JP2019052864A - Core coordinate measurement device and core coordinate measurement method - Google Patents

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Abstract

To provide a core coordinate measurement device and a core coordinate measurement method for easily and accurately measuring a core coordinate of a column being a measurement object.SOLUTION: A survey point measurement section 202 measures a coordinate of a front center survey point by a non-prism mode of a surveying machine. A vector calculation section 203 calculates a columnar direction unit vector. An angle calculation section 204 calculates an angle formed by a collimating direction unit vector from a mechanical point of the survey machine to the front center survey point and the columnar direction unit vector. A first rear surface point calculation section 205 calculates a coordinate of a first rear surface center point that is extended in a direction of the collimating direction unit vector from the front center survey point so as to be crossed with a rear surface of a column. A second rear surface point calculation section 206 calculates a coordinate of a second rear surface center point that is extended in a direction vertical to a direction of the columnar direction unit vector from the front center survey point so as to be crossed with the rear surface of the column. A core coordinate calculation section 207 calculates a coordinate of a core of the column at the front center survey point on the basis of a coordinate of the front center survey point and a coordinate of the second rear surface center point.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、芯座標計測装置及び芯座標計測方法に関する。   The present invention relates to a core coordinate measuring apparatus and a core coordinate measuring method.

従来より、測定対象物の3次元座標(単に、座標ともいう)を計測するために、測量機(トータルステーション)が用いられている。測量機は、専用のターゲット(例えば、反射プリズム)を視準することで、ターゲットが設置された測定対象物の座標を計測するプリズムモードと、専用のターゲットを用いずに測量機の望遠鏡で視準した測定対象物の座標を計測するノンプリズムモードとを有する。一般的に、プリズムモードでは、ノンプリズムモードよりも測定精度が高いため、高精度の座標が求められる場合は、プリズムモードが用いられる。   Conventionally, a surveying instrument (total station) has been used to measure three-dimensional coordinates (also simply referred to as coordinates) of an object to be measured. The surveying instrument collimates a dedicated target (for example, a reflecting prism) to measure the coordinates of the measurement object on which the target is installed, and the surveying instrument telescope without using the dedicated target. And a non-prism mode for measuring the coordinates of the measured object. In general, the prism mode has higher measurement accuracy than the non-prism mode. Therefore, the prism mode is used when highly accurate coordinates are required.

しかしながら、プリズムモードでは、計測の前段階でターゲットを測定対象物に設置する必要がある。そのため、手間が掛かるとともに、ターゲットの設置位置のズレが生じる可能性がある。更に、測定対象物が高所である場合、測量者がターゲットを設置し難いという課題がある。   However, in the prism mode, it is necessary to set the target on the measurement object before the measurement. For this reason, it takes time and there is a possibility that the target installation position may be shifted. Furthermore, when the measurement object is high, there is a problem that it is difficult for the surveyor to install the target.

そこで、ノンプリズムモードで測定対象物の座標を計測する技術が存在する。例えば、特開2014−020060号公報(特許文献1)には、測定対象物にターゲットを設置せずに、1台の測量機で測定対象物の3次元座標を計測するシステムが開示されている。このシステムは、測定対象物である杭表面の左右両縁の中央に存在する表面中央線上の2つの表面中央点のそれぞれを視準し、測量機のノンプリズムモードで測距し、2点の表面中央点の3次元座標をそれぞれ計測する。そして、2点の表面中央点の3次元座標を用いて、杭の芯座標を算出する。杭の芯座標を算出する場合、測量者が、測量機で表面中央点の3次元座標を計測した際に、測量機の望遠鏡に見える杭画像の中央を、望遠鏡の焦点板に描かれている参照スケールの中央に合わせ、杭画像の左右両縁が参照スケールの中心から等距離に現れるように望遠鏡を調整し、調整後に杭画像の左右両端に対応する参照スケールのスケール値を読み取り、システムに入力する。スケール値は、予め用意された関数又はテーブルにより表面中央点の視角(2α)に変換される。そして、表面中央点の3次元座標のうち、機械基準点から表面中央点までの距離L及び仰角θと、変換された視角αと、予め定義された数式とを用いて表面中央点に対応する杭の芯座標を算出する。これにより、1台の測量機でノンプリズムモードにより杭の芯座標を算出し、正確に直杭及び斜杭の傾斜を管理することが出来るとしている。   Therefore, there is a technique for measuring the coordinates of the measurement object in the non-prism mode. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2014-020060 (Patent Document 1) discloses a system that measures the three-dimensional coordinates of a measurement object with a single surveying instrument without installing a target on the measurement object. . This system collimates each of the two surface center points on the surface center line existing at the center of the left and right edges of the pile surface, which is the object to be measured, and measures the distance in the non-prism mode of the surveying instrument. The three-dimensional coordinates of the surface center point are each measured. Then, the core coordinates of the pile are calculated using the three-dimensional coordinates of the two surface center points. When calculating the core coordinates of the pile, when the surveyor measures the three-dimensional coordinates of the surface center point with the surveying instrument, the center of the pile image that appears to be the telescope of the surveying instrument is drawn on the focusing screen of the telescope Adjust the telescope so that the left and right edges of the stake image appear equidistant from the center of the reference scale according to the center of the reference scale, and after adjustment, read the scale values of the reference scale corresponding to the left and right ends of the stake image. input. The scale value is converted into the viewing angle (2α) of the surface center point by a function or table prepared in advance. Then, among the three-dimensional coordinates of the surface center point, the distance L from the machine reference point to the surface center point, the elevation angle θ, the converted viewing angle α, and the predefined mathematical formula are used to correspond to the surface center point. Calculate the core coordinates of the pile. As a result, a single surveying instrument can calculate the core coordinates of the piles in the non-prism mode, and accurately manage the inclination of the straight piles and the inclined piles.

又、特開2017−102099号公報(特許文献2)には、光学装置が開示されている。この光学装置は、光学装置の基準点の座標と、左右の基準マーク(例えば、縦線)の一方を円筒構造物の縁に一致させるとともに望遠鏡光軸を円筒構造物の表面上に位置させた状態で、光軸上に見える円筒構造物上の視準点の座標と、光軸から基準マークまでの開き角を用いて、円筒構造物の中心座標を計算する。これにより、大径円筒構造物の中心座標を求めることが出来るとしている。   Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2017-102099 (Patent Document 2) discloses an optical device. In this optical device, the coordinates of the reference point of the optical device and one of the left and right reference marks (for example, vertical lines) are aligned with the edge of the cylindrical structure, and the optical axis of the telescope is positioned on the surface of the cylindrical structure. In this state, the center coordinates of the cylindrical structure are calculated using the coordinates of the collimation point on the cylindrical structure visible on the optical axis and the opening angle from the optical axis to the reference mark. Thereby, the center coordinates of the large-diameter cylindrical structure can be obtained.

又、特開2000−321060号公報(特許文献3)には、測量における円柱形状地物の測定方法が開示されている。この測定方法は、円柱形状地物の幅方向中心の表面における観測点を測距測角儀により視準し、内法となる斜距離Dを求めるとともに、計算により内法水平距離HDを求めた後、測距測角儀により円柱形状地物の接線t方向を視準することにより、該接線までの水平角Hθ2を求めると共に、計算により円柱形状地物の半径rを求める。そして、測距測角儀と円柱形状地物の水平中心点の間における目的水平距離HDOと、測距測角儀と円柱形状地物の斜中心点の間における目的斜距離DOを求める。これにより、電柱や樹木等の円柱形状地物の中心までの目的水平距離、目的斜距離、円柱形状地物の測定座標点の座標を簡単容易かつ正確に測定出来るとしている。   Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-321060 (Patent Document 3) discloses a method for measuring a cylindrical feature in surveying. In this measuring method, an observation point on the surface of the center of the cylindrical shape in the width direction is collimated by a ranging finder, and an oblique distance D as an internal method is obtained, and an internal horizontal distance HD is obtained by calculation. Then, by collimating the tangent t direction of the cylindrical feature with a distance measuring finder, the horizontal angle Hθ2 up to the tangent is obtained and the radius r of the cylindrical feature is obtained by calculation. Then, a target horizontal distance HDO between the distance measuring horn and the horizontal center point of the cylindrical feature and a target oblique distance DO between the distance measuring horn and the oblique center point of the cylindrical feature are obtained. Accordingly, the target horizontal distance to the center of the cylindrical feature such as a utility pole or a tree, the target oblique distance, and the coordinates of the measurement coordinate point of the cylindrical feature can be easily and accurately measured.

又、特開2003−106838号公報(特許文献4)には、測量機が開示されている。この測量機Tsは、直接観測できない円柱Cの中心点Ptの位置を求める場合に、円柱Cの両側端P1およびP2に対してそれぞれ測角のみを行い、両側端P1およびP2を除く任意の1つの測定点Pに対して測角および測距を行う。そして、測量機Tsは、測定点Pまでの距離Dおよび測定点Pの水平角Tp=(T1+t)と、左側端P1の水平角T1および右側端P2の水平角T2=(T1+t2)とによって、円柱Cの中心点Ptの位置を算出する。これにより、円柱の中心点位置を正確に求めることが出来るとしている。   JP-A-2003-106838 (Patent Document 4) discloses a surveying instrument. When the position of the center point Pt of the cylinder C that cannot be directly observed is obtained, the surveying instrument Ts performs only angle measurement on both side ends P1 and P2 of the cylinder C, and any one except for both side ends P1 and P2. Angle measurement and distance measurement are performed on two measurement points P. Then, the surveying instrument Ts uses the distance D to the measurement point P and the horizontal angle Tp = (T1 + t) of the measurement point P, and the horizontal angle T1 of the left end P1 and the horizontal angle T2 = (T1 + t2) of the right end P2. The position of the center point Pt of the cylinder C is calculated. Thereby, the center point position of the cylinder can be accurately obtained.

又、特開2013−217807号公報(特許文献5)には、レーザ測量装置が開示されている。このレーザ測量装置1は、電柱2の左右の端に視準を合わせて、測角し、この測角された2つの角度から、その中心角度を計算し、この角度に視準を合わせて、測距する。次に、レーザ測量装置1は、測距された距離データと測角データから、電柱2の半径を計算し、更に、同じ方向で、電柱2の他の箇所を測距し、これらの差から、電柱2の傾きや変位量を計算する。構造物の角は、その角の再先端に、レーザ測量装置1が視準を合わせて測角し、その後、角の再先端より内側に視準を移動させて測距する。これにより、電柱や煙突等の円筒構造物の傾き、曲がり具合の状態、構造物の角等を適正に測量出来るとしている。   Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-217807 (Patent Document 5) discloses a laser surveying apparatus. This laser surveying instrument 1 measures the angle by collimating the left and right ends of the utility pole 2, calculates the center angle from the two angles measured, aligns the collimation to this angle, Measure distance. Next, the laser surveying device 1 calculates the radius of the utility pole 2 from the distance data and the angle measurement data that have been measured, and further measures the distance of other parts of the utility pole 2 in the same direction, and from these differences The inclination and displacement amount of the utility pole 2 are calculated. The angle of the structure is measured by the laser surveying instrument 1 at the re-tip of the corner, and the distance is measured by moving the collimator to the inside of the re-tip of the corner. Thereby, it is supposed that the inclination of the cylindrical structure such as the electric pole and the chimney, the state of the bending, the corner of the structure, etc. can be appropriately measured.

特開2014−020060号公報JP 2014-020060 A 特開2017−102099号公報JP 2017-102099 A 特開2000−321060号公報JP 2000-32060 A 特開2003−106838号公報JP 2003-106838 A 特開2013−217807号公報JP 2013-217807 A

しかしながら、特許文献1の技術では、測量者が、杭画像の中央を参照スケールの中央に合わせて、参照スケールのスケール値を目視で読み取る必要があり、スケール値の読取に人的な測定誤差が生じる可能性がある。例えば、図18に示すように、参照スケール1800を目視で読み取る場合、参照スケール1800が複数の同心円を有することから、複数の同心円と杭画像1801の左右両縁1801a、1801bとが目視で紛らわしく、スケール値nの読み間違えが生じ易い。例えば、測量者がスケール値nを第一のスケール値n1と読むか、これよりも1メモリ幅だけ大きい第二のスケール値n2と読むかで、計算される視角2α(開き角)が、第一の視角2α1又はこれよりも大きい第二の視角2α2となり、計算される杭1802の半径rは、第一の半径r1又はこれよりも大きい第二の半径r2となる。このように、目視による1メモリ幅の読み間違えにより、算出される杭1802の半径rが変動し、結局、最終的な杭1802の芯座標の測定誤差が増大するという課題がある。又、参照スケール1801は、1メモリ幅を細かい程、計算される視角2α(開き角)の精度を向上させることが出来る一方、測量者が参照スケール1801から読み取るスケール値nの数値が細かくなりすぎて、目視での読取が難しくなり、測定精度に限界がある。又、特許文献1の技術では、測量者が参照スケールで杭画像のスケール値を目視で読み取るため、レンズ歪み等の光学的な誤差が生じ易く、杭の芯座標を算出するための複数の数式を用いるため、計算上の誤差が生じる可能性があるという課題がある。   However, in the technique of Patent Document 1, it is necessary for the surveyor to visually read the scale value of the reference scale by aligning the center of the pile image with the center of the reference scale, and there is a human measurement error in reading the scale value. It can happen. For example, as shown in FIG. 18, when the reference scale 1800 is visually read, since the reference scale 1800 has a plurality of concentric circles, the plurality of concentric circles and the left and right edges 1801a and 1801b of the pile image 1801 are visually confused. Misreading of the scale value n is likely to occur. For example, depending on whether the surveyor reads the scale value n as the first scale value n1 or the second scale value n2 larger by 1 memory width than this, the calculated viewing angle 2α (opening angle) is The first viewing angle 2α1 or a larger second viewing angle 2α2 is obtained, and the calculated radius r of the pile 1802 is the first radius r1 or the second radius r2 larger than the first radius r1. As described above, there is a problem in that the radius r of the calculated pile 1802 varies due to a mistake in reading one memory width by visual observation, and eventually the measurement error of the core coordinates of the final pile 1802 increases. Further, the reference scale 1801 can improve the accuracy of the calculated viewing angle 2α (opening angle) as the memory width becomes finer, while the scale value n read by the surveyor from the reference scale 1801 becomes too fine. Therefore, it is difficult to read visually, and there is a limit to measurement accuracy. Moreover, in the technique of patent document 1, since a surveyor reads the scale value of a pile image visually with a reference scale, it is easy to produce optical errors, such as lens distortion, and several numerical formulas for calculating the core coordinate of a pile. Therefore, there is a problem that a calculation error may occur.

