CN101539398A - 测定系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测定系统，具有：设置在已知点上的测量装置；设置在测定点上的多个受光装置；对测量装置和受光装置进行指令的主运算装置，该测定系统的特征在于，测量装置具备：无线通信部，在受光装置和主运算装置之间进行测定数据的通信，该测定数据包括照射方向方位检测部的测角数据和测距部的测距数据，受光装置具备：受光侧无线通信部，在测量装置和主运算装置之间对测定点的测定数据进行通信，主运算装置具备：主存储部，使在测量装置和多个受光装置中测定的测定数据集中并存储。

Description

测定系统

技术领域

本发明涉及同时测定多个测定点的位置信息的测定系统，涉及使作业效率提高的测定系统。

背景技术

在伴随土木工程、例如道路工程等的测量中，有道路两侧位置测定、高低差的测定和道路宽度的测定等，测量作业为多人的测量作业者进行的共同作业。

历来，在通过全站仪而进行测量的情况下，沿着道路两侧以规定间隔、例如以10m、或20m间隔打桩，测量辅助者在打桩的地点支承测定对象物(例如，安装棱镜的杆)，测量技术者从全站仪一侧针对测定对象物实施测量，进行针对各打桩点的测量数据的收集。

在采用上述全站仪的测量方法中，需要从测量技术者向测量辅助者发出针对测量的指示，特别是在有多个测量辅助者的情况下，作业性差，此外由于是对测量辅助者也要求规定的测量知识、测量技术的作业，所以存在花费测量成本的问题。

在规模小的工地，通常难以确保具有测量知识、测量技术的测量辅助者，测量技术者必须以一个人对测量技术者的作业、工地施工技术者的作业、工地监督的作业进行并行处理。由此，作业复杂，此外，没有效率。作为解决这样的问题的技术，公开有下述的测量装置，其能够将持有测定对象物的测量辅助者简单地引导到测定点(例如，日本专利申请公开平11-83484号公报)。

此外，在有多个测量辅助者的情况下，同时进行测定的测定点也变为多个，需要使这些数据的管理效率良好。作为管理测定点的技术，公开有下述的测量点管理装置，其能够定量地，并且凭借直觉地对测定点的分布进行把握，评价(例如，日本专利公开平10-232130号文献)。

但是，在多个人同时对多个测定点的位置信息进行测定的情况下，测量技术者和测量辅助者分别测定的数据在带回到事务所之后，通过手动方式被合成，进行测定结果的确认。在测量时，由于有测定点名称的重复、测定错误、以及必要的测定数据的不足等的人为的错误，所以合成作业必须综合地考虑作业者全员的话而进行。

此外，由于在合成作业完成之前不知道测定结果，所以存在根据其结果需要在测量工地改日再进行测定的问题。由此，作为以多人同时测定多个测定点的位置信息的系统，作业效率差。

发明内容

在这样的背景下，本发明的目的在于提供一种在同时测定多个测定点的位置信息的测定系统中，使作业效率提高的技术。

本发明的第一发明涉及一种测定系统，具有：设置在已知点上的测量装置、设置在测定点上的多个受光装置、对上述测量装置和上述受光装置进行指令的主运算装置，该测定系统的特征在于，上述测量装置具备：激光光线投射部，对基准面形成用激光光线和测距光进行旋转照射，该基准面形成用激光光线包括至少一个是倾斜的、两个以上的扇状激光光线；照射方位检测部，对上述激光光线投射部的旋转照射的方位进行检测；测距部，对来自上述受光装置的反射测距光进行受光，并进行上述测量装置和上述受光装置之间的距离测定；以及无线通信部，在上述受光装置和上述主运算装置之间，对测定数据进行通信，上述测定数据包含上述照射方位检测部的测角数据和上述测距部的测距数据，上述受光装置具备：反射部，将上述测距光朝向上述测量装置反射；受光部，对上述基准面形成用激光光线进行受光；受光侧控制运算部，基于上述受光部对上述基准面形成用激光光线进行受光的受光信号，运算对于上述测量装置的仰角，基于上述仰角和上述测量装置之间的距离，对高低位置进行计算；以及受光侧无线通信部，在上述测量装置和上述主运算装置之间，对测定点的上述测定数据进行通信，上述主运算装置具备：主无线通信部，能够在上述测量装置和上述受光装置之间进行通信；以及主存储部，对在上述测量装置和多个上述受光装置中测定的上述测定数据进行集中并存储。

根据第一发明，测量装置和多个受光装置测定的测定数据被集中在一个场所(主运算装置)中。因此，由于不再有通过手动作业对多个受光装置的测定结果进行集中的麻烦，故作业效率提高。

本发明的第二发明的特征在于，在第一发明中，上述测量装置、上述受光装置、或上述主运算装置使上述测定数据集中在远程地点的控制装置中。根据本发明的第二发明，能够在远程地点把握作业的进行状况和测定结果。

本发明的第三发明的特征在于，在第一发明或第二发明中，上述主运算装置或上述控制装置具备：显示部，对集中的上述测定数据进行合成并显示。根据本发明的第三发明，由于能够在现场把握多个受光装置的测定结果，所以能够把握作业的进行状况，并且不必在日后再次进行测定，作业效率提高。

本发明的第四发明的特征在于，在第一发明或第二发明中，上述主运算装置或上述控制装置的显示部针对多个上述受光装置测定的多个测定点，对上述受光装置的每一个显示轨迹。根据本发明的第四发明，由于可容易识别多个受光装置测定的多个测定点，所以作业效率提高。

