JP2017181427A - 測量装置及び測量装置の機械高取得方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設置面に対する機械高を自動で取得可能な測量装置及び測量装置の機械高取得方法を提供する。【解決手段】設置面に設置された測量装置１が整準部３と整準部に設けられた測量装置本体４とを具備し、測量装置本体は測定点を視準する望遠鏡部７と、望遠鏡部に設けられノンプリズム測距が可能な測距部と、望遠鏡部を所望の方向に回動させる回転駆動部と、測量装置本体の水平角を測定する水平角測定部と、望遠鏡部の鉛直角を測定する鉛直角測定部と、制御装置２２とを具備し、制御装置は、測量装置本体を整準した状態で、測距部に設置面の少なくとも１点の測定点をノンプリズム測距させ、測定点の測距結果と測距時の望遠鏡部の鉛直角を基に、測量装置本体の機械高を演算する。【選択図】図１

Description

本発明は、ノンプリズム測定が可能な測量装置及び測量装置の機械高取得方法に関するものである。

測量装置により測定対象物を測定する際に、測量装置の機械中心（器械点）迄の機械高の測定を必要とする場合がある。

従来では、測量装置の機械高を測定する場合、測量装置を整準させた後、作業者がメジャー等の測定手段により手作業で機械高を測定していた。

然し乍ら、手作業での測定の場合、測定誤差が生じ易い。又、設置の状態によっては測定が困難となり、測定時間も掛っていた。

特許第２５８７２３７号公報

本発明は、設置面に対する機械高を自動で取得可能な測量装置及び測量装置の機械高取得方法を提供するものである。

本発明は、設置面に設置された測量装置が整準部と該整準部に設けられた測量装置本体とを具備し、該測量装置本体は測定点を視準する望遠鏡部と、該望遠鏡部に設けられノンプリズム測距が可能な測距部と、前記望遠鏡部を所望の方向に回動させる回転駆動部と、前記測量装置本体の水平角を測定する水平角測定部と、前記望遠鏡部の鉛直角を測定する鉛直角測定部と、制御装置とを具備し、該制御装置は、前記測量装置本体を整準した状態で、前記測距部に前記設置面の少なくとも１点の測定点をノンプリズム測距させ、該測定点の測距結果と測距時の前記望遠鏡部の鉛直角を基に、前記測量装置本体の機械高を演算する測量装置に係るものである。

又本発明は、前記制御装置は、前記測距部に前記設置面上の第１の測定点と、該第１の測定点と前記測量装置本体の機械中心に関して対称な第２の測定点とをノンプリズム測距させ、前記第１の測定点と前記第２の測定点の測距結果と測距時の前記望遠鏡部の鉛直角を基にそれぞれ求めた前記第１の測定点と前記第２の測定点の３次元座標から、前記測量装置本体の機械高を演算する測量装置に係るものである。

又本発明は、前記設置面が水平又は水平と見做され、前記測量装置本体の整準は、前記制御装置が前記測距部に前記設置面の少なくとも３点の測定点をノンプリズム測距させ、該測定点の測距結果と測距時の前記望遠鏡部の鉛直角に基づき前記測量装置本体の傾斜角を演算し、該傾斜角を基に前記整準部に整準させることで得られる測量装置に係るものである。

又本発明は、前記測定点により形成される面内に、前記測量装置本体の鉛直軸心と前記設置面との交点が存在する測量装置に係るものである。

又本発明は、前記制御装置は、前記測量装置本体の鉛直軸心を中心とする回転と並行して前記測距部に前記設置面のノンプリズム測距を実行させ、各測定点の測定結果を基に該測定点が前記設置面上の点であるかを判断し、該設置面上の点であると判断された前記測定点のみを前記測量装置本体の機械高の演算に用いる様構成された測量装置に係るものである。

又本発明は、前記制御装置は、前記設置面上の点であると判断された前記測定点の測距結果を平均化し、平均化した測距結果を基に前記測量装置本体の機械高を演算する測量装置に係るものである。

又本発明は、前記制御装置は、前記望遠鏡部の鉛直角を変更し、異なる鉛直角でそれぞれ前記測距部に前記設置面のノンプリズム測距を実行させ、少なくとも２つの同心円状の測定点の軌跡を取得し、該測定点の軌跡を基に前記設置面の平面形状を演算する測量装置に係るものである。

又本発明は、ノンプリズム測定が可能な測量装置の機械高取得方法であって、該測量装置の傾斜角を検出する工程と、検出された傾斜角を基に前記測量装置を整準する工程と、該測量装置が設置面上の少なくとも１点の測定点のノンプリズム測距及び測角を行う工程と、前記測定点の測距結果及び測角結果に基づき前記測量装置の機械高を演算する工程とを有する測量装置の機械高取得方法に係るものである。

又本発明は、前記設置面上の少なくとも３点の測定点のノンプリズム測距及び測角を行う工程と、前記測定点で形成された面を基に前記測量装置の傾斜角を演算する工程とを有する測量装置の機械高取得方法に係るものである。

