JP2894707B2 - Surveying instrument - Google Patents
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- JP2894707B2 JP2894707B2 JP63330316A JP33031688A JP2894707B2 JP 2894707 B2 JP2894707 B2 JP 2894707B2 JP 63330316 A JP63330316 A JP 63330316A JP 33031688 A JP33031688 A JP 33031688A JP 2894707 B2 JP2894707 B2 JP 2894707B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、距離、水準又は方位等を測定する測量機に
関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a surveying instrument for measuring a distance, a level, a direction, and the like.
［従来の技術］ 従来では、測量機の視準は、望遠鏡の軸を目標物へ向
け、接眼レンズに目を当ててこの望遠鏡を覗き、視野内
の目標物の中心位置が十字線の交点に一致するように望
遠鏡の光軸方向を調整して行っていた。[Prior art] Conventionally, the collimation of a surveying instrument is such that the axis of a telescope is aimed at a target, an eyepiece is aimed at, and the telescope is looked at. The direction of the optical axis of the telescope was adjusted to match.
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、観測方向、観測者又は観測者の疲労度等によ
り、接眼レンズに対する目の位置が異なり、測量毎に異
なる測定誤差が生じていた。[Problems to be Solved by the Invention] However, the position of the eye with respect to the eyepiece differs depending on the observation direction, the observer or the degree of fatigue of the observer, and a different measurement error occurs for each survey.
本発明の目的は、観測方向、観測者又は観測者の疲労
度等に左右されずに同一の視準を行うことができる測量
機を提供することにある。An object of the present invention is to provide a surveying instrument that can perform the same collimation without being influenced by the observation direction, the observer, or the degree of fatigue of the observer.
［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するために、本発明では、 望遠鏡と、該望遠鏡を通して撮像面に結像され映像信
号を出力する撮像素子と、該映像信号に基づいた画像を
表示する表示手段とを備えた測量機本体と、 該表示手段に表示された画像のうち目標物の像を含む
範囲を指定する範囲指定手段と、 指定された該範囲に対し２次微分オペレータを施して
物体像のエッジを検出し、該エッジを連ねた境界線を検
出する境界線検出手段と、 該境界線で囲まれた範囲の２次元幾何学的重心を算出
する重心算出手段と、 該表示手段の画面中心に対する該２次元幾何学的重心
の変位を検出する変位検出手段とを有し、 該変位検出手段の検出結果が該表示手段に表示される
ことを特徴としている。[Means for Solving the Problems] In order to achieve this object, the present invention provides a telescope, an imaging device which forms an image on an imaging surface through the telescope and outputs a video signal, and an image based on the video signal. A surveying instrument main body provided with a display means for displaying an image, a range designating means for designating a range including an image of a target object in an image displayed on the display means, and a second derivative operator for the designated range To detect an edge of the object image and detect a boundary line connecting the edges, a centroid calculation unit that calculates a two-dimensional geometric centroid of a range surrounded by the boundary line, Displacement detecting means for detecting a displacement of the two-dimensional geometric center of gravity with respect to a screen center of the display means, wherein a detection result of the displacement detecting means is displayed on the display means.
［実施例］ 図面に基づいて本発明の実施例を説明する。Example An example of the present invention will be described with reference to the drawings.
（１）第１実施例 第３図には第１実施例の機械的要部構成が示されてい
る。(1) First Embodiment FIG. 3 shows the structure of the main mechanical parts of the first embodiment.
望遠鏡10には光学系10a及び固体撮像素子10bが内設さ
れており、光学系10aの光軸方向にある対象物が固体撮
像素子10bの撮像面に結像される。この撮像面の中心
は、光学系10aの光軸上、すなわち望遠鏡10の光軸上に
ある。An optical system 10a and a solid-state imaging device 10b are provided in the telescope 10, and an object in the optical axis direction of the optical system 10a is imaged on an imaging surface of the solid-state imaging device 10b. The center of this imaging plane is on the optical axis of the optical system 10a, that is, on the optical axis of the telescope 10.
望遠鏡10の側部には回転軸12、14の一端が固着されて
おり、これらの他端部は回転台16に軸支されている。こ
の回転台16にはＸ軸微動ノブ18が設けられており、これ
を回転させると望遠鏡10が回転軸12、14を中心として連
動回転する。また、回転台16にはロータリーエンコーダ
20が内設されており、回転軸14の回転角がこれにより検
出される。One ends of rotating shafts 12 and 14 are fixed to the side of the telescope 10, and the other ends of the rotating shafts 12 and 14 are supported by a turntable 16. The turntable 16 is provided with an X-axis fine-adjustment knob 18, and when this knob is rotated, the telescope 10 rotates in conjunction with the rotation shafts 12 and 14. The rotary base 16 has a rotary encoder
20 is provided therein, and the rotation angle of the rotating shaft 14 is detected thereby.
回転台16は支軸22を介して固定台24に回転可能に支持
されており、回転台16に設けられたＹ軸微動ノブ26を回
転させると、支軸22を中心として、回転台16が支軸22及
び固定台24に対し回転する。固定台24にはロータリーエ
ンコーダ28が内設されており、固定台24に対する回転台
16の回転角が検出される。The turntable 16 is rotatably supported by a fixed stand 24 via a support shaft 22, and when the Y-axis fine adjustment knob 26 provided on the turntable 16 is rotated, the turntable 16 is rotated about the support shaft 22. It rotates with respect to the support shaft 22 and the fixed base 24. A rotary encoder 28 is internally provided in the fixed base 24, and a rotary base with respect to the fixed base 24 is provided.
Sixteen rotation angles are detected.
