を可能とする。通信部５７は、モジュール通信部１９から、計測データを受信する。   The communication unit 57 enables wireless communication with the module communication unit 19 of the measurement module 10. The communication unit 57 receives the measurement data from the module communication unit 19.

水平回転駆動部５８および鉛直回転駆動部５９はモータであり、演算制御部６４に制御されて、それぞれ托架部２ａを水平回転させ、望遠鏡２ｂを鉛直回転させる。   The horizontal rotation drive unit 58 and the vertical rotation drive unit 59 are motors, and are controlled by the arithmetic and control unit 64 to rotate the support unit 2a horizontally and the telescope 2b vertically.

記憶部６１は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ・Ｏｎｌｙ・Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｍｄａｍ・Ａｃｃｅｓｓ・Ｍｅｍｏｒｙ）を備える。   The storage unit 61 includes a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory).

ＲＯＭには、測量装置５０全体の動作に必要なプログラムおよびデータを格納する。これらプログラムは、ＲＡＭに読み出されて演算制御部６４による実行が開始され、測量装置５０の各種処理を行う。   The ROM stores programs and data necessary for the operation of the surveying apparatus 50 as a whole. These programs are read out to the RAM and started to be executed by the arithmetic control unit 64 to perform various processes of the surveying device 50.

ＲＡＭは、反射ターゲット中心点Ｏの三次元位置座標、測定点Ｐの三次元位置座標、および測量装置の方向角θＴを演算するためのデータを一時的に保持する。 RAM is the three-dimensional positional coordinates of the reflection target center point O, the three-dimensional position coordinates of the measuring point P, and temporarily holds the data for calculating the direction angle theta T of the surveying device.

入力部６２は、例えば、操作ボタンである。作業者は、入力部６２に、測量装置５０に実行させるための指令を入力したり、設定の選択を行ったりすることができる。   The input unit 62 is, for example, an operation button. The operator can input a command to be executed by the surveying device 50 to the input unit 62 or select a setting.

表示部６３は、例えば、液晶ディスプレイであり、演算制御部６４の指令に応じて測定結果、演算結果等種々の情報を表示する。また、入力部６２より、作業者が入力を行うための設定情報や作業者により入力された指令を表示する。   The display unit 63 is, for example, a liquid crystal display, and displays various information such as a measurement result and a calculation result in accordance with a command from the calculation control unit 64. The input unit 62 also displays setting information for the operator to make an input and a command input by the operator.

なお、入力部６２と表示部６３とを一体的に構成して、タッチパネル式ディスプレイとしてもよい。   Note that the input unit 62 and the display unit 63 may be integrally configured to form a touch panel display.

演算制御部６４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ）を備える。演算制御部６４は、測量装置５０の機能を発揮するための種々の処理を行う。具体的には、回転駆動部５８,５９を制御し、追尾部５６による自動追尾を行う。また、ＥＤＭ５１を制御し、反射ターゲットの測距データを取得する。また、水平角検出器５２，鉛直角検出器５３の値から、反射ターゲット１１の測角データを取得する。また、測距データおよび測角データから、反射ターゲット１１の中心Ｏの三次元位置座標を演算する。また、カメラ５５を制御して、画像の取得を行う。   The arithmetic control unit 64 includes a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphical Processing Unit). The arithmetic control unit 64 performs various processes for exhibiting the function of the surveying device 50. Specifically, the rotation driving units 58 and 59 are controlled, and the tracking unit 56 performs automatic tracking. Further, the EDM 51 is controlled to acquire distance measurement data of the reflection target. Further, angle measurement data of the reflection target 11 is obtained from the values of the horizontal angle detector 52 and the vertical angle detector 53. Further, three-dimensional position coordinates of the center O of the reflection target 11 are calculated from the distance measurement data and the angle measurement data. Further, the camera 55 is controlled to acquire an image.

また、演算制御部６４は、機能部として、エンコーダパターン読取り部６５、方向角演算部６６、および測定点座標演算部６７を備えている。   The calculation control unit 64 includes an encoder pattern reading unit 65, a direction angle calculation unit 66, and a measurement point coordinate calculation unit 67 as functional units.

エンコーダパターン読取り部６５は、カメラ５５で取得した画像から、エンコーダパターンを読み取る。   The encoder pattern reading unit 65 reads an encoder pattern from an image acquired by the camera 55.

方向角演算部６６は、エンコーダパターン読取り部６５の読取り結果に基づいて、エンコーダパターン１３Ｂの基準方向ＲＤに対する測量装置５０の方向角θＴを演算する。 Direction angle calculating section 66, based on the read result of the encoder pattern reading unit 65, calculates the direction angle theta T of the surveying device 50 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B.

測定点座標演算部６７は、計測モジュール１０の計測データ、エンコーダパターン１３Ｂの基準方向ＲＤに対する測量装置５０の方向角θＴおよび測距データと測角データから演算される反射ターゲット１１の中心Ｏの三次元位置座標Ｏ（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ）から測定点Ｐの三次元位置座標Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を演算する。 The measurement point coordinate calculation unit 67 calculates the measurement data of the measurement module 10, the direction angle θ T of the surveying device 50 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B, and the center O of the reflection target 11 calculated from the distance measurement data and the angle measurement data. three-dimensional position coordinates O (x p, y p, z p) three-dimensional position coordinates P of the measuring point P from (X, Y, Z) calculates a.

各機能部は、ソフトウェアとして構成されていてもよいし、専用の演算回路によって構成されていてもよい。また、ソフトウェア的に構成された機能部と、専用の演算回路によって構成された機能部が混在していてもよい。   Each functional unit may be configured as software or may be configured by a dedicated arithmetic circuit. Further, a functional unit configured by software and a functional unit configured by a dedicated arithmetic circuit may coexist.

１−２． 測定点の測量
図６は、本実施の形態にかかる測量システム１００を用いて、測量装置５０から視通のない測定点Ｐについて測量を実施する場合の、測量装置５０および計測モジュール１０の動作のフローチャートである。 1-2. FIG. 6 shows the operation of the surveying device 50 and the measuring module 10 when the surveying is performed on the measuring point P which is not visible from the surveying device 50 using the surveying system 100 according to the present embodiment. It is a flowchart.

まず、測定開始ボタンを押す等することにより、視通のない測定点を測定するモードでの測定が開始すると、ステップＳ１０１では、測量部５４が、反射ターゲット１１の中心Ｏを測定する。   First, when measurement is started in a mode for measuring a measurement point having no line of sight by pressing a measurement start button or the like, the surveying unit 54 measures the center O of the reflection target 11 in step S101.

具体的には、ＥＤＭ５１が反射ターゲット１１に向けて測距光を送出し、反射ターゲット１１から反射された反射測距光を受光して、測量装置５０から反射ターゲット１１までの距離を測定する。また、水平角検出器５２および鉛直角検出器５３が、反射ターゲット１１の角度を測定する。   Specifically, the EDM 51 sends out the distance measurement light toward the reflection target 11, receives the reflection distance measurement light reflected from the reflection target 11, and measures the distance from the surveying device 50 to the reflection target 11. Further, the horizontal angle detector 52 and the vertical angle detector 53 measure the angle of the reflection target 11.

次に、ステップＳ１０２では、演算制御部６４が、ステップＳ１０１で取得した、距離データおよび角度データに基いて、公知の手法により、反射ターゲット１１の中心Ｏの座標Ｏ（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ）を演算する。演算結果は、記憶部６１に記憶される。 Next, in step S102, the calculation control unit 64, obtained in step S101, based on the distance data and angle data, by a known method, coordinates O (x p of the center O of the reflective targets 11, y p, z p ) is calculated. The calculation result is stored in the storage unit 61.

次に、ステップＳ１０３では、カメラ５５が、望遠鏡２ｂの視準方向の画像を撮像して、計測モジュール１０のエンコーダパターン１３Ｂを読み取る。エンコーダパターン１３Ｂの読取りについては後述する。   Next, in step S103, the camera 55 captures an image of the telescope 2b in the collimating direction, and reads the encoder pattern 13B of the measurement module 10. Reading of the encoder pattern 13B will be described later.

次に、ステップＳ１０４では、演算制御部６４が、ステップＳ１０３での、エンコーダパターン１３Ｂの読み取り結果に基いてエンコーダパターン１３Ｂの基準方向ＲＤに対する測量装置５０の方向角θＴを演算する。演算結果は、記憶部６１に記憶される。 Next, in step S104, the calculation control unit 64, at step S103, based on the reading result of the encoder pattern 13B calculates the direction angle theta T of the surveying device 50 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B. The calculation result is stored in the storage unit 61.

次に、ステップＳ１０５で、演算制御部５４は計測モジュール１０からの計測データの受信を待機する。   Next, in step S105, the arithmetic and control unit 54 waits for reception of measurement data from the measurement module 10.