更に又本発明は、前記測量装置を鉛直軸心を中心に回転させる工程と、前記測量装置の回転と並行して測定点のノンプリズム測距を行う工程と、該測定点の測定結果を基に該測定点が前記設置面上の点であるかを判断する工程と、該設置面上の点であると判断された前記測定点の測距結果及び測角結果に基づき前記測量装置の機械高を演算する工程とを有する測量装置の機械高取得方法に係るものである。

本発明によれば、設置面に設置された測量装置が整準部と該整準部に設けられた測量装置本体とを具備し、該測量装置本体は測定点を視準する望遠鏡部と、該望遠鏡部に設けられノンプリズム測距が可能な測距部と、前記望遠鏡部を所望の方向に回動させる回転駆動部と、前記測量装置本体の水平角を測定する水平角測定部と、前記望遠鏡部の鉛直角を測定する鉛直角測定部と、制御装置とを具備し、該制御装置は、前記測量装置本体を整準した状態で、前記測距部に前記設置面の少なくとも１点の測定点をノンプリズム測距させ、該測定点の測距結果と測距時の前記望遠鏡部の鉛直角を基に、前記測量装置本体の機械高を演算するので、作業者が手動で作業することなく前記測量装置本体の機械高を自動で取得でき、測定誤差の発生が抑制され、高精度に機械高を取得することができる。

又本発明によれば、ノンプリズム測定が可能な測量装置の機械高取得方法であって、該測量装置の傾斜角を検出する工程と、検出された傾斜角を基に前記測量装置を整準する工程と、該測量装置が設置面上の少なくとも１点の測定点のノンプリズム測距及び測角を行う工程と、前記測定点の測距結果及び測角結果に基づき前記測量装置の機械高を演算する工程とを有するので、作業者が手動で作業することなく前記測量装置本体の機械高を自動で取得でき、測定誤差の発生が抑制され、高精度に機械高を取得することができるという優れた効果を発揮する。

本発明の第１の実施例に係る測量装置を示す側面図である。 該測量装置の制御装置を示す構成図である。 本発明の第１の実施例に係る機械高の取得処理を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施例に係る測量装置を示す側面図である。 本発明の第２の実施例に係る機械高の取得処理を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施例に係る機械高の取得処理を説明する説明図である。 本発明の第３の実施例に係る機械高の取得処理を説明する測量装置の斜視図である。 本発明の第３の実施例に係る機械高の取得処理を説明する測量装置の斜視図である。 本発明の第３の実施例に係る機械高の取得処理を説明するフローチャートである。 本発明の第４の実施例に係る機械高の取得処理を説明する測量装置の斜視図である。 本発明の第４の実施例に係る機械高の取得処理を説明する測量装置の斜視図である。 本発明の第４の実施例に係る機械高の取得処理を説明するフローチャートである。 本発明の第５の実施例に係る機械高の取得処理を説明する測量装置の斜視図である。 本発明の第５の実施例に係る機械高の取得処理を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

先ず、図１、図２に於いて、本発明の第１の実施例に係る測量装置について説明する。

測量装置１は、例えばトータルステーションであり、主に三脚２と、該三脚２に取付けられる整準部３と、該整準部３に設けられた測量装置本体４を有し、該測量装置本体４は、前記整準部３に鉛直軸心５を中心に回転可能に設けられた托架部６と、該托架部６に水平軸心を中心に回転可能に設けられた望遠鏡部７とから構成されている。

又、前記測量装置１の機械中心である器械点８は、前記鉛直軸心５上に位置している。尚、第１の実施例では、前記測量装置１が設置される設置面は水平面であり、前記鉛直軸心５と設置面との交点が求心点１０となっている。

前記整準部３は、前記托架部６の水平に対する傾斜角を検出するチルトセンサ等の傾斜角測定部９と、前記托架部６を傾斜させると共に、前記傾斜角測定部９の検出結果に基づき前記托架部６を水平に整準させる傾斜駆動部１１とを有している。

前記托架部６は、前記望遠鏡部７の接眼レンズ７ａ側に設けられた主表示操作部１２と、前記望遠鏡部７の対物レンズ（図示せず）側に設けられた副表示操作部１３とを有し、前記主表示操作部１２と前記副表示操作部１３のいずれからも前記測量装置１の操作、測定結果の表示等が行える。

又、前記托架部６には、該托架部６を前記鉛直軸心５を中心に水平方向に回転させる為の水平回転駆動部１４が設けられると共に、前記托架部６の前記整準部３に対する回転角を検出し、視準方向の水平角を測角する水平角測定部１５が設けられる。更に、前記托架部６には、水平軸心を中心に前記望遠鏡部７を鉛直方向に回転させる鉛直回転駆動部１６が設けられると共に、前記望遠鏡部７の回転角を検出し、視準方向の鉛直角を測角する鉛直角測定部１７が設けられている。

前記水平回転駆動部１４、前記鉛直回転駆動部１６は回転駆動部を構成し、該回転駆動部は前記水平回転駆動部１４、前記鉛直回転駆動部１６の協働により、前記望遠鏡部７の視準方向（測距光軸２０）を所望の方向に向けることができる。

前記望遠鏡部７は視準望遠鏡１８を備え、該視準望遠鏡１８は１．５°程度の視野角を有し、測定点を視準するものである。該視準望遠鏡１８の視準点は、例えば該視準望遠鏡１８が備えたレチクル（図示せず）によって示される様になっている。

