KR19980018382A - Automatic collimation method and automatic collimation device - Google Patents
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Abstract
광파측거계에 의한 시준의 자동화를 도모하고, 그것으로서 작업자를 번거로운 작업으로부터 해방하며, 또한 항상 안정된 계측정밀도를 확보한다.It aims at automating the collimation by the light wave measuring system, thereby releasing the worker from troublesome work, and ensuring stable measurement accuracy at all times.
피측정물에 첨부되는 타켓마아크(11)를 시준렌즈(5)를 개재하여 CCD카메라(6)에 의해서 촬상되고, 이 촬상되는 화상을 컴퓨터(9)에 의하여 처리해서 타겟마크(11)의 중심점을 연산하고, 이 연산되는 타겟마크(11)의 중심점에 시준렌즈(5)의 중심점이 일치하도록 광파측거계(1)에 있어서의 상하회전용 모우터(3) 및 좌우회전용 모우터(4)를 제어한다.The target mark 11 attached to the object to be measured is picked up by the CCD camera 6 via the collimating lens 5, and the captured image is processed by the computer 9 to process the center mark of the target mark 11. And the up-and-down rotation motor (3) and the left-right rotation motor (4) in the conventional measuring system (1) so that the center point of the collimating lens (5) coincides with the center point of the target mark (11) to be calculated. ).
Description
본 발명은, 피측정물에 첨부된 타겟마크를 자동적으로 시준하는 자동시준방법 및 자동시준장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic collimation method and an automatic collimation apparatus for automatically collimating a target mark attached to an object to be measured.
종래에는, 피측정물의 위치를 측량할 때에는, 이 피측정물에 타겟마크를 첨부하고, 이 타겟마크를, 측각과 동시에 측거할 수 있는 광파측거 측각계에 의하여 측량하는 방식이 채용되어 있다. 이 경우, 광파측거 측각계의 시준렌즈를 작업자가 보고, 이 시준렌즈의 중심위치가 타겟마크의 중심위치와 일치하도록 시각으로 표시하여 정하며, 광파측거 측각계의 타겟흔들림노브를 수동으로 움직이게 하면서 조정을 실시하도록 되어 있다.Conventionally, when surveying the position of an object to be measured, a method of attaching a target mark to the object to be measured and surveying the target mark by an optical distance measuring goniometer which can measure the target mark simultaneously with the angle of measurement. In this case, the operator looks at the collimation lens of the conventional telescope and displays it at a visual angle so that the center of the collimation lens coincides with the target position of the target mark, and adjusts the target shaking knob of the conventional telescope. It is supposed to be done.
그런데, 상술한 바와 같은 작업자가 시준렌즈를 보고 시각에 의하여 측정장소를 찾아서 조정하는 작업은, 한쪽 눈으로 주의깊게 신중히 실시할 필요가 있으므로, 작업자에 지속적인 긴장을 강요하는 작업이고, 측정장소가 많아진 경우에는 상당한 번거로운 작업으로 이루어진다고 하는 문제점이 있다. 또, 작업자의 눈의 피로 등으로 시준조정을 실패하는 가능성도 있고, 시준정밀도를 확보할 수 없는 경우도 있다.However, as described above, the operator looking at the collimator lens to find and adjust the measurement location by sight needs to be carefully and carefully performed by one eye, thereby forcing the worker to continuously tension and increasing the measurement locations. In this case, there is a problem that it is made with a considerable cumbersome task. In addition, there is a possibility that collimation adjustment may fail due to fatigue of the operator's eyes, or the collimation accuracy may not be secured.
본 발명은, 이와 같은 문제점을 해소하는 것을 목적으로 하여, 광파측거 측각계에 의한 시준의 자동화를 도모하고, 그것으로서 작업자를 번거로운 작업으로부터 해방할 수가 있음과 아울러, 항상 안정된 계측정밀도를 확보할 수 있는 자동시준방법 및 자동시준장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims at eliminating such a problem and aims at automating the collimation by a conventional wave measuring angle measuring instrument, thereby releasing an operator from troublesome work, and ensuring stable measurement accuracy at all times. To provide an automatic collimation method and an automatic collimation device.
