JP2002310658A

JP2002310658A - 目標対象

Info

Publication number: JP2002310658A
Application number: JP2002083885A
Authority: JP
Inventors: Helmut Ghesla; ゲースラヘルムート
Original assignee: Leica Geosystems AG
Current assignee: Leica Geosystems AG
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2002-10-23
Also published as: US20020144416A1; SE0200858D0; CN1376897A; SE0200858L; DE10209895A1

Abstract

(57)【要約】【課題】従来技術の欠点を克服すること【解決手段】本発明の目標対象には、基底面が相互に
向き合っている２つの角錐台の形状の８個のトリプルプ
リズムが設けられている。トリプルプリズムの配向は、
使用位置で、垂直方向の所定領域から光ビームを、水平
方向面の上側乃至下側で、目標対象の任意の方位角配向
で、高い強度で安定してトリプル反射され、飛躍的に変
化するような障害反射をできる限り回避することができ
るようにされる。これは、目標対象の８個のトリプルプ
リズムの反射面の本発明の配向によって、水平方向面に
対して平行又は垂直方向に行われる。これにより、障害
反射は目標対象の重要な方向作業領域内で最小となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念に記載の自動目標追跡、目標検出及び／又は所定水平
方向面の上側乃至下側の垂直方向の所定領域からの、任
意の方位角配向での距離測定をオプトエレクトロニクス
により実施するための目標対象に関する。

【０００２】

【従来の技術】測地上の測定物、例えば、建築技術及び
工業上の測定技術では、測定すべき点のサーチされる座
標は、繰り返し間接的な目標対象について間接的に測定
される。その際、目標対象は、測定すべき点に対して所
定の位置にある。その際、測定機器を用いて、この測定
機器の位置に対して相対的に目標対象の位置が測定され
る。目標対象に対して方位角乃至垂直方向値の他に、逆
反射(再帰反射)された目標対象を介して、付加的に、目
標対象と測定機器との距離値が、この測定機器によって
光電的に測定される。そうすることによって、逆反射さ
れた対象目標を介して、実際に簡単に位置測定すること
ができる。一般的に、逆反射される対象目標は、トリプ
ルプリズム、反射箔又は球状反射器を有している。

【０００３】工業上の測定の際には、クロム鍍金された
スチール製球が球状反射器として使用されるのが屡々で
ある。この反射器は、任意の垂直方向且つ当該反射器の
方位角方向とは無関係に目標にすることができ、且つ、
その際、常に中心がはっきりした、まん丸な輪郭が得ら
れるので、このような反射器は、純然たる方向特定にと
っては理想的な目標対象である。球面で逆反射した光ビ
ーム部分は比較的小さく、しかも、測定機器と球面状反
射器との間の距離の４乗で弱くなるので、球面状反射器
は、僅か数メートルの光電距離測定用にしか適していな
い。

【０００４】従って、建築技術上及び測地上の測定の際
には、一般的に逆反射される反射箔乃至トリプルプリズ
ムが使用される。この反射箔乃至トリプルプリズムの逆
反射率をかなり高くすることによって、数百乃至数千メ
ートル以上の距離測定が可能となる。しかし、球面状反
射器とは異なって、この反射箔乃至トリプルプリズム
は、当該トリプルプリズム乃至反射箔の限定された方位
角配向領域内の限定された垂直方向領域内でしか、光ビ
ームを逆反射しない。典型的には、光ビームは、水平方
向及び垂直方向に９０°の領域内で高い強度で逆反射さ
れる。従って、トリプルプリズム乃至反射箔は、距離測
定前に各測定機器の方に大雑把に配向される。

【０００５】米国特許第５３０１４３５号明細書から、
パノラマリフレクタ(反射器)が公知であり、このパノラ
マリフレクタは、当該パノラマリフレクタの方位角配向
とは無関係に、光ビームを高い強度で逆反射する。パノ
ラマリフレクタは、各々光ビーム用の円形出口面を有す
る６個のトリプルプリズムを有しており、この６個のト
リプルプリズムは、円筒状面に規則的に配分されて設け
られている。各々３つのトリプルプリズムは、空間的に
分離されて、１２０°ずつ相互にずらされて、各１つの
面内に配設されている。両面は、６０°だけ相互に回転
されて、上下に重ねて設けられている。各プリズムは、
それ自体、逆反射方向領域をカバーしているので、この
パノラマリフレクタは、任意の方位角配向での垂直方向
の所定範囲からの距離測定用に適している。空間的に相
互に分離されたトリプルプリズムの反射領域の個別重心
は、同様に円筒状面に相互に分離して配分されている。
しかし、光電距離測定器乃至自動目標検出部を有する測
定機器は、この方位角配向に依存して、種々異なる位置
に配属されている。この位置の座標は、数センチメート
ルだけ相違している。従って、そのようなパノラマリフ
レクタは、約１０００ｍの所定最小距離より上側で初め
て、測定用の目標対象として有意義に、要求精度を下げ
て使用することができる。

