JP2018048866A - Surveying device and measurement method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surveying device and a measurement method which can measure positions of a plurality of targets installed in a wide range in a short time and with high accuracy.SOLUTION: A surveying device 1 includes: a surveying instrument 2 for receiving ranging light transmitted to targets, so as to measure positions and angles of the targets; and a scanner 22 for scanning scanning light around at least uniaxial rotational axis R-R, so as to acquire point group data. The approximate positions and the angles of the one or more targets detected from the amount of received light of the scanner 22 are measured by the surveying instrument 2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数点にあるターゲットの位置を正確迅速に測定する装置および方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and method for accurately and quickly measuring the position of a target at a plurality of points.

一般的なモータドライブトータルステーション(以下、測量機)では、手動によりターゲットを概略視準した後、自動視準を実行し、ターゲットの位置を測距測角する。そのため、測定範囲の複数点にターゲットが設置されている場合には、ターゲットを1点1点測定する必要があった。   In a general motor drive total station (hereinafter referred to as a surveying instrument), a target is roughly collimated manually, and then automatic collimation is performed to measure the distance of the target position. Therefore, when targets are installed at a plurality of points in the measurement range, it is necessary to measure the targets one by one.

これに対し、特許文献1では、測量機を用いて複数ターゲットの自動測定を行う。特許文献1の測量機は、複数点のターゲットを含むように設定した探索範囲を望遠鏡で走査し、望遠鏡画像からターゲットを検出し、ターゲットの位置を測距測角する。特許文献2では、三次元スキャナ(以下、スキャナ)を用いて複数ターゲットの自動測定を行う。特許文献2のスキャナは、まずスキャン走査で測定対象物の三次元形状データ(点群データ)を取得し、複数のターゲットを検出する。次に、ターゲットをスキャンし、ターゲットの位置を測距測角する。   In contrast, in Patent Document 1, a plurality of targets are automatically measured using a surveying instrument. The surveying instrument of Patent Literature 1 scans a search range set to include a plurality of targets with a telescope, detects the target from the telescope image, and measures the range of the target position. In Patent Document 2, a plurality of targets are automatically measured using a three-dimensional scanner (hereinafter referred to as a scanner). The scanner of Patent Document 2 first acquires three-dimensional shape data (point cloud data) of a measurement object by scan scanning, and detects a plurality of targets. Next, the target is scanned, and the range of the target is measured.

特許第5623226号Japanese Patent No. 5623226 特許第5081014号Japanese Patent No. 5081014

しかし、特許文献1では、望遠鏡画像からターゲットを検出するため、視野が狭く、撮像フレームレートも低いため、ターゲット探索に時間がかかっていた。特許文献2では、ターゲット探索後にスキャナで測定を行うため、高精度な測定を望む場合はスキャン密度を上げる必要があり、測定に時間がかかっていた。   However, in Patent Document 1, since the target is detected from the telescope image, the field of view is narrow and the imaging frame rate is low. In Patent Document 2, since the measurement is performed by the scanner after the target search, it is necessary to increase the scan density when high-precision measurement is desired, and the measurement takes time.

本発明は、広範囲に複数設置されたターゲットの位置を、短時間かつ高精度に測定することのできる測量装置および測定方法を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a surveying apparatus and a measuring method capable of measuring the positions of a plurality of targets installed in a wide range in a short time with high accuracy.

上記課題を解決するために、本発明のある態様の測量装置は、ターゲットに送光した測距光を受光してターゲットの位置を測距しかつ前記ターゲットの測角を行う測量機と、少なくとも一軸回転軸周りにスキャン光を走査し点群データを取得するスキャナと、を備え、前記スキャナの受光光量から検出された一以上のターゲットの概略位置を前記測量機で測距および測角することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a surveying apparatus according to an aspect of the present invention includes a surveying instrument that receives ranging light transmitted to a target, measures the position of the target, and measures the angle of the target. A scanner that scans scanning light around a uniaxial rotation axis to acquire point cloud data, and measures and measures the approximate position of one or more targets detected from the amount of light received by the scanner with the surveying instrument. It is characterized by.

上記態様において、前記測量機の筐体は水平方向に回転可能な回転軸を有し、前記スキャナは前記筐体と一体に水平回転し、前記スキャン光を鉛直方向に走査するのも好ましい。   In the above aspect, it is also preferable that the housing of the surveying instrument has a rotating shaft that can rotate in the horizontal direction, and the scanner rotates horizontally with the housing to scan the scanning light in the vertical direction.

上記態様において、前記測量機による測定時に、前記スキャナの前記受光光量および/またはデータ像の大きさを参照して、前記ターゲットの種類を判定するのも好ましい。   In the above aspect, it is also preferable to determine the type of the target with reference to the received light amount of the scanner and / or the size of the data image at the time of measurement by the surveying instrument.

上記態様において、前記スキャナで前記ターゲットの概略位置を検出した時に、該ターゲットの概略位置を基準点として保存し、異なる器械点で得られた複数の前記点群データを前記基準点で合わせて重畳するのも好ましい。   In the above aspect, when the approximate position of the target is detected by the scanner, the approximate position of the target is stored as a reference point, and a plurality of the point group data obtained at different instrument points are combined and overlapped at the reference point. It is also preferable to do this.