本发明的第五发明的特征在于，在第一发明中，多个上述受光装置使上述测定数据集中于上述测量装置中。根据本发明的第五发明，主运算装置通过对应于需要从测量装置接收测定数据，从而能够把握其它的受光装置的测定结果、作业的进行状况。

本发明的第六发明的特征在于，在第一发明中，上述主运算装置可选择如下模式：第一模式，经由上述主无线通信部向上述测量装置发送用于使测定开始的指令信号，经由上述主无线通信部向上述受光装置发送测定点的位置信息，上述受光装置实时地接收从上述测量装置发送的测角数据和测距数据等的测定数据，在已接收的测定数据与上述测定点的位置信息匹配的情况下，对上述仰角进行运算并求取高低位置，使上述测定点的三维位置数据集中在上述主运算装置或上述测量装置中；第二模式，经由上述主无线通信部向上述测量装置发送用于使测定开始的指令信号，经由上述主无线通信部向上述受光装置发送测定点的位置信息，在上述受光装置的受光侧显示部中，基于测定点的位置信息、与上述受光装置自身的测定数据的偏差，显示引导方向，在测定点的位置信息与上述受光装置自身的测定数据匹配的情况下，对上述仰角进行运算并求取高低位置，使上述测定点的三维位置数据集中于上述主运算装置或上述测量装置中；第三模式，上述主存储部存储施工数据，基于从施工数据获得的测定点的位置信息、和上述测量装置已测定的上述受光装置自身的测角和测距结果，对上述受光装置发送引导信息，使受光侧显示部显示引导方向，在测定点的位置信息、与上述受光装置自身的测定数据匹配的情况下，对上述仰角进行运算并求取高低位置，使上述测定点的三维位置数据集中在上述主运算装置或上述测量装置中。

根据本发明的第六发明，测定系统具备：自身向测定点移动的第一模式(自身模式)和、能够向测定点引导的第二模式(导航模式)、能够基于施工数据向测定点引导的第三模式(自动导航模式)，在任一个模式中，由于测定数据被集中于一个场所(主运算装置或测量装置)中，所以作业效率提高。

根据本发明，在同时测定多个测定点的位置信息的测定系统中，能够提高作业效率。

附图说明

图1为表示本发明的实施方式的概略图。

图2为表示本发明的实施方式的器具结构的概略的说明图。

图3为表示本发明的实施方式的器具结构的概略的框图。

图4为表示本发明的实施方式的激光光线投射部的剖视图。

图5为对本发明的实施方式的仰角进行运算的情况下的说明图。

图6为对本发明的实施方式的仰角进行运算的情况下的说明图。

图7为对本发明的实施方式的仰角进行运算的情况下的说明图。

图8为对本发明的实施方式的仰角进行运算的情况下的说明图。

图9A和图9B为对本发明的实施方式的仰角进行运算的情况下的说明图。

图10为本发明的实施方式的测距部的概略结构图。

图11为表示本发明的实施方式的模式选择的图。

图12为选择自身模式的情况下的流程图。

图13为表示自身模式中的数据的流动的图。

图14为选择导航模式的情况下的流程图。

图15为表示导航模式中的数据的流动的图。

图16为选择自动导航模式的情况下的流程图。

图17为表示远程地点引导或远程地点集中的情况下的数据的流动的图。

图18为远程地点引导或远程地点集中的情况下的流程图。

具体实施方式

下面，一边参照附图，一边对用于实施本发明的优选方式进行说明。

首先，通过图1、图2，对本发明的实施方式的测定系统的概要进行说明。在图1所示的测量装置1中，能够形成水平基准面，并且能够测定至测定对象2的距离。

测量装置1具备基准面形成部3和测距部4。测量装置1设置于已知点，按照恒定速度对基准面形成用激光光线5进行旋转照射，并且能够对测距光6进行旋转照射，通过对来自测定对象物2的被反射的测距光6进行受光，由此能够测定至多处的测定对象物2的距离。

基准面形成部3按照恒定速度对基准面形成用激光光线5(在图中以3个扇状激光光线构成，光束剖面为N字状)进行旋转照射而形成水平基准面，其中，该基准面形成用激光光线5包括至少一个是倾斜的、两个以上的扇状激光光线。再有，作为对一个是倾斜的、3个以上的扇状激光光线进行旋转照射的激光装置，本申请人在日本专利申请公开2004-212058号中，提出了一种旋转激光装置。

对基准面形成用激光光线5进行旋转照射，测定对象物2具有受光装置7，通过求取在受光装置7对两个以上的扇状激光光线进行受光的情况下的受光时间的时间差，从而能够通过时间差和倾斜的扇状激光光线的倾斜角，求取对于以测量装置1为中心的水平基准面的仰角。此外，可对仰角设定倾斜基准面。

此外，本申请人在日本专利申请2005-165185中提出了旋转照射N字状的扇状激光光线5，并且旋转照射测距光6的测量装置的专利申请。通过旋转照射测距光，还可同时进行针对多个测定对象物2的距离测定。因此，能够以测定了的仰角和测定了的距离，针对测定对象物2测定高度方向的位置。

图3表示本发明的测定系统的概略结构，测量装置1主要具备：基准面形成部3、测距部4、控制运算部8、存储部9、操作部11、用于使基准面形成用激光光线5旋转照射的第一回转电动机12、用于使测距光6旋转照射的第二回转电动机52、用于驱动基准面形成部3的基准面形成驱动部13、第一回转电动机12、用于驱动第二回转电动机52的电动机驱动部15、用于驱动测距部4的测距驱动部14、用于与受光装置7进行通信的无线通信部17、以及作为检测测距光6的照射方向(水平角)的照射方位检测部的第一编码器(encoder) 16，基准面形成驱动部13、测距驱动部14、电动机驱动部15的通过控制运算部8而被控制驱动。