【０００６】ヨーロッパ特許公告第０８４６２７８号公
報には、光ビーム用の三角形出口面を有する特殊なトリ
プルプリズム付のパノラマリフレクタが開示されてい
る。このような特殊な形状により、トリプルプリズムの
各反射面を相互に直接接合した場合、トリプルプリズム
の出口面は、相互に隣接する。トリプルプリズムの各反
射面の各重心間の距離は、そのようにして最小化され
る。６個のトリプルプリズムは、規則的な正８面体の形
状にまとめられる。使用位置では、この正８面体の２つ
の側面は水平方向に配向されている。この２つの側面の
他に、他の各側面は、６個のトリプルプリズムの内の一
つの出口面によって形成されている。米国特許第５３０
１４３５号明細書に開示されたはパノラマリフレクタの
欠点は、トリプルプリズムをこのように構成することに
よって、数メートルもの近傍領域内でも距離測定するこ
とができるように低減される。測地上の平均的な要求精
度を充足する測定方法では、ヨーロッパ特許公告第０８
４６２７８号公報に記載のパノラマリフレクタは、自動
的な目標検出を行う測定機器用の目標対象としても有利
であるとされるのが度々である。約５０ｍの所定最小距
離より上側では、そのようなパノラマリフレクタは、自
動目標追跡を行う測定機器用の目標対象として使用する
こともできる。しかし、この距離の下側では、ヨーロッ
パ特許公告第０８４６２７８号公報に記載されたパノラ
マリフレクタの方位角配向に応じて、障害となる反射が
飛躍的に生じ、それにより、自動的な目標追跡が誤った
り、機能しなくなったりすることがある。この問題は、
特に、パノラマリフレクタ（担当者により、鉛直棒上に
取り付けられて保持される）の場合に発生する。パノラ
マリフレクタを個別各測定点間で搬送する際、パノラマ
リフレクタの方位角配向が変わってしまうのは不可避で
ある。そうすることによって、場合によって生じる、パ
ノラマリフレクタの障害となる反射により、測定精度が
損なわれるのみならず、パノラマリフレクタの予期され
る軌跡を特定する際に自動目標追跡も誤ってしまう。そ
の結果、測定機器の検出領域がパノラマリフレクタから
外れて方向を転じてしまうことがある。測定機器によっ
て、パノラマリフレクタを新たに検出する必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前述
の従来技術の欠点を克服することにある。しかも、方位
角配向が変化した際にも、所定の水平方向面の上側乃至
下側の水平方向の所定領域から、ほぼ不変に且つ空間内
に安定したビームを逆反射することができるか（ローブ
ストな自動目標追跡の前提条件）、又は、そのような目
標対象を介して、目標対象の方位角配向とは無関係に数
ミリメートルの精度で測定することができるように提案
するようにした自動目標追跡、自動目標検出及び／又は
距離測定用測定機器用の目標対象を提案することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】課題を解決するため、本
発明は、目標対象は、８個且つ８個だけの体部を有して
おり、８個の体部のうち、それぞれ少なくとも４つの体
部の少なくとも２つの反射面は、角錐状に隣接して配設
されており、目標対象の使用位置で、８個の体部のそれ
ぞれの体部のそれぞれ１つの反射面が実質的に平行に配
向されているようにすることを提案するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】従属請求項記載の手段によって、
本発明の有利な、乃至、択一選択的な変形実施例が可能
である。

【００１０】本発明と関連して、トリプルプリズムにつ
いて説明するが、最も広義には、光ビームを逆(再帰)反
射するために、種々異なる形式で構成された透明材料体
のことであり、この透明材料体は、原理的には任意であ
り、例えば、台形、三角形又は六角形形状に形成された
平坦な透過面（この透明材料体にビームが入ったり、こ
の透明材料体からビームが出たりする）並びに、各々相
互に直角に配向された３つの平坦な反射面を、ビームの
トリプル反射のために有している。