上記態様において、前記スキャナは外部端末から指示が可能であるのも好ましい。   In the above aspect, it is preferable that the scanner can be instructed from an external terminal.

上記態様において、前記測量装置はさらに可視光レーザポインタを備え、前記測量機による測定終了後に前記スキャナの走査を再実行し、ターゲットが検出された場合は、前記レーザポインタを前記ターゲットの検出位置に照射するのも好ましい。   In the above aspect, the surveying apparatus further includes a visible light laser pointer, and after the measurement by the surveying instrument is completed, the scanner scan is performed again. When the target is detected, the laser pointer is set to the target detection position. Irradiation is also preferred.

上記態様において、前記測量機による測定終了後に前記スキャナの走査を再実行し、ターゲットが検出された場合は、作業者に警告を出すのも好ましい。   In the above aspect, it is preferable that the scanner is re-executed after the measurement by the surveying instrument is completed and a warning is given to the operator when the target is detected.

上記課題を解決するために、本発明のある態様の測量方法は、上記態様のいずれかに記載の測量装置を用いて、前記スキャナで探索範囲を走査する探索ステップと、前記スキャナの受光光量から一以上のターゲットの概略位置を求めるターゲット検出ステップと、前記測量機で前記概略位置を自動視準し前記ターゲットを測距および測角する測定ステップと、を有することを特徴とする。   In order to solve the above problem, a surveying method according to an aspect of the present invention includes a search step of scanning a search range with the scanner using the surveying device according to any of the above aspects, and a received light amount of the scanner. And a target detecting step for obtaining an approximate position of one or more targets, and a measuring step for automatically collimating the approximate position with the surveying instrument to measure and measure the angle of the target.

本発明の測量装置および測定方法によれば、広範囲に複数設置されたターゲットの位置を、短時間かつ高精度に測定することができる。   According to the surveying apparatus and the measuring method of the present invention, the positions of a plurality of targets installed in a wide range can be measured in a short time with high accuracy.

実施の形態に係る測量装置の外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the surveying instrument which concerns on embodiment. 実施の形態に係る測量装置の構成ブロック図である。1 is a configuration block diagram of a surveying apparatus according to an embodiment. 実施の形態に係るスキャナの構成ブロック図である。FIG. 3 is a configuration block diagram of a scanner according to an embodiment. 実施の形態に係る測量装置を用いた測量方法のフローチャートである。It is a flowchart of the surveying method using the surveying apparatus which concerns on embodiment. 図1のスキャナで得られた点群データの一部分を示す図である。It is a figure which shows a part of point cloud data obtained with the scanner of FIG.

次に、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。   Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は実施の形態に係る測量装置の外観斜視図である。図1における符号1が、本形態に係る測量装置である。測量装置1は、測量機2と、スキャナ22を有する。   FIG. 1 is an external perspective view of a surveying instrument according to an embodiment. Reference numeral 1 in FIG. 1 is a surveying apparatus according to the present embodiment. The surveying apparatus 1 has a surveying instrument 2 and a scanner 22.

測量機2は、いわゆるモータドライブトータルステーションであり、三脚を用いて既知の点に据え付けられている。測量機2は、下方から、整準部と、整準部の上に設けられた基盤部と、該基盤部上を水平方向回転軸H-H周りに回転する筐体2bと、筐体2bの中央で鉛直方向回転軸V-V周りに回転する望遠鏡2aと、を有する。また、符号9−1,9−2,9−3,・・・,9−nはそれぞれ、測定点に設置されたターゲット(プリズムや反射シート)である。なお、以降の記載において、位置を指定しない場合のターゲットの符号は9−nを使用する。   The surveying instrument 2 is a so-called motor drive total station, and is installed at a known point using a tripod. The surveying instrument 2 includes, from below, a leveling unit, a base part provided on the leveling part, a case 2b that rotates about the horizontal rotation axis HH on the base part, and a case 2b A telescope 2a that rotates about the vertical rotation axis VV at the center of the center. Reference numerals 9-1, 9-2, 9-3,..., 9-n denote targets (prisms and reflection sheets) installed at measurement points. In the following description, 9-n is used as the target code when no position is specified.

図2は測量装置1の構成ブロック図である。測量装置1は、水平角検出器11と、鉛直角検出器12と、水平回転駆動部13と、鉛直回転駆動部14と、表示部15と、操作部16と、演算制御部17と、追尾部18と、測距部19と、記憶部20と、音声出力部21と、スキャナ22とを備える。   FIG. 2 is a configuration block diagram of the surveying apparatus 1. The surveying instrument 1 includes a horizontal angle detector 11, a vertical angle detector 12, a horizontal rotation drive unit 13, a vertical rotation drive unit 14, a display unit 15, an operation unit 16, an arithmetic control unit 17, and a tracking. A unit 18, a distance measuring unit 19, a storage unit 20, an audio output unit 21, and a scanner 22 are provided.