此外，受光装置7主要具备：设置于杆18上的已知的位置上、用于对基准面形成用激光光线5进行受光的受光部19和用于反射测距光6的棱镜20等的反射体，用于与测量装置1的无线通信部17进行无线通信的受光侧无线通信部21，受光侧控制运算部22，受光侧存储部23，受光侧操作部24，受光侧显示部25。再有，也可以使受光侧显示部25作为接触面板，兼有受光侧操作部24的功能。

再有，受光侧无线通信部21能够与其它测定对象物2的受光侧无线通信部21进行无线通信。

在受光侧存储部23中存储有：基于后述的受光时间差而对仰角进行运算的运算程序；根据仰角和测距数据而对高度位置进行运算的运算程序；用于经由受光侧无线通信部21，与测量装置1、其它的受光装置7、后述的主无线通信部115进行无线通信的通信程序；用于在受光侧显示部25中显示指示内容、作业内容、通信内容等的图像显示程序，此外，对从测量装置1发送的测定数据、通过受光装置7获得的测定数据进行保存存储。

下面，对本发明的测定系统所采用的测量装置1进行说明。

图4表示本发明的测量装置1的激光光线投射部26，激光光线投射部26由形成基准面的基准面用投射部27、测距用投射部28构成，基准面用投射部27能够独立照射基准面形成用激光光线5，此外，测距用投射部28能够独立照射测距光6。再有，在本实施方式中，基准面形成用激光光线5和测距光6的照射方向相同，但是，也可以不必相同，例如，也可以是180°相反。

在图4中，29表示测量装置1的壳体的顶板部29，在壳体的内部，收容有基准面形成用的激光光源部(图中未示出)。在顶板部29的上侧配置有圆筒状的投射窗30，投射窗30以透明玻璃等的材质、与基准面形成用投射部27的光轴同心地设置。在投射窗30的上端，设置有上基板38，在投射窗30的内部，设置有中间基板31。

以与基准面用投射部27的光轴是同心的方式，配置圆筒状的棱镜保持架32，棱镜保持架32经由轴承33、34，以能够自由旋转的方式支承于顶板部29、中间基板31上。

在棱镜保持架32的内部，设置有作为偏转光学构件的五棱镜42，与该五棱镜42相向的第一投射孔43突出设置于棱镜保持架32上，从基准面形成用的激光光源部射出的基准面形成用激光光线5通过五棱镜42而偏转到水平方向，通过第一投射孔43，沿水平方向照射。

在棱镜保持架32的上端设置第一旋转齿轮35，在中间基板31上安装第一回转电动机12，嵌接于第一回转电动机12的输出轴上的第一驱动齿轮37与第一旋转齿轮35啮合。通过驱动第一回转电动机12，使第一驱动齿轮37旋转，经由第一旋转齿轮35、棱镜保持架32，使五棱镜42旋转，基准面形成用激光光线5在水平面内旋转。

此外，在中间基板31上安装第一编码器16，第一编码器16检测第一旋转齿轮35的旋转角，通过检测到的旋转角，检测出基准面形成用激光光线5和后述的测距光6的照射方向。

按照与棱镜保持架32同心的方式在棱镜保持架32的上侧设置反射镜保持架44，反射镜45作为偏转光学构件被保持在该反射镜保持架44上，在与反射镜45的反射面相向的部分上设置第二投射孔46。反射镜保持架44和棱镜保持架32整体化形成，五棱镜42和反射镜45按照光轴相同而成为整体的方式旋转。此外，在使光轴相同而旋转的情况下，也可不必一定为整体。

在上基板38上设置镜筒47，镜筒47的中心与反射镜保持架44的中心一致，此外，在镜筒47上保持有聚光透镜48。在镜筒47上经由轴承49，以可自由旋转的方式设置有旋转环50，在旋转环50上嵌接有第二旋转齿轮51。

在上基板38上设置第二回转电动机52，在第二回转电动机52的输出轴上嵌接有第二驱动齿轮53，第二驱动齿轮53与第二旋转齿轮51啮合。

此外，在旋转环50上固定有反射棱镜保持构件54，在反射棱镜保持构件54上固定有作为基准反射部的内部光路用的基准反射棱镜55。在内部光路上，例如在基准反射棱镜55的反射面上设置有振幅滤波器(光学密度滤波器)56。振幅滤波器56在水平方向(旋转方向)上密度连续地变化，激光光线的透射光量连续地减少，或连续地增加。再有，振幅滤波器56的密度也可阶段性地变化，只要密度实质上在旋转扫描方向上逐渐变化即可。

具体来说，将上述基准反射棱镜55作为角隅棱镜，将中心附近的透射率高、越靠近周边透射率越低的光学滤波器贴设在角隅棱镜上。

在上基板38上安装第二编码器58，在第二编码器58的输入轴上嵌接第二从动齿轮57，第二从动齿轮57与第二旋转齿轮51啮合。

通过驱动第二回转电动机52，经由第二驱动齿轮53、第二旋转齿轮51、旋转环50，基准反射棱镜55与振幅滤波器56整体地旋转，此外，旋转环50的旋转角经由第二旋转齿轮51、第二从动齿轮57被第二编码器58检测。

在聚光透镜48的光轴上设置偏转反射镜62，以与该偏转反射镜62的反射面相向的方式，将射出用光纤61的射出端定位。此外，在聚光透镜48的光轴上，受光光纤63的入射端被定位于聚光位置。