상술된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 자동시준방법은, 광파측거계 또는 광파측거 측각계의 시준렌즈에 카메라를 접속하고, 피측정물에 첨부되는 타겟마크를 상기한 카메라에 의하여 촬상하며, 이 촬상되는 화상을 처리하므로서 상기한 타겟마크의 중심점을 구하고, 이 구해지는 타겟마크의 중심점에 상기한 시준렌즈의 중심점을 이동시키는 것을 특징으로 하는 것이다.In order to achieve the above object, the automatic collimation method according to the present invention connects a camera to a collimation lens of a conventional measuring instrument or an optical measuring instrument, and captures a target mark attached to an object to be measured by the camera. The center point of the target mark is obtained by processing the captured image, and the center point of the collimating lens is moved to the center point of the target mark to be obtained.
본 발명에 있어서는, 피측정물에 첨부되는 타겟마크가, 광파측거 측각계 또는 광파측거 측각계의 시준렌즈에 접속되는 카메라에 의해서 촬상되며, 이 촬상되는 화상을 처리하므로서 상기한 타겟마크의 중심점이 구해지며, 이 구해진 타겟마크의 중심점에 상기한 시준렌즈의 중심점을 일치시키도록 그 시준렌즈를 이동시키므로서 자동적으로 시준이 실시된다. 따라서, 작업자가 시각에 의하여 시준렌즈를 보고 측정장소를 찾아서 수동으로 노브를 조정한다고 하는 작업이 불필요하게 되고, 이 결과 작업자를 번거로운 작업으로부터 해방할 수 있음과 아울러, 항상 안정된 계측정밀도를 확보할 수가 있다.In the present invention, the target mark attached to the object to be measured is picked up by a camera connected to the collimation lens of the conventional measuring goniometer or the conventional measuring goniometer, and the center point of the target mark described above is processed by processing the captured image. The collimation is automatically performed by moving the collimating lens so as to coincide the center point of the collimating lens with the center point of the obtained target mark. This eliminates the need for the operator to manually adjust the knob by looking at the collimation lens with a visual sight, thereby releasing the operator from cumbersome work and ensuring stable measurement accuracy at all times. have.
본 발명에 있어서, 상기한 타겟마크는, 점대칭인 가장자리를 보유하는 형상인 광파반사부분과, 이 광파반사부분을 포위하도록 설치되는 광파저반사 부분으로 이루어지는 구성으로 되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성의 타겟마크에 의하면, 예를 들어 입수된 화상을 명도경사도 방향 정보로 변환하여 점대칭 점대를 계수하므로서 광파반사부분의 중심위치를 연산하는 경우에, 그 연산이 쉽게 실시되어서 자동시준이 보다 쉽게 이루어진다.In the present invention, it is preferable that the target mark includes a light wave reflecting portion having a point symmetrical edge and a light wave reflecting portion provided to surround the light reflecting portion. According to the target mark of such a structure, when calculating the center position of a light-wave reflecting part by converting the acquired image into brightness gradient degree direction information and counting the point symmetrical point zone, the calculation is performed easily and automatic collimation is performed more easily. It's easy.
다음에, 상술한 자동시준방법을 보다 구체적으로 실현하기 위한 본 발명에 의한 자동시준장치는,Next, the automatic collimation apparatus according to the present invention for realizing the above-described automatic collimation method more specifically,
(a) 피측정물에 첨부되는 타겟마크,(a) a target mark attached to the object under test;
(b) 시준렌즈를 개재하여 상기한 타겟마크를 촬상하는 카메라를 보유함과 아울러, 이 시준렌즈를 상하방향으로 회전시키는 상하회전기구와, 이 시준렌즈를 좌우방향으로 회전시키는 좌우회전기구를 보유하는 광파측거계 또는 광파측거 측각계,(b) a camera for capturing the target mark through a collimating lens, a vertical rotating mechanism for rotating the collimating lens in the vertical direction, and a left and right rotating mechanism for rotating the collimating lens in the horizontal direction; Conventional measuring instrument or conventional measuring instrument,
(c) 이 광파측거계 또는 광파측거 측각계에 의하여 입수되는 화상을 처리하여 상기한 타겟마크의 중심점을 연산하는 화상처리수단 및,(c) image processing means for processing the image obtained by the conventional wave range measurement system or the conventional wave range measurement system to calculate the center point of the target mark;
(d) 이 화상처리수단에 의하여 연산되는 상기한 타겟마크의 중심점에 상기한 시준렌즈의 중심점이 일치하도록 상기한 상하회전기구 또는 좌우회전기구를 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.and (d) control means for controlling the vertical rotation mechanism or the horizontal rotation mechanism such that the center point of the collimating lens coincides with the center point of the target mark calculated by the image processing means.