回転台16の正面にはディスプレイ30、入力装置32及び
電気ブザー33が取着されている。このディスプレイ30
は、例えばLCDパネルであり、固体撮像素子10bにより撮
像された画像が表示される。ディスプレイ30の画面中心
位置は固体撮像素子10bの撮像面の中心位置に対応して
いる。入力装置32は、例えばトラックボール、デジタイ
ザ又はキーボード等であり、ディスプレイ30に表示され
たカーソルを移動させて目標物の像を指定するデータを
入力するのに用いられる。また、電子ブザー33は、目標
物への視準が完了したことを観測者に報知するのに用い
られる。A display 30, an input device 32, and an electric buzzer 33 are attached to the front of the turntable 16. This display 30
Is, for example, an LCD panel on which an image captured by the solid-state imaging device 10b is displayed. The screen center position of the display 30 corresponds to the center position of the imaging surface of the solid-state imaging device 10b. The input device 32 is, for example, a trackball, a digitizer, a keyboard, or the like, and is used for moving a cursor displayed on the display 30 to input data for specifying an image of a target. The electronic buzzer 33 is used to notify the observer that the collimation for the target has been completed.
第４図に示す如く、ディスプレイ30には例えば境界線
BL1、BL2及びBL3で区分される３つの像が写っており、
以下、境界線BL1で区分される像を指定する場合につい
て説明する。As shown in FIG. 4, the display 30 has, for example, a boundary line.
BL 1, BL and photographed three images segmented by 2 and BL 3,
Hereinafter, the case to specify the image to be classified by the boundary line BL 1.
第２図には電気的要部構成が示されている。 FIG. 2 shows the configuration of the main electric parts.
図中、34は画像処理回路であり、撮像素子10bからの
画素信号を処理してデジタル映像信号を出力する。36は
プロセッサであり、マイクロコンピュータを用いて構成
されている。第３図にはマイクロコンピュータのソフト
ウエア構成が機能ブロック36a〜36gにより示されてい
る。In the figure, reference numeral 34 denotes an image processing circuit which processes a pixel signal from the image sensor 10b and outputs a digital video signal. 36 is a processor, which is configured using a microcomputer. FIG. 3 shows the software configuration of the microcomputer by functional blocks 36a to 36g.
36aは画像合成部であり、画像処理回路34から供給さ
れるデジタル映像信号を一時記憶し、ロータリーエンコ
ーダ20、28から供給される方位データ、後述する指定範
囲、目標物の像である指定像の境界線、指定像の幾何学
的重心位置を示す十字線及び画面中心位置を示す十字線
等を撮像画像に合成してディスプレイ30に表示させる。Reference numeral 36a denotes an image synthesizing unit which temporarily stores the digital video signal supplied from the image processing circuit 34, azimuth data supplied from the rotary encoders 20 and 28, a designated range described later, and a designated image which is an image of a target. A boundary line, a cross line indicating the geometric center of gravity of the designated image, a cross line indicating the center position of the screen, and the like are combined with the captured image and displayed on the display 30.
36bは指定範囲表示データ作成部であり、入力装置32
を操作してカーソルを移動させ、第４図に示す点Ａ及び
点Ｃの位置座標をこの36bに読み込ませると、36bは線分
ACを対角線とする長方形ABCDを表示するためのデータを
作成し、画像合成部36aに供給する。画像合成部36aはこ
のデータを撮像画像に合成する。したがって、ディスプ
レイ30には長方形ABCDが表示され、観測者はこの範囲が
指定されたことを確認する。Reference numeral 36b denotes a designated range display data creating unit, and the input device 32
Is operated to move the cursor, and the position coordinates of the points A and C shown in FIG. 4 are read into this 36b.
Data for displaying a rectangular ABCD having a diagonal line of AC is created and supplied to the image combining unit 36a. The image combining unit 36a combines this data with the captured image. Therefore, a rectangular ABCD is displayed on the display 30, and the observer confirms that this range has been designated.
36cは指定像領域認識部であり、画像合成部36aからの
画像データ及び入力装置32により指定された範囲からこ
の範囲内の像の境界を判定し、境界線BL1を認識する。
すなわち、境界線BL1により囲まれる領域（指定像領
域）を認識する。また、この36cは、指定像移動中に
も、境界線BL1を後述する如く認識する。36c is a specified image area recognizing unit determines the boundaries of the image within the range from the specified range by the image data and the input device 32 from the image synthesizing unit 36a, recognizes the boundary line BL 1.
That recognizes the region (designated image region) surrounded by the boundary line BL 1. Moreover, this 36c is also in the specified image movement, recognized as described below the boundary line BL 1.
36dは指定像記憶部であり、画像合成部36aから供給さ
れる画像データの内、指定像領域認識部36cにより認識
された指定像領域の画像データを記憶する。また、36d
は境界線BL1における特徴的なデータ、たとえば境界線B
L1での輝度変化量等を記憶する。したがって、指定像領
域認識部36cは、指定像記憶部36dのデータと画像合成部
36aからのデータを比較することにより、指定像が移動
しても迅速確実に境界線BL1を認識することができる。A designated image storage unit 36d stores image data of the designated image area recognized by the designated image area recognizing unit 36c among the image data supplied from the image combining unit 36a. Also, 36d
Characteristic data of the boundary line BL 1, for example, the boundary line B
Storing the luminance variation and the like in L 1. Therefore, the designated image area recognizing unit 36c stores the data of the designated image storage unit 36d and the image combining unit 36d.
By comparing the data from 36a, it is possible to specify image also move to recognize quickly reliably border BL 1.
