JP5576763B2

JP5576763B2 - Autofocus surveying instrument

Info

Publication number: JP5576763B2
Application number: JP2010239680A
Authority: JP
Inventors: 豊中村
Original assignee: 株式会社ソキア・トプコン
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2030-10-26
Also published as: JP2012093171A

Description

本発明は、オートフォーカス式測量機に関し、さらに詳細には自動的にオートフォーカスを開始する電子レベル（電子式水準儀）に関する。 The present invention relates to an autofocus surveying instrument, and more particularly to an electronic level (electronic level) that automatically starts autofocus.

図３に示したように、電子レベル２とは、目盛としてバーコード１１が付された標尺１を用いて、このバーコード１１を読んで高さｈを測定するものである。近年、オートフォーカス式電子レベルも出現している。オートフォーカス式電子レベルとしては、後記特許文献１又は２に開示されたようなものが知られている。オートフォーカス式電子レベルの一例として、図４に後記特許文献１に開示されたもののブロック図を示す。 As shown in FIG. 3, the electronic level 2 is for measuring the height h by reading the barcode 11 using the scale 1 with the barcode 11 as a scale. In recent years, an autofocus electronic level has also appeared. As the autofocus electronic level, those disclosed in Patent Document 1 or 2 below are known. As an example of an autofocus electronic level, FIG. 4 shows a block diagram of what is disclosed in Patent Document 1 described later.

この電子レベルは、視準望遠鏡２０と電子装置部１０とからなる。視準望遠鏡２０は、対物レンズ２１ａと、合焦レンズ２１ｂと、自動水平補正機構２２と、ビームスプリッタ２３と、焦点板２０ａと、接眼レンズ２０ｂとを備える。 This electronic level includes the collimating telescope 20 and the electronic device unit 10. The collimating telescope 20 includes an objective lens 21a, a focusing lens 21b, an automatic horizontal correction mechanism 22, a beam splitter 23, a focusing screen 20a, and an eyepiece 20b.

電子装置部１０は、ビームスプリッタ２３で分けられた光を受光するラインセンサ２４と、ラインセンサ２４の出力を増幅する増幅器２５と、増幅器２５の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２７と、Ａ／Ｄ変換器２７の出力を記憶するＲＡＭ２８と、ＣＣＤラインセンサ２４を駆動するＣＣＤ駆動回路２９と、Ａ／Ｄ変換器２７とＲＡＭ２８と駆動回路２９へクロック信号を送るクロックドライバ２６と、合焦レンズ２１ｂを移動させるステッピングモータ４１と、ステッピングモータ４１を駆動するモータ駆動回路４と、モータ駆動回路４及びＣＣＤ駆動回路２９を制御するマイコン３と、マイコン３に接続されたＲＯＭ３１及び表示部３２とを備える。 The electronic device unit 10 includes a line sensor 24 that receives the light divided by the beam splitter 23, an amplifier 25 that amplifies the output of the line sensor 24, and an A / D converter 27 that performs A / D conversion on the output of the amplifier 25. A RAM 28 for storing the output of the A / D converter 27; a CCD drive circuit 29 for driving the CCD line sensor 24; a clock driver 26 for sending a clock signal to the A / D converter 27, the RAM 28 and the drive circuit 29; The stepping motor 41 that moves the focusing lens 21b, the motor drive circuit 4 that drives the stepping motor 41, the microcomputer 3 that controls the motor drive circuit 4 and the CCD drive circuit 29, the ROM 31 connected to the microcomputer 3, and the display Part 32.

