JPS63281012A

JPS63281012A - 測量装置

Info

Publication number: JPS63281012A
Application number: JP11628987A
Authority: JP
Inventors: Kazu Hara; 原　和
Original assignee: Tokyo Optical Co Ltd
Current assignee: Tokyo Optical Co Ltd
Priority date: 1987-05-13
Filing date: 1987-05-13
Publication date: 1988-11-17
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JP2521754B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、測定目標点に向けて自動照準が可能な測量装
置に関するものである。

（従来の技術）従来、測定点を基準として水平角度、鉛直角度を測定す
るための経緯儀、測定点と目標点との距離を光電的に測
定するための光波距離計、及び、この経緯儀と光波距離
計との機能を合わせもった装置等の測量機が広く知られ
ている。

この種の測量機においては、測定地点に測量機を設定し
、測定を行うための測定者と、測定目標点にターゲット
或いは反射プリズムを配置保持するための測定補助者が
必要であり、しかも測定者は望遠鏡を覗きながら測量機
をターゲットに向けて正確に照準するという操作を行っ
た後に測定を行っていたものである。このためこの問題
点を解決するため、ターゲット或いは反射プリズム側か
ら光を出射させ、この光を受光してこの受光信号から測
量機をターゲットに向けて自動照準し得る様に構成し、
測定地点における測定者を不要あるいは照準する操作を
なくし、測量作業効率を上げる試みが起案されている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、この従来技術においては、測量機側で受
光する光量レベルを上げ、正確な自動照準を行う必要性
から、測定地点からの光束の広がり角度を広げることが
円建であり、遠距離測定になると、測量機側が目標地点
からの光を受光して自動照準が可能な角度範囲が非常に
狭くなるという欠点を有していたものである。この欠点
は、測定目標点を移動させながら常時測定を行う場合に
は特に問題となり、測定目標；点の移動速度が大きい場
合、あるいは振動して向きが変化する場合。

たとえ測量機を自動測定を繰り返す所謂トラッキングモ
ードにしても、自動照準が追尾できずに自動測定が不可
能となる問題点を有していたものである。

（本発明の目的）そこで、本発明は、これらの従来技術の問題点を解決す
ることを目的としてなされたものであり。

測量機側で受光する光量レベルを上げて、正確な自動照
準が可能でありながら、自動照準の可能な角度範囲を広
げ、測定目標点の移動、振動に追尾可能な測量装置を提
供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段）この目的を達成するため、本発明は、測定目標点に配置
させる測定目標手段と測定点に配置させる測量手段を備
え、前記測定目標手段はレーザー光を出射するレーザー投影
部を有し、前記測量手段は、光電変換素子と、前記レーザー光を光
電変換素子上に集光させるための受光光学系と、前記光
電変換素子からの信号により受光光学系の光軸方向を測
定目標点の方向に自動照準するための自動照準制御部と
を有する測量装置において、前記レーザー光束の出射方向を２次元に振動走査するた
めの振動走査手段を前記レーザー投影部に設けた測量装
置としたことを特徴とするものである。

（作　用）この様な構成によれば、測定目標手段を測量手段側に向
けて、レーザー光を２次元に振動走査させることにより
、測定目標手段の向きが変化しても、レーザー光がある
時点で測量手段の受光光学系に入射して光電変換素子に
受光される。この光電変換素子はレーザー光の受光状態
を自動制御部に入力し、自動制御部は光電変換素子のレ
ーザー光受光状態から測定目標手段の位置を割り出して
測量手段の向きを測定目標手段に向けて駆動制御する。

（実施例）以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図、第２図に示した測量装置は、測量手段ｌと測定
目標手段２から構成されている。

この測量手段１は、測量機本体３と、測量機本体３に装
備されるデータコレクタ４．プリンター５゜磁気記録再
生装置６を備えている。図中、４ａはデ−タコレクタ４
に設けられた操作板である。

測量機本体３は、第２図に示したベース７と、ベース７
上に水平出し可能に装着された水平面回動駆動モータ８
（水平回動駆動手段）と、水平面回動駆動モータ８上に
水平回動可能に且つ水平面回動駆動モータ８により水平
回動駆動可能に設けられたＵ字状の可動フレーム９と、
可動フレーム９の対向する支持部９ａ、９ｂ間に配設さ
れた可動ハウジング１０と、この可動ハウジング１０の
両側部に一体に設けられて可動ハウジング１０を第４図
の如く鉛直面内で回動可能に支持部９ａ、９ｂに枢支し
ている支軸１１．１２を備えている。

