CN106197385B

CN106197385B - 测量装置

Info

Publication number: CN106197385B
Application number: CN201610359325.8A
Authority: CN
Inventors: 吉野健一郎
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2021-01-26
Anticipated expiration: 2036-05-27
Also published as: EP3101388B1; JP6498528B2; CN106197385A; US20160349050A1; US9921062B2; JP2016223840A; EP3101388A1

Abstract

本发明涉及测量装置。构成为：具备：水平旋转单元、装载于该水平旋转单元的测定单元、机械地连结所述水平旋转单元和所述测定单元的连结器、以及将所述水平旋转单元和所述测定单元电连接的连接器，所述连结器将所述水平旋转单元和所述测定单元连结并且为可分离，所述连接器将所述水平旋转单元和所述测定单元电连接并且为可分离，所述水平旋转单元具备：使所述测定单元旋转的驱动部、对水平角进行检测的水平角检测器、基于来自该水平角检测器的信号来运算水平角数据并且对所述驱动部进行控制的水平角控制部，所述测定单元具备：进行测距的距离测定部、对测距时的铅垂角进行检测的铅垂角检测器、基于来自该铅垂角检测器的检测结果来运算铅垂角数据的铅垂角控制部、坐标运算部、以及主控制部，所述水平角控制部基于来自所述主控制部的控制信号将测距时的所述水平角数据经由所述连接器向所述坐标运算部发送，由所述距离测定部得到的测距数据、来自所述铅垂角控制部的所述铅垂角数据被输入到所述坐标运算部中，该坐标运算部基于所述水平角数据、所述测距数据、所述铅垂角数据来运算三维数据。

Description

测量装置

技术领域

本发明涉及能够进行测定对象点的测定或测定对象物的点云数据的取得等不同的测定方式下的测定的测量装置。

背景技术

以往，在进行测定对象点的测定的情况下，使用全站仪，在对测定对象物的形状进行测定的情况下，使用激光扫描仪。该激光扫描仪将测定对象物的形状测定为具有坐标的无数的点的集合。

关于全站仪和激光扫描仪，测定方法不同，因此，为没有互换性的测量装置，需要与进行测定对象点的测定的情况、进行测定对象物的形状测定的情况各个测定方式对应的全站仪或激光扫描仪。

因此，需要多个不同的测量装置，设备成本变高。特别地，激光扫描仪为高价的装置，为了设备而成本的负担大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够应对对测定对象点进行测定的情况或取得测定对象物的点云数据的情况等测定方式不同的情况的测量装置。

为了达成上述目的，本发明的测量装置构成为：具备：水平旋转单元、装载于该水平旋转单元的测定单元、机械地连结所述水平旋转单元和所述测定单元的连结器、以及将所述水平旋转单元和所述测定单元电连接的连接器，所述连结器将所述水平旋转单元和所述测定单元连结并且为可分离，所述连接器将所述水平旋转单元和所述测定单元电连接并且为可分离，所述水平旋转单元具备：使所述测定单元旋转的驱动部、对水平角进行检测的水平角检测器、基于来自该水平角检测器的信号来运算水平角数据并且对所述驱动部进行控制的水平角控制部，所述测定单元具备：进行测距的距离测定部、对测距时的铅垂角进行检测的铅垂角检测器、基于来自该铅垂角检测器的检测结果来运算铅垂角数据的铅垂角控制部、坐标运算部、以及主控制部，所述水平角控制部基于来自所述主控制部的控制信号将测距时的所述水平角数据经由所述连接器向所述坐标运算部发送，由所述距离测定部得到的测距数据、来自所述铅垂角控制部的所述铅垂角数据被输入到所述坐标运算部中，该坐标运算部基于所述水平角数据、所述测距数据、所述铅垂角数据来运算三维数据。

此外，在本发明的测量装置中，所述水平旋转单元具有校平单元，所述测定单元具有对水平2个方向的倾斜进行检测的倾斜传感器，在利用所述校平单元将所述水平旋转单元校平为水平的状态下，校正所述测定单元相对于所述水平旋转单元的安装状态，以使所述倾斜传感器检测出水平。