水平回転駆動部13と鉛直回転駆動部14はモータであり、演算制御部17に制御されて、それぞれ水平方向回転軸H−Hと鉛直方向回転軸V-Vを駆動する。測量機2では、筐体2bの水平回転と望遠鏡2aの鉛直回転の協働により、望遠鏡2aから測距光(または追尾光)が出射される。   The horizontal rotation drive unit 13 and the vertical rotation drive unit 14 are motors, and are controlled by the calculation control unit 17 to drive the horizontal rotation axis HH and the vertical rotation axis VV, respectively. In the surveying instrument 2, distance measuring light (or tracking light) is emitted from the telescope 2a by the cooperation of the horizontal rotation of the housing 2b and the vertical rotation of the telescope 2a.

水平角検出器11と鉛直角検出器12は、回転円盤、スリット、発光ダイオード、イメージセンサを有するロータリエンコーダである。水平角検出器11は水平方向回転軸H−H(図1)に対して設けられ筐体2bの水平方向の回転角を検出する。鉛直角検出器12は鉛直方向回転軸V-V(図1)に対して設けられ望遠鏡2aの鉛直方向の回転角を検出する。   The horizontal angle detector 11 and the vertical angle detector 12 are rotary encoders having a rotating disk, a slit, a light emitting diode, and an image sensor. The horizontal angle detector 11 is provided with respect to the horizontal rotation axis HH (FIG. 1) and detects the horizontal rotation angle of the housing 2b. The vertical angle detector 12 is provided with respect to the vertical rotation axis VV (FIG. 1) and detects the vertical rotation angle of the telescope 2a.

表示部15と操作部16は、測量装置1のインターフェースであり、測定作業の指令・設定や作業状況および測定結果の確認などが行える。   The display unit 15 and the operation unit 16 are interfaces of the surveying apparatus 1 and can perform measurement work command / setting, work status, and confirmation of measurement results.

測距部19は、測距光として赤外パルスレーザ光をターゲット9−nに送光する。そして、ターゲット9−nからの反射光を例えばフォトダイオード等の受光部で受光し、測距信号に変換する。図1の符号4は、測距光(または追尾光)の光軸を示している。   The distance measuring unit 19 transmits infrared pulse laser light to the target 9-n as distance measuring light. Then, the reflected light from the target 9-n is received by a light receiving unit such as a photodiode, for example, and converted into a distance measurement signal. Reference numeral 4 in FIG. 1 indicates an optical axis of distance measuring light (or tracking light).

追尾部18は、追尾光として測距光とは異なる波長の赤外レーザ光を送光する。そして、イメージセンサ等の受光部で追尾光を含む風景画像と追尾光を除いた風景画像を取得する。演算制御部17では、両画像の差分からターゲット9−nの位置を検出し、常に望遠鏡2aがターゲット9−nの方向を向くように自動で追尾する。   The tracking unit 18 transmits infrared laser light having a wavelength different from that of the distance measuring light as tracking light. Then, a landscape image including the tracking light and a landscape image excluding the tracking light are acquired by a light receiving unit such as an image sensor. The arithmetic control unit 17 detects the position of the target 9-n from the difference between both images, and automatically tracks so that the telescope 2a always faces the target 9-n.

演算制御部17は、例えばCPU,ROM,RAM等を集積回路に実装したマイクロコントローラであり、回転駆動部13,14を制御し、追尾部18による自動追尾を行い、測距信号の出力を対比処理することで自動視準を行う。また、送光から受光までに光波が発振した回数に基づいて,各ターゲット9−1,9−2,9−3,・・・,9−nの距離を測定し、水平角検出器11と鉛直角検出器12の値から、各ターゲット9−1,9−2,9−3,・・・,9−nの角度を測定して、各ターゲットのX座標,Y座標,Z座標を測定する。記憶部20は、例えばハードディスクドライブであり、上記演算制御のためのプログラムが格納されており、取得した測定データが記憶される。   The arithmetic control unit 17 is a microcontroller in which, for example, a CPU, ROM, RAM, and the like are mounted on an integrated circuit, controls the rotation driving units 13 and 14, performs automatic tracking by the tracking unit 18, and compares the output of the distance measurement signal. Automatic collimation is performed by processing. Further, the distance between the targets 9-1, 9-2, 9-3,..., 9-n is measured based on the number of times the light wave oscillates from light transmission to light reception, and the horizontal angle detector 11 The angle of each target 9-1, 9-2, 9-3,..., 9-n is measured from the value of the vertical angle detector 12, and the X coordinate, Y coordinate, and Z coordinate of each target are measured. To do. The storage unit 20 is, for example, a hard disk drive, and stores a program for the above arithmetic control, and stores acquired measurement data.

音声出力部21は、スピーカであり、演算制御部17の指示に基づいて、音声を出力する。   The audio output unit 21 is a speaker, and outputs audio based on instructions from the calculation control unit 17.

