JP5127323B2 - Surveying instrument - Google Patents
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Description
本発明は、特にデジタルカメラを備える測量機に関する。 The present invention particularly relates to a surveying instrument including a digital camera.
測量機、例えばトータルステーションは、望遠鏡内に設けられた光波測距儀を用いて測量対象物に対し測量目標点を視準して測量対象物に対する測量を行う。測量は、光波測距儀の測距原点から測量目標点までの距離を測定することを目的として、トータルステーションから測量対象物にレーザ光を照射し反射光を観測することによって行われる。 A surveying instrument, such as a total station, performs surveying on a surveying object by collimating a surveying target point with respect to the surveying object using a light wave range finder provided in the telescope. Surveying is performed by irradiating a laser beam to a surveying object from a total station and observing reflected light for the purpose of measuring the distance from the ranging origin of the lightwave rangefinder to the surveying target point.
トータルステーションにはデジタルカメラを備えるものがある。デジタルカメラは望遠鏡よりも画角の広いレンズを備え、測量目標点を中心とした周辺画像を撮像してトータルステーションが備える画面に表示する。ユーザは画面に表示された画像を参照してトータルステーションを測量対象物の概略方向へ向け、詳細な視準は望遠鏡を用いて行う。視準は望遠鏡の望遠光学系の光軸上に置かれた測量目標点を測量対象物に一致させることにより行われる。測量後、デジタルカメラは測量対象物とその周辺を撮像して得られた画像をトータルステーションが備える記録媒体に記録画像として記録する。 Some total stations are equipped with digital cameras. The digital camera has a lens with a wider angle of view than the telescope, captures a peripheral image centered on the survey target point, and displays it on the screen of the total station. The user refers to the image displayed on the screen and directs the total station in the general direction of the surveying object, and performs detailed collimation using a telescope. The collimation is performed by matching a survey target point placed on the optical axis of the telescope optical system of the telescope with the survey target. After surveying, the digital camera records an image obtained by imaging the surveying object and its periphery as a recorded image on a recording medium provided in the total station.
測量をノンプリズムモードで行うときには、反射プリズム等の機器を使用せず、トータルステーションが測量対象物に直接照射したレーザ光の反射光を受光する。ノンプリズムモードは、測量対象物に反射プリズム等を設置する必要がないため、反射プリズムを設置することが出来ない地物や構造物の角を測量するときに用いられる。これらの測量対象物を測定したときには、測量対象物の形状から、測量後に画面又は記録画像を目視確認しても測量目標点を特定することが困難なことがあるため、画面上に測量済みの測量目標点を表示する構成が知られている(特許文献1)。
ところで、上記特許文献1のような撮像光学系と望遠光学系とが1つの光学系を共有する構成のトータルステーションでは、望遠光学系に入射した光束を、撮像素子へ導かれる光束と望遠光学系の接眼レンズへ導かれる光束とに分岐させる必要がある。望遠光学系に入射した光束を分岐することにより、撮像素子へ導かれる光束と接眼レンズへ導かれる光束の光量が両方とも減少するという問題が生じる。さらに、撮像光学系が望遠光学系と同じ画角しか得ることができないため、撮像範囲を広く確保して測量対象物の周辺を含んだ画像を撮像することができないという問題が生じる。これらの欠点を解消すべく、望遠鏡の望遠光学系とデジタルカメラの撮像光学系とを独立して設けることが考えられる。 By the way, in the total station having a configuration in which the imaging optical system and the telephoto optical system share one optical system as in Patent Document 1 described above, the light beam incident on the telephoto optical system is converted into the light beam guided to the image sensor and the telephoto optical system. It is necessary to branch into a light beam guided to the eyepiece. By branching the light beam incident on the telephoto optical system, there arises a problem that both the light amount of the light beam guided to the imaging element and the light amount of the light beam guided to the eyepiece lens are reduced. Furthermore, since the imaging optical system can obtain only the same angle of view as the telephoto optical system, there arises a problem that it is impossible to capture an image including the periphery of the surveying object with a wide imaging range. In order to eliminate these drawbacks, it is conceivable to provide the telescope optical system of the telescope and the imaging optical system of the digital camera independently.
