JP4210792B2 - 位置検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は測点装置の位置を検出するための位置検出装置に係わり、特に、ワンマン測量を効率的に行うことのできる位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から測量作業は、基準点に設置された測量機と、測量機が視準する測点側に設置された視準目標（反射鏡であるコーナキューブ等）を用いて行われている。
最近の自動化された測量機は、視準方向を測定する角度検出器、視準目標までの距離を測定する光波測距装置を具備し、更に、視準目標を検知して追尾する追尾機能を具備することにより、作業者が一人のワンマン測量を可能としている。
【０００３】
自動測量では、作業者が視準目標側におり、作業工程に応じて測量すべき視準目標を作業者によって移動する。作業者が視準目標を移動させると、測量機が視準目標を追尾し、自動的に視準目標を視準する様に構成されている。
【０００４】
追尾する測量機の基本的な機構は、視準方向を水平回りと鉛直回りに電気的に回転させる駆動機構と、視準目標にある反射鏡を検出する受発光部から構成される。反射鏡が受光部の受光素子の中心になる様に駆動機構を制御することにより、視準目標を自動的に追尾することができる。
【０００５】
そして発光部からの追尾光は、望遠鏡の視準方向に向けて射出するように設けられており、略平行光として射出される。また、高精度に視準目標に視準方向を向けるため、受光部は受光光学系を有しており、受光部は望遠鏡部に設けられていることが多い。
【０００６】
視準目標の移動に応じて自動追尾するが、追尾可能な範囲は略望遠鏡の視界範囲に限られている。従って、作業者が視準目標を移動させる場合に、視準目標の移動速度が、測量機の追尾可能な速度であった場合は、追尾は問題なく行われるが、視準目標の移動速度が、測量機の追尾可能な速度より大きい場合、或は、視準目標が望遠鏡の視界から外れた場合、又は何等かの障害物により視界が一時遮断された場合等では、測量機が視準目標を失い追尾することができなくなる。この様に追尾が不能となった場合、測量機は最初と同様に略全周を回転して視準目標の探索を行う様に構成されている。
【０００７】
一般的に視準目標の探索は、測量機の全周回転の間に、測量機から射出されたレーザ光線が視準目標によって反射され、この反射光を測量機が検出することにより行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の測量機が視準目標の探索を行う場合、受光部が視準目標からの反射光を検出する必要があるが、受光部の視野は狭く、上下走査を繰返しながら、測量機本体を少なくとも１回転させる必要がある。
【０００９】
測量作業の最初の視準は勿論、作業途中でも前述した理由で、視準目標の探索を行う場合が多々あり、現状では視準目標の探索に時間が掛かるという問題点がある。従って、視準目標の探索に時間を要することになり、ワンマン測量の作業効率が低下するという問題点があった。
【００１０】
よって、測量機本体を全周回転することなく、直ちに視準目標を検出し、最短時間で視準目標を視準できる測量装置の出現が強く望まれていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に鑑み案出されたもので、第１の位置検出手段Ａは、測点装置に設けられたガイド光射出部からのガイド光を受光するためのガイド光受光手段であり、第２の位置検出手段Ｂは、測点装置に向けてファンビームを射出するためのファンビーム射出部と、測点装置で反射された光を受光するための光検出部であり、第３の位置検出手段Ｃは、測点装置に向けて追尾光を射出するための追尾光射出部と光検出部とからなり、制御演算部が、これらの位置検出手段の検出信号に基づき、位置検出装置を測点装置に向ける様に構成されている。
【００１２】
また本発明のガイド光受光手段は、粗方向検出部と精方向検出部とを含んでいる構成にすることもできる。
【００１３】
更に本発明の粗方向検出部は、少なくとも水平方向からのガイド光を受光する複数の受光部から構成することもできる。
【００１４】
そして本発明の光検出部は、ファンビームと追尾光とを受光する構成にすることもできる。
【００１５】
更に本発明の回動手段は、水平回転機構と鉛直回転機構とから構成することもできる。
【００１６】
また本発明の制御演算部は、測点装置までの距離・角度を測定する機能を有する構成にすることもできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以上の様に構成された本発明は、第１の位置検出手段Ａのガイド光受光手段は、測点装置に設けられたガイド光射出部からのガイド光を受光し、第２の位置検出手段Ｂのファンビーム射出部は、測点装置に向けてファンビームを射出し、光検出部は、測点装置で反射された光を受光し、第３の位置検出手段Ｃの追尾光射出部は、測点装置に向けて追尾光を射出する様になっており、制御演算部が、これらの位置検出手段の検出信号に基づき、位置検出装置を測点装置に向けることができる。
【００１８】
また本発明のガイド光受光手段は、粗方向検出部と精方向検出部とを含むこともできる。
【００１９】
更に本発明の粗方向検出部は、少なくとも水平方向からのガイド光を受光する複数の受光部にすることもできる。
【００２０】
そして本発明の光検出部は、ファンビームと追尾光とを受光することもできる。
【００２１】
更に本発明の回動手段は、水平回転機構と鉛直回転機構としてもよい。
【００２２】
また本発明の制御演算部は、測点装置までの距離・角度を測定することもできる。
【００２３】
【実施例】
【００２４】
本発明の実施を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１に示す様に、測量機１００００は、三脚３００００に取付けられた基板部３１０００と、該基板部３１０００に鉛直軸心を中心に回転可能に設けられた測量機本体１０００と、該測量機本体１０００に設けられた水平軸を中心に回転可能に支持された鏡筒部１１００と、前記測量機本体上のハンドル部１２００を具備している。なお、測量機本体１０００は位置検出装置に該当するものである。
【００２６】
前記鏡筒部１１００は、測点装置２００００に設けられたコーナーキューブ２０００を追尾する追尾光を発光するための望遠鏡部１３００と、コーナーキューブ２０００を探索するファンビーム射出部１４００を備えている。更に望遠鏡部１３００は、コーナーキューブ２０００から反射される追尾光及びファンビームを受光し位置を検出する光検出部１５００を備える。また、ハンドル部１２００はガイド光を捕らえる方向検出部１６００を備えている。
【００２７】
なお方向検出部１６００は、ガイド光受光手段に該当するものである。
【００２８】
