JP2620996B2 - 位置計測作図装置のターゲット合照準装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、交通事故の現場など
に配された所定の対象物の位置座標を計測して平面図を
作成する位置計測作図装置に用いられる位置検出手段
で、所定の対象物までの距離と方向を測定し各別のター
ゲットの座標データを取得するにあたって、計測すべき
位置を指定するターゲットに該位置検出手段の照準を合
わせるターゲット合照準装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】交通事故が発生した場合には、事故調査
のために現場状況を把握する必要があり、警察官が実況
検分を行なって調書を作成し、その一部として、関係対
象物間の距離や周辺の位置関係を明確にした図７に示す
ような現場見取図（平面図）が作成される。

【０００３】このような現場見取図を作成する場合に、
従来では調査する者が巻尺を用いて関係対象物間の距離
を直接測定し、その測定結果を用いて平面図を作図して
いる。しかし、巻尺での測定は人手を要するとともに、
測定のために交通を長時間遮断して作業する必要があ
り、交通量の多い現場では交通渋滞の原因となったり、
作業者が側方を通過する車両に衝突されたりする危険を
伴う。このため、路上での作業時間を極力短縮する必要
がある。

【０００４】そこで、本件出願人は、操作が簡単であ
り、交通事故現場での計測作業を極力短時間でできると
ともに、事故現場において現場見取図を作成できるの
で、事故現場と完成された現場見取図との照合が迅速、
かつ容易に行なうことができる位置計測作図装置を提案
した（特願平１−１０４３４５号）。当該出願に係る発
明は、テレビカメラなどの撮影手段で予め事故現場など
における所望の位置に配したターゲット（またはマーカ
ー）を撮影しながら、撮影された画像を表示する画像表
示手段上で、カーソルなどの指示手段によって該ターゲ
ットを指示することにより、位置検出手段を該指示され
たターゲットの方向に指向させ、該ターゲットまでの基
準位置からの距離や角度を位置検出手段で検出してその
座標を算出し、該算出された座標に基づいて見取図表示
手段上で現場見取図を作成するようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の位置計測作図装置において位置検出手段でター
ゲットまでの距離および該ターゲットの方向を計測すべ
く該ターゲットを捕捉する場合に、上記位置検出手段の
照準をターゲットに合わせる作業が煩雑となっている。
すなわち、上記位置検出手段に発光素子と受光素子とを
組み合わせた測距器を用いる場合には、発光素子からタ
ーゲットに向けて投光した光が該ターゲットで反射し、
該反射光が受光素子に入射しなければターゲットまでの
距離とその方向が計測できず、かつ発光素子からは細く
絞られた光束の光が投光されるから、このためには該測
距器の光軸がターゲットの光軸に正確に合致するように
該位置検出手段の方向を調整しなければならない。しか
も、位置検出手段からターゲットまでの距離が大きくな
ると、位置検出手段の角度の振れが僅少であっても大き
く照準がずれてしまうから、上記画像表示手段上におい
てカーソルを操作して撮影手段、即ち位置検出手段の照
準をターゲットに合わせる作業は煩わしく、相当な熟練
が要求されるとともに、作業時間が長くなってしまうお
それがある。

【０００６】そこで、この発明は、上記位置検出手段の
照準を容易にターゲットに合わせることができる位置計
測作図装置のターゲット合照準装置を提供することを目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を解決
するために、この発明は、ターゲット合照準装置を、入
射光を所定の方向に反射させる反射体を有するターゲッ
トに、発光素子から投光してその反射光を受光素子で捕
捉することにより、該ターゲットまでの距離を測定する
とともに、その方向をエンコーダなどで測定して該ター
ゲットの座標を検出する位置検出手段を備え、ターゲッ
トで適宜数の被測定物を指示し、該ターゲットの座標を
適宜数検出してそれら各座標から平面図を作成する位置
計測作図装置において、前記ターゲットに、環状の光源
部と該環状の中心部に配した光源部とを有する光源を設
け、前記位置検出手段に該光源から発せられた光を捕捉
する受光部を設け、上記受光部を適宜数に分割した受光
センサによって形成し、該位置検出手段に、該位置検出
手段の光軸と直交するとともに互いに直交する２軸に対
して、各別に該位置検出手段を回動させる方向回動手段
と角度回動手段とを設け、上記受光部における入射位置
を検出する位置演算手段を設け、該位置演算手段の出力
信号により上記方向回動手段と角度回動手段とを作動さ
せて、上記受光センサのそれぞれの分割部に前記光源か
らの光を均等に入射させることにより上記位置検出手段
の照準を合わせる構成としたことを特徴としている。な
お、上記角度回動手段と方向回動手段は、上記位置検出
手段を、上記直交する２軸のうちの一方を中心として回
動させる回動手段を角度回動手段とし、この回動によっ
て位置検出手段の光軸が変化するときを角度の変化と
し、上記２軸のうちの他方を中心として回動させる回動
手段を方向回動手段とし、この回動によって位置検出手
段の光軸が変化する場合を方向の変化とする。