また、測量機本体３は、第４図に示した如く支持部９ａ
に装着された鉛直面回動駆動モータ１３（鉛直面回動駆
動手段）と、この鉛直面回動駆動モータ１３の回転を支
軸１１に伝達する伝達手段１４を有する。

この伝達手段１４は、支軸１１と一体のギヤ１５と、鉛
直面回動駆動モータ１３の出力軸１３ａに一体に設けら
れ且つギヤ１５に噛合するピニオン１６から構成されて
いる。

しかも、測量機本体３は、第１図に示した如く光波測距
部１７と、自動照準用のＣＰｏｌｇと、測定結果を表示
する表示部１９と、光電変換素子としての２次元ＣＣＤ
２０と、２次元ＣＣＤ２０にレーザー光束を点像として
集光させる受光光学系２１を有している。しかも、これ
らは可動ハウジング１ｏに設けられている。

規準望遠鏡光学系１７ａを有する光波測距部１７は、測
距のための測距変調光を測定目標手段２の反射プリズム
（後述）に向けて出射し、この反射プリズムにより反射
された変調光を受光し、この変調光の位相差により測定
地点と回定目標地点との距離を測定する様になっている
。しがち、この光波測距部１７からの測距信号はＣＰＵ
１ｇに送られる。一方、上述の水平面回動駆動モータ８
及び鉛直面回動駆動モータ１３にはパルスモータが用い
られ、ＣＰ（１１８は各モータ８，１３の制御パルスか
ら測定地点に対する測定目標点の水平角及び鉛直角を演
算する。

そして、　ｃｐｕｉａは、この演算結果及び測定結果す
なわち測定値、水平角、鉛直角等の測定データを表示部
１９に表示させる一方゛、このデータをプリンター５で
プリントアウトさせると共に磁気記録再生装置６により
記録させる０図中、６ａはフロッピーディスクである。

受光光学系２１は、対物レンズ２２と、ズーム変倍レン
ズ２３を有する。しかも、この受光光学系２１の光軸Ｏ
０は、光波測距部１７の光軸０２と平行に設けられてい
る。

２次元ＣＣＤ２０は、受光光学系２１により形成される
点像の座標位置を光電的に検出するためのものであり、
座標位置を示す信号を自動照準制御用のｃｐｏｌｇに出
力する。

この自動照準制御用ＣＰυ１８は、２次元ＣＣＤ２０か
らの信号に基づき、水平面回動駆動モータ８及び鉛直面
回動駆動モータ１３に制御信号を出力するものである。

この水平面回動駆動モータ８はＣＰυ１８からの制御信
号により制御されて可動フレーム９及び可動ハウジング
１０を水平回動させ、鉛直面回動駆動モータ１３はＣＰ
Ｕ１ｇからの制御信号により制御されて可動ハウジング
１０を枢軸１１．１２を中心に鉛直面内で回動させる。

しかも、このＣＰＵ１ｇは、水平面回動駆動モータ８及
び鉛直面回動駆動モータ１３の作動に伴い、測定目標手
段２からのレーザー光の点像が第６図の如く２次元ＣＣ
Ｄ２０の中心Ａに合致する様に、すなわち光波測距部１
７の光軸０□の方向が測定目標手段２の反射プリズム（
後述）に合致し、受光光学系２１の光軸０１が測定目標
手段２のレーザー光投影部（後述）に合致するまで水平
面回動駆動モータ８及び鉛直面回動駆動モータ１３の自
動的制御を行う様に設定されている。

この自動照準の制御の際、自動照準制御用ｃｐｕ１８は
、最初は変倍光学系であ°るズーム変倍レンズ２３を最
も低倍率（Ｊも画角が大）に設定し、広い画角範囲での
レーザー光束が２次元ＣＣＤ２０上に投影される様にし
て、その後はズーム変倍レンズ２３を高倍率方向に移動
して、最終的に高精密な照準が可能な様にズーム変倍レ
ンズ２３を制御する様に構成されている。