射出用光纤61将发光元件59(后述)射出的测距光6导向偏转反射镜62，受光用光纤63将反射测距光6’、内部参照光6”导向受光元件65(后述)。

参照图5～图9A和图9B，说明对于测量装置1、即对于激光光线投射部26的受光装置7的仰角的测定进行说明。

下面参照图5，说明仰角γ，对于在受光装置7位置的水平线的高低差H。图5表示受光部19和基准面形成用激光光线5之间的关系。再有，激光光线投射部26的高度已被预先测定，是已知的。

基准面形成用激光光线5被旋转照射，基准面形成用激光光线5横切受光部19。在这里，由于基准面形成用激光光线5由扇状光束5a、5b、5c构成，所以即使受光部19为点状的受光元件也能够受光，不正确地进行受光装置7的位置的位置对准也可。

由于基准面形成用激光光线5横切受光部19，所以扇状光束5a、5b、5c分别通过受光部19，从受光部19发出与各扇状光束5a、5b、5c相对应的3个受光信号40a、40c、40b。

在受光部19相对于基准面形成用激光光线5，位于图5～图8所示的A点的位置的情况下，即，受光部19位于基准面形成用激光光线5的中心的情况下的受光信号如图9A所示，3个受光信号40a、40c、40b的时间间隔相等。在图中，T表示基准面形成用激光光线5旋转一圈的周期。

此外，受光部19偏离基准面形成用激光光线5的中心，位于图5～图8所示的B点的位置的情况下的受光信号40a、40c、40b的时间间隔不同(参照图9B)。在图6中，假设受光部19从图的右向左相对移动，受光信号40a和受光信号40c的间隔变短，受光信号40c和受光信号40b的间隔变长。

再有，由于图6所示的基准面形成用激光光线5的光束的剖面形状是与受光装置7和激光光线投射部26的距离无关的相似形状，所以能够通过计算时间间隔比，能够对无维化(nondimensional)处理了的图形中的受光部19的通过位置进行运算。此外，能够立刻对到以测量装置1为中心的B点位置的仰角γ进行运算，此外，可根据仰角γ、和激光光线投射部26与受光装置7之间的距离L，实际测定在受光装置7的位置的相对于水平线的高低差H。

再有，如前述那样，以多个扇状光束构成的形状即使不是N字状，也可以是至少一个倾斜，倾斜角等形状的已知的形状。

参照图10，对测距部4进行说明。

在发光元件59的射出轴上配置聚光透镜60，在聚光透镜60的聚光位置上配置射出用光纤61的入射端。如前述那样，射出用光纤61将测距光6导向偏转反射镜62。

在聚光透镜48的聚光位置上配置受光用光纤63的入射端，受光用光纤63的射出端配置于聚光透镜64的光轴上，从受光用光纤63射出的反射测距光6’、内部参照光6”，通过聚光透镜64聚光在受光元件65上。

测距驱动部14基于来自控制运算部8的控制信号对发光元件59的驱动发光进行控制，此外，受光电路68对来自受光元件65的受光信号进行放大、A/D转换等的所需的处理，将已处理的信号送出给控制运算部8。

控制运算部8具有存储部9，在存储部9中，存储进行伴随距离测定的运算的测距运算程序，或用于执行测定的次序程序，用于执行与受光装置7的无线通信的通信程序等的程序等，此外，存储涉及包括测定范围的地理数据，设定测定场所等的测定进度相关的数据等的数据，进而，存储部9存储来自受光元件65的受光信号的伴随时间的光量变化、测定中数据等。

控制运算部8基于次序程序，向第一回转电动机12用的第一电动机控制部66、第二回转电动机52用的第二电动机控制部67发出控制信号，第一电动机控制部66控制第一回转电动机12的旋转和停止，第二电动机控制部67控制第二回转电动机52的旋转和停止。

第一编码器16检测反射镜保持架44的旋转角，将其送出到控制运算部8，此外，第二编码器58检测基准反射棱镜55的旋转角，将其输入到控制运算部8中。

以下，对测定的作用进行说明。

发光元件59通过测距驱动部14，

按照一定频率被强度调制而进行发光，射出测距用的激光光线。来自发光元件59的激光光线通过聚光透镜60，聚光到射出用光纤61的入射端。导入射出用光纤61的激光光线，从射出端作为测距光6而射出，测距光6通过偏转反射镜62，反射到聚光透镜48的光轴上，进而通过聚光透镜30而聚光并射入反射镜45中，通过反射镜45而偏转，通过投射窗28，作为具有所需的扩展角的扇状激光光线而向水平方向照射。

在射出测距光6，射出基准面形成用激光光线5的状态下，驱动第一回转电动机12，经由第一驱动齿轮37、第一旋转齿轮35，使五棱镜42、反射镜45旋转，通过投射窗30，旋转照射基准面形成用激光光线5、测距光6，或对至少对测定对象物2存在的测定区域进行来回扫描。

再有，在进行距离测定的状态下，即，在照射测距光6的状态下，通过第二回转电动机52使基准反射棱镜55旋转，成为从测定对象物2的方向、即测距方向脱离了的状态，此外，使第二回转电动机52停止，基准反射棱镜55被保持在不影响测定的规定位置。

再有，在具有多个测定对象物2，基准反射棱镜55被保持在规定位置时对测定有妨碍的情况下，也可以与反射镜45的旋转相呼应，使基准反射棱镜55旋转，避免测定方向和基准反射棱镜55的位置重复的情况。即，由于测定对象物2存在的方向能够通过第一编码器16而检测，所以能够预先进行旋转扫描，求取测定对象物的位置，基于来自第二编码器58的检测结果，使基准反射棱镜55移动到脱离测定方向的位置上。