又、前記望遠鏡部７は測距部１９を有している。該測距部１９はノンプリズム測距が可能である。該測距部１９は測距光２１として、可視光又は不可視光のレーザ光線、例えば可視光のレーザ光線を前記視準望遠鏡１８を介して照射し、測定点からの反射測距光を前記視準望遠鏡１８を介して受光し、測定点迄の測距を行う様になっている。

又、前記托架部６の内部には、制御装置２２が設けられている。尚、該制御装置２２は、スペース的に余裕があれば、前記望遠鏡部７等他の部位に設けてもよい。

前記制御装置２２は、前記傾斜駆動部１１、前記水平回転駆動部１４及び前記鉛直回転駆動部１６の制御、前記測距部１９による測距の制御を実行し、前記傾斜角測定部９、前記水平角測定部１５及び前記鉛直角測定部１７の検出結果に基づく傾斜角、水平角、鉛直角の測定を実行し、前記測距部１９の測距結果と前記鉛直角測定部１７の検出結果を基に前記測量装置本体４の機械高ｈ（前記器械点８の高さ）の演算を行う様になっている。

前記制御装置２２について更に説明する。

該制御装置２２は、主に演算制御部２３、記憶部２４、前記傾斜角測定部９、前記水平角測定部１５、前記鉛直角測定部１７、前記主表示操作部１２、前記副表示操作部１３、前記測距部１９、前記傾斜駆動部１１、前記水平回転駆動部１４、前記鉛直回転駆動部１６等から構成されている。

前記演算制御部２３は、前記傾斜駆動部１１に前記托架部６を傾斜させ、水平整準させる等、前記測量装置１の設置姿勢を制御する。又、前記演算制御部２３は、前記測距部１９を制御し、該測距部１９で測定した測距結果は前記演算制御部２３に入力される。

前記演算制御部２３は、前記鉛直回転駆動部１６を制御し、前記望遠鏡部７を回転させ、前記測距部１９を制御して前記測距光２１を設置面の所要の測定点に照射させる。前記鉛直角測定部１７により検出された鉛直角は前記演算制御部２３に入力される。前記鉛直角測定部１７の検出結果と前記測距部１９の測距結果とに基づき、測定点に対する前記器械点８の高さ、即ち前記求心点１０に対する前記測量装置本体４の機械高ｈが演算される。

更に、前記演算制御部２３は、前記水平回転駆動部１４、前記鉛直回転駆動部１６を制御し、前記望遠鏡部７を所要の方向（測定点や測定対象物の方向）に回転させる。前記水平角測定部１５、前記鉛直角測定部１７からの検出結果は、前記演算制御部２３に入力され、該演算制御部２３は前記水平角測定部１５、前記鉛直角測定部１７からの検出結果に基づき、前記望遠鏡部７の水平方向の回転角及び鉛直方向の回転角が測定する。

前記記憶部２４には、前記傾斜駆動部１１、前記水平回転駆動部１４、前記鉛直回転駆動部１６を制御する制御プログラム、前記測距部１９を制御して測定点の測距を行う測距プログラム、前記鉛直角測定部１７の検出結果及び前記測距部１９の測距結果に基づき測定点に対する前記器械点８の高さを演算する機械高演算プログラム、前記測量装置本体４の自動整準を行う整準プログラム、前記傾斜角測定部９、前記水平角測定部１５、前記鉛直角測定部１７の検出結果に基づき傾斜角、水平角、鉛直角を測定する角度測定プログラム等のプログラムが格納されている。

又、前記記憶部２４には、前記測距部１９による測距結果、前記傾斜角測定部９、前記水平角測定部１５、前記鉛直角測定部１７による測角結果、演算された機械高ｈ等の測定データ等が格納されている。

前記測量装置１により測定を行なう際には、該測量装置１を設置面の所定位置に設置し、前記測量装置本体４（前記鉛直軸心５）が鉛直となる様に整準を行う。この時、前記測量装置本体４の機械高ｈが既知である必要がある。

以下、図３のフローチャートを用い、第１の実施例に於ける前記測量装置本体４の機械高の取得処理について説明する。

ＳＴＥＰ：０１ 先ず、前記測量装置１を設置面に設置する。尚、該測量装置１が設置されるのは、例えばビル等の屋内の床面等であり、設置面は水平面又は水平と見做される平面となっている。

ＳＴＥＰ：０２ 前記測量装置１が設置されると、前記演算制御部２３が前記傾斜角測定部９からの検出結果に基づき、前記傾斜駆動部１１を駆動させ、前記測量装置本体４を自動整準させる。

ＳＴＥＰ：０３ 前記測量装置１の整準が完了すると、前記演算制御部２３は、前記鉛直回転駆動部１６を駆動させ、前記望遠鏡部７を下方に鉛直回転させて、視準方向を設置面に向ける。前記測距光２１を設置面上の任意の１点（測定点）に照射し、測定点のノンプリズム測距、鉛直角及び水平角の測角を行う。

ＳＴＥＰ：０４ 最後に、前記演算制御部２３は、測定点の測距結果、前記鉛直軸心５に対する測角結果を基に、測定点に対する前記器械点８の高さを演算する。この時、設置面は水平面となっているので、測定点に対する前記器械点８の高さが、即ち前記求心点１０に対する前記測量装置本体４の機械高ｈとなる。尚、測距結果をｌ、測角結果をθとすれば、機械高ｈはｌｃｏｓθで求められる。