しかし、デジタルカメラ及び望遠鏡を構成する部材は気温の変化や太陽による放射熱により伸縮することがある。測量は日中屋外で行われることが通例であるため、一日の測量作業を開始する前に撮像光学系と望遠光学系との光軸を平行に調整しても、日中の気温変化等により光軸に方向誤差、すなわち撮像光学系の光軸と望遠光学系の光軸とが交わって成す角度を生じる。光軸に方向誤差が生じると、デジタルカメラで撮像した画像上における測量目標点を正確に把握することが出来ない。 However, the members constituting the digital camera and the telescope may expand and contract due to changes in temperature or radiant heat from the sun. Since surveying is usually performed outdoors during the day, even if the optical axes of the imaging optical system and the telephoto optical system are adjusted in parallel before starting the daily surveying work, the temperature change during the day, etc. This causes a direction error in the optical axis, that is, an angle formed by the optical axis of the imaging optical system and the optical axis of the telephoto optical system intersecting. If a direction error occurs in the optical axis, the survey target point on the image captured by the digital camera cannot be accurately grasped.
本発明は、明るい視野を有する望遠鏡と、望遠鏡よりも広い画角と明るい視野とを有するデジタルカメラとを備え、望遠鏡及びデジタルカメラの光軸間に生じる方向誤差を解消した正確な位置にポイントマークを合成した画像を生成及び記録するトータルステーションを提供することを目的とする。 The present invention comprises a telescope having a bright field of view and a digital camera having a wider field angle and a bright field of view than the telescope, and a point mark at an accurate position that eliminates a directional error between the optical axis of the telescope and the digital camera. An object of the present invention is to provide a total station for generating and recording an image obtained by combining the images.
本発明による測量機は、測量対象物に対して測量目標点を視準するための望遠光学系を有する望遠鏡と、望遠光学系とは独立して設けられる撮像光学系を有するデジタルカメラと、望遠光学系の光軸と撮像光学系の光軸との方向誤差を演算する方向誤差検出手段と、デジタルカメラにより得られた撮像画像上において測量目標点を示すポイントマークが、方向誤差を解消した位置に表示されるように、撮像画像上におけるポイントマークの表示位置を決定するポイントマーク位置演算手段と、撮像画像の表示位置にポイントマークを合成する合成手段とを備えることを特徴とする。 A surveying instrument according to the present invention includes a telescope having a telephoto optical system for collimating a survey target point with respect to a survey target, a digital camera having an imaging optical system provided independently of the telephoto optical system, and a telephoto Position error detection means for calculating the direction error between the optical axis of the optical system and the optical axis of the imaging optical system, and the point mark indicating the survey target point on the captured image obtained by the digital camera is the position where the direction error has been eliminated And a point mark position calculating means for determining the display position of the point mark on the captured image, and a combining means for combining the point mark with the display position of the captured image.
表示手段は表示装置を備え、測量機は、表示装置の表示領域上における測量目標点の位置とポイントマークの位置とが一致するように、測量目標点の位置とポイントマークの位置を相対的に移動させる操作部をさらに備え、方向誤差検出手段は、操作部による移動量を方向誤差として検出することが好ましい。 The display means includes a display device, and the surveying instrument relatively positions the position of the survey target point and the position of the point mark so that the position of the survey target point on the display area of the display device matches the position of the point mark. It is preferable to further include an operation unit to be moved, and the direction error detection means detects the amount of movement by the operation unit as a direction error.
あるいは、表示手段は表示装置を備え、測量機は、表示装置の表示領域上における測量目標点の位置とポイントマークの位置とが一致するように、測量目標点の位置とポイントマークの位置を相対的に移動させる操作部をさらに備え、方向誤差検出手段は、操作部による移動量を用いて算出される望遠光学系の光軸と撮像光学系の光軸とが成す角度を方向誤差として検出しても良い。 Alternatively, the display means includes a display device, and the surveying instrument relatively compares the position of the survey target point with the position of the point mark so that the position of the survey target point on the display area of the display device matches the position of the point mark. The direction error detecting means detects an angle formed by the optical axis of the telephoto optical system and the optical axis of the imaging optical system, which is calculated using the amount of movement by the operation unit, as a direction error. May be.