按照恒定速度旋转照射测距光6，测距光6通过测定对象物2，由此，在测定对象物2测距光6被反射。在测定对象物2被反射的反射测距光6’射入反射镜45，在反射镜45被反射，进而通过聚光透镜48被聚光，从入射端面射入受光用光纤63中。从受光用光纤63射出的反射测距光6’通过聚光透镜64被聚光，由受光元件65受光。来自受光元件65的受光信号通过放大、A/D转换等处理，送向控制运算部8，经由控制运算部8存储于存储部9中。

此外，通过旋转照射测距光6，测距光6也通过基准反射棱镜55，在通过的过程中在基准反射棱镜55被反射，被反射的激光光线进而在反射镜45被反射，经由聚光透镜48、受光用光纤63而作为内部参照光6”被受光元件65受光。

此时，经由射出用光纤61、反射镜45、基准反射棱镜55、反射镜45、受光用光纤63，到达受光元件65的光路形成内部参照光路。此外，该内部参照光路的长度为设计值，或根据实际测量的已知值。

此外，在基准反射棱镜55的反射面上设置有振幅滤波器56，通过测距光6横切振幅滤波器56，从而光量不同的测距光6在基准反射棱镜55被反射。受光元件65对光强度不同的内部参照光6”进行受光，输出光强度不同的受光信号。此外，以振幅滤波器56变化的光强度的范围可以按照在受光部的动态区域(range)的范围最大，或在动态区域(range)的范围内的方式设定。

来自受光元件65的受光信号输入到受光电路68中，受光电路68进行针对反射测距光6’、内部参照光6”的受光信号进行放大、A/D转换等所需的处理，将已处理的信号送出到控制运算部8，经由控制运算部8存储于存储部9中。控制运算部8通过存储于存储部9中的测距运算程序，基于存储在存储部9中的受光信号，对反射测距光6’和内部参照光6”的相位差进行运算，根据运算的相位差和光速，对到测定对象物的距离进行运算。

反射测距光6’的受光强度对应于距测定对象物2的距离而变化。即，在测定对象物2处于近距离的情况下，反射测距光6’的光强度大，此外在测定对象物2处于远距离的情况下，反射测距光6’的光强度小。因此，在使内部参照光6”与反射测距光6’对比，正确地对相位差进行运算的情况下，需要使受光元件65的内部参照光6”和反射测距光6’的受光强度相等。

在存储部9中存储有来自受光元件65的受光信号的伴随时间的光量变化，抽出已存储的受光信号内的、具有与反射测距光6’的光强度相等或同等的光强度的受光信号，将抽出的受光信号作为测定用的反射测距光6’。

而且，在不切换光路的情况下，能够获得具有适合的光强度的内部参照光。

测距数据从无线通信部17，发送给受光侧无线通信部21，在受光侧无线通信部21接收的测距数据被存储于受光侧存储部23中。

基准面形成用激光光线5也被旋转照射，基准面形成用激光光线5通过测定对象物2。构成基准面形成用激光光线5的3个扇状激光光线通过受光部19。受光部19分别对3个扇状激光光线进行受光，分别发出受光信号。在受光侧控制运算部22中，对受光信号的受光间隔(受光时间差)进行运算，基于仰角、和测量装置1与测定对象物2之间的测距结果，计算受光部19的高度位置(参照图3)。

而且，能够获得测定点的三维的位置数据。

在测定系统中，进而作为还总括测量作业的主运算装置，还装备有小型的PC等的运算装置。作为小型的PC，例如能够举出可携带的PDA73(参照图2)。PDA73也可设置于测定对象物2的杆18上，也可由测量者71携带。进而，还可以使测量对象物2的受光装置7具备作为主运算装置的功能。

以下，对PDA73的大致结构进行说明。

PDA73主要具备：控制运算部111、存储部112、操作部113、显示部114、主无线通信部115，主无线通信部115能够经由无线通信部17与测量装置1进行无线通信，能够经由受光侧无线通信部21与受光装置7进行无线通信，在主存储部112中存储有通信程序，用于在显示部114中显示作业内容、通信内容等的图像显示程序，为了执行已完工程测量、横截测量、测设、现况测量等的各种测量而进行指导等的指导程序、自动引导程序，或用于选择已完工程测量、横截测量、测设、现况测量等的测定模式的模式选择程序，针对各种测定模式进行从显示部114输入的情况下的指导显示的菜单程序等，存储实施测定的地域的地图，进行工程施工用的设计数据，此外，存储、保存从测量装置1发送的测距数据，通过受光装置7获得的仰角数据(参照图3)。

显示部114也可独立地分别设置，也可将显示部114作为触摸板，兼具操作部的功能。

下面参照图11～18，对具备上述测量装置1、多个测定对象物2，同时测定多个点的测定系统的动作进行说明。

如图13所示，测定对象物2被测量者A、对测量者A进行辅助的两个测量辅助者B、C支承。在测定对象物2中，装备受光装置7、小型的PC等的运算装置，例如，PDA73。

PDA73、受光装置7、测量装置1能够相互、或各自进行无线通信。作为无线通信的方式，也可构筑将测量装置1作为服务器的无线LAN。

此外，数据的收发既可在受光装置7之间直接进行，也可经由测量装置1，在受光装置7之间进行数据的收发。

再有，在以下的说明中，PDA73的显示部114为触摸板，显示部114具有受光装置7的操作部24的功能。

在显示部114中显示与作业内容相对应的画面，此外，画面对应于作业内容而切换。

如图11所示，在PDA73的显示部114中，能够选择自身模式、导航模式、自动导航模式。

首先参照图12、图13，对自身模式进行说明。

测量者A，测量辅助者B、C通过PDA73选择自身模式(STEP：02)。将测定请求从PDA73发送给测量装置1(STEP：11)，开始利用测量装置1的距离测定，此外，测量装置1识别测定对象物2(受光装置7)(STEP：12)。