特許文献2の技術では、測量者が望遠鏡の基準マークを目視で円筒構造物の左右両縁に一致させる作業が必要である。又、特許文献3の技術は、測量者が測距測角儀で円柱形状地物の接線t方向を目視で視準する作業が必要である。又、特許文献4の技術は、測量者が測量機で円柱の両側端に対してそれぞれ測角のみを目視で測定する作業が必要である。又、特許文献5の技術は、測量者がレーザ測量装置で電柱の左右の端に視準を目視で合わせて測角する作業が必要である。つまり、特許文献2−5の技術では、測量者の目視による人的作業が必要であり、人的な測定誤差が生じ易いという課題がある。   In the technique of Patent Document 2, it is necessary for the surveyor to visually match the reference marks of the telescope with the left and right edges of the cylindrical structure. Further, the technique of Patent Document 3 requires a surveyor to visually collate the tangential t direction of a cylindrical feature with a distance measuring instrument. Moreover, the technique of patent document 4 requires the operation | work which a surveyor measures only an angle measurement visually with respect to the both ends of a cylinder with a surveying instrument. Moreover, the technique of patent document 5 requires the operation | work which a surveyor measures by aligning a collimation visually with the left and right ends of a utility pole with a laser surveying apparatus. That is, the technique of Patent Literature 2-5 requires a human work by a surveyor's visual observation, and there is a problem that human measurement errors are likely to occur.

そこで、本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、測定対象物の円柱(円筒)の芯座標を簡単に、且つ、精度高く計測することが可能な芯座標計測装置及び芯座標計測方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and a core coordinate measuring apparatus and a core that can easily and accurately measure the core coordinates of a column (cylinder) of a measurement object. An object is to provide a coordinate measurement method.

本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、本発明に係る新規な芯座標計測装置及び芯座標計測方法を完成させた。即ち、本発明に係る芯座標計測装置は、測量点測定部と、ベクトル算出部と、角度算出部と、第一の背面点算出部と、第二の背面点算出部と、芯座標算出部と、を備える。測量点測定部は、測量機の望遠鏡から見て、円柱の正面の左右両縁の中央に位置する正面中央測量点の座標を前記測量機のノンプリズムモードにより測定する。ベクトル算出部は、前記円柱の軸方向に沿って平行である円柱方向単位ベクトルを算出する。角度算出部は、前記測量機の機械点から前記正面中央測量点までの視準方向単位ベクトルと前記円柱方向単位ベクトルとのなす角度を算出する。第一の背面点算出部は、前記正面中央測量点の座標と、前記角度と、前記円柱の直径とに基づいて、前記正面中央測量点から前記視準方向単位ベクトルの方向に延長して前記円柱の背面に交わる第一の背面中央点の座標を算出する。第二の背面点算出部は、前記第一の背面中央点の座標と、前記角度と、前記視準方向単位ベクトルとに基づいて、前記正面中央測量点から前記円柱方向単位ベクトルの方向と垂直の方向に延長して前記円柱の背面に交わる第二の背面中央点の座標を算出する。芯座標算出部は、前記正面中央測量点の座標と、前記第二の背面中央点の座標とに基づいて、前記正面中央測量点における前記円柱の芯の座標を算出する。   As a result of extensive research, the present inventor has completed a novel core coordinate measuring apparatus and core coordinate measuring method according to the present invention. That is, a core coordinate measuring apparatus according to the present invention includes a survey point measuring unit, a vector calculating unit, an angle calculating unit, a first back point calculating unit, a second back point calculating unit, and a core coordinate calculating unit. And comprising. The survey point measurement unit measures the coordinates of the front center survey point located at the center of the left and right edges of the front of the cylinder in the non-prism mode of the survey instrument as seen from the telescope of the survey instrument. The vector calculation unit calculates a cylinder direction unit vector that is parallel along the axial direction of the cylinder. The angle calculation unit calculates an angle formed by the collimation direction unit vector from the machine point of the surveying instrument to the front center survey point and the cylindrical direction unit vector. The first back surface point calculation unit extends from the front center survey point in the direction of the collimation direction unit vector based on the coordinates of the front center survey point, the angle, and the diameter of the cylinder. Calculate the coordinates of the first back center point that intersects the back of the cylinder. The second back surface point calculation unit is perpendicular to the direction of the cylindrical direction unit vector from the front center survey point based on the coordinates of the first back surface center point, the angle, and the collimation direction unit vector. The coordinates of the second rear center point extending in the direction of and intersecting the rear surface of the cylinder are calculated. The center coordinate calculation unit calculates the coordinates of the center of the cylinder at the front center survey point based on the coordinates of the front center survey point and the coordinates of the second back center point.

本発明に係る芯座標計測方法は、測量点測定ステップと、ベクトル算出ステップと、角度算出ステップと、第一の背面点算出ステップと、第二の背面点算出ステップと、芯座標算出ステップと、を備える。芯座標計測方法の各ステップは、芯座標計測装置の各部に対応する。   The core coordinate measurement method according to the present invention includes a survey point measurement step, a vector calculation step, an angle calculation step, a first back surface point calculation step, a second back surface point calculation step, a core coordinate calculation step, Is provided. Each step of the core coordinate measuring method corresponds to each part of the core coordinate measuring apparatus.

本発明によれば、測定対象物の円柱の芯座標を簡単に、且つ、精度高く計測することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to measure the core coordinate of the cylinder of a measuring object easily and with high precision.

本発明に係る芯座標計測装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a core coordinate measuring apparatus according to the present invention. 本発明に係る芯座標計測装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the core coordinate measuring apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る芯座標計測方法の実行手順を示すためのフローチャートである。It is a flowchart for showing the execution procedure of the core coordinate measuring method which concerns on this invention. 望遠鏡の撮影画像の基準マークを円柱の正面の左右両縁の中央に移動させる場合の一例を示す図(図4A)と、同心円スケールと十字線スケールの一例を示す図(図4B)と、である。A diagram (FIG. 4A) showing an example of moving a reference mark of a captured image of a telescope to the center of the left and right edges of the front of a cylinder, and a diagram (FIG. 4B) showing an example of a concentric circle scale and a crosshair scale. is there. 円柱が斜杭である場合の正面中央測量点と正面中央補助点との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between a front center surveying point in case a cylinder is a diagonal pile, and a front center auxiliary point. 円柱が斜杭である場合の第一の背面点と第二の背面点と円柱の芯との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the 1st back surface point, 2nd back surface point, and the core of a cylinder when a cylinder is a slant pile. 円柱が鉛直柱である場合の正面中央測量点とZ方向の単位ベクトルとの関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between a front center surveying point in case a cylinder is a vertical pillar, and the unit vector of a Z direction. 円柱が鉛直柱である場合の第一の背面点と第二の背面点と円柱の芯との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the 1st back surface point, 2nd back surface point, and the center of a cylinder when a cylinder is a vertical column. 実施例1において塩ビ管が斜杭である場合の塩ビ管と測量機の一例を示す図(図9A)と、実施例1において望遠鏡の撮影画像の一例を示す図(図9B)と、である。FIG. 9 is a diagram (FIG. 9A) showing an example of a PVC pipe and a surveying instrument when the PVC pipe is a slant pile in Example 1, and a diagram (FIG. 9B) showing an example of a captured image of the telescope in Example 1. . 実施例1において塩ビ管が斜杭である場合の計測結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the measurement result in case Example 1 a PVC pipe is a slant pile. 実施例1において塩ビ管が鉛直柱である場合の塩ビ管と測量機の一例を示す図(図11A)と、実施例1において望遠鏡の撮影画像の一例を示す図(図11B)と、である。FIG. 11 is a diagram (FIG. 11A) illustrating an example of a PVC tube and a surveying instrument when the PVC tube is a vertical column in Example 1, and a diagram (FIG. 11B) illustrating an example of a captured image of a telescope in Example 1. . 実施例1において塩ビ管が鉛直柱である場合の計測結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the measurement result in case Example 1 a PVC pipe is a vertical pillar. 実施例2において大型塩ビ管が斜杭である場合の大型塩ビ管と測量機の一例を示す図(図13A)と、実施例2において望遠鏡の撮影画像の一例を示す図(図13B)と、である。FIG. 13A shows an example of a large PVC pipe and a surveying instrument when the large PVC pipe is a slant pile in Example 2 (FIG. 13A), and FIG. 13B shows an example of a photographed image of a telescope in Example 2; It is. 実施例2において大型塩ビ管が斜杭である場合の計測結果の一例を示す図である。In Example 2, it is a figure which shows an example of the measurement result in case a large-sized polyvinyl chloride pipe is a slant pile. 実施例2において大型塩ビ管が鉛直柱である場合の大型塩ビ管と測量機の一例を示す図(図15A)と、実施例2において望遠鏡の撮影画像の一例を示す図(図15B)と、である。FIG. 15A shows an example of a large PVC pipe and a surveying instrument when the large PVC pipe is a vertical column in Example 2 (FIG. 15A), and FIG. 15B shows an example of a photographed image of a telescope in Example 2; It is. 実施例2において大型塩ビ管が鉛直柱である場合の計測結果の一例を示す図である。In Example 2, it is a figure which shows an example of the measurement result in case a large-sized PVC pipe is a vertical pillar. 望遠鏡の撮影画像から円柱の正面の左右両縁の線を抽出する場合の一例を示す図(図17A)と、円柱の正面の左右両縁の線の中心と撮影画像の基準マークとの差分を算出する場合の一例を示す図(図17B)と、である。FIG. 17A shows an example of extracting lines on the left and right edges of the front of the cylinder from the captured image of the telescope, and the difference between the center of the lines on the left and right edges of the front of the cylinder and the reference mark of the captured image. It is a figure (FIG. 17B) which shows an example in the case of calculating. 従来技術におけるスケール値の読取による人的な測定誤差の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the human measurement error by reading of the scale value in a prior art.

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention. In addition, the following embodiment is an example which actualized this invention, Comprising: The thing of the character which limits the technical scope of this invention is not.

本発明に係る芯座標計測装置1(芯座標計測システムと称しても良い)は、図1に示すように、測量機10と、端末装置11とを備えている。又、測定対象物として円柱12が存在する。   The core coordinate measuring apparatus 1 (which may be referred to as a core coordinate measuring system) according to the present invention includes a surveying instrument 10 and a terminal device 11 as shown in FIG. Moreover, the cylinder 12 exists as a measuring object.

測量機10は、一般に建設現場や土木現場で使用され、本体部100と、(視準)望遠鏡101とを備えている。本体部100は、水平方向に回転可能に構成される。望遠鏡101は、本体部100に対して鉛直方向に回転可能に設けられる。そのため、望遠鏡101は、測量機10に対して水平方向及び鉛直方向に回転可能である。   The surveying instrument 10 is generally used at a construction site or a civil engineering site, and includes a main body 100 and a (collimation) telescope 101. The main body 100 is configured to be rotatable in the horizontal direction. The telescope 101 is provided so as to be rotatable in the vertical direction with respect to the main body 100. Therefore, the telescope 101 can rotate in the horizontal direction and the vertical direction with respect to the surveying instrument 10.