본 발명에 있어서는, 피측정물에 첨부되는 타겟마크가, 광파측거계 또는 광파측거 측각계의 시준렌즈에 접속되는 카메라에 의해서 촬상되며, 이 촬상되는 화상이 화상처리수단에 의해서 처리되므로서 상기한 타겟마크의 중심점이 구해지며, 이 구해지는 타겟마크의 중심점에 상기한 시준렌즈의 중심점이 일치하도록 제어수단에 의하여 광파측거계 또는 광파측거 측각계에 있어서의 상하회전기구 및 좌우회전기구가 제어되어서 시준렌즈가 상하회전 혹은 좌우회전되므로서 자동적으로 시준이 실시된다. 이와 같이 하여, 상술한 자동시준방법과 동일하게, 작업자의 수동에 의한 시준작업이 불요하게 되고, 작업자를 번거로운 작업으로부터 해방시킬 수 있음과 아울러, 항상 안정된 계측정밀도를 확보할 수가 있게 된다.In the present invention, a target mark attached to an object to be measured is picked up by a camera connected to a collimation lens of a conventional measuring instrument or a conventional measuring instrument, and the captured image is processed by the image processing means. The center point of the target mark is obtained, and the up-down rotation mechanism and the left-right rotation mechanism in the conventional measuring instrument or the conventional measuring instrument are controlled by the control means so that the center point of the collimating lens described above matches the center point of the target mark. Collimation is automatically performed as the collimating lens is rotated up and down or left and right. In this manner, similarly to the above-described automatic collimation method, the collimation work by the manual operation of the operator becomes unnecessary, the operator can be released from the troublesome work, and the stable measurement accuracy can be secured at all times.
본 발명의 자동시준장치에 있어서는, 더욱이 광파측거계 또는 광파측거 측각계에 입수된 화상을 표시하는 표시수단이 설치되는 것이 바람직하다. 이렇게하므로서, 자동시준에 앞서는 작업자에 의한 대범한 시준 및 시준개시지령 등의 준비작업을, 이 표시수단의 표시내용을 보면서 실시할 수가 있어서, 더욱 편리성이 향상한다.In the automatic collimation device of the present invention, it is further preferred that display means for displaying an image obtained in the conventional wave measuring system or the conventional wave measuring system is provided. In this way, preparations such as extensive collimation and collimation start instruction by the operator prior to automatic collimation can be performed while viewing the display contents of the display means, which further improves convenience.
상기한 타겟마크는, 점대칭인 가장자리를 보유하는 형상인 광파반사부분과, 이 광파반사부분을 포위하도록 설치되는 광파저반사부분으로 이루어지는 구성으로 되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성의 타겟마크에 의하면, 예를 들어 입수된 화상을 명도경사도 방향정보로 변환하여 점대칭 점대의 계수에 의해서 광파반사부분의 중심위치를 연산하는 경우에, 그 연산이 쉽게 실시되어서 자동시준이 보다 쉽게 된다.The target mark is preferably constituted of a light wave reflecting portion having a point symmetrical edge and a light wave reflecting portion provided to surround the light reflecting portion. According to the target mark of such a structure, for example, when the obtained image is converted into the brightness gradient degree direction information and the center position of the optical wave reflection part is calculated by the point symmetric point band calculation, the calculation is easily performed and automatic collimation is performed. It becomes easier.
이때에, 상기한 광파반사부분에, 그 광파반사부분의 중심위치를 나타내는 점 또는 서로 교차하는 2개의 직선을 설치하는 것이 양호하다. 이와 같이 하면, 수동에 의한 시준렌즈 위치의 조정시 혹은 확인시에 그 광파반사부분의 중심위치를 시준렌즈 중심에 일치시키는 작업을 쉽게 실시할 수가 있다.At this time, it is preferable to provide a point indicating the center position of the light reflection portion or two straight lines intersecting with each other. In this way, it is possible to easily perform the operation of matching the center position of the optical wave reflection portion with the center of the collimation lens when manually adjusting or confirming the collimation lens position.
도 1은, 본 발명의 제1실시예에 관한 자동시준장치의 시스템구성도.1 is a system configuration diagram of an automatic collimation device according to a first embodiment of the present invention.
도 2는, 타겟마크를 표시하는 도면.2 is a diagram showing a target mark.
도 3은, 자동시준의 순서를 표시하는 플로우챠트.3 is a flowchart showing a procedure of automatic collimation.
도 4는, 제2실시예에 있어서의 시준방법 설명도.4 is an explanatory diagram of a collimation method in a second embodiment.
