JP2006242755A - 測量システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ターゲットを自動的に追尾又は視準する測量機において、測定点に移動して設置したターゲットをできるだけ短時間に発見できるようにする。
【解決手段】 ターゲット（６０）と、ターゲットを自動的に追尾又は視準する測量機（５０）とからなる測量システムにおいて、ターゲットは、測量機に正対させたときの測量機方向角（θta、θtb）を測定する方向角センサ（８６）を備え、測量機は、ターゲットの方向を示すターゲット方向角（θsa、θsb θsc）を測定する水平測角部を備える。前回の測定時に算出した測量機方向角（θta）とターゲット方向角（θsa）との角度差（θ0）と、今回の測定時の測量機方向角（θtb）とから推定ターゲット方向角（θsb）を算出して、測量機本体（５２）を推定ターゲット方向角方向に向ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ターゲットを自動追尾して自動視準を行える測量機に関する。

従来のトータルステーション（電子式測距測角儀）等の測量機で測点の位置等を測定するには、測点に設置されたターゲットを視準しなければならなかった。近年、ターゲットを視準する作業員の労力を軽減するために、自動視準装置を備えた測量機も出てきた。また、自動視準装置を備えた測量機では、一人で作業できるようにと、リモコン装置を備えるようになってきた。しかし、このような自動視準装置を備えた測量機は、視準望遠鏡の狭い視野内にターゲットを捉えるのに、視準望遠鏡を広い範囲にわたってスキャンさせる必要があるので、自動視準に時間がかかり、測量に時間がかかるという問題があった。

前記問題を解決するために、ターゲットを自動追尾する自動追尾方式の測量機も出ている（下記特許文献１参照）。従来の自動追尾方式の測量機は、ターゲットを移動させる際にも、視準望遠鏡の視準軸（光軸）に沿って追尾光を出射し、ターゲットで反射してきた追尾光を受光してターゲットの方向を求め、視準望遠鏡を常にターゲットの方向に自動的に向け続けるものである。

特開２００４−１３２９１４号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示された自動追尾方式の測量機では、ターゲットを移動させているとき、測量機とターゲットの間に障害物等があったときには、測量機がターゲットを見失うことがあった。この場合、測量機の視準望遠鏡の視野は狭いので、再びターゲットを視準望遠鏡の視野内に捉えるのに時間がかかり、自動追尾方式の測量機を用いても、測量に要する時間が短縮しないという問題があった。このような問題が生じないようにするためは、作業員は常にターゲットが測量機から見え続けるように細心の注意を払う必要があって、作業員の負担が大きいという問題もあった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、ターゲットを自動的に追尾又は視準する測量機において、測定点に移動して設置したターゲットをできるだけ短時間に発見できるようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、ターゲットと、該ターゲットを自動的に追尾又は視準する測量機とからなる測量システムにおいて、前記ターゲットは、前記測量機に正対させたときの測量機方向角を測定する方向角センサと、前記測量機に前記測量機方向角とともに測定指令を送る測定指令手段とを備え、前記測量機は、前記ターゲットの方向を示すターゲット方向角を測定する測角手段と、前記測定指令を受け取ると前記ターゲットを自動視準して測定を行う測定手段と、前記測量機方向角及び前記ターゲット方向角との角度差を算出する角度差算出手段と、以前の測定時に算出した前記角度差と今回の測定時に前記ターゲットから送られてきた測量機方向角とから推定ターゲット方向角を算出するターゲット方向角推定手段と、測量機本体を前記推定ターゲット方向角方向に向ける回転手段とを備えることを特徴とする
請求項２に係る発明は、ターゲットと、該ターゲットを自動的に追尾又は視準する測量機とからなる測量システムにおいて、 前記ターゲットは、前記測量機に正対させたときの測量機方向角を測定する方向角センサと、前記測量機方向角と前記測量機から送られてくる前記ターゲットの方向を示すターゲット方向角との角度差を算出する角度差算出手段と、以前の測定時に算出した前記角度差と今回の測定時に前記測量機に正対させたときの測量機方向角とから推定ターゲット方向角を算出するターゲット方向角推定手段と、前記推定ターゲット方向角を含む測定指令を前記測量機に送る測定指令手段とを備え、前記測量機は、前記ターゲット方向角を測定する測角手段と、前記測定指令を受け取ると前記ターゲットを自動視準して測定を行う測定手段と、前記ターゲット方向角を前記ターゲットに送る測定値送信手段と、測量機本体を前記推定ターゲット方向角方向に向ける回転手段とを備えることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、前記回転手段は、現在の測量機本体が向いている方向角と前記推定ターゲット方向角に関して、右回りと左回りの角度差の小さい方に回転方向を決定することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１、２又は３に係る発明において、角度差算出手段は、前記角度差を算出する度に、これまでに算出した角度差の代表値を算出し、前記ターゲット方向角推定手段は、前記角度差として前記代表値を使用することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１、２、３又は４に係る発明において、前記ターゲットは、ターゲット方向を示すガイド光を出射するガイド光送光器を備え、前記測量機は、前記ガイド光を受光して、前記ターゲット方向を検出する方向検出器を備えたことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１、２、３、４又は５に係る発明において、前記方向角センサは磁気センサであることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、以前の測定時にターゲットで測定した測量機方向角及び測量機で測定したターゲット方向角の角度差を算出し、ターゲットを移動させた後の今回の測定時に、ターゲットで測定した測量機方向角及び以前の測定時に算出した前記角度差とから、今回の測定時の推定ターゲット方向角を算出して、測量機本体を推定ターゲット方向角方向に直ちに向けることができるので、測量機は測定点に設置したターゲットを短時間に発見して測定を完了することができ、効率的な測量作業を行うことができる。もちろん、自動追尾方式の測量機では、ターゲットを見失っても問題ないので、作業員の負担も小さくなる。