一方、計測モジュール１０では、計測モジュール側作業者Ｕが、測量装置側作業者からの合図などに応じて、計測モジュールの測定開始ボタンを押す等することにより測定が開始する。次に、ステップＳ２０１では、距離測定器１４が、距離測定器１４の基点Ｒから測定点Ｐまでの距離ｌを測定し、測定結果データを、反射ターゲット１１の中心Ｏと距離測定器１４の基点Ｒとの距離ｄ、および支持部材１２の中心軸周りの角度θＢのデータと共に、モジュール通信部１９に出力する。 On the other hand, in the measurement module 10, the measurement is started by the measurement module worker U pressing the measurement start button of the measurement module in response to a signal from the surveying device worker or the like. Next, in step S201, the distance measurement device 14 measures the distance 1 from the base point R of the distance measurement device 14 to the measurement point P, and compares the measurement result data with the center O of the reflection target 11 and the base point of the distance measurement device 14. the distance between the R d, and with the data of the angle theta B about the central axis of the support member 12, and outputs to the module communication unit 19.

次に、ステップＳ２０２では、傾斜角測定器１５が、距離測定器１４の基点Ｒを通る水平面に対する距離測定器１４の傾斜角φを測定し、測定結果データをモジュール通信部１９に出力する。   Next, in step S202, the inclination angle measuring device 15 measures the inclination angle φ of the distance measuring device 14 with respect to the horizontal plane passing through the base point R of the distance measuring device 14, and outputs measurement result data to the module communication section 19.

なお、ステップＳ２０１，Ｓ２０２の処理は必ずしもこの順で行う必要はなく、同時に行ってもよく、逆の順序で行ってもよい。   Note that the processing of steps S201 and S202 does not necessarily need to be performed in this order, and may be performed simultaneously or in the reverse order.

次に、ステップＳ２０３では、モジュール通信部１９が、計測モジュール１０の計測データとして、距離測定器１４の基点Ｒと測定点Ｐとの間の距離ｌ、水平面に対する距離測定器１４の傾斜角φ、反射ターゲット１１の中心Ｏと距離測定器１４の基点Ｒとの間の距離ｄ、および距離測定器１４のエンコーダパターン１３Ｂの基準方向ＲＤに対する支持部材１２の中心軸Ａ周りの角度θＢを測量装置５０に送信する。 Next, in step S203, the module communication unit 19 uses the measurement data of the measurement module 10 as the measurement data of the distance l between the base point R and the measurement point P of the distance measurement device 14, the inclination angle φ of the distance measurement device 14 with respect to the horizontal plane, The distance d between the center O of the reflection target 11 and the base point R of the distance measuring device 14 and the angle θ B around the central axis A of the support member 12 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B of the distance measuring device 14 are measured with a surveying device. Send to 50.

なお、ステップＳ２０３におけるデータの送信は、必ずしもステップＳ２０１，Ｓ２０２の両方の処理の後に全ての計測データを送信する必要はなく、ステップＳ２０１，Ｓ２０２のそれぞれが終了した後に、各ステップで取得されるデータを測量装置５０に送信することとしてもよい。   Note that the transmission of data in step S203 does not necessarily require transmission of all measurement data after both processes in steps S201 and S202, and data obtained in each step after each of steps S201 and S202 is completed. May be transmitted to the surveying device 50.

そして、計測モジュール１０から送信された計測データが、測量装置５０に受信されると、ステップＳ１０６では、演算制御部６４が、計測データおよび測定点方向角θＴに基いて、測定点座標Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を演算する。測定点座標の演算については後で詳述する。 Then, the measurement data transmitted from the measurement module 10, is received in the surveying instrument 50, at step S106, the calculation control unit 64, based on the measurement data and the measurement point direction angle theta T, measuring point coordinate P ( X, Y, Z). The calculation of the measurement point coordinates will be described later in detail.

次に、ステップＳ１０７において、測量装置５０では、演算により求められた測定点座標Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を表示部６３に表示して測定を終了する。   Next, in step S107, the surveying apparatus 50 displays the measurement point coordinates P (X, Y, Z) obtained by the calculation on the display unit 63, and ends the measurement.

１−３． エンコーダパターンの読取り
エンコーダパターンの読取り動作の一例を説明する。測量装置５０では、ステップＳ１０３においてエンコーダパターンの読取りが開始すると、図７に示す、以下の動作を実行する。 1-3. An example of an operation of reading an encoder pattern will be described. When the reading of the encoder pattern is started in step S103, the surveying device 50 executes the following operation shown in FIG.

測量装置５０が、エンコーダパターン１３Ｂの読取りを開始すると、ステップＳ３０１では、カメラ５５が、エンコーダパターン部１３を含むエンコーダパターン部１３周辺の風景画像８０を取得する（図８（ａ））。   When the surveying device 50 starts reading the encoder pattern 13B, in step S301, the camera 55 acquires a landscape image 80 around the encoder pattern unit 13 including the encoder pattern unit 13 (FIG. 8A).

次に、ステップＳ３０２では、エンコーダパターン読取り部６５が、ステップＳ１０１で取得した反射ターゲット１１の測距データ、および記憶部６１に記憶された、既知であるエンコーダパターン部１３の寸法に基づいて、画像におけるエンコーダパターン１３Ｂの範囲８１を特定し、矩形に切り出す（図８（ａ），（ｂ））。   Next, in step S302, the encoder pattern reading unit 65 generates an image based on the distance measurement data of the reflection target 11 acquired in step S101 and the known dimensions of the encoder pattern unit 13 stored in the storage unit 61. , A range 81 of the encoder pattern 13B is specified and cut out into a rectangle (FIGS. 8A and 8B).

次に、ステップＳ３０３において、エンコーダパターン読取り部６５は、ステップＳ３０２において切り出したエンコーダパターン１３Ｂの範囲８１の画像を、幅情報部１３２の黒色帯１３２ａおよび白色帯１３２ｂの高さｈ１（図４（ｂ））よりも短くかつ、縦線１３１ａ，１３１ｂの高さｈ２（図４（ｂ））の半分ｈ２/２よりも短い間隔ｈ３ごとに、水平方向に線状に読込み、画素値に変換する。例えば、図８（ｂ）に示すように、Ｉ〜Ｖの位置で線状の読込みを行う。画素値は、暗い（黒い）と値が小さくなり、明るい（白い）と値が大きくなるため、Ｉ〜Ｖの各位置における読込みの結果（以下、「画素列Ｉ〜Ｖ」という。）は、例えば、図８（ｃ）のように表すことができる。 Next, in step S303, the encoder pattern reading unit 65 converts the image of the range 81 of the encoder pattern 13B cut out in step S302 into the height h 1 of the black band 132a and the white band 132b of the width information unit 132 (see FIG. b)) and shorter than the vertical line 131a, the height of 131b h 2 (per FIG. 4 (b)) of the half h 2/2 short interval h 3 than reads horizontally linearly, the pixel value Convert to For example, as shown in FIG. 8B, linear reading is performed at positions I to V. The pixel value decreases when the pixel value is dark (black), and increases when the pixel value is bright (white). The result of reading at each of the positions I to V (hereinafter, referred to as “pixel columns I to V”) is as follows. For example, it can be represented as shown in FIG.

次に、ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３の読込み結果から、幅情報部１３２の読取り結果を抽出する。具体的には、所定のしきい値よりも小さな画素値となる黒色部分および所定のしきい値よりも大きな画素値となる白色部分の少なくとも一方が、ステップＳ１０１で取得した反射ターゲット１１の測距データ、および既知のエンコーダパターン部の寸法から算出される、エンコーダパターン部の直径Ｌに相当する長さ連続している場合に、当該画素列が、幅情報部１３２に相当すると判断する。   Next, in step S304, a reading result of the width information section 132 is extracted from the reading result of step S303. Specifically, at least one of the black portion having a pixel value smaller than the predetermined threshold value and the white portion having a pixel value larger than the predetermined threshold value is determined by the distance measurement of the reflection target 11 acquired in step S101. If the length corresponding to the diameter L of the encoder pattern portion, which is calculated from the data and the dimensions of the known encoder pattern portion, continues, it is determined that the pixel row corresponds to the width information portion 132.

従って、図８（ｃ）においては、画素列ＩおよびＩＩが幅情報部１３２に相当することがわかる。そして、検出されたエンコーダパターン１３Ｂの幅（エンコーダパターン部１３の直径）Ｌから、支持部材１２の中心軸Ａと合致するエンコーダパターン１３Ｂの中心位置を特定する。このように、幅情報部１３２を、黒色帯１３２ａと白色帯１３２ｂの２色の帯で構成すると、背景が黒色または白色であっても、いずれか一方の帯が検出可能であるので有利である。   Accordingly, in FIG. 8C, it can be seen that the pixel columns I and II correspond to the width information section 132. Then, the center position of the encoder pattern 13B that matches the center axis A of the support member 12 is specified from the detected width L of the encoder pattern 13B (diameter of the encoder pattern portion 13). As described above, when the width information section 132 is configured by the two color bands of the black band 132a and the white band 132b, even if the background is black or white, any one band can be detected, which is advantageous. .

次に、ステップＳ３０５では、ステップＳ３０３直線状の読み込み結果から、画素列間の相関を算出し、相関性が所定の値よりも高いものを、角度情報部１３１の読取り結果として抽出する。   Next, in step S305, a correlation between pixel rows is calculated from the linear reading result in step S303, and a pixel having a higher correlation than a predetermined value is extracted as a reading result of the angle information unit 131.