36eは重心座標算出部であり、指定像領域認識部36cに
より認識された指定像領域の幾何学的重心PGは座標
（XG,YG）を算出する。この重心座標は画像合成部36aに
供給され、画像合成部36aはこの位置を交点とする十字
線の画像データを撮像画像に合成する。したがって、デ
ィスプレイ30には指定像の重心が十字線により表示され
る。36e is a center-of-gravity coordinate calculating unit, the geometric center of gravity P G of recognized by designated image area recognizing section 36c specifying image region calculating the coordinates (X G, Y G). The coordinates of the center of gravity are supplied to the image synthesizing unit 36a, and the image synthesizing unit 36a synthesizes image data of a crosshair having this position as an intersection with a captured image. Therefore, the center of gravity of the designated image is displayed on the display 30 by the crosshairs.
36fは画面中心座標記憶部であり、ディスプレイ30の
画面中心PCの座標（XC,YC）が記憶されている。この画
面中心座標は画像合成部36aに供給され、画像合成部36a
はこの位置を交点とする十字線の画像データを撮影画像
に合成する。したがって、ディスプレイ30には画面中心
が十字線により表示される。36f is a screen center coordinate storage unit, the screen center P C coordinates of the display 30 (X C, Y C) is stored. The screen center coordinates are supplied to the image combining unit 36a, and the image combining unit 36a
Combines the image data of the crosshairs having this position as the intersection with the photographed image. Therefore, the center of the screen is displayed on the display 30 by the crosshairs.
36gは比較部であり、指定像の幾何学的重心PGが画面
中心PCに略一致しているかどうか、すなわち、XCとXGの
値及びYCとYGの値が略一致しているかどうかを判定し、
略一致しておれば一致の程度、例えば画面上でのPG、PC
間の距離を求め、判定結果を画像合成部36aに供給する
とともに、略一致しておれば電子ブザー33に信号を送出
してこれを鳴らし、観測者に略一致を知らせる。画像合
成部36aは、比較部36gにより該略一致が判定されると、
両位置が一致したことを示す画像データを撮影画像に合
成する。この画像データは、例えば十字線を点滅させる
データである。また、一致の程度を数値、記号または十
字線の色等により表示する。36g is a comparison unit, whether geometric centroid P G specified image substantially coincides to the screen center P C, i.e., the value and the value of Y C and Y G of X C and X G is substantially coincident Judge whether or not
If they substantially match, the degree of matching, for example, P G and P C on the screen
The distance between them is determined, the determination result is supplied to the image synthesizing unit 36a, and if they substantially match, a signal is sent to the electronic buzzer 33 to sound it and notify the observer of the substantially matching. The image synthesizing unit 36a, when the approximate match is determined by the comparing unit 36g,
Image data indicating that the two positions match with each other is synthesized with the captured image. This image data is, for example, data for blinking a crosshair. Also, the degree of coincidence is indicated by a numerical value, a symbol, the color of a crosshair, or the like.
次に、上記の如く構成された本実施例の動作を説明す
る。Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
ディスプレイ30には、望遠鏡10の軸方向の画像に、望
遠鏡10の方位を示す数値及び画面中心位置PCを示す十字
線が合成させて表示されている。観測者は、望遠鏡10の
軸を目標物へ向け、ディスプレイ30に目標物が映ってい
ることを確認した後、入力装置32を操作して第４図に示
す如く目標物が含まれる範囲ABCDの対角点Ａ、Ｃまたは
Ｂ、Ｄを指定する。The display 30, in the axial direction of the image of the telescope 10, the cross line indicating the numerical and screen center position P C shows the orientation of the telescope 10 is displayed by combining. The observer turns the axis of the telescope 10 toward the target, confirms that the target is reflected on the display 30, and then operates the input device 32 to move the range ABCD including the target as shown in FIG. Designate diagonal points A and C or B and D.
これにより、枠線ABCDがディスプレイ30に表示され
る。適当な範囲であると判断したならば、入力装置32を
操作して確認入力を行う。該入力により、枠線ABCDの表
示が消え、境界線BL1がディスプレイ30に表示され、次
にこの境界線BL1により囲まれる領域の幾何学的重心位
置が十字線で表示される。As a result, the frame ABCD is displayed on the display 30. If it is determined that the range is appropriate, the input device 32 is operated to perform a confirmation input. By the input, disappears border ABCD, the boundary line BL 1 is displayed on the display 30, then the geometric center of gravity of the region surrounded by the boundary line BL 1 is displayed in crosshairs.
観測者はディスプレイ30を見ながら、Ｘ軸微動ノブ18
及びＹ軸微動ノブ26を回転操作して、指定像の幾何学的
重心位置PGを画面中心位置PCに一致させる。両者が略一
致して電子ブザー33が鳴り、十字線が点滅し、一致の程
度が表示され、適当な一致であると判定すると、観測者
は該操作を停止し、ディスプレイ30に表示されている望
遠鏡の方位（視準軸の方位）を読み取る。The observer looks at the display 30 and moves the X-axis fine adjustment knob 18
And Y-axis fine movement knob 26 and rotating operation, to match the geometric center of gravity position P G of specified images to the screen center position P C. The two substantially coincide with each other, the electronic buzzer 33 sounds, the crosshair blinks, the degree of coincidence is displayed, and if it is determined that the match is appropriate, the observer stops the operation and is displayed on the display 30. Reads the azimuth of the telescope (the azimuth of the collimation axis).
略一致及びその程度が報知されるので、視準作業が容
易であり、また、視準方向の空気温度の変動による姿の
ちらつきがあっても、視準を容易に行うことができる。Since the approximate coincidence and the degree thereof are reported, collimation work is easy, and collimation can be easily performed even if there is a flickering of the figure due to a change in air temperature in the collimation direction.
（２）第２実施例 第５図には本発明の第２実施例に係る測量機の機械的
要部構成が示されており、固体撮像素子10bが回転台16
に内設されている。また、固体撮像素子10bの撮像面に
結像させるために、望遠鏡10及び回転台16にそれぞれ平
面鏡M1及びM2が内設されている。これら平面鏡M1、M2の
入反射点は、望遠鏡10の回転中心線上にある。(2) Second Embodiment FIG. 5 shows a mechanical essential configuration of a surveying instrument according to a second embodiment of the present invention.