尚、前記鉛直軸心５と前記測距光２１の光軸との成す角度θが小さい程、機械高ｈの演算精度が向上する。従って、前記鉛直軸心５と前記測距光軸２０との成す角度θは、前記測距光２１が前記主表示操作部１２や前記副表示操作部１３に遮られない角度、例えば３５°〜４０°程度とするのが望ましい。

前記測量装置本体４の機械高ｈが演算され、取得されると、機械高の取得処理が終了され、測定対象物の測定が開始される。

上述の様に、第１の実施例では、前記測量装置１が水平又は水平と見做される設置面に設置された場合に、設置面上の任意の１点（測定点）に対してノンプリズム測距、測角を行い、測距結果とその時の前記望遠鏡部７の鉛直角とにより、前記測量装置本体４の機械高ｈを測定している。

従って、該測量装置本体４の機械高ｈの取得を自動で行うことができ、作業者が手動で作業する必要がないので、測定誤差の発生を抑制でき、高精度に機械高を取得することができる。

又、作業者は前記望遠鏡部７を設置面上の任意の１点に向けるだけでよいので、作業上の制約がなく、作業性がよくなり、機械高の取得に要する時間を短縮することができる。

又、前記測量装置本体４の機械高を測定する為に、別途距離計等を設ける必要がなく、或は機械高が測定できる様な特別な構造とする必要がなく、装置構成を簡略化することができる。

尚、前記測量装置１を設置面に設置した際の整準は、前記整準部３が備える整準ネジを作業者が回して手動で行ってもよい。この場合、前記傾斜駆動部１１は省略することができる。

次に、図４〜図６に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図４中、図１中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

第２の実施例では、図４に示される様に、測量装置１が設置される設置面は傾斜した平面となっている。以下、図５のフローチャートを用い、第２の実施例に於ける測量装置本体４の機械高の取得処理について説明する。

ＳＴＥＰ：１１ 先ず、前記測量装置１を設置面に設置する。尚、該測量装置１が設置されるのは、例えばビル等の屋内のスロープ等であり、設置面は傾斜した平面となっている。

ＳＴＥＰ：１２ 前記測量装置１が設置されると、演算制御部２３（図２参照）が傾斜角測定部９（図２参照）からの検出結果に基づき、傾斜駆動部１１（図２参照）を駆動させ、前記測量装置本体４を自動整準させる。

ＳＴＥＰ：１３ 前記測量装置１の整準が完了すると、前記演算制御部２３は、鉛直回転駆動部１６（図２参照）を駆動させ、望遠鏡部７を下方に鉛直回転させる。該望遠鏡部７の視準方向を設置面に向け、設置面上の任意の１点（第１測定点）に対してノンプリズム測距、鉛直角及び水平角の測角を行う。

ＳＴＥＰ：１４ 次に、前記演算制御部２３は、水平回転駆動部１４（図２参照）を駆動させ、托架部６を前記鉛直軸心５を中心に１８０°回転させる。器械点８に関して第１測定点と対称な設置面上の１点（第２測定点）に前記望遠鏡部７の視準方向を向け、第２測定点に対してノンプリズム測距、鉛直角及び水平角の測角を行う。

ＳＴＥＰ：１５ 前記演算制御部２３は、第１測定点の測距結果、測角結果を基に、第１測定点に対する前記器械点８の高さと、第１測定点と前記鉛直軸心５との水平距離を演算し、演算結果を基に第１測定点の３次元座標を演算する。又、前記演算制御部２３は、第２測定点の測距結果、測角結果を基に、第２測定点に対する前記器械点８の高さと、第２測定点と前記鉛直軸心５との水平距離を演算し、演算結果を基に第２測定点の３次元座標を演算する。最後に、前記演算制御部２３は、第１測定点と第２測定点の３次元座標を基に、第１測定点と第２測定点を通る直線と前記器械点８との鉛直距離、即ち前記測量装置本体４の機械高ｈを演算する。

尚、図６に示される様に、第１測定点をＰ１とし、第１測定点Ｐ１の測距結果をＳ１、測角結果をθ１とした場合、第１測定点Ｐ１と前記鉛直軸心５との水平距離Ｌ１は、Ｓ１ｓｉｎθ１で求められ、第１測定点Ｐ１に対する前記器械点８の高さｈ１は、Ｓ１ｃｏｓθ１で求められる。又、第２測定点をＰ２とし、第２測定点Ｐ２の測距結果をＳ２、測角結果をθ２とした場合、第２測定点Ｐ２と前記鉛直軸心５との水平距離Ｌ２は、Ｓ２ｓｉｎθ２で求められ、第２測定点Ｐ２に対する前記器械点８の高さｈ２は、Ｓ２ｃｏｓθ２で求められる。

従って、前記測量装置本体４の機械高ｈは、
ｈ１＋（ｈ２−ｈ１）×Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）＝（Ｌ２ｈ１＋Ｌ１ｈ２）／（Ｌ１＋Ｌ ２）
で求めることができる。