ここで、測点装置２００００のガイド光射出部２１００とハンドル部１２００の方向検出部１６００とは第１の位置検出手段Ａを形成する。ファンビーム射出部１４００とコーナーキューブ２０００と光検出部１５００とは第２の位置検出手段Ｂを形成する。そして望遠鏡部１３００の追尾光射出部１９００とコーナーキューブ２０００と光検出部１５００とは、第３の位置検出手段Ｃを形成する。
【００２９】
図２に示す様に測点装置２００００は、再帰反射鏡であるコーナーキューブ２０００と、測量機本体１０００に向けてガイド光を発するためのガイド光射出部２１００とを備えている。
【００３０】
そして、既知点には三脚３００００を介して測距、測角及び追尾を行う測量機本体１０００が設置され、測点にはポール４００００を介して立設される視準目標の測点装置２００００が取付けられている。
【００３１】
次に図３と図４に基づいて測量機本体１０００の構成を説明する。
【００３２】
測量機本体１０００には、測量機本体１０００を鉛直軸回りに水平回転させるための水平回転機構１７１０が設けられている。水平回転駆動ギア１７１１を介して水平回転モータ１７１２により回転駆動される。更に、水平回転軸１７２０には水平回転角検出器１７３０が設けられ、回転角を検出している。
【００３３】
鏡筒部１１００には望遠鏡部１３００を水平軸回りに鉛直回転させる鉛直回転機構１７４０が設けられている。鉛直回転駆動ギア１７４１を介して鉛直回転モータ１７４２により回転駆動される。更に、鉛直回転軸１７５０には傾動角検出器１７６０が設けられ、回転角を検出している。
【００３４】
図５に基づいてファンビーム射出部１４００と望遠鏡部１３００の光学配置を説明する。ファンビーム射出部１４００と望遠鏡部１３００の光軸は平行に配置されている。
【００３５】
ファンビーム射出部１４００は、レーザ光を発するビーム光源１４１０と、リレーレンズ１４２０、シリンドリカルレンズ１４３０とから構成される。ビーム光源１４１０から発光されたレーザ光は、リレーレンズ１４２０により平行光とされ、シリンドリカルレンズ１４３０で水平方向に拡大されて射出される。
【００３６】
ファンビーム射出部１４００は追尾の検出範囲を補助する関係から、ファンビームの射出角は望遠鏡部１３００の視野角をカバーするようになっている。
【００３７】
望遠鏡部１３００は光軸Ｏ上に、対物レンズ５、合焦レンズ６、正立プリズム７、焦点鏡８、接眼レンズ９を順次配設し、前記対物レンズ５と合焦レンズ６との間に光分割素子、好ましくはダイクロイックプリズム２０を配設する。前記ダイクロイックプリズム２０はプリズム２１、プリズム２２及びプリズム２３とから構成され、ダイクロイックミラー面である第１面２４、第２面２５を形成する
。
【００３８】
前記第１面２４は入射した反射光の内、可視光を透過し、赤外光を反射するものであり、前記第２面２５は測距光を透過し、追尾光を反射するものである。前記第１面２４で反射された反射光軸上に測距光学系（図示せず）を設け、前記第２面２５で反射される反射光軸上に追尾光学系３１を設けている。
【００３９】
前記第１面２４は、例えば４００〜６５０ｎｍの可視光を透過し、６５０〜８５０ｎｍの赤外光を反射する。第２ダイクロイックミラー面２５は、６５０〜７２０ｎｍの赤外光を反射し、７２０〜８５０ｎｍの赤外光を透過する。
【００４０】
次に追尾光学系３１について説明する。
【００４１】
追尾光軸３０上に孔明ミラー３３が配設され、該孔明ミラー３３の透過光軸３４上にリレーレンズ３５を介して追尾用レーザ光を発する追尾光源３６が設けられ追尾光射出部を構成している。前記孔明ミラー３３の反射光軸３７上にはリレーレンズ３８、受光素子４０が配設され光検出部を構成している。前記受光素子４０は、例えば４分割受光素子であり、分割受光素子の受光比の割合で、受光素子４０の受光位置を検出することができる。
【００４２】
前記追尾光源３６により発せられたレーザ光は、前記リレーレンズ３５によりほぼ平行光とされ、前記孔明ミラー３３の孔を通過する。更に前記リレーレンズ４１で広がりが調整され、前記ダイクロイックプリズム２０を介しほぼ平行光となり、追尾光として前記対物レンズ５からコーナキューブ２０００に投射される。なおコーナキューブ２０００は、測距光の反射鏡、ファンビームの反射鏡、及び追尾光の反射鏡を兼ねている。
【００４３】
前記コーナキューブ２０００で反射されたファンビーム及び追尾光は前記対物レンズ５より再び入射すると、前記第１面２４で反射光が反射され、可視光は透過する。透過した可視光は前記合焦レンズ６により、前記焦点鏡８に結像し視準される。
【００４４】
前記第２ダイクロイックミラー面２５では測距光が透過され、図示しない測距光学系に受光されて距離測定がなされる。反射光は前記孔明ミラー３３で反射された後、前記リレーレンズ３８により、前記受光素子４０に集光される。
【００４５】
次に図６に基づいて、受光素子４０の受光面を説明する。
【００４６】
一点鎖線で示した受光範囲は追尾光の受光範囲である。実線で示した受光範囲はファンビームによる受光範囲である。追尾光はほぼ平行光であるので検出範囲は狭い。それに対しファンビームは望遠鏡部１３００の広がりの範囲をカバーする。
【００４７】
次に図７に基づいて、ハンドル部１２００に設けた方向検出部１６００、及び測点装置２００００に設けたガイド光射出部２１００を説明する。
【００４８】
ガイド光射出部２１００は、測点装置２００００に設けられており、背面に設けられた操作部により操作される。操作部の操作により必要に応じてガイド光射出部２１００よりガイド光を射出させる。
【００４９】
ガイド光はノイズ光と区別するため、適宜な回路によって変調され、測量機本体１０００の方向検出部１６００で受光復調される。ガイド光は測量機本体１０００装置の方向に概略向けて発光させることから、射出角は広くなっている。
方向検出部１６００は、粗方向検出部１６１０と精方向検出部１６２０とから構成されている。
【００５０】
粗方向検出部１６１０は、ハンドル部１２００の水平４方向からのガイド光を捕らえるよう４面に、同一の構成の第１の粗方向受光部１６１１と、第２の粗方向受光部１６１２と、第３の粗方向受光部１６１３と、第４の粗方向受光部１６１４とが設けられている。
【００５１】
この第１の粗方向受光部１６１１、第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４からの信号は、粗方向検出部１６１０に入力され、粗方向検出部１６１０は、第１の粗方向受光部１６１１、第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４からの信号の強弱により、大まかな方向を検出する。
【００５２】
そして制御演算部１８１０に入力した検出結果に基づき、制御演算部１８１０は鉛直駆動部１８２０を介して鉛直回転モーター１７４２で鉛直回転機構１７４０を駆動し、望遠鏡部１３００を測点装置２００００に概略向ける。
【００５３】
精方向検出部１６２０は、同様にガイド光を受光するが、非常に狭い範囲、望遠鏡部１３００の視野範囲（約±１度）を検出するものである。
【００５４】