此外，在本发明的测量装置中，构成为：所述测定单元为二维扫描仪单元，该二维扫描仪单元具备：发出脉冲测距光并且按照该脉冲测距光的每一个进行测距的距离测定部、设置于具有水平的轴心的铅垂旋转轴并且对所述脉冲测距光进行旋转照射的扫描镜、旋转所述铅垂旋转轴的电动机、以及对所述铅垂旋转轴的铅垂角进行检测的铅垂角检测器，所述测定单元基于所述距离测定部的测距结果和所述铅垂角检测器所检测的测距时的铅垂角来取得二维点云数据，该二维点云数据被输入到所述坐标运算部中，通过该坐标运算部运算三维点云数据。

此外，在本发明的测量装置中，所述测定单元为瞄准测距单元，该瞄准测距单元具备：能够沿铅垂方向旋转的望远镜部、沿铅垂方向旋转该望远镜部的电动机、以及对所述望远镜部的铅垂角进行检测的铅垂角检测器，所述望远镜部具有瞄准望远镜和距离测定部，该距离测定部在利用所述瞄准望远镜瞄准了规定的测定点的状态下进行该测定点的测距，所述铅垂角控制部运算瞄准的状态的所述瞄准望远镜的铅垂角数据，基于该测定点的测距结果的测距数据、所述铅垂角数据被输入到所述坐标运算部中。

进而此外，在本发明的测量装置中，在所述瞄准测距单元经由第二连结器装载有权利要求3的二维扫描仪单元，经由第二连接器电连接所述二维扫描仪单元和所述水平旋转单元，构成为：将来自所述水平角控制部的所述水平角数据经由所述第二连接器输入到所述二维扫描仪单元的所述坐标运算部中，并且，构成为：有选择地进行由所述瞄准测距单元进行的测定点的测距和由所述二维扫描仪单元进行的二维点云数据的取得。

根据本发明，构成为：具备：水平旋转单元、装载于该水平旋转单元的测定单元、机械地连结所述水平旋转单元和所述测定单元的连结器、以及将所述水平旋转单元和所述测定单元电连接的连接器，所述连结器将所述水平旋转单元和所述测定单元连结并且为可分离，所述连接器将所述水平旋转单元和所述测定单元电连接并且为可分离，所述水平旋转单元具备：使所述测定单元旋转的驱动部、对水平角进行检测的水平角检测器、基于来自该水平角检测器的信号来运算水平角数据并且对所述驱动部进行控制的水平角控制部，所述测定单元具备：进行测距的距离测定部、对测距时的铅垂角进行检测的铅垂角检测器、基于来自该铅垂角检测器的检测结果来运算铅垂角数据的铅垂角控制部、坐标运算部、以及主控制部，所述水平角控制部基于来自所述主控制部的控制信号将测距时的所述水平角数据经由所述连接器向所述坐标运算部发送，由所述距离测定部得到的测距数据、来自所述铅垂角控制部的所述铅垂角数据被输入到所述坐标运算部中，该坐标运算部基于所述水平角数据、所述测距数据、所述铅垂角数据来运算三维数据，因此，所述测定单元相对于所述水平旋转单元为可交换，能够将与测定方式对应的测定单元装载于所述水平旋转单元，能够共用所述水平旋转单元，因此，谋求设备成本的降低。

此外，根据本发明，所述水平旋转单元具有校平单元，所述测定单元具有对水平2个方向的倾斜进行检测的倾斜传感器，在利用所述校平单元将所述水平旋转单元校平为水平的状态下，校正所述测定单元相对于所述水平旋转单元的安装状态，以使所述倾斜传感器检测出水平，因此，在交换所述测定单元的情况下也能够进行高精度的测定。