第２の実施例では、前記測量装置１は設置面上の任意の１点である第１測定点と、前記器械点８に関して第１測定点と対称な第２測定点とに対してノンプリズム測距、測角を行い、測距結果とその時の前記望遠鏡部７の鉛直角とにより、前記測量装置本体４の機械高ｈを測定している。

従って、設置面が傾斜していた場合であっても、前記測量装置本体４の機械高ｈを自動で取得することができる。又、作業者が手作業で機械高を測定する必要がないので、測定誤差の発生を抑制でき、高精度に機械高を取得することができる。

尚、第２の実施例についても、前記測量装置１を設置面に設置した際の整準は、作業者が手動で行ってもよい。この場合、前記傾斜駆動部１１は省略することができる。

次に、図７〜図９に於いて、本発明の第３の実施例について説明する。尚、図７、図９中、図１中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

第３の実施例では、測量装置１の設置面は水平又は水平と見做される平面となっており、第１の実施例、第２の実施例に於ける傾斜角測定部９は省略されている。

図９のフローチャートを用い、第３の実施例に於ける測量装置本体４の機械高の取得処理について説明する。

ＳＴＥＰ：２１ 先ず、前記測量装置１を設置面に設置する。尚、第１の実施例と同様に、該測量装置１が設置されるのは、例えばビル等の屋内の床面等であり、設置面は水平面又は水平と見做される平面となっている。

ＳＴＥＰ：２２ 前記測量装置１が設置されると、演算制御部２３（図２参照）は、水平回転駆動部１４（図２参照）を駆動させ、望遠鏡部７が所定の向き、例えば三脚２の脚と脚の間へと向く様托架部６を水平回転させる。

ＳＴＥＰ：２３ 該托架部６が回転されると、前記演算制御部２３は鉛直回転駆動部１６（図２参照）を駆動させ、望遠鏡部７を下方に鉛直回転させて、視準方向を設置面上の任意の１点（第１測定点２５）に向け、該第１測定点２５のノンプリズム測距、鉛直角及び水平角の測角を行う。

ＳＴＥＰ：２４ ＳＴＥＰ：２２、ＳＴＥＰ：２３は測定点を変更して所定回数（ｎ回）繰返される。例えば、３回繰返される場合には、図７に示される様に、前記第１測定点２５のノンプリズム測距、鉛直角及び水平角の測角が行われた後、前記演算制御部２３は前記望遠鏡部７の鉛直角を維持した状態で、前記托架部６を１２０°水平方向に回転させ、回転させた位置で第２測定点２６のノンプリズム測距、鉛直角及び水平角の測角を行う。更に、該第２測定点２６のノンプリズム測距、鉛直角及び水平角の測角が行われた後、前記演算制御部２３は前記望遠鏡部７の鉛直角を維持した状態で、前記托架部６を更に水平方向に１２０°回転させ、回転させた位置で第３測定点２７のノンプリズム測距、鉛直角及び水平角の測角を行う。

尚、前記第１測定点２５、前記第２測定点２６、前記第３測定点２７のノンプリズム測距、鉛直角及び水平角の測角を行なう際の、前記望遠鏡部７の鉛直角は一定に維持されている。

ＳＴＥＰ：２５ 次に、前記演算制御部２３は、前記第１測定点２５〜前記第３測定点２７の測距結果、測角結果に基づき、図８に示される様な、前記第１測定点２５〜前記第３測定点２７により形成される面を演算し、該面に対する前記測量装置本体４の傾斜角（鉛直軸心５の設置面に対する傾斜角）を演算する。更に、前記演算制御部２３は、前記測量装置本体４の傾斜角の演算結果に基づき、傾斜駆動部１１を駆動させ、前記測量装置本体４を自動整準する。

ＳＴＥＰ：２６ 前記測量装置１の整準が完了すると、前記演算制御部２３は、前記水平回転駆動部１４、前記鉛直回転駆動部１６を駆動させ、前記托架部６、前記望遠鏡部７を回転させて、視準方向を設置面上の任意の１点（第４測定点（図示せず））に向け、該第４測定点に対してノンプリズム測距、鉛直角及び水平角の測角を行う。

ＳＴＥＰ：２７ 最後に、前記演算制御部２３は、第４測定点の測距結果、測角結果を基に、設置面に対する前記測量装置本体４の機械高ｈを演算し、機械高の取得処理を終了する。

第３の実施例では、前記測量装置１は、設置面上の任意の３点である前記第１測定点２５〜前記第３測定点２７に対してノンプリズム測距、測角を行い、測距結果、測角結果を基に前記測量装置１の傾斜角を演算し、演算された傾斜角に基づき該測量装置１を自動整準した後、前記測量装置本体４の機械高ｈを測定している。

従って、該測量装置本体４の機械高ｈを自動で取得することができ、作業者が手動で機械高を測定する必要がないので、測定誤差の発生を抑制でき、高精度に機械高を取得することができる。

又、第３の実施例では、演算により求めた前記測量装置本体４の傾斜角を基に、該測量装置本体４の自動整準を行っている。従って、第１の実施例、第２の実施例に於ける傾斜角測定部９は省略することができ、装置構成の簡略化が図れ、製作コストを低減することができる。