請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明と同じく、以前の測定時にターゲットで測定した測量機方向角及び測量機で測定したターゲット方向角の角度差を算出し、ターゲットを移動させた後の今回の測定時に、ターゲットで測定した測量機方向角及び以前の測定時に算出した前記角度差とから、今回の測定時の推定ターゲット方向角を算出して、測量機本体を推定ターゲット方向角方向に直ちに向けることができるので、請求項１に係る発明と同じ効果を奏する。

請求項３に係る発明によれば、さらに、回転手段は、現在の測量機本体が向いている方向角と推定ターゲット方向角に関して、右回りと左回りの角度差の小さい方に回転方向を決定したから、測量機は、測量機本体を最小の回転角だけ回転させてターゲットを捕捉するので、測定に要する時間をさらに短縮できる。

請求項４に係る発明によれば、さらに、角度差算出手段は、角度差を算出する度に、これまでに算出した角度差の代表値（例えば平均値、加重平均値等）を算出し、ターゲット方向角推定手段は、前記角度差として前記代表値を使用するから、前記角度差の精度が増して、ターゲット移動後のターゲット方向角をいっそう正確に推定でき、いっそう迅速にターゲットを捕捉し、測定に要する時間をさらに短縮できる。特に、加重平均値を用いると、極端に平均値からずれた数値の影響が除かれるため、前記角度差の精度がいっそう増して、さらに、ターゲット移動後のターゲット方向角を正確に推定でき、いっそう迅速にターゲットを捕捉し、測定に要する時間をさらに短縮できる。

請求項５に係る発明によれば、さらに、ターゲットはターゲット方向を示すガイド光を出射するガイド光送光器を備え、測量機は前記ガイド光を受光して前記ターゲット方向を検出する方向検出器を備えたから、測量機は、いっそう迅速にターゲットを発見でき、測定に要する時間をさらに短縮できる。

請求項６に係る発明によれば、さらに、方向角センサは磁気センサであるから、安価で容易に本発明を実現できる。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