此外，根据本发明，构成为：所述测定单元为二维扫描仪单元，该二维扫描仪单元具备：发出脉冲测距光并且按照该脉冲测距光的每一个进行测距的距离测定部、设置于具有水平的轴心的铅垂旋转轴并且对所述脉冲测距光进行旋转照射的扫描镜、旋转所述铅垂旋转轴的电动机、以及对所述铅垂旋转轴的铅垂角进行检测的铅垂角检测器，所述测定单元基于所述距离测定部的测距结果和所述铅垂角检测器所检测的测距时的铅垂角来取得二维点云数据，该二维点云数据被输入到所述坐标运算部中，通过该坐标运算部运算三维点云数据，因此，能够共用所述水平旋转单元，能够为与以往的三维激光扫描仪相比廉价的结构，此外，也能够变更为其他的测定方法的测量装置，因此，通用性增大。

此外，根据本发明，所述测定单元为瞄准测距单元，该瞄准测距单元具备：能够沿铅垂方向旋转的望远镜部、沿铅垂方向旋转该望远镜部的电动机、以及对所述望远镜部的铅垂角进行检测的铅垂角检测器，所述望远镜部具有瞄准望远镜和距离测定部，该距离测定部在利用所述瞄准望远镜瞄准了规定的测定点的状态下进行该测定点的测距，所述铅垂角控制部运算瞄准的状态的所述瞄准望远镜的铅垂角数据，基于该测定点的测距结果的测距数据、所述铅垂角数据被输入到所述坐标运算部中，因此，能够共用所述水平旋转单元，能够为与以往的全站仪相比廉价的结构，此外，也能够变更为其他的测定方法的测量装置，因此，通用性增大。

进而此外，根据本发明，在所述瞄准测距单元经由第二连结器装载有所述二维扫描仪单元，经由第二连接器电连接所述二维扫描仪单元和所述水平旋转单元，构成为：将来自所述水平角控制部的所述水平角数据经由所述第二连接器输入到所述二维扫描仪单元的所述坐标运算部中，并且，构成为：有选择地进行由所述瞄准测距单元进行的测定点的测距和由所述二维扫描仪单元进行的二维点云数据的取得，因此，能够使用一个测量装置进行不同的方式的测定，谋求设备成本的降低。

附图说明

图1为本发明的实施例的测量装置，为使该测量装置为激光扫描仪的情况下的结构图。

图2为本发明的实施例的测量装置，为使该测量装置为全站仪的情况下的结构图。

图3为本发明的实施例的测量装置，为使该测量装置为具有激光扫描仪和全站仪的功能的复合机的情况下的结构图。

具体实施方式

以下，参照附图并说明本发明的实施例。

在本发明中，使水平旋转部和测定部等为与功能对应的单元，通过单元的组合来构成测量装置。并且，单元间能够分离、合体，能够通过单元的组合的方式来对应于测定方式的不同的情况。

首先，在图1中，说明测量装置1构成为取得三维点云数据（point cloud data）的三维激光扫描仪的情况。

该测量装置1主要具有：安装于未图示的三脚架的校平（leveling）单元2、设置于该校平单元2的水平旋转单元3、以及以能拆装的方式设置于该水平旋转单元3的测定单元4。在第一实施例中，该测定单元4为二维扫描仪单元4a。

前述水平旋转单元3具备：固定部5、水平旋转体6、水平旋转轴7、水平旋转轴承8、水平旋转电动机9、作为水平角检测器的水平角编码器11、水平角控制部12等。

前述水平旋转轴承8被固定于前述固定部5，前述水平旋转轴7以旋转自由的方式被前述水平旋转轴承8支承，前述水平旋转体6被前述水平旋转轴7支承，前述水平旋转体6与前述水平旋转轴7整体地进行旋转。

在前述水平旋转轴承8与前述水平旋转体6之间设置有前述水平旋转电动机9，该水平旋转电动机9由前述水平角控制部12控制，该水平角控制部12利用前述水平旋转电动机9使前述水平旋转体6以前述水平旋转轴7为中心旋转。

由前述水平角编码器11检测前述水平旋转体6相对于前述固定部5的相对旋转移位。来自该水平角编码器11的检测信号被输入到前述水平角控制部12中，由该水平角控制部12运算水平角检测数据，基于该水平角检测数据通过前述水平角控制部12进行针对前述水平旋转电动机9的反馈（feedback）控制。