オートフォーカスは、次のように行われる。まず、合焦レンズ２１ｂを最も接眼レンズ２０ｂよりに位置させると、合焦レンズ２１ｂが合焦位置にないため、ラインセンサ２４の出力は、図５の（ａ）に示したように平坦に近い。そこで、マイコン３からの指示で合焦レンズ２１ｂを対物レンズ２１ａ側へ移動させていくと、ラインセンサ２４の出力には、しだいに目盛位置に対応する画像データが検出されるようになる。そして、図５の（ｂ）に示したように、ラインセンサ２４の出力が基準値α以上になったとき、合焦レンズ２１ｂを停止する。ここで、各山の中心線ＣＬを求め、この中心線ＣＬの間隔の平均値を求めると、この平均値から標尺までの距離が求まる。この中心線ＣＬの間隔の平均値を求めるには、フーリエ変換のような周波数解析を用いてもよい。標尺までの距離が求まれば、合焦レンズ２１ｂを正確な合焦位置に移動させることができる。合焦レンズ２１ｂが正確な合焦位置に位置すると、ラインセンサ２４からの出力は、図５の（ｃ）に示したようにいっそう明瞭となり、標尺１に付されたバーコード１１が確実に読めて、測定値が得られる。 Autofocus is performed as follows. First, when the focusing lens 21b is positioned farthest from the eyepiece lens 20b, the focusing lens 21b is not in the focusing position, so the output of the line sensor 24 is almost flat as shown in FIG. . Therefore, when the focusing lens 21b is moved to the objective lens 21a side according to an instruction from the microcomputer 3, image data corresponding to the scale position is gradually detected in the output of the line sensor 24. Then, as shown in FIG. 5B, when the output of the line sensor 24 becomes equal to or higher than the reference value α, the focusing lens 21b is stopped. Here, when the center line CL of each mountain is obtained and the average value of the interval between the center lines CL is obtained, the distance from the average value to the scale is obtained. In order to obtain the average value of the interval between the center lines CL, frequency analysis such as Fourier transform may be used. If the distance to the standard is obtained, the focusing lens 21b can be moved to an accurate focusing position. When the focusing lens 21b is positioned at the correct focusing position, the output from the line sensor 24 becomes clearer as shown in FIG. 5C, and the barcode 11 attached to the scale 1 can be read reliably. Thus, a measured value is obtained.

特開２００１−１２９４９号公報JP 2001-12949 A 特開２００６−２３４６１４号公報JP 2006-234614 A

ところで、前記特許文献1に開示された電子レベルでは、標尺を視準した後にオートフォーカスボタンや測定開始ボタンを押すことによって、オートフォーカスを開始させていた。このため、標尺を視準してからオートフォーカスボタンや測定開始ボタンが押されるまでの時間が、測定時間を長くしてしまうという問題があった。また、オートフォーカスボタンや測定開始ボタンを押すと、電子レベルに衝撃や振動を与えて測定誤差を発生させるという問題もあった。本発明は、前記問題を解決するため、測定物を視準すると自動的にオートフォーカスを開始するオートフォーカス式測量機を提供することを課題とする。 By the way, in the electronic level disclosed in Patent Document 1, autofocusing is started by pressing an autofocus button or a measurement start button after collimating the scale. For this reason, there is a problem that the time from collimating the scale to when the autofocus button or the measurement start button is pressed increases the measurement time. In addition, when the autofocus button or the measurement start button is pressed, there is a problem that a measurement error is generated by giving an impact or vibration to the electronic level. In order to solve the above-described problem, an object of the present invention is to provide an autofocus surveying instrument that automatically starts autofocus when a measured object is collimated.