本発明の第１の実施例を図１〜図３に基づいて説明する。図１は、本実施例の測量システム全体のブロック図である。図２は、この測量システムの原理を説明する図である。図３は、この測量システムにおいて、測量機本体の動作を説明するフローチャートである。

まず、図１のブロック図に基づいて、この測量システムを構成する測量機５０とターゲット６０の内部構成について説明する。

測量機５０は、視準望遠鏡５４（図２参照）を反射プリズム（再帰反射体）６２に向けるための駆動部１０１と、視準望遠鏡５４の水平角及び鉛直角を測定する測定部１０９と、反射プリズム６２に向けて追尾光５８を出射する追尾光出射部１１８と、反射プリズム６２で反射した追尾光５８を受光する追尾光受光器１２０と、測角値等のデータを記憶する記憶部１２２と、駆動部１０１、追尾光出射部１１８、測定部１０９、追尾光受光器１２０及び記憶部１２２に接続された制御演算部（ＣＰＵ）１００と、反射プリズム６２と測量機５０との間の距離を求めるための図示しない送光受光部を備えている。また、制御演算部１００には、操作・入力部１２４からも種々の指令やデータを入力できるようになっている。

前記駆動部１０１は、測量機本体を水平回転させる水平モータ１０２と、視準望遠鏡５４を鉛直回転させる鉛直モータ１０６と、両モータ１０２、１０６それぞれに駆動電流を供給する水平駆動部１０４及び鉛直駆動部１０８とからなる。前記測定部１０９は、測量機本体とともに水平回転する水平エンコーダ１１１と、視準望遠鏡とともに鉛直回転する鉛直エンコーダ１１０と、両エンコーダ１１１、１１０それぞれの回転角を読み取る水平測角部１１２及び鉛直測角部１１６と、図示省略した測距部からなる。この測距部は、パルス方式又は位相差方式の距離測定システムのいずれであってもよい。

ところで、測量機５０は、ターゲット６０が移動しても、視準望遠鏡５４の光軸（視準軸）を自動的に反射プリズム６２に向け続ける自動追尾装置を備えている。自動追尾装置とは、制御演算部１００、追尾光出射部１１８、追尾光受光器１２０及び駆動部１０１とからなり、追尾光出射部１１８から追尾光５８を出射し、反射プリズム６２で反射して戻って来た追尾光５８を追尾光受光器１２０で受光して、反射プリズム６２の移動にしたがって常に、制御演算部１００により反射プリズム６２の方向を判断し、視準望遠鏡５４の光軸が反射プリズム６２に向くように駆動部１０１を制御するものである。また、自動追尾装置の光軸と測距部の光学系の光軸は同軸としている。

一方、ターゲット６０は、反射プリズム６２の他に、制御演算部８０を備えている。制御演算部８０には、無線機７２、種々の指令やデータを入力するための操作・入力部８２と、ターゲット６０や測量機５０の状態を表示するための表示部８４、種々のデータ等を記憶するための記憶部８８とが接続されている。

ターゲット６０は、反射プリズム６２の向いた方向角（方位角）を測定する方向角センサ（方位角センサ）８６を備え、この方向角センサ８６には演算制御部（ＣＰＵ）８０が接続されている。ターゲット６０を移動させて距離や角度の測定する度に、方向角センサ８６での測定値を含めた測定指令信号を無線機７２を介して無線６５で測量機５０へ送信するようになっている。そして、測量機５０にも、制御演算部８０に接続された無線機７０が備えられていて、ターゲット６０から測定指令信号を受信すると、反射プリズム６２を自動的に視準して測距・測角できるようになっている。ターゲット６０と測量機５０は、この他にも、お互いに種々のデータや命令を無線６５でやり取りできるようになっている。