操作部はポイントマーク又は撮像画像を移動させて、測量目標点の位置とポイントマークの位置とを一致させるものが望ましい。 It is desirable that the operation unit moves the point mark or the captured image so that the position of the survey target point matches the position of the point mark.
方向誤差検出手段は、方向誤差を記録、又は方向誤差が生じる度に方向誤差を積算した方向誤差データを記録するものであることが好ましい。 The direction error detecting means preferably records the direction error or records the direction error data obtained by integrating the direction error every time the direction error occurs.
さらに、測量機は記憶手段を備え、記憶手段は合成手段により合成された合成画像を記憶することが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the surveying instrument includes a storage unit, and the storage unit stores the synthesized image synthesized by the synthesizing unit.
ポイントマーク位置演算手段は測量前に、方向誤差検出手段が記録している方向誤差を用いてポイントマークの表示位置を決定し、表示手段は測量前に、この表示位置にポイントマークを表示してもよい。 The point mark position calculation means determines the display position of the point mark using the direction error recorded by the direction error detection means before the survey, and the display means displays the point mark at this display position before the survey. Also good.
また、ポイントマーク位置演算手段は測量機の電源が投入された直後に、方向誤差検出手段が記録している方向誤差を用いてポイントマークの表示位置を決定し、表示手段は測量機の電源が投入された直後に、この表示位置にポイントマークを表示してもよい。 The point mark position calculation means determines the display position of the point mark using the direction error recorded by the direction error detection means immediately after the survey instrument is turned on. A point mark may be displayed at this display position immediately after being inserted.
ポイントマーク位置演算手段は測量前に、測量目標点とポイントマークの表示領域上における位置を相対的に移動させ、ポイントマーク位置演算手段は測量前に、操作部による移動量に応じてポイントマークの表示位置を決定し、表示手段は測量前に、表示位置にポイントマークを表示してもよい。 The point mark position calculation means relatively moves the position of the survey target point and the point mark on the display area before the survey, and the point mark position calculation means determines the point mark according to the amount of movement by the operation unit before the survey. The display position may be determined, and the display means may display a point mark at the display position before surveying.
操作部は測量機の電源が投入された直後に、測量目標点とポイントマークの表示領域上における位置を相対的に移動させ、ポイントマーク位置演算手段は測量機の電源が投入された直後に、操作部による移動量に応じてポイントマークの表示位置を決定し、表示手段は測量機の電源が投入された直後に、表示位置にポイントマークを表示してもよい。 The operation unit moves the position of the survey target point and the point mark on the display area relative to each other immediately after the surveying instrument is turned on, and the point mark position calculation means immediately after the surveying instrument is turned on, The display position of the point mark may be determined according to the amount of movement by the operation unit, and the display means may display the point mark at the display position immediately after the surveying instrument is turned on.
本発明は、明るい視野を有する望遠鏡と、望遠鏡よりも広い画角と明るい視野とを有するデジタルカメラとを備え、望遠鏡及びデジタルカメラの光軸間に生じる方向誤差を解消した正確な位置にポイントマークを合成した画像を生成及び記録するトータルステーションを提供する。 The present invention comprises a telescope having a bright field of view and a digital camera having a wider field angle and a bright field of view than the telescope, and a point mark at an accurate position that eliminates a directional error between the optical axis of the telescope and the digital camera. A total station for generating and recording an image obtained by combining images is provided.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1、図2、及び図3を用いて、本発明の実施形態によるトータルステーションの構成を説明する。 The configuration of the total station according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3.