【００１１】例えば、側面に設けられた正８面体の形式
で設けられている、従来技術のパノラマリフレクタで６
個のトリプルプリズムを用いた場合に反して、本発明の
目標対象では、８個のトリプルプリズムが、その基底面
が相互に向き合って整列された２つの錐体の形式で設け
られている。原理的には、各錐体は任意に相互に回動し
ていてもよい。トリプルプリズムは、本発明の目標対象
では、使用位置で放射された光ビームが所定の領域から
垂直方向に、水平方向面の上側乃至下側に、目標対象の
任意の方位角配向に、一方では、高い強度でトリプル反
射され、他方では、飛躍的な障害反射が出来る限り回避
されるように配向される。このような配向は、本発明の
目標対象の８個のトリプルプリズムの各反射面を、水平
方向面に対して平行又は垂直に配向することによって行
われる。所望のトリプル反射の他に生じる障害反射は、
特に垂直方向で、垂直方向の所定領域の外側で水平方向
面の上側乃至下側に生じる。そうすることによって、障
害反射は、目標対象の重要な方向作業領域内で最小とな
る。

【００１２】目標対象のトリプルプリズムを配向するこ
とによって、垂直方向所定領域からの測定機器のビーム
ローブの放射は、従来技術のパノラマリフレクタのよう
に、１つ、２つ又は３つのトリプルプリズムで反射され
るのみならず、２つ又は４つのトリプルプリズムで反射
される。こうすることにより、レベル調整の他に、反射
ビームの強度特性を、目標対象の方位角配向より上側に
レベルを高めることもできる。前述のレベル調整によ
り、本発明の目標対象の全反射領域の小型且つ相互に関
連し合った形状と共に、従来技術のパノラマリフレクタ
に比して、自動目標追跡用の目標対象として適性が向上
する。前述のようにレベルを高めることにより、この目
標対象の使用可能範囲を拡げることができる。

【００１３】本発明と関連して、自動目標検出を行う測
定機器について説明する。ここで、測定機器とは、光ビ
ームのビームローブを静止逆反射器に送信し、例えば、
ＣＣＤアレイの形式で構成された面センサを用いて、逆
反射器の反射領域の共通重心の方向を特定する機器のこ
とである。

【００１４】本発明と関連して、自動目標追跡を行う測
定機器について説明する。ここで、測定機器とは、可動
逆反射器で連続的に自動目標検出を行う機器のことであ
る。その際、逆反射器の反射領域の共通重心の各測定位
置に基づいて、連続的に、ビームローブが、各々、可動
逆反射器の先ず予期すべき位置に配向される。

【００１５】本発明の有利な実施例では、８個のトリプ
ルプリズムが、使用位置で頂点が垂直方向の正８面体の
形状に配設される。この際、トリプルプリズムの個別反
射領域は対状に垂直方向に、各々一つの反射領域と上下
に重なって、水平面の下側乃至上側に位置している。従
って、反射面の重心の位置の垂直方向座標の変化は、目
標対象の方位角配向とは無関係に最小化することができ
る。また、そうすることによって、目標対象が測定され
る垂直方向と、測定された水平方向座標値の偏差との関
連が得られる。この関連は、場合によっては、測定値の
補正のために利用することができる。

【００１６】本発明の装置構成及びトリプルプリズムの
配向によって、障害反射、及び、この障害反射と関係し
て、トリプルプリズムの反射領域の共通重心の位置が飛
躍的に変化するのが最小化される。この飛躍的な変化に
より、目標追跡の際に、目標対象が見かけ上移動してい
るように見え、それにより、ビームローブが目標対象か
ら方向を転じてしまうことがある。目標対象の障害反射
を最小化することにより、自動目標追跡の際にローブス
ト性を決定的に上昇することができ、並びに、測定値の
精度及び信頼度を改善することができる。

【００１７】トリプルプリズムの本発明の装置構成及び
配向により、目標対象の共通のコンパクトな反射領域も
得られる。一方では、本発明により装置構成されて配向
されたトリプルプリズムの場合、主要な障害反射は、所
望のトリプル反射と一緒の場合に限って生起する。これ
は、一般的には、一体に関連した反射領域となる。他方
では、隣接トリプルプリズムの各反射領域は相互に隣接
する。そうすることによって、全目標対象も共通のコン
パクトな、一体に関連した反射領域を有する。そうする
ことによって、障害反射が飛躍的に生起することがなく
なる。

【００１８】目標対象の快適な操作、簡単な保管、及
び、搬送のために、並びに、目標対象を、例えば、壁面
に選択的に水平方向に配向して装置構成するために、収
容部が目標対象に、殊に、錐体頂点に設けられる。この
収容部内、乃至、収容部に、対向部材を差し込む、はめ
込む、又は、ねじ込むことができ、例えば、対向部材を
鉛直棒の端に設けることができる。目標対象を、例え
ば、地面近傍領域内で使用する場合、有利には、相互に
対向配置された２つの収容部を設けるとよく、その際、
一方は、鉛直棒の収容用に、他方は、保持部の収容用に
設けるとよい。