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明のオートフォーカス式測量機は、視準望遠鏡の角度を測定するエンコーダを備え、該エンコーダから送られてくる角度を読み込み、前回読み込んだ角度と今回読み込んだ角度との角度差の絶対値が所定値以下か否か判断し、前記角度差の絶対値が所定値以下なら一定時間読み込みを遅延して、前記一定時間の累積で、前記角度差の絶対値が所定値以下になったときから所定時間以上経過したか否かを判断し、所定時間経過後も前記角度差の絶対値が所定値以下のときオートフォーカスを開始するオートフォーカス手段を備えた。請求項２に係る発明のオートフォーカス式電子レベルは、視準望遠鏡の水平角を測定するエンコーダを備え、該エンコーダから送られてくる水平角を読み込み、前回読み込んだ水平角と今回読み込んだ水平角との角度差の絶対値が所定値以下か否か判断し、前記角度差の絶対値が所定値以下なら一定時間読み込みを遅延して、前記一定時間の累積で、前記角度差の絶対値が所定値以下になったときから所定時間以上経過したか否かを判断し、所定時間経過後も前記角度差の絶対値が所定値以下のときオートフォーカスを開始するオートフォーカス手段を備えた。
In order to solve the above-mentioned problem, the autofocus surveying instrument of the invention according to claim 1 includes an encoder for measuring the angle of the collimating telescope, reads the angle sent from the encoder, and compares the previously read angle and the current time It is determined whether or not the absolute value of the angle difference from the read angle is equal to or smaller than a predetermined value. If the absolute value of the angle difference is equal to or smaller than the predetermined value, the reading is delayed for a certain period of time , Auto focus means is provided for determining whether or not a predetermined time or more has elapsed since the absolute value became equal to or less than a predetermined value, and for starting autofocus when the absolute value of the angle difference is equal to or less than the predetermined value even after the predetermined time has elapsed. It was. The autofocus electronic level of the invention according to claim 2 includes an encoder for measuring the horizontal angle of the collimating telescope, reads the horizontal angle sent from the encoder, reads the horizontal angle read last time, and the horizontal angle read this time If the absolute value of the angle difference is less than or equal to a predetermined value, and if the absolute value of the angle difference is less than or equal to the predetermined value, the reading is delayed for a certain period of time. There is provided an autofocus means for determining whether or not a predetermined time or more has elapsed since the time when the value became equal to or less than a predetermined value, and to start autofocus when the absolute value of the angle difference is equal to or less than the predetermined value even after the predetermined time has elapsed.

請求項１に係る発明によれば、エンコーダから送られてくる角度が所定時間以上一定のときオートフォーカスを開始するので、測定物を視準した後にオートフォーカスボタンや測定開始ボタンを押す必要がなくなり、測定時間を短縮できる。また、オートフォーカスボタンや測定開始ボタンを押すことによって、測量機に衝撃や振動を与えて測定誤差を発生させることもなくなる。 According to the first aspect of the invention, since the autofocus is started when the angle sent from the encoder is constant for a predetermined time or more, it is not necessary to press the autofocus button or the measurement start button after collimating the measurement object. Measurement time can be shortened. In addition, by pressing the autofocus button or the measurement start button, it is possible to prevent the surveying instrument from being shocked or vibrated and causing a measurement error.

請求項２に係る発明も、エンコーダから送られてくる水平角が所定時間以上一定のときオートフォーカスを開始するので、請求項１に係る発明と同じ効果を奏する。 The invention according to claim 2 also has the same effect as the invention according to claim 1 because the autofocus is started when the horizontal angle sent from the encoder is constant for a predetermined time or more.

本発明の一実施例に係るオートフォーカス式電子レベルのブロック図である。1 is a block diagram of an autofocus electronic level according to an embodiment of the present invention. FIG. 前記電子レベルの測定手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the measurement procedure of the said electronic level. 電子レベルと標尺を説明する図である。It is a figure explaining an electronic level and a staff. 従来のオートフォーカス式電子レベルのブロック図である。It is a block diagram of a conventional autofocus electronic level. オートフォーカスの原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of autofocus.

以下、図１及び図２に基づいて、本発明の電子レベルの一実施例を説明する。この電子レベルは、図１に示したように、電子レベルに視準望遠鏡２０の水平角を測定するエンコーダ３０を備える。 An embodiment of the electronic level according to the present invention will be described below with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the electronic level includes an encoder 30 that measures the horizontal angle of the collimating telescope 20 at the electronic level.

エンコーダ３０は、なるべく安価なものを使用する。マイコン３は、エンコーダ３０から送られてくる水平角が所定時間以上一定のとき、視準完了と判断して、直ちにオートフォーカスを開始し測定を行う測定プログラムを内蔵する。これ以外は、図３に示した電子レベルと略同じであるので、同じ部分に同じ符号を付すに止めて、説明を省略する。なお、電子レベルの視準望遠鏡２０は、原則として水平に保たれるものであるので、本実施例では高度角を測定するエンコーダは備えない。 The encoder 30 is as inexpensive as possible. When the horizontal angle sent from the encoder 30 is constant for a predetermined time or more, the microcomputer 3 determines that collimation has been completed, and immediately starts autofocus and performs measurement. Other than this, it is substantially the same as the electronic level shown in FIG. 3, so that the same reference numerals are given to the same parts and the description thereof is omitted. Since the collimating telescope 20 at the electronic level is basically kept horizontal, the embodiment does not include an encoder for measuring the altitude angle.