此外，经由连接器16向前述二维扫描仪单元4a送出来自前述水平角控制部12的水平角数据。

该二维扫描仪单元4a经由连结器15以能拆装的方式机械地设置在前述水平旋转单元3的上表面。

该连结器15由与前述水平旋转单元3的上表面连接的下连结要素15a和与前述二维扫描仪单元4a的下表面连接的上连结要素15b构成。

前述连结器15具有连结功能和中心对准（alignment）功能。前述下连结要素15a与前述上连结要素15b嵌合并连结，由此，前述水平旋转轴7的轴心7a与前述二维扫描仪单元4a的机械轴心一致，进而，前述水平旋转单元3与前述二维扫描仪单元4a整体地进行旋转。

在此，前述机械轴心沿铅垂方向延伸，与铅垂旋转轴22（后述）的轴心正交，通过测距光（后述）入射到扫描镜24（后述）的点。

此外，前述水平旋转单元3和前述二维扫描仪单元4a通过前述连接器16电连接。

该连接器16为能够分离的构造，前述二维扫描仪单元4a被机械地安装于前述水平旋转单元3，由此，将前述二维扫描仪单元4a与前述水平旋转单元3电连接。

在此，作为电连接，能够使用电接点、电容耦合、电感耦合、无线等接触、非接触的连接手段。

前述二维扫描仪单元4a具备在中央形成有凹部18的框体19、收纳于该框体19内的以下的结构要素。

作为结构要素，为距离测定部21、前述铅垂旋转轴22、轴承23、前述扫描镜24、扫描电动机25、作为铅垂角检测器的铅垂角编码器26、铅垂角控制部27、主控制部28、操作输入部29、显示部31、坐标运算部32、存储部33等。

经由前述轴承23以旋转自由的方式支承前述铅垂旋转轴22。前述铅垂旋转轴22具有水平的轴心22a，一个端部向前述凹部18内延伸，在该一个端部连接有前述扫描镜24。此外，在前述铅垂旋转轴22的另一个端部设置有前述铅垂角编码器26。前述扫描电动机25旋转前述铅垂旋转轴22，前述扫描镜24通过该铅垂旋转轴22的旋转以水平轴心为中心进行旋转。

此外，前述轴心7a与前述轴心22a在前述扫描镜24的反射面上正交。

由前述铅垂角编码器26检测该扫描镜24的旋转移位，检测结果被输入到前述铅垂角控制部27中。该铅垂角控制部27基于前述检测结果运算前述扫描镜24的铅垂角数据，基于该铅垂角数据对前述扫描电动机25进行反馈控制。

对前述距离测定部21进行说明。

从发光元件35射出脉冲光的测距光，测距光经由投射光学系统36、分束器（beamsplitter）37射出。从该分束器37射出的测距光的光轴与前述轴心22a一致，测距光被前述扫描镜24直角地偏向。该扫描镜24进行旋转，由此，在与前述轴心22a正交且包含前述轴心7a的平面内旋转（扫描）测距光。

由测定对象物反射的测距光（以下，反射测距光）入射到前述扫描镜24，被该扫描镜24偏向，经由前述分束器37、光接收光学系统38被光接收元件39光接收。

测距控制部41基于前述发光元件35的发光定时和前述光接收元件39的光接收定时的时间差（即，脉冲光的往返时间）按照测距光的每1个脉冲执行测距。

再有，在图中，42为内部参照光学系统，利用经由该内部参照光学系统42光接收的测距光的光接收定时与反射测距光的光接收定时的时间差来进行测距，由此，能够进行高精度的测距。

沿铅垂方向旋转前述扫描镜24，并进行测距，由此，能够得到铅垂角数据和测距数据，并且，基于前述铅垂角数据和前述测距数据来取得二维的点云数据。在此，使铅垂角的取得定时与测距的发光定时同步。