トータルステーション100は、測距儀110とデジタルカメラ120とから構成される。測距儀110には望遠光学系39を有する望遠鏡111が設けられる。ユーザは望遠光学系39を用いて測量対象物33に対して測量目標点34を視準する。測量対象物33は測量が行われる地物やコーナキューブ等をいい、測量目標点34は視準を行うために望遠鏡の光軸上に設けられる一点をいう。デジタルカメラ120は撮像光学装置121により画像を撮像する。
The
視準した測量対象物33に対し、ユーザが入力装置115を操作してレーザ光を照射すると、レーザ光は測量対象物33で反射して望遠鏡111に入射する。望遠鏡111に入射したレーザ光は光波測距儀112へ導かれ、光波測距儀112はレーザ光の位相等を測定する。測定された位相は一時的に測量記憶装置116へ記憶された後に測量制御装置113に転送される。測量制御装置113は、照射したレーザ光の位相と入射したレーザ光の位相との差を用いて、トータルステーション100から測量目標点34までの距離を算出する。
When the user operates the
測量表示装置114は、トータルステーション100を操作するために必要な情報や測量結果等を表示する。トータルステーション100の操作は入力装置115、例えばキーボードによって行われる。測量結果は測量データとしてデジタルカメラ120が備える記録媒体125に記録される。
The
デジタルカメラ120において、撮像光学装置121は撮像光学系38を成すレンズやレンズから得られた光を電気信号に変換するCCD撮像素子等(図示しない)から構成される。撮像光学系38の光軸36は、撮像光学装置121に設けられるCCD撮像素子の有効画素領域の中心を通っており、撮像された画像の中心位置は撮像光学系38の光軸36の位置と一致する。
In the
本実施形態では、望遠光学系39から独立して撮像光学系38が設けられるため、望遠光学系39は撮像のために光束を分岐させる必要がなく、双方の光学系において光量が不足することはない。また、撮像光学系38は望遠光学系39よりも広い画角を確保することができる。
In the present embodiment, since the imaging
撮像された画像はカメラ記憶装置124に一時的に記憶されてデジタルカメラ120が備えるカメラ制御装置122によって画像処理される。画像処理された画像は画像データとしてデジタルカメラ120が備えるカメラ表示装置123に表示され、記録媒体125に記録画像として記録される。記録媒体125はデジタルカメラ120に着脱自在に設けられる。デジタルカメラ120による撮影、すなわち撮像から記録までの一連の動作は測距儀110に設けられた入力装置115をユーザが操作することによって行われる。
The captured image is temporarily stored in the
次に図3及び図4を用いて記録画像にポイントマークを合成するポイントマーク合成処理について説明する。 Next, a point mark synthesis process for synthesizing a point mark with a recorded image will be described with reference to FIGS.
トータルステーション100の電源が投入されると、ステップS211において、ユーザは望遠光学系39を使用して測量対象物33に対して測量目標点34を視準する。視準は、望遠光学系39の光軸上に置かれた測量目標点34を測量対象物33に合わせることにより行われる。ステップS212においてユーザが入力装置115に含まれる測定キーを操作すると、ステップS213において測量制御装置113がトータルステーション100と測量対象物33との間の距離Lの測定つまり測距を行う。ステップS214では測量制御装置113からデジタルカメラ120が備えるカメラ制御装置122に撮影指示がなされる。
When the power of the
撮影指示を受けたカメラ制御装置122はステップS215において撮像を行う。撮像された画像データはステップS216でカメラ表示装置123に表示され、ステップS217で記録画像として記録媒体125に記録される。
Receiving the shooting instruction, the
ステップS218においては、測量記憶装置116から方向誤差データが読み出される。方向誤差データは、撮像光学系の光軸と望遠光学系との光軸とが交わって成す角度を水平方向及び鉛直方向の各成分により表したベクトル量であり、後述する方向誤差データ演算処理によりこの回の測量が実行される前に演算され、測量記憶装置116に記憶されている。
In step S218, the direction error data is read from the
ステップS219では、方向誤差データから記録画像上におけるポイントマークの位置を後述するポイントマーク位置算出処理により演算する。ポイントマークは記録画像上において測量済みの測量目標点34の位置を示す記号であり、例えば十字形が用いられる。
In step S219, the position of the point mark on the recorded image is calculated from the direction error data by a point mark position calculation process described later. The point mark is a symbol indicating the position of the surveyed
ステップS220では演算されたポイントマークの位置に従い、記録画像にポイントマークを合成する。ポイントマークの画像生成および記録画像へのポイントマーク合成は、カメラ制御装置122内に設けられた図示しない画像処理回路が既知の画像合成方法を用いて行われる。
In step S220, the point mark is combined with the recorded image according to the calculated position of the point mark. The image generation of the point mark and the point mark synthesis to the recorded image are performed by an image processing circuit (not shown) provided in the
次に、画像上におけるポイントマークの正確な位置を演算して測量記憶装置116に記憶する処理をステップS221からS223で行う。
Next, the process of calculating the exact position of the point mark on the image and storing it in the