この電子レベルの測定プログラムが行う測定手順を、図２に示したフローチャートに基づいて、さらに詳細に説明する。 The measurement procedure performed by the electronic level measurement program will be described in more detail based on the flowchart shown in FIG.

観測者は、電子レベルと標尺を設定位置にセットして、電子レベルの電源スイッチをＯＮにすると測定プログラムがスタートする。次に、ステップＳ１に進んで、マイコン３は、観測者が視準操作を開始したか否かを判断する。視準操作開始の判断は、電源スイッチ又は測定ボタンが押されたときに視準操作開始と判断する。この他、エンコーダ３０から送られてくる水平角を定期的に読み込み、前回読み込んだ水平角と今回読み込んだ水平角との角度差の絶対値が所定値（例えば３０秒）以上になったときも、視準操作開始と判断する。 When the observer sets the electronic level and the staff at the set position and turns on the power switch of the electronic level, the measurement program starts. Next, it progresses to step S1 and the microcomputer 3 judges whether the observer started collimation operation. The determination of the collimation operation start is determined as the collimation operation start when the power switch or the measurement button is pressed. In addition, when the horizontal angle sent from the encoder 30 is periodically read and the absolute value of the angle difference between the horizontal angle read last time and the horizontal angle read this time becomes a predetermined value (for example, 30 seconds) or more. The collimation operation is determined to be started.

観測者は、ピープサイト（照準装置）を用いて標尺を視準する。もちろん、視準望遠鏡２０で標尺を視準してもよいが、オートフォーカス式電子レベルの場合は照準し易いピープサイトによる視準でも充分である。視準操作が開始されると、エンコーダ３０から送られてくる水平角が刻々変化する。 The observer collimates the staff using a peep site (sighting device). Of course, the scale may be collimated with the collimating telescope 20, but in the case of an autofocus electronic level, collimation with a peep site that is easy to aim is sufficient. When the collimation operation is started, the horizontal angle sent from the encoder 30 changes every moment.

次にステップＳ２に進んで、マイコン３は、エンコーダ３０から送られてくる水平角を読み込む。次にステップＳ３に進んで、前回読み込んだ水平角と今回読み込んだ水平角との角度差の絶対値が所定値（例えば２秒）以下か否か判断する。その角度差の絶対値が所定値を越えていれば、視準操作中として、ステップＳ２に戻る。その角度差の絶対値が所定値以下なら、視準操作完了の可能性があるとして、ステップＳ４に進んで一定時間（例えば５０ｍ秒）遅延する。このステップＳ４は、前回読み込んだ水平角と今回読み込んだ水平角との角度差の絶対値が所定値以下になったときからの時間を計るために必要なものである。 Next, proceeding to step S <b> 2, the microcomputer 3 reads the horizontal angle sent from the encoder 30. In step S3, it is determined whether the absolute value of the angle difference between the previously read horizontal angle and the current read horizontal angle is equal to or less than a predetermined value (for example, 2 seconds). If the absolute value of the angle difference exceeds a predetermined value, the collimation operation is being performed and the process returns to step S2. If the absolute value of the angle difference is equal to or smaller than a predetermined value, it is determined that collimation operation may be completed, and the process proceeds to step S4 and is delayed for a certain time (for example, 50 milliseconds). This step S4 is necessary to measure the time from when the absolute value of the angle difference between the horizontal angle read last time and the horizontal angle read this time becomes a predetermined value or less.