望遠鏡101は、デジタルカメラの機能を有し、望遠鏡の観測方向(光軸の方向)にある対象物の画像を撮影することが出来る。デジタルカメラは、望遠鏡101のレンズの光軸に平行に設置されたCCDカメラ素子を備え、CCDカメラ素子の撮影画像の中心は、望遠鏡の光軸と一致するため、デジタルカメラで撮影した撮影画像の中心位置は、望遠鏡が視準して測距した対象物の表面の測定位置と一致する。   The telescope 101 has the function of a digital camera, and can take an image of an object in the observation direction (optical axis direction) of the telescope. The digital camera includes a CCD camera element installed in parallel to the optical axis of the lens of the telescope 101. Since the center of the captured image of the CCD camera element coincides with the optical axis of the telescope, The center position coincides with the measurement position on the surface of the object measured by the telescope.

円柱12に望遠鏡101の視準が合わされ、測定命令が測量機10に入力されると、測量機10は、望遠鏡101から円柱12に対して走査光を照射し、その走査光が円柱12から反射され、再び望遠鏡101に入射される。入射された反射光は、測量機10の受光素子により受光信号に変換される。測量機10は、望遠鏡101の水平角度及び鉛直角度を角度検出器で検出する。そして、測量機10の光波距離計は、受光信号を用いて、測量機10から円柱12までの斜距離を計測する。光波距離計は、ターゲットを用いるプリズムモードとターゲットを用いないノンプリズムモードとを有するが、本発明では、ノンプリズムモードを基本とする。測量機10の本体部100(計側部)は、検出した望遠鏡101の水平角度及び鉛直角度と、計測した斜距離とに基づいて、円柱の測量点(視準点)の座標(3次元座標値)を計測する。この円柱の測量点の座標は、例えば、測量機10の機械点の座標を基準として算出される。   When the telescope 101 is collimated on the cylinder 12 and a measurement command is input to the surveying instrument 10, the surveying instrument 10 irradiates the cylinder 12 with scanning light from the telescope 101, and the scanning light is reflected from the cylinder 12. Then, it enters the telescope 101 again. The incident reflected light is converted into a received light signal by the light receiving element of the surveying instrument 10. The surveying instrument 10 detects the horizontal angle and vertical angle of the telescope 101 with an angle detector. Then, the light wave distance meter of the surveying instrument 10 measures the oblique distance from the surveying instrument 10 to the cylinder 12 using the received light signal. The lightwave distance meter has a prism mode using a target and a non-prism mode not using a target. In the present invention, the non-prism mode is basically used. Based on the detected horizontal and vertical angles of the telescope 101 and the measured oblique distance, the main body 100 (metering side) of the surveying instrument 10 coordinates (three-dimensional coordinates) of the survey point (collimation point) of the cylinder. Value). The coordinates of the survey point of the cylinder are calculated with reference to the coordinates of the machine point of the surveying instrument 10, for example.

端末装置11は、一般に使用されるコンピュータであり、記憶部と、キーボード、マウス等の入力部と、液晶ディスプレイ等の出力部とを備えている。端末装置11は、タッチパネル付きの携帯端末装置、タブレット型端末装置、ウェアラブル型端末装置を含む。端末装置11は、有線又は無線で測量機10と通信可能に接続され、測量機10からのデータを受信して表示したり、測量機10へ命令を送信して、測量機10を操作したりすることが出来る。   The terminal device 11 is a commonly used computer, and includes a storage unit, an input unit such as a keyboard and a mouse, and an output unit such as a liquid crystal display. The terminal device 11 includes a mobile terminal device with a touch panel, a tablet terminal device, and a wearable terminal device. The terminal device 11 is communicably connected to the surveying instrument 10 in a wired or wireless manner, receives data from the surveying instrument 10 and displays it, or sends a command to the surveying instrument 10 to operate the surveying instrument 10. I can do it.

円柱12は、例えば、地面に対して斜めに立位している斜杭(斜立坑)やほぼ鉛直に立位している鉛直柱(直杭)を想定する。円柱12は、水平方向及び鉛直方向のどの角度から観測しても、円柱12の軸方向上の中央点を視準することが出来るため、その特性を活かして、測量点における円柱12の芯の座標を算出する。   The cylinder 12 is assumed to be, for example, an inclined pile (an upright shaft) standing obliquely with respect to the ground or a vertical column (an upright pile) standing almost vertically. The cylinder 12 can collimate the central point in the axial direction of the cylinder 12 from any angle in the horizontal direction and the vertical direction. Calculate the coordinates.

測量機10、端末装置11は、図示しないCPU、ROM、RAM等を内蔵しており、CPUは、例えば、RAMを作業領域として利用し、ROM等に記憶されているプログラムを実行する。後述する各部についても、CPUがプログラムを実行することで各部の機能を実現する。   The surveying instrument 10 and the terminal device 11 incorporate a CPU, ROM, RAM, and the like (not shown), and the CPU executes a program stored in the ROM, for example, using the RAM as a work area. With respect to each unit described later, the function of each unit is realized by the CPU executing a program.

次に、図2、図3を参照しながら、本発明の実施形態に係る構成及び実行手順について説明する。先ず、測量者は、芯座標計測装置1を持って、測定対象物の円柱12が存在する現場に赴き、芯座標計測装置1の測量機10を設置する。そして、測量者は、測量機10の機械点の座標を測定するように操作し、芯座標計測装置1の機械点測定部201は、測量機10の機械点Mの座標(Xm、Ym、Zm)を測定する(図3:S101)。   Next, the configuration and execution procedure according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the surveyor goes to the site where the cylinder 12 of the measurement object is present with the core coordinate measuring device 1 and installs the surveying instrument 10 of the core coordinate measuring device 1. Then, the surveyor operates to measure the coordinates of the machine point of the surveying instrument 10, and the machine point measuring unit 201 of the core coordinate measuring apparatus 1 uses the coordinates (Xm, Ym, Zm) of the machine point M of the surveying instrument 10. ) Is measured (FIG. 3: S101).

機械点測定部201が測量機10の機械点Mの座標を測定する方法に特に限定は無い。例えば、測量機10の設置のエリアにおいて、測量者が、2つの既知点をそれぞれ視準、測距し、機械点測定部201が、測量機10を中心とする2点の既知点のそれぞれの距離と方位角とに基づいて、測量機10の機械点Mの座標を測定することが出来る。他の公知の方法を用いても良い。測量機10の機械点Mの座標を測定することにより、後述する正面中央測量点や正面中央補助点の座標を測量機10の機械点Mの座標を基準として算出することが出来る。   There is no particular limitation on the method by which the machine point measuring unit 201 measures the coordinates of the machine point M of the surveying instrument 10. For example, in the area where the surveying instrument 10 is installed, a surveyor collimates and measures two known points, respectively, and the mechanical point measuring unit 201 determines each of the two known points centering on the surveying instrument 10. The coordinates of the machine point M of the surveying instrument 10 can be measured based on the distance and the azimuth angle. Other known methods may be used. By measuring the coordinates of the machine point M of the surveying instrument 10, the coordinates of the front center survey point and the front center auxiliary point described later can be calculated based on the coordinates of the machine point M of the surveying instrument 10.

さて、機械点測定部201が処理を完了すると、芯座標計測装置1の測量点測定部202は、測量機10の望遠鏡101から見て、円柱12の正面の左右両縁の中央に位置する正面中央測量点P1の座標(Xp1、Yp1、Zp1)を前記測量機10のノンプリズムモードにより測定する(測距する)(図3:S102)。   Now, when the mechanical point measuring unit 201 completes the processing, the survey point measuring unit 202 of the core coordinate measuring apparatus 1 is a front surface located at the center of both the left and right edges of the front surface of the cylinder 12 when viewed from the telescope 101 of the surveying instrument 10. The coordinates (Xp1, Yp1, Zp1) of the central survey point P1 are measured (ranging) in the non-prism mode of the surveying instrument 10 (FIG. 3: S102).

測量点測定部202が正面中央測量点P1の座標を測定する方法に特に限定は無い。例えば、円柱12が斜杭の場合、図4Aに示すように、測量者が望遠鏡101で円柱12の正面を見ながら、円柱12の先端(柱頭)から円柱12の下方に向かって所定距離rだけ離れた位置を視準する。この位置P1に特に限定は無い。そして、測量者は、望遠鏡101で位置を見ながら、望遠鏡101の撮影画像400の中心(光軸、焦点)を示す基準マーク401を円柱12の正面の左右両縁402、403の中央に移動させる。   There is no particular limitation on the method by which the survey point measuring unit 202 measures the coordinates of the front center survey point P1. For example, when the cylinder 12 is a slant pile, as shown in FIG. 4A, the surveyor looks at the front of the cylinder 12 with the telescope 101 and only a predetermined distance r from the tip (capillary) of the cylinder 12 toward the lower side of the cylinder 12. Collimate a distant position. There is no particular limitation on the position P1. Then, the surveyor moves the reference mark 401 indicating the center (optical axis, focus) of the captured image 400 of the telescope 101 to the center of the left and right edges 402 and 403 on the front of the cylinder 12 while viewing the position with the telescope 101. .

基準マーク401を円柱12の正面の左右両縁402、403の中央に移動させる場合、円柱12の特性から、基準マーク401を、円柱12の正面の左縁402から中央点404までの距離aと、円柱12の正面の右縁403から中央点404までの距離aとが等しくなる位置に移動させれば良い。中央点404が正面中央測量点P1となる。尚、図4Aでは、円柱12が斜杭の場合であるが、円柱12が鉛直柱の場合であっても、同様である。   When the reference mark 401 is moved to the center of both the left and right edges 402 and 403 on the front surface of the cylinder 12, the reference mark 401 is separated from the left edge 402 on the front surface of the cylinder 12 to the center point 404 due to the characteristics of the cylinder 12. What is necessary is just to move to the position where the distance a from the right edge 403 of the front surface of the cylinder 12 to the center point 404 becomes equal. The center point 404 becomes the front center survey point P1. In addition, in FIG. 4A, although the cylinder 12 is a case of a diagonal pile, even if the cylinder 12 is a case of a vertical pillar, it is the same.

ここで、測量者が、基準マーク401を正面中央測量点P1に移動させる場合、例えば、図4Bに示すように、望遠鏡101のレンズ又は望遠鏡101の撮影画像を表示する測量機10の表示部に、基準マーク401の中心として複数の同心円を設けた同心円スケール405を設けて、同心円スケール405を目安にして基準マーク401を正面中央測量点P1に移動させても良い。又、同心円スケール405の代わりに、基準マーク401の中心として十字線を設け、十字線の線上に複数の目盛を設けた十字線スケール406を設けても良い。   Here, when the surveyor moves the reference mark 401 to the front central survey point P1, for example, as shown in FIG. 4B, the lens of the telescope 101 or the display unit of the surveying instrument 10 that displays the captured image of the telescope 101 is displayed. Alternatively, a concentric circle scale 405 having a plurality of concentric circles may be provided as the center of the reference mark 401, and the reference mark 401 may be moved to the front center survey point P1 using the concentric circle scale 405 as a guide. Further, instead of the concentric circle scale 405, a cross hair scale 406 may be provided in which a cross hair is provided as the center of the reference mark 401 and a plurality of scales are provided on the cross hair.

そして、測量者が、基準マーク401を正面中央測量点P1に移動させた後に、測量キーで測定命令を芯座標計測装置1(又は測量機10)に入力すると、測量点測定部202は、機械点Mを原点として、望遠鏡101の水平角度H1及び鉛直角度V1を既設の角度検出器で測定し、次に、測量機10のノンプリズム型光波距離計を用いて、測量機10から円柱12の正面中央測量点P1までの斜距離L1を測定する。そして、測量点測定部202は、正面中央測量点P1の水平角度H1及び鉛直角度V1と、斜距離L1とに基づいて、正面中央測量点P1の座標(Xp1、Yp1、Zp1)を算出する。   Then, when the surveyor moves the reference mark 401 to the front center survey point P1, and inputs a measurement command to the core coordinate measuring device 1 (or surveying instrument 10) using the survey key, the survey point measuring unit 202 is Using the point M as an origin, the horizontal angle H1 and the vertical angle V1 of the telescope 101 are measured with an existing angle detector, and then the non-prism type light wave rangefinder of the surveying instrument 10 is used to measure the position of the cylinder 12 from the surveying instrument 10. The oblique distance L1 to the front center survey point P1 is measured. Then, the survey point measuring unit 202 calculates the coordinates (Xp1, Yp1, Zp1) of the front center survey point P1 based on the horizontal angle H1 and vertical angle V1 of the front center survey point P1 and the oblique distance L1.

尚、測量機10により測定される水平角度Hは、例えば、3次元座標値の座標系のうち、X方向(例えば、真北)を0度とし、Y方向(真西)へ回転する方向を正の値として定義される。測量機10により測定される鉛直角度Vは、3次元座標値の座標系のうち、Z方向(例えば、真上)を0度とし、上方から下方へ回転する方向を正の値として定義される。   Note that the horizontal angle H measured by the surveying instrument 10 is, for example, a direction rotating in the Y direction (true west) with the X direction (for example, true north) being 0 degrees in the coordinate system of three-dimensional coordinate values. Defined as a positive value. The vertical angle V measured by the surveying instrument 10 is defined as a positive value in the coordinate system of three-dimensional coordinate values, with the Z direction (for example, directly above) being 0 degrees and the direction rotating from above to below. .