【００１９】トリプルプリズムが損傷しないように保護
するために、少なくとも一方の面に保護装置を取り付け
るとよい。この保護装置は、ドイツ連邦共和国特許公開
第１９５３０８０９号公報により開示されたものと同様
に、角錐台又は円錐台形状のキャップとして構成されて
いる。

【００２０】

【実施例】図１には、測定機器、例えば、自動目標検出
及び目標追跡を行うタキメータ２００による、本発明の
正８面体状の目標対象１００の３次元位置測定用の測定
装置が示されている。タキメータ２００は、三脚上に固
定して設置される。タキメータ２００は、垂直軸線２０
１及び垂直軸線に対して傾斜し得る目標軸線２１０を有
している。タキメータ２００は、自動目標検出乃至目標
追跡の検出空間のほぼ横断面内に固定されているビーム
ローブ２２０を放射する。目標軸線２１０は、ビームロ
ーブ２２０のほぼ中心をなす。各位置測定の際、目標検
出により、目標対象１００の反射領域１２，５２，４
２，８２（図１の４２及び８２、見えない）の共通の重
心が特定される。目標軸線２１０は、共通の重心に配向
され、空間内の、その３つの座標はタキメータ２００に
よって特定される。

【００２１】この実施例では、正８面体の目標対象１０
０は、四面体状の、回転対称な、同じ構造の８個のトリ
プルプリズム１，２，５及び６（３，４，７及び８は、
図１では見えない）を有している。トリプルプリズム１
〜８の各々は、相互に垂直方向に配向された各々３つの
平坦な反射面（光ビームのトリプル反射用）、並びに、
この反射面に対して傾斜した、光ビームの透過用の出口
面を有している。８個のトリプルプリズム１〜８は、全
ての反射面が大体、３つの共通面内に位置するように接
合されている。この３つの面の交点を通るように水平面
ｈが位置しており、この水平面は、目標軸線２１０から
垂直方向の目標方向角度ｖで交差している。３つの面の
交点を通って、及び、各反射面に対して平行又は垂直方
向に、目標対象１００の配向軸線１０１が位置してい
る。目標対象１００は、配向軸線１０１を中心にして位
置固定して回転可能に支承されている。配向軸線１０１
は、垂直軸線２０１に対して距離ｄを有している。例え
ば、垂直軸線２０１と配向軸線１０１との間の結合区間
の方向に対して相対的な、目標対象１００の方位角配向
により、方位角配向角度ａが定められる。

【００２２】図２には、一方では、従来技術に相応する
パノラマリフレクタの測定位置、及び、他方では、図１
の本発明の目標対象１００の測定位置の、各位置の方位
角配向に依存する水平方向座標値の変化を対比して示し
た図が示されている。従来技術に相応するパノラマリフ
レクタは、ヨーロッパ特許公告第０８４６２７８号公報
に開示されている（前述した）。図２、図３、及び、図
４の対比での各測定値は、各々、図１に相応し、並び
に、以下のような共通部を有する測定装置で特定され
る。タキメータ２００は、Leica Geosystems AG社のシ
リーズTCA1102の機器である。距離ｄは、値３ｍであ
り、垂直方向の目標方向角度ｖは、値-3°である。

【００２３】図１の測定装置内に示されている目標対象
１００は、例えば、値０°の方位角配向角度ａを有して
いる。１．５ｍ〜約５０ｍの距離内での、並びに、-10
°〜+10°の方位角方向角度ｖの、そのような対比位置
は、各測定値のほぼ比較可能な経過特性を有している。

【００２４】対比して示した図の横座標には、パノラマ
リフレクタ乃至目標対象１００の各方位角配向角度が記
入されている。縦座標には、各々、水平方向座標値の、
その平均値からの測定された偏差が記入されている。

【００２５】パノラマリフレクタの反射領域の共通の測
定重心の水平方向座標値ａｈの偏差は、小さな菱形によ
って示されており、各菱形は線ｒによって結ばれてい
る。全て６０°方位角配向毎に周期的に、方位角配向の
比較的小さな領域内で測定された重心が、比較的大きな
飛躍的な変化をする。鉛直棒上に載置されたパノラマリ
フレクタが作業者によって動かされると、規則的に、方
位角配向が少し変化する。このような飛躍的な変化は、
特に、２重反射によって生じる。このような２重反射
は、前面に放射する各々のトリプルプリズムに隣接する
トリプルプリズムの後ろ方向に一直線に並んだ反射面で
生じる。２重反射の反射領域は、前方に放射するトリプ
ルプリズムのトリプル反射の反射領域から離隔してい
る。この結果、測定位置が飛躍的に変化し、それによ
り、図１のタキメータ２００の自動目標追跡に見かけの
運動が生じる。測定された位置の最後の変化に基づい
て、目標追跡により、直ぐ次の予期すべき位置ｅが算出
され、タキメータ２００の図１のビームローブ２２０
が、その予期位置の方に配向される。従って、約５０ｍ
以下の近傍領域内では、比較的大きな飛躍的な位置変化
により、ビームローブ２２０がパノラマリフレクタから
外れるように予期せずに回動してしまうことがある。自
動的な目標追跡は、パノラマリフレクタを見失い、測定
過程は中断される。パノラマリフレクタは、新規にタキ
メータ２００によってサーチされて、検出される必要が
あり、それに続いて、目標追跡が再度行われる。