図８（ｃ）の例では、画素列ＩＩＩ〜Ｖは、画素値のパターンが高い相関性を有しており、したがって、画素列ＩＩＩ〜Ｖが角度情報部１３１の読込み結果であることがわかる。   In the example of FIG. 8C, the pixel columns III to V have high correlation in the pattern of the pixel values, and therefore, it can be understood that the pixel columns III to V are the read results of the angle information unit 131. .

そして、抽出した画素列ＩＩＩ〜Ｖの画素値を垂直方向に加算して平均値を算出する。その結果が所定のしきい値よりも小さな場合を黒色の領域と判断し、黒色の領域の幅を求める。次に、求めた幅の値が、狭幅、広幅のいずれに該当するかを判断し、狭幅のものをビット「０」すなわち縦線１３１ａ、広幅のものをビット「１」すなわち縦線１３１ｂとして読み取る。このように、複数の画素列から、平均値として画素値を算出すると、例えば、画素列ＩＶのように位置のずれた画素列が生じたとしても、位置のずれの影響を低減し、読取り精度を向上することができる。   Then, an average value is calculated by adding the extracted pixel values of the pixel rows III to V in the vertical direction. A case where the result is smaller than a predetermined threshold value is determined as a black region, and the width of the black region is obtained. Next, it is determined whether the obtained width value corresponds to the narrow width or the wide width, and the narrow width is determined to be bit “0”, that is, the vertical line 131a, and the wide width is determined to be bit “1”, that is, the vertical line 131b. Read as As described above, when a pixel value is calculated as an average value from a plurality of pixel columns, for example, even if a pixel column whose position is displaced such as the pixel column IV occurs, the influence of the position deviation is reduced and the reading accuracy is reduced. Can be improved.

なお、エンコーダパターン部１３は、円柱状であるため、縦線幅ｗ１，ｗ２およびピッチｐが、中心から遠ざかるにつれて、実際の幅よりも狭く観察される。例えば、図４（ａ）において、中央付近の広幅の縦線１３１ｂ１は、その幅ｗ２ａが、図４（ｂ）に示す展開図における広幅の縦線１３１ｂの幅（実際の幅）ｗ２と同様の幅で観察される。一方、中央部から最も遠い広幅の縦線１３１ｂ２は、その幅ｗ２ｂが、実際の幅ｗ２よりも狭く観察される。幅ｗ１およびピッチｐについても同様である。従って、幅ｗ１およびｗ２は、配置によって観察される幅が変化するという影響を考慮して幅ｗ１と幅ｗ２の変化の範囲が重複しないように設定されていることが好ましい。 Since the encoder pattern portion 13 has a columnar shape, the vertical line widths w 1 and w 2 and the pitch p are observed to be narrower than the actual width as the distance from the center increases. For example, in FIG. 4 (a), the vertical line 131b 1 of the wide near the center has a width w 2a is, the width (actual width) of the wide vertical line 131b in developed view shown in FIG. 4 (b) w 2 Is observed with the same width as. On the other hand, the vertical line 131b 2 farthest wide from the center portion has a width w 2b is observed narrower than the actual width w 2. The same applies to the width w 1 and a pitch p. Thus, the width w 1 and w 2 are preferably the range of variation of the width w 1 and a width w 2 in consideration of the influence of the width observed by the arrangement is changed is set so as not to overlap.

その後、ステップＳ１０４に移行して、方向角演算部６６が、ステップＳ３０４において求めたエンコーダパターン１３Ｂの中心位置Ａを中央として左右に伸びる所定幅Ｒの領域のコードパターン、すなわち所定幅Ｒの領域に含まれる所定のビット数（例えば、１０本）の縦線のコードパターンと、記憶部６１に記憶された角度のコードパターンとを比較することにより、エンコーダパターン１３Ｂの基準方向ＲＤに対する測量装置５０の方向角θＴを求める。 Thereafter, the process proceeds to step S104, in which the direction angle calculation unit 66 sets the code pattern of the region of the predetermined width R extending right and left around the center position A of the encoder pattern 13B obtained in step S304, that is, the region of the predetermined width R. By comparing the vertical line code pattern of a predetermined number of bits (for example, 10) included with the angle code pattern stored in the storage unit 61, the surveying apparatus 50 of the surveying apparatus 50 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B. determine the direction angle θ T.

なお、エンコーダパターンの読取り動作の一例として、ステップＳ３０５における角度情報部１３１の抽出を、ステップＳ３０３の水平方向の線状の画像の読み込んだ結果から各画素列の周波数スペクトルを算出し、空間上の周波数におけるピークの場所が、バーコードパターンの黒い線のピッチに相当する場合に、当該画素列を、角度情報部１３１のデータとして抽出することにより行ってもよい。   As an example of the operation of reading the encoder pattern, the extraction of the angle information unit 131 in step S305 is performed by calculating the frequency spectrum of each pixel row from the result of reading the horizontal linear image in step S303, When the location of the peak in the frequency corresponds to the pitch of the black line of the barcode pattern, the pixel row may be extracted as data of the angle information unit 131.

また、カメラ５５を、ズーム機能を備えるように構成し、ステップＳ１０１で取得した反射ターゲット１１の測距データより求められた距離が近い場合には広角側へ、距離が遠い場合には、狭角側へ焦点距離を切り替え、エンコーダパターン１３Ｂの画像の大きさが距離に関わらず一定になるように構成してもよい。   In addition, the camera 55 is configured to have a zoom function, and moves to the wide angle side when the distance obtained from the distance measurement data of the reflection target 11 obtained in step S101 is short, and to the narrow angle when the distance is long. The focal length may be switched to the side so that the size of the image of the encoder pattern 13B is constant regardless of the distance.

あるいは、特開２０１６−１３８８０２号公報に開示されているように、測量部の光学系と光学系を共有した狭角カメラをさらに備え、測量部により取得した測距データに基づいて算出される反射ターゲット１１の距離に応じて、カメラ５５と、狭角カメラとを切り替え可能に構成してもよい。   Alternatively, as disclosed in JP-A-2006-138802, a narrow-angle camera sharing the optical system with the optical system of the surveying unit is further provided, and the reflection calculated based on the distance measurement data acquired by the surveying unit. The camera 55 and the narrow-angle camera may be configured to be switchable according to the distance of the target 11.

このように構成すると、測量装置５０から計測モジュール１０までの距離に関わらず、ステップＳ３０２におけるエンコーダパターン１３Ｂの読取りに適した大きさの画像を切り出すことが可能となり、距離に伴う誤差の発生を防止することができる。   With this configuration, it is possible to cut out an image having a size suitable for reading the encoder pattern 13B in step S302, regardless of the distance from the surveying device 50 to the measurement module 10, and prevent an error due to the distance from occurring. can do.

また、ステップＳ３０３における、水平方向の線状の読取りは、図８の例では、直線状に行っている。この場合、カメラ５５がエンコーダパターン部１３よりも高い位置にある場合には、図９（ａ）に示すように、カメラ５５がエンコーダパターン部１３よりも低い位置にある場合には、図９（ｂ）により、読込みが不完全となる場合がある。また、読み取ったパターンの幅にも誤差が生じる虞がある。   The horizontal linear reading in step S303 is performed linearly in the example of FIG. In this case, when the camera 55 is located at a position higher than the encoder pattern section 13, as shown in FIG. 9A, when the camera 55 is located at a position lower than the encoder pattern section 13, FIG. Due to b), reading may be incomplete. Further, there is a possibility that an error occurs in the width of the read pattern.

そこで、ステップＳ１０１で取得した、測角データを用いて、取得される画像におけるエンコーダパターン部１３の側面形状を求めて、図９（ｃ）のＩａ〜Ｖａに示すように、底面または上面の外周縁と平行になるように、曲線状に読み込むように構成してもよい。   Therefore, using the angle measurement data acquired in step S101, the side shape of the encoder pattern unit 13 in the acquired image is obtained, and as shown in Ia to Va in FIG. You may comprise so that it may read in a curved shape so that it may become parallel with a periphery.

１−４. 測定点座標の演算
次に、測定点座標Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の演算方法について説明する。図１０（ａ）は、反射ターゲットの中心Ｏおよび測量装置５０を通る鉛直平面における、反射ターゲット１１の中心Ｏ、距離測定器１４の基点Ｒ、および測定点Ｐの関係を示す図である。 1-4. Calculation of Measurement Point Coordinates Next, a calculation method of the measurement point coordinates P (X, Y, Z) will be described. FIG. 10A is a diagram showing a relationship between the center O of the reflection target 11, the base point R of the distance measuring device 14, and the measurement point P on a vertical plane passing through the center O of the reflection target and the surveying device 50.

また、図１０（ｂ）は、水平面における反射ターゲット１１の中心Ｏ、距離測定器１４の基点Ｒ、および測定点Ｐの関係を示す図である。   FIG. 10B is a diagram showing the relationship between the center O of the reflection target 11 on the horizontal plane, the base point R of the distance measuring device 14, and the measurement point P.