図８は精方向検出部１６２０の構成を示すものである。精方向検出部１６２０は、受光センサ４３の水平方向を集光するシリンドリカルレンズ５０と特定の波長を透過するバンドパスフィルター４２と、方向の受光精度を上げるためのスリットを備えたマスク５１と、受光センサ４３とからなっている。
【００５５】
鉛直方向に長いスリットにより水平方向の狭い範囲のガイド光のみを受光する様になっている。なお、スリットのみでは受光精度が低いため、測量機本体１０００を左右に回転させ、受光信号から精方向検出部１６２０がエッジ検出を行い、その時の水平回転角検出器１７３０に基づく水平測角部１８５０の出力から中心角度を求め、制御演算部１８１０は、その中心角度に測量機本体１０００の視準方向を向ける様になっている。
【００５６】
ファンビーム射出部１４００は、視野範囲にある測点装置２００００を検出するためのものであり、鏡筒部１１００を上下に回動し走査を行うものである。
【００５７】
コーナーキューブ２０００からの反射光が光検出部１５００に入射すると、４分割受光素子４０の受光位置に基づき、受光素子４０を構成する４分割の各素子の出力から制御演算部１８１０は方向を算出する。そして、４分割素子の中心に反射光が来る様に、制御演算部１８１０は、鉛直駆動部１８２０と水平駆動部１８３０を介して、鉛直回転モーター１７４２と水平回転モーター１７１２を作動させる様になっている。
【００５８】
追尾光は望遠鏡部１３００より射出され、測点装置２００００に設けられたコーナーキューブ２０００に向けられる。反射光は光検出部１５００の受光素子４０に受光される。受光範囲はファンビームに比べ狭い範囲となっている。これは射出される追尾光が遠方にあるコーナーキューブ２０００を捕らえる様に略平行光となっているためである。追尾は受光素子４０の中心に反射光がある様に追尾される。そして、反射光が視準中心の位置にきている時に測距・測角が行われる。計測結果は測量機本体１０００の記憶装置１８６０に格納される。
【００５９】
また、計測結果及び計測の終了は、例えば測距光又は追尾光の変調等の伝達手段により測点装置に伝達し表示させても良い。
【００６０】
なお測量機本体１０００はコーナキューブ２０００からの反射光束を受光し、測点装置２００００までの距離を測定することができる。
【００６１】
測点装置２００００は測量機本体１０００に向け、追尾用のガイド光を発するガイド光射出部２１００を具備している。
【００６２】
この第１の粗方向受光部１６１１、第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４からの信号は、粗方向検出部１６１０に入力され、粗方向検出部１６１０は、第１の粗方向受光部１６１１、第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４からの信号の強弱により、大まかな方向を検出する。
【００６３】
次に本実施例の作用を図９に基づいて説明する。
【００６４】
まずＳ１（以下、Ｓ１と略する）で、測量機本体１０００の動作を開始する。次にＳ２では、作業者が操作部２１１０を操作して、測点装置２００００に設けられたガイド光射出部２１００を駆動させ、ガイド光を射出する。
【００６５】
次にＳ３では、探索モードとなり、粗方向検出部１６１０によりガイド光の受光を開始する。
【００６６】
ここで、探索モードは、粗方向探索モードと精密方向探索モードの２態様があり、先ず粗方向探索モードでの測点装置２００００の探索が行われる。粗方向探索モードでは、制御演算部１８１０が粗方向検出部１６１０からの受光信号を取込み可能とし、精方向検出部１６２０からの受光信号はブロックされる。
【００６７】
粗方向検出部１６１０の第１の粗方向受光部１６１１が、精方向検出部１６２０と同じ面に設けられている他、他の第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４が異なる３面にそれぞれ設けられている。従ってガイド光射出部２１００からのガイド光は、第１の粗方向受光部１６１１、第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４の少なくとも１つにより受光されている。
【００６８】
そして、Ｓ３で受光が確認されるとＳ４に進む。Ｓ４でガイド光の受光を確認した時、第１の粗方向受光部１６１１、第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４の内１つだけの場合は、受光している位置に応じて、制御演算部１８１０が回転方向を決定し、水平駆動部１８３０を介して測量機本体１０００を回転し、受光信号が、第１の粗方向受光部１６１１からの信号のみとなる位置で測量機本体１０００の向きを決定する。
【００６９】
回転方向は、例えば第２の粗方向受光部１６１２が受光している場合は、測量機本体１０００を反時計方向に回転し、第４の粗方向受光部１６１４が受光している場合は、時計方向に回転する。要は、最短距離で第１の粗方向受光部１６１１のみがガイド光を受光する様になっている。
【００７０】
第１の粗方向受光部１６１１、第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４の内、２つがガイド光を受光している場合は、制御演算部１８１０で受光強度を比較演算する。例えば、第１の粗方向受光部１６１１と第２の粗方向受光部１６１２からの受光信号があった場合、第１の粗方向受光部１６１１と第２の粗方向受光部１６１２からの受光信号を比較し、どちらの受光部の受光信号が大きいかを判断する。受光信号の大小の判断を基に制御演算部１８１０が水平駆動部１８３０の回転方向を決定する。
【００７１】
例えば、前記受光素子４０が設けられている面と同じ面に設けられている第１の粗方向受光部１６１１からの受光信号が大きいとすると、制御演算部１８１０は水平駆動部１８３０を駆動し、第１の粗方向受光部１６１１からの受光信号がより大きくなる方向、反時計方向に測量機本体１０００を回転させる。この場合も、最短距離で第１の粗方向受光部１６１１のみが前記ガイド光を受光する様に構成されている。
【００７２】
尚、動作シーケンスを簡略化する為、探索モードでの水平駆動部１８３０による測量機本体１０００の回転方向は一方向に決めておいてもよい。この場合、水平駆動部１８３０により測量機本体１０００を所定方向に回転し、粗方向検出部１６１０からの信号が第１の粗方向受光部１６１１のみの信号となった場合に、粗方向探索モードから精方向探索モードに移る。
【００７３】
粗方向探索モードが完了し、精方向探索モードに移る状態では、第１の粗方向受光部１６１１以外の第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４からの受光信号が無視できる程度に、第１の粗方向受光部１６１１が測点装置２００００に向合っている状態となっている。従って、測量機本体１０００の向きは正しく視準された状態に対し、少なくとも±４５度の範囲に入っている。