次に、ステップＳ５に進んで、マイコン３は、前回読み込んだ水平角と今回読み込んだ水平角との角度差の絶対値が所定値以下になったときから所定時間（例えば０．５秒）以上経過したか否かを判断する。その角度差の絶対値が所定値以下になったときからの時間は、その角度差の絶対値が所定値以下になったときから、そのステップＳ５が何回目かにより分かる。ただし、その角度差の絶対値が一旦所定値以下になっても、その後、その角度差の絶対値が所定値を越えたときは、それまで計っていた時間をクリアして、その後、その角度差の絶対値が再び所定値以下になったときからの時間を計り直す。 Next, proceeding to step S5, the microcomputer 3 determines that the absolute value of the angle difference between the previously read horizontal angle and the current read horizontal angle is equal to or less than a predetermined value (for example, 0.5 seconds) or more. Judge whether or not it has passed. The time from when the absolute value of the angle difference becomes equal to or smaller than the predetermined value can be determined by how many times the step S5 is performed from when the absolute value of the angle difference becomes equal to or smaller than the predetermined value. However, even if the absolute value of the angle difference once falls below the predetermined value, if the absolute value of the angle difference exceeds the predetermined value after that, the time that has been measured is cleared, and then the angle Remeasure the time from when the absolute value of the difference falls below the predetermined value again.

前回読み込んだ水平角と今回読み込んだ水平角との角度差の絶対値が所定値以下になったときから所定時間経過していないときは、視準操作が未完了の可能性があるとして、ステップＳ１〜Ｓ５を繰り返す。所定時間以上経過したときは、視準操作が完了したとして、ステップＳ６に進んで、オートフォーカスを自動的に開始する。オートフォーカスは、従来のものと同様に行われる。ここで、前述したステップＳ１〜Ｓ６が、請求項１又は２に記載のオートフォーカス手段に相当する。 If the predetermined time has not passed since the absolute value of the angle difference between the horizontal angle read last time and the horizontal angle read this time is less than or equal to the predetermined value, the collimation operation may be incomplete. Repeat S1-S5. If the predetermined time has elapsed, it is determined that the collimation operation has been completed, and the process proceeds to step S6, where autofocus is automatically started. Autofocus is performed in the same way as in the conventional one. Here, the above-described steps S1 to S6 correspond to the autofocus means according to claim 1 or 2.

オートフォーカスが完了すると次に、ステップＳ７に進んで、マイコン３は、電子レベルによる測定を行う。次に、ステップＳ８に進んで、マイコン３は、測定値を表示手段に表示する。次に、ステップＳ９に進んで、観測者は、測定停止するか否か、停止ボタンを押してマイコン３に指示する。停止ボタンが押されれば、ステップＳ１０に進んで、測定及びオートフォーカスの停止処理を行い、ステップＳ２に戻って、次の測定点での測定に備える。測定及びオートフォーカスの停止処理とは、次の測定点での測定の準備をするために、電子レベルの働きを一時停止させるとともに、今記憶している測定に関するデータ、オートフォーカスに関するデータをクリアすることである。停止ボタンが押されなければ、ステップＳ７に戻って、停止ボタンが押されるまで待つ。 When the autofocus is completed, the process proceeds to step S7, where the microcomputer 3 performs measurement based on the electronic level. Next, it progresses to step S8 and the microcomputer 3 displays a measured value on a display means. Next, it progresses to step S9 and an observer instruct | indicates to the microcomputer 3 by pushing a stop button whether measurement stops. If the stop button is pressed, the process proceeds to step S10 to perform measurement and autofocus stop processing, and returns to step S2 to prepare for the measurement at the next measurement point. The measurement and autofocus stop processing is to temporarily stop the electronic level operation and prepare the measurement at the next measurement point, and clear the currently stored measurement data and autofocus data. That is. If the stop button is not pressed, the process returns to step S7 and waits until the stop button is pressed.

この電子レベルでは、観測者が標尺を視準すると、オートフォーカスを自動的に開始するので、標尺を視準した後にオートフォーカスボタンや測定開始ボタンを押す必要がなくなり、測定時間を短縮できる。しかも、オートフォーカスボタンや測定開始ボタンを押すことがなくなるので、電子レベルに衝撃や振動を与えて測定誤差を発生させるという問題も起きなくなる。 At this electronic level, when the observer collimates the scale, autofocus is automatically started, so that it is not necessary to press the autofocus button or the measurement start button after collimating the scale, and the measurement time can be shortened. In addition, since there is no need to press the autofocus button or the measurement start button, there is no problem of causing a measurement error by giving an impact or vibration to the electronic level.