測量点測定部202が処理を完了すると、芯座標計測装置1のベクトル算出部203は、前記円柱12の軸方向12aに沿って平行である円柱方向単位ベクトルesを算出する(図3:S103)。   When the survey point measurement unit 202 completes the process, the vector calculation unit 203 of the core coordinate measuring apparatus 1 calculates a cylinder direction unit vector es that is parallel along the axial direction 12a of the cylinder 12 (FIG. 3: S103). .

ベクトル算出部203が円柱方向単位ベクトルesを算出する方法に特に限定は無いが、例えば、ベクトル算出部203の処理は、円柱12が斜杭の場合と円柱12が鉛直柱の場合とで分けることが出来る。そのため、先ず、円柱12が斜杭の場合のベクトル算出部203の処理について説明する。   There is no particular limitation on the method by which the vector calculation unit 203 calculates the cylinder direction unit vector es. For example, the processing of the vector calculation unit 203 is divided into a case where the column 12 is a diagonal pile and a case where the column 12 is a vertical column. I can do it. Therefore, first, the processing of the vector calculation unit 203 when the cylinder 12 is a diagonal pile will be described.

図5に示すように、円柱12が斜杭の場合、円柱12毎に倒れが異なることから、円柱12毎に円柱方向単位ベクトルesは異なる。そこで、ベクトル算出部203は、測量機10の望遠鏡101を正面中央測量点P1からZ方向の上下のいずれかに操作させ、当該望遠鏡101から見て、前記正面中央測量点P1と異なる点であって、前記円柱12の正面の左右両縁の中央に位置する正面中央補助点P2を前記測量機10のノンプリズムモードにより測定し、前記正面中央測量点P1と、前記正面中央補助点P2とに基づいて、前記円柱方向単位ベクトルesを算出する。   As shown in FIG. 5, when the cylinder 12 is a slant pile, the column direction unit vector es is different for each cylinder 12 because the fall is different for each cylinder 12. Therefore, the vector calculation unit 203 operates the telescope 101 of the surveying instrument 10 either up or down in the Z direction from the front central survey point P1, and is different from the front central survey point P1 when viewed from the telescope 101. The front center auxiliary point P2 located at the center of the left and right edges of the front surface of the cylinder 12 is measured by the non-prism mode of the surveying instrument 10, and the front center survey point P1 and the front center auxiliary point P2 are measured. Based on this, the cylindrical direction unit vector es is calculated.

つまり、正面中央補助点P2から正面中央測量点P1までの方向ベクトルは、円柱12の軸方向12aに沿って平行であるため、正面中央補助点P2と正面中央測量点P1とを用いて円柱方向単位ベクトルesを求める。これにより、円柱12の正面の左右両縁の中央に位置する、2つの異なる点P1、P2を測定することで、円柱12の軸方向12a(倒れ)に対応した円柱方向単位ベクトルesを容易に算出することが出来る。   That is, since the direction vector from the front center auxiliary point P2 to the front center survey point P1 is parallel along the axial direction 12a of the cylinder 12, the cylinder direction is determined using the front center auxiliary point P2 and the front center survey point P1. The unit vector es is obtained. Thereby, the cylinder direction unit vector es corresponding to the axial direction 12a (falling) of the cylinder 12 can be easily measured by measuring two different points P1 and P2 located at the center of both left and right edges of the front surface of the cylinder 12. Can be calculated.

ここで、正面中央測量点P1が円柱12の上方に位置する場合、測量者が、望遠鏡101を下方に操作して、円柱12の下方における円柱12の正面の左右両縁の中央を探し、正面中央測量点P1と同様に、望遠鏡101の撮影画像の基準マークを円柱12の正面の左右両縁の中央に移動させ、測量キーで測定命令を芯座標計測装置1に入力する。すると、ベクトル算出部203は、機械点Mを原点として、望遠鏡101の水平角度H2及び鉛直角度V2を既設の角度検出器で測定し、測量機10から円柱12の正面中央補助点P2までの斜距離L2を測定し、正面中央補助点P2の水平角度H2及び鉛直角度V2と、斜距離L2とに基づいて、正面中央補助点P2の座標(Xp2、Yp2、Zp2)を算出する。   Here, when the front center survey point P1 is located above the cylinder 12, the surveyor operates the telescope 101 downward to find the center of the left and right edges of the front of the cylinder 12 below the cylinder 12, Similarly to the central survey point P1, the reference mark of the captured image of the telescope 101 is moved to the center of the left and right edges of the front surface of the cylinder 12, and a measurement command is input to the core coordinate measuring apparatus 1 using the survey key. Then, the vector calculation unit 203 measures the horizontal angle H2 and the vertical angle V2 of the telescope 101 with the existing angle detector with the mechanical point M as the origin, and the oblique angle from the surveying instrument 10 to the front center auxiliary point P2 of the cylinder 12. The distance L2 is measured, and the coordinates (Xp2, Yp2, Zp2) of the front center auxiliary point P2 are calculated based on the horizontal angle H2 and vertical angle V2 of the front center auxiliary point P2 and the oblique distance L2.

次に、ベクトル算出部203は、下記の式(1)(2)を用い、機械点Mから正面中央測量点P1までの第一の単位ベクトルe1と、機械点Mから正面中央補助点P2までの第二の単位ベクトルe2とを算出する。
e1=P1/|P1| (1)
e2=P2/|P2| (2)
Next, the vector calculation unit 203 uses the following formulas (1) and (2), the first unit vector e1 from the machine point M to the front center survey point P1, and the machine point M to the front center auxiliary point P2. Of the second unit vector e2.
e1 = P1 / | P1 | (1)
e2 = P2 / | P2 | (2)

尚、P1、P2は、3次元座標値で構成される座標を示し、機械点Mを基準としている。以下の式中において、点を示す大文字アルファベットも同様である。又、|P1|は、機械点Mから正面中央測量点P1までの距離(絶対値)を示す。以下、同様である。   P1 and P2 indicate coordinates constituted by three-dimensional coordinate values, and the machine point M is used as a reference. In the following formulas, the same applies to uppercase alphabets indicating dots. | P1 | indicates a distance (absolute value) from the machine point M to the front center survey point P1. The same applies hereinafter.

そして、ベクトル算出部203は、下記の式(3)を用い、第一の単位ベクトルe1から第二の単位ベクトルe2を減算することで、円柱方向単位ベクトルesを算出する。
es=e1−e2 (3)
Then, the vector calculation unit 203 calculates the cylindrical direction unit vector es by subtracting the second unit vector e2 from the first unit vector e1 using the following equation (3).
es = e1-e2 (3)

又、正面中央測量点P1が円柱12の下方に位置する場合は、上述とは逆で、測量者が、円柱12の上方における円柱12の正面の左右両縁の中央を探して、正面中央補助点P2を測定すれば良い。   When the front center survey point P1 is located below the cylinder 12, the surveyor searches for the center of the left and right edges of the front of the cylinder 12 above the cylinder 12 and assists the front center. What is necessary is just to measure the point P2.

ここで、ベクトル算出部203は、正面中央測量点P1から円柱12の軸方向12aに沿って所定距離D以上離れた正面中央補助点P2を測定すると好ましい。所定距離Dは、例えば、1m、3m等と設定される。円柱方向単位ベクトルesは、正面中央測量点P1と正面中央補助点P2との間の距離Dが長い程、精度高くなるため、円柱の芯座標を高精度に計測することが出来る。   Here, it is preferable that the vector calculation unit 203 measures a front center auxiliary point P2 that is a predetermined distance D or more away from the front center survey point P1 along the axial direction 12a of the cylinder 12. The predetermined distance D is set to 1 m, 3 m, and the like, for example. Since the cylinder direction unit vector es becomes more accurate as the distance D between the front center survey point P1 and the front center auxiliary point P2 becomes longer, the center coordinates of the cylinder can be measured with higher accuracy.

さて、ベクトル算出部203が処理を完了すると、芯座標計測装置1の角度算出部204は、図6に示すように、前記測量機10の機械点Mから前記正面中央測量点P1までの視準方向単位ベクトルepと前記円柱方向単位ベクトルesとのなす角度αを算出する(図3:S104)。   When the vector calculation unit 203 completes the process, the angle calculation unit 204 of the core coordinate measuring apparatus 1 collimates from the machine point M of the surveying instrument 10 to the front center surveying point P1, as shown in FIG. An angle α formed by the direction unit vector ep and the cylindrical direction unit vector es is calculated (FIG. 3: S104).

角度算出部204が角度αを算出する方法に特に限定は無い。先ず、角度算出部204は、上述の式(1)と下記の式(4)を用い、第一の単位ベクトルe1を視準方向方向ベクトルepとして算出する。
ep=e1 (4)
There is no particular limitation on the method by which the angle calculator 204 calculates the angle α. First, the angle calculation unit 204 calculates the first unit vector e1 as the collimating direction vector ep using the above-described equation (1) and the following equation (4).
ep = e1 (4)

次に、角度算出部204は、下記の式(5)を用い、視準方向単位ベクトルepと円柱方向単位ベクトルesとの内積を求めることで、角度αを算出する。
cosα=ep・es (5)
Next, the angle calculation unit 204 calculates the angle α by obtaining the inner product of the collimation direction unit vector ep and the cylindrical direction unit vector es using the following equation (5).
cosα = ep · es (5)

角度算出部204が処理を完了すると、芯座標計測装置1の第一の背面点算出部205は、前記正面中央測量点P1の座標(Xp1、Yp1、Zp1)と、前記角度αと、前記円柱12の直径d(半径の2倍)とに基づいて、前記正面中央測量点P1から前記視準方向単位ベクトルepの方向に延長して前記円柱12の背面に交わる第一の背面中央点Q1の座標(Xq1、Yq1、Zq1)を算出する(図3:S105)。   When the angle calculation unit 204 completes the processing, the first back surface point calculation unit 205 of the core coordinate measuring apparatus 1 performs the coordinates (Xp1, Yp1, Zp1) of the front center survey point P1, the angle α, and the cylinder. Based on the diameter d of 12 (twice the radius), the first back center point Q1 extending from the front center survey point P1 in the direction of the collimation direction unit vector ep and intersecting the back surface of the cylinder 12 The coordinates (Xq1, Yq1, Zq1) are calculated (FIG. 3: S105).

ここで、第一の背面点算出部205が第一の背面中央点Q1の座標を算出する方法に特に限定は無い。円柱12の正面縁600と背面縁601とは平行であることから、正面中央測量点P1と第一の背面中央点Q1との直線P1Q1と、円柱12の背面縁601とのなす角度は、角度αに等しくなる。又、円柱12の正面縁600と背面縁601との間の距離は、円柱12の直径dと等しくなる。そこで、第一の背面点算出部205は、下記の式(6)を用い、角度αと、円柱12の直径dとから、直線P1Q1の長さd1を算出する。
d1=d/√{1−(cosα)} (6)
Here, the method by which the first back surface point calculation unit 205 calculates the coordinates of the first back surface center point Q1 is not particularly limited. Since the front edge 600 and the rear edge 601 of the cylinder 12 are parallel, the angle formed by the straight line P1Q1 between the front center survey point P1 and the first rear center point Q1 and the rear edge 601 of the cylinder 12 is an angle. equal to α. Further, the distance between the front edge 600 and the rear edge 601 of the cylinder 12 is equal to the diameter d of the cylinder 12. Therefore, the first back surface point calculation unit 205 calculates the length d1 of the straight line P1Q1 from the angle α and the diameter d of the cylinder 12 using the following equation (6).
d1 = d / √ {1- (cos α) 2 } (6)

直線P1Q1の長さd1は、円柱12を視準方向単位ベクトルepに沿って角度αで切断した場合の楕円状の切断面の長径(楕円長径)に相当する。円柱12の直径dは、例えば、測量者により現場で測量された値又は設計上予め設定された値を用い、芯座標算出装置1のメモリに予め記憶されている。又、円柱12の直径dは、望遠鏡101の撮影画像における円柱12の正面の左右両縁の画素数と画素寸法変換係数とに基づいて、望遠鏡101の撮影画像から直接算出しても良い。   The length d1 of the straight line P1Q1 corresponds to the major axis (ellipse major axis) of the elliptical cut surface when the cylinder 12 is cut along the collimation direction unit vector ep at an angle α. The diameter d of the cylinder 12 is stored in advance in the memory of the core coordinate calculation device 1 using, for example, a value measured on site by a surveyor or a value preset in design. Further, the diameter d of the cylinder 12 may be directly calculated from the captured image of the telescope 101 based on the number of pixels on the left and right edges of the front surface of the cylinder 12 in the captured image of the telescope 101 and the pixel size conversion coefficient.