スキャナ22は、三次元レーザスキャナである。図3は実施の形態に係るスキャナ22の構成ブロック図である。スキャナ22は、鉛直角検出器31、鉛直回転駆動部32、回動ミラー33、通信部34、演算制御部35、記憶部36、測距部37、撮像部38を有する。   The scanner 22 is a three-dimensional laser scanner. FIG. 3 is a configuration block diagram of the scanner 22 according to the embodiment. The scanner 22 includes a vertical angle detector 31, a vertical rotation driving unit 32, a rotating mirror 33, a communication unit 34, a calculation control unit 35, a storage unit 36, a distance measuring unit 37, and an imaging unit 38.

回動ミラー33は、鉛直回転駆動部32に駆動されて、図示しない鏡筒を介して、鉛直方向回転軸R-R(図1)周りに回動する。また、回動ミラー33は、スキャナ22の筐体22a(図1)を介して測量機2の水平方向回転軸H-H上に配置されており、スキャナ22の筐体22aと測量機2の筐体2bは一体に水平回転する。   The rotating mirror 33 is driven by the vertical rotation driving unit 32 and rotates around the vertical rotation axis RR (FIG. 1) via a lens barrel (not shown). Further, the rotating mirror 33 is arranged on the horizontal rotation axis HH of the surveying instrument 2 via the casing 22a (FIG. 1) of the scanner 22, and the casing 22a of the scanner 22 and the surveying instrument 2 The housing 2b rotates horizontally as a unit.

測距部37は、スキャン光として赤外パルスレーザ光を、回動ミラー33を用いて、測定対象物に向けて鉛直走査する。そして、例えばフォトダイオード等の受光部でその反射光を受光する。図1の符号5は、ある時間のスキャナ22のスキャン光の光軸を示している。符号10は、その時の照射点(測定位置)を示している。   The distance measuring unit 37 vertically scans infrared pulse laser light as scan light toward the measurement object using the rotating mirror 33. Then, the reflected light is received by a light receiving unit such as a photodiode. Reference numeral 5 in FIG. 1 indicates the optical axis of the scanning light of the scanner 22 at a certain time. Reference numeral 10 indicates an irradiation point (measurement position) at that time.

撮像部38は、多数の画素が平面状に配列されたイメージセンサであり、測距部37のスキャン光から光路分割した光軸を原点としてX-Y座標を想定し、測定対象物の画像データを取得する。該画像データは、テクスチャマッピング等の技術により、点群データに合成可能である。   The imaging unit 38 is an image sensor in which a large number of pixels are arranged in a plane, and assumes XY coordinates with the optical axis obtained by dividing the optical path from the scan light of the distance measuring unit 37 as the origin, and image data of the measurement object To get. The image data can be combined with point cloud data by a technique such as texture mapping.

鉛直角検出器31はエンコーダであり、回動ミラー33の鉛直回転角を検出する。通信部34は、後述する外部端末41からの信号を受信する。   The vertical angle detector 31 is an encoder and detects the vertical rotation angle of the rotating mirror 33. The communication unit 34 receives a signal from the external terminal 41 described later.

演算制御部35は、マイクロコントローラであり、測量機2の演算制御部17と電気的に接続されている。演算制御部35は、鉛直回転駆動部32を制御して、回動ミラー33を介してスキャン光を走査する。鉛直回転駆動部32を制御して回動ミラー33を回動するとともに、水平回転駆動部13の駆動により、パルスレーザを鉛直方向および水平方向に走査する。また、レーザパルスが往復する時間を計測することで,照射点10までの距離を求める。また、自身の鉛直角検出器31と測量機2の水平角検出器11の値から各照射点10の角度を測定する。そして、照射点10の距離,水平角,及び鉛直角から、点群データを得る。また、撮像部38が得た画像データを画像処理する。また、通信部34の通信を制御する。また、測量機2の操作部16から、探索範囲の指定やスキャン開始の指示を受ける。記憶部36は、例えばハードディスクドライブであり、上記演算制御のためのプログラムが格納されており、取得した点群データおよび画像データが記憶される。   The calculation control unit 35 is a microcontroller and is electrically connected to the calculation control unit 17 of the surveying instrument 2. The arithmetic control unit 35 controls the vertical rotation driving unit 32 to scan the scan light via the rotating mirror 33. The vertical rotation drive unit 32 is controlled to rotate the rotation mirror 33, and the pulse laser is scanned in the vertical direction and the horizontal direction by driving the horizontal rotation drive unit 13. Moreover, the distance to the irradiation point 10 is calculated | required by measuring the time which a laser pulse reciprocates. Moreover, the angle of each irradiation point 10 is measured from the value of its own vertical angle detector 31 and the horizontal angle detector 11 of the surveying instrument 2. Then, point cloud data is obtained from the distance, horizontal angle, and vertical angle of the irradiation point 10. The image data obtained by the imaging unit 38 is subjected to image processing. Further, the communication of the communication unit 34 is controlled. In addition, a search range designation and a scan start instruction are received from the operation unit 16 of the surveying instrument 2. The storage unit 36 is, for example, a hard disk drive, and stores a program for the above arithmetic control, and stores the acquired point cloud data and image data.