【００７４】
そしてＳ４までの粗方向探索モードが完了すると、Ｓ５に進み、精密方向探索モードとなる。
【００７５】
Ｓ５の精密方向探索モードでは、水平駆動部１８３０は±４５度の範囲で往復回転される。そして制御演算部１８１０は受光素子４０からの信号を取込み、粗方向検出部１６１０からの信号をブロックする。測量機本体１０００が回転することで、回転途中でシリンダレンズ４１を透してガイド光が入射する様になっている。
【００７６】
制御演算部１８１０は受光素子４０からの受光信号のピーク値を演算し、或は受光信号全体の重心位置を演算する。受光信号のピーク値、重心位置が望遠鏡部１３００の光軸方向と測点装置２００００のガイド光の光軸方向とが合致した状態である。制御演算部１８１０は受光信号のピーク値、重心位置での水平角エンコダー１７３０の角度信号を取込み、望遠鏡部１３００が測点装置２００００を正確に視準する水平角を決定する。
【００７７】
水平角が決定されるとＳ６に進み、制御演算部１８１０は水平駆動部１８３０を駆動して、水平角エンコダー１７３０の検出角度が決定した角度となる様に測量機本体１０００を回転させる。即ち、Ｓ６では、測量機本体１０００の左右の位置合わせが行われる。
【００７８】
なお、Ｓ５で精方向の受光が行われない場合には、Ｓ３に戻る様に構成されている。
【００７９】
そしてＳ７では、ファンビーム射出部１４００からファンビームを出力し、鏡筒部１１００を上下に回動し走査を行う。
【００８０】
更にＳ８では、光検出部１５００が、測点装置２００００に設けられたコーナキューブ２０００によって反射されたファンビームを受光する。Ｓ８でファンビームを確認した場合には、Ｓ９に進み、光検出部１５００で受光した光がガイド光でないことを確認する。
【００８１】
Ｓ８で、光検出部１５００がファンビームの確認ができない場合には、Ｓ３に戻る様になっている。本実施例では、Ｓ８で１５秒間にファンビームの確認ができない場合には、Ｓ３に戻る様に構成されている。
【００８２】
Ｓ９で、光検出部１５００で受光した光がガイド光でないことを確認した場合には、Ｓ１０に進む。Ｓ１０では、鉛直回転機構１７４０により、望遠鏡部１３００の上下の位置合わせを行い、望遠鏡部１３００を測点装置２００００に設けられたコーナキューブ２０００に向けて視準することができる。
【００８３】
Ｓ９で、光検出部１５００で受光した光がガイド光であると確認した場合には、Ｓ３に戻る様になっている。
【００８４】
Ｓ１０で、上下の位置合わせが終了すると、Ｓ１１に進み、ガイド光の受光を終了する。
【００８５】
そして視準が完了したので、Ｓ１２に進み、測量機本体１０００の動作モードを追尾モードとする。Ｓ１２では、追尾光源３６から追尾光を出力する。
【００８６】
Ｓ１３では、光検出部１５００が、測点装置２００００に設けられたコーナキューブ２０００によって反射された追尾光を受光する。
【００８７】
そしてＳ１４では、前述した鉛直回転機構１７４０と水平回転機構１７１０とを制御駆動することにより、追尾の位置合わせを行うことができる。
【００８８】
なお、Ｓ１３で追尾光を受光できない場合には、Ｓ１９に進んで、ガイド光を再び出力し、Ｓ８に戻る様になっている。
【００８９】
受光素子４０は望遠鏡部１３００の水平角±１度でガイド光を受光可能であるので、測点装置２００００が水平角±１度から外れない範囲で移動する場合、測量機本体１０００は測点装置２００００を追尾し、直ちに視準が完了する。
【００９０】
更にＳ１５では、受光素子４０の中心に反射光がある様に追尾し、Ｓ１６で視準中心の位置にきている時に測距・測角が行われる。
【００９１】
なおＳ１５で、視準中心の位置にきていない場合には、Ｓ１３に戻る様になっている。
【００９２】
そしてＳ１７で 、測点装置２００００を移動させる場合には、Ｓ１３に戻り追尾モードを繰り返し、測点装置２００００を移動させる必要がない場合には、Ｓ１８に戻り、測量作業を終了させる。
【００９３】
【効果】
以上の様に構成された本発明は、被測定点に設置する測点装置の位置を検出するための位置検出装置であり、前記測点装置に設けられたガイド光射出部からのガイド光を受光するためのガイド光受光手段からなる第１の位置検出手段Ａと、前記測点装置に向けてファンビームを射出するためのファンビーム射出部と、前記測点装置で反射された光を受光するための光検出部とからなる第２の位置検出手段Ｂと、前記測点装置に向けて追尾光を射出するための追尾光射出部と、前記光検出部とからなる第３の位置検出手段Ｃと、第１の位置検出手段Ａと第２の位置検出手段Ｂと第３の位置検出手段Ｃとの検出信号に基づき、前記位置検出装置を測点装置に向けるための回動手段を制御するための制御演算部とからなるので、
ワンマン測量を効率的に行うことができるという卓越した効果がある。
【００９４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の測量機１００００を示す図である。
【図２】本発明の実施例の測点装置２００００を示す図である。
【図３】本発明の実施例の測量機本体１０００の構成を示す図である。
【図４】本実施例の電気的構成を示す図である。
【図５】本実施例の光学的構成を示す図である。
【図６】受光素子を示す図である。
【図７】方向検出部を説明する図である。
【図８】精方向検出部の構成を示す図である。
【図９】本実施例の作用を説明する図である。
【符号の説明】
１００００ 測量機
２００００ 測点装置
３００００ 三脚
３１０００ 基板部
４００００ ポール
１０００ 測量機本体
１１００ 鏡筒部
１２００ ハンドル部
１３００ 望遠鏡部
１４００ ファンビーム射出部
１５００ 光検出部
１６００ 方向検出部
１６１０ 粗方向検出部
１６１１ 第１の粗方向検出部
１６１２ 第２の粗方向検出部
１６１３ 第３の粗方向検出部
１６１４ 第４の粗方向検出部
１６２０ 精方向検出部
１７１０ 水平回転機構
１７１１ 水平回転駆動ギア
１７１２ 水平回転モータ
１７２０ 水平回転軸
１７３０ 水平回転角検出器
１７４０ 鉛直回転機構
１７４１ 鉛直回転駆動ギア
１７４２ 鉛直回転モータ
１７５０ 鉛直回転軸
１７６０ 鉛直回転角検出器
１８１０ 制御演算部
１８２０ 鉛直駆動部
１８３０ 水平駆動部
１８６０ 記憶部
１９００ 追尾光射出部
２０００ コーナーキューブ
２１００ ガイド光射出部
【産業上の利用分野】
本発明は測点装置の位置を検出するための位置検出装置に係わり、特に、ワンマン測量を効率的に行うことのできる位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から測量作業は、基準点に設置された測量機と、測量機が視準する測点側に設置された視準目標（反射鏡であるコーナキューブ等）を用いて行われている。
最近の自動化された測量機は、視準方向を測定する角度検出器、視準目標までの距離を測定する光波測距装置を具備し、更に、視準目標を検知して追尾する追尾機能を具備することにより、作業者が一人のワンマン測量を可能としている。