次に、第一の背面点算出部205は、下記の式(7)を用い、正面中央測量点P1の座標(Xp1、Yp1、Zp1)から、直線P1Q1の長さd1と視準方向単位ベクトルepとの内積の値だけ平行移動させた第一の背面中央点Q1の座標(Xq1、Yq1、Zq1)を算出する。
Q1=P1+d1・ep (7)
Next, the first back surface point calculation unit 205 uses the following equation (7) to calculate the length d1 of the straight line P1Q1 and the collimation direction unit vector from the coordinates (Xp1, Yp1, Zp1) of the front center survey point P1. The coordinates (Xq1, Yq1, Zq1) of the first rear center point Q1 translated by the inner product value with ep are calculated.
Q1 = P1 + d1 · ep (7)

第一の背面点算出部205が処理を完了すると、芯座標計測装置1の第二の背面点算出部206は、前記第一の背面中央点Q1の座標(Xq1、Yq1、Zq1)と、前記角度αと、前記視準方向単位ベクトルepとに基づいて、前記正面中央測量点P1から前記円柱方向単位ベクトルesの方向と垂直の方向に延長して前記円柱12の背面に交わる第二の背面中央点Q2の座標(Xq2、Yq2、Zq2)を算出する(図3:S106)。   When the first back surface point calculation unit 205 completes the processing, the second back surface point calculation unit 206 of the core coordinate measuring apparatus 1 includes the coordinates (Xq1, Yq1, Zq1) of the first back surface center point Q1, and the Based on the angle α and the collimation direction unit vector ep, a second back surface that extends from the front center survey point P1 in a direction perpendicular to the direction of the cylinder direction unit vector es and intersects the back surface of the cylinder 12 The coordinates (Xq2, Yq2, Zq2) of the center point Q2 are calculated (FIG. 3: S106).

ここで、第二の背面点算出部206が第二の背面中央点Q2の座標を算出する方法に特に限定は無い。第一の背面中央点Q1と第二の背面中央点Q2との直線Q1Q2と、第二の背面中央点Q2と正面中央測量点P1との直線Q2P1とのなす角度は、直角であり、正面中央測量点P1と第一の背面中央点Q1との直線P1Q1と、第一の背面中央点Q1と第二の背面中央点Q2との直線Q1Q2とのなす角度は、角度αに等しくなる。そこで、第二の背面点算出部206は、下記の式(8)を用い、第一の背面中央点Q1の座標(Xq1、Yq1、Zq1)から、直線P1Q1の長さd1と角度αの余弦値cosαと円柱方向単位ベクトルesとの内積の値だけ平行移動させた第二の背面中央点Q2の座標(Xq2、Yq2、Zq2)を算出する。
Q2=Q1−d1・cosα・es (8)
Here, the method by which the second back surface point calculation unit 206 calculates the coordinates of the second back surface center point Q2 is not particularly limited. The angle formed by the straight line Q1Q2 between the first back center point Q1 and the second back center point Q2 and the straight line Q2P1 between the second back center point Q2 and the front center survey point P1 is a right angle. The angle formed by the straight line P1Q1 between the survey point P1 and the first back surface center point Q1 and the straight line Q1Q2 between the first back surface center point Q1 and the second back surface center point Q2 is equal to the angle α. Therefore, the second back surface point calculation unit 206 uses the following equation (8) to calculate the cosine of the length d1 of the straight line P1Q1 and the angle α from the coordinates (Xq1, Yq1, Zq1) of the first back surface center point Q1. The coordinates (Xq2, Yq2, Zq2) of the second rear surface center point Q2 translated by the inner product value of the value cosα and the cylinder direction unit vector es are calculated.
Q2 = Q1-d1 · cos α · es (8)

そして、第二の背面点算出部206が処理を完了すると、芯座標計測装置1の芯座標算出部207は、前記正面中央測量点P1の座標(Xp1、Yp1、Zp1)と、前記第二の背面中央点Q2の座標(Xq2、Yq2、Zq2)とに基づいて、前記正面中央測量点P1における前記円柱12の芯C1の座標(Xc1、Yc1、Zc1)を算出する(図3:S107)。   Then, when the second back surface point calculation unit 206 completes the processing, the core coordinate calculation unit 207 of the core coordinate measuring device 1 determines the coordinates (Xp1, Yp1, Zp1) of the front center survey point P1 and the second center point measurement point P1. Based on the coordinates (Xq2, Yq2, Zq2) of the back center point Q2, the coordinates (Xc1, Yc1, Zc1) of the core C1 of the cylinder 12 at the front center survey point P1 are calculated (FIG. 3: S107).

ここで、芯座標算出部207が円柱12の芯C1の座標を算出する方法に特に限定は無い。正面中央測量点P1と第二の背面中央点Q2との中点が丁度、円柱12の芯C1に相当することから、芯座標算出部207は、下記の式(9)を用い、正面中央測量点P1と第二の背面中央点Q2との中点である円柱12の芯C1の座標(Xc1、Yc1、Zc1)を算出する。
C1=(P1+Q2)/2 (9)
Here, there is no particular limitation on the method by which the core coordinate calculation unit 207 calculates the coordinates of the core C1 of the cylinder 12. Since the midpoint between the front center survey point P1 and the second back center point Q2 corresponds to the center C1 of the cylinder 12, the center coordinate calculation unit 207 uses the following formula (9) to calculate the front center survey The coordinates (Xc1, Yc1, Zc1) of the core C1 of the cylinder 12 that is the midpoint between the point P1 and the second back surface center point Q2 are calculated.
C1 = (P1 + Q2) / 2 (9)

そして、算出された円柱12の芯C1の座標(Xc1、Yc1、Zc1)は、端末装置11の出力部を介して表示される。これにより、測量者は、正面中央測量点P1における円柱12の芯C1の座標を簡単に確認することが出来る。   Then, the calculated coordinates (Xc1, Yc1, Zc1) of the core C1 of the cylinder 12 are displayed via the output unit of the terminal device 11. Thereby, the surveyor can easily confirm the coordinates of the core C1 of the cylinder 12 at the front center survey point P1.

このように、本発明では、正面中央測量点P1と正面中央測量点P2との座標をノンプリズムモードで測定し、式(1)−(9)を用いることで、正面中央測量点P1における前記円柱12の芯C1の座標(Xc1、Yc1、Zc1)を簡単に算出することが出来る。特に、本発明では、測量者が目視でスケールのメモリ幅を読むこと無く、望遠鏡101の視野の基準マークを円柱12の正面の左右両縁の中央に合わせて、ノンプリズムモードで測定するだけで良いので、測量者のスケールの読み違いによる測定誤差が生じるおそれが皆無であり、人的な測定誤差を最小限に抑えることが出来る。又、本発明では、単純な式を用いていることから、測定誤差が小さく、円柱12の芯C1の座標の高精度測定に好適である。   As described above, in the present invention, the coordinates of the front central survey point P1 and the front central survey point P2 are measured in the non-prism mode, and the equations at the front central survey point P1 are obtained by using the equations (1) to (9). The coordinates (Xc1, Yc1, Zc1) of the core C1 of the cylinder 12 can be easily calculated. In particular, in the present invention, the surveyor does not visually read the memory width of the scale, and the reference mark in the field of view of the telescope 101 is aligned with the center of the left and right edges of the front surface of the cylinder 12 and measured in the non-prism mode. Since it is good, there is no possibility that a measurement error due to a misreading of the surveyor's scale occurs, and the human measurement error can be minimized. In the present invention, since a simple equation is used, the measurement error is small, which is suitable for high-precision measurement of the coordinates of the core C1 of the cylinder 12.

尚、円柱12の芯C1の座標は、例えば、円柱12の長さLと、下記の式(10)を用い、円柱12の下面中心点S0(Xs0、Ys0、Zs0)(基端点)を算出するために用いられる。
S0=C1−(L−r)・es (10)
For the coordinates of the core C1 of the cylinder 12, for example, the lower surface center point S0 (Xs0, Ys0, Zs0) (base end point) of the cylinder 12 is calculated using the length L of the cylinder 12 and the following equation (10). Used to do.
S0 = C1- (Lr) · es (10)

尚、式(10)は、正面中央補助点P2が、正面中央測量点P1よりも下方に位置する場合に適用される。正面中央補助点P2が、正面中央測量点P1よりも上方に位置する場合は、円柱方向単位ベクトルesの方向が逆となり、下記の式(11)となる。
S0=C1+(L−r)・es (11)
Equation (10) is applied when the front center auxiliary point P2 is located below the front center survey point P1. When the front center auxiliary point P2 is located above the front center survey point P1, the direction of the cylinder direction unit vector es is reversed, and the following equation (11) is obtained.
S0 = C1 + (L−r) · es (11)

ところで、上述では、円柱12が斜杭の場合のベクトル算出部203の処理について説明したが、次に、円柱12が鉛直柱の場合のベクトル算出部203の処理について説明する。   By the way, although the process of the vector calculation part 203 when the cylinder 12 is a diagonal pile was demonstrated above, the process of the vector calculation part 203 when the cylinder 12 is a vertical pillar is demonstrated.

図7に示すように、円柱12が鉛直柱の場合、円柱12は地面に対してほぼ鉛直に立位していることから、円柱方向単位ベクトルesは、Z方向の単位ベクトルezと平行と仮定することが出来る。そこで、ベクトル算出部203は、下記の式(12)を用い、Z方向の単位ベクトルezを円柱方向単位ベクトルes(例えば、Xes=0、Yes=0、Zes=1)として算出する(図3:S103)。
es=ez (12)
As shown in FIG. 7, when the cylinder 12 is a vertical column, the cylinder 12 stands substantially perpendicular to the ground. Therefore, the cylinder direction unit vector es is assumed to be parallel to the Z direction unit vector ez. I can do it. Therefore, the vector calculation unit 203 calculates the unit vector ez in the Z direction as the cylindrical unit vector es (for example, Xes = 0, Yes = 0, Zes = 1) using the following equation (12) (FIG. 3). : S103).
es = ez (12)

これにより、円柱12が鉛直柱の場合は、正面中央補助点P2の座標を測定することなく、Z方向の単位ベクトルezを用いることが出来るため、測量者の手間や時間を削減することが出来る。   As a result, when the cylinder 12 is a vertical column, the unit vector ez in the Z direction can be used without measuring the coordinates of the front center auxiliary point P2, thereby reducing the time and effort of the surveyor. .

尚、この後の処理は、円柱12が斜杭の場合と同様である。先ず、角度算出部204は、図8に示すように、視準方向単位ベクトルepと円柱方向単位ベクトルesとのなす角度αを算出する(図3:S104)。ここで、角度αは、上記の式(5)を用い、視準方向単位ベクトルepと円柱方向単位ベクトルesとの内積で求める。   In addition, the process after this is the same as the case where the cylinder 12 is a diagonal pile. First, as shown in FIG. 8, the angle calculation unit 204 calculates an angle α between the collimation direction unit vector ep and the cylindrical direction unit vector es (FIG. 3: S104). Here, the angle α is obtained by the inner product of the collimation direction unit vector ep and the cylindrical direction unit vector es using the above equation (5).

次に、第一の背面点算出部205は、正面中央測量点P1から視準方向単位ベクトルepの方向に延長して円柱12の背面に交わる第一の背面中央点Q1の座標(Xq1、Yq1、Zq1)を算出する(図3:S105)。ここで、直線P1Q1の長さd1は、上記の式(6)で求め、第一の背面中央点Q1の座標は、上記の式(7)で求める。   Next, the first back surface point calculation unit 205 extends from the front center survey point P1 in the direction of the collimation direction unit vector ep and intersects the back surface of the cylinder 12 with the coordinates (Xq1, Yq1) of the first back surface center point Q1. , Zq1) is calculated (FIG. 3: S105). Here, the length d1 of the straight line P1Q1 is obtained by the above equation (6), and the coordinates of the first back surface center point Q1 are obtained by the above equation (7).

更に、第二の背面点算出部206は、正面中央測量点P1から円柱方向単位ベクトルesの方向と垂直の方向に延長して円柱12の背面に交わる第二の背面中央点Q2の座標(Xq2、Yq2、Zq2)を算出する(図3:S106)。ここで、第二の背面中央点Q2の座標は、上記の式(8)で求める。円柱方向単位ベクトルesはZ方向の単位ベクトルであるため、式(8)における、直線P1Q1の長さd1と角度αの余弦値cosαと円柱方向単位ベクトルesとの内積の値は、容易に求めることが出来る。   Furthermore, the second back surface point calculation unit 206 extends from the front center survey point P1 in a direction perpendicular to the direction of the cylinder direction unit vector es, and coordinates (Xq2) of the second back surface center point Q2 that intersects the back surface of the cylinder 12. , Yq2, Zq2) are calculated (FIG. 3: S106). Here, the coordinates of the second back surface center point Q2 are obtained by the above equation (8). Since the cylinder direction unit vector es is a unit vector in the Z direction, the value of the inner product of the length d1 of the straight line P1Q1, the cosine value cos α of the angle α, and the cylinder direction unit vector es in Equation (8) can be easily obtained. I can do it.