測量装置1において、水平角検出器11、鉛直角検出器12、水平回転駆動部13、鉛直回転駆動部14、演算制御部17、記憶部20、および音声出力部21は、測量機2の筐体2bに収容され、表示部15と操作部16は筐体2bの外部に設けられている。追尾部18および測距部19は、測量機2の望遠鏡2aに収容されている。スキャナ22は、一例として、図1に示すように、測量機2の望遠鏡2aの上部に固定される。この他に、望遠鏡2aの下部または側部、或いは表示部15の下に配置されてもよい。   In the surveying instrument 1, the horizontal angle detector 11, the vertical angle detector 12, the horizontal rotation drive unit 13, the vertical rotation drive unit 14, the calculation control unit 17, the storage unit 20, and the audio output unit 21 are included in the housing of the surveying instrument 2. The display unit 15 and the operation unit 16 are accommodated in the body 2b, and are provided outside the housing 2b. The tracking unit 18 and the distance measuring unit 19 are accommodated in the telescope 2 a of the surveying instrument 2. As an example, the scanner 22 is fixed to the upper part of the telescope 2a of the surveying instrument 2 as shown in FIG. In addition, the telescope 2a may be disposed below or on the side of the telescope 2a or below the display unit 15.

次に、測量装置1の基本動作について説明する。図4は実施の形態に係る測量装置1を用いた測量方法のフローチャートである。   Next, the basic operation of the surveying apparatus 1 will be described. FIG. 4 is a flowchart of a surveying method using the surveying apparatus 1 according to the embodiment.

測定を開始すると、ステップS1に移行して、測量機2の操作部16から、スキャナ22の探索範囲を指定できる。この時、スキャンピッチも指定可能である。   When measurement is started, the process proceeds to step S1, and the search range of the scanner 22 can be designated from the operation unit 16 of the surveying instrument 2. At this time, the scan pitch can also be specified.

次に、ステップS2に移行して、測量機2の操作部16からスキャン開始を指示する。   Next, the process proceeds to step S <b> 2, and a scan start is instructed from the operation unit 16 of the surveying instrument 2.

次に、ステップS3に移行して、スキャナ22は、ステップS1の探索範囲にスキャン光を走査する。この測定は、スキャナ22で鉛直方向を走査した後、測量機2が水平回転することを繰り返すことにより行われる。または、この逆でもよい。   Next, the process proceeds to step S3, where the scanner 22 scans the scanning light within the search range of step S1. This measurement is performed by repeating the horizontal rotation of the surveying instrument 2 after scanning the vertical direction with the scanner 22. Or the reverse may be sufficient.

次に、ステップS4に移行して、スキャナの演算制御部35は、ステップS1の探索範囲に対し探索が終了したかを判定する。終了していない場合はステップS3に戻る。   Next, proceeding to step S4, the calculation control unit 35 of the scanner determines whether the search has been completed for the search range of step S1. If not completed, the process returns to step S3.

ステップS4が終了した場合は、ステップS5に移行して、スキャナの演算制御部35は、測距部37の受光部からの受光出力に基づき、点群データを作成する。そして、この点群データの光量分布から、ターゲット9−1,9−2,9−3,・・・,9−nの概略位置を抽出する。図5はスキャナ22で得られた点群データの一部分を示す図である。図5に示すように、点群データでは、受光光量の高い点が白点、受光光量が低い点が黒点となって示される。従って、白点を全て含むエリア(一例を黒枠で示している)を抽出し、このエリアをターゲット9−nの概略位置40−nとする。   When step S4 ends, the process proceeds to step S5, where the calculation control unit 35 of the scanner creates point cloud data based on the light reception output from the light receiving unit of the distance measuring unit 37. Then, approximate positions of the targets 9-1, 9-2, 9-3,..., 9-n are extracted from the light quantity distribution of the point group data. FIG. 5 is a view showing a part of the point cloud data obtained by the scanner 22. As shown in FIG. 5, in the point group data, a point with a high received light amount is shown as a white point, and a point with a low received light amount is shown as a black point. Therefore, an area including all white spots (an example is shown by a black frame) is extracted, and this area is set as the approximate position 40-n of the target 9-n.

次に、ステップS6に移行して、スキャナの演算制御部35は、測量機の演算制御部17に、ステップS5で検出した概略位置40−1,40−2,40−3,・・・,40−nの位置情報を送信する。測量機の演算制御部17は、この情報を基に、測量機2の望遠鏡2aを、手動または自動で選択された概略位置40−nのほうへ向ける。   Next, the operation control unit 35 of the scanner proceeds to step S6, and the operation control unit 17 of the surveying instrument instructs the approximate positions 40-1, 40-2, 40-3,. 40-n position information is transmitted. The calculation control unit 17 of the surveying instrument directs the telescope 2a of the surveying instrument 2 toward the approximate position 40-n selected manually or automatically based on this information.

次に、ステップS7に移行して、測量機2は、概略位置40−nを自動視準し、ターゲット9−nの位置を測距測角する。   Next, the process proceeds to step S7, and the surveying instrument 2 automatically collimates the approximate position 40-n and measures the range of the position of the target 9-n.