It is installed inside. Further, in order to form an image on the imaging surface of the solid-state imaging device 10b, respectively telescope 10 and the turntable 16 is a plane mirror M 1 and M 2 disposed therein. The points of incidence and reflection of the plane mirrors M 1 and M 2 are on the rotation center line of the telescope 10.
他の点については第１実施例と同一である。 The other points are the same as the first embodiment.
（３）第３実施例 次に、本発明の第３実施例を説明する。(3) Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described.
測量機の機械的構成は第１実施例と同一である。測量
機の電気的要部構成を第６図に示す。The mechanical configuration of the surveying instrument is the same as that of the first embodiment. FIG. 6 shows the main electrical configuration of the surveying instrument.
固体撮像素子10bから順次読み出される画素信号（輝
度信号）はA/D変換器40によりデジタル変換され、画像
メモリ42に格納されるとともに、切換スイッチ44を介し
てモニタ用LCD−TV30Aに供給されて撮影画像が表示され
る。一方、システム制御用の汎用マイクロコンピュータ
46は、キーボード32Aからのデータ及び設定メモリ48に
設定されたデータを読み取って画像処理プロセッサ50へ
供給する。画像処理プロセッサ50は、このデータを受け
取り、また、アドレスジェネレータ52を介して画像メモ
リ42、演算用高速メモリ54をアドレス指定し、演算用高
速メモリ54を用いて画像メモリ42からの画像データを処
理する。また、角度換算プロセッサ56は、ロータリエン
コーダ20及び28からのデータを角度データに換算する。
画像合成プロセッサ58は、画像メモリ42から画像デー
タ、画像処理プロセッサ50から処理結果及び角度換算プ
ロセッサ56から角度データを受け取り、汎用マイクロコ
ンピュータ46からの指令に基づいて画像合成し、これを
モニタ用LCD−TV30Aに供給して表示させる。汎用マイク
ロコンピュータ46は、指定像の幾何学的重心がモニタ用
LCD−TV30Aの画面中心に略一致すると判定すると、電子
ブザー33を一定時間鳴らす。Pixel signals (luminance signals) sequentially read from the solid-state imaging device 10b are digitally converted by an A / D converter 40, stored in an image memory 42, and supplied to a monitor LCD-TV 30A via a changeover switch 44. The captured image is displayed. On the other hand, a general-purpose microcomputer for system control
46 reads the data from the keyboard 32A and the data set in the setting memory 48, and supplies them to the image processor 50. The image processor 50 receives the data, addresses the image memory 42 and the high-speed operation memory 54 via the address generator 52, and processes the image data from the image memory 42 using the high-speed operation memory 54. I do. The angle conversion processor 56 converts data from the rotary encoders 20 and 28 into angle data.
The image synthesizing processor 58 receives the image data from the image memory 42, the processing result from the image processing processor 50, and the angle data from the angle conversion processor 56, synthesizes the image based on a command from the general-purpose microcomputer 46, and combines this with an LCD for monitoring. -Supply to TV30A for display. The general-purpose microcomputer 46 monitors the geometric center of gravity of the designated image.
If it is determined that the position substantially matches the center of the screen of the LCD-TV 30A, the electronic buzzer 33 sounds for a certain period of time.
次に、上記の如く構成された第３実施例の動作を第７
図乃至第10図に示すフローチャートに基づいて説明す
る。Next, the operation of the third embodiment configured as described above will be described in the seventh.
Description will be made based on the flowcharts shown in FIGS.
（60）初期状態では、切換スイッチ44は汎用マイクロコ
ンピュータ46によりA/D変換器40側にされている。作業
者はモニタ用LCD−TV30Aに目標物が映るまで粗動操作で
望遠鏡10を回転させる。(60) In the initial state, the changeover switch 44 is set to the A / D converter 40 side by the general-purpose microcomputer 46. The operator rotates the telescope 10 by a coarse operation until the target is displayed on the monitor LCD-TV 30A.
（62）次に、キーボード32Aを操作して目標物が含まれ
る指定範囲を設定する。この処理の詳細を第８図に示
す。(62) Next, the user operates the keyboard 32A to set a designated range including the target. The details of this process are shown in FIG.
（620〜622）カーソルを上下左右方向へ移動させる方向
キーを操作してモニタ用LCD−TV30A上のカーソル、例え
ば“＋”のカーソルを、第４図に示す四角形ABCDの対角
点Ａの位置まで移動させる。この方向キーを操作する
と、汎用マイクロコンピュータ46は、切換スイッチ44を
画像合成プロセッサ58側にし、方向キーの指示方向及び
カーソル表示指令を画像合成プロセッサ58に供給する。
これに応答して、画像合成プロセッサ58は、画像メモリ
42からの画像データにこのカーソルパターンを合成して
これをモニタ用LCD−TV30Aに表示させる。ステップ621
で“Y"キーが操作されたと判定すると、 （623）汎用マイクロコンピュータ46は画像合成プロセ
ッサ58に対角点表示指令を供給し、画像合成プロセッサ
58はこのときのカーソル位置を対角点Ａとしてこの位置
に例えば“■”を表示する。(620 to 622) The cursor on the monitor LCD-TV 30A, for example, the cursor of "+" is moved by operating the direction keys for moving the cursor up, down, left and right, and the position of the diagonal point A of the square ABCD shown in FIG. Move up to When the direction key is operated, the general-purpose microcomputer 46 sets the changeover switch 44 to the image synthesis processor 58 side, and supplies the direction indicated by the direction key and the cursor display command to the image synthesis processor 58.