根据来自前述主控制部28的控制信号将由前述铅垂角控制部27运算的铅垂角数据和由前述距离测定部21测定的测距数据向前述坐标运算部32发送。

此外，经由前述连接器16送出的前述水平角数据直接被输入到前述坐标运算部32中，或者，根据来自前述主控制部28的控制信号被输入到前述坐标运算部32中。在此，通过前述主控制部28控制前述水平角数据的输入定时，以使与由前述距离测定部21进行的测距的发光定时同步。

输入到前述坐标运算部32中的前述水平角数据、前述铅垂角数据与测距的发光定时同步，在前述坐标运算部32中，基于前述水平角数据、前述铅垂角数据、前述测距数据来运算测定点的X、Y、Z的坐标数据（三维数据）。所运算的三维数据被保存在前述存储部33中。

该存储部33使用HDD、CD、存储卡等各种存储手段，该存储部33相对于前述二维扫描仪单元4a为可拆装也可，或者，能够经由需要的通信手段向外部存储装置或外部数据处理装置送出数据也可。

前述操作输入部29具有输入键（input key），从该操作输入部29向前述主控制部28输入测定所需要的信息、数据。在前述显示部31中显示来自前述操作输入部29的输入信息或测定状况等。再有，前述操作输入部29为触摸面板，兼用显示部也可。在该情况下，省略前述显示部31。前述主控制部28与来自前述操作输入部29的输入信息、数据对应地将控制信号向前述铅垂角控制部27、前述距离测定部21送出，此外，经由前述连接器16将控制信号向前述水平角控制部12送出。

然后，前述主控制部28进行前述二维扫描仪单元4a的点云数据取得用的控制，并且，也进行前述水平旋转单元3的控制。通过由前述二维扫描仪单元4a进行的铅垂方向的扫描和前述水平旋转单元3的水平方向的旋转的协作，执行二维（水平、铅垂2个方向）的扫描。通过二维的扫描，能够取得前述铅垂角数据、前述水平角数据、前述测距数据，因此，能够取得与测定对象物的面对应的三维的点云数据。

以下，对上述测量装置1的工作进行说明。

在将该测量装置1用作激光扫描仪的情况下，将前述二维扫描仪单元4a经由前述连结器15安装于前述水平旋转单元3。

该连结器15使前述水平旋转单元3和前述二维扫描仪单元4a机械地整体化，并且，使前述二维扫描仪单元4a的机械轴心与前述水平旋转单元3的旋转轴心一致。

此外，通过装配该水平旋转单元3和前述二维扫描仪单元4a，从而经由前述连接器16电连接前述水平旋转单元3和前述二维扫描仪单元4a。

前述水平角控制部12执行与前述水平旋转单元3的旋转有关的控制，前述主控制部28执行前述二维扫描仪单元4a的控制即由前述距离测定部21进行的测距的控制、前述扫描镜24的旋转的控制。该主控制部28执行前述水平旋转单元3和前述二维扫描仪单元4a的综合控制。

在从前述距离测定部21发出测距光的状态下，通过前述扫描电动机25以前述铅垂旋转轴22为中心地铅垂旋转前述扫描镜24。进而，通过前述水平旋转电动机9水平旋转前述水平旋转单元3。

通过前述扫描镜24的铅垂旋转和前述水平旋转单元3的水平旋转的协作，在铅垂方向、水平方向这2个方向上扫描前述测距光。

按照测距光的每1个脉冲进行测距，此外，按照每1个脉冲检测铅垂角和水平角。与每1个脉冲的测距数据同步地取得铅垂角数据、水平角数据，由此，取得各测定点的三维数据。进而，通过在铅垂、水平的二维上扫描测距光，从而能够取得三维的点云数据。

如上述那样，连结前述水平旋转单元3和前述二维扫描仪单元4a的前述连结器15也具有使前述水平旋转轴7的旋转轴心与前述二维扫描仪单元4a的机械轴心一致的中心对准功能，但是，也能够追加以下的结构，以便进一步提高连结的状态的机械的精度。