ステップS221において、ユーザはカメラ表示装置123に表示された画像及びポイントマークを見て、ポイントマークの位置が測量対象物33と正確に一致しているかを確認する。このとき、望遠鏡111を用いて測量目標点34が測量対象物33に視準されている。そのため、カメラ表示装置123に表示された画像上でポイントマークの位置が測量対象物33と正確に一致していない場合、方向誤差(dHθ、dVθ)が生じていると判断される。
In step S <b> 221, the user looks at the image and the point mark displayed on the
正確に一致していないとき、ステップS222において、ユーザは入力装置115が有するキーボード又はジョイスティック等を操作する。ステップS223では、この操作によりカメラ表示装置123に表示されている画像が動かされ、画像上におけるポイントマークの位置と測量対象物33の位置とが一致させられる。一致させた後、あるいはこの操作を行わずともポイントマークの位置が正確に一致しているときには、ステップS224で画像とポイントマークとを合成した記録画像を記録媒体125に記録する。
If they do not match exactly, in step S222, the user operates a keyboard or a joystick provided in the
ステップS225では、ステップS222及びS223でユーザが画像を移動させた量に従い、後述する方向誤差データ演算処理により方向誤差データを演算する。そしてステップS226で方向誤差データを測量記憶装置116に記憶する。これにより測量の準備が整えられ、ステップS227で測量が実行される。
In step S225, direction error data is calculated by a direction error data calculation process, which will be described later, according to the amount of movement of the image by the user in steps S222 and S223. In step S226, the direction error data is stored in the
撮像光学系38は望遠光学系39と独立して設けられるため、各光学系における光軸どうしの間には間隔(いわゆるパララックス)が開いている。水平方向における光軸誤差はdHL、鉛直方向における光軸誤差はdVLで表される。この光軸誤差は設計段階で定められる既知の値である。望遠鏡で測量目標物を正確に視準しているときでも、この光軸誤差により、カメラ表示装置123上に表示されるポイントマークと測量目標物との間にはずれが生じる。このずれの大きさを光軸ずれ量という。光軸ずれ量は、方向誤差データ演算処理の前に算出される。
Since the imaging
次に、図4から7を用い、光軸ずれ量を検出し記録する光軸誤差検出処理について説明する。図4は、撮像光学系38の光軸36、望遠光学系39の光軸37、測量目標点34及び測量対象物33を模式的に示した図である。測量対象物33に対し測量目標点34が視準されている。
Next, an optical axis error detection process for detecting and recording the optical axis deviation amount will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram schematically showing the
まず、トータルステーション100と測量目標点34との間の距離Lを測定し、撮像光学装置121(図1参照)により測量対象物周辺の画像が撮像される。撮像された画像はカメラ表示装置123(図1参照)に表示される。撮像光学系38の光軸36と望遠光学系39の光軸37は方向誤差及び光軸誤差により一致しないため、カメラ表示装置123に表示される画像の中心点35は、望遠光学系39の光軸37上に存在する測量目標点34と一致しない(図4、5参照)。
First, the distance L between the
そこでまず光軸誤差を修正する。カメラ表示装置123上において、撮像された画像の中心35から測量目標点34の方向へ光軸誤差の分だけ離れた点を、光軸ずれ補正点41とすると、画像の中心点35と光軸ずれ補正点41との間の画像上における光軸ずれ量は、水平方向に対してdHLpピクセル、鉛直方向に対してdVLpピクセルで表わされる。光軸ずれ補正点41は、光軸ずれ量は補正されるが方向誤差は補正されていない位置を示す。各光軸ずれ量は以下の式で表される。光軸ずれ量の単位は画素数である。
First, the optical axis error is corrected. On the
dHLp=(ArcTan(dHL/L))/RXnθ
dVLp=(ArcTan(dVL/L))/RYnθ
dHLp = (ArcTan (dHL / L)) / RXnθ
dVLp = (ArcTan (dVL / L)) / RYnθ
RXnθ及びRYnθはそれぞれ水平方向及び鉛直方向のCCD一画素あたりの分解力を示す。分解力とは一画素あたりの画角を示す値であり、デジタルカメラ120が有するレンズの焦点距離から決定されるCCDの画角を水平方向又は鉛直方向の画素数で除した値となる。
RXnθ and RYnθ indicate the resolving power per CCD pixel in the horizontal direction and the vertical direction, respectively. The resolution is a value indicating the angle of view per pixel, and is a value obtained by dividing the angle of view of the CCD determined from the focal length of the lens of the
以上により得られた光軸ずれ量に従って、光軸ずれ量dHLp及びdVLpを画像の中心点35からそれぞれ移動した光軸ずれ補正点41に、ポイントマーク42を表示する(図5参照)。光軸ずれ量dHLp及びdVLpに水平及び鉛直方向における分解力RXnθ及びRYnθをそれぞれ乗じた値が、方向誤差データの初期値E0として測量記憶装置116に記憶される。
In accordance with the optical axis deviation amount obtained as described above, the
次に方向誤差データを演算する方向誤差データ演算処理について説明する。 Next, direction error data calculation processing for calculating direction error data will be described.