ここで、ｘ軸は、距離測定器１４の基点Ｒから測量装置５０の方向へ伸びる水平方向を示し、ｙ軸はｘ軸に直交する水平方向を示し、ｚ軸は、支持部材１２の中心軸Ａ方向、すなわち鉛直方向を示す。   Here, the x-axis indicates a horizontal direction extending from the base point R of the distance measuring device 14 toward the surveying device 50, the y-axis indicates a horizontal direction orthogonal to the x-axis, and the z-axis indicates the central axis of the support member 12. A direction, that is, a vertical direction.

まず、図１０（ａ）より、反射ターゲットの中心Ｏと測定点Ｐと間のｘ軸方向の距離ｌ’が、x軸に対する、測定点の角度φ，および距離測定器１４の基点Ｒと測定点Ｐとの間の距離ｌを用いて、式１で求められる。
ｌ’＝ｌ・ｃｏｓφ ・・・式１ First, from FIG. 10A, the distance l ′ in the x-axis direction between the center O of the reflection target and the measurement point P is measured with respect to the x-axis at the angle φ of the measurement point and the base point R of the distance measuring device 14. Using the distance 1 to the point P, it can be obtained by Expression 1.
l ′ = l · cosφ Equation 1

また、反射ターゲットの中心Ｏと測定点Ｐとの間のｚ軸方向の距離は、ｄ+ｌ・ｓｉｎφで求められる。   The distance between the center O of the reflection target and the measurement point P in the z-axis direction can be obtained by d + 1 · sinφ.

次に図１０（ｂ）より、x軸に対する測定点Ｐの方向角θが、エンコーダパターン１３Ｂの基準方向ＲＤに対する測量装置の方向角θＴおよびエンコーダパターン１３Ｂの基準方向ＲＤに対する距離測定器１４の方向角θＢを用いて式２により求められる。
θ＝θＴ＋θＢ ・・・式２ Next, from FIG. 10B, the direction angle θ of the measurement point P with respect to the x-axis is determined by the direction angle θ T of the surveying device with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B and the distance measuring device 14 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B. determined by equation 2 using the directional angle theta B.
θ = θ T + θ B Equation 2

したがって、反射ターゲットの中心Ｏに対する、測定点Ｐのオフセット値を（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）とすると、（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）の値は、それぞれ、式３，４，５より求められる。
ｘｏ＝ｌ’＝ｌ・ｃｏｓφ ・・・式３
ｙｏ＝ｌ’・ｓｉｎθ ・・・式４
ｚｏ＝ｄ+ｌ・ｓｉｎφ ・・・式５ Therefore, assuming that the offset value of the measurement point P with respect to the center O of the reflection target is ( xo , yo , zo ), the values of ( xo , yo , zo ) are expressed by Equations 3, 4, and 4, respectively. Required from 5.
x o = l ′ = l · cos φ Equation 3
y o = l ′ · sin θ Expression 4
z o = d + 1 · sin φ Equation 5

このように求められた測定点Ｐのオフセット値（ｘｏ，ｙｏ，ｚｏ）と、点Ｏの座標Ｏ（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ）とから、点Ｐの座標Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が、式６のように求められる。
Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（ｘｐ＋ｘｏ，ｙｐ＋ｙｏ，ｚｐ＋ｚｏ） ・・・式６ From the offset values (x o , y o , z o ) of the measurement point P obtained in this way and the coordinates O (x p , y p , z p ) of the point O, the coordinates P (X, Y, Z) is obtained as in Expression 6.
P (X, Y, Z) = (x p + x o, y p + y o, z p + z o) ··· Equation 6

このように、本実施の形態に係る測量システム１００によれば、反射ターゲットの測定と同時に、反射ターゲットと測定点との水平角、鉛直角および距離の関係についての測定を行い、その結果に基づいて自動的に補正演算を行うので、測定点が測量装置から直接視準できない場合でも、その座標を測量現場でリアルタイムに確認することができる。   As described above, according to the surveying system 100 according to the present embodiment, the measurement of the relationship between the horizontal angle, the vertical angle, and the distance between the reflection target and the measurement point is performed at the same time as the measurement of the reflection target, and based on the result, In this case, the correction calculation is automatically performed, so that even when the measurement point cannot be directly collimated from the surveying device, the coordinates can be confirmed in real time at the surveying site.

１−５． 変形例１
図１１は、上記実施の形態に係る測量システム１００の１つの変形例にかかる測量システム１００ａの構成ブロック図である。 1-5. Modification 1
FIG. 11 is a configuration block diagram of a surveying system 100a according to a modified example of the surveying system 100 according to the above embodiment.

測量システム１００ａは、測量システム１００と同様の、計測モジュール１０ａおよび測量装置５０を備える。しかし、計測モジュール１０ａの距離測定器１４が、デジタル式の測定棒であるのに対し、計測モジュール１０ａの距離測定器１４ａは伸縮自在に構成され、長さ目盛が表示された直読み式の測定棒である点で異なる。   The surveying system 100a includes a measuring module 10a and a surveying device 50 similar to the surveying system 100. However, while the distance measuring device 14 of the measuring module 10a is a digital measuring rod, the distance measuring device 14a of the measuring module 10a is configured to be extendable and contractable, and is a direct-reading type measuring device on which a length scale is displayed. They differ in that they are sticks.

また、計測モジュール１０ａの入力部１８ａは、開始ボタン等の他に、数値を入力するためのキーを備え、計測モジュール１０ａは、入力を確認するための液晶ディスプレイ等の表示部２１を備える。   The input unit 18a of the measurement module 10a includes a key for inputting a numerical value in addition to a start button and the like, and the measurement module 10a includes a display unit 21 such as a liquid crystal display for confirming the input.

測量システム１００ａを用いた場合には、ステップＳ２０１で距離測定器１４が測定値ｌをモジュール通信部１９に出力する代わりに、計測モジュール側作業者Ｕが、距離測定器１４ａの目盛を目視により読取り、測定値を入力部１８ａより、入力して、モジュール通信部１９に出力する。   When the surveying system 100a is used, instead of the distance measuring device 14 outputting the measured value 1 to the module communication unit 19 in step S201, the measuring module worker U reads the scale of the distance measuring device 14a visually. , And the measured values are input from the input unit 18 a and output to the module communication unit 19.

１−６． 変形例２
図１２は、上記実施の形態の別の変形例に係る、エンコーダパターン部１３ｂの斜視図である。図１２に示すように、エンコーダパターン部１３ｂは、幅情報部１３２を備えていない。このように幅情報部１３２は必須ではなく、幅情報部１３２を備えなくてもよい。この場合、ステップＳ３０３において、角度情報部１３１の縦線１３１ａ，１３１ｂの高さｈ２の半分よりも短い間隔で、水平方向の直線状の読込みを行い、その結果結果から、エンコーダパターン１３Ｂの左右の境界を検出し、エンコーダパターン１３Ｂの中心を求めるとよい。 1-6. Modification 2
FIG. 12 is a perspective view of an encoder pattern section 13b according to another modification of the above embodiment. As shown in FIG. 12, the encoder pattern section 13b does not include the width information section 132. As described above, the width information section 132 is not essential, and the width information section 132 may not be provided. In this case, in step S303, a vertical line 131a, an interval shorter than half the height h 2 of 131b of the angle information section 131 performs reading of horizontal linear, resulting from the result, the left and right encoder pattern 13B May be detected to determine the center of the encoder pattern 13B.

しかし、幅情報部１３２を備えると、例えば、バーコードパターン部１３の背景が、黒色または白色で、バーコードパターン１３Ｂと、背景との境界が不明瞭な場合であっても、バーコードパターン１３Ｂの中心位置を正確に求めることができるので有利である。   However, when the width information section 132 is provided, for example, even when the background of the barcode pattern section 13 is black or white and the boundary between the barcode pattern 13B and the background is not clear, the barcode pattern 13B This is advantageous because the center position of can be determined accurately.

１−７． 変形例３
図１３は、上記実施の形態の別の変形例に係る、測量システム１００ｃの構成ブロック図である。測量システム１００ｃの測量装置５０ｃは、演算制御部６４ｃに読取補正部６８を備える。 1-7. Modification 3
FIG. 13 is a configuration block diagram of a surveying system 100c according to another modification of the above embodiment. The surveying device 50c of the surveying system 100c includes a reading correction unit 68 in the arithmetic control unit 64c.

上述の通り、エンコーダパターン部１３は、円柱状であるため、縦線幅ｗ１，ｗ２およびピッチｐは、中心から外方に向かうに従って、実際の幅よりも狭く観察される。 As described above, since the encoder pattern portion 13 has a columnar shape, the vertical line widths w 1 and w 2 and the pitch p are observed to be narrower than the actual width as going outward from the center.

読取補正部６８は、このような、エンコーダパターン部１３の形状に基づいて起こる、縦線１３１ａ、１３１ｂの幅の読取り値を補正する。具体的には、予め、記憶部６１に、エンコーダパターン部１３の直線Ｌ方向における、中心位置Ａからの距離に対する幅ｗ１、ｗ２の縮小率を係数として記憶させ、測定により得られる幅の値を、対応する縮小率で除算することにより、エンコーダパターン１３Ｂを平面上に展開する補正を行う。   The read correction unit 68 corrects the read value of the width of the vertical lines 131a and 131b, which is generated based on the shape of the encoder pattern unit 13. Specifically, the storage unit 61 previously stores the reduction ratio of the widths w1 and w2 with respect to the distance from the center position A in the direction of the straight line L of the encoder pattern unit 13 as a coefficient, and stores the value of the width obtained by the measurement. , By the corresponding reduction ratio, the correction for developing the encoder pattern 13B on a plane is performed.