【０００３】
自動測量では、作業者が視準目標側におり、作業工程に応じて測量すべき視準目標を作業者によって移動する。作業者が視準目標を移動させると、測量機が視準目標を追尾し、自動的に視準目標を視準する様に構成されている。
【０００４】
追尾する測量機の基本的な機構は、視準方向を水平回りと鉛直回りに電気的に回転させる駆動機構と、視準目標にある反射鏡を検出する受発光部から構成される。反射鏡が受光部の受光素子の中心になる様に駆動機構を制御することにより、視準目標を自動的に追尾することができる。
【０００５】
そして発光部からの追尾光は、望遠鏡の視準方向に向けて射出するように設けられており、略平行光として射出される。また、高精度に視準目標に視準方向を向けるため、受光部は受光光学系を有しており、受光部は望遠鏡部に設けられていることが多い。
【０００６】
視準目標の移動に応じて自動追尾するが、追尾可能な範囲は略望遠鏡の視界範囲に限られている。従って、作業者が視準目標を移動させる場合に、視準目標の移動速度が、測量機の追尾可能な速度であった場合は、追尾は問題なく行われるが、視準目標の移動速度が、測量機の追尾可能な速度より大きい場合、或は、視準目標が望遠鏡の視界から外れた場合、又は何等かの障害物により視界が一時遮断された場合等では、測量機が視準目標を失い追尾することができなくなる。この様に追尾が不能となった場合、測量機は最初と同様に略全周を回転して視準目標の探索を行う様に構成されている。
【０００７】
一般的に視準目標の探索は、測量機の全周回転の間に、測量機から射出されたレーザ光線が視準目標によって反射され、この反射光を測量機が検出することにより行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の測量機が視準目標の探索を行う場合、受光部が視準目標からの反射光を検出する必要があるが、受光部の視野は狭く、上下走査を繰返しながら、測量機本体を少なくとも１回転させる必要がある。
【０００９】
測量作業の最初の視準は勿論、作業途中でも前述した理由で、視準目標の探索を行う場合が多々あり、現状では視準目標の探索に時間が掛かるという問題点がある。従って、視準目標の探索に時間を要することになり、ワンマン測量の作業効率が低下するという問題点があった。
【００１０】
よって、測量機本体を全周回転することなく、直ちに視準目標を検出し、最短時間で視準目標を視準できる測量装置の出現が強く望まれていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に鑑み案出されたもので、第１の位置検出手段Ａは、測点装置に設けられたガイド光射出部からのガイド光を受光するためのガイド光受光手段であり、第２の位置検出手段Ｂは、測点装置に向けてファンビームを射出するためのファンビーム射出部と、測点装置で反射された光を受光するための光検出部であり、第３の位置検出手段Ｃは、測点装置に向けて追尾光を射出するための追尾光射出部と光検出部とからなり、制御演算部が、これらの位置検出手段の検出信号に基づき、位置検出装置を測点装置に向ける様に構成されている。
【００１２】
また本発明のガイド光受光手段は、粗方向検出部と精方向検出部とを含んでいる構成にすることもできる。
【００１３】
更に本発明の粗方向検出部は、少なくとも水平方向からのガイド光を受光する複数の受光部から構成することもできる。
【００１４】
そして本発明の光検出部は、ファンビームと追尾光とを受光する構成にすることもできる。
【００１５】
更に本発明の回動手段は、水平回転機構と鉛直回転機構とから構成することもできる。
【００１６】
また本発明の制御演算部は、測点装置までの距離・角度を測定する機能を有する構成にすることもできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以上の様に構成された本発明は、第１の位置検出手段Ａのガイド光受光手段は、測点装置に設けられたガイド光射出部からのガイド光を受光し、第２の位置検出手段Ｂのファンビーム射出部は、測点装置に向けてファンビームを射出し、光検出部は、測点装置で反射された光を受光し、第３の位置検出手段Ｃの追尾光射出部は、測点装置に向けて追尾光を射出する様になっており、制御演算部が、これらの位置検出手段の検出信号に基づき、位置検出装置を測点装置に向けることができる。
【００１８】
また本発明のガイド光受光手段は、粗方向検出部と精方向検出部とを含むこともできる。
【００１９】
更に本発明の粗方向検出部は、少なくとも水平方向からのガイド光を受光する複数の受光部にすることもできる。
【００２０】
そして本発明の光検出部は、ファンビームと追尾光とを受光することもできる。
【００２１】
更に本発明の回動手段は、水平回転機構と鉛直回転機構としてもよい。
【００２２】
また本発明の制御演算部は、測点装置までの距離・角度を測定することもできる。
【００２３】
【実施例】
【００２４】
本発明の実施を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１に示す様に、測量機１００００は、三脚３００００に取付けられた基板部３１０００と、該基板部３１０００に鉛直軸心を中心に回転可能に設けられた測量機本体１０００と、該測量機本体１０００に設けられた水平軸を中心に回転可能に支持された鏡筒部１１００と、前記測量機本体上のハンドル部１２００を具備している。なお、測量機本体１０００は位置検出装置に該当するものである。
【００２６】
前記鏡筒部１１００は、測点装置２００００に設けられたコーナーキューブ２０００を追尾する追尾光を発光するための望遠鏡部１３００と、コーナーキューブ２０００を探索するファンビーム射出部１４００を備えている。更に望遠鏡部１３００は、コーナーキューブ２０００から反射される追尾光及びファンビームを受光し位置を検出する光検出部１５００を備える。また、ハンドル部１２００はガイド光を捕らえる方向検出部１６００を備えている。
【００２７】
なお方向検出部１６００は、ガイド光受光手段に該当するものである。
【００２８】
ここで、測点装置２００００のガイド光射出部２１００とハンドル部１２００の方向検出部１６００とは第１の位置検出手段Ａを形成する。ファンビーム射出部１４００とコーナーキューブ２０００と光検出部１５００とは第２の位置検出手段Ｂを形成する。そして望遠鏡部１３００の追尾光射出部１９００とコーナーキューブ２０００と光検出部１５００とは、第３の位置検出手段Ｃを形成する。
【００２９】
図２に示す様に測点装置２００００は、再帰反射鏡であるコーナーキューブ２０００と、測量機本体１０００に向けてガイド光を発するためのガイド光射出部２１００とを備えている。
【００３０】
そして、既知点には三脚３００００を介して測距、測角及び追尾を行う測量機本体１０００が設置され、測点にはポール４００００を介して立設される視準目標の測点装置２００００が取付けられている。
【００３１】