【０００８】

【作用】上記ターゲットの光源から発せられた光が上記
位置検出手段の受光部に入射するように、該位置検出手
段の概略の角度と方向を調整し、入射した状態で上記位
置演算手段により上記受光部の入射位置を検出する。そ
して、該入射位置が受光部の所定の位置、例えば中央と
なるように該位置演算手段から上記方向回動手段と角度
回動手段に作動信号が送出される。この作動信号によっ
て位置検出手段の方向と角度が変更されると、受光部へ
の入射位置も変更され、所定の入射位置となった状態で
位置検出手段が停止する。

【０００９】そして、上記受光部への入射光が所定の位
置にある場合に、位置検出手段の発光素子から発せられ
た光がターゲットで反射されて、該位置検出手段の受光
素子で捕捉されるように、該入射位置を定めておけば、
所望の座標測定を行なうことができる。

【００１０】

【実施例】以下、図示した実施例に基づいて、この発明
に係る位置計測作図装置のターゲット合照準装置を具体
的に説明する。

【００１１】図１はこの発明の概略の構成を示すブロッ
ク図であり、位置検出手段１はターゲット３の位置を座
標として検出する。この位置検出手段１には受光部５が
設けられており、上記ターゲット３に設けられた光源3a
から発せられた光を該受光部５で捕捉するようにしてあ
る。この受光部５には位置演算手段７が接続されてお
り、受光部５で捕捉された光源3aに関する受光信号が該
位置演算手段７に送出される。

【００１２】上記位置検出手段１は光軸Ｓと直交すると
ともに互に直交する２つの軸Ｔ、Ｕを中心として回動自
在に支持されているとともに、角度回動手段９によって
軸Ｔを中心として回動して光軸Ｓが垂直面内で適宜に傾
けられ、方向回動手段11によって軸Ｕを中心として回動
して光軸Ｓが水平面内で適宜に傾けられるようにしてあ
る。そして、上記位置演算手段７がこれら角度回動手段
９と方向回動手段11のそれぞれに接続されており、該位
置演算手段７から作動信号が送出されるようにしてあ
る。

【００１３】図２はこの位置検出手段１とターゲット３
の概略の構成を示している。該ターゲット３は発光ダイ
オードなどの光源3aおよびコーナーキューブなどの反射
体3bからなり、該ターゲット３に入射した光は該反射体
3bで所定の方向に反射し、光源3aは、図３（ａ）に示す
ように、この反射体3bを囲んで円形状に配設されてい
る。また、反射体3bの中央部にも光源3aが配設されてい
る。このようにすれば、近距離測定時に円形状光源3aの
像が相対的に大きくなり、４分割受光素子が円形状光源
3aの内側に入ってしまい、光源3aからの光が受光素子に
入射しなくなるということがなくなり、制御性を向上さ
せることができる。なお、このターゲット３はポール13
に取り付けられている。

【００１４】上記位置検出手段１には、図２に示すよう
に、測距用発光素子1aと測距用受光素子1bが備えられて
おり、該発光素子1aからターゲット３に向けて発せられ
た光が反射体3bで反射して、受光素子1bで捕捉されるよ
うにしてある。測距用発光素子1aで発せられた光はビー
ムスプリッタ1cを透過し、ビームスプリッタ1dによって
ほぼ直角方向に反射してターゲット３に投光され、該タ
ーゲット３からの反射光はビームスプリッタ1dで反射
し、さらにビームスプリッタ1cで反射して測距用受光素
子1bに入射するようにしてある。そして、上記ビームス
プリッタ1dの後方には前記受光部５が配設されており、
光源3aからの光はビームスプリッタ1dを透過して該受光
部５に入射するようにしてある。なお、ビームスプリッ
タ1dの前方には対物レンズ1eが設けられている。