また、この電子レベルは、水平角を測定するエンコーダ３０を備えているので、標尺を設置した測定点の水平角を測定できる。さらに、スタジア測量によって標尺までの距離測定ができる。レベルであるから、当然、測定点と視準点の高度差を測定できる。よって、この電子レベルは、測定点と視準点の高度差と標尺までの距離とから、測定点の高度角も測定できて、水平角、高度角、距離を測定できる簡易なトータルステーションとしても使用できる。 Moreover, since this electronic level is equipped with the encoder 30 which measures a horizontal angle, the horizontal angle of the measurement point which installed the measuring scale can be measured. Furthermore, the distance to the staff can be measured by stadia surveying. Since it is a level, naturally the altitude difference between the measurement point and the collimation point can be measured. Therefore, this electronic level can be used as a simple total station that can measure the horizontal angle, altitude angle, and distance by measuring the altitude angle of the measuring point from the altitude difference between the measuring point and the collimation point and the distance to the standard. it can.

ところで、本発明は前記実施例に限るわけではなく、種々の変形が可能である。たとえば、前記実施例は電子レベルであったが、本発明はエンコーダを備えるその他の測量機（トータルステーション、セオドライト等）にも適用できるものである。 By the way, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, although the above-mentioned embodiment is an electronic level, the present invention can be applied to other surveying instruments (total station, theodolite, etc.) having an encoder.

１電子レベル
２標尺
２０視準望遠鏡
３０エンコーダ 1 Electronic Level 2 Standard 20 Sighting Telescope 30 Encoder

Claims

視準望遠鏡の角度を測定するエンコーダを備え、該エンコーダから送られてくる角度を読み込み、前回読み込んだ角度と今回読み込んだ角度との角度差の絶対値が所定値以下か否か判断し、前記角度差の絶対値が所定値以下なら一定時間読み込みを遅延して、前記一定時間の累積で、前記角度差の絶対値が所定値以下になったときから所定時間以上経過したか否かを判断し、所定時間経過後も前記角度差の絶対値が所定値以下のときオートフォーカスを開始するオートフォーカス手段を備えたオートフォーカス式測量機。 Comprising an encoder for measuring the angle of the collimating telescope, reading the angle sent from the encoder, determining whether or not the absolute value of the angle difference between the previously read angle and the currently read angle is less than or equal to a predetermined value; If the absolute value of the angle difference is less than or equal to a predetermined value, the reading is delayed for a certain time, and it is determined whether or not a predetermined time or more has elapsed since the absolute value of the angle difference has become less than or equal to the predetermined value by accumulating the certain time. An autofocus surveying instrument provided with autofocus means for starting autofocus when the absolute value of the angle difference is not more than a predetermined value even after a predetermined time has elapsed.

視準望遠鏡の水平角を測定するエンコーダを備え、該エンコーダから送られてくる水平角を読み込み、前回読み込んだ水平角と今回読み込んだ水平角との角度差の絶対値が所定値以下か否か判断し、前記角度差の絶対値が所定値以下なら一定時間読み込みを遅延して、前記一定時間の累積で、前記角度差の絶対値が所定値以下になったときから所定時間以上経過したか否かを判断し、所定時間経過後も前記角度差の絶対値が所定値以下のときオートフォーカスを開始するオートフォーカス手段を備えたオートフォーカス式電子レベル。
Equipped with an encoder that measures the horizontal angle of the collimating telescope, reads the horizontal angle sent from the encoder, and whether or not the absolute value of the angle difference between the horizontal angle read last time and the horizontal angle read this time is less than a predetermined value Judgment, if the absolute value of the angle difference is less than or equal to a predetermined value, delay reading for a certain period of time. An autofocus electronic level provided with autofocus means for determining whether or not the autofocus is started when the absolute value of the angle difference is not more than a predetermined value even after a predetermined time has elapsed.