このような構成によれば、、図４（ｂ）に示す展開図における実際の幅ｗ１，ｗ２の比率で、画素列を得ることができるので、コードパターンへの変換における演算精度が向上する。 According to such a configuration, a pixel column can be obtained with the ratio of the actual widths w 1 and w 2 in the developed view shown in FIG. 4B, so that the calculation accuracy in conversion to a code pattern is improved. I do.

２． 第２の実施の形態
図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る測量システム２００の構成ブロック図である。 2. Second Embodiment FIG. 14 is a configuration block diagram of a surveying system 200 according to a second embodiment of the present invention.

測量システム２００は、測量システム２００と同様に、計測モジュール１０および測量装置２５０を備える。しかし、測量装置２５０はカメラを備えず、それに代えて、スキャナ７０を備える点で異なる。   The surveying system 200 includes the measurement module 10 and the surveying device 250, similarly to the surveying system 200. However, the surveying device 250 is different in that the surveying device 250 does not include the camera, but includes the scanner 70 instead.

スキャナ７０は、回動ミラー、ミラー回転駆動部、ミラー回転角検出器、送光部、受光部、および制御部を備え、例えば、望遠鏡２ｂの上部に、少なくとも鉛直軸周りにスキャン可能に設けられている。   The scanner 70 includes a rotating mirror, a mirror rotation drive unit, a mirror rotation angle detector, a light transmission unit, a light reception unit, and a control unit. For example, the scanner 70 is provided above the telescope 2b so as to be able to scan at least around a vertical axis. ing.

スキャナ７０は、エンコーダパターン部１３に向けて、スキャン光として例えば赤外レーザ光を送光し、ミラー回転駆動部により回動ミラーを回転駆動することで、少なくとも水平方向にスキャン光を複数回スキャンし、エンコーダパターン１３Ｂからの反射光をフォトダイオード等での受光部で受光し、スキャンデータとして、受光光量分布を取得する。   The scanner 70 transmits, for example, infrared laser light as scan light to the encoder pattern unit 13 and drives the rotating mirror to rotate by the mirror rotation driving unit, thereby scanning the scan light at least in the horizontal direction a plurality of times. Then, the reflected light from the encoder pattern 13B is received by a light receiving unit such as a photodiode, and the received light amount distribution is acquired as scan data.

また、スキャナ７０の制御部は、測量装置２５０の演算制御部２６４と電気的に接続されており、スキャナ７０は演算制御部２６４の制御に従って、スキャンを実行する。   Further, the control unit of the scanner 70 is electrically connected to the arithmetic control unit 264 of the surveying device 250, and the scanner 70 performs a scan according to the control of the arithmetic control unit 264.

スキャンの鉛直方向のピッチは、少なくとも幅情報部１３２の黒色帯１３２ａおよび白色帯１３２ｂの高さｈ１（図４（ｂ））よりも短くかつ、縦線１３１ａ，１３１ｂの高さｈ２（図４（ｂ））の半分ｈ２/２よりも短い。このようにすると、角度情報部１３１および幅情報部１３２を確実にスキャンできる。 The vertical pitch of the scan is at least shorter than the height h 1 (FIG. 4B) of the black band 132a and the white band 132b of the width information unit 132 and the height h 2 of the vertical lines 131a and 131b (FIG. 4 (b)) of a half shorter than h 2/2. In this way, the angle information section 131 and the width information section 132 can be reliably scanned.

また、スキャナ７０は、水平方向に沿ってスキャン光を走査する。しかしながら、水平方向の走査では、図９に示すカメラでの読込み例と同様に、エンコーダパターン部１３がスキャナ７０よりも低い位置にある場合には、図１５（ａ）に矢印Ｅで示すように、スキャンが不完全となる場合がある。また、読み取ったパターンの幅にも誤差が生じる虞がある。エンコーダパターン部１３がスキャナ７０より高い位置にある場合でも同様である。そこで、図１５（ｂ）に矢印Ｆで示すように、エンコーダパターン部１３がスキャナ７０と異なる高さにある場合でも、同じ高さで円柱表面に沿うように、曲線状にスキャンを行うように構成してもよい。すなわち、反射ターゲット１１の鉛直角の測定値に応じて、スキャン光の軌道を変更するように構成してもよい。このような構成にすると、角度情報部１３１および幅情報部１３２を確実にスキャンでき、また、読取りの精度も向上する。   The scanner 70 scans the scanning light in the horizontal direction. However, in the horizontal scanning, similarly to the example of reading by the camera shown in FIG. 9, when the encoder pattern unit 13 is at a position lower than the scanner 70, as shown by an arrow E in FIG. , The scan may be incomplete. Further, there is a possibility that an error occurs in the width of the read pattern. The same applies to a case where the encoder pattern unit 13 is at a position higher than the scanner 70. Therefore, as shown by an arrow F in FIG. 15B, even when the encoder pattern portion 13 is at a different height from the scanner 70, the scan is performed in a curved shape so as to follow the surface of the cylinder at the same height. You may comprise. That is, the trajectory of the scan light may be changed according to the measured value of the vertical angle of the reflection target 11. With such a configuration, the angle information section 131 and the width information section 132 can be reliably scanned, and the reading accuracy is also improved.

測量システム２００を用いて、測量装置２５０から視通のない測定点Ｐについて測量を実施する場合の動作において、エンコーダパターン読み取り部２６５は第１の実施の形態のステップＳ３０１〜Ｓ３０５に代えて、図１６の動作を行う。   In the operation when surveying is performed for a measurement point P that is not visible from the surveying device 250 using the surveying system 200, the encoder pattern reading unit 265 replaces steps S301 to S305 of the first embodiment with the drawing 16 is performed.

測量装置５０が、エンコーダパターン１３Ｂの読取りを開始すると、ステップＳ４０１では、エンコーダパターン読取り部２６５の制御により、スキャナ７０がエンコーダパターン部１３にスキャン光を走査する。   When the surveying device 50 starts reading the encoder pattern 13B, the scanner 70 scans the encoder pattern unit 13 with scan light under the control of the encoder pattern reading unit 265 in step S401.

次に、ステップＳ４０２では、スキャナ７０の受光部が、スキャンデータとして受光光量分布を取得し、エンコーダパターン読み取り部６５に出力する。   Next, in step S402, the light receiving unit of the scanner 70 acquires the received light amount distribution as scan data, and outputs it to the encoder pattern reading unit 65.

次に、ステップＳ４０３では、エンコーダパターン読取り部２６５が、受光光量分布において、受光光量が所定の第１のしきい値よりも大きくなる部分を白色部分と判断しエンコーダパターンを検出し、ステップＳ３０４、Ｓ３０５と同様にして、幅情報の読取りおよび角度情報のコードパターンの読取りを行う。   Next, in step S403, the encoder pattern reading unit 265 determines a portion where the amount of received light is larger than a predetermined first threshold value in the received light amount distribution as a white portion, and detects an encoder pattern. As in step S305, the width information and the angle information code pattern are read.

その後、ステップＳ１０４に移行して、方向角演算部６６が、ステップＳ３０４において求めたエンコーダパターンの中心線Ａを中央として左右に伸びる所定幅の領域のコードバターン、すなわち所定幅の領域に含まれる所定のビット数（例えば、１０本）の偏光フィルタのコードパターンと、記憶部６１に記憶された角度のコードパターンとを比較することにより、エンコーダパターン１３Ｂの基準方向ＲＤに対する測量装置５０の方向角θＴを求める。 Thereafter, the process proceeds to step S104, in which the direction angle calculation unit 66 determines a code pattern of a region of a predetermined width extending left and right around the center line A of the encoder pattern obtained in step S304, that is, a predetermined pattern included in the region of the predetermined width. By comparing the code pattern of the polarizing filter having the number of bits (for example, 10) with the code pattern of the angle stored in the storage unit 61, the directional angle θ of the surveying device 50 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B. Find T.

このように、カメラ５５に代えて、スキャナ７０を用いても、実施の形態１の測量システム１００と同様の効果を奏することができる。また、スキャナ７０を用いると、レーザ光の反射光を用いて、エンコーダパターン１３Ｂを読み取るので、受光光量が大きくなり、遠距離や、光量の少ない状況の測定においても十分なコントラストを得ることができる。   As described above, even when the scanner 70 is used instead of the camera 55, the same effect as that of the surveying system 100 according to the first embodiment can be obtained. Further, when the scanner 70 is used, the encoder pattern 13B is read using the reflected light of the laser light, so that the amount of received light increases, and sufficient contrast can be obtained even in a long distance or in a measurement in a situation where the amount of light is small. .

また、スキャナ７０を用いると、複数回のスキャンにより読み取りを行うので、目的により、スキャン回数を増やす等して、読み取り精度を向上する。   In addition, when the scanner 70 is used, reading is performed by a plurality of scans. Therefore, the reading accuracy is improved by increasing the number of scans according to the purpose.