次に図３と図４に基づいて測量機本体１０００の構成を説明する。
【００３２】
測量機本体１０００には、測量機本体１０００を鉛直軸回りに水平回転させるための水平回転機構１７１０が設けられている。水平回転駆動ギア１７１１を介して水平回転モータ１７１２により回転駆動される。更に、水平回転軸１７２０には水平回転角検出器１７３０が設けられ、回転角を検出している。
【００３３】
鏡筒部１１００には望遠鏡部１３００を水平軸回りに鉛直回転させる鉛直回転機構１７４０が設けられている。鉛直回転駆動ギア１７４１を介して鉛直回転モータ１７４２により回転駆動される。更に、鉛直回転軸１７５０には傾動角検出器１７６０が設けられ、回転角を検出している。
【００３４】
図５に基づいてファンビーム射出部１４００と望遠鏡部１３００の光学配置を説明する。ファンビーム射出部１４００と望遠鏡部１３００の光軸は平行に配置されている。
【００３５】
ファンビーム射出部１４００は、レーザ光を発するビーム光源１４１０と、リレーレンズ１４２０、シリンドリカルレンズ１４３０とから構成される。ビーム光源１４１０から発光されたレーザ光は、リレーレンズ１４２０により平行光とされ、シリンドリカルレンズ１４３０で水平方向に拡大されて射出される。
【００３６】
ファンビーム射出部１４００は追尾の検出範囲を補助する関係から、ファンビームの射出角は望遠鏡部１３００の視野角をカバーするようになっている。
【００３７】
望遠鏡部１３００は光軸Ｏ上に、対物レンズ５、合焦レンズ６、正立プリズム７、焦点鏡８、接眼レンズ９を順次配設し、前記対物レンズ５と合焦レンズ６との間に光分割素子、好ましくはダイクロイックプリズム２０を配設する。前記ダイクロイックプリズム２０はプリズム２１、プリズム２２及びプリズム２３とから構成され、ダイクロイックミラー面である第１面２４、第２面２５を形成する
。
【００３８】
前記第１面２４は入射した反射光の内、可視光を透過し、赤外光を反射するものであり、前記第２面２５は測距光を透過し、追尾光を反射するものである。前記第１面２４で反射された反射光軸上に測距光学系（図示せず）を設け、前記第２面２５で反射される反射光軸上に追尾光学系３１を設けている。
【００３９】
前記第１面２４は、例えば４００〜６５０ｎｍの可視光を透過し、６５０〜８５０ｎｍの赤外光を反射する。第２ダイクロイックミラー面２５は、６５０〜７２０ｎｍの赤外光を反射し、７２０〜８５０ｎｍの赤外光を透過する。
【００４０】
次に追尾光学系３１について説明する。
【００４１】
追尾光軸３０上に孔明ミラー３３が配設され、該孔明ミラー３３の透過光軸３４上にリレーレンズ３５を介して追尾用レーザ光を発する追尾光源３６が設けられ追尾光射出部を構成している。前記孔明ミラー３３の反射光軸３７上にはリレーレンズ３８、受光素子４０が配設され光検出部を構成している。前記受光素子４０は、例えば４分割受光素子であり、分割受光素子の受光比の割合で、受光素子４０の受光位置を検出することができる。
【００４２】
前記追尾光源３６により発せられたレーザ光は、前記リレーレンズ３５によりほぼ平行光とされ、前記孔明ミラー３３の孔を通過する。更に前記リレーレンズ４１で広がりが調整され、前記ダイクロイックプリズム２０を介しほぼ平行光となり、追尾光として前記対物レンズ５からコーナキューブ２０００に投射される。なおコーナキューブ２０００は、測距光の反射鏡、ファンビームの反射鏡、及び追尾光の反射鏡を兼ねている。
【００４３】
前記コーナキューブ２０００で反射されたファンビーム及び追尾光は前記対物レンズ５より再び入射すると、前記第１面２４で反射光が反射され、可視光は透過する。透過した可視光は前記合焦レンズ６により、前記焦点鏡８に結像し視準される。
【００４４】
前記第２ダイクロイックミラー面２５では測距光が透過され、図示しない測距光学系に受光されて距離測定がなされる。反射光は前記孔明ミラー３３で反射された後、前記リレーレンズ３８により、前記受光素子４０に集光される。
【００４５】
次に図６に基づいて、受光素子４０の受光面を説明する。
【００４６】
一点鎖線で示した受光範囲は追尾光の受光範囲である。実線で示した受光範囲はファンビームによる受光範囲である。追尾光はほぼ平行光であるので検出範囲は狭い。それに対しファンビームは望遠鏡部１３００の広がりの範囲をカバーする。
【００４７】
次に図７に基づいて、ハンドル部１２００に設けた方向検出部１６００、及び測点装置２００００に設けたガイド光射出部２１００を説明する。
【００４８】
ガイド光射出部２１００は、測点装置２００００に設けられており、背面に設けられた操作部により操作される。操作部の操作により必要に応じてガイド光射出部２１００よりガイド光を射出させる。
【００４９】
ガイド光はノイズ光と区別するため、適宜な回路によって変調され、測量機本体１０００の方向検出部１６００で受光復調される。ガイド光は測量機本体１０００装置の方向に概略向けて発光させることから、射出角は広くなっている。
方向検出部１６００は、粗方向検出部１６１０と精方向検出部１６２０とから構成されている。
【００５０】
粗方向検出部１６１０は、ハンドル部１２００の水平４方向からのガイド光を捕らえるよう４面に、同一の構成の第１の粗方向受光部１６１１と、第２の粗方向受光部１６１２と、第３の粗方向受光部１６１３と、第４の粗方向受光部１６１４とが設けられている。
【００５１】
この第１の粗方向受光部１６１１、第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４からの信号は、粗方向検出部１６１０に入力され、粗方向検出部１６１０は、第１の粗方向受光部１６１１、第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４からの信号の強弱により、大まかな方向を検出する。
【００５２】
そして制御演算部１８１０に入力した検出結果に基づき、制御演算部１８１０は鉛直駆動部１８２０を介して鉛直回転モーター１７４２で鉛直回転機構１７４０を駆動し、望遠鏡部１３００を測点装置２００００に概略向ける。
【００５３】
精方向検出部１６２０は、同様にガイド光を受光するが、非常に狭い範囲、望遠鏡部１３００の視野範囲（約±１度）を検出するものである。
【００５４】
図８は精方向検出部１６２０の構成を示すものである。精方向検出部１６２０は、受光センサ４３の水平方向を集光するシリンドリカルレンズ５０と特定の波長を透過するバンドパスフィルター４２と、方向の受光精度を上げるためのスリットを備えたマスク５１と、受光センサ４３とからなっている。
【００５５】
鉛直方向に長いスリットにより水平方向の狭い範囲のガイド光のみを受光する様になっている。なお、スリットのみでは受光精度が低いため、測量機本体１０００を左右に回転させ、受光信号から精方向検出部１６２０がエッジ検出を行い、その時の水平回転角検出器１７３０に基づく水平測角部１８５０の出力から中心角度を求め、制御演算部１８１０は、その中心角度に測量機本体１０００の視準方向を向ける様になっている。