도 5는, 제2실시예에 있어서의 자동시준의 순서(주요부)를 표시하는 플로우챠트.Fig. 5 is a flowchart showing a procedure (main part) of auto-collimation in the second embodiment.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-
1 : 광파측거 측각계(측량기), 3 : 상하회전용 모우터,1: conventional wave measuring goniometer (surveyor), 3: up and down rotation motor,
4 : 좌우회전용 모우터, 5 : 시준렌즈,4: left and right rotation motor, 5: collimation lens,
6 : CCD카메라, 9 : 컴퓨터(퍼스널컴퓨터),6: CCD camera, 9: computer (personal computer),
10 : 피측정물, 11 : 타겟마크,10: to-be-measured object, 11: target mark,
11a : 광파반사부분, 11b : 광파저반사부분,11a: light reflecting portion, 11b: light reflecting portion,
11c : 중심위치를 표시하는 점, 13 : 모니터(표시수단),11c: point indicating center position, 13: monitor (display means),
20 : 광파반사부분, 21 : 타겟마크.20: light reflection part, 21: target mark.
다음에, 본 발명에 의한 자동시준방법 및 자동시준장치의 구체적 실시예에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.Next, specific examples of the automatic collimation method and the automatic collimation apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(제1실시예)(First embodiment)
본 발명의 제1실시예에 관한 자동시준장치가 표시되어 있는 도 1에 있어서, 광파측거 측각계(측량기)(1)는, 3각(2)에 의하여 지지고정됨과 아울러, 상하회전기구로서의 상하회전용 모우터(3)에 의하여 상하방향으로 회전가능하며, 또한 좌우회전기구로서의 좌우회전용 모우터(4)에 의하여 좌우방향으로 회전가능한 시준렌즈(5)를 구비하고 있다.In FIG. 1, in which the automatic collimation device according to the first embodiment of the present invention is displayed, the conventional long-range measuring goniometer (measuring instrument) 1 is fixed and supported by a triangular angle 2, and is used as a vertical rotation mechanism. A collimating lens (5) is rotatable in the vertical direction by the rotating motor (3) and rotatable in the horizontal direction by the left and right rotation motor (4) as a left and right rotating mechanism.
이 시준렌즈(5)에는 그 시준렌즈(5)에 의하여 입수되는 화상을 촬상하는 CCD카메라(6)가 접속되고, 이 CCD카메라(6)는 화상입력용 케이블(BNC케이블)(7) 및 화상입력보드(8)를 개재하여 컴퓨터(퍼스널컴퓨터)(9)에 접속되어 있다. 이렇게하여, CCD카메라(6)에 의하여 촬상된 피측정물(10)의 표면에 첨부된 타겟마크(11)의 화상(농담화상)은, 화상입력용 케이블(7) 및 화상입력보드(8)를 개재하여 컴퓨터(9)에 입력된다. 이 컴퓨터(9)는, 도면표시는 생략되어 있지만, 소정의 프로그램을 실행하는 중앙처리장치(CPU)와, 이 프로그램을 기억하는 판독전용메모리(ROM)와, 프로그램을 실행할 때에 필요한 각종 레지스터, 또는 워킹에리어 등이 설정되는 판독 (읽어내기)/기입가능메모리(RAM)로 구성되어 있다. 그리고, 컴퓨터(9)는 소정의 프로그램을 실행하므로서, 본 실시예에 있어서는 촬상되는 타겟마크(11)의 화상정보가 화상출력용 케이블(BNC케이블)(12)을 개재하여 모니터(13)에 표시된다.The collimating lens 5 is connected with a CCD camera 6 for capturing an image obtained by the collimating lens 5, and the CCD camera 6 is an image input cable (BNC cable) 7 and an image. It is connected to the computer (personal computer) 9 via the input board 8. In this way, the image (light image) of the target mark 11 attached to the surface of the measurement object 10 captured by the CCD camera 6 includes an image input cable 7 and an image input board 8. Is input to the computer 9 via. Although not shown in the drawing, the computer 9 has a central processing unit (CPU) for executing a predetermined program, a read-only memory (ROM) for storing the program, various registers necessary for executing the program, or It consists of a read (read) / writeable memory (RAM) in which a working area or the like is set. The computer 9 executes a predetermined program, so that in this embodiment, the image information of the target mark 11 to be imaged is displayed on the monitor 13 via an image output cable (BNC cable) 12. .