３． 第３の実施の形態
図１７は、第３の実施の形態に係る、測量システム３００の構成ブロック図であり、図１８は、計測モジュール３１０のエンコーダパターン部３１３の製造工程を説明する図である。測量システム３００は、測量システム１００と同様の、計測モジュール３１０と測量装置３５０とを備える。 3. Third Embodiment FIG. 17 is a configuration block diagram of a survey system 300 according to a third embodiment, and FIG. 18 is a diagram illustrating a manufacturing process of an encoder pattern unit 313 of a measurement module 310. . The surveying system 300 includes a measurement module 310 and a surveying device 350, similar to the surveying system 100.

しかし、計測モジュール３１０のエンコーダパターン部３１３および測量装置３５０が以下のように異なる。   However, the encoder pattern unit 313 of the measurement module 310 and the surveying device 350 are different as follows.

エンコーダパターン部３１３は、図１８（ａ）〜（ｃ）に示すように製造される。   The encoder pattern section 313 is manufactured as shown in FIGS.

（ａ）まず、短尺の円筒形状のベース３１３Ａを用意する。   (A) First, a short cylindrical base 313A is prepared.

（ｂ）次に、ベース３１３Ａの外周面に、入射した光を、入射方向と反対の方向に向けて反射する反射シート３１３Ｃを貼付する。ここで、反射シート３１３Ｃとしては、プリズムレンズ型、封入レンズ型等の公知の反射シートを用いることができる。一方、第１の方向の偏光成分を透過し、第１の方向と直交する方向第２の方向の偏光成分を減衰する第１の偏光フィルタおよび第２の方向の偏光成分を透過し、第１の方向の偏光成分を減衰する第２の偏光フィルタを組み合わせてエンコーダパターン３１３Ｂを準備する。   (B) Next, a reflective sheet 313C that reflects the incident light in a direction opposite to the incident direction is attached to the outer peripheral surface of the base 313A. Here, as the reflection sheet 313C, a known reflection sheet such as a prism lens type, a sealed lens type, or the like can be used. On the other hand, a first polarization filter that transmits a polarization component in a first direction, attenuates a polarization component in a direction orthogonal to the first direction and a second direction, and transmits a polarization component in a second direction, The encoder pattern 313B is prepared by combining the second polarization filter that attenuates the polarization component in the direction of.

具体的には、例えば、実施の形態１に係るエンコーダパターン１３Ｂの黒い縦線１３１ａ，１３１ｂ，および黒色帯１３２ａに相当する箇所には、縦方向の光を透過する第１の偏光フィルタ３３１ａ，３３１ｂ，および３３２ａを、角度情報部１３１の白地部分および白色帯１３１ｂに相当する箇所には横方向の光を透過する第２の偏光フィルタ３３１ｃおよび３３２ｂを配置するようにエンコーダパターン３１３Ｂを形成する。   Specifically, for example, first polarization filters 331a and 331b that transmit light in the vertical direction are provided at positions corresponding to the black vertical lines 131a and 131b and the black band 132a of the encoder pattern 13B according to the first embodiment. , 332a, and an encoder pattern 313B is formed such that second polarizing filters 331c and 332b that transmit light in the horizontal direction are disposed in a portion corresponding to a white background portion and a white band 131b of the angle information section 131.

（ｃ）最後に、このエンコーダパターン３１３Ｂを、反射シート３１３ｃの外側に貼付して、エンコーダパターン部３１３を形成する。   (C) Finally, the encoder pattern 313B is attached to the outside of the reflection sheet 313c to form the encoder pattern portion 313.

なお、偏光フィルタの材料としては、例えば、ポリビニールアルコール(PVA)フィルムに、ヨウ素をコーティングして調製した偏光フィルムを用いることができる。   In addition, as a material of the polarizing filter, for example, a polarizing film prepared by coating a polyvinyl alcohol (PVA) film with iodine can be used.

また、測量装置３５０は、カメラ５５に代えてカメラ３５５を備え、読取送光部６９を備える。   Further, the surveying device 350 includes a camera 355 instead of the camera 55, and includes a reading light transmitting unit 69.

カメラ３５５は、イメージセンサの前面に、偏光フィルタ３５５ａを備える。偏光フィルタ３５５ａは、第１の偏光フィルタ３３１ａ，３３１ｂ，３３２ａおよび第２の偏光フィルタ３３１ｃ，３３２ｂのうちいずれか一方と同じ偏光特性を有する偏光フィルタである。   The camera 355 includes a polarizing filter 355a on the front surface of the image sensor. The polarization filter 355a is a polarization filter having the same polarization characteristics as any one of the first polarization filters 331a, 331b, 332a and the second polarization filters 331c, 332b.

例えば、偏光フィルタ３５５Ａが、エンコーダパターン１３の白色に相当する箇所に配置された横方向の偏光フィルタ、すなわち、第２の偏光フィルタ３３１ｃ,３３２ｂとすると、横方向の偏光成分のみが、偏光フィルタ３５５Ａを透過する。   For example, when the polarization filter 355A is a horizontal polarization filter disposed at a position corresponding to white in the encoder pattern 13, that is, the second polarization filters 331c and 332b, only the polarization component of the horizontal direction is the polarization filter 355A. Through.

読取光送光部６９は、発光素子を備え、ＥＤＭ５１と光学系を共有し、エンコーダパターン部３１３に向けて光を出射する。   The reading light transmitting unit 69 includes a light emitting element, shares an optical system with the EDM 51, and emits light toward the encoder pattern unit 313.

本実施の形態において、ステップＳ１０３でエンコーダパターン３１３の読取りが実行されると、エンコーダパターン読取り部６５は、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５に代えて、図１９のフローチャートを実行する。すなわち、まず、ステップＳ５０１において読取光が送光される。次に、ステップＳ５０２において、エンコーダパターンに反射した光がカメラに３５５により受光される。   In the present embodiment, when reading of the encoder pattern 313 is performed in step S103, the encoder pattern reading unit 65 executes the flowchart of FIG. 19 instead of steps S301 to S305. That is, first, in step S501, the reading light is transmitted. Next, in step S502, light reflected by the encoder pattern is received by the camera 355.

この結果、イメージセンサでは、反射光の弱い第１の偏光フィルタに対応する部分は暗く、反射光の強い第２の偏光フィルタに対応する部分は明るい、エンコーダパターン３１３Ｂの画像が取得される。このエンコーダパターン３１３Ｂの画像について、その後ステップＳ５０３〜Ｓ５０６では、ステップＳ３０２〜ステップＳ３０５と同様の処理を行い、その結果に基づいて、エンコーダパターン３１３Ｂの基準方向ＲＤに対する測量装置３５０の方向角θＴを演算する。 As a result, in the image sensor, an image of the encoder pattern 313B is obtained in which a portion corresponding to the first polarization filter having weak reflected light is dark and a portion corresponding to the second polarization filter having strong reflected light is bright. For the image of the encoder pattern 313B, in steps S503 to S506, the same processing as in steps S302 to S305 is performed. Based on the result, the direction angle θ T of the surveying device 350 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 313B is determined. Calculate.

このように、エンコーダパターン３１３Ｂを、偏光フィルタにより構成した場合にも、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、第２の実施の形態と組み合わせて、カメラ３５５の代わりに第２の実施の形態のスキャナと実質的に同じ構成を有するスキャナを用いてもよい。   As described above, even when the encoder pattern 313B is configured by the polarization filter, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, in combination with the second embodiment, a scanner having substantially the same configuration as the scanner of the second embodiment may be used instead of the camera 355.

スキャナ７０を用いる場合も、スキャナ受光部の光路前方に偏光フィルタを備えることが好ましい。   Even when the scanner 70 is used, it is preferable to provide a polarizing filter in front of the optical path of the scanner light receiving unit.

４． 第４の実施の形態
第４の実施の形態に係る測量システム４００（図示せず）は、測量システム１００と同様の、計測モジュールと測量装置とを備える。 4. Fourth Embodiment A survey system 400 (not shown) according to a fourth embodiment includes a measurement module and a survey device similar to those of the survey system 100.

しかし、計測モジュールのエンコーダパターン部４１３が以下のように異なる。   However, the encoder pattern section 413 of the measurement module differs as follows.

すなわち、図２０に示すように、、本実施の形態に係る、エンコーダパターン部４１３は、第１の実施の形態にかるエンコーダパターン部１３と、第３の実施の形態に係るエンコーダパターン部３１３とを上下に一体としたものである。   That is, as shown in FIG. 20, the encoder pattern unit 413 according to the present embodiment includes the encoder pattern unit 13 according to the first embodiment and the encoder pattern unit 313 according to the third embodiment. Are integrated vertically.

このような構成によれば、測量システム４００に用いる測量装置として、測量システム１００に係る測量装置５０、測量システム２００に係る測量装置２５０、測量システム３００に係る測量装置３５０のいずれを用いても、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、計測モジュールの汎用性が向上する。   According to such a configuration, as the surveying device used in the surveying system 400, any of the surveying device 50 according to the surveying system 100, the surveying device 250 according to the surveying system 200, and the surveying device 350 according to the surveying system 300 can be used. The same effects as in the first embodiment can be obtained. That is, the versatility of the measurement module improves.