In response, the image synthesis processor 58
The cursor pattern is combined with the image data from 42 and displayed on the monitor LCD-TV 30A. Step 621
(623) The general-purpose microcomputer 46 supplies a diagonal point display command to the image synthesizing processor 58, and
Numeral 58 designates the cursor position at this time as a diagonal point A and displays, for example, "■" at this position.
（624）また、汎用マイクロコンピュータ46はこの対角
点の座標を記憶しておく。(624) The general-purpose microcomputer 46 stores the coordinates of the diagonal point.
（625〜629）次に、上記同様にカーソルを移動させて第
４図に示す他方の対角点Ｃを特定する。この処理は上記
ステップ620〜622、624の処理と同一である。(625-629) Next, the cursor is moved in the same manner as described above to specify the other diagonal point C shown in FIG. This processing is the same as the processing in steps 620 to 622 and 624 described above.
（630）次に、汎用マイクロコンピュータ46はステップ6
24及び629で記憶した２つの対角点Ａ、Ｃを対角線の端
点とする長方形ABCDのデータを画像合成プロセッサ58へ
供給し、画像合成プロセッサ58はこの長方形の画像デー
タに合成してモニタ用LCD−TV30Aに表示させる。(630) Next, the general-purpose microcomputer 46 executes step 6
The data of the rectangle ABCD having the two diagonal points A and C stored at 24 and 629 as diagonal end points is supplied to the image synthesizing processor 58, and the image synthesizing processor 58 synthesizes the rectangular image data with the monitor LCD. -Display on TV30A.
（631）作業者はこの長方形が適当であるかどうかを判
断し、適当であれば、キーボード32Aの“Y"キーを操作
し、そうでなければ“N"キーを操作する。(631) The operator determines whether or not this rectangle is appropriate, and if so, operates the “Y” key of the keyboard 32A, and otherwise operates the “N” key.
（632）“N"キーを操作した場合には、ステップ620へ戻
り上記処理を繰り返す。“Y"キーを操作した場合には、 （633）キーボード32Aを操作して、目標物の像である指
定像の幾何学的重心位置PGと画面中心位置PCの略一致判
定用Δ値を変更するかどうかを指示する。(632) If the "N" key has been operated, the flow returns to step 620 to repeat the above processing. "Y" when the user manipulates the keys (633) by operating the keyboard 32A, the geometric specified image is an image of the target barycentric position P G and the screen center position P substantially coincide determination Δ value of C To indicate whether to change.
（634）ステップ633で“Y"キーが操作された場合にはこ
のルーチンの処理を終了し、ステップ633でΔ値が入力
された場合には、 （635）設定メモリ48に既に書き込まれているΔ値をこ
の新たなΔ値で書き換えてこのルーチンの処理を終了す
る。(634) If the "Y" key is operated in step 633, the processing of this routine is terminated. If the Δ value is input in step 633, (635) the setting memory 48 has already been written. The Δ value is rewritten with the new Δ value, and the processing of this routine ends.
なお、Δの代わりにｎΔを用い、Δを固定値としてｎ
の値を設定するようにしてもよい。Note that nΔ is used instead of Δ, and n is a fixed value.
May be set.
（64）次に、汎用マイクロコンピュータ46は境界検出指
令を画像処理プロセッサ50に供給し、これに応答して画
像処理プロセッサ50は設定された長方形ABCD内の全画像
についてその境界を検出する。すなわち、この長方形内
の各画素の２回差分をとる（２次微分オペレータを施
す）ことにより、画像のエッジを検出し、例えばエッジ
部分を黒、その他の部分を白とする白黒パターンに（２
値化）する。例えば長方形ABCD内の画像が第11A図に示
すような場合には、このような処理により第11B図に示
す如くなる。(64) Next, the general-purpose microcomputer 46 supplies a boundary detection command to the image processor 50, and in response, the image processor 50 detects the boundary of all the images in the set rectangular ABCD. That is, the edge of the image is detected by taking the difference twice (performing the second derivative operator) of each pixel in the rectangle, and for example, a black-and-white pattern in which the edge portion is black and the other portions are white is (2)
Value). For example, when the image in the rectangular ABCD is as shown in FIG. 11A, such a process results in the image as shown in FIG. 11B.
（66）次に、画像処理プロセッサ50は指定像を決定す
る。例えば、Ａ点を始点とし、第11B図右方へ水平走査
し最初の黒点、すなわち境界線上の点（以下、境界点と
称す）を探す。長方形ABCDの右端に到達したら一段（１
画素）下がって左から右へ同様に水平走査する。これを
繰り返し、最初の境界点Ｐが見つかると、この境界点Ｐ
の近傍領域のデータから黒点が連なっている位置を調べ
次の境界点に進む。この進む方向は右回りとする。この
ような処理を繰り返せば点ＰからQRSへと進み、点Ｐへ
戻る。この閉じた図形PQRSPを指定像の境界線BL1とし、
第11C図に示す如く、全境界線のうちこの境界線のみを
抽出してモニタ用LCD−TV30Aに表示させる。(66) Next, the image processor 50 determines the designated image. For example, with point A as the starting point, horizontal scanning is performed to the right in FIG. 11B to search for the first black point, that is, a point on the boundary line (hereinafter, referred to as a boundary point). When you reach the right end of the rectangular ABCD,
(Pixels) and perform horizontal scanning in the same manner from left to right. This is repeated, and when the first boundary point P is found, this boundary point P
The position where the black spots are linked is checked from the data in the vicinity area of (1), and the process proceeds to the next boundary point. This traveling direction is clockwise. If such processing is repeated, the process proceeds from the point P to the QRS, and returns to the point P. Let this closed figure PQRSP be the boundary line BL 1 of the designated image,
As shown in FIG. 11C, only this boundary line is extracted from all the boundary lines and displayed on the monitor LCD-TV 30A.