尚、前記第１測定点２５〜前記第３測定点２７の位置は、形成される面内に求心点１０が含まれる様にするのが望ましい。該求心点１０が含まれる様に面を形成することで、前記測量装置本体４の傾斜角を演算する際の精度を向上させることができる。

又、第３の実施例に於いて、前記傾斜角測定部９を設けることで、設置面が傾斜した背面であった場合でも前記測量装置本体４の機械高ｈを取得することができる。

具体的には、前記測量装置１の設置後、前記傾斜角測定部９の検出結果を基に前記測量装置本体４を自動整準する。整準後、前記第１測定点２５〜前記第３測定点２７のノンプリズム測距、鉛直角及び水平角の測角を行い、測距結果と測角結果を基に面及び面の傾斜角を演算する。最後に、該面と前記鉛直軸心５との交点、即ち前記求心点１０に対する器械点８の高さを演算し、前記測量装置本体４の機械高ｈが取得される。

次に、図１０〜図１２に於いて、本発明の第４の実施例について説明する。尚、図１０、図１１中、図１中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

第４の実施例では、測量装置１の設置面は、例えば水平面となっており、該測量装置１は既に整準されているものとする。又、第１の実施例、第２の実施例に於ける傾斜角測定部９は省略されている。

図１２のフローチャートを用い、第４の実施例に於ける測量装置本体４の機械高の取得処理について説明する。

ＳＴＥＰ：３１ 先ず、前記測量装置１を設置面に設置する。尚、該測量装置１が設置されるのは、例えばビル等の屋内の床面等であり、設置面は水平面又は水平と見做される平面となっている。

ＳＴＥＰ：３２ 前記測量装置１が設置されると、演算制御部２３（図２参照）は、水平回転駆動部１４（図２参照）、鉛直回転駆動部１６（図２参照）を駆動させ、望遠鏡部７の視準方向を設置面に任意の位置に向けた状態で、托架部６を水平回転させる。

ＳＴＥＰ：３３ 又、該托架部６の水平回転と並行して、前記演算制御部２３は、測距部１９（図２参照）を駆動させ、所定角度間隔で連続して設置面上の測定点２８のノンプリズム測距、鉛直角及び水平角の測角を行う。その結果、図１０に示される様に、前記測量装置１の鉛直軸心５（図１参照）を中心として、前記測定点２８が円状の軌跡２９を描き、該軌跡２９上の測距結果、測角結果を得ることができる。

ＳＴＥＰ：３４ 該軌跡２９上の全周に亘って測距結果、測角結果が得られると、前記演算制御部２３は前記水平回転駆動部１４の駆動を停止させ、前記托架部６の水平回転を停止させる。

ＳＴＥＰ：３５ 該托架部６の水平回転が停止されると、前記演算制御部２３は、取得された全ての前記測定点２８の測距結果、測角結果を基に、前記軌跡２９上の前記測定点２８が設置面上の点であるかどうかを分析し、設置面上の前記測定点２８のみを採用する。例えば、図１１に示される様に、前記測量装置１の近傍に壁面３１が存在し、軌跡の一部３２が前記壁面３１に位置する場合、前記演算制御部２３は、前記軌跡の一部３２上に存在する前記測定点２８が設置面上の前記測定点２８ではないと判断する。又、前記演算制御部２３は、前記軌跡の一部３２上の前記測定点２８以外の前記測定点２８のみを採用する。

尚、前記軌跡２９上の前記測定点２８が設置面上の前記測定点２８であるかどうかの判断は、測定結果を基に行われる。

具体的には、設置面上に位置し、求心点１０に関して対称な前記軌跡２９上の２つの測定点２８Ａ，２８Ｂに対する測距、測角を行い、該測定点２８Ａ，２８Ｂの測距結果、測角結果を基に前記測量装置本体４の機械高ｈを演算する。尚、機械高ｈの演算方法については、第２の実施例と同様であるので説明を省略する。

この時、一方の測定点２８Ｃが前記軌跡２９上（設置面上）に位置し、他方の測定点２８Ｄが前記軌跡の一部３２上に位置した場合、前記測定点２８Ｃ，２８Ｄを基に演算した機械高ｈは、前記測定点２８Ａ，２８Ｂを基に演算した機械高ｈとは異なった値となる。

他の複数の前記測定点２８に対しても同様に機械高ｈを演算した場合、多くは前記測定点２８Ａ，２８Ｂを基に演算した機械高ｈと同様の値となる。従って、取得した複数の機械高ｈの度数分布を作成し、誤差の大きい機械高ｈを除去することで、前記軌跡２９上（設置面上）に存在しない前記測定点２８を除去することができる。

ＳＴＥＰ：３６ 前記演算制御部２３は、分析結果を基に、設置面上の点であると判断された前記測定点２８が所定数以上、例えば３つ以上存在するかどうかを判断する。

尚、設置面上の点であると判断された前記測定点２８は、該測定点２８で形成される面内に前記測量装置１の前記鉛直軸心５（図１参照）が含まれる様な点であるのが望ましい。

ＳＴＥＰ：３７ ＳＴＥＰ：３６に於いて、設置面上に存在すると判断された前記測定点２８が所定数に満たないと判断されると、前記演算制御部２３は、前記鉛直回転駆動部１６を駆動させ、前記望遠鏡部７の鉛直角を変更する。鉛直角の変更後は、ＳＴＥＰ：３２〜ＳＴＥＰ：３６の処理が再度繰返される。

