JP7274267B2 - 測量システムおよびターゲット特定方法 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示される測量システムは、測量機にターゲットから出射されるガイド光の方向を検出する方向検出器を設け、ターゲットにガイド光を送光するガイド光送光器を設けたものである。特許文献1に開示される測量システムは、測量機本体を水平回転させて方向検出器でターゲットからガイド光を受光することにより水平方向を検出する。
また、本構成の測量システムによれば、射出部から射出されるレーザ光が鉛直方向の幅よりも水平方向の幅が広いファンビームであるため、小電力であっても遠方まで十分な光量を送ることができる。また、ファンビームを鉛直方向に連続的に走査するため、鉛直方向の幅の狭いファンビームを走査幅まで拡張して送ることができる。
また、本構成の測量システムによれば、ターゲット特定部がターゲットを特定する際に、第1画像と第2画像との撮像間隔と同等の間隔で発光するターゲット以外のものが存在した場合、ターゲット特定部がターゲット以外のものをターゲットとして誤って特定してしまう可能性がある。そこで、本構成の測量システムでは、射出部がファンビームを鉛直方向に連続的に走査する第2周期を、第1制御モードでレーザ光のオン・オフを繰り返す第1周期よりも短くし、第3画像と第4画像との第2差分画像に基づいてターゲット特定部が特定したターゲットが適切であるかどうかを判断している。第1画像と第2画像との撮像間隔よりも第3画像と第4画像との撮像間隔が短くなるため、ターゲット特定部が誤ってターゲットとして特定したものを排除し、特定されたターゲットが適切であるかどうかを判断することができる。
本構成の測量システムによれば、第3画像および第4画像が部分画像であるため、撮像部が撮像可能な全体画像を扱う場合に比べ、撮像部から第3画像および第4画像を取得する時間が大幅に削減される。そのため、撮像部が全体画像を取得する時間が第2周期よりも長くなる場合であっても、撮像部が第3画像および第4画像を取得する時間を第2周期よりも短くすることができる。
本構成の測量システムによれば、ポリゴンミラーを回転駆動部により回転させ、ポリゴンミラーの周面にレーザ光を照射することにより、ファンビームを鉛直方向に連続的に走査することができる。
本構成の測量システムによれば、追尾光受光部の受光像に基づいて第1駆動部および第2駆動部を制御し、望遠鏡の視準軸上にプリズムが配置される状態を維持することができる。
図1は、本実施形態に係る測量システム300を示す平面図である。図2は、図1に示す測量機100の斜視図である。図3は、図1に示すターゲット200の斜視図である。図4は、図1に示す測量システム300の構成図である。図5は、図4に示す射出部210の構成図である。
図2および図4に示すように、測量機100は、本体110と、望遠鏡120と、広角撮像部130と、制御部140と、駆動部150と、追尾部160と、通信部170と、記憶部180と、距離計190と、表示部193と、操作部195と、三脚197と、を備える。
制御部140は、ターゲット特定部141と、ターゲット判断部142と、駆動制御部143と、を備える。制御部140が備える各部は、例えば、CPUがROMや記憶媒体等から読み取ったプログラムを実行することにより機能する。
ターゲット判断部142は、ターゲット特定部141が特定したターゲット像TGが適切であるかどうかを判断するものである。
ターゲット特定部141およびターゲット判断部142が実行する具体的処理については後述する。
距離計190は、ターゲット200に向けて測距光を照射するとともにターゲット200で反射した測距光を受光してターゲット200までの距離を計測する装置である。
操作部195は、測量機100の操作者による操作を受け付けて測量機100の各種の設定や制御部140に対する指示を入力する装置である。
ターゲット200は、レーザ光を射出する射出部210と、制御部220と、プリズム230と、通信部240と、記憶部250と、を備える。
ポリゴンミラー211は、周面に沿って6つの反射面が等間隔に形成されるとともに水平軸X2を中心に回転可能な回転体である。
図8および図9は、測量機100が実行する処理を示すフローチャートである。図8および図9に示す各処理は、測量機100の制御部140がプログラムを実行することにより行われる処理である。
ステップS110で、制御部140は、第1制御モードから第2制御モードへの切り替えを指示する制御モード切替指示をターゲット200に送信するよう通信部170を制御する。
図10は、ターゲット200が実行する処理を示すフローチャートである。図10に示す各処理は、測量機100の制御部220がプログラムを実行することにより行われる処理である。
ステップS204で、制御部220は、第1制御モードから第2制御モードへの切り替えを指示する制御モード切替指示を測量機100から受信したかどうかを判断し、YESであればステップS205へ処理を進める。
ステップS206で、制御部220は、第2制御モードから第1制御モードへの切り替えを指示する制御モード切替指示を測量機100から受信したかどうかを判断し、YESであればステップS203へ処理を進め、NOであればステップS207へ処理を進める。
本実施形態の測量システム300によれば、望遠鏡120が有する第1画角θ1よりも広角撮像部130が有する第2画角θ2が広いため、第1画角θ1にターゲット200が存在しない場合であっても第2画角θ2にターゲット200が存在する場合には、広角撮像部130にターゲット200からのレーザ光が入射する。この場合、制御部220が第1制御モードを実行する際に、レーザ光が射出されるオン期間に広角撮像部130が撮像した第1画像IM1は、ターゲット200から入射するレーザ光を含む画像となる。一方、制御部220が第1制御モードを実行する際に、レーザ光が射出されないオフ期間に広角撮像部130が撮像した第2画像IM2は、ターゲット200から入射するレーザ光を含まない画像となる。第1画像IM1と第2画像IM2との第1差分画像DI1は、ターゲット200から入射するレーザ光を除く他の入射光の影響を除去したものとなる。そのため、第1差分画像DI1に基づいて広角撮像部130が撮像した画像中のターゲット像TGが特定される。