将对与前述铅垂旋转轴22的轴心正交的方向和与该铅垂旋转轴22的轴心平行的方向这2个方向（即，水平2个方向）的倾斜进行检测的倾斜传感器（tilt sensor）（未图示）设置于前述二维扫描仪单元4a。通过前述校平单元2校平前述水平旋转单元3，在该校平单元2被校平的状态即前述水平旋转轴7为铅垂的状态下，校正前述二维扫描仪单元4a的安装状态，以使前述倾斜传感器检测出水平。将该二维扫描仪单元4a调整为水平，由此，在保持高精度地校平后的状态的状态下连结该二维扫描仪单元4a和前述水平旋转单元3。

前述二维扫描仪单元4a能够经由前述连结器15断开，能够将前述二维扫描仪单元4a以外的测定单元安装于前述水平旋转单元3。

再有，在本实施例中，为将前述显示部31、前述操作输入部29、前述主控制部28配设于前述二维扫描仪单元4a的结构，但是，也可以为将前述显示部31、前述操作输入部29、前述主控制部28设置于前述水平旋转单元3并且将控制信号经由前述水平角控制部12、前述连接器16向前述铅垂角控制部27和前述距离测定部21送出来进行控制的结构。

再有，将摄像机设置在前述二维扫描仪单元4a的前述框体19中，或者，将经由前述扫描镜24进行拍摄的摄像机设置在该框体19内，将由摄像机取得的图像数据和图像取得时的前述铅垂角数据、前述水平角数据、前述测距数据相关联并保存到前述存储部33中。将保存的数据经由未图示的记录介质等向未图示的外部数据处理装置例如PC转送。PC也能够组合前述水平角数据和前述铅垂角数据、前述图像数据，生成全景图像，基于该全景图像，将RGB的颜色信息附加到作为前述坐标数据的集合的点云数据的各坐标。

接着，在图2中，说明测量装置1构成为全站仪的情况。

再有，在图2中，对与在图1中示出的部分同等的部分标注相同附图标记，并省略其说明。

在水平旋转单元3中经由连结器15安装有瞄准测距单元45来作为测定单元4。该瞄准测距单元45具有瞄准望远镜57，能够高精度地对规定的测定点进行测距。

再有，如上述那样，前述连结器15由设置在前述水平旋转单元3的上表面的下连结要素15a和设置在前述瞄准测距单元45的下表面的上连结要素15b构成，前述瞄准测距单元45经由前述连结器15能够拆装。

在框体47形成有凹部48。在前述框体47经由轴承49以旋转自由的方式设置有铅垂旋转轴51。

前述铅垂旋转轴51具有水平的轴心51a，一个端部向前述凹部48内延伸，在该一个端部连接有望远镜部52。此外，在前述铅垂旋转轴51的另一个端部设置有铅垂角编码器53。

在前述铅垂旋转轴51设置有铅垂电动机54，利用该铅垂电动机54旋转前述铅垂旋转轴51，前述望远镜部52通过该铅垂旋转轴51的旋转以水平轴心为中心进行旋转。

通过前述铅垂角编码器53检测前述望远镜部52的高度角（elevation angle）（铅垂角），将检测结果输入到铅垂角控制部55中。该铅垂角控制部55基于前述铅垂角编码器53的检测结果来运算前述望远镜部52的铅垂角数据，基于该铅垂角数据来反馈控制前述铅垂电动机54。

对前述望远镜部52进行说明。

该望远镜部52具备前述瞄准望远镜57，此外，内置有距离测定部（未图示）。关于该距离测定部，距离测定原理与在图1中示出的距离测定部21相同，因此，省略说明。

前述瞄准望远镜57的测距光轴与前述轴心51a、轴心7a正交，且，该轴心7a与前述测距光轴被设定为存在于同一平面内。

在前述框体47设置有显示部58、操作输入部59，进而，在前述框体47内置有主控制部61、坐标运算部62、存储部63。

从前述操作输入部59向前述主控制部61输入测定所需要的信息、数据。在前述显示部58中显示来自前述操作输入部59的输入信息或测定状况等。再有，前述操作输入部59也可以为触摸面板。