そして、芯座標算出部207は、正面中央測量点P1における円柱12の芯C1の座標(Xc1、Yc1、Zc1)を算出する(図3:S107)。ここで、円柱12の芯C1の座標は、上記の式(9)で求める。   Then, the core coordinate calculation unit 207 calculates the coordinates (Xc1, Yc1, Zc1) of the core C1 of the cylinder 12 at the front center survey point P1 (FIG. 3: S107). Here, the coordinates of the core C1 of the cylinder 12 are obtained by the above equation (9).

つまり、円柱12が鉛直柱の場合であっても、S104からS107まで、円柱12が斜杭の場合と同様の式を用いて算出することが出来る。特に、円柱12が鉛直柱の場合、正面中央測量点P1の座標のみをノンプリズムモードで測定するだけで、式(5)−(9)(12)を用いて、正面中央測量点P1における円柱12の芯C1の座標(Xc1、Yc1、Zc1)を簡単に算出することが出来る。又、この場合であっても、測定誤差は小さくなる。更に、正面中央測量点P1と正面中央補助点P2との位置関係に応じて、式(10)又は式(11)を用いることで、円柱12の下面中心点S0(Xs0、Ys0、Zs0)を算出することが出来る。   That is, even if the cylinder 12 is a vertical column, it can be calculated from S104 to S107 using the same formula as in the case where the cylinder 12 is a diagonal pile. In particular, when the cylinder 12 is a vertical cylinder, only the coordinates of the front center survey point P1 are measured in the non-prism mode, and the cylinder at the front center survey point P1 is obtained using the equations (5)-(9) (12). The coordinates (Xc1, Yc1, Zc1) of the 12 cores C1 can be easily calculated. Even in this case, the measurement error becomes small. Furthermore, the lower surface center point S0 (Xs0, Ys0, Zs0) of the cylinder 12 is obtained by using the equation (10) or the equation (11) according to the positional relationship between the front center survey point P1 and the front center auxiliary point P2. Can be calculated.

尚、円柱12が斜杭の場合の処理と円柱12が鉛直柱の場合の処理とで分ける際には、例えば、斜杭モードと鉛直柱モードとを設けて、測量者が、現場の円柱12の種類に応じて、斜杭モードと鉛直柱モードとのいずれかを選択して、ベクトル算出部203の処理を分けるように構成すれば良い。   In addition, when dividing the process when the cylinder 12 is a diagonal pile and the process when the cylinder 12 is a vertical column, for example, a diagonal pile mode and a vertical column mode are provided, and the surveyor can set the cylinder 12 at the site. Depending on the type, the diagonal pile mode or the vertical column mode may be selected and the processing of the vector calculation unit 203 may be divided.

<実施例>
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。
<Example>
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited by this.

<実施例1>
図1〜図3に基づいて本発明に係る芯座標計測装置1を設計し、測量機10と端末装置11とを組み合わせて実施例1の芯座標計測装置1を作製した。尚、測量機10と端末装置11は無線通信で接続し、測量機10はデータを端末装置11へ無線で送信し、端末装置11はデータに基づいて円柱12の芯C1の座標(Xc1、Yc1、Zc1)を算出するよう構成した。
<Example 1>
The core coordinate measuring device 1 according to the present invention was designed based on FIGS. 1 to 3, and the core coordinate measuring device 1 of Example 1 was manufactured by combining the surveying instrument 10 and the terminal device 11. Note that the surveying instrument 10 and the terminal device 11 are connected by wireless communication, the surveying instrument 10 transmits data to the terminal device 11 wirelessly, and the terminal device 11 coordinates the coordinates (Xc1, Yc1) of the core C1 of the cylinder 12 based on the data. , Zc1) is calculated.

先ず、直径dが140mm、長さLが1800mmの塩ビ管(塩化ビニル管)を円柱12として用意し、図9Aに示すように、屋内の地面に対して塩ビ管12を斜めに立位させて、この塩ビ管12を斜杭とした。一方、塩ビ管12に対して所定距離だけ離れた位置に芯座標計測装置1の測量機10を設置して、図9Bに示すように、塩ビ管12の上面から下方に所定距離rだけ下がった正面中央測量点P1と、複数の正面中央補助点P2−1、P2−2、P2−3との座標を本発明の実行手順で測定し、正面中央測量点P1における塩ビ管12の芯C1の座標を算出した。   First, a polyvinyl chloride pipe (vinyl chloride pipe) having a diameter d of 140 mm and a length L of 1800 mm is prepared as a cylinder 12, and as shown in FIG. 9A, the PVC pipe 12 is stood obliquely with respect to the indoor ground. The PVC pipe 12 was a slant pile. On the other hand, the surveying instrument 10 of the core coordinate measuring apparatus 1 is installed at a position away from the polyvinyl chloride pipe 12 by a predetermined distance, and as shown in FIG. The coordinates of the front center survey point P1 and the plurality of front center auxiliary points P2-1, P2-2, P2-3 are measured by the execution procedure of the present invention, and the core C1 of the PVC pipe 12 at the front center survey point P1 is measured. Coordinates were calculated.

ここで、算出した塩ビ管12の芯C1の座標の測定精度を確認するために、塩ビ管の下面の中心点S0にターゲット90を設置し、ターゲット90の座標を測量機10のプリズムモードで測定し、ターゲットの下面中心点S0とした。一方、算出した塩ビ管12の芯C1の座標から、塩ビ管12の下面の中心点S1の座標を算出し、計測値の下面中心点S1、S2、S3とした。つまり、正面中央測量点P1における塩ビ管12の芯C1の座標を、ターゲット90の位置に換算した。そして、ターゲットの下面中心点S0の座標と計測値の下面中心点S1、S2、S3の座標との差分を算出することで、本発明の計測結果の計測値の下面中心点S1、S2、S3がターゲットの下面中心点S0からどれだけ外れているかを評価した。   Here, in order to confirm the measurement accuracy of the calculated coordinates of the core C1 of the PVC pipe 12, the target 90 is set at the center point S0 on the lower surface of the PVC pipe, and the coordinates of the target 90 are measured in the prism mode of the surveying instrument 10. The lower surface center point S0 of the target. On the other hand, the coordinates of the center point S1 of the lower surface of the PVC pipe 12 are calculated from the calculated coordinates of the core C1 of the PVC pipe 12, and set as the lower surface center points S1, S2, and S3 of the measured values. That is, the coordinates of the core C1 of the PVC pipe 12 at the front center survey point P1 were converted into the position of the target 90. Then, by calculating the difference between the coordinates of the lower surface center point S0 of the target and the coordinates of the lower surface center points S1, S2, S3 of the measurement value, the lower surface center points S1, S2, S3 of the measurement value of the measurement result of the present invention. Was deviated from the lower surface center point S0 of the target.

又、複数の正面中央補助点P2−1、P2−2、P2−3は、正面中央測量点P1との距離Dを段階的に変更させて、計測値の下面中心点S1、S2、S3を、正面中央補助点P2−1、P2−2、P2−3毎に算出することで、正面中央測量点P1と正面中央補助点P2との距離が与える測定精度の影響を評価した。   Further, the plurality of front center auxiliary points P2-1, P2-2, and P2-3 change the distance D from the front center survey point P1 step by step to change the lower surface center points S1, S2, and S3 of the measured values. The influence of the measurement accuracy given by the distance between the front center survey point P1 and the front center auxiliary point P2 was evaluated by calculating for each of the front center auxiliary points P2-1, P2-2, and P2-3.

その結果、図10に示すように、正面中央測量点P1との距離が1500mm以上離れている正面中央補助点P2−1では、ターゲットの下面中心点S0の座標と計測値の下面中心点S1の座標との差分(S1−S0)が2mm以内であり、測定精度が高いことが確認出来た。又、正面中央測量点P1との距離が長くなる程、測定精度が良好になることが確認出来た。   As a result, as shown in FIG. 10, at the front center auxiliary point P2-1 having a distance of 1500 mm or more from the front center survey point P1, the coordinates of the lower surface center point S0 of the target and the lower surface center point S1 of the measurement value The difference (S1-S0) from the coordinates was within 2 mm, and it was confirmed that the measurement accuracy was high. Moreover, it has confirmed that a measurement precision became favorable, so that the distance with the front center surveying point P1 became long.

次に、上述の塩ビ管12を用いて、図11Aに示すように、屋内の地面に対して塩ビ管12をほぼ鉛直に立位させて、この塩ビ管12を鉛直柱とした。塩ビ管12から離れた位置に芯座標計測装置1の測量機10を設置して、図11Bに示すように、塩ビ管12の上面から下方に所定距離rだけ下がった正面中央測量点P1の座標を本発明の実行手順で測定し、円柱方向単位ベクトルをZ方向の単位ベクトルにして、正面中央測量点P1における塩ビ管12の芯C1の座標を算出した。   Next, as shown in FIG. 11A, the PVC pipe 12 was made to stand substantially vertically with respect to the indoor ground, and the PVC pipe 12 was used as a vertical column. The surveying instrument 10 of the core coordinate measuring device 1 is installed at a position away from the PVC pipe 12, and as shown in FIG. 11B, the coordinates of the front central survey point P1 lowered from the upper surface of the PVC pipe 12 by a predetermined distance r. Was measured according to the execution procedure of the present invention, and the coordinates of the core C1 of the PVC pipe 12 at the front center survey point P1 were calculated with the cylindrical unit vector as the Z-direction unit vector.

ここで、塩ビ管12が鉛直柱の場合は、正面中央測量点P1に対応する塩ビ管12の位置にターゲット110を設置し、ターゲット110の座標を測量機10のプリズムモードで測定し、ターゲット110の座標から、ターゲット110の設置における塩ビ管12の芯C2の座標を算出し、その塩ビ管12の芯C2の座標から、予め測定した塩ビ管12の下面中心点S0の座標を減算して、ターゲットによる柱の倒れを算出した。一方、算出した正面中央測量点P1における塩ビ管12の芯C1の座標から、塩ビ管12の下面中心点S0の座標を減算して、計測値による柱の倒れを算出した。つまり、正面中央測量点P1における塩ビ管12の芯C1の座標を、柱の倒れに換算した。そして、ターゲットによる柱の倒れと計測値による柱の倒れとの差分を算出することで、本発明の計測結果の計測値による柱の倒れがターゲットによる柱の倒れからどれだけ外れているかを評価した。   Here, when the PVC pipe 12 is a vertical column, the target 110 is installed at the position of the PVC pipe 12 corresponding to the front center survey point P1, the coordinates of the target 110 are measured in the prism mode of the surveying instrument 10, and the target 110 From the coordinates, the coordinates of the core C2 of the PVC pipe 12 in the installation of the target 110 are calculated, and the coordinates of the lower surface center point S0 of the PVC pipe 12 measured in advance are subtracted from the coordinates of the core C2 of the PVC pipe 12, The fall of the pillar by the target was calculated. On the other hand, the column collapse due to the measured value was calculated by subtracting the coordinates of the lower surface center point S0 of the PVC pipe 12 from the coordinates of the core C1 of the PVC pipe 12 at the calculated front center survey point P1. That is, the coordinates of the core C1 of the PVC pipe 12 at the front center survey point P1 were converted into column collapse. Then, by calculating the difference between the falling of the column due to the target and the falling of the column due to the measured value, it was evaluated how far the falling of the column due to the measured value of the measurement result of the present invention was not from the falling of the column due to the target. .

その結果、図12に示すように、ターゲットによる柱の倒れと計測値による柱の倒れとの差分{(C1−S0)−(C2−S0)}が2mm以内であり、測定精度が高いことが確認出来た。   As a result, as shown in FIG. 12, the difference {(C1-S0)-(C2-S0)} between the column collapse due to the target and the column collapse due to the measured value is within 2 mm, and the measurement accuracy is high. I was able to confirm.

尚、建築工事標準仕様書 JASS 6 鉄骨工事において、高さHの建物の倒れの管理許容差eは、H/4000+7mm、且つ、30mm以下と設定される。これは、一般的に、柱は鉛直に立位していると仮定して検査しており、実施例1でも、塩ビ管12が鉛直柱であると仮定して、その柱の倒れを確認した。   In addition, in building construction standard specification JASS 6 steel frame construction, the management tolerance e of the fall of the building of height H is set to H / 4000 + 7 mm and 30 mm or less. This is generally inspected on the assumption that the column is standing vertically, and in Example 1, the collapse of the column was confirmed on the assumption that the PVC pipe 12 was a vertical column. .

<実施例2>
円柱のサイズを変更して、屋外で実施例1と同様の試験・評価を行った。先ず、直径dが320mm、長さLが3842mmの大型塩ビ管を円柱12として用意し、図13Aに示すように、屋外の地面に対して大型塩ビ管12を斜めに立位させて、この大型塩ビ管12を斜杭とした。そして、大型塩ビ管12から離れた位置に芯座標計測装置1の測量機10を設置して、図13Bに示すように、大型塩ビ管12の上面から下方に所定距離rだけ下がった正面中央測量点P1と、複数の正面中央補助点P2−1、P2−2、P2−3との座標を本発明の実行手順で測定し、正面中央測量点P1における大型塩ビ管12の芯C1の座標を算出した。
<Example 2>
The same test and evaluation as in Example 1 were performed outdoors by changing the size of the cylinder. First, a large PVC pipe having a diameter d of 320 mm and a length L of 3842 mm is prepared as the cylinder 12, and as shown in FIG. The PVC pipe 12 was a slant pile. Then, the surveying instrument 10 of the core coordinate measuring apparatus 1 is installed at a position away from the large PVC pipe 12, and as shown in FIG. 13B, the front central surveying is lowered from the upper surface of the large PVC pipe 12 by a predetermined distance r. The coordinates of the point P1 and a plurality of front center auxiliary points P2-1, P2-2, P2-3 are measured by the execution procedure of the present invention, and the coordinates of the core C1 of the large PVC pipe 12 at the front center survey point P1 are determined. Calculated.