【００５６】
ファンビーム射出部１４００は、視野範囲にある測点装置２００００を検出するためのものであり、鏡筒部１１００を上下に回動し走査を行うものである。
【００５７】
コーナーキューブ２０００からの反射光が光検出部１５００に入射すると、４分割受光素子４０の受光位置に基づき、受光素子４０を構成する４分割の各素子の出力から制御演算部１８１０は方向を算出する。そして、４分割素子の中心に反射光が来る様に、制御演算部１８１０は、鉛直駆動部１８２０と水平駆動部１８３０を介して、鉛直回転モーター１７４２と水平回転モーター１７１２を作動させる様になっている。
【００５８】
追尾光は望遠鏡部１３００より射出され、測点装置２００００に設けられたコーナーキューブ２０００に向けられる。反射光は光検出部１５００の受光素子４０に受光される。受光範囲はファンビームに比べ狭い範囲となっている。これは射出される追尾光が遠方にあるコーナーキューブ２０００を捕らえる様に略平行光となっているためである。追尾は受光素子４０の中心に反射光がある様に追尾される。そして、反射光が視準中心の位置にきている時に測距・測角が行われる。計測結果は測量機本体１０００の記憶装置１８６０に格納される。
【００５９】
また、計測結果及び計測の終了は、例えば測距光又は追尾光の変調等の伝達手段により測点装置に伝達し表示させても良い。
【００６０】
なお測量機本体１０００はコーナキューブ２０００からの反射光束を受光し、測点装置２００００までの距離を測定することができる。
【００６１】
測点装置２００００は測量機本体１０００に向け、追尾用のガイド光を発するガイド光射出部２１００を具備している。
【００６２】
この第１の粗方向受光部１６１１、第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４からの信号は、粗方向検出部１６１０に入力され、粗方向検出部１６１０は、第１の粗方向受光部１６１１、第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４からの信号の強弱により、大まかな方向を検出する。
【００６３】
次に本実施例の作用を図９に基づいて説明する。
【００６４】
まずＳ１（以下、Ｓ１と略する）で、測量機本体１０００の動作を開始する。次にＳ２では、作業者が操作部２１１０を操作して、測点装置２００００に設けられたガイド光射出部２１００を駆動させ、ガイド光を射出する。
【００６５】
次にＳ３では、探索モードとなり、粗方向検出部１６１０によりガイド光の受光を開始する。
【００６６】
ここで、探索モードは、粗方向探索モードと精密方向探索モードの２態様があり、先ず粗方向探索モードでの測点装置２００００の探索が行われる。粗方向探索モードでは、制御演算部１８１０が粗方向検出部１６１０からの受光信号を取込み可能とし、精方向検出部１６２０からの受光信号はブロックされる。
【００６７】
粗方向検出部１６１０の第１の粗方向受光部１６１１が、精方向検出部１６２０と同じ面に設けられている他、他の第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４が異なる３面にそれぞれ設けられている。従ってガイド光射出部２１００からのガイド光は、第１の粗方向受光部１６１１、第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４の少なくとも１つにより受光されている。
【００６８】
そして、Ｓ３で受光が確認されるとＳ４に進む。Ｓ４でガイド光の受光を確認した時、第１の粗方向受光部１６１１、第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４の内１つだけの場合は、受光している位置に応じて、制御演算部１８１０が回転方向を決定し、水平駆動部１８３０を介して測量機本体１０００を回転し、受光信号が、第１の粗方向受光部１６１１からの信号のみとなる位置で測量機本体１０００の向きを決定する。
【００６９】
回転方向は、例えば第２の粗方向受光部１６１２が受光している場合は、測量機本体１０００を反時計方向に回転し、第４の粗方向受光部１６１４が受光している場合は、時計方向に回転する。要は、最短距離で第１の粗方向受光部１６１１のみがガイド光を受光する様になっている。
【００７０】
第１の粗方向受光部１６１１、第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４の内、２つがガイド光を受光している場合は、制御演算部１８１０で受光強度を比較演算する。例えば、第１の粗方向受光部１６１１と第２の粗方向受光部１６１２からの受光信号があった場合、第１の粗方向受光部１６１１と第２の粗方向受光部１６１２からの受光信号を比較し、どちらの受光部の受光信号が大きいかを判断する。受光信号の大小の判断を基に制御演算部１８１０が水平駆動部１８３０の回転方向を決定する。
【００７１】
例えば、前記受光素子４０が設けられている面と同じ面に設けられている第１の粗方向受光部１６１１からの受光信号が大きいとすると、制御演算部１８１０は水平駆動部１８３０を駆動し、第１の粗方向受光部１６１１からの受光信号がより大きくなる方向、反時計方向に測量機本体１０００を回転させる。この場合も、最短距離で第１の粗方向受光部１６１１のみが前記ガイド光を受光する様に構成されている。
【００７２】
尚、動作シーケンスを簡略化する為、探索モードでの水平駆動部１８３０による測量機本体１０００の回転方向は一方向に決めておいてもよい。この場合、水平駆動部１８３０により測量機本体１０００を所定方向に回転し、粗方向検出部１６１０からの信号が第１の粗方向受光部１６１１のみの信号となった場合に、粗方向探索モードから精方向探索モードに移る。
【００７３】
粗方向探索モードが完了し、精方向探索モードに移る状態では、第１の粗方向受光部１６１１以外の第２の粗方向受光部１６１２、第３の粗方向受光部１６１３、第４の粗方向受光部１６１４からの受光信号が無視できる程度に、第１の粗方向受光部１６１１が測点装置２００００に向合っている状態となっている。従って、測量機本体１０００の向きは正しく視準された状態に対し、少なくとも±４５度の範囲に入っている。
【００７４】
そしてＳ４までの粗方向探索モードが完了すると、Ｓ５に進み、精密方向探索モードとなる。
【００７５】
Ｓ５の精密方向探索モードでは、水平駆動部１８３０は±４５度の範囲で往復回転される。そして制御演算部１８１０は受光素子４０からの信号を取込み、粗方向検出部１６１０からの信号をブロックする。測量機本体１０００が回転することで、回転途中でシリンダレンズ４１を透してガイド光が入射する様になっている。
【００７６】
制御演算部１８１０は受光素子４０からの受光信号のピーク値を演算し、或は受光信号全体の重心位置を演算する。受光信号のピーク値、重心位置が望遠鏡部１３００の光軸方向と測点装置２００００のガイド光の光軸方向とが合致した状態である。制御演算部１８１０は受光信号のピーク値、重心位置での水平角エンコダー１７３０の角度信号を取込み、望遠鏡部１３００が測点装置２００００を正確に視準する水平角を決定する。