受光装置7实时地从测量装置1接收测距/测角结果，将测距/测角结果显示于受光装置7的显示部25。测量者A和测量辅助者B、C通过显示的测距/测角结果确认自身的位置，向测定点移动(STEP：13)。

在受光装置7自身的位置与测定点的位置一致的情况下，或进入允许范围的情况下(匹配的情况下)，受光装置7取得表示从测量装置1起至测量点的距离的测距数据，和表示从测量装置1起向测定点的水平角的测角数据(STEP：14)。此外，受光装置7通过检测基准面形成用激光光线5，对相对于测量装置1的仰角进行运算，根据测距数据和仰角，对受光装置7的高低位置进行运算。此外，基于测角数据、测距数据、高低位置，对三维的位置数据进行运算(STEP：15)。

当在受光装置7完成运算时，测量者A和测量辅助者B、C的测定点的三维位置数据等的测定数据被发送到测量装置1，集中在这里(STEP：16)。此时，受光装置7也将测定完成信号发送给测量者A和测量辅助者B、C的PDA73。接收了测定点数据的测量装置1将测定点的三维坐标数据与施工名、测定者名、测定时刻、受光装置7的识别信息等一起存储于存储部9中。由此，测量者A和测量辅助者B、C能够从测量装置1，随时地将测定点数据获取到PDA73中。

然后，测量装置1将测量辅助者B、C的测定点数据发送给测量者A的PDA73(STEP：17)。再有，受光装置7也可以不经由测量装置1，而将测量辅助者B、C的测定点数据直接发送给测量者A的PDA73。测量者A的PDA73将测定点数据存储于主存储部112中。

如图13所示，在测量者A的PDA73中，测量辅助者B、C的测定点的三维坐标数据与测量者A的测定点的三维坐标数据在相同的三维坐标上被合成而进行显示(STEP：18)。此时，显示测定点、测定点的位置坐标、与测定者名等。由此，测量者A能够把握作业的进行状况。

当针对一个测定点的测量完成时，测量者A和测量辅助者B、C移动到下一测定点，通过从PDA73向测量装置1发送测定请求，从而继续测量。此外，如图13所示，每当测量继续时，能够在测量者A的PDA73中针对测量者A和测量辅助B、C的每个受光装置7，显示通过直线等连接各测定点的轨迹。此外，能够在测量辅助者B、C的PDA73中，显示自身测定的测定点的轨迹。

下面参照图14、15，对选择导航模式的情况进行说明。

测量者A通过PDA73，选择导航模式(STEP：03)。

测量者A为了将各测量辅助者B、C引导至测定点，输入测定点的指示数据。例如，设定测定点的识别号码、位置、对于引导完成时(测定点确定时)的施工数据的允许量(STEP：21，STEP：22)。例如，如图15所示，测量者A对测量辅助者B设定测定点PT10→测定点PT21→...，对测量辅助者C设定测定点PT100→...。

当设定完成时，测量装置1开始测定，识别受光装置7(STEP：23)。从测量者A的PDA73分别向测量辅助者B、C的受光装置7发送对应的引导信息(STEP：24)。

在引导中，测量装置1连续地对受光装置7的位置进行测定，将测定结果实时地发送给受光装置7。受光装置7将发送的测定结果和引导信息的测定点位置进行比较，对引导方向进行运算。

再有，测量装置1也可将已测定的受光装置7的位置信息实时地发送给测量辅助者B、C的PDA73，通过PDA73，根据测定点和已测定的位置的差，对引导方向进行运算，作为引导信号而发送给受光装置7。

基于引导方向的运算，在测量辅助者B、C的PDA73中，与引导方向相对应的箭头点亮，测量辅助者B、C沿被点亮的箭头方向移动(STEP：25)。如果所引导的受光装置7的位置进入允许量的范围内(匹配)，则将引导完成的情况告之给测量辅助者B、C。再有，也可以使箭头闪烁，越接近测定点越缩短闪烁间隔。

受光装置7将匹配时的测距/测角结果作为测距/测角数据而取得(STEP：26)。

受光装置7通过检测基准面形成用激光光线5，对相对于测量装置1的仰角进行运算，根据测距数据和仰角，对受光装置7的高低位置进行运算。然后，根据测角数据、测距数据、高低位置，对三维的位置数据进行运算(STEP：27)。

当在受光装置7完成运算时，测量者A和测量辅助者B、C的测定点数据被发送给测量装置1，并被集中(STEP：28)。此时，受光装置7将测定完成信号发送给测量者A和测量辅助者B、C的PDA73。接收了测定点数据的测量装置1将测定点的三维坐标数据，与施工名、测定者名、测定时刻、受光装置7的识别信息等一起存储于存储部9中。由此，测量者A和测量辅助者B、C能够从测量装置1随时地将测定点数据获取到PDA73中。

接着，测量装置1将测量辅助者B、C的测定点的三维坐标数据发送给测量者A的PDA73(STEP：29)。再有，受光装置7也可以不经由测量装置1，而将测量辅助者B、C的测定点数据直接发送给测量者A的PDA73。

在测量者A的PDA73中，将测量辅助者B，C的测定点的三维坐标数据与测量者A的测定点的三维坐标数据在相同的三维坐标上被合成而进行显示(STEP：30)。此时，显示测定点、测定点的三维坐标、以及测定者名等。由此，测量者A能够把握作业的进行状况。