前述主控制部61与来自前述操作输入部59的输入信息、数据对应地向前述铅垂角控制部55、前述望远镜部52送出控制信号，此外，经由连接器16向水平角控制部12送出控制信号。

该水平角控制部12基于该控制信号将由前述水平角控制部12运算的水平角数据经由前述连接器16向前述坐标运算部62送出。在此，使从前述水平角控制部12取得前述水平角数据的定时与由距离测定部测距的发光定时同步。

根据来自前述主控制部61的控制信号将由前述铅垂角控制部55运算的前述铅垂角数据和由前述望远镜部52测定的测距数据向前述坐标运算部62发送。使取得前述铅垂角数据的定时与由距离测定部测距的发光定时同步。

从前述铅垂角控制部55输出的前述铅垂角数据示出前述瞄准望远镜57瞄准了测定点的状态的该瞄准望远镜57的高度角，前述瞄准测距单元45在使用前述瞄准望远镜57瞄准了规定的测定点的状态下进行该测定点的测距和铅垂角的测定。因此，在前述瞄准测距单元45中，能够取得测定点的二维数据（即，二维坐标）。

前述坐标运算部62基于前述水平角数据、前述铅垂角数据和前述测距数据来运算测定点的三维数据（即，三维坐标）。所得到的该三维数据被保存在前述存储部63中。

以下，对构成为全站仪的测量装置1的工作进行说明。

通过前述水平旋转单元3的水平旋转、前述望远镜部52的铅垂旋转的协作将前述瞄准望远镜57朝向测定点并且通过该瞄准望远镜57瞄准规定的测定点。

经由该瞄准望远镜57将测距光照射到测定点，执行测定点的测距。

此外，通过前述铅垂角编码器53和前述铅垂角控制部55检测瞄准测定点时的铅垂角，该铅垂角控制部55将铅垂角数据向前述坐标运算部62发送。

由前述水平角控制部12运算测距时的水平角数据，经由前述连接器16向前述坐标运算部62发送前述水平角数据。

然后，前述坐标运算部62基于测距结果、前述铅垂角数据、前述水平角数据运算三维数据。运算结果被保存在前述存储部63中。因此，前述测量装置1能够作为全站仪进行测定。

进而，在图3中，说明测量装置1构成为具有激光扫描仪的功能、全站仪的功能的复合测定机71的情况。

再有，在图3中，对与在图1、图2中示出的部分同等的部分标注相同附图标记，并省略其说明。

在水平旋转单元3的上表面经由连结器15装载有瞄准测距单元45。前述水平旋转单元3和前述瞄准测距单元45通过连接器16电连接。

进而，在前述瞄准测距单元45的上表面经由连结器15’装载有二维扫描仪单元4a。前述连结器15’为与前述连结器15同等的构造，前述连结器15’连结前述瞄准测距单元45和前述二维扫描仪单元4a，并且，也进行前述瞄准测距单元45与前述二维扫描仪单元4a的中心对准。此外，前述瞄准测距单元45和前述二维扫描仪单元4a通过前述连接器16’电连接。

在前述复合测定机71中，根据测定的方式，选择使用前述瞄准测距单元45和前述二维扫描仪单元4a。

在作为全站仪测定规定的测定点的情况下，使用前述水平旋转单元3和前述瞄准测距单元45。

将由前述水平旋转单元3取得的水平角数据向坐标运算部62发送。此外，将由前述瞄准测距单元45取得的测定数据（测距数据、铅垂角数据）输入到前述坐标运算部62中。通过该坐标运算部62基于前述水平角数据和前述测定数据来运算三维数据，将三维数据储存到存储部63中。