さらに、測量機本体３は、測距結果を測量目欄地点に無
線で伝送すると共に、測定地点からの指令を受信するた
めの第１の無線装置２４を有する。

２４ａは無線装置２４のアンテナ、２４ｂは無線装置２
４の挿話器で、アンテナ２４ａは支持部９ｂ内に収納可
能に設けられている。

次に、測定目標手段２について詳説する。

この測定目標手段２は、目標袋［２５と、データコレク
タ等の操作袋［２６と、プリンタ２７を備えている。

目標装置２５は、第２図に示したベース２８と、ベース
２８上に水平出し可能に装着された水平面回動駆動モー
タ２９（水平回動駆動手段）と、水平面回動駆動モータ
２９上に水平回動可能に且つ水平面回動駆動モータ２９
により水平回動駆動可能に設けられたＵ字状の可動フレ
ーム３０と、可動フレーム３０の対向する支持部３０ａ
、　３０ｂ間に配設された可動ハウジング３１と、この
可動ハウジング３１の両側部に一体に設けられて可動ハ
ウジング３１を第５図の如く鉛直面内で回動可能に支持
部３０ａ、　３０ｂに枢支している支軸３２．３３を備
えている。

また、目標装置２５は、第５図に示した如く支持部３０
ａに装着さ、れた鉛直面回動駆動モータ３４（鉛直面回
動駆動手段）と、この鉛直面回動駆動モータ３４の回転
を支軸３２に伝達する伝達手段３５を有する。

この伝達手段３５は、支軸３２と一体のギヤ３６と、鉛
直面回動駆動モータ３４の出力軸３４ａに一体に設けら
れ且つギヤ３６に噛合するピニオン３７から構成されて
いる。

しかも、目標装置２５は、変調光反射用の複数のコーナ
ーキューブ３８ａから構成される反射プリズム３８と、
このコーナーキューブ３８ａの光軸と平行な光軸を有す
るレーザー光投影部３９及び照準望遠鏡４０を有する。

これらは、可動ハウジング３１に設けられている。従っ
て、このコーナーキューブ３８ａ、レーザー光投影部３
９及び照準用望遠鏡４０（照準部）は、水平面回動駆動
モータ２９により可動フレーム３０と可動ハウジング３
１を水平回動させると共に、鉛直面回動駆動モータ３４
によりハウジング３１を鉛直面内で回動させることによ
り、水平面回転及び鉛直面での俯仰ができる。

照準望遠鏡４０はコーナーキューブ３８ａの方向を概略
測定地点に向けるために使用するためのものであり、対
物レンズ４１の焦点上の中心に測量機本体３の像が形成
されるように目標装置２５自体を回動させることにより
、コーナーキューブ３８ａの向きが概略調整される。レ
ーザー光投影部３９は、レーザー管４２．このレーザー
管４２からの光束を略平行光束にして測量機本体３に向
けて投影するための投影レンズ４３．及びこのレーザー
光の方向を微小角偏角振動させ、投影レンズ４３の光軸
を中心としてレーザー光を２次元に走査振動するための
音響光学偏光器４４（振動走査手段）とから構成されて
いる。

この音響光学偏光器４４は、投影レンズ４３からの光束
の方向を高速で上下左右方向に走査振動する様に制御部
４５からの信号により制御される。しかも、この制御に
伴い制御部４５は、水平面回動駆動モータ２９及び鉛直
面回動駆動モータ３４も制御して、可動ハウジング３１
を水平方向及び鉛直方向に駆動変位させる。従って、例
え測定目標手段２の向きが測量機本体３に対して多少ず
れていたとしても、測量機本体３側に向けて投影される
レーザー光束を投影レンズ４３の光軸を中心として広い
範囲で走査振動させることにより、このレーザー光束を
測量機本体３側の対物レンズ２２に入射させることがで
きるものである。尚、このレーザー光束の方向を走査振
動する手段としては、この音響光学偏光器に限らず、２
つの反射鏡を回転させ、同様な機能を持たせることがで
きる。また、レーザー光束の走査は２次元的に走査すれ
ばよく、光軸を中心として放射状に走査、あるいは左右
に走査しながら同時に上下に走査する方法等種々考えら
れる。

また、測定目標手段２は、無線装置２４とデータの授受
等を行わせる第２の無線装置４６を有する。

図中、４６ａは無線装置４６のアンテナ、４６ｂは無線
装置４６の送話器で、アンテナ４６ａは可動ハウジング
３１上部の目標ポール３１ａ内に収納可能に設けられて
いる。

この無線装置４６は第１の無線装置２４から伝送された
測定結果を示す信号を受けて制御部４５に入力する。そ
して、制御部４５は、測定目標手段２の表承部４７に測
定値、水平角、鉛直角等のデータを表示させると共に、
このデータをプリンタ２７に測定結果プリントアウトさ
せる。従って、測定目標地点での測定者も測定結果を知
ることができる。また、測定目標手段２側からは、自動
照準開始信号及び測定開始信号等を無線装置２４．４６
を介して測量機本体３側に指令することができる様にな
っており、測定地点に人がいなくても自動照準及び測定
が可能な様に構成されている。