Claims (6)
- 測量機と、前記測量機により視準されるターゲットとを備える測量システムであって、
前記測量機は、
鉛直軸を中心に回転可能な本体と、
前記本体に支持されるとともに水平軸を中心に回転可能な望遠鏡と、
前記望遠鏡が有する第1画角よりも広い第2画角を有する撮像部と、
前記撮像部が撮像した画像に基づいて該画像中のターゲット像を特定するターゲット特定部と、を有し、
前記ターゲットは、レーザ光を射出する射出部を有し、
前記ターゲット特定部は、前記射出部から前記レーザ光が射出されるオン期間に前記撮像部が撮像した第1画像と前記射出部から前記レーザ光が射出されないオフ期間に前記撮像部が撮像した第2画像との第1差分画像に基づいて前記ターゲット像を特定し、
前記射出部は、鉛直方向の幅よりも水平方向の幅が広いファンビームを鉛直方向に連続的に走査し、
前記ターゲットは、前記射出部が射出する前記レーザ光のオン・オフを制御する射出制御部を有し、
前記射出制御部は、前記レーザ光のオン・オフを第1周期で繰り返す第1制御モードと、前記レーザ光のオン状態を維持する第2制御モードとを実行可能であり、
前記射出部は、前記第1周期よりも短い第2周期で前記ファンビームを鉛直方向に連続的に走査し、
前記ターゲット特定部は、前記射出制御部が前記第1制御モードを実行する際に、前記第1差分画像に基づいて前記ターゲット像を特定し、
前記測量機は、前記射出制御部が前記第2制御モードを実行する際に、前記ファンビームが前記撮像部に入射する入射期間に前記撮像部が撮像した第3画像と前記ファンビームが前記撮像部に入射しない非入射期間に前記撮像部が撮像した第4画像との第2差分画像に基づいて前記ターゲット特定部が特定した前記ターゲット像が適切であるかどうかを判断するターゲット判断部を有することを特徴とする測量システム。 - 前記第3画像および前記第4画像は、前記ターゲット特定部が特定した前記ターゲット像に対応する部分画像であることを特徴とする請求項1に記載の測量システム。
- 前記測量機は、
前記鉛直軸を中心に前記本体を回転させる第1駆動部と、
前記水平軸を中心に前記望遠鏡を回転させる第2駆動部と、
前記第1駆動部および前記第2駆動部を制御する駆動制御部と、を有し、
前記駆動制御部は、前記望遠鏡が前記ターゲットを視準するように、前記ターゲット特定部が特定した前記ターゲット像に応じて前記第1駆動部および前記第2駆動部を制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の測量システム。 - 前記射出部は、
周面に沿って複数の反射面が等間隔に形成されるとともに水平軸を中心に回転可能なポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーを回転させる回転駆動部と、
前記ポリゴンミラーの周面に向けて前記レーザ光を照射するレーザ光源と、を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の測量システム。 - 前記測量機は、
前記ターゲットに向けて追尾光を照射する追尾光送光部と、
前記ターゲットで反射される前記追尾光を受光する追尾光受光部と、を有し、
前記ターゲットは、
前記追尾光送光部から照射された前記追尾光を該追尾光の入射方向に向けて反射させるプリズムを有し、
前記駆動制御部は、前記望遠鏡の視準軸上に前記プリズムが配置されるように、前記追尾光受光部の受光像に基づいて前記第1駆動部および前記第2駆動部を制御することを特徴とする請求項3に記載の測量システム。 - 測量機と、前記測量機により視準されるターゲットとを備える測量システムにおけるターゲット特定方法であって、
前記測量機は、
鉛直軸を中心に回転可能な本体と、
前記本体に支持されるとともに水平軸を中心に回転可能な望遠鏡と、
前記望遠鏡が有する第1画角よりも広い第2画角を有する撮像部と、を有し、
前記ターゲットは、レーザ光を射出する射出部を有し、
前記射出部から前記レーザ光が射出されるオン期間に第1画像を前記撮像部により撮像する第1撮像工程と、
前記射出部から前記レーザ光が射出されないオフ期間に第2画像を前記撮像部により撮像する第2撮像工程と、
前記第1画像と前記第2画像との第1差分画像に基づいて前記撮像部が撮像する画像中のターゲット像を特定するターゲット特定工程と、を備え、
前記射出部は、鉛直方向の幅よりも水平方向の幅が広いファンビームを鉛直方向に連続的に走査し、
前記ターゲットの射出制御部は、前記射出部が射出する前記レーザ光のオン・オフを制御し、
前記射出制御部は、前記レーザ光のオン・オフを第1周期で繰り返す第1制御モードと、前記レーザ光のオン状態を維持する第2制御モードと、を実行可能であり、
前記射出部は、前記第1周期よりも短い第2周期で前記ファンビームを鉛直方向に連続的に走査し、
ターゲット特定部のターゲット判断部は、前記射出制御部が前記第1制御モードを実行する際に、前記第1差分画像に基づいて前記ターゲット像を特定し、
前記測量機は、前記射出制御部が前記第2制御モードを実行する際に、前記ファンビームが前記撮像部に入射する入射期間に前記撮像部が撮像した第3画像と前記ファンビームが前記撮像部に入射しない非入射期間に前記撮像部が撮像した第4画像との第2差分画像に基づいて前記ターゲット特定部が特定した前記ターゲット像が適切であるかどうかを判断することを特徴とするターゲット特定方法。
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