測定精度は、実施例1と同様に、大型塩ビ管の下面の中心点S0にターゲット130を設置し、ターゲット90の座標を測量機10のプリズムモードで測定し、ターゲットの下面中心点S0とした。又、算出した大型塩ビ管12の芯C1の座標から、大型塩ビ管12の下面の中心点S1の座標を算出し、計測値の下面中心点S1、S2、S3とした。そして、ターゲットの下面中心点S0の座標と計測値の下面中心点S1、S2、S3の座標との差分を算出することで、本発明の計測結果の計測値の下面中心点S1、S2、S3がターゲットの下面中心点S0からどれだけ外れているかを評価した。尚、屋外での試験では、測量機10とタッチパネル付きの携帯端末装置11との無線通信を確認した。   As in Example 1, the measurement accuracy was set at the center point S0 on the lower surface of the large PVC pipe, and the coordinates of the target 90 were measured in the prism mode of the surveying instrument 10 to obtain the lower surface center point S0 of the target. . Further, the coordinates of the center point S1 of the lower surface of the large PVC pipe 12 are calculated from the calculated coordinates of the core C1 of the large PVC pipe 12, and are set as the lower surface center points S1, S2, and S3 of the measured values. Then, by calculating the difference between the coordinates of the lower surface center point S0 of the target and the coordinates of the lower surface center points S1, S2, S3 of the measurement value, the lower surface center points S1, S2, S3 of the measurement value of the measurement result of the present invention. Was deviated from the lower surface center point S0 of the target. In the outdoor test, wireless communication between the surveying instrument 10 and the mobile terminal device 11 with a touch panel was confirmed.

その結果、図14に示すように、正面中央測量点P1との距離が3500mm以上離れている正面中央補助点P2−1では、ターゲットの下面中心点S0の座標と計測値の下面中心点S1の座標との差分(S1−S0)が2mm以内であり、測定精度が高いことが確認出来た。又、正面中央測量点P1との距離が長くなる程、測定精度が良好になることが確認出来た。   As a result, as shown in FIG. 14, at the front center auxiliary point P2-1 having a distance of 3500 mm or more from the front center survey point P1, the coordinates of the lower surface center point S0 of the target and the lower surface center point S1 of the measurement value The difference (S1-S0) from the coordinates was within 2 mm, and it was confirmed that the measurement accuracy was high. Moreover, it has confirmed that a measurement precision became favorable, so that the distance with the front center surveying point P1 became long.

次に、上述の大型塩ビ管12を用いて、図15Aに示すように、屋外の地面に対して大型塩ビ管12をほぼ鉛直に立位させて、この大型塩ビ管12を鉛直柱とした。大型塩ビ管12から離れた位置に芯座標計測装置1の測量機10を設置して、図15Bに示すように、大型塩ビ管12の上面から下方に所定距離rだけ下がった正面中央測量点P1の座標を本発明の実行手順で測定し、円柱方向単位ベクトルをZ方向の単位ベクトルにして、正面中央測量点P1における塩ビ管12の芯C1の座標を算出した。   Next, as shown in FIG. 15A, the large PVC pipe 12 was made to stand substantially vertically with respect to the outdoor ground, and the large PVC pipe 12 was used as a vertical column. The surveying instrument 10 of the core coordinate measuring device 1 is installed at a position away from the large PVC pipe 12, and as shown in FIG. 15B, the front central survey point P1 lowered from the upper surface of the large PVC pipe 12 by a predetermined distance r. The coordinates of the core C1 of the PVC pipe 12 at the front center survey point P1 were calculated with the cylindrical unit vector as the Z-direction unit vector.

測定精度は、実施例1と同様に、正面中央測量点P1に対応する大型塩ビ管12の位置にターゲット150を設置し、ターゲット150の座標を測量機10のプリズムモードで測定し、予め測定した塩ビ管12の下面中心点S0の座標を用いて、ターゲットによる柱の倒れを算出した。一方、算出した正面中央測量点P1における大型塩ビ管12の芯C1の座標から、塩ビ管12の下面中心点S0の座標を減算して、計測値による柱の倒れを算出した。そして、ターゲットによる柱の倒れと計測値による柱の倒れとの差分を算出することで、本発明の計測結果の計測値による柱の倒れがターゲットによる柱の倒れからどれだけ外れているかを評価した。   As in Example 1, the measurement accuracy was measured in advance by installing the target 150 at the position of the large PVC pipe 12 corresponding to the front center survey point P1, measuring the coordinates of the target 150 in the prism mode of the surveying instrument 10. Using the coordinates of the lower surface center point S0 of the PVC pipe 12, the collapse of the column due to the target was calculated. On the other hand, the column collapse due to the measured value was calculated by subtracting the coordinates of the lower surface center point S0 of the PVC pipe 12 from the coordinates of the core C1 of the large PVC pipe 12 at the calculated front central survey point P1. Then, by calculating the difference between the falling of the column due to the target and the falling of the column due to the measured value, it was evaluated how far the falling of the column due to the measured value of the measurement result of the present invention was not from the falling of the column due to the target. .

その結果、図16に示すように、ターゲットによる柱の倒れと計測値による柱の倒れとの差分{(C1−S0)−(C2−S0)}が4mm以内であり、測定精度が高いことが確認出来た。   As a result, as shown in FIG. 16, the difference {(C1-S0)-(C2-S0)} between the column collapse due to the target and the column collapse due to the measured value is within 4 mm, and the measurement accuracy is high. I was able to confirm.

このように、実施例1、2において、本発明における測定結果は、ターゲットによるプリズムモードの測定結果に近く、本発明における円柱の芯座標C1は高精度であることが理解される。   Thus, in Examples 1 and 2, the measurement result in the present invention is close to the measurement result in the prism mode by the target, and it is understood that the core coordinate C1 of the cylinder in the present invention is highly accurate.

ところで、S102において、測量者が望遠鏡101で円柱12の正面を見ながら、望遠鏡101の撮影画像の基準マーク(中心)を円柱12の正面の左右両縁の中央に移動させる必要があるが、同心円スケールや十字線スケールの設置により、ある程度、測量者の人的な測定誤差を生じ難くすることは出来るものの、完全に無くすことは出来ない。   By the way, in S102, the surveyor needs to move the reference mark (center) of the captured image of the telescope 101 to the center of the left and right edges of the front of the cylinder 12 while looking at the front of the cylinder 12 with the telescope 101. Although the installation of scales and crosshair scales can make it difficult for surveyors to make human measurement errors to some extent, they cannot be completely eliminated.

そこで、測量点測定部202は、望遠鏡101により円柱12の正面が視準されると、望遠鏡101の撮影画像から、円柱12の正面の左右両縁の線を抽出し、抽出した左右両縁の線の中心を算出し、算出した線の中心と撮影画像の中心(基準マーク)との差分を算出して表示するよう構成しても良い。これにより、測量者が、表示された差分に応じて望遠鏡101を操作することで、望遠鏡101の撮影画像の基準マークを円柱12の正面の左右両縁の中央の位置に精度高く移動させることが可能となり、測量者の人的な測定誤差の発生を劇的に減少させることが出来る。   Therefore, when the front of the cylinder 12 is collimated by the telescope 101, the survey point measurement unit 202 extracts lines on the left and right edges of the front of the cylinder 12 from the captured image of the telescope 101, and extracts the extracted left and right edges. The center of the line may be calculated, and the difference between the calculated line center and the center of the captured image (reference mark) may be calculated and displayed. Thereby, the surveyor operates the telescope 101 according to the displayed difference, so that the reference mark of the captured image of the telescope 101 can be moved with high accuracy to the center position of the left and right edges of the front surface of the cylinder 12. It is possible to drastically reduce the occurrence of surveyor's human measurement error.

具体的には、図17Aに示すように、測量者が、望遠鏡101で円柱12の正面を視準して、円柱12の正面を含む撮影画像1700を撮影し、所定の命令を測量機10(又は芯座標計測装置1)に入力する。この時点では、望遠鏡101の撮影画像1700の基準マーク1701は円柱12の正面の左右両縁の中央に位置していない。命令の入力に対応して、測量点測定部202は、撮影された撮影画像1700に画像処理を施し、撮影画像1700から、円柱12の正面の左縁(円柱12と外部との境界)を構成する左縁の点1702と、円柱12の正面の右縁(円柱12と外部との境界)を構成する右縁の点1703とを抽出する。測量点測定部202は、抽出した左縁の点1702に基づいて、円柱12の正面の左縁を構成する線1704を算出し、同様に、抽出した右縁の点1703に基づいて、円柱12の正面の右縁を構成する線1705を算出する。これにより、円柱12の正面の左右両縁の線1704、1705を抽出することが出来る。   Specifically, as shown in FIG. 17A, the surveyor collimates the front of the cylinder 12 with the telescope 101, takes a photographed image 1700 including the front of the cylinder 12, and gives a predetermined command to the surveying instrument 10 ( Or it inputs into the core coordinate measuring device 1). At this time, the reference mark 1701 of the captured image 1700 of the telescope 101 is not located at the center of the left and right edges of the front surface of the cylinder 12. In response to the input of the command, the survey point measuring unit 202 performs image processing on the captured image 1700 and configures the left edge of the front surface of the cylinder 12 (boundary between the cylinder 12 and the outside) from the captured image 1700. The left edge point 1702 and the right edge point 1703 constituting the right edge in front of the cylinder 12 (boundary between the cylinder 12 and the outside) are extracted. The survey point measuring unit 202 calculates a line 1704 constituting the front left edge of the cylinder 12 based on the extracted left edge point 1702, and similarly, the cylinder 12 based on the extracted right edge point 1703. A line 1705 that constitutes the right edge of the front of is calculated. Thereby, lines 1704 and 1705 on the left and right edges of the front surface of the cylinder 12 can be extracted.

次に、図17Bに示すように、測量点測定部202は、抽出した円柱12の正面の左右両縁の線1704、1705から、撮影画像1700の基準マーク1701の高さで、且つ、左右両縁の線1704、1705の中心1706を算出する。そして、測量点測定部202は、算出した線1704、1705の中心1706と撮影画像1700の基準マーク1701との差分zを算出して表示する。   Next, as shown in FIG. 17B, the survey point measuring unit 202 has the height of the reference mark 1701 of the photographed image 1700 from the lines 1704 and 1705 on the left and right edges of the extracted front surface of the cylinder 12 and both the left and right sides. The center 1706 of the edge lines 1704, 1705 is calculated. Then, the survey point measuring unit 202 calculates and displays the difference z between the calculated center 1706 of the lines 1704 and 1705 and the reference mark 1701 of the photographed image 1700.

ここで、測量点測定部202は、更に、算出した差分zに基づいて、望遠鏡101を水平方向に操作し、線1704、1705の中心1706を撮影画像1700の基準マーク1701に自動的に一致させるよう構成しても良い。これにより、測量者による望遠鏡101の操作調整を不要とするため、測量者は、撮影画像1700の基準マーク1701が円柱12の正面の左右両縁の中央に位置しているかどうかを確認するだけで済み、測量者の人的な測定誤差の発生を更に減少させることが出来る。   Here, the survey point measurement unit 202 further operates the telescope 101 in the horizontal direction based on the calculated difference z, and automatically matches the centers 1706 of the lines 1704 and 1705 with the reference mark 1701 of the captured image 1700. You may comprise as follows. Thus, since the surveyor does not need to adjust the operation of the telescope 101, the surveyor only needs to confirm whether the reference mark 1701 of the captured image 1700 is located at the center of the left and right edges of the front surface of the cylinder 12. In addition, it is possible to further reduce the occurrence of human measurement errors of surveyors.