指定像抽出前の境界線が第12図に示すような場合に
は、点Ｔから出発しUVへと進む。辺BC上の点Ｖで境界線
が切れるので、最初の点Ｔへ戻り、次は左回りで境界線
を求めて行き、点Ｗへ進む。点Ｖと点Ｗが同一の辺（第
12図の場合には辺BC）上である場合には、TUVWTを指定
像の境界線BL2と決定する。点Ｖと点Ｗが同一辺上にな
い場合には、ステップ62へ戻り、作業者に再度指定範囲
を設定させる。If the boundary line before the designated image extraction is as shown in FIG. 12, the process starts from point T and proceeds to UV. Since the boundary is cut at the point V on the side BC, the process returns to the first point T, and then proceeds to the point W by finding the boundary in a counterclockwise direction. Points V and W are on the same side (the
If the case of FIG. 12 is on the side BC) determines that the boundary line BL 2 specified image to TUVWT. If the point V and the point W are not on the same side, the process returns to step 62 and the operator sets the designated range again.
作業者は、モニタ用LCD−TV30Aを見て、決定された指
定像が正しい場合には“Y"キーを操作し、そうでない場
合には“N"キーを操作する。“N"キーが操作された場合
には、ステップ62へ戻る。“Y"キーが操作された場合に
は、望遠鏡10微小移動後の画像について指定像を容易迅
速に決定するために、この指定像の特徴量を記憶してお
く。測量では目標物が通常静止しているので、この特徴
量は１回求めておけばよい。この特徴量として、例え
ば、指定像の境界点座標からＸ方向境界線の線分長及び
Ｙ方向境界線の線分長を各々最低２つ記憶し、さらに、
各境界点について、その上下左右に隣接する画素の輝度
の差分値を求め、境界点座標に対応させてこれを記憶し
ておく。The operator looks at the monitor LCD-TV 30A, and operates the “Y” key if the determined designated image is correct, and operates the “N” key otherwise. If the “N” key has been operated, the process returns to step 62. When the “Y” key is operated, the feature amount of the designated image is stored in order to easily and quickly determine the designated image for the image after the telescope 10 minutely moves. Since the target is usually stationary in the survey, this feature amount may be obtained once. As this feature amount, for example, at least two line segment lengths of the X-direction boundary line and the Y-direction boundary line are stored from the coordinates of the boundary point of the designated image.
For each boundary point, a difference value of the luminance of pixels adjacent to the upper, lower, left, and right sides is obtained and stored in association with the coordinates of the boundary point.
（68）次に、画像処理プロセッサ50は指定像の幾何学的
重心座標を算出する。この算出の詳細を第９図に示す。(68) Next, the image processor 50 calculates the geometric barycentric coordinates of the designated image. The details of this calculation are shown in FIG.
指定像の境界線内の各画素の座標を（Xi,Yi）、ｉ＝
０〜ｎとする。The coordinates of each pixel within the boundary line of the designated image are (X i , Y i ), i =
0 to n.
（680）ｉ、XG及びYGの値を０にする。(680) i, the value of X G and Y G to 0.
（682）XGにXiの値を加え、YGにYiの値を加え、 （684）ｉ＜ｎであれば、 （686）ｉの値をインクリメントしてステップ682へ戻
る。(682) X G values of X i in addition to the added value of Y i to Y G, (684) if i <n, the flow returns to step 682 to increment the value of the (686) i.
このような処理を繰り返し、ステップ684でｉ＝ｎと
判定されると、 （688）XG/nをXGとし、YG/nをYGとして指定像の幾何学
的重心座標（YG,YG）を求め、汎用マイクロコンピュー
タ46へ供給する。When such processing is repeated and it is determined that i = n in step 684, (688) X G / n is set to X G and Y G / n is set to Y G so that the geometric barycentric coordinates (Y G , Y G ), and supplies it to the general-purpose microcomputer 46.
（70）汎用マイクロコンピュータ46は、この幾何学的重
心座標（XG,YG）が画面中心座標（XC,YC）に略一致して
いるかどうかを判定する。すなわち、次式が成立してい
るかどうかを判定する。(70) The general-purpose microcomputer 46 determines whether the geometric barycentric coordinates (X G , Y G ) substantially match the screen center coordinates (X C , Y C ). That is, it is determined whether the following equation is satisfied.
XC−Δ/2≦XG≦XC＋Δ/2 YC−Δ/2≦YG≦YC＋Δ/2 略一致していなければ、 （72）Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれの不一致量と、望遠鏡10
の回転させるべき方向を求める。その詳細を第10図に示
す。 X C -Δ / 2 ≦ X G ≦ X C + Δ / 2 Y C -Δ / 2 ≦ Y G ≦ Y C + Δ / 2 if not substantially coincide, (72) each of mismatch amounts of X-axis and Y-axis And the telescope 10
Find the direction to rotate. The details are shown in FIG.
（720〜722）XG＞XCであればＸ軸回転方向フラグXFをリ
セットし、XG≦XCであればＸ軸回転方向フラグXFをセッ
トする。(720-722) if X G> X C resets the X-axis rotation direction flag XF, sets the X-axis rotation direction flag XF if X G ≦ X C.
（723〜725）|XG−XC|＞ΔであればＸ軸回転量フラグXQ
をセットし、|XG−XC|≦ΔであればＸ軸回転量フラグXQ
をリセットする。(723 to 725) | X G −X C |> Δ, if X axis rotation amount flag XQ
Is set, and if | X G −X C | ≦ Δ, the X-axis rotation amount flag XQ
Reset.
（726〜728）YG＞YCであればＹ軸回転方向フラグYFをリ
セットし、YG≦YCであればＹ軸回転方向フラグYFをセッ
トする。(726-728) if Y G> Y C resets the Y-axis rotation direction flag YF, sets the Y-axis rotation direction flag YF if Y G ≦ Y C.