또, 상기한 컴퓨터(9)는 소정의 프로그램을 실행하므로서, CCD카메라(6)에 의하여 입수되는 화상에 의거하여 타겟마크(11)의 중심점을 연산하고, 이 중심점에 시준렌즈(5)의 중심점이 일치하도록 통신케이블(본 실시예 에서는 RS232C 통신케이블)(14)을 개재하여 상하회전용 모우터(3) 및 좌우회전용 모우터(4)에 지령을 보내고, 이 상하회전용 모우터(3) 및 좌우회전용 모우터(4)의 회전을 제어한다. 이 컴퓨터(9)는, 부설된 키보드(도면표시없음)를 조작하므로서, 작업자의 수동에 의한 상기한 상하회전용 모우터(3) 및 좌우회전용 모우터(4)의 제어도 실시하도록 되어 있다. 또한, 본 실시예에 있어서의 컴퓨터(9)는, 본 발명에 있어서의 화상처리수단 및 제어수단에 대응한다.In addition, while the computer 9 executes a predetermined program, the center point of the target mark 11 is calculated on the basis of the image obtained by the CCD camera 6, and the center point of the collimating lens 5 is used as the center point. In order to match this, a command is sent to the up-and-down rotation motor 3 and the left-right rotation motor 4 via a communication cable (RS232C communication cable in this embodiment) 14, and the up / down rotation motor 3 And the rotation of the motor 4 for right and left rotation. The computer 9 controls the above-described up and down rotation motor 3 and the left and right rotation motor 4 by the operator's manual operation by operating an attached keyboard (without drawing). . The computer 9 in the present embodiment corresponds to the image processing means and the control means in the present invention.
도 2(a)에 표시되듯이, 상기한 타겟마크(11)는, 중심부에 점대칭인 가장자리를 보유한 형상의, 본 실시예 에서는 원형모양의 광파반사부분(11a)을 보유함과 아울러, 이 광파반사부분(11a)을 포위하도록 광택을 없애는 흑색의 광파저반사부분(11b)을 보유하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 상기한 광파반사부분(11a)에는, 그 광파반사부분(11a)의 중심위치를 표시하는 점(작은 흑점)(11c)이 부착되어 있다. 이 점(11c)은, 수동에 의한 시준렌즈 위치의 조정시 또는 확인시에 광파반사부분(11a)의 중심위치를 시준렌즈(5)의 중심과 일치시키는 작업이나 확인을 쉽게 실시하기 위하여 설치되어 있다.As shown in Fig. 2 (a), the target mark 11 has a circular light wave reflecting portion 11a in the present embodiment having a shape having a point symmetrical edge in the center thereof, and this light wave It has the structure which holds the black light-wave reflection reflecting part 11b which removes gloss so as to surround the reflecting part 11a. The light reflecting portion 11a is attached with a point (small black spot) 11c indicating the center position of the light reflecting portion 11a. This point 11c is provided in order to easily perform the operation or confirmation of matching the center position of the optical wave reflecting portion 11a with the center of the collimation lens 5 at the time of manually adjusting or checking the collimation lens position. have.
또한, 타겟마크에 있어서의 광파반사부분의 형상으로서는, 원형모양으로 한정되지 않고, 도 2(b)에 표시하는 바와 같은 마름모꼴형상(15) 혹은 도 2(c)에 표시되는 정방형모양(16) 등의 점대칭인 가장자리를 보유하는 형상이라면 다른 형상을 채용해도 좋다. 또, 이 광파반사부분의 중심위치는 상술하듯이 작은 흑점으로 표시하는 대신에, 서로 교차하는 2개의 직선, 즉 十자선으로 표시하여도 양호하다.In addition, the shape of the light wave reflection portion in the target mark is not limited to a circular shape, but a rhombic shape 15 as shown in Fig. 2 (b) or a square shape 16 shown in Fig. 2 (c). Other shapes may be adopted as long as they have edges that are point symmetrical. The center position of the light wave reflecting portion may be displayed by two straight lines intersecting each other, ie, a crosshair, instead of being represented by a small black spot as described above.
다음에, 상술한 프로그램에 의거하는 자동시준의 순서를, 도 3에 표시되는 플로우챠트에 의해서 설명한다.Next, the procedure of automatic collimation based on the above-mentioned program is demonstrated with the flowchart shown in FIG.