【００２６】本発明の目標対象１００の反射領域の共通
の測定重心の水平方向座標値ａｈの偏差は、それに対し
て、小さな正方形によって図示されており、この正方形
は、線ｚによって相互に接続されている。パノラマリフ
レクタとは異なり、目標対象１００では、水平方向座標
の経過特性は、個別各測定値間に飛躍的な変化のない、
ほぼ一定の、適度な正又は負の勾配を有している。局所
の極値の個数が１２個から８個に低減しており、その値
は数倍低減している。比較的小さな振幅を示す座標経過
特性ｚでの、ほぼ調和のとれた振動によって、障害反射
に起因する、自動目標追跡の目標を見失うことは最早あ
まりない。

【００２７】図３は、従来技術に相応するパノラマリフ
レクタの測定された位置の垂直方向座標値ａｖ、及び、
目標対象１００の偏差を、その方位角配向に依存して、
図２に相応する対比で同様に対比して示した図である。

【００２８】パノラマリフレクタの垂直座標ａｖの平均
値からの偏差（菱形によって示されていて、線ｒによっ
て結ばれている）は、同じ方位角配向では再度飛躍的に
変化する特性を有している。この特性には、水平方向特
性の１／２の値が１回だけあるのではなく、方位角配向
の比較的小さな領域内で、４つの局所極値間で同じく４
回飛躍的に変化する。パノラマリフレクタの水平方向及
び垂直方向座標値の飛躍的変化の位相が同じようになる
ので、ビームローブ２２０がパノラマリフレクタから離
れて回動する確率が高くなる。

【００２９】目標対象１００の垂直方向座標ａｖの偏差
（正方形によって示されていて、線ｚによって結ばれて
いる）は、常に１ミリメータ以下の値であることは明ら
かである。それにより、本発明の目標対象は、特に、垂
直方向での高い精度が要求された、自動化された測定用
途にとって、例えば、アスファルト施工機、ロードプレ
ーナ、ブルドーザー等の機械制御部に適している。

【００３０】図４には、従来技術に相応するパノラマリ
フレクタ乃至本発明の目標対象１００で、その方位角配
向に依存して図１のタキメータ２００に逆反射される、
ビーム測定強度の、図２に相応する対比を同様に示した
図が示されている。方位角配向は、各々配向角度ａの値
と強度とによって、最下位ビット［ＬＳＢ］でデジタル
化された、面センサの信号により示される。

【００３１】図１の本発明の目標対象２００の測定値
（図４に、小さな正方形によって示されていて、線ｚに
よって結ばれている）は、均一な経過特性並びに平均１
０〜２０％高い強度値を示す。

【００３２】図５には、本発明の、図１の目標対象１０
０が斜視図で示されている。８個のトリプルプリズム１
〜８のうち、４つのトリプルプリズム１，２，５，６し
か見えない。トリプルプリズム１〜８は、この実施例で
はガラス製である。しかも、図１の水平方向面ｈ並びに
水平方向面ｈに対して直角に配向された反射面ｇが示さ
れている。水平方向面ｈにも反射面ｇにも、各々１つの
トリプルプリズム１〜８の反射面がある。５つの矢印
０，２６，３５，５５は、種々異なる４つの垂直方向を
示しており、この４つの垂直方向により、例えば、図１
のタキメータ２００のビームローブ２２０を介して各々
照射される。方位角配向角度ａ、目標対象１００の方位
角配向の尺度は、例えば、反射面ｇと垂直方向面（４つ
の入ってくる矢印によって形成されている）との角度に
よって定義される。

【００３３】目標対象１００が、ビームローブ２２０を
介して、矢印ｏの方向に、０°の垂直方向の目標方向角
度ｖ（図１参照）で前側から照射されると、ビームロー
ブ２２０の光ビームが、トリプルプリズム１，５の透過
面１１，５１を透過する。反射領域１２，５２を透過し
て入射されたビームは、この反射領域を通って再度トリ
プルプリズムから出て行く。本発明によると、水平方向
目標方向で、反射領域１２，５２の共通の重心は水平方
向面ｈ内に位置している。