【００１５】上記受光部５は、図４に示すように、４分
割受光素子など多分割受光素子からなり、４分割素子と
した場合に、それぞれの受光素子5a、5b、5c、5dの出力
信号が前記位置演算手段７に入力されている。いま、こ
れらの受光素子5a、5b、5c、5dの出力電圧の値をそれぞ
れＥa、Ｅb、Ｅc、Ｅdとすると、上記位置演算手段７に
おいては、

【数１】（Ｅa＋Ｅb）−（Ｅc＋Ｅd）＝Ｋ

【数２】（Ｅa＋Ｅc）−（Ｅb＋Ｅd）＝Ｌ を演算している。そして、これらの出力電圧の値Ｅa、
Ｅb、Ｅc、Ｅdは受光部５への入射位置で変化し、数１
式および数２式の値Ｋ、Ｌがともに「０」となる場合に
は、図４において符号Ｐで示すように、光源3aの光が受
光部５の中央部に入射したことになる。

【００１６】次に、この位置検出手段１が用いられる位
置計測作図装置の構成を、図５および図６を参照して説
明する。図５は現場見取図を作成すべき交通事故などの
現場を示すもので、該現場の適宜位置にはテレビカメラ
などの撮影手段と位置検出手段１とを組み合わせた計測
ヘッド21が設置されて、現場の状況を撮影する。また、
この計測ヘッド21に組み込まれた位置検出手段１の光軸
と撮影手段の光軸とは平行にしてあり、該撮影手段でタ
ーゲット３を画面中心付近に捕捉し、数１式および数２
式の値Ｋ、Ｌがともの「０」となるように制御した際に
は、該ターゲット３の中心を位置検出手段１の光軸が貫
通するようにしてある。なお、撮影手段の撮影レンズを
透過して撮像素子に至る光路の途中を分岐させて光源3a
からの光が位置検出手段１に入射する構造であっても構
わず、この構造によれば位置検出手段１の光軸と撮影手
段の光軸とは一致することになる。そして、前記角度回
動手段９と方向回動手段11はこの計測ヘッド21に取り付
けられて、該計測ヘッド21の指向方向を変更するように
してある。

【００１７】上記計測ヘッド21にはケーブル23によって
図６に示す制御部25が接続され、該制御部25に前記位置
演算手段７が含まれている。この制御部25には、上記計
測ヘッド21に組み込まれた撮影手段で撮影された画像を
表示するＣＲＴなどの画像表示手段27と入出力処理を行
なうためのコンピュータ29が接続されている。さらに、
このコンピュータ29に、作図すべき現場見取図を表示し
所定の情報を入力するための液晶表示器付タブレット31
と、見取図を印刷するためのＸ−Ｙプロッタ33が接続さ
れている。

【００１８】さらに上記撮影手段には変倍レンズが備え
られており、図６（ａ）で示すように、所望の位置を高
倍率で上記画像表示手段27に表示できるようにしてあ
る。

【００１９】以上により構成したこの発明に係る位置計
測作図装置のターゲット合照準装置の動作を、以下に説
明する。

【００２０】図５に示すように、見取図を作成すべき現
場の適宜位置に計測ヘッド21を設置する。この計測ヘッ
ド21には位置検出手段１が具備されているから、該位置
検出手段１も現場に配設されることになる。他方、座標
を測定すべき位置にターゲット３を取り付けたポール13
を保持して、該ターゲット３の光源3aおよび反射体3bを
計測ヘッド21に対向させる。そして、撮影手段で撮影さ
れた画像を画像表示手段27で確認しながら、該画像表示
手段27上にターゲット３が写されるように、液晶表示器
付タブレット31から指示を与えて、計測ヘッド21の方向
と角度を調整する。このとき、前記角度回動手段９と方
向回動手段11とを操作する者が回動方向、回動量の指示
を与えることによって作動させて調整する。また、この
調整を行なうに際し、図６（ａ）に示すように、所定の
ターゲット３を拡大して画像表示手段27に写しながら行
なえば、より調整を行ない易い。