S1∼S3 : 우선, 컴퓨터(9)와 광파측거 측각계(1)에 의한 자동시준동작에 앞선 준비동작으로서, 작업자의 조작에 의하여, 시준렌즈(5)에 타겟마크(11)가 비쳐지도록 모니터(13)를 보면서 컴퓨터(9)의 키보드를 조작하여 그 시준렌즈(5)의 상하방향 및 좌우방향의 타겟흔들림 지령을 실시한다. 그리고, 이 시준렌즈(5)의 타겟흔들림에 의하여 대범하게 타겟마크(11)의 전체가 모니터(13)에 비쳐지면, 작업자가 자동시준개시 버튼을 누룸으로서 자동시준의 개시지령을 실시한다.S1 to S3: First, as a preparation operation prior to the automatic collimation operation by the computer 9 and the light-wavelength measuring goniometer 1, the monitor is arranged so that the target mark 11 is reflected on the collimation lens 5 by an operator's operation. While looking at (13), the keyboard of the computer 9 is operated and the target shake command of the collimating lens 5 in the up-down direction and left-right direction is given. When the entire target mark 11 is reflected on the monitor 13 by the target shake of the collimating lens 5, the operator presses the auto-collimation start button to give an instruction to start auto-collimation.
S4∼S5 : 컴퓨터(9)는 자동시준개시 지령을 입수할 때까지 대기하고, 이 자동시준개시 지령을 입수하면, 광파측거 측각계(측량기)(1)의 CCD카메라(6)에서 타겟마크(11)의 광파반사부분(11a)을 포함하는 화상(농담화상)(A)의 취입을 개시한다.S4 to S5: The computer 9 waits until the auto-collimation start command is received, and when the auto-collimation start command is received, the target mark (in the CCD camera 6 of the conventional measuring instrument (measuring instrument) 1) is obtained. Intake of the image (light image) A including the light wave reflecting portion 11a of 11) is started.
S6 : 컴퓨터(9)에 있어서는, 취입된 화상(A)을 처리하므로서 타겟마크(11)의 광파반사부분(11a)의 중심위치를 연산에 의하여 구한다. 이 연산은, CCD카메라(6)에 의하여 취입된 각 화소에 있어서의 가장 강한 명도경사도 벡터방향(미분방향)을 검토하고, 이 명도경사도 벡터방향정보가 광파반사부분(11a)의 가상중심점에 대하여 대칭관계에 있는 지를 검지하고, 이 검지에 의거하여 그 광파반사부분(11a)의 중심위치를 인식한다고 하는 알고리즘에 의하여 이루어진다. 또한, 이 알고리즘의 상세에 대해서는 일본국 특개평7-229717호 공보에 개시되어 있다.S6: In the computer 9, the center position of the light wave reflecting portion 11a of the target mark 11 is calculated by calculation while processing the captured image A. FIG. This calculation examines the strongest lightness gradient vector direction (differential direction) in each pixel taken in by the CCD camera 6, and the lightness gradient vector direction information is applied to the virtual center point of the light wave reflection portion 11a. The algorithm detects whether or not there is a symmetry relationship and recognizes the center position of the light reflection portion 11a based on the detection. Details of this algorithm are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-229717.
S7∼S8 : 타겟마크(11)의 중심위치와 시준렌즈(5)의 중심위치와의 오차량을 계산한다. 즉, 모니터(13)의 화면상에 X-Y평면을 고려하여, X방향으로 α화소, Y방향으로 β화소의 오차를 계산하여 구한다. 이 후에, 이 구해진 오차량이 0으로 되도록 상하회전용 모우터(3) 및 좌우회전용 모우터(4)를 제어하여, 광파측거 측각계(1)를 상하방향으로 H°, 수평방향으로 V°이동시킨다.S7 to S8: The error amount between the center position of the target mark 11 and the center position of the collimation lens 5 is calculated. That is, by considering the X-Y plane on the screen of the monitor 13, the error of α pixels in the X direction and β pixels in the Y direction is calculated and obtained. Subsequently, the up-and-down rotation motor 3 and the left-right rotation motor 4 are controlled so that the calculated error amount is 0, and the conventional optical wave measuring angle meter 1 is turned up and down in H ° and in the horizontal direction. Move it.
S9∼S12 : 상술한 단계 S6 및 S7을 재차 실시하여 X방향의 오차량 α'화소 및 Y방향의 오차량 β'화소를 사용하여, 화소단위의 수평방향이동량(h1°) 및 상하방향이동량(v1°)을 구한다. 계속하여, 이렇게하여 구해지는 각 이동량(h1°, v1°)과, 오차량으로서의 α'화소 및 β'화소의 수치로부터, 수평방향의 이동량(h1×α') 및 상하방향의 이동량(v1×β')을 컴퓨터(9)로부터 광파측거 측각계(1)로 지령한다. 이후, 컴퓨터(9)가 광파측거 측각계(1)로부터 이동완료지령을 입수하는 것에 의해서 시준이 완료한다.S9 to S12: The above-described steps S6 and S7 are performed again, and the horizontal shift amount (h1 °) and the vertical shift amount (in pixels) are obtained by using the error amount? 'Pixels in the X direction and the error amount?' Pixels in the Y direction. v1 °). Subsequently, the horizontal movement amount h1xα 'and the vertical movement amount v1x are obtained from the respective movement amounts h1 ° and v1 ° obtained as described above, and the numerical values of α' pixels and β 'pixels as error amounts. β ') is commanded from the computer 9 to the conventional wave measuring goniometer 1. Subsequently, the collimation is completed by the computer 9 obtaining the movement completion command from the conventional wave measuring goniometer 1.