【００３４】目標対象１００の方位角配向が、配向軸１
０１を中心にして、時計針回転方向とは逆回りに変化す
ると、隣接トリプルプリズム２，６の透過面２１，６１
も、ビームローブ２２０によって照射される。しかし、
重大な障害反射は生じない。と言うのは、第１に、ビー
ムの大部分は、透過面２１，６１の面法線とビームロー
ブ２２０との大きな角度によって、フレネル反射面によ
り透過面２１，６１で反射される。第２に、透過面２
１，６１は、単に小さな反射領域だけを有している。つ
まり、障害のある２重反射の原因であるトリプルプリズ
ム２，６の反射面を形成する反射面エッジ２３，６３
（図５には、反射面エッジ２３の虚像しか見えない）
は、比較的鋭角で、入射すべきビームの方に配向され
る。第３に、障害のある３重反射は、所望のトリプル反
射と一緒に各々２つのトリプルプリズム２，６に入射
し、それにより、３重反射は相対化されて安定化され
る。

【００３５】これに対して、目標対象１００が、所定の
垂直方向目標方向角度で矢印２６の方向に前側から照射
する場合、トリプルプリズム５で障害反射を生じる。ト
リプルプリズム１〜８のガラスが屈折率１．５２である
場合、所定の垂直方向目標方向角度の算出値は、２６．
０８°である。この障害反射は、２つの反射面でのビー
ムの２重反射によって生じ、この２つの反射面は、反射
面エッジ５３（図５には、その虚像しか見えない）を形
成する。しかし、この障害反射は、トリプルプリズム５
での所望のトリプル反射及び更に強い、トリプルプリズ
ム１での所望のトリプル反射と一緒に生じ、これによ
り、障害反射が強く相対化されて安定化される。しか
も、この障害反射は、２つのトリプル反射を行う垂直方
向面内に位置しており、その結果、測定された水平方向
座標は、この障害反射によって全く影響されない。実際
には、しかし、目標方向角度は、所定の垂直方向目標方
向角度の直ぐ近傍内で、自動化目標追跡測定時に非常に
稀にしか生じず、従って、目標対象からの作業領域内に
は、そもそも設けられていない。目標対象の方位角配向
が変化すると、この障害反射は、所定の垂直方向目標方
向を極めて僅かしか小さくしない。

【００３６】時計針の回転方向とは逆回りに回転する目
標対象１００が、３５°〜５５°の垂直方向目標角度ｖ
で、両矢印３５，５５間の方向領域で示されているの
で、強くて不安定な障害反射がトリプルプリズム２に生
じる。しかし、自動目標追跡測定機器をフィールド内で
測定用に使用する際、その種の急峻な目標方向角度ｖ
は、一般的には生じない。この障害反射は、従来技術の
パノラマリフレクタが作業領域内の使用位置で、水平方
向面を中心にして、＋１０°〜−１０°の目標方向角度
で生じることがある障害反射と比較可能である。

【００３７】図６ａには、本発明の、例えば、基準系を
固定するために壁に定置して取り付けた定置目標対象１
１０の別の実施例が示されている。そのような定置目標
対象１１０は、８個の正８面体状に設けられたトリプル
プリズムの他に、コーナーにボルト１９０を有してお
り、このボルトは壁と機械的に作用結合している。ビー
ム束が定置目標対象１１０の方に配向されていて、ボル
ト１９０の軸を約３０°より小さな所定角度で交差する
ので、重大な障害反射を生じずに逆反射する。

【００３８】図６ｂには、角錐台状の目標対象１２０の
別の実施例が示されており、この目標対象は、水平方向
面ｈの下側の垂直方向の目標方向角度の垂直方向領域を
小さくして用いるのに適している。目標対象１２０は、
４つしかトリプルプリズムを有しておらず、このトリプ
ルプリズムは、ここでは、収容部１８０を介して鉛直棒
１７０上に取り付けられている。目標対象１２０は、角
錐台の頂部を有しておらず、と言うのは、この角錐台
は、矢印によって示された領域では、垂直方向ではトリ
プル反射にさほど作用しないからである。そのような目
標対象１２０は、ビームローブの光ビームの相応の小さ
な成分を逆反射する。トリプルプリズムの透明材料の光
ビームの屈折作用によって、水平方向面ｈの下側の方向
から、そのような目標対象１２０に照射する光ビームも
逆反射する。