次に、ステップS8に移行して、ターゲット概略位置40−1,40−2,40−3,・・・,40−nの全てを測定したか判定する。測定し終えてなければ、ステップS6へ戻る。全て測定し終えていれば、ステップS9に移行して、測定を終了する。なお、上記ステップS3が探索ステップ、ステップS5がターゲット検出ステップ、ステップS7が測定ステップである。   Next, the process proceeds to step S8, and it is determined whether all of the target approximate positions 40-1, 40-2, 40-3, ..., 40-n have been measured. If the measurement has not been completed, the process returns to step S6. If all the measurements have been completed, the process proceeds to step S9 and the measurement is terminated. Step S3 is a search step, step S5 is a target detection step, and step S7 is a measurement step.

即ち、測量装置1を用いれば、スキャナ22による高速回転でターゲット探索を行うことができるため、広範囲に複数設置されたターゲット9−1,9−2,9−3,・・・,9−nを、短時間で検出することができる。そして、スキャナ22が抽出したターゲット概略位置40−1,40−2,40−3,・・・,40−nを、測量機2によって自動で順次視準し測定することができるため、スキャナ22による測定よりも、短時間で測定を終えることができる。   That is, if the surveying instrument 1 is used, the target search can be performed at a high speed by the scanner 22, so that a plurality of targets 9-1, 9-2, 9-3,. Can be detected in a short time. Since the target approximate positions 40-1, 40-2, 40-3,..., 40-n extracted by the scanner 22 can be automatically and sequentially collimated and measured by the surveying instrument 2, the scanner 22 The measurement can be completed in a shorter time than the measurement by.

また、スキャナ22でターゲット9−nを測定する場合は、スキャナ22はターゲット9−nを「点」で測定しているので、ターゲット中心の水平角および鉛直角は反射光の分布から求めることになる。このため、照射点10の密度が少ないとターゲット9−nの角度を正確に求め難い。一方で、スキャン密度を上げると、その分測定に時間がかかってしまう。これに対し、測量装置1では、測量機2によって測角を行うので、スキャナ22で測角するよりも、ターゲット9−1,9−2,9−3,・・・,9−nの三次元位置を高精度で求められる。   When the target 9-n is measured by the scanner 22, the scanner 22 measures the target 9-n at “points”, and therefore the horizontal angle and vertical angle of the target center are obtained from the distribution of reflected light. Become. For this reason, when the density of the irradiation points 10 is small, it is difficult to accurately obtain the angle of the target 9-n. On the other hand, if the scan density is increased, the measurement takes time. On the other hand, in the surveying instrument 1, since the angle is measured by the surveying instrument 2, the tertiary of the targets 9-1, 9-2, 9-3,. The original position can be obtained with high accuracy.

上記実施の形態の好適な変形例を挙げる。上記ステップS7の測定の際に、測量機の演算制御部17は、スキャナ22が抽出したターゲットの種類を判定してもよい。即ち、スキャナ22で実測された受光光量とターゲット像のサイズを、測量機2で得られた距離での理論値での受光光量とサイズと比較し、両方またはいずれかが十分異なる場合には、スキャナ22が抽出したものはターゲット9−nとは異なると判定する。また、受光光量とサイズの比較考量により、ターゲット9−nの種類(プリズム,反射シート)を判定することもできる。スキャナ22が抽出したものが設置したターゲット9−nではないと判定された場合は、測量機2は、その抽出点については測定を行わないようにする。これにより、スキャナ22によるターゲット検出に誤りがあっても、測量機2はターゲット9−nのみを確実に測定することができる。   A preferred modification of the above embodiment will be described. During the measurement in step S7, the calculation control unit 17 of the surveying instrument may determine the type of target extracted by the scanner 22. That is, when the received light quantity actually measured by the scanner 22 and the size of the target image are compared with the received light quantity and size at the theoretical value at the distance obtained by the surveying instrument 2, if both or any of them are sufficiently different, It is determined that the one extracted by the scanner 22 is different from the target 9-n. Further, the type (prism, reflection sheet) of the target 9-n can be determined based on a comparative consideration of the amount of received light and the size. When it is determined that what is extracted by the scanner 22 is not the installed target 9-n, the surveying instrument 2 does not perform measurement for the extraction point. Thereby, even if there is an error in target detection by the scanner 22, the surveying instrument 2 can reliably measure only the target 9-n.

別の変形例を挙げる。測量装置1は、タイポイント法による測量に使用されるのが好適である。タイポイント測量では、広範囲の測定対象物の画像を作成する際、複数の異なる器械点から画像を取得し、かつ隣接する2画像をオーバラップさせて取得し、オーバラップした部分で2画像に共通な基準点を抽出し、該基準点で2画像を重ね合わせて画像合成する。従来では、タイポイント測量にはスキャナを用いるのが一般的であり、まずスキャナで点群データを測定する走査を行い、基準点ターゲットを自動検出した後、スキャンエリアの再設定かつスキャン密度を上げて再度ターゲットを走査し、ターゲットの位置を測定していた。   Another modification is given. The surveying apparatus 1 is preferably used for surveying by the tie point method. In tie point surveying, when creating an image of a wide range of measurement objects, images are acquired from a plurality of different instrument points, and two adjacent images are acquired in an overlapping manner. A reference point is extracted, and two images are superimposed on the reference point to compose an image. Conventionally, it is common to use a scanner for tie point surveying. First, the scanner scans the point cloud data, automatically detects the reference point target, then resets the scan area and increases the scan density. The target was scanned again to measure the position of the target.