なお、エンコーダパターン部４１３における、エンコーダパターン部１３とエンコーダパターン部３１３との配置は、これに限らず、上下が逆転していてもよく、それぞれの基準点ＲＰが一致しているかぎり、離間して配置されていてもよい。   Note that the arrangement of the encoder pattern unit 13 and the encoder pattern unit 313 in the encoder pattern unit 413 is not limited to this, and may be upside down and separated as long as the respective reference points RP match. May be arranged.

５． 第５の実施の形態
図２１は、第５の実施の形態に係る、測量システム５００のブロック図である。測量システム５００は、測量システム１００と同様の、計測モジュール５１０と測量装置５０とを備える。 5. Fifth Embodiment FIG. 21 is a block diagram of a surveying system 500 according to a fifth embodiment. The surveying system 500 includes a measurement module 510 and a surveying device 50 similar to the surveying system 100.

しかし、図２２に示すように、計測モジュール５１０の距離測定器５１４が、支持部材１２の中心軸Ａ上の点Ｒを基点として、点Ｒを通る水平軸周りに回動可能に支持部材１２に取り付けられているのに加えて、計測モジュール５１０の距離測定器５１４では、点Ｒを通る鉛直軸、すなわち支持部材１２の中心軸Ａ周りにも回動可能となっている点で異なる。   However, as shown in FIG. 22, the distance measuring device 514 of the measurement module 510 is attached to the support member 12 so as to be rotatable around a horizontal axis passing through the point R with the point R on the central axis A of the support member 12 as a base point. In addition to being attached, the distance measuring device 514 of the measurement module 510 is different in that it can also rotate around the vertical axis passing through the point R, that is, around the center axis A of the support member 12.

また、計測モジュール５１０は、回転角測定器２２を備える。回転角測定器２２は、ロータリーエンコーダである。   The measurement module 510 includes the rotation angle measuring device 22. The rotation angle measuring device 22 is a rotary encoder.

回転角測定器２２の０°に対応する方向と、距離測定器５１４を支持部材１２に組み付けた際のエンコーダパターン１３Ｂの基準方向ＲＤとの、支持部材１２の中心軸回りの角度は、距離測定器５１４を組み付けた時点で、求められ、補正値として、回転角測定器２２に設定されている。この結果、回転角測定器２２は、距離測定器５１４の、エンコーダパターン１３Ｂの基準方向ＲＤに対する支持部材１２の中心軸Ａ周りの回転角θＢを測定可能となっている。 The angle about the center axis of the support member 12 between the direction corresponding to 0 ° of the rotation angle measurement device 22 and the reference direction RD of the encoder pattern 13B when the distance measurement device 514 is assembled to the support member 12 is a distance measurement. At the time when the device 514 is assembled, it is obtained and set as a correction value in the rotation angle measuring device 22. As a result, the rotational angle measuring device 22, the distance measuring instrument 514, and can measure a rotation angle theta B about the central axis A of the support member 12 relative to the reference direction RD of the encoder pattern 13B.

このように、計測モジュール５１０では、距離測定器５１４のエンコーダパターン１３Ｂの基準方向ＲＤに対する支持部材１２の中心軸Ａ周りの角度θＢは固定の値であるのに対し、計測モジュール５１０では、可変の値であるが、回転角測定器２２を備えることにより、測定可能となっている。 As described above, in the measurement module 510, the angle θ B around the center axis A of the support member 12 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B of the distance measuring device 514 is a fixed value, whereas in the measurement module 510, the angle θ B is variable. However, the measurement can be performed by providing the rotation angle measuring device 22.

そして、図２３に示すように、測定点Ｐについての測量動作において、計測モジュール５１０は、計測モジュール１０と同様に、距離測定器５１４の基点Ｒから測定点Ｐまでの距離ｌを測定し（ステップＳ６０１）、距離測定器５１４の基点Ｒを通る水平面に対する距離測定器５１４の傾斜角φを測定する（ステップＳ６０２）のに加えて、ステップＳ６０３において、回転角測定器２２が距離測定器５１４のエンコーダパターン１３Ｂの基準方向ＲＤに対する支持部材１２の中心軸Ａ周りの角度θＢを測定し、モジュール通信部１９に出力する。 Then, as shown in FIG. 23, in the surveying operation for the measurement point P, the measurement module 510 measures the distance l from the base point R of the distance measuring device 514 to the measurement point P, similarly to the measurement module 10 (step S1). S601) In addition to measuring the inclination angle φ of the distance measuring device 514 with respect to a horizontal plane passing through the base point R of the distance measuring device 514 (step S602), in step S603, the rotation angle measuring device 22 uses the encoder of the distance measuring device 514 as an encoder. An angle θ B around the central axis A of the support member 12 with respect to the reference direction RD of the pattern 13B is measured and output to the module communication section 19.

このような構成によれば、距離測定器５１４が、支持部材１２に、支持部材１２の中心軸Ａ周りに回動可能に取り付けられているので、支持部材１２の鉛直状態を確保した状態で、距離測定器５１４の先端を測定点Ｐに当接させる際の作業性が向上する。また、測定点Ｐに対して任意の角度の点を借りの測定点Ｑとして設定できるので、仮の測定点Ｑの設定の自由度が増す。   According to such a configuration, since the distance measuring device 514 is attached to the support member 12 so as to be rotatable around the central axis A of the support member 12, in a state where the vertical state of the support member 12 is secured, Workability when the tip of the distance measuring device 514 is brought into contact with the measuring point P is improved. In addition, since a point at an arbitrary angle with respect to the measurement point P can be set as the borrowed measurement point Q, the degree of freedom in setting the temporary measurement point Q increases.

６． 第６の実施の形態
第６の実施の形態に係る測量システム６００（図示せず）は、測量システム４００と同様の、計測モジュール６１０と測量装置４５０（図示せず）とを備える。 6. Sixth Embodiment A surveying system 600 (not shown) according to a sixth embodiment includes a measurement module 610 and a surveying device 450 (not shown), similar to the surveying system 400.

しかし、図２４に示すように、計測モジュール１０の傾斜角測定器１５が、距離測定器１４と平行に、距離測定器１４に取り付けられた傾斜センサであるのに対し、計測モジュール６１０の傾斜角測定器６１５は、ロータリーエンコーダである点で異なる。傾斜角測定器６１５は、距離測定器６１４の基点Ｒを通る水平軸周りの回転角を計測することにより、距離測定器６１４の傾斜角（図３における角φに相当する角度）を測定する。   However, as shown in FIG. 24, the inclination angle measuring device 15 of the measuring module 10 is an inclination sensor attached to the distance measuring device 14 in parallel with the distance measuring device 14, whereas the inclination angle measuring device 610 of the measuring module 610 Measurement device 615 differs in that it is a rotary encoder. The inclination angle measuring device 615 measures the inclination angle of the distance measuring device 614 (the angle corresponding to the angle φ in FIG. 3) by measuring the rotation angle around the horizontal axis passing through the base point R of the distance measuring device 614.

上記構成によれば、距離測定器６１４の傾斜角φが計測可能となり、第１〜第５の実施の形態と同様の効果が得られる。   According to the above configuration, the inclination angle φ of the distance measuring device 614 can be measured, and the same effect as in the first to fifth embodiments can be obtained.

７． 第７の実施の形態
第７の実施の形態に係る測量システム７００（図示せず）は、測量システム１００と同様の、計測モジュール７１０と測量装置５０（図示せず）とを備える。 7. Seventh Embodiment A surveying system 700 (not shown) according to a seventh embodiment includes a measurement module 710 and a surveying device 50 (not shown) similar to the surveying system 100.

しかし、図２５に示すように、計測モジュール１０の距離測定器１４が、デジタル式の測定棒であるのに対して、計測モジュール７１０の距離測定器７１４は、小型の光波測距儀である点で異なる。距離測定器７１４は、計測モジュール７１０の制御部１７およびモジュール通信部１９と接続されている。   However, as shown in FIG. 25, while the distance measuring device 14 of the measuring module 10 is a digital measuring rod, the distance measuring device 714 of the measuring module 710 is a small lightwave distance measuring device. Different. The distance measuring device 714 is connected to the control unit 17 and the module communication unit 19 of the measurement module 710.

距離測定器７１４は、測距部と、レーザポインタとを備える。測距部は、レーザ光をパルス発振する送光部と、測定対象物からの反射光を受光する受光部とを備え、レーザ光を受光するまでの時間と光速に基づいて測定点までの距離を測定するノンプリズム測距が可能なものとする。レーザポインタは、例えば可視色のレーザ光を直線的に発するものとする。測距部の光軸は、距離測定器７１４の中心軸Ｌと一致しており、またレーザポインタの光軸とも一致している。   The distance measuring device 714 includes a distance measuring unit and a laser pointer. The distance measuring unit includes a light transmitting unit that oscillates laser light in a pulsed manner, and a light receiving unit that receives light reflected from the object to be measured. It is assumed that non-prism ranging for measuring the distance can be performed. The laser pointer emits, for example, a visible color laser beam linearly. The optical axis of the distance measuring unit matches the central axis L of the distance measuring device 714, and also matches the optical axis of the laser pointer.