又、測量点測定部202が、画像処理により、望遠鏡101の撮影画像から、円柱12の正面の左右両縁の線を抽出する場合、機械学習を用いて、望遠鏡101の撮影画像から、円柱12の領域のみを抽出し、抽出した円柱12の領域から、円柱12の正面の左右両縁の線を抽出するように構成しても良い。例えば、測量点測定部202は、円柱12が鮮明に写っている撮影画像を機械学習部に入力し、円柱12の形状を機械学習部に学習させる。機械学習部で学習させた後は、測量点測定部202は、前記撮影画像を用いて円柱12の領域のみを抽出し、更に、円柱12の正面の左右両縁の線を抽出する。次に、望遠鏡101で他の円柱12が撮影された際に、測量点測定部202は、新たに撮影された撮影画像を学習後の機械学習部に入力すると、当該機械学習部で、円柱12の形状を認識し、円柱12の領域のみを抽出する。つまり、機械学習部で撮影画像中の円柱12の形状を学習させることで、次に入力される撮影画像中の円柱12の形状を精度高く認識し、円柱12の領域のみを抽出することが出来る。特に、撮影画像は、円柱12が存在する周りの背景や天候により、背景に対して円柱12の正面の左右両縁の明確性が左右される。そこで、機械学習を利用することで、ノイズが多い背景であっても、測量者の目視に寄らずに、円柱12の形状を自動的に識別することが可能となる。機械学習部に特に限定は無いが、例えば、機械学習分類器のサポートベクタマシンを採用することが出来る。又、機械学習部は、ディープラーニングの手法を採用することが出来る。   When the survey point measurement unit 202 extracts lines on the left and right edges of the front of the cylinder 12 from the captured image of the telescope 101 by image processing, the cylinder 12 is extracted from the captured image of the telescope 101 using machine learning. It is also possible to extract only the region and extract the lines on the left and right edges of the front surface of the cylinder 12 from the extracted region of the cylinder 12. For example, the survey point measurement unit 202 inputs a captured image in which the cylinder 12 is clearly shown to the machine learning unit, and causes the machine learning unit to learn the shape of the column 12. After the learning by the machine learning unit, the survey point measuring unit 202 extracts only the area of the cylinder 12 using the captured image, and further extracts the lines on the left and right edges of the front of the cylinder 12. Next, when the other cylinder 12 is imaged by the telescope 101, the survey point measurement unit 202 inputs the newly captured image to the machine learning unit after learning. , And only the area of the cylinder 12 is extracted. That is, by learning the shape of the cylinder 12 in the captured image by the machine learning unit, the shape of the cylinder 12 in the captured image to be input next can be recognized with high accuracy, and only the region of the cylinder 12 can be extracted. . In particular, the clarity of the left and right edges of the front surface of the cylinder 12 with respect to the background depends on the background and weather around the cylinder 12 in the captured image. Therefore, by using machine learning, the shape of the cylinder 12 can be automatically identified without depending on the surveyor's eyes even in a noisy background. The machine learning unit is not particularly limited. For example, a support vector machine of a machine learning classifier can be employed. The machine learning unit can adopt a deep learning method.

上述の機械学習部を用いることで、測量点測定部202が、望遠鏡101が円柱12の正面に視準されると、自動的に、望遠鏡101の撮影画像の基準マークを円柱の正面の左右両縁の中央に位置させることが出来る。ここで、円柱12が鉛直柱の場合、測量点測定部202が、自動的に、正面中央測量点P1の座標を測定することが出来れば、後の処理は、計算処理であることから、正面中央測量点P1における円柱12の芯C1の座標の算出を全自動で行うことが出来る。つまり、機械学習部による自動視準測量を行うことが出来る。これにより、測量者の人的誤差を皆無とし、測定精度を更に向上させる。又、上述の機械学習部を用いることで、測定対象物の円柱12が動いたとしても、機械学習部で、測量点測定部202が、撮影画像から円柱12の形状を認識し、円柱12の領域のみを抽出することから、機械学習部による自動追尾測量も可能となる。これらは、例えば、測量者が、測量機10を円柱12に向けて設定し、後は、装置の自動処理に任せることが出来るため、省人化に寄与する。   By using the machine learning unit described above, when the survey point measurement unit 202 collimates the telescope 101 in front of the cylinder 12, the reference mark of the captured image of the telescope 101 is automatically set on both the left and right sides of the front of the cylinder. It can be located at the center of the edge. Here, in the case where the cylinder 12 is a vertical column, if the survey point measurement unit 202 can automatically measure the coordinates of the front center survey point P1, the subsequent processing is a calculation process. Calculation of the coordinates of the core C1 of the cylinder 12 at the central survey point P1 can be performed automatically. That is, automatic collimation surveying by the machine learning unit can be performed. This eliminates the human error of the surveyor and further improves the measurement accuracy. Further, by using the machine learning unit described above, even if the cylinder 12 of the measurement object moves, the surveying point measurement unit 202 recognizes the shape of the cylinder 12 from the captured image in the machine learning unit. Since only the region is extracted, automatic tracking surveying by the machine learning unit is also possible. For example, the surveyor can set the surveying instrument 10 toward the cylinder 12 and then leave it to automatic processing of the apparatus, which contributes to labor saving.

このように、本発明では、測量者による数値の読み取りを無くし、人的な測定誤差の発生を低減し、円柱の芯座標の計測を自動化することが可能であり、様々な分野で応用することが出来る。   Thus, in the present invention, it is possible to eliminate the reading of numerical values by surveyors, reduce the occurrence of human measurement errors, and to automate the measurement of the core coordinates of a cylinder, which can be applied in various fields. I can do it.

本発明では、測量機10と端末装置11が各部を備えるよう構成したが、当該各部を実現するプログラムを記憶媒体に記憶させ、当該記憶媒体を提供するよう構成しても構わない。当該構成では、プログラムを所定の処理装置に読み出させ、当該処理装置が各部を実現する。その場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が本発明の作用効果を奏する。更に、各部が実行するステップを本発明の位置計測方法として提供することも可能である。   In the present invention, the surveying instrument 10 and the terminal device 11 are configured to include each unit. However, a program that realizes each unit may be stored in a storage medium, and the storage medium may be provided. In the configuration, the program is read by a predetermined processing device, and the processing device realizes each unit. In that case, the program itself read from the recording medium has the effects of the present invention. Furthermore, the steps executed by each unit can be provided as the position measurement method of the present invention.

以上のように、本発明に係る芯座標計測装置及び芯座標計測方法は、一般的な構造物、建築物、機器装置、地盤、道路、車輌、鉄道等に存在する円柱の芯の座標を計測する計測分野、土木技術分野、測量分野等に有用であり、測定対象物の円柱の芯座標を簡単に、且つ、精度高く計測することが可能な芯座標計測装置及び芯座標計測方法として有効である。   As described above, the core coordinate measuring device and the core coordinate measuring method according to the present invention measure the coordinates of a cylindrical core existing in a general structure, building, equipment device, ground, road, vehicle, railway, etc. This is useful in the measurement field, civil engineering field, surveying field, etc., and is effective as a core coordinate measuring device and core coordinate measuring method that can easily and accurately measure the core coordinates of the cylinder of the measurement object. is there.

1 芯座標計測装置
10 測量機
11 端末装置
12 円柱
201 機械点測定部
202 測量点測定部
203 ベクトル算出部
204 角度算出部
205 第一の背面点算出部
206 第二の背面点算出部
207 芯座標算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Core coordinate measuring device 10 Surveying instrument 11 Terminal device 12 Cylinder 201 Machine point measuring part 202 Surveying point measuring part 203 Vector calculating part 204 Angle calculating part 205 1st back surface point calculating part 206 2nd back surface point calculating part 207 Core coordinates Calculation unit

Claims (4)

測量機の望遠鏡から見て、円柱の正面の左右両縁の中央に位置する正面中央測量点の座標を前記測量機のノンプリズムモードにより測定する測量点測定部と、
前記円柱の軸方向に沿って平行である円柱方向単位ベクトルを算出するベクトル算出部と、
前記測量機の機械点から前記正面中央測量点までの視準方向単位ベクトルと前記円柱方向単位ベクトルとのなす角度を算出する角度算出部と、
前記正面中央測量点の座標と、前記角度と、前記円柱の直径とに基づいて、前記正面中央測量点から前記視準方向単位ベクトルの方向に延長して前記円柱の背面に交わる第一の背面中央点の座標を算出する第一の背面点算出部と、
前記第一の背面中央点の座標と、前記角度と、前記視準方向単位ベクトルとに基づいて、前記正面中央測量点から前記円柱方向単位ベクトルの方向と垂直の方向に延長して前記円柱の背面に交わる第二の背面中央点の座標を算出する第二の背面点算出部と、
前記正面中央測量点の座標と、前記第二の背面中央点の座標とに基づいて、前記正面中央測量点における前記円柱の芯の座標を算出する芯座標算出部と、
を備える芯座標計測装置。
A survey point measurement unit that measures the coordinates of the front center survey point located at the center of the left and right edges of the front of the cylinder when viewed from the telescope of the survey instrument by the non-prism mode of the survey instrument,
A vector calculation unit for calculating a cylinder direction unit vector that is parallel along the axial direction of the cylinder;
An angle calculation unit for calculating an angle formed between a collimation direction unit vector from the mechanical point of the surveying instrument to the front central survey point and the cylindrical direction unit vector;
Based on the coordinates of the front center survey point, the angle, and the diameter of the cylinder, a first back surface that extends from the front center survey point in the direction of the collimation direction unit vector and intersects the back surface of the cylinder A first back point calculation unit for calculating the coordinates of the center point;
Based on the coordinates of the first back center point, the angle, and the collimation direction unit vector, it extends from the front center survey point in a direction perpendicular to the direction of the column direction unit vector and A second back surface point calculation unit for calculating coordinates of a second back surface center point intersecting the back surface;
Based on the coordinates of the front center survey point and the coordinates of the second back center point, a core coordinate calculation unit that calculates the coordinates of the cylinder core at the front center survey point;
A core coordinate measuring device comprising:
前記ベクトル算出部は、前記円柱が斜杭の場合、前記測量機の望遠鏡を正面中央測量点からZ方向の上下のいずれかに操作させ、当該望遠鏡から見て、前記正面中央測量点と異なる点であって、前記円柱の正面の左右両縁の中央に位置する正面中央補助点を前記測量機のノンプリズムモードにより測定し、前記正面中央測量点と、前記正面中央補助点とに基づいて、前記円柱方向単位ベクトルを算出する
請求項1に記載の芯座標計測装置。
When the cylinder is a slant pile, the vector calculation unit operates the telescope of the surveying instrument either up or down in the Z direction from the front central survey point, and is different from the front central survey point when viewed from the telescope. And measuring the front center auxiliary point located in the center of the left and right edges of the front of the cylinder by the non-prism mode of the surveying instrument, based on the front center survey point and the front center auxiliary point, The core coordinate measuring apparatus according to claim 1, wherein the cylindrical direction unit vector is calculated.
前記ベクトル算出部は、前記円柱が鉛直柱の場合、Z方向の単位ベクトルを円柱方向単位ベクトルとして算出する
請求項1に記載の芯座標計測装置。
The core coordinate measurement apparatus according to claim 1, wherein the vector calculation unit calculates a unit vector in the Z direction as a cylinder direction unit vector when the cylinder is a vertical column.
測量機の望遠鏡から見て、円柱の正面の左右両縁の中央に位置する正面中央測量点の座標を前記測量機のノンプリズムモードにより測定する測量点測定ステップと、
前記円柱の軸方向に沿って平行である円柱方向単位ベクトルを算出するベクトル算出ステップと、
前記測量機の機械点から前記正面中央測量点までの視準方向単位ベクトルと前記円柱方向単位ベクトルとのなす角度を算出する角度算出ステップと、
前記正面中央測量点の座標と、前記角度と、前記円柱の直径とに基づいて、前記正面中央測量点から前記視準方向単位ベクトルの方向に延長して前記円柱の背面に交わる第一の背面中央点の座標を算出する第一の背面点算出ステップと、
前記第一の背面中央点の座標と、前記角度と、前記視準方向単位ベクトルとに基づいて、前記正面中央測量点から前記円柱方向単位ベクトルの方向と垂直の方向に延長して前記円柱の背面に交わる第二の背面中央点の座標を算出する第二の背面点算出ステップと、
前記正面中央測量点の座標と、前記第二の背面中央点の座標とに基づいて、前記正面中央測量点における前記円柱の芯の座標を算出する芯座標算出ステップと、
を備える芯座標計測方法。
A survey point measurement step of measuring the coordinates of the front center survey point located at the center of the left and right edges of the front of the cylinder as viewed from the telescope of the survey instrument by the non-prism mode of the survey instrument;
A vector calculation step of calculating a cylinder direction unit vector that is parallel along the axial direction of the cylinder;
An angle calculating step of calculating an angle formed by a collimating direction unit vector from the mechanical point of the surveying instrument to the front center surveying point and the cylindrical direction unit vector;
Based on the coordinates of the front center survey point, the angle, and the diameter of the cylinder, a first back surface that extends from the front center survey point in the direction of the collimation direction unit vector and intersects the back surface of the cylinder A first back point calculating step for calculating the coordinates of the center point;
Based on the coordinates of the first back center point, the angle, and the collimation direction unit vector, it extends from the front center survey point in a direction perpendicular to the direction of the column direction unit vector and A second back surface point calculating step for calculating coordinates of a second back surface center point intersecting the back surface;
Based on the coordinates of the front center survey point and the coordinates of the second back center point, a core coordinate calculation step for calculating the coordinates of the center of the cylinder at the front center survey point;
A core coordinate measuring method comprising:
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