【００２１】そして、計測ヘッド21の撮影手段がターゲ
ット３を画面中心付近に捕捉するようにすると、ターゲ
ット３の光源3aから発せられる光が位置検出手段１の受
光部５に入射する。該ターゲット３の光源3aから発せら
れた光が位置検出手段１の受光部５に入射すると、該入
射光は該受光部５の受光素子5a、5b、5c、5dのいずれか
に入射されることになる。前記位置演算手段７ではそれ
ぞれの受光素子5a、5b、5c、5dの出力電圧から数１式お
よび数２式に示す演算を行ない、これら数１式、数２式
の値Ｋ、Ｌが所定の値以下となるように前記角度回動手
段９と方向回動手段11に作動信号を送出する。すなわ
ち、この作動信号に基づいて角度回動手段９と方向回動
手段11とが作動すると、位置検出手段１の光軸の方向が
変化するから、受光部５への入射位置も変化する。この
変化を位置演算手段７でモニターしながら位置検出手段
１を軸Ｔおよび軸Ｕを中心として回動させて、光源3aか
らの光が受光素子5a、5b、5c、5dに均等に入射するよう
にし、当該位置において位置検出手段１の前記測距用発
光素子1aからの投光がターゲット３の反射体3bで反射し
て前記測距用受光素子1bに入射するようにしておけば、
確実に測距用発光素子1aからターゲット３に向けて投光
した光を測距用受光素子1bで捕捉することができる。

【００２２】そして、測距用発光素子1aから発せられた
光が測距用受光素子1bで捕捉されれば、公知の光波距離
計の原理により、位置検出手段１からターゲット３まで
の直線距離が測定できる。また、上記角度回動手段９に
よって回動した角度が位置検出手段１からターゲット３
に対する垂直面内での仰角あるいは俯角となり、方向回
動手段11によって回動した角度が水平面内での振れ角と
なり、従ってこれら直線距離と垂直面内における角度、
水平面内における角度とからターゲット３の３次元座標
を算出することができる。

【００２３】そして、ターゲット３を複数箇所に順次配
してそれぞれ座標を検出し、これら座標を基に現場見取
図を作成すればよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る位
置計測作図装置のターゲット合照準装置によれば、ター
ゲットの光源から発せられた光を受光部で捕捉し、該受
光部に対する入射位置が所定の位置となるように、位置
検出手段を角度回動手段と方向回動手段とによって回動
させるようにしたから、位置検出手段の照準を自動的か
つ迅速にターゲットに合わせることができる。したがっ
て、現場見取図を短時間で作成することができ、交通事
故現場の事故調査のための実況検分を当該現場で行なっ
て現場見取図を作成しても、交通の遮断が短時間でよい
から、交通渋滞を招くことが極力防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るターゲット合照準装置の構成を
示すブロック図である。

【図２】ターゲット合照準装置の構造を説明する概略図
である。

【図３】ターゲットを示す図で、（ａ）は正面図、
（ｂ）は右側面図である。

【図４】受光部の構造を説明する概略斜視図である。

【図５】現場見取図の作成に供される現場の説明図であ
る。

【図６】位置計測作図装置の制御部関係の概略構成図で
ある。

【図７】図５に示す現場の現場見取図である。

【符号の説明】

１ 位置検出手段 1a 測距用発光素子 1b 測距用受光素子 ３ ターゲット 3a 光源 3b 反射体 ５ 受光部 ７ 位置演算手段 ９ 角度回動手段 11 方向回動手段 21 計測ヘッド 25 制御部 27 画像表示手段 29 コンピュータ 31 液晶表示器付タブレット 33 Ｘ−Ｙプロッタ Ｓ 光軸 Ｔ、Ｕ 軸

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光を所定の方向に反射させる反射体
   を有するターゲットに、発光素子から投光してその反射
   光を受光素子で捕捉することにより、該ターゲットまで
   の距離を測定するとともに、その方向をエンコーダなど
   で測定して該ターゲットの座標を検出する位置検出手段
   を備え、ターゲットで適宜数の被測定物を指示し、該タ
   ーゲットの座標を適宜数検出してそれら各座標から平面
   図を作成する位置計測作図装置において、 前記ターゲットに、環状の光源部と該環状の中心部に配
   した光源部とを有する光源を設け、 前記位置検出手段に該光源から発せられた光を捕捉する
   受光部を設け、上記受光部を適宜数に分割した受光センサによって形成
   し、 該位置検出手段に、該位置検出手段の光軸と直交すると
   ともに互いに直交する２軸に対して、各別に該位置検出
   手段を回動させる方向回動手段と角度回動手段とを設
   け、 上記受光部における入射位置を検出する位置演算手段を
   設け、 該位置演算手段の出力信号により上記方向回動手段と角
   度回動手段とを作動させて、上記受光センサのそれぞれ
   の分割部に前記光源からの光を均等に入射させることに
   より上記位置検出手段の照準を合わせることを特徴とす
   る位置計測作図装置のターゲット合照準装置。