S13∼S15 : 이와 같이하여 시준이 완료하면, 컴퓨터(9)로부터 광파측거 측각계(1)로 측정을 지령한다. 이후, 컴퓨터(9)는 광파측거 측각계(1)로부터 측정값을 입수하고, 표시와 동시에 기억장치에 기억하여 측정완료를 표시한다.S13-S15: When collimation is completed in this way, a measurement command is commanded from the computer 9 to the optical wave measuring goniometer 1. Thereafter, the computer 9 obtains the measured value from the optical wave measuring goniometer 1, stores it in the storage device at the same time as the display, and displays the completion of the measurement.
(제2실시예)Second Embodiment
본 제2실시예는, 고정초점카메라의 경우, 멀리 있는 측정물이 화면상에 작게 비쳐지는 것에 감안하여, 피사체의 크기를 구하여 작게 비쳐질 때에는 확대하여 화상처리를 실시하도록 구성한 것이다. 본 실시예에 있어서는, 도 4(a)에 표시되듯이, 제1실시예에 있어서의 타겟마크(실제 타겟마크)(11)를 포위하도록 광파반사부분(20)이 설치되어서 이루어지는 타겟마크(21)가 사용된다.In the second embodiment, in the case of a fixed focus camera, in view of the fact that the distant measurement object is small on the screen, the size of the subject is obtained. In this embodiment, as shown in Fig. 4A, a target mark 21 formed by providing a light wave reflecting portion 20 so as to surround the target mark (actual target mark) 11 in the first embodiment. ) Is used.
다음에, 본 실시예에 있어서의 자동시준의 순서에 대하여, 도 5에 표시되는 플로우챠트에 의해서 설명한다. 또한, 이 플로우챠트에 있어서, S1∼S4의 각 단계 및 S5∼S15의 각 단계에 대해서는 제1실시예의 도 3에 표시되는 순서와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예에 있어서는, 도 3에 있어서의 단계(S4)와 단계(S5)의 사이에 단계(S4a∼S4e)가 삽입된다.Next, the procedure of automatic collimation in the present embodiment will be described with a flowchart shown in FIG. In addition, in this flowchart, each step of S1 to S4 and each step of S5 to S15 are the same as those shown in FIG. 3 of the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. In this embodiment, steps S4a to S4e are inserted between step S4 and step S5 in FIG.
S4a∼S4c : 광파측거 측각계(1)에 측정을 지령하고, 광파측거 측각계(1)로부터 측정값을 입수한다. 이것에 의하여, 타겟마크(21)와 광파측거 측각계(1)의 거리(m)(도 4(b) 참조)가 구해진다.S4a to S4c: Measurement is commanded to the conventional measuring goniometer 1, and the measured value is obtained from the conventional measuring goniometer 1. Thereby, the distance m (refer FIG. 4 (b)) of the target mark 21 and the light-wavelength measuring goniometer 1 is calculated | required.
S4d : 구해진 거리(m)로부터, 실제 타겟마크(11)가 화상(A)내로 어느정도의 크기로 비쳐져 있는가를 계산한다. 즉, CCD카메라(6)에 있어서의 CCD소자(6a)의 폭을 d, 화각을 θ°, 타겟폭을 k로 할 때에, d를 대략 0으로 간주하여, 화상면에 비쳐지는 타겟폭(k)의 화소수(γ)를 근사적으로 다음식에 의하여 계산한다.S4d: From the obtained distance m, it is calculated to what extent the actual target mark 11 is projected into the image A. FIG. That is, when the width of the CCD element 6a in the CCD camera 6 is d, the angle of view is θ °, and the target width is k, d is regarded as approximately 0 and the target width k reflected on the image plane is reflected. The number of pixels? Of? Is approximately calculated by the following equation.