【００３９】図７ａ乃至７ｂには、従来技術に相応する
パノラマリフレクタ乃至本発明の目標対象で逆反射され
た、上述のタキメータＴＣＡ１１０２のビームローブの
光ビームの分布の結像が示されている。この結像の基礎
となっている測定構造は、間隔ｄ（図１参照）に至る
迄、図２，３及び４の測定構造と同一であるということ
である。図７ａの測定構造は、３．５ｍの間隔ｄを有し
ており、図７ｂの測定構造は５ｍを有している。タキメ
ータから放射されるビームローブは、一部分が逆反射器
乃至目標対象で逆反射され、タキメータによって、その
ＣＣＤアレイとして構成された面センサ上に結像され
る。

【００４０】図７ａには、パノラマリフレクタで逆反射
されたビームの分布が示されており、その際、パノラマ
リフレクタの方位角配向に起因して、障害のある２重反
射の影響が特に大きい。エッジが（対応付けを一層良く
するために）一部分結像内に挿入されている３つのトリ
プルプリズムが、ビームローブから照射されている。こ
の結像は、２つの優勢な反射領域９０，９１を有してい
る。真ん中のトリプルプリズムに配属された第１の優勢
な反射領域９０は、主として、３つの反射面エッジを介
して２つの方向で空間内で安定化された所望のトリプル
反射によって決められる。これに対して、８個のトリプ
ルプリズムに配属された第２の同様に優勢な反射領域９
１が、主として、空間内で１方向にのみ安定化された２
重反射での１反射面エッジのみを介して特定される。こ
の２重反射は、パノラマリフレクタの方位角配向に応じ
て完全に飛躍的に変化するように生じる。２つの優勢な
反射領域９０，９１は、相互に間隔を置いてパノラマリ
フレクタの周辺領域内に生じ、共通の反射領域を形成し
ない。パノラマリフレクタの方位角配向が比較的少し変
化すると、２つの優勢な反射領域９０，９１の大きな比
で大幅に変化する。図７ａでの２つの優勢な反射領域９
０，９１は、比較的大きな間隔を相互に有しているの
で、パノラマリフレクタの共通の反射領域の重心の座標
は相応して大きく変化する。方位角配向が更に変化した
場合、２重反射は右側のトリプルプラズマで飛躍的に変
化して消えることがある。主として、所望のトリプル反
射だけが、パノラマリフレクタのトリプルプリズムの共
通の反射領域を特定する。方位角配向が更に変化した場
合、直ぐ次に優勢な２重反射が、今度は左側のトリプル
プリズムで飛躍的に変化するようにして生じ、再度消え
る。そのような効果により、図２及び３の座標経過特性
ｒの飛躍的に変化するアウトライナー(データ分布から
大きく外れた値)が周期的に発生し、並びに、そのこと
から、自動目標追跡を行う機器が誤差を生じてしまう。

【００４１】これに対して、図７bには、本発明の目標
対象で逆反射したビームの分布が、目標対象の中心領域
内に位置している優勢なコンパクトな反射領域９２と、
２つの小さな反射領域９３しか有していない。エッジが
一部分結像内に挿入されている４つのトリプルプリズム
が、ビームローブによって照射されている。コンパクト
な反射領域９２は、各々１つのトリプルプリズムの直ぐ
隣接している４つの反射領域から合成されている。４つ
の反射領域の各々は、主として、空間内に２つの方向で
安定化されたトリプル反射によって決められる。コンパ
クトな反射領域９２と比較して、２つの小さな反射領域
９３が逆反射し、この反射領域９３は、主として、空間
内で１つの方向でのみ安定化された２重反射によって決
められ、逆反射されたビームのほんの一部分に過ぎな
い。比較的小さな反射領域９３の一方は、コンパクトな
反射領域９２に直ぐ隣接している。他方の反射領域は、
一方の反射領域から少し離れている。逆反射の僅かな成
分及びコンパクトな反射領域９２の比較的近傍によっ
て、この比較的小さな反射領域９３は、本発明の目標対
象の共通の反射領域の重心にとって相応に僅かしか意味
がない。

【００４２】従って、図２及び３の共通の反射領域の重
心の座標経過特性zは、従来技術と比較して、無視し得
る程度の不安定性しかない。そうすることによって、自
動的なローブストな目標追跡を、障害反射による目標消
失によって長期にわたって作業が中断することなく、本
発明の目標対象とタキメータとの間隔が５０ｍ以下、極
端な場合には１．５ｍ迄もの間隔で行うことができるよ
うになる。

【００４３】要するに、本発明は以下の通りである。本
発明の目標対象１００には、基底面が相互に向き合って
いる２つの角錐台の形状の８個のトリプルプリズム１，
２，５，６が設けられている。トリプルプリズム１，
２，５，６の配向は、使用位置で、垂直方向ｖの所定領
域から光ビームを、水平方向面ｈの上側乃至下側で、目
標対象１００の任意の方位角配向ａで、一方では、高い
強度で安定してトリプル反射され、他方では、飛躍的に
変化するような障害反射をできる限り回避することがで
きるようにされる。これは、目標対象の８個のトリプル
プリズム１，２，５，６の反射面の本発明の配向によっ
て、水平方向面ｈに対して平行又は垂直方向に行われ
る。これにより、障害反射は目標対象の重要な方向作業
領域内で最小となる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によると、という顕著な効果を奏
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の目標対象と測定機器とを有する測定装
置の側面図