（729〜731）|YG−YC|＞ΔであればＹ軸回転量フラグYQ
をセットし、|YG−YC|≦ΔであればＹ軸回転量フラグYQ
をリセットする。(729 to 731) If Y G −Y C |> Δ, Y axis rotation amount flag YQ
And if | Y G −Y C | ≦ Δ, the Y axis rotation amount flag YQ
Reset.
（74）次に、汎用マイクロコンピュータ46は、画像合成
プロセッサ58を介し、ステップ72で求めた結果をモニタ
用LCD−TV30Aに表示させる。すなわち、上記フラグの値
に対応して次のような表示をする。(74) Next, the general-purpose microcomputer 46 displays the result obtained in step 72 on the monitor LCD-TV 30A via the image synthesis processor 58. That is, the following display is made according to the value of the flag.
XF＝1:X軸右回転 XF＝0:X軸左回転 YF＝1:Y軸右回転 YF＝0:Y軸左回転 XQ＝1:X軸Δ相当量回転 XQ＝0:X軸Δ/2相当量回転 YQ＝1:Y軸Δ相当量回転 YQ＝0:Y軸Δ/2相当量回転 作業者はこの表示に基づいてＸ軸微動ノブ18及びＹ軸
微動ノブ26を操作する。XF = 1: X-axis clockwise rotation XF = 0: X-axis clockwise rotation YF = 1: Y-axis clockwise rotation YF = 0: Y-axis clockwise rotation XQ = 1: X-axis Δ equivalent rotation XQ = 0: X-axis Δ / 2 equivalent rotation YQ = 1: Y-axis Δ equivalent rotation YQ = 0: Y-axis Δ / 2 equivalent rotation The operator operates the X-axis fine movement knob 18 and the Y-axis fine movement knob 26 based on this display.
（76）次に、ステップ60と同様に、画像データを画像メ
モリ42へ読み込んだ後、上記ステップ64へ戻る。(76) Next, similarly to step 60, after the image data is read into the image memory 42, the process returns to step 64.
ステップ64では容易迅速に指定像の境界を検出するた
め、前回求めた境界をステップ70で求めたＸ軸及びＹ軸
に関する不一致量ΔまたはΔ/2で補正することにより指
定像が含まれる領域（指定範囲に相当する領域）を推定
し、この領域内について境界検出を行う。この際、第11
B図に示す点Ｐに相当する新たな点Ｐは、ステップ72で
求めた不一致量で前回の点Ｐの位置座標を補正すること
により推定し、その推定点近傍の領域から新たな点Ｐを
求めることにより迅速に点Ｐを求める。In step 64, in order to easily and promptly detect the boundary of the designated image, the boundary including the designated image is corrected by correcting the previously determined boundary by the mismatch amount Δ or Δ / 2 on the X axis and the Y axis determined in step 70 ( A region corresponding to the specified range) is estimated, and a boundary is detected within this region. At this time, the eleventh
A new point P corresponding to the point P shown in FIG. B is estimated by correcting the position coordinates of the previous point P with the amount of inconsistency obtained in step 72, and a new point P is obtained from an area near the estimated point. The point P is quickly obtained by obtaining the value.
ステップ66では、指定像の特徴量が初回の処理で判明
しているので、新たな点Ｐの近傍領域について、どちら
の方向に指定像の境界線が存在するかを推定でき、境界
線をより迅速に求めることができる。画像の変形により
境界点が決定しずらい場合には、上記特徴量を用いて指
定像の境界点を決定する。In step 66, since the feature amount of the designated image has been known in the first processing, it is possible to estimate in which direction the boundary of the designated image exists in the vicinity of the new point P, and You can find it quickly. If it is difficult to determine the boundary point due to the deformation of the image, the boundary point of the designated image is determined using the above-described feature amount.
ステップ70において、指定像の幾何学的重心位置PGが
画面中心位置PCに略一致していると判定すると、 （78）汎用マイクロコンピュータ46からの指令に基づ
き、画像合成プロセッサ58は、角度換算プロセッサ56か
らの角度値を画像データに合成してモニタ用LCD−TV30A
に表示させ、また、電子ブザー33を一定時間鳴らす。In step 70, the geometric center of gravity position P G of the designated image is judged to be substantially coincident to the screen center position P C, (78) based on a command from the general-purpose microcomputer 46, the image synthesis processor 58, the angle LCD-TV30A for monitor by combining angle value from conversion processor 56 with image data
And the electronic buzzer 33 sounds for a certain period of time.
（４）拡張 なお、上記実施例では指定像を含む範囲を指定した後
に指定像の境界を認識する場合を説明したが、各像の境
界線を認識しておき、いずれかの境界線または境界線に
より囲まれる領域を指定するようにすれば、この範囲指
定を行う必要がない。この場合、該境界線または領域の
指定は１点の指定でよい。(4) Extension In the above embodiment, the case where the boundary of the designated image is recognized after the range including the designated image is specified has been described. However, the boundary of each image is recognized, and any one of the boundaries or the boundary is recognized. If the area surrounded by the line is specified, there is no need to specify this range. In this case, the boundary line or the area may be specified by one point.
また、指定像の幾何学的重心位置と画面中心位置との
一致の程度を、電子ブザー音の音色、オン／オフの周期
等をかえて報知するようにしてもよい。Alternatively, the degree of coincidence between the geometric center of gravity position of the designated image and the screen center position may be reported by changing the tone of the electronic buzzer sound, the on / off cycle, and the like.
さらに、両位置が略一致した場合には、画面中心部付
近を画面の全体または一部を拡大表示する構成であって
もよい。Further, when the two positions substantially coincide with each other, the whole or a part of the screen may be enlarged and displayed near the center of the screen.