方向角センサ８６としては、地磁気を検出することにより方向角を出力する磁気センサを用いる。方向角（方位角）は、磁北を基準にして時計回りの角度で測定する。このような磁気センサの一例は、本出願人の出願による特開平９−３２９４４１号公報に開示されている。また、方向角センサ８６は、ホール素子を用いた方位角センサでもよい。さらに、方向角センサ８６としては、放送局等位置の定まっている電波原からの電波の到来方向を検出する無線方位測定機や、常に一定姿勢を維持するジャイロ等、方向角を検出できるものであれば、どのようなものでも使用可能である。

次に、この測量システムの原理を図２に基づいて説明する。図２に示したように、Ａ地点で反射プリズム６２を備えたターゲット６０を測量機５０に正対させたとき、磁気センサ等の方向角センサ８６で反射プリズム６２（以下、反射プリズム６２がターゲット６０の主体であるので、反射プリズム６２もターゲット６０と記載する。）の向いている方向が磁北方向Ｎとなす測量機方向角（方位角）θtaを測定する。一方、測量機５０も、方向角測定のために、適当な目標物方向に参照方向Ｒを決定して、測量機本体５２を水平回転させ、視準望遠鏡５４を鉛直回転させて、ターゲット６０を視準して、視準望遠鏡５４の水平角を測定すると、参照方向Ｒを基準にしたターゲット６０の方向Ｔaを示すターゲット方向角（方位角）θsaが求まる。すると、両者の角度差θ0＝θta−θsaは、磁北方向Ｎと参照方向Ｒのなす角となる。当然、この角度差θ0＝θta−θsaは常に一定になるはずである。

次に、ターゲット６０をＡ地点からＢ地点へ移動させて、ターゲット６０を測量機５０に正対させて、測量機方向角θtbを方向角センサ８６で測定する。すると、Ｂ地点のターゲット６０の方向Ｔｂを示すターゲット方向角θsbは、前記角度差θ0とＢ地点で測定した測量機方向角θtbとの和になるから、推定ターゲット方向角θsbをθsb＝θ0＋θtbと算出することができる。

そこで、測量機５０は、現在の視準望遠鏡５４の向いている方向角（自動追尾しなければθsa、自動追尾が障害物Ｄ等のために中断した場合はθscである。）と、推定ターゲット方向角θsbとの角度差θsa−θsb又はθsc−θsbを右回りと左回りの角度差が小さい方を選んで測量機本体５２の回転方向を決定する。これには、推定ターゲット方向角θsbとの角度差θsa−θsb又はθsc−θsbを一方回りに計算して、その角度差が１８０°以下のときは測量機本体５２の回転方向を同方向に決定し、その角度差が１８０°を超えるときは測量機本体５２の回転方向を他方向に決定すればよい。そして、測量機本体５２を推定ターゲット方向角θsbまで決定された回転方向に回転させればよい。これで、測量機本体５２がターゲット６０方向に向くので、測量機５０はターゲット６０を迅速に発見して、短時間に測定を完了することができる。

ただし、方向角センサ８６として磁気センサを用いているためによる周囲の磁性体の影響や、目測でターゲット６０を測量機５０に完全に正対させることが困難であること等により、測量機方向角θta、θtbには誤差角が考えられるため、推定ターゲット方向角θsbの両側に誤差角Ｅの範囲までターゲット６０をサーチする必要がある。さらに確実にターゲット６０を発見するためには、推定ターゲット方向角θsbの両側の拡大誤差角Ｅ１を考えて、ターゲット６０をサーチしてもよい。

次に、図３のフローチャートに基づいて、この測量システムの動作をさらに詳細に説明する。

この測量システムをスタートさせると、まず、ステップＳ１として、作業員は、ターゲット６０を測定点に設置して目測で測量機５０に正対させる。次に、ステップＳ２に進み、制御演算部８０は、測量機方向角θtaを方向角センサ８６で測定させる。次に、ステップＳ３に進んで、制御演算部８０は、測量機方向角θtaを含む測定開始指令を測量機５０へ送信する。ここで、制御演算部８０によって実行されるステップＳ３が、本発明の測定指令手段に相当する。