当针对一个测定点的测量完成时，测量者A对测量辅助者B、C进行对下一测定点的引导。再有，每当测量继续时，能够在测量者A的PDA73中，针对测量者A和测量辅助者B、C的每个受光装置7，显示通过直线等连接各测定点的轨迹。此外，能够在测量辅助者B、C的PDA73中，显示自身测定的测定点的轨迹。

下面参照图16，对选择自动导航模式的情况进行说明。

当测量者A和测量辅助者B、C通过PDA73，选择自动导航模式(STEP：04)时，读入存储于PDA73的主存储部112中的施工数据，启动、展开自动引导程序(STEP：41)。此外，开始利用测量装置1的测定。

通过自动引导程序的展开，根据施工数据，将引导信息发送给测量者A和测量辅助者B、C的受光装置7(STEP：42)。

在引导中，通过测量装置1对受光装置7的位置连续地进行测定，将测定结果实时地发送给受光装置7(STEP：43)。受光装置7通过发送的测定结果和已接收的引导信息的比较，对引导方向进行运算。

基于引导方向的运算，在测量者A和测量辅助者B、C的PDA73中，与引导方向相对应的箭头点亮，测量辅助者B、C沿被点亮的箭头方向移动(STEP：44)。如果所引导的受光装置7的位置进入允许量的范围内，则将引导完成的情况告知给测量辅助者B、C。再有，也可以使箭头闪烁，越接近测定点越缩短闪烁间隔。

从受光装置7，将一个引导完成的信号发送给测量装置1，针对受光装置7执行距离测定/水平角测定，从测量装置1将测距/测角结果发送给相对应的受光装置7。受光装置7从测量装置1接收测距/测角结果，并且检测基准面形成用激光光线5，由此对测量装置1的仰角进行运算，基于测距结果和仰角，对受光装置7的高低位置进行运算。然后，根据测角数据、测距数据、高低位置，对三维的位置数据进行运算(STEP：45)。

当在受光装置7中运算完成时，测量者A和测量辅助者B、C的测定点数据被发送给测量装置1，并被集中(STEP：46)。此时，受光装置7将测定完成信号也发送给测量者A和测量辅助者B、C的PDA73。接收了测定点的三维坐标数据的测量装置1将测定点的三维坐标数据，与施工名、测定者名、测定时刻、受光装置7的识别信息等一起，存储于存储部9中。由此，测量者A和测量辅助者B、C可从测量装置1随时地将测定点数据获取到PDA73中。

然后，测量装置1将测量辅助者B、C的测定点的三维坐标数据发送给测量者A的PDA73(STEP：47)。再有，受光装置7也可以不经由测量装置1，直接将测量辅助者B、C的测定点的三维坐标数据发送给测量者A的PDA73。

在测量者A的PDA73中，将测量辅助者B、C的测定点的三维坐标数据与测量者A的测定点的三维坐标数据在相同的三维坐标上合成而进行显示(STEP：48)。此时，显示测定点、测定点的位置坐标、与测定者名等。由此，测量者A可把握作业的进行状况。

此外，测量者A和测量辅助者B、C的PDA73基于施工数据对测定的进行状态进行检查，显示进行状况(STEP：48)。进行状况通过点亮测定完成的测定点，使应该引导的测定点闪烁的方式显示。此外，PDA73还显示测定完成的测定点数和整体的测定点数。然后，PDA73将针对下一测定点的引导信息发送给受光装置7，继续引导作业。

此外，当进行状况的检查的结果是对于全部的测定点的测定完成时，自动引导程序结束，全部的引导完成(STEP：49)。

下面参照图17，以自动导航模式为例，对从远程地点的控制装置进行引导，或将测定数据集中于远程地点的控制装置的情况进行说明。此外，集中方法在上述自身模式或导航模式中也是同样的。

当测量者A和测量辅助者B、C通过PDA73选择自动导航模式(STEP：04)时，PDA73读入从作为远程地点的控制装置的PC74接收的施工数据或存储于PDA73的主存储部112中的施工数据(STEP：51)。PDA73在从远程地点的PC74接收施工数据的情况下，经由基站75、基站76进行接收。作为无线通信的方式，例如，也可采用便携式电话所采用的PDC(personal digital cellular，个人数字蜂窝通信)方式，CDMA(code division multiple access，码分多址)方式。

此外，在PDA73中，呼入自动引导程序，启动、展开自动引导程序(STEP：52)。此外，开始利用测量装置1的测定。

通过自动引导程序的展开，根据施工数据，将引导信息发送给测量辅助者B、C的受光装置7(STEP：53)。

在引导中，通过测量装置1对受光装置7的位置连续地进行测定，将测定结果实时地发送到受光装置7(STEP：54)。受光装置7通过已发送的测定结果和已接收的引导信息的比较，对引导方向进行运算。

基于引导方向的运算，在测量者A和测量辅助者B、C的PDA73中，与引导方向相对应的箭头点亮，测量辅助者B、C沿被点亮的箭头方向移动(STEP：55)。如果所引导的受光装置7的位置进入允许量的范围，则将引导完成的情况告知给测量辅助者B、C。再有，也可以使箭头闪烁，越接近测定点越缩短闪烁间隔。

从受光装置7，将一个引导完成的信号发送给测量装置1，针对受光装置7，执行距离测定/水平角测定，从测量装置1将测距/测角结果发送给相对应的受光装置7。受光装置7从测量装置1接收测距/测角结果，并且检测基准面形成用激光光线5，由此对测量装置1的仰角进行运算，基于测距结果和仰角，对受光装置7的高低位置进行运算。然后，根据测角数据、测距数据、高低位置，对三维的位置数据进行运算(STEP：56)。