これに対し、測量装置1では、記憶部36または記憶部20に、上記ステップS6で得たターゲット概略位置40−1,40−2,40−3,・・・,40−nの位置情報をタイポイント法の基準点として保存しておけば、点群データの測定と基準点ターゲットの探索をスキャナ22で一回の走査で行うことができ、基準点のターゲットの測定は測量機2で自動で行うことができるから、三次元点群マップを作る作業効率が格段に向上する。   On the other hand, in the surveying instrument 1, the storage unit 36 or the storage unit 20 stores the position information of the target approximate positions 40-1, 40-2, 40-3,..., 40-n obtained in step S6. If saved as a reference point for the tie point method, the point cloud data can be measured and the reference point target can be searched in a single scan with the scanner 22, and the reference point target is automatically measured by the surveying instrument 2. Therefore, the work efficiency of creating a three-dimensional point cloud map is greatly improved.

また別の変形例を挙げる。測量装置1は、通信部34を備えているから、上記ステップS1〜S2において、例えばターゲット9−n側にある外部端末(例えば、携帯電話,スマートフォン,タブレット等)から、探索範囲やスキャンの開始を指示されてもよい。従来技術で見られる構成に、ターゲットに光出射装置を追加して、測量機に検知されるようにターゲット側から光を出射する構成や、測量機にビーム出射装置を追加して、測量機からビームを出射してターゲットの概略位置を検出する構成があるが、測量装置1では、スキャナ22によりターゲット探索を行えるので、このようなターゲット検出用の専用装置を設けなくてよい。また、外部端末から走査の指示を可能にすることで、作業効率も向上する。   Another modification is given. Since the surveying instrument 1 includes the communication unit 34, in steps S <b> 1 to S <b> 2, for example, a search range or start of scanning from an external terminal (for example, a mobile phone, a smartphone, a tablet, or the like) on the target 9 -n side. May be instructed. In addition to the configuration found in the prior art, a light emitting device is added to the target and light is emitted from the target side so that it is detected by the surveying instrument, or a beam emitting device is added to the surveying instrument and There is a configuration in which the approximate position of the target is detected by emitting a beam. However, since the surveying apparatus 1 can perform a target search by the scanner 22, it is not necessary to provide such a dedicated apparatus for detecting the target. Further, by enabling scanning from an external terminal, work efficiency is improved.

さらに別の変形例を挙げる。測量装置1は、上記ステップS9で測定を終了した後、自動または手動の指示でステップS2に戻り、ステップS2〜S5を再実行し、ターゲットの回収忘れを検出するのも好ましい。このときのステップS5でターゲット9−nが検出された場合は、測量機の演算制御部17は、表示部15に警告を出したり、音声出力部21から警告音を発するようにする。これにより、測定終了後、設置したターゲットが現場に残されていないか確認することができる。また、測量装置1は、さらに可視光レーザポインタを備えるのも好ましい。このレーザポインタは、例えば図1の構成であれば、測量機2本体の下部に設ける。これにより、測量装置1は、回収忘れのターゲット9−nを検出した場合は、ターゲット9−nの概略位置40−nをレーザポインタで照射して、その位置を作業者に指示することができる。このとき、レーザポインタを揺動させることで、作業者がより認識しやすいようにしてもよい。   Still another modification will be described. It is also preferable that the surveying instrument 1 returns to step S2 with an automatic or manual instruction after completing the measurement in step S9, and re-executes steps S2 to S5 to detect forgetting to collect the target. When the target 9-n is detected in step S5 at this time, the calculation control unit 17 of the surveying instrument issues a warning to the display unit 15 or a warning sound from the voice output unit 21. Thereby, it can be confirmed whether the installed target is not left on the site after the measurement is completed. Moreover, it is preferable that the surveying instrument 1 further includes a visible light laser pointer. If this laser pointer is the structure of FIG. 1, for example, it is provided in the lower part of the surveying instrument 2 main body. Thereby, the surveying instrument 1 can irradiate the rough position 40-n of the target 9-n with the laser pointer and detect the position to the operator when the target 9-n forgotten to be recovered is detected. . At this time, the operator may be more easily recognized by swinging the laser pointer.

なお、上記の各形態において、スキャナの演算制御部35を測量機の演算制御部17に統合して、全て測量機の演算制御部17で制御が行えるように構成してもよい。また、スキャナ22は、鉛直方向回転軸R-Rの一軸周りに回転する形態を示したが、例えばスキャナ筐体22aに下部ケーシングを設け、該下部ケーシングに測量機2の水平方向回転軸H-Hと同軸の水平方向回転軸を設けて、二軸方向に回転するように構成してもよい。   In each of the above embodiments, the calculation control unit 35 of the scanner may be integrated with the calculation control unit 17 of the surveying instrument so that the control can be performed by the calculation control unit 17 of the surveying instrument. The scanner 22 has been shown to rotate around one axis of the vertical rotation axis RR. For example, a scanner casing 22a is provided with a lower casing, and the lower casing has a horizontal rotation axis H- of the surveying instrument 2. A horizontal rotation axis coaxial with H may be provided so as to rotate in the biaxial direction.