測量機５０は、制御演算部１００により、後述する動作を自動的に行う。測量機５０は、ステップＳ１１で測定指令を受け取ると、ステップＳ１２に進み、ターゲット６０を自動視準する。視準完了すると、ステップＳ１３に進んで、ターゲット６０の自動追尾を開始する。そして、ステップＳ１４に進んで、ターゲット６０の自動追尾状態を確認する。ここで、自動追尾が続行中であれば、ステップＳ１５に進んで、距離、ターゲット方向角θsa及びターゲット高度角の測距・測角を行い、ターゲット方向角θsaとターゲット６０から送られてきた測量機方向角θtaを記憶部１２２に記憶する。ここで、制御演算部１００によって実行されるステップＳ１５が、本発明の測定手段に相当する。そして、ステップＳ１６に進んで、測距値及び測角値等の測定値をターゲット６０に送信する。

すると、ターゲット６０のステップＳ４で、作業員は表示部８４に表示された測距値及び測角値等の測定値を確認して、ターゲット６０を次の測定点へ移動させる。そこで、測量機のステップＳ１４に戻って、自動追尾が続行中であれば、直ちに測定ができる。以下、ターゲット６０が自動追尾されている限り、ステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ４を繰り返して測定を続行できる。必要により測定値は、記憶部８８に記憶することができる。

一方、測量機５０においては、ステップＳ１４で、障害物Ｄ等によるターゲットロスト（追尾エラー）を確認したときは、自動追尾を停止して、その状態で待機する。

しかし、ターゲット６０側においては、測量機５０のターゲットロストの発生にかかわらず、作業員はターゲット６０を持って次の測定点へ移動し、そこにターゲット６０を設置する。そして、ターゲット６０を測量機５０に目測で正対させる。次に、ステップＳ６に進んで、制御演算部８０は、測量機方向角θtbを方向角センサ８６に測定させる。次に、ステップＳ７に進んで、測量機方向角θtbを含む測定指令を測量機５０へ送信する。ここで、制御演算部８０によって実行されるステップＳ７が、本発明の測定指令手段に相当する。

測量機５０は、ステップＳ１７で測量機方向角θtbを含む測定指令を受信すると、ステップＳ１８に進んで、以前の測定時において得られた測量機方向角θtaとターゲット方向角θsaから両者の角度差θ0を算出して記憶する。この角度差θ0については、以前の測定時に得られ記憶している角度差θ0の１つを用いる。ただし、方向角センサ８６に磁気センサを用いたため、測量機方向角θta、θtbの誤差が大きい。このため、測量機方向角θtaとターゲット方向角θsaの角度差θ0として、測定毎に角度差θ0を算出し、各角度差θ0の平均θ0mean、極端に平均値から外れた測定値の影響を除いた加重平均等の適当な代表値を用いてもよい。また、平均値から極端に外れた測定値を測定ミスとして除外して、その代表値を求めてもよい。ここで、制御演算部１００によって実行されるステップＳ１８が、本発明の角度差算出手段に相当する。

次に、ステップＳ１９に進んで、推定ターゲット方向角θsbを算出する。これには、以前の測定時において得られた測量機方向角θtaとターゲット方向角θsaの角度差θ0と、今回の測定時にターゲット６０から送られてきた測量機方向角θtbを用いると、推定ターゲット方向角θsbは、前記角度差θ0と測量機方向角θtbとの和θ0＋θtbと求まる。ここで、制御演算部１００によって実行されるステップＳ１９が、本発明のターゲット方向角推定手段に相当する。

次に、ステップＳ２０に進んで、現在の測量機本体５２の向いている方向角θscと推定ターゲット方向角θsbとの角度差θsc−θsbを右回りと左回りの角度差が小さい方を選んで測量機本体５２の回転方向を決定する。そして、測量機本体５２が推定ターゲット方向角θsbを向くまで、水平モータ１０２を駆動して、測量機本体５２を回転させる。ここで、制御演算部１００によって実行されるステップＳ２０が、本発明の回転手段に相当する。