接着，在作为激光扫描仪进行测定对象物的测定的情况下，使用前述水平旋转单元3和前述二维扫描仪单元4a。

将由前述水平旋转单元3取得的前述水平角数据经由前述连接器16、前述连接器16’向主控制部28、坐标运算部32发送。

向该坐标运算部32输入由前述二维扫描仪单元4a取得的二维点云数据。

前述坐标运算部32基于前述水平角数据和前述二维点云数据来运算三维点云数据，并将其保存到前述存储部33中。

于是，通过一个测量装置1能够作为全站仪进行规定点的精密测定，进而，能够作为激光扫描仪取得测定对象物的三维点云数据。

Claims

1.一种测量装置，其中，构成为：

具备：水平旋转单元（3）、装载于该水平旋转单元的测定单元（4）、机械地连结所述水平旋转单元和所述测定单元的连结器（15）、以及将所述水平旋转单元和所述测定单元电连接的连接器（16），所述连结器由与所述水平旋转单元的上表面连接的下连结要素（15a）和与所述测定单元的下表面连接的上连结要素（15b）构成，所述下连结要素和所述上连结要素进行嵌合而被连结，所述连接器为能够分离的构造，所述测定单元被机械地安装于所述水平旋转单元，由此，将所述测定单元与所述水平旋转单元电连接，

所述水平旋转单元具备：使所述测定单元旋转的驱动部（9）、对水平角进行检测的水平角检测器（11）、基于来自该水平角检测器的信号来运算水平角数据并且对所述驱动部进行控制的水平角控制部（12），

所述测定单元具备：进行测距的距离测定部（21）、铅垂角检测器（26）、基于来自该铅垂角检测器的检测结果来运算铅垂角数据的铅垂角控制部（27）、坐标运算部（32）、以及主控制部（28），

所述水平角控制部基于来自所述主控制部的控制信号将测距时的所述水平角数据经由所述连接器向所述坐标运算部发送，由所述距离测定部得到的测距数据、来自所述铅垂角控制部的所述铅垂角数据被输入到所述坐标运算部中，该坐标运算部基于所述水平角数据、所述测距数据、所述铅垂角数据来运算三维数据，

所述测定单元为二维扫描仪单元（4a）或瞄准测距单元（45），

所述二维扫描仪单元具备：发出脉冲测距光并且按照该脉冲测距光的每一个进行测距的所述距离测定部、设置于具有水平的轴心的铅垂旋转轴（22）并且对所述脉冲测距光进行旋转照射的扫描镜（24）以及旋转所述铅垂旋转轴的电动机（25），

所述铅垂角检测器检测所述扫描镜的旋转移位，所述二维扫描仪单元基于所述距离测定部的测距结果和所述铅垂角检测器检测的测距时的旋转移位取得二维点云数据，该二维点云数据被输入到所述坐标运算部，在该坐标运算部中运算三维点云数据，

所述瞄准测距单元具备：能够沿铅垂方向旋转的望远镜部（52）以及沿铅垂方向旋转该望远镜部的电动机（54），

所述铅垂角检测器对所述望远镜部的铅垂角进行检测，

所述望远镜部具有瞄准望远镜（57）和所述距离测定部，该距离测定部在利用所述瞄准望远镜瞄准了规定的测定点的状态下进行该测定点的测距，所述铅垂角控制部（55）运算瞄准的状态下的所述瞄准望远镜的铅垂角数据，基于该测定点的测距结果的测距数据、和所述铅垂角数据被输入到所述坐标运算部中。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其中，所述水平旋转单元（3）具有校平单元（2），所述测定单元（4）具有对水平2个方向的倾斜进行检测的倾斜传感器，在利用所述校平单元将所述水平旋转单元校平为水平的状态下，校正所述测定单元相对于所述水平旋转单元的安装状态，以使所述倾斜传感器检测出水平。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其中，所述瞄准测距单元（45）设置在所述水平旋转单元（3）上，在该瞄准测距单元经由第二连结器（15）装载有所述二维扫描仪单元（4a），经由第二连接器（16）电连接所述二维扫描仪单元和所述水平旋转单元，构成为：将来自所述水平角控制部（12）的所述水平角数据经由所述第二连接器（16）输入到所述二维扫描仪单元的所述坐标运算部（32）中，并且，构成为：有选择地进行由所述瞄准测距单元进行的测定点的测距和由所述二维扫描仪单元进行的二维点云数据的取得。