図4に示すトータルステーション100は、気温変化等による外的要因によって、撮像光学系38の光軸36が望遠光学系39と平行である基本光軸31と方向誤差を生じている。方向誤差は説明のため誇張して示される。図においてdHθは水平方向における方向誤差であり、dVθは鉛直方向における方向誤差である。
The
光軸ずれ量を補正する処理が行われた後、図5のようにカメラ表示装置123にはポイントマーク42が光軸ずれ補正点41上に表示されている。ユーザは、カメラ表示装置123に表示された画像とポイントマーク42とを見て入力装置115を操作する。図7に示すように、ユーザの操作に従ってカメラ表示装置123に表示されている画像が移動して、ポイントマーク42と測量対象物33との位置が一致する。このとき、水平方向における画像の移動ベクトルはdHApピクセル、鉛直方向における画像の移動ベクトルはdVApピクセルである。
After the process of correcting the optical axis deviation amount is performed, the
すなわち図6に示すように、画像の中心位置から光軸の光軸ずれ量dHLp及びdVLpに加えて水平方向にdHAp及び鉛直方向にdVApだけ移動した位置が、正確な測量目標点34の位置となる。
That is, as shown in FIG. 6, in addition to the optical axis deviations dHLp and dVLp of the optical axis from the center position of the image, the position moved by dHAp in the horizontal direction and dVAp in the vertical direction is the position of the accurate
dHAp及びdVApから、基本光軸31と撮像光学系38が成す方向誤差が決定される。水平方向における方向誤差はdHθ、鉛直方向における方向誤差はdVθとして以下の式により求められる。
A direction error formed by the basic
dHθ=dHAp・RXnθ
dVθ=dVAp・RYnθ
dHθ = dHAp · RXnθ
dVθ = dVAp · RYnθ
計測された方向誤差は、測量記憶装置116に記憶された方向誤差データE0に加算され、新たな方向誤差データE1として測量記憶装置116に更新、あるいは記憶される。前述のポイントマーク位置補正処理では、前回の方向誤差データ演算処理で演算され記憶された方向誤差データを用い方向誤差を解消する。つまり今回の方向誤差データ演算処理では、前回の方向誤差データを用いて補正された位置にポイントマーク42が表示され、このポイントマーク42の位置を基準に方向誤差が検出される。そのため、前回の方向誤差データに今回演算された方向誤差を加えることにより、今回の方向誤差データを得ることができる。次回方向誤差が発生したとき測量対象物33に対する方向誤差が計測されると、この方向誤差データE1が読み出され、次回計測された方向誤差が加算される。そして、方向誤差が加算された方向誤差データは、最新の方向誤差データE2として測量記憶装置116に記憶され、撮影画像と関連付ける情報と共に記録媒体125へ記録される。方向誤差データEnは方向誤差が計測される度に積算される。
The measured direction error is added to the direction error data E0 stored in the
次に方向誤差データから記録画像上におけるポイントマーク42の位置を算出するポイントマーク位置算出処理について説明する。
Next, a point mark position calculation process for calculating the position of the
水平及び鉛直方向の方向誤差データEnを水平及び鉛直方向の分解力でそれぞれ除すことにより、光軸ずれ補正点41からポイントマーク42までのベクトル量dHAp、dVApが算出される。カメラ表示装置123には、光軸ずれ補正点41から水平方向にdHAp、鉛直方向にdVApを移動した位置にポイントマーク42が表示される(図6参照)。方向誤差データは撮像光学系38の光軸36と望遠光学系39の光軸37とが交わって成す角度であるから、測量機100から測量対象物33までの距離によって変化しない。そのため、一度方向誤差が計測されると、その方向誤差が変化するまで、測量される複数の測量対象物に対して同じ方向誤差データ用いることにより、方向誤差を解消した位置にポイントマーク42を表示することができる。
The vector amounts dHAp and dVAp from the optical axis
本実施形態によれば、デジタルカメラ及び望遠鏡において明るい視野を確保し低コスト化を図ると共に、デジタルカメラは望遠鏡よりも広い画角を得る。また、望遠光学系と撮像光学系の光軸どうしに方向誤差が生じても、ユーザは撮像した画像上における正確な測量目標点の位置を常に把握することができる。 According to the present embodiment, a bright field of view is secured in the digital camera and the telescope to reduce the cost, and the digital camera obtains a wider angle of view than the telescope. Further, even if a direction error occurs between the optical axes of the telephoto optical system and the imaging optical system, the user can always grasp the position of the accurate survey target point on the captured image.