次に、ステップＳ２１に進んで、自動視準を再開する。この際、推定ターゲット方向角θsbの両側にも誤差角Ｅの範囲でターゲット６０のサーチを行う。これでも、測量機５０がターゲット６０を発見できないときは、さらに推定ターゲット方向角θsbの両側の拡大誤差角Ｅ１の範囲でターゲット６０のサーチを行う。通常、誤差角Ｅとしては３５°、拡大誤差角Ｅ１としては、７５°程度で充分である。

こうして、測量機５０がターゲット６０を発見すれば、ステップＳ１２に戻る。以下、ステップＳ１２〜Ｓ２１を繰り返して、予定していた測定点のすべてを測定する。

本実施例によれば、ターゲット６０をＡ地点からＢ地点まで移動させたとき、測量機５０がターゲット６０を見失って、自動追尾が中断しても、Ｂ地点に設置されたターゲット６０の推定ターゲット方向角θsbを算出できるので、測量機本体５２を直ちにターゲット６０に向けることができ、迅速にターゲット６０を発見して、短時間で測定を済ますことができる。また、作業員は、測量機５０がターゲット６０を見失わないように細心の注意を払う必要がないので、負担が極めて小さくなる。しかも、測量機５０は、測量機本体５２を右回りと左回りの角度差の小さい方を選択することにより、最小の回転角でターゲット６０を捕捉できるので、測定に要する時間をさらに短縮できる。

尚、推定ターゲット方向角θsbの両側に設けた誤差角Ｅ、Ｅ１の範囲でターゲット６０のサーチを行うので、方向角センサ８６は高精度でなくてもよく、又、測定時にターゲット６０を測量機５０に正確に正対させる必要はなく略正対させる程度でよい。

次に、図４に基づいて、第２の実施例について説明する。この測量システムのブロック図は、図１に示した第１の実施例と同じく構成されているが、測量機５０の制御演算部１００とターゲット６０の制御演算部８０により実行される測量システムの動作が相違する。前記第１の実施例では、測量機５０側で推定ターゲット方向角θsbを求めたが、本実施例では、ターゲット６０側で推定ターゲット方向角θsbを求める。以下、図４のフローチャートに基づいて、この測量システムの動作を説明する。

この測量システムをスタートさせると、まず、ステップＳ３１として、作業員はターゲット６０を測定点に設置して、ターゲット６０を測量機５０に正対させる。次に、ステップＳ３２に進み、制御演算部８０は、測量機方向角θtaを方向角センサ８６に測定させ記憶部８８に記憶させる。次に、ステップＳ３３に進んで、制御演算部８０は、測定指令を測量機５０へ送信する。

測量機５０は、制御演算部１００により、後述する動作を自動的に行う。測量機５０は、ステップＳ４１で測定指令を受け取ると、ステップＳ４２に進み、ターゲット６０を自動視準する。視準完了すると、ステップＳ４３に進んで、ターゲット６０の自動追尾を開始する。そして、ステップＳ４４に進んで、ターゲット６０の自動追尾状態を確認する。ここで、自動追尾が続行中であれば、ステップＳ４５に進んで、距離、ターゲット方向角θsa及びターゲット高度角の測距・測角を行う。ここで、制御演算部１００によって実行されるステップＳ４５が、本発明の測定手段に相当する。そして、ステップＳ４６に進んで、測距値及び測角値等の測定値をターゲット６０に送信する。ここで、制御演算部１００によって実行されるステップＳ４６が、本発明の測定値送信手段に相当する。

ターゲット６０においては、ステップＳ３４で、作業員は表示部８４に表示された測距値及び測角値等の測定値を確認すると、ターゲット６０を次の測定点へ移動させる。同時に、制御演算部８０は、それらの測定値（ターゲット方向角θsaが含まれている。）を記憶部８８に記憶させる。それから、測量機のステップＳ４４に戻って、自動追尾が続行中であれば、直ちに測定ができる。以下、ターゲット６０が自動追尾されている限り、ステップＳ４４、Ｓ４５、Ｓ４６、Ｓ３４を繰り返して測定を続行できる。