【図２】本発明の目標対象乃至従来技術に相応するパノ
ラマリフレクタの、方位角配向に依存した、測定された
水平方向座標値を対比して示した図

【図３】目標対象乃至従来技術に相応するパノラマリフ
レクタの、方位角配向に依存した、測定された垂直方向
座標値を対比して示した図

【図４】本発明の目標対象乃至従来技術に相応するパノ
ラマリフレクタの反射ビームの、方位角配向に依存し
た、測定された強度値を対比して示した図

【図５】本発明の目標対象を、入射ビーム束の方向矢印
と一緒に示した斜視図

【図６ａ】壁に取り付けられた、本発明の目標対象を入
射ビーム束の方向矢印と一緒に示した斜視図

【図６ｂ】入射ビーム束の低減された垂直方向領域から
の方向矢印と共に、目標対象の側面を示した図

【図７ａ】従来技術に相応する、逆反射ビームのパノラ
マリフレクタの光分布の投影図

【図７ｂ】本発明の目標対象での、逆反射ビームの光分
布の投影図

【符号の説明】

１〜８トリプルプリズム１００目標対象２００タキメータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】例えば、測地、建築技術及び工業上の測
定のために、自動目標追跡、目標検出及び／又は所定水
平方向面（ｈ）の上側乃至下側の垂直方向（ｖ）の所定
領域からの、任意の方位角配向（ａ）での距離測定をオ
プトエレクトロニクスにより実施するための目標対象
（１００，１１０）であって、光ビーム（２２０）を逆
(再帰)反射する、透過材料製の複数体部（１，２，５，
６）を有しており、該体部（１，２，５，６）は、それ
ぞれ３つの、それぞれ相互に垂直方向に配向された、場
合によっては鏡面状の平坦な、前記ビーム（２２０）の
反射用の反射面と、前記各反射面に対して傾斜された平
坦な、前記ビーム（２２０）の透過貫通用の透過面（１
１，２１，５１，６１）とを有している目標対象（１０
０，１１０）において、目標対象（１００，１１０）
は、８個且つ８個だけの体部（１，２，５，６）を有し
ており、８個の体部のうち、それぞれ少なくとも４つの
体部（１，２）の少なくとも２つの反射面は、角錐状に
隣接して配設されており、前記目標対象（１００，１１
０）の使用位置で、前記８個の体部（１，２，５，６）
のそれぞれの体部のそれぞれ１つの反射面が実質的に平
行に配向されていることを特徴とする目標対象（１０
０，１１０）。
【請求項２】８個の体部の内の第１の４つの体部
（１，２）は、それぞれ同じ屈折率の材料から製造さ
れ、並びに、第１の面に位置している反射面を有してお
り、８個の体部の内の第２の４つの体部（５，６）は、
それぞれ同じ屈折率の材料から製造され、並びに、第１
の面に対して平行に配向された第２の面内に位置してい
る各々１つの反射面を有している請求項１記載の目標対
象（１００，１１０）。
【請求項３】個別反射面は種々異なる体部（１，２，
５，６）に基づき、場合によっては、体部（１，２，
５，６）は、同じ屈折率の材料から製造されており、場
合によっては、ほぼ同じ外寸を有している請求項２記載
の目標対象（１００，１１０）。
【請求項４】体部（１，２，５，６）は、正８面体状
に配設されている請求項１から３迄の何れか１記載の目
標対象（１００，１１０）。
【請求項５】例えば、鉛直棒（１７０）に配属された
対向部材の収容のために少なくとも１つの収容部（１８
０）を有しており、それにより、反射面上に垂直方向に
配向された取り外し可能な、場合によってはロック可能
に、目標対象と前記対向部材とを結合することができる
請求項１から４迄の何れか１記載の目標対象（１００，
１１０）。
【請求項６】少なくとも２つの収容部を有しており、
該収容部は、各々目標対象の対向位置領域に配属されて
いる請求項４記載の目標対象（１００，１１０）。
【請求項７】不注意な操作に対処するように作用する
少なくとも１つの保護装置を有しており、場合によって
は、収容部（１８０）の領域内に、例えば、正方形の角
錐台として構成されたカラー体の形状で有している請求
項１から６迄の何れか１記載の目標対象（１００，１１
０）。