距離測定器７１４の基点Ｒと測定点Ｐとの間の距離ｌの測定にあたっては、計測モジュール７１０の支持部材１２の先端１２ａを仮の測定点Ｑに当接し、支持部材１２の鉛直状態を確保し、距離測定器７１４を測定点Ｐに向け、レーザポインタで測定点Ｐを指し示し、その状態で、基点Ｒから測定点Ｐまでの距離ｌの測定を実行する。   In measuring the distance 1 between the base point R of the distance measuring device 714 and the measurement point P, the tip 12a of the support member 12 of the measurement module 710 is brought into contact with the temporary measurement point Q to secure the vertical state of the support member 12. Then, the distance measuring device 714 is pointed at the measurement point P, and the measurement point P is pointed by the laser pointer. In this state, the distance l from the base point R to the measurement point P is measured.

上記構成によれば、距離測定器７１４の基点Ｒと測定点Ｐとの間の距離ｌが計測可能となり、第１〜第６の実施の形態と同様の効果が得られる。また、レーザ距離計を用いると、物理的な長さの制約を受けることなく仮の測定点Ｑの設定を行うことができるので、測定点Ｑの設定の自由度が向上する。   According to the above configuration, the distance 1 between the base point R of the distance measuring device 714 and the measurement point P can be measured, and the same effects as in the first to sixth embodiments can be obtained. Further, when the laser distance meter is used, the provisional measurement point Q can be set without being restricted by the physical length, so that the degree of freedom in setting the measurement point Q is improved.

以上、本発明の好ましい実施の形態について述べたが、上記の実施の形態および実施例は本発明の一例であり、それぞれの構成を当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。   As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described. However, the above-described embodiments and examples are examples of the present invention, and the respective configurations can be combined based on the knowledge of those skilled in the art. Various forms are also included in the scope of the present invention.

１０，１０ａ，３１０，５１０，６１０，７１０ 計測モジュール
１１ 反射ターゲット
１３Ｂ，３１３Ｂ エンコーダパターン
１９ モジュール通信部
５０，５０ｃ, ２５０，３５０，４５０ 測量装置
５５，３５５ カメラ
５７ 通信部
６４ 演算制御部
７０ スキャナ
１００,１００ａ，１００ｃ，２００，３００，４００,５００，６００，７００ 測量システム 10, 10a, 310, 510, 610, 710 Measurement module 11 Reflection target 13B, 313B Encoder pattern 19 Module communication unit 50, 50c, 250, 350, 450 Surveying device 55, 355 Camera 57 Communication unit 64 Operation control unit 70 Scanner 100 , 100a, 100c, 200,300,400,500,600,700 Surveying system

Claims (6)

反射ターゲットを備え、使用時において鉛直に配置され、鉛直状態における該反射ターゲットと測定点との間の水平角、鉛直角および距離の関係についての計測データを取得可能な計測モジュールと、
前記反射ターゲットの三次元位置座標を測量可能な測量装置とを備える測量システムであって、
前記計測モジュールは、
前記計測モジュールの中心軸まわりの角度を示すエンコーダパターン、および
前記計測データを前記測量装置に送信するためのモジュール通信部を備え、
前記測量装置は、
前記エンコーダパターンの画像を取得するカメラ、
前記計測モジュールと通信可能な通信部、および
前記画像に基いてエンコーダパターンの読取り角を演算し、前記計測データおよび前記読取り角に基いて、前記測定点の三次元位置座標を演算する演算制御部を備えることを特徴とする測量システム。 A measurement module comprising a reflection target, which is arranged vertically in use, and capable of acquiring measurement data on the relationship between the horizontal angle, the vertical angle and the distance between the reflection target and the measurement point in the vertical state,
A surveying system including a surveying device capable of surveying three-dimensional position coordinates of the reflection target,
The measurement module,
An encoder pattern indicating an angle around a central axis of the measurement module, and a module communication unit for transmitting the measurement data to the surveying device,
The surveying device comprises:
A camera for acquiring an image of the encoder pattern,
A communication unit that can communicate with the measurement module; and a calculation control unit that calculates a reading angle of an encoder pattern based on the image, and calculates three-dimensional position coordinates of the measurement point based on the measurement data and the reading angle. A surveying system comprising: 反射ターゲットを備え、使用時において鉛直に配置され、鉛直状態における該反射ターゲットと測定点との間の水平角、鉛直角および距離の関係についての計測データを取得可能な計測モジュールと、
前記反射ターゲットの三次元位置座標を測量可能な測量装置とを備える測量システムであって、
前記計測モジュールは、
前記計測モジュールの中心軸まわりの角度を示すエンコーダパターン、および
前記計測データを前記測量装置に送信するためのモジュール通信部を備え、
前記測量装置は、
スキャン光を送光し、前記エンコーダパターンに反射した光を受光して、その受光光量分布を取得するスキャナ、
前記計測モジュールと通信可能な通信部、および
前記受光光量分布に基いてエンコーダパターンの読取り角を演算し、前記計測データおよび前記読取り角に基いて、前記測定点の三次元位置座標を演算する演算制御部を備えることを特徴とする測量システム。 A measurement module comprising a reflective target, which is arranged vertically in use, and capable of acquiring measurement data on the relationship between the horizontal angle, the vertical angle and the distance between the reflective target and the measurement point in a vertical state,
A surveying system including a surveying device capable of surveying three-dimensional position coordinates of the reflection target,
The measurement module,
An encoder pattern indicating an angle around a central axis of the measurement module, and a module communication unit for transmitting the measurement data to the surveying device,
The surveying device comprises:
A scanner that transmits scan light, receives light reflected on the encoder pattern, and obtains a distribution of the amount of received light;
A communication unit that can communicate with the measurement module; and a calculation that calculates a reading angle of an encoder pattern based on the received light amount distribution, and calculates a three-dimensional position coordinate of the measurement point based on the measurement data and the reading angle. A surveying system comprising a control unit. 前記計測モジュールが、前記計測モジュールの鉛直状態を検出するための水準器を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の測量システム。   The surveying system according to claim 1, wherein the measurement module includes a level for detecting a vertical state of the measurement module. 前記計測モジュールが、前記反射ターゲットと前記測定点との間の水平角を取得可能に構成された角度検出器、前記反射ターゲットと前記測定点との間の鉛直角を取得可能に構成された角度検出器、および、前記反射ターゲットと前記測定点との間の距離を取得可能に構成された距離測定器を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の測量システム。   The measurement module, an angle detector configured to be able to obtain a horizontal angle between the reflection target and the measurement point, an angle configured to be able to obtain a vertical angle between the reflection target and the measurement point The surveying system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a detector, and a distance measuring device configured to acquire a distance between the reflection target and the measurement point. 反射ターゲットと、
中心軸回りの角度を示すエンコーダパターンと、
外部機器と通信可能に構成されたモジュール通信部とを備え、
使用時において鉛直に配置され、鉛直状態における該反射ターゲットと測定点との間の水平角、鉛直角および距離の関係についての計測データを取得可能であり、前記計測データを外部機器に送信可能に構成されたことを特徴とする計測モジュール。 A reflective target,
An encoder pattern indicating the angle around the central axis,
A module communication unit configured to be able to communicate with an external device,
When used, it is arranged vertically, and it is possible to acquire measurement data on the relationship between the horizontal angle, the vertical angle and the distance between the reflection target and the measurement point in the vertical state, and transmit the measurement data to an external device. A measurement module characterized by being constituted. 反射ターゲットを備える計測モジュールと前記反射ターゲットの測距および測角を行う測量装置とを用いる測量方法であって
（ａ）前記計測モジュールに角度を示すエンコーダパターンを設け、
（ｂ）測定点とは異なる点に前記計測モジュールを鉛直に配置して、前記エンコーダパターンを読み取り、
（ｃ）前記反射ターゲットと測定点との間の水平角、鉛直角および距離の関係についての計測データを取得し、
（ｄ）測量装置により前記反射ターゲットの測距および測角を行い、
（ｅ）前記エンコーダパターンの読取り結果から、前記エンコーダパターンの基準方向に対する測量装置の方向角を演算し、
（ｆ）前記反射ターゲットの測距、測角データ、前記計測データ、および前記測量装置の方向角の演算結果に基づいて、前記測定点の三次元位置座標を演算することを特徴とする測量方法。 A surveying method using a measuring module having a reflective target and a surveying device for measuring a distance and an angle of the reflective target, comprising: (a) providing an encoder pattern indicating an angle in the measuring module;
(B) arranging the measurement module vertically at a point different from the measurement point, reading the encoder pattern,
(C) acquiring measurement data on a relationship between a horizontal angle, a vertical angle, and a distance between the reflection target and a measurement point;
(D) distance measurement and angle measurement of the reflection target by a surveying device,
(E) calculating a direction angle of the surveying device with respect to a reference direction of the encoder pattern from a reading result of the encoder pattern;
(F) calculating a three-dimensional position coordinate of the measurement point based on a distance measurement of the reflection target, angle measurement data, the measurement data, and a calculation result of a direction angle of the surveying device. .
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