一方、測量機５０において、ステップＳ４４で、障害物Ｄ等によるターゲットロスト（追尾エラー）を確認したときは、自動追尾を停止して、その状態で待機するとともに、その旨ターゲット６０に送信し表示部８４に表示させる。

すると、ターゲット６０では、ステップＳ３５で、以前の測定時において得られた測量機方向角θtaとターゲット方向角θsaとから両者の角度差θ0を算出して記憶する。この角度差θ0については、以前の測定時に得られて記憶している角度差θ0の１つを用いる。ただし、角度差θ0として、測定毎に算出した各角度差θ0の平均θ0mean、極端に平均値から外れた測定値の影響を除いた加重平均等の適当な代表値を求めてもよい。また、平均値から極端に外れた測定値は測定ミスとして除外して、その代表値を求めてもよい。ここで、制御演算部８０によって実行されるステップＳ３５が、本発明の角度差算出手段に相当する。

次に、ステップＳ３６に進んで、作業員は、測量機５０のターゲットロストの発生にかかわらず、ターゲット６０を持って次の測定点へ移動し、そこにターゲット６０を設置する。そして、ターゲット６０を測量機５０に目測で正対させる。次に、ステップＳ３７に進んで、制御演算部８０は、測量機方向角θtbを方向角センサ８６に測定させる。

次に、ステップＳ３８に進んで、推定ターゲット方向角θsbを算出する。これには、以前の測定時において得られた測量機方向角θtaとターゲット方向角θsaの角度差θ0と、今回の測定時に測定された測量機方向角θtbを用いると、推定ターゲット方向角θsbは、前記角度差θ0と測量機方向角θtbとの和θ0＋θtbと求まる。ここで、制御演算部８０によって実行されるステップＳ３８が、本発明のターゲット方向角推定手段に相当する。次に、ステップＳ３９に進んで、推定ターゲット方向角θtbを含む測定指令を測量機５０へ送信する。ここで、制御演算部８０によって実行されるステップＳ３９が、本発明の測定指令手段に相当する。

測量機５０は、ステップＳ４７で推定ターゲット方向角θsbを含む測定指令を受信すると、ステップＳ４８に進んで、現在の測量機本体５２の向いている方向角θscと推定ターゲット方向角θsbとの角度差θsc−θsbを右回りと左回りの角度差が小さい方を選んで測量機本体５２の回転方向を決定する。そして、測量機本体５２が推定ターゲット方向角θsbを向くまで、水平モータ１０２を駆動して測量機本体５２を回転させる。ここで、制御演算部１００によって実行されるステップＳ４８が、本発明の回転手段に相当する。

次に、ステップＳ４９に進んで、自動視準を再開する。この際、測量機５０が自動視準開始直後にターゲット６０を発見できないときは、前記第１の実施例と同様に、推定ターゲット方向角θsbの両側に設けた誤差角Ｅの範囲でターゲット６０のサーチを行う。これでも、測量機５０がターゲット６０を発見できないときは、さらに推定ターゲット方向角θsbの両側に設けた拡大誤差角Ｅ１の範囲でターゲット６０のサーチを行う。

測量機５０がターゲット６０を発見すれば、ステップＳ４３に戻る。以下、ステップＳ４２〜Ｓ４９を繰り返して、予定していた測定点のすべてを測定する。本実施例も前記第１の実施例と同じ効果を奏する。