γ＝480×k/2m·tan(θ/2)γ = 480 × k / 2mtan (θ / 2)
S4e : 구해진 타겟마크의 크기(γ)(화소)로부터, 확대해야할 배율을 구하여 확대한다. 단, 타겟마크가 완전히 중앙에 위치한다고는 한정되지 않으므로, 여유를 두고 화면상의 중앙을 중앙점으로 하는 1.2γ×1.2γ(화소)의 창틀을 화상(A)의 크기 가득히 확대한다. 즉, 확대의 배율이 480/1.2γ배로 되도록 한다. 또한, 확대의 방법으로서는, 예를 들면, 각 화소의 좌측이웃의 화소치를 복사하여 팽창시키는 수법 등이 채용된다.S4e: The magnification to be enlarged is obtained from the obtained size (γ) (pixel) of the target mark and enlarged. However, the target mark is not limited to being completely positioned at the center, so the window frame of 1.2 gamma x 1.2 gamma (pixels) having the center on the screen as the center point is enlarged with the size of the image A with a margin. That is, the magnification of magnification is set to 480 / 1.2? Times. As the method of enlargement, for example, a method of copying and expanding the pixel value of the left neighbor of each pixel is adopted.
본 실시예에 의하면, 피사체까지의 거리를 측정하므로서 화면에 비쳐져 있는 피사체의 크기를 검지하고, 작게 비쳐질 때에는 확대하여 화상처리되므로, 시준오차의 저하를 방지할 수 있게 된다.According to the present embodiment, the size of the subject reflected on the screen is detected by measuring the distance to the subject, and when the image is small, the image is enlarged and processed so that the fall of the collimation error can be prevented.
본 발명에 있어서는, 피측정물에 첨부되는 타겟마크가, 광파측거 측각계 또는 광파측거 측각계의 시준렌즈에 접속되는 카메라에 의해서 촬상되며, 이 촬상되는 화상을 처리하므로서 상기한 타겟마크의 중심점이 구해지며, 이 구해진 타겟마크의 중심점에 상기한 시준렌즈의 중심점을 일치시키도록 그 시준렌즈를 이동시키므로서 자동적으로 시준이 실시된다. 따라서, 작업자가 시각에 의하여 시준렌즈를 보고 측정장소를 찾아서 수동으로 노브를 조정한다고 하는 작업이 불필요하게 되고, 이 결과 작업자를 번거로운 작업으로부터 해방할 수 있음과 아울러, 항상 안정된 계측정밀도를 확보할 수가 있다.In the present invention, the target mark attached to the object to be measured is picked up by a camera connected to the collimation lens of the conventional measuring goniometer or the conventional measuring goniometer, and the center point of the target mark described above is processed by processing the captured image. The collimation is automatically performed by moving the collimating lens so as to coincide the center point of the collimating lens with the center point of the obtained target mark. This eliminates the need for the operator to manually adjust the knob by looking at the collimation lens with a visual sight, thereby releasing the operator from cumbersome work and ensuring stable measurement accuracy at all times. have.
또한 상기한 타겟마크는, 점대칭인 가장자리를 보유하는 형상인 광파반사부분과, 이 광파반사부분을 포위하도록 설치되는 광파저반사부분으로 이루어지는 구성의 타겟마크에 의하면, 예를 들어 입수된 화상을 명도경사도 방향 정보로 변환하여 점대칭 점대를 계수하므로서 광파반사부분의 중심위치를 연산하는 경우에, 그 연산이 쉽게 실시되어서 자동시준이 보다 쉽게 이루어진다.In addition, according to the target mark of the structure which consists of the optical wave reflection part which has the shape which has the point symmetrical edge, and the optical wave reflection part provided so that this optical wave reflection part may be enclosed, for example, brightness of the acquired image may be changed. In the case of calculating the center position of the light wave reflection portion by converting the slope direction information to counting the point symmetric point zone, the calculation is easily performed, and automatic collimation is more easily performed.
본 발명의 자동시준장치에 있어서는, 더욱이 광파측거계 또는 광파측거 측각계에 입수된 화상을 표시하는 표시수단이 설치되는 것이 바람직하므로서, 자동시준에 앞서는 작업자에 의한 대범한 시준 및 시준개시지령 등의 준비작업을, 이 표시수단의 표시내용을 보면서 실시할 수가 있어서, 더욱 편리성이 향상한다.In the automatic collimation apparatus of the present invention, it is preferable that a display means for displaying the image obtained by the conventional measuring instrument or the conventional measuring instrument is provided. Thus, preparation of extensive collimation and collimation start instruction by an operator prior to automatic collimation is provided. The work can be performed while viewing the display contents of the display means, which further improves convenience.
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