以上、本発明の好ましい測量装置について、実施の形態および変形例を述べたが、各形態および各変形を当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。   The preferred embodiments of the surveying instrument of the present invention and the modifications thereof have been described above. However, the embodiments and modifications can be combined based on the knowledge of those skilled in the art, and such forms are also within the scope of the present invention. include.

1 測量装置
2 測量機
2a 望遠鏡
2b 筐体
9−1,9−2,・・・9−n ターゲット
11 水平角検出器
12 鉛直角検出器
17 演算制御部
19 測距部
22 スキャナ
40−1,40−2,・・・40−n ターゲットの概略位置
41 外部端末
H−H 測量機の水平方向回転軸
R−R スキャナの回転軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surveying apparatus 2 Surveying instrument 2a Telescope 2b Case 9-1, 9-2, ... 9-n Target 11 Horizontal angle detector 12 Vertical angle detector 17 Calculation control part 19 Distance measuring part 22 Scanner 40-1, 40-2,... 40-n Target approximate position 41 External terminal HH Surveying instrument horizontal rotation axis RR Scanner rotation axis

Claims (8)

ターゲットに送光した測距光を受光してターゲットの位置を測距し、かつ前記ターゲットの測角を行う測量機と、
少なくとも一軸回転軸周りにスキャン光を走査し、点群データを取得するスキャナと、を備え、
前記スキャナの受光光量から検出された一以上のターゲットの概略位置を前記測量機で測距および測角することを特徴とする測量装置。
A surveying instrument that receives the distance measuring light transmitted to the target, measures the position of the target, and measures the angle of the target;
A scanner that scans scanning light around at least one axis of rotation and acquires point cloud data, and
A surveying apparatus, wherein the surveying instrument measures and measures the approximate position of one or more targets detected from the amount of light received by the scanner.
前記測量機の筐体は水平方向に回転可能な回転軸を有し、
前記スキャナは前記筐体と一体に水平回転し、前記スキャン光を鉛直方向に走査することを特徴とする請求項1に記載の測量装置。
The housing of the surveying instrument has a rotating shaft that can rotate in the horizontal direction,
The surveying apparatus according to claim 1, wherein the scanner horizontally rotates integrally with the housing and scans the scan light in a vertical direction.
前記測量機による測定時に、前記スキャナの前記受光光量および/またはデータ像の大きさを参照して、前記ターゲットの種類を判定することを特徴とする請求項1または2に記載の測量装置。
3. The surveying apparatus according to claim 1, wherein the type of the target is determined by referring to the received light amount of the scanner and / or the size of the data image at the time of measurement by the surveying instrument.
前記スキャナで前記ターゲットの概略位置を検出した時に、該ターゲットの概略位置を基準点として保存し、異なる器械点で得られた複数の前記点群データを前記基準点で合わせて重畳することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の測量装置。
When the approximate position of the target is detected by the scanner, the approximate position of the target is stored as a reference point, and a plurality of the point group data obtained at different instrument points are combined and overlapped at the reference point. The surveying device according to claim 1.
前記スキャナは外部端末から指示が可能であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の測量装置。
The surveying apparatus according to claim 1, wherein the scanner can be instructed from an external terminal.
前記測量装置はさらに可視光レーザポインタを備え、
前記測量機による測定終了後に前記スキャナの走査を再実行し、ターゲットが検出された場合は、前記レーザポインタを前記ターゲットの検出位置に照射することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の測量装置。
The surveying instrument further comprises a visible laser pointer,
The scanning of the scanner is re-executed after the measurement by the surveying instrument is completed, and when the target is detected, the laser pointer is irradiated to the detection position of the target. The surveying instrument described.
前記測量機による測定終了後に前記スキャナの走査を再実行し、ターゲットが検出された場合は、作業者に警告を出すことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の測量装置。
The surveying apparatus according to claim 1, wherein after the measurement by the surveying instrument is completed, the scanning of the scanner is re-executed, and a warning is given to an operator when a target is detected.
請求項1〜7のいずれかに記載の測量装置を用いて、
前記スキャナで探索範囲を走査する探索ステップと、
前記スキャナの受光光量から一以上のターゲットの概略位置を求めるターゲット検出ステップと、
前記測量機で前記概略位置を自動視準し前記ターゲットを測距および測角する測定ステップと、
を有することを特徴とする測定方法。
Using the surveying instrument according to any one of claims 1 to 7,
A search step of scanning a search range with the scanner;
A target detection step for obtaining an approximate position of one or more targets from the amount of light received by the scanner;
A measurement step of automatically collimating the approximate position with the surveying instrument to measure the range and angle of the target;
A measuring method characterized by comprising:
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