なお、ポイントマーク合成処理は測量を行う度に実行されても良い。一測量点毎に正確な測量目標点34が記録された画像を得ることができる。 The point mark synthesis process may be executed every time surveying is performed. An image in which accurate survey target points 34 are recorded for each survey point can be obtained.
また、カメラ表示装置123に表示されているポイントマーク42を移動させてポイントマーク42と測量対象物33との位置を一致させても良い。このとき、ポイントマーク42のカメラ表示装置123上における移動量が方向誤差となる。
Further, the
ポイントマーク42は、画像データが記録媒体125に記録される前に合成されても良い。これにより、カメラ表示装置上において、ポイントマーク42は常に方向誤差を含まない位置に表示される。
The
方向誤差データは方向誤差を積算したものではなく、そのとき得られた方向誤差であっても良い。これにより、一測量点毎に正確な測量目標点34が記録された画像を得ることができる。
The direction error data is not the sum of the direction errors, but may be the direction error obtained at that time. Thereby, an image in which an accurate
画像の移動ベクトルdHAp及びdVApが方向誤差として用いられてもよい。このとき、画像の移動ベクトルdHAp及びdVApを積算したものが方向誤差データとして測量記憶装置116及び記録媒体125に記録される。
Image movement vectors dHAp and dVAp may be used as direction errors. At this time, the sum of the image movement vectors dHAp and dVAp is recorded in the
記録媒体125は取り外し可能なメモリカードに限定されず、デジタルカメラに内蔵されるいかなる記憶装置であっても良い。
The
33 測量対象物
34 測量目標点
38 撮像光学系
39 望遠光学系
42 ポイントマーク
100 トータルステーション
110 測距儀
111 望遠鏡
120 デジタルカメラ
33
Claims (12)
前記望遠光学系とは独立して設けられる撮像光学系を有するデジタルカメラと、
前記望遠光学系の光軸と前記撮像光学系の光軸との方向誤差を演算する方向誤差検出手段と、
前記デジタルカメラにより得られた撮像画像上において前記測量目標点を示すポイントマークが、前記方向誤差を解消した位置に表示されるように、前記撮像画像上における前記ポイントマークの表示位置を決定するポイントマーク位置演算手段と、
前記撮像画像の前記表示位置に前記ポイントマークを合成する合成手段と
を備えることを特徴とする測量機。 A telescope having a telescopic optical system for collimating a survey target point with respect to a survey object;
A digital camera having an imaging optical system provided independently of the telephoto optical system;
Direction error detecting means for calculating a direction error between the optical axis of the telephoto optical system and the optical axis of the imaging optical system;
Points for determining the display position of the point mark on the captured image so that the point mark indicating the survey target point is displayed on the captured image obtained by the digital camera at a position where the direction error is eliminated Mark position calculation means;
A surveying instrument comprising: combining means for combining the point mark at the display position of the captured image.