【００７７】
水平角が決定されるとＳ６に進み、制御演算部１８１０は水平駆動部１８３０を駆動して、水平角エンコダー１７３０の検出角度が決定した角度となる様に測量機本体１０００を回転させる。即ち、Ｓ６では、測量機本体１０００の左右の位置合わせが行われる。
【００７８】
なお、Ｓ５で精方向の受光が行われない場合には、Ｓ３に戻る様に構成されている。
【００７９】
そしてＳ７では、ファンビーム射出部１４００からファンビームを出力し、鏡筒部１１００を上下に回動し走査を行う。
【００８０】
更にＳ８では、光検出部１５００が、測点装置２００００に設けられたコーナキューブ２０００によって反射されたファンビームを受光する。Ｓ８でファンビームを確認した場合には、Ｓ９に進み、光検出部１５００で受光した光がガイド光でないことを確認する。
【００８１】
Ｓ８で、光検出部１５００がファンビームの確認ができない場合には、Ｓ３に戻る様になっている。本実施例では、Ｓ８で１５秒間にファンビームの確認ができない場合には、Ｓ３に戻る様に構成されている。
【００８２】
Ｓ９で、光検出部１５００で受光した光がガイド光でないことを確認した場合には、Ｓ１０に進む。Ｓ１０では、鉛直回転機構１７４０により、望遠鏡部１３００の上下の位置合わせを行い、望遠鏡部１３００を測点装置２００００に設けられたコーナキューブ２０００に向けて視準することができる。
【００８３】
Ｓ９で、光検出部１５００で受光した光がガイド光であると確認した場合には、Ｓ３に戻る様になっている。
【００８４】
Ｓ１０で、上下の位置合わせが終了すると、Ｓ１１に進み、ガイド光の受光を終了する。
【００８５】
そして視準が完了したので、Ｓ１２に進み、測量機本体１０００の動作モードを追尾モードとする。Ｓ１２では、追尾光源３６から追尾光を出力する。
【００８６】
Ｓ１３では、光検出部１５００が、測点装置２００００に設けられたコーナキューブ２０００によって反射された追尾光を受光する。
【００８７】
そしてＳ１４では、前述した鉛直回転機構１７４０と水平回転機構１７１０とを制御駆動することにより、追尾の位置合わせを行うことができる。
【００８８】
なお、Ｓ１３で追尾光を受光できない場合には、Ｓ１９に進んで、ガイド光を再び出力し、Ｓ８に戻る様になっている。
【００８９】
受光素子４０は望遠鏡部１３００の水平角±１度でガイド光を受光可能であるので、測点装置２００００が水平角±１度から外れない範囲で移動する場合、測量機本体１０００は測点装置２００００を追尾し、直ちに視準が完了する。
【００９０】
更にＳ１５では、受光素子４０の中心に反射光がある様に追尾し、Ｓ１６で視準中心の位置にきている時に測距・測角が行われる。
【００９１】
なおＳ１５で、視準中心の位置にきていない場合には、Ｓ１３に戻る様になっている。
【００９２】
そしてＳ１７で 、測点装置２００００を移動させる場合には、Ｓ１３に戻り追尾モードを繰り返し、測点装置２００００を移動させる必要がない場合には、Ｓ１８に戻り、測量作業を終了させる。
【００９３】
【効果】
以上の様に構成された本発明は、被測定点に設置する測点装置の位置を検出するための位置検出装置であり、前記測点装置に設けられたガイド光射出部からのガイド光を受光するためのガイド光受光手段からなる第１の位置検出手段Ａと、前記測点装置に向けてファンビームを射出するためのファンビーム射出部と、前記測点装置で反射された光を受光するための光検出部とからなる第２の位置検出手段Ｂと、前記測点装置に向けて追尾光を射出するための追尾光射出部と、前記光検出部とからなる第３の位置検出手段Ｃと、第１の位置検出手段Ａと第２の位置検出手段Ｂと第３の位置検出手段Ｃとの検出信号に基づき、前記位置検出装置を測点装置に向けるための回動手段を制御するための制御演算部とからなるので、
ワンマン測量を効率的に行うことができるという卓越した効果がある。
【００９４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の測量機１００００を示す図である。
【図２】本発明の実施例の測点装置２００００を示す図である。
【図３】本発明の実施例の測量機本体１０００の構成を示す図である。
【図４】本実施例の電気的構成を示す図である。
【図５】本実施例の光学的構成を示す図である。
【図６】受光素子を示す図である。
【図７】方向検出部を説明する図である。
【図８】精方向検出部の構成を示す図である。
【図９】本実施例の作用を説明する図である。
【符号の説明】
１００００ 測量機
２００００ 測点装置
３００００ 三脚
３１０００ 基板部
４００００ ポール
１０００ 測量機本体
１１００ 鏡筒部
１２００ ハンドル部
１３００ 望遠鏡部
１４００ ファンビーム射出部
１５００ 光検出部
１６００ 方向検出部
１６１０ 粗方向検出部
１６１１ 第１の粗方向検出部
１６１２ 第２の粗方向検出部
１６１３ 第３の粗方向検出部
１６１４ 第４の粗方向検出部
１６２０ 精方向検出部
１７１０ 水平回転機構
１７１１ 水平回転駆動ギア
１７１２ 水平回転モータ
１７２０ 水平回転軸
１７３０ 水平回転角検出器
１７４０ 鉛直回転機構
１７４１ 鉛直回転駆動ギア
１７４２ 鉛直回転モータ
１７５０ 鉛直回転軸
１７６０ 鉛直回転角検出器
１８１０ 制御演算部
１８２０ 鉛直駆動部
１８３０ 水平駆動部
１８６０ 記憶部
１９００ 追尾光射出部
２０００ コーナーキューブ
２１００ ガイド光射出部
Claims (6)
- 被測定点に設置する測点装置の位置を検出するための位置検出装置であり、前記測点装置に設けられたガイド光射出部からのガイド光を受光するためのガイド光受光手段からなる第１の位置検出手段Ａと、前記測点装置に向けてファンビームを射出するためのファンビーム射出部と、前記測点装置で反射された光を受光するための光検出部とからなる第２の位置検出手段Ｂと、前記測点装置に向けて追尾光を射出するための追尾光射出部と、前記光検出部とからなる第３の位置検出手段Ｃと、第１の位置検出手段Ａと第２の位置検出手段Ｂと第３の位置検出手段Ｃとの検出信号に基づき、前記位置検出装置を測点装置に向けるための回動手段を制御するための制御演算部とからなる位置検出装置。
- ガイド光受光手段は、粗方向検出部と精方向検出部とを含んでいる請求項１記載の位置検出装置。
- 粗方向検出部は、少なくとも水平方向からのガイド光を受光する複数の受光部からなる請求項２記載の位置検出装置。
- 光検出部は、ファンビームと追尾光とを受光する請求項１記載の位置検出装置。
- 回動手段は、水平回転機構と鉛直回転機構とからなる請求項１記載の位置検出装置。
- 制御演算部は、測点装置までの距離・角度を測定する機能をも備えている請求項１記載の位置検出装置。
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