［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明に係る測量機では、観測者
により指定された範囲に含まれる像の境界線で囲まれた
領域について２次元幾何学的重心が算出され、表示手段
の画面中心に対する２次元幾何学的重心の変位を検出す
る変位検出手段の検出結果が、測定器本体の表示手段に
表示されるので、この表示手段を見ながら２次元幾何学
的重心が画面中心に一致するように視準軸の方向を調節
することにより、観測方向、観測者または観測者の疲労
感等によらず同一かつ正確な視準を行うことができると
いう優れた効果がある。[Effect of the Invention] As described above, in the surveying instrument according to the present invention, a two-dimensional geometric center of gravity is calculated for a region surrounded by a boundary line of an image included in a range specified by an observer, and the display means The detection result of the displacement detecting means for detecting the displacement of the two-dimensional geometric center of gravity with respect to the center of the screen is displayed on the display means of the measuring instrument main body. By adjusting the direction of the collimation axis so as to coincide with the above, there is an excellent effect that the same and accurate collimation can be performed regardless of the observation direction, the observer, or the fatigue of the observer.
そのうえ、表示手段を見ながら視準を行うので、望遠
鏡の接眼レンズに対する観測者の目の位置を一定に保つ
必要がなく、しかも、いかなる観測方向に対しても無理
な姿勢をとる必要がなく、容易に視準をおこなうことが
でき、また、複数人で確認することもできるという優れ
た効果がある。In addition, since the collimation is performed while looking at the display means, there is no need to keep the position of the observer's eyes constant with respect to the eyepiece of the telescope, and it is not necessary to take an unreasonable posture in any observation direction, There is an excellent effect that the collimation can be easily performed and the confirmation can be performed by a plurality of persons.
第１図は本発明の原理構成を示すブロック図である。 第２図乃至第４図は本発明の第１実施例に係り、 第２図は測量機の機械的要部成を示す正面図、 第３図は電気的要部構成を示すブロック図、 第４図は画像処理の説明図である。 第５図は本発明の第２実施例に係る測量機の機械的要部
構成図である。 第６図乃至第12図は本発明の第３実施例に係り、 第６図は測量機の電気的要部構成を示すブロック図、 第７図はソフトウエア構成を示すゼネラルフローチャー
ト、 第８図乃至第10図は詳細フローチャート、 第11A〜11C図及び第12図は画像の境界及び指定像の境界
を求める方法の説明図である。 10:望遠鏡、10a:光学系 12、14:回転軸、16:回転台 18:X軸微動ノブ 20、28:ロータリーエンコーダ 22:支軸、26:Y軸微動ノブ 36:プロセッサ、M1、M2:平面鏡 BL１〜３：境界線FIG. 1 is a block diagram showing the principle configuration of the present invention. 2 to 4 relate to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view showing a mechanical essential part of the surveying instrument, FIG. 3 is a block diagram showing an electrical essential part configuration, FIG. 4 is an explanatory diagram of the image processing. FIG. 5 is a structural view of a mechanical main part of a surveying instrument according to a second embodiment of the present invention. 6 to 12 relate to a third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a block diagram showing the main electrical configuration of the surveying instrument. FIG. 7 is a general flowchart showing the software configuration. 10 to 10 are detailed flowcharts, and FIGS. 11A to 11C and 12 are explanatory diagrams of a method for obtaining a boundary between images and a boundary between designated images. 10: telescope, 10a: optical system 12, 14: rotary shaft, 16: rotary base 18: X-axis fine knob 20, 28: rotary encoder 22: shaft, 26: Y-axis fine movement knob 36: processor, M 1, M 2 : Plane mirror BL 1-3 : Boundary line
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01C 1/00 - 1/14 G01C 11/00 - 11/34 G01C 15/00 - 15/14 G01B 11/00 - 11/30 102 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01C 1/00-1/14 G01C 11/00-11/34 G01C 15/00-15/14 G01B 11 / 00-11/30 102
Claims (2)
され映像信号を出力する撮像素子と、該映像信号に基づ
いた画像を表示する表示手段とを備えた測量機本体と、 該表示手段に表示された画像のうち目標物の像を含む範
囲を指定する範囲指定手段と、 指定された該範囲に対し２次微分オペレータを施して物
体像のエッジを検出し、該エッジを連ねた境界線を検出
する境界線検出手段と、 該境界線で囲まれた範囲の２次元幾何学的重心を算出す
る重心算出手段と、 該表示手段の画面中心に対する該２次元幾何学的重心の
変位を検出する変位検出手段とを有し、 該変位検出手段の検出結果が該表示手段に表示されるこ
とを特徴とする測量機。1. A surveying instrument main body comprising: a telescope; an imaging element which forms an image on an imaging surface through the telescope and outputs a video signal; and a display means for displaying an image based on the video signal; A range designating means for designating a range including the image of the target object in the image displayed in step (b), and performing a second derivative operator on the designated range to detect edges of the object image and to form a boundary connecting the edges Boundary detecting means for detecting a line, centroid calculating means for calculating a two-dimensional geometric centroid of a range surrounded by the boundary, and displacement of the two-dimensional geometric centroid with respect to the screen center of the display means. A surveying instrument comprising: displacement detection means for detecting; and a detection result of the displacement detection means is displayed on the display means.
心位置とが略一致しているかどうかを判定する比較手段
と、 該略一致が判定されたときに、該略一致を報知させる報
知手段と、 を有することを特徴とする請求項１記載の測量機。2. A comparison means for judging whether or not the two-dimensional geometric center of gravity position substantially coincides with the center position of the screen, and a notice for notifying the substantial coincidence when the substantial coincidence is determined. The surveying instrument according to claim 1, further comprising: means.
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