前記測量機は、前記表示装置の表示領域上における前記測量目標点の位置と前記ポイントマークの位置とが一致するように、前記測量目標点の位置と前記ポイントマークの位置を相対的に移動させる操作部をさらに備え、
前記方向誤差検出手段は、前記操作部による移動量を前記方向誤差として検出する請求項1に記載の測量機。 The surveying instrument further includes a display device,
The surveying instrument relatively moves the position of the survey target point and the position of the point mark so that the position of the survey target point on the display area of the display device matches the position of the point mark. It further includes an operation unit,
The surveying instrument according to claim 1, wherein the direction error detection unit detects a movement amount by the operation unit as the direction error.
前記測量機は、前記表示装置の表示領域上における前記測量目標点の位置と前記ポイントマークの位置とが一致するように、前記測量目標点の位置と前記ポイントマークの位置を相対的に移動させる操作部をさらに備え、
前記方向誤差検出手段は、前記操作部による移動量を用いて算出される前記望遠光学系の光軸と前記撮像光学系の光軸とが成す角度を方向誤差として検出する請求項1に記載の測量機。 The surveying instrument further includes a display device,
The surveying instrument relatively moves the position of the survey target point and the position of the point mark so that the position of the survey target point on the display area of the display device matches the position of the point mark. It further includes an operation unit,
2. The direction error detection unit detects an angle formed by an optical axis of the telephoto optical system and an optical axis of the imaging optical system, which is calculated by using a movement amount by the operation unit, as a direction error. Surveyor.
前記記憶手段は、前記合成手段により合成された合成画像を記憶する請求項1に記載の測量機。 The surveying instrument comprises a storage means,
The surveying instrument according to claim 1, wherein the storage unit stores the combined image combined by the combining unit.
前記ポイントマーク位置演算手段は測量前に、前記方向誤差検出手段が記録している前記方向誤差を用いて前記ポイントマークの表示位置を決定し、
前記表示装置は測量前に、この表示位置に前記ポイントマークを表示することを特徴とする請求項6又は7に記載の測量機。 The surveying instrument further includes a display device,
The point mark position calculation means determines the display position of the point mark using the direction error recorded by the direction error detection means before surveying,
The surveying instrument according to claim 6 or 7, wherein the display device displays the point mark at the display position before surveying.
前記ポイントマーク位置演算手段は前記測量機の電源が投入された直後に、前記方向誤差検出手段が記録している前記方向誤差を用いて前記ポイントマークの表示位置を決定し、
前記表示装置は前記測量機の電源が投入された直後に、この表示位置に前記ポイントマークを表示することを特徴とする請求項6又は7に記載の測量機。 The surveying instrument further includes a display device,
The point mark position calculation means determines the display position of the point mark using the direction error recorded by the direction error detection means immediately after the surveying instrument is turned on,
The surveying instrument according to claim 6 or 7, wherein the display device displays the point mark at the display position immediately after the surveying instrument is turned on.
前記ポイントマーク位置演算手段は測量前に、前記操作部による移動量に応じて前記ポイントマークの表示位置を決定し、
前記表示装置は測量前に、前記表示位置に前記ポイントマークを表示する請求項2又は3に記載の測量機。 The point mark position calculating means relatively moves the position of the survey target point and the point mark on the display area before surveying,
The point mark position calculation means determines the display position of the point mark according to the amount of movement by the operation unit before surveying,
The surveying instrument according to claim 2 or 3, wherein the display device displays the point mark at the display position before surveying.
前記ポイントマーク位置演算手段は前記測量機の電源が投入された直後に、前記操作部による移動量に応じて前記ポイントマークの表示位置を決定し、
前記表示装置は前記測量機の電源が投入された直後に、前記表示位置に前記ポイントマークを表示する請求項2又は3に記載の測量機。 The operation unit moves the position of the survey target point and the point mark on the display area relatively immediately after the surveying instrument is turned on,
The point mark position calculation means determines the display position of the point mark according to the amount of movement by the operation unit immediately after the surveying instrument is turned on,
The surveying instrument according to claim 2 or 3, wherein the display device displays the point mark at the display position immediately after the surveying instrument is turned on.
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