当在受光装置7中运算完成时，测量者A和测量辅助者B、C的测定点的三维坐标数据等发送给测量装置1，并被集中(STEP：57)。此时，受光装置7将测定完成信号发送给测量者A和测量辅助者B、C的PDA73。接收了测定点的三维坐标数据的测量装置1将测定点的三维坐标数据与施工名、测定者名、测定时刻、受光装置7的识别信息等一起，存储于存储部9中。由此，测量者A和测量辅助者B，C可以从测量装置1随时地将测定点的三维坐标数据获取到PDA73中。

然后，测量装置1将测量辅助者B、C的测定点数据发送到测量者A的PDA73和/或远程地点的PC74(STEP：58)。如图17所示，在测量者A的PDA73和/或远程地点的PC74中，将测量辅助者B、C的测定点的三维坐标数据、与测量者A的测定点的三维坐标数据一起在相同的三维坐标上合成而进行显示(STEP：59)。此时，显示测定点、测定点的位置坐标、以及测定者名等。由此，测量者A或远程地点者可把握作业的进行状况和测定结果。

此外，测量者A和测量辅助者B、C的PDA73基于施工数据对测定的进行状况进行检查，显示进行状况(STEP：59)。进行状况通过点亮测定完成的测定点，使应该引导的测定点闪烁的方式显示。此外，PDA73还显示测定完成的测定点数和整体的测定点数。然后，PDA73将针对下一测定点的引导信息发送给受光装置7，继续引导作业。

此外，当进行状况的检查的结果是针对全部的测定点的测定完成时，自动引导程序结束，全部的引导完成(STEP：60)。

产业上的利用可能性

本发明可用于同时对多个测定点的位置信息进行测定的测定系统。

Claims (6)

1.一种测定系统，具有：设置在已知点上的测量装置；设置在测定点上的多个受光装置；对所述测量装置和所述受光装置进行指令的主运算装置，该测定系统的特征在于，

所述测量装置具备：

激光光线投射部，对基准面形成用激光光线和测距光进行旋转照射，其中，所述基准面形成用激光光线包括至少一个是倾斜的、两个以上的扇状激光光线；

照射方位检测部，对所述激光光线投射部的旋转照射的方位进行检测；

测距部，对来自所述受光装置的反射测距光进行受光，并进行所述测量装置和所述受光装置之间的距离测定；以及

无线通信部，在所述受光装置和所述主运算装置之间，对测定数据进行通信，其中，所述测定数据包含：所述照射方位检测部的测角数据和所述测距部的测距数据；

所述受光装置具备：

反射部，将所述测距光朝向所述测量装置反射；

受光部，对所述基准面形成用激光光线进行受光；

受光侧控制运算部，基于所述受光部对所述基准面形成用激光光线进行受光的受光信号，运算对于所述测量装置的仰角，基于所述仰角和所述测量装置之间的距离，对高低位置进行运算；以及

受光侧无线通信部，在所述测量装置和所述主运算装置之间，对测定点的所述测定数据进行通信；

所述主运算装置具备：

主无线通信部，能够在所述测量装置和所述受光装置之间进行通信；以及

主存储部，对在所述测量装置和多个所述受光装置中测定的所述测定数据进行集中并存储。

2.根据权利要求1所述的测定系统，其特征在于，所述测量装置、所述受光装置、或所述主运算装置使所述测定数据集中在远程地点的控制装置中。

3.根据权利要求1或2所述的测定系统，其特征在于，所述主运算装置或所述控制装置具备：显示部，对集中的所述测定数据进行合成并显示。

4.根据权利要求1或2所述的测定系统，其特征在于，所述主运算装置或所述控制装置的显示部针对多个所述受光装置测定的多个测定点，对所述受光装置的每一个显示轨迹。

5.根据权利要求1所述的测定系统，其特征在于，多个所述受光装置使所述测定数据集中于所述测量装置中。

6.根据权利要求1所述的测定系统，其特征在于，

所述主运算装置能够选择如下模式：

第一模式，其中，经由所述主无线通信部向所述测量装置发送用于使测定开始的指令信号，经由所述主无线通信部向所述受光装置发送测定点的位置信息，所述受光装置实时地接收从所述测量装置发送的测角数据和测距数据等的测定数据，在接收的测定数据与所述测定点的位置信息匹配的情况下，对所述仰角进行运算并求取高低位置，使所述测定点的三维位置数据集中在所述主运算装置或所述测量装置中；

第二模式，其中，经由所述主无线通信部向所述测量装置发送用于使测定开始的指令信号，经由所述主无线通信部向所述受光装置发送测定点的位置信息，在所述受光装置的受光侧显示部中，基于测定点的位置信息、与所述受光装置自身的测定数据的偏差，显示引导方向，在测定点的位置信息与所述受光装置自身的测定数据匹配的情况下，对所述仰角进行运算并求取高低位置，使所述测定点的三维位置数据集中在所述主运算装置或所述测量装置中；

第三模式，其中，所述主存储部存储施工数据，基于从施工数据获得的测定点的位置信息、和所述测量装置已测定的所述受光装置自身的测角和测距结果，对所述受光装置发送引导信息，使受光侧显示部显示引导方向，在测定点的位置信息、与所述受光装置自身的测定数据匹配的情况下，对所述仰角进行运算并求取高低位置，使所述测定点的三维位置数据集中在所述主运算装置或所述测量装置中。

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