ＳＴＥＰ：３８ 又、ＳＴＥＰ：３６に於いて、設置面上に存在すると判断された前記測定点２８が所定数以上であると判断されると、前記演算制御部２３は前記測定点２８の測距結果、測角結果を基に、前記測量装置本体４の機械高ｈを演算し、機械高の取得処理を終了する。

第４の実施例では、前記軌跡２９に沿って連続して前記測定点２８のノンプリズム測距、測角を行い、各測定点２８の測定結果を基に該測定点２８が設置面上の点であるかどうかを判断し、設置面上の点であると判断された前記測定点２８のみを採用して前記測量装置本体４の機械高ｈを演算している。

従って、設置面上に存在しない前記測定点２８を基に前記測量装置本体４の機械高ｈが演算されることがないので、高精度に該測量装置本体４の機械高ｈを取得することができる。

又、設置面上に存在すると判断された前記測定点２８を自動で採用する様になっているので、前記測量装置１の近傍に前記壁面３１等の障害物がある場合であっても、前記測量装置本体４の機械高を自動で取得することができ、作業性を向上させることができる。

尚、第４の実施例に於ける設置面は、アスファルト等細かな凹凸が存在するものであってもよい。この場合、測距、測角された複数の前記測定点２８の高さを平均し、平均された高さを基に前記測量装置本体４の機械高ｈが取得される。

又、第４の実施例に於ける前記測量装置本体４は予め整準されていなくてもよく、設置面が傾斜した平面であってもよい。

前記測量装置本体４が未整準且つ設置面が水平面の場合には、ＳＴＥＰ：３５で採用された所定数の設置面上の前記測定点２８の測距結果、測角結果に基づき、第３の実施例に於けるＳＴＥＰ：２５〜ＳＴＥＰ：２７を実行する。これにより、前記測量装置本体４が自動整準され、該測量装置本体４の機械高ｈを取得することができる。

又、前記測量装置本体４が未整準且つ設置面が傾斜した平面の場合には、傾斜角測定部９（図２参照）を具備する前記測量装置１が設置される。前記傾斜角測定部９の検出結果を基に前記測量装置本体４を自動整準した後、ＳＴＥＰ：３２〜ＳＴＥＰ：３６の処理を行う。ＳＴＥＰ：３５で採用された所定数の設置面上の前記測定点２８の測距結果、測角結果に基づき、該測定点２８で作られる面及び該面の傾斜角を演算し、演算結果を基に前記測量装置本体４の機械高ｈを取得することができる。

次に、図１３、図１４に於いて、本発明の第５の実施例について説明する。尚、図１３中、図１中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

第５の実施例では、測量装置本体４が傾斜角測定部９（図２参照）を具備し、該傾斜角測定部９の検出結果に基づき、前記測量装置本体４は既に整準されているものとする。

図１４のフローチャートを用い、第５の実施例に於ける前記測量装置本体４の機械高の取得処理について説明する。

ＳＴＥＰ：４１、ＳＴＥＰ：４２ 測量装置１を設置面に設置すると、演算制御部２３（図２参照）は、水平回転駆動部１４（図２参照）、鉛直回転駆動部１６（図２参照）を駆動させ、望遠鏡部７の視準方向を設置面の任意の位置に向けた状態で、托架部６を水平回転させる。

ＳＴＥＰ：４３ 又、該托架部６の水平回転と並行して、前記演算制御部２３は、測距部１９（図２参照）を駆動させ、所定角度間隔で連続して設置面上の測定点２８ａのノンプリズム測距、鉛直角及び水平角の測角を行う。その結果、図１３に示される様に、前記測量装置１の鉛直軸心５（図１参照）を中心として、前記測定点２８ａが円状の軌跡２９ａを描き、該軌跡２９ａ上の測距結果、測角結果を得ることができる。

ＳＴＥＰ：４４ 該軌跡２９ａ上の全周に亘って測距結果、測角結果が得られると、前記演算制御部２３は前記鉛直回転駆動部１６を駆動させ、前記望遠鏡部７の鉛直角を変更する。その後、前記托架部６を水平回転させ、前記測距部１９を駆動させ、所定角度間隔で連続して設置面上の測定点２８ｂのノンプリズム測距、鉛直角及び水平角の測角を行う。その結果、図１３に示される様に、前記鉛直軸心５を中心として、前記測定点２８ｂが円状の軌跡２９ｂを描き、該軌跡２９ｂ上の測距結果、測角結果を得ることができる。

ＳＴＥＰ：４５ 前記軌跡２９ａ，２９ｂ上の全周に亘って測距結果、測角結果が得られると、前記演算制御部２３は前記水平回転駆動部１４の駆動を停止させ、前記托架部６の水平回転を停止させる。

ＳＴＥＰ：４６ 前記軌跡２９ａと前記軌跡２９ｂとは同心円となっており、前記演算制御部２３は、前記軌跡２９ａと前記軌跡２９ｂとを関数フィッティングすることで、面の傾斜角やうねりや湾曲等、設置面の平面形状を演算する。