ところで、本発明は、前記実施例に限るものではなく、例えば、次のように種々の変形が可能である。

前記両実施例では自動追尾方式の測量機５０を使用したが、測量機に自動視準装置が組み込まれていれば、追尾機能のない測量機にも本発明は適用できるものである。

前記両実施例では、測量機本体５２が略推定ターゲットθsbを向きしだい自動追尾装置でターゲット６０をサーチしたが、ターゲット６０にターゲット方向を示すガイド光を出射するガイド光送光器を備え、測量機５０に前記ガイド光を受光して前記ターゲット方向を検出する方向検出器を備え、測量機本体５２が略推定ターゲットθsbを向いたとき、ターゲット６０からガイド光を出して、測量機に備えた方向検出器でガイド光を受光して、さらに視準望遠鏡５４をターゲット６０方向に近づけてから、自動追尾を開始するようにしてもよい。この場合は、測定完了までの時間をさらに短縮することができる。ガイド光は、単純な拡散光のガイド光でもよいが、ファンビーム状のガイド光を走査すると、広い範囲にガイド光を送光できて、測量機５０がターゲット６０を発見し易くなる。

本発明の第１実施例に係る測量システム全体のブロック図である。 前記測量システムの原理を説明する図である。 前記測量システムの動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２実施例に係る測量システムの動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

５０ 測量機
５２ 測量機本体
６０ ターゲット
６２ 再帰反射体（反射プリズム、ターゲット）
８０、１００ 制御演算部
８６ 方向角センサ
１１２ 水平測角部（測角手段）
θ0 測量機方向角とターゲット方向角との角度差
θta、θtb 測量機方向角
θsa、θsb θsc ターゲット方向角

Claims (6)

1. ターゲットと、該ターゲットを自動的に追尾又は視準する測量機とからなる測量システムにおいて、
   前記ターゲットは、前記測量機に正対させたときの測量機方向角を測定する方向角センサと、前記測量機に前記測量機方向角とともに測定指令を送る測定指令手段とを備え、
   前記測量機は、前記ターゲットの方向を示すターゲット方向角を測定する測角手段と、前記測定指令を受け取ると前記ターゲットを自動視準して測定を行う測定手段と、前記測量機方向角及び前記ターゲット方向角との角度差を算出する角度差算出手段と、以前の測定時に算出した前記角度差と今回の測定時に前記ターゲットから送られてきた測量機方向角とから推定ターゲット方向角を算出するターゲット方向角推定手段と、測量機本体を前記推定ターゲット方向角方向に向ける回転手段とを備えることを特徴とする測量システム。
2. ターゲットと、該ターゲットを自動的に追尾又は視準する測量機とからなる測量システムにおいて、
   前記ターゲットは、前記測量機に正対させたときの測量機方向角を測定する方向角センサと、前記測量機方向角と前記測量機から送られてくる前記ターゲットの方向を示すターゲット方向角との角度差を算出する角度差算出手段と、以前の測定時に算出した前記角度差と今回の測定時に前記測量機に正対させたときの測量機方向角とから推定ターゲット方向角を算出するターゲット方向角推定手段と、前記推定ターゲット方向角を含む測定指令を前記測量機に送る測定指令手段とを備え、
   前記測量機は、前記ターゲット方向角を測定する測角手段と、前記測定指令を受け取ると前記ターゲットを自動視準して測定を行う測定手段と、前記ターゲット方向角を前記ターゲットに送る測定値送信手段と、測量機本体を前記推定ターゲット方向角方向に向ける回転手段とを備えることを特徴とする測量システム。
3. 前記回転手段は、現在の測量機本体が向いている方向角と前記推定ターゲット方向角に関して、右回りと左回りの角度差の小さい方に回転方向を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の測量システム。
4. 前記角度差算出手段は、前記角度差を算出する度に、これまでに算出した角度差の代表値を算出し、前記ターゲット方向角推定手段は、前記角度差として前記代表値を使用することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の測量システム。
5. 前記ターゲットは、ターゲット方向を示すガイド光を出射するガイド光送光器を備え、前記測量機は、前記ガイド光を受光して、前記ターゲット方向を検出する方向検出器を備えたことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の測量システム。
6. 前記方向角センサは磁気センサであることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の測量システム。

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