（発明の効果）本発明は、以上説明したように構成したので、測量機側
で受光する光量レベルを上げて、正確な自動照準が可能
でありながら、自動照準の可能な角度範囲を広げ、測定
目標点の移動に追尾可能な測量装置を提供することがで
きる。

しかも、本発明によれば、測定目標点に配置する測定目
標装置の照準を正確に行わなくても、測定器本体部側は
測定目標装置を自動追尾し、測定目標点の水平角度、鉛
直角度及び測定地点と測定目標との距離を連続的に且つ
自動的に測定を行なうことができ、測定作業効率を飛躍
的に向上させることができるものである。

また、測定目標点が危険地区或いは直接照準できない地
区でもその時はその地区を避けた近接地点を測定目標点
に選んで、此れを測定し、その地点より二次的に真の位
置を測量して求め、真の値を計算することができる。ま
た、曲線上の多数の測定には、該曲線上を移動する自動
車或いはヘリコプタ−等の乗物に測定目標装置を搭載す
る一方、この測定目標装置に向けて測量機を測定目標装
置に向けて概略設置して、測定目標装置を乗物と共に移
動させ、この移動の間め水平角、鉛直角、距離値から測
定目標の位置座標を連続的に且つ自動的に測定すること
ができ、路線測量及び基準杭上等の測量上で顕著な効果
を有するものである。さらに、測定目標点が危険であり
、人が測定目標装置を設置することができない場合には
、特殊杭を既知のロープの長さでヘリコプタ−から地上
に吊下し、ヘリコプタ−にのせた測定目標装置を仮の目
標点として定め、この仮の目標点の本平角、鉛直角、距
離とロープの長さから真の測定目標点の座標位置を自動
的に算出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の測量装置の実施例を示す光学配置図
である。第２図は、第１図の光学系を備える測量装置の配置図で
ある。第３図は、第２図に示した測量機本体の正面図である。第４計第２図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。第５図は、第２図の■−■線に沿う断面図である。第６図は、第１図に示した２次元ＣＣＤの説明図である
。１・・・測量手段２・・・測定目標手段１７・・・光波測距部１８・・・ＣＰＵ２０・・・２次元ＣＣＤ　（光電変換素子）２１・・・
受光光学系２２・・・対物レンズ２３・・・ズーム変倍レンズ２４・・・第１の無線装置２５・・・目標装置３８ａ・・・コーナーキューブ３８・・・反射プリズム３９・・・レーザー光投影部４０・・・照準望遠鏡（照準部）４２・・・レーザー光源４３・・・投影レンズ４４・・・音響光学偏光器（振動走査手段）４６・・・
第２の無線装置４７・・・表示部第３図第４図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）測定目標点に配置させる測定目標手段と測定点に
配置させる測量手段を備え、前記測定目標手段はレーザー光を出射するレーザー投影
部を有し、前記測量手段は、光電変換素子と、前記レーザー光を光
電変換素子上に集光させるための受光光学系と、前記光
電変換素子からの信号により受光光学系の光軸方向を測
定目標点の方向に自動照準するための自動照準制御部と
を有する測量装置において、前記レーザー光束の出射方向を２次元に振動走査するた
めの振動走査手段を前記レーザー投影部に設けたことを
特徴とする測量装置。
（２）測量手段は測距光を投影して測定点と測定目標点
との間の距離を測定するための光波距部を有し、測定目
標手段には測距光を反射するための反射プリズムと該反
射プリズムの方向を概略設定するための照準部とがレー
ザー投影部と一体に設けられていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の測量装置。
（３）測量手段は測定値を測定目標手段側に伝送する第
１の無線装置を備え、測定目標手段は測定値表示部と第
２の無線装置を備えていると共に、前記第２の無線装置
が第１無線装置からの測定値を受信したとき前記測定値
が前記測定値表示部に表示され得るように構成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の測量装置。
（４）受光光学系は光電変換素子に異なる倍率で投影す
るための変倍光学系を備えることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の測量装置。
（５）変倍光学系は倍率を連続的に可変にするためのズ
ーム光学系であり、自動制御部は低倍率で概略の照準を
行い高倍率で精密な照準を行い得るように構成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の測量装
置。