尚、ＳＴＥＰ：４７〜ＳＴＥＰ：４９については、第３の実施例に於けるＳＴＥＰ：２５〜ＳＴＥＰ：２７と同様であるので説明を省略する。

第５の実施例では、同心円状の前記軌跡２９ａ，２９ｂを関数フィッティングし、設置面の平面形状を演算しているので、設置面の傾斜角だけでなく、うねりや湾曲等の面の平面形状も検出することができ、演算精度を更に向上させることができる。

尚、第５の実施例では、前記軌跡２９ａ，２９ｂの２つの同心円を関数フィッティングさせているが、ＳＴＥＰ：４４を複数回実行し、３つ以上の同心円を関数フィッティングさせてもよい。３つ以上の同心円を関数フィッティングさせることで、設置面の平面形状の演算精度を更に向上させることができる。

又、設置面がアスファルト等の細かな凹凸がある場合には、前記軌跡２９ａ，２９ｂ上に位置する前記測定点２８ａ，２８ｂの高さを平均化することで、精度よく前記測量装置本体４の機械高ｈを演算することができる。

１ 測量装置
３ 整準部
４ 測量装置本体
５ 鉛直軸心
６ 托架部
７ 望遠鏡部
８ 器械点
１０ 求心点
１４ 水平回転駆動部
１５ 水平角測定部
１６ 鉛直回転駆動部
１７ 鉛直角測定部
１９ 測距部
２２ 制御装置

Claims (10)

1. 設置面に設置された測量装置が整準部と該整準部に設けられた測量装置本体とを具備し、該測量装置本体は測定点を視準する望遠鏡部と、該望遠鏡部に設けられノンプリズム測距が可能な測距部と、前記望遠鏡部を所望の方向に回動させる回転駆動部と、前記測量装置本体の水平角を測定する水平角測定部と、前記望遠鏡部の鉛直角を測定する鉛直角測定部と、制御装置とを具備し、該制御装置は、前記測量装置本体を整準した状態で、前記測距部に前記設置面の少なくとも１点の測定点をノンプリズム測距させ、該測定点の測距結果と測距時の前記望遠鏡部の鉛直角を基に、前記測量装置本体の機械高を演算する測量装置。
2. 前記制御装置は、前記測距部に前記設置面上の第１の測定点と、該第１の測定点と前記測量装置本体の機械中心に関して対称な第２の測定点とをノンプリズム測距させ、前記第１の測定点と前記第２の測定点の測距結果と測距時の前記望遠鏡部の鉛直角を基にそれぞれ求めた前記第１の測定点と前記第２の測定点の３次元座標から、前記測量装置本体の機械高を演算する請求項１に記載の測量装置。
3. 前記設置面が水平又は水平と見做され、前記測量装置本体の整準は、前記制御装置が前記測距部に前記設置面の少なくとも３点の測定点をノンプリズム測距させ、該測定点の測距結果と測距時の前記望遠鏡部の鉛直角に基づき前記測量装置本体の傾斜角を演算し、該傾斜角を基に前記整準部に整準させることで得られる請求項１に記載の測量装置。
4. 前記測定点により形成される面内に、前記測量装置本体の鉛直軸心と前記設置面との交点が存在する請求項３に記載の測量装置。
5. 前記制御装置は、前記測量装置本体の鉛直軸心を中心とする回転と並行して前記測距部に前記設置面のノンプリズム測距を実行させ、各測定点の測定結果を基に該測定点が前記設置面上の点であるかを判断し、該設置面上の点であると判断された前記測定点のみを前記測量装置本体の機械高の演算に用いる様構成された請求項１に記載の測量装置。
6. 前記制御装置は、前記設置面上の点であると判断された前記測定点の測距結果を平均化し、平均化した測距結果を基に前記測量装置本体の機械高を演算する請求項５に記載の測量装置。
7. 前記制御装置は、前記望遠鏡部の鉛直角を変更し、異なる鉛直角でそれぞれ前記測距部に前記設置面のノンプリズム測距を実行させ、少なくとも２つの同心円状の測定点の軌跡を取得し、該測定点の軌跡を基に前記設置面の平面形状を演算する請求項６に記載の測量装置。
8. ノンプリズム測定が可能な測量装置の機械高取得方法であって、該測量装置の傾斜角を検出する工程と、検出された傾斜角を基に前記測量装置を整準する工程と、該測量装置が設置面上の少なくとも１点の測定点のノンプリズム測距及び測角を行う工程と、前記測定点の測距結果及び測角結果に基づき前記測量装置の機械高を演算する工程とを有する測量装置の機械高取得方法。
9. 前記設置面上の少なくとも３点の測定点のノンプリズム測距及び測角を行う工程と、前記測定点で形成された面を基に前記測量装置の傾斜角を演算する工程とを有する請求項８に記載の測量装置の機械高取得方法。
10. 前記測量装置を鉛直軸心を中心に回転させる工程と、前記測量装置の回転と並行して測定点のノンプリズム測距を行う工程と、該測定点の測定結果を基に該測定点が前記設置面上の点であるかを判断する工程と、該設置面上の点であると判断された前記測定点の測距結果及び測角結果に基づき前記測量装置の機械高を演算する工程とを有する請求項８に記載の測量装置の機械高取得方法。

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