JP2019207146A - 測量機器点検システム、測量機器点検システムを用いた機器の調整方法 - Google Patents

測量機器点検システム、測量機器点検システムを用いた機器の調整方法 Download PDF

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Abstract

【課題】室内の専用スペースが不要で、架台間に点検作業者が入るスペースも必要がなくコンパクトな測量機器点検システム100を提供する。【解決手段】本発明に係る測量機器点検システム100は、架台取り付けベース110と、前記架台取り付けベース110に立設され、点検に用いる光学機器が取り付けられる主架台113と、前記主架台113と対向する位置で、前記架台取り付けベース110に立設され、被点検測量機器50が載置される機器用架台115と、前記架台取り付けベース110に立設され、第1の自動レベル130aが載置される第1架台111と、前記架台取り付けベース110に立設され、第2の自動レベル130bが載置される第2架台112と、前記光学機器の接眼部又は前記被点検測量機器50の接眼部のいずれかに装着され、接眼部内を撮像する撮像ユニットと、を有し、前記第1架台111と前記第2架台112との間に前記機器用架台115が配されることを特徴とする。【選択図】 図1

Description

本発明は、測量機器の点検のために用いる測量機器点検システム、及び、このような測量機器点検システムを用いた機器の調整方法に関する。
例えば建設工事現場において用いられるトータルステーション、レベル、セオドライト、トランシット、水準儀、ローティングレーザ機器 、墨出し器などの、光学系と回転可動部とを有する測量機器においては、定期的にコリメータなどを用いた点検を行い、精度が担保されたものを用いる必要がある。
なお、上記のような点検で用いるコリメータについては、例えば、特許文献1(特開2006−47090号公報)に記載がある。
特開2006−47090号公報
従来のコリメータを利用した従来の測量機器点検の方法を説明する前に、測量機器の点検に用いるコリメータの構造について簡単に説明する。図10はコリメータ10の構造の概略を説明する図である。
コリメータ10を構成する鏡胴部20の一端側の内部にはレンズ群25が設けられており、他端側の内部には焦点板27が設けられている。焦点板27には、紙面に対して垂直な面内に図示しない十字線が設けられている。また、鏡胴部20の他端側の端部には、光源35が収容された光源部30が取り付けられている。この光源部30は、コリメータ10の利用形態によっては、点検作業者が覗き込める接眼部に適宜変更可能な構成となっている。
上記のような構成により、コリメータ10を通して出射される光速は、十字線が配されてなる焦点板27を焦点とした平行光となるようにされている。このようなコリメータ10の焦点位置にある十字線を、点検対象の測量機器で視準することにより、無限遠にある点を準視することと同じこととなる。
図9は、上記のように構成されるコリメータ10を用いた従来の測量機器の点検方法を説明する図である。点検においては、例えば、まず被点検測量機器50で、水平点検用コリメータ10aの十字線の視準を行い被点検測量機器50の角度をみる(正位における視準)、次に仰角点検用のコリメータの十字線の視準を行って被点検測量機器50の仰角Aを記帳する。記帳後改めて水平点検用のコリメータの十字線を視準し角度をみて、被点検測量機器50の回転可動部(不図示)により、被点検測量機器50を水平方向に180°、垂直方向に180°の回転動作を実行する(反位における視準)。このとき、俯角点検用のコリメータ10cの十字線を、被点検測量機器50で再び視準して仰角Bを記帳し、角度差をチェックすることで、被点検測量機器50の点検を行うことができる。
図9は、被点検測量機器50の点検を行う上で用いられるシステム全体を図示している。当該システムは、一直線に配される主架台3、機器用架台7、副架台5を有している。
主架台3には、仰角点検用のコリメータ10c、第1の水平点検用のコリメータ10a、俯角点検用のコリメータ10dが取り付けられている。また、機器用架台7には、点検時において被点検測量機器50が取り付けられる。また、副架台5には、第1の水平点検用のコリメータ10aと正対する、第2の水平点検用のコリメータ10bが取り付けられている。
上記のようにレイアウトされてなるシステムにおいては、コリメータ10aとコリメータ10bとを用いて、一直線であり、かつ、水平である基準軸X−X’を見出すようにしている。そして、この基準軸X−X’に、被点検測量機器50の光軸を一致させるようにしてから、以後、各種の点検を行うようにしている。
上記のような点検のためのシステムにおいて、主架台3、機器用架台7、副架台5は、振動が少なく平坦で、温度変化も少ない場所に設置する必要があり、結局は当該システムための室内の専用スペースが必要となる、という問題があった。また、主架台3、機器用架台7、副架台5は強度の関係から、大型の重量構造物とする必要がある、という問題があった。
また、各架台の間には、点検作業者が作業を行うためのスペースを確保する必要があり、架台間距離を、ある程度設けなくてはならない、という問題もあった。
上記のような各問題を有するため、前記のようなシステムは限られた場所にしか存在せず、従って、測量機器の点検では、前記のような場所に被点検測量機器50を、輸送することが通常であった。
ところで、被点検測量機器50の輸送においては、輸送時の振動等で、精度が狂ってしまう可能性がある、という問題があった。また、輸送によれば、輸送時間による測量機器の使用機会のロスに伴い、点検コストが上昇してしまう、という問題があった。
本発明に係る測量機器点検システム、及びこれを用いた機器の調整方法は、これらの諸問題を解決するためのものとなる。
この発明は、上記課題を解決するものであって、本発明に係る測量機器点検システムは、架台取り付けベースと、前記架台取り付けベースに立設され、点検に用いる光学機器が取り付けられる主架台と、前記主架台と対向する位置で、前記架台取り付けベースに立設され、被点検測量機器が載置される機器用架台と、前記架台取り付けベースに立設され、第1の自動レベルが載置される第1架台と、前記架台取り付けベースに立設され、第2の自動レベルが載置される第2架台と、前記光学機器の接眼部又は前記被点検測量機器の接眼部のいずれかに装着され、接眼部内を撮像する撮像ユニットと、を有し、前記第1架台と前記第2架台との間に前記機器用架台が配されることを特徴とする。
また、本発明に係る測量機器点検システムは、前記主架台に載置される前記光学機器が、コリメータであることを特徴とする。
また、本発明に係る測量機器点検システムは、前記主架台に載置される前記光学機器が、第3の自動レベルであることを特徴とする。
また、本発明に係る測量機器点検システムは、前記撮像ユニットで撮像された画像データが取り込まれると共に、前記画像データを表示する情報処理装置をさらに有することを特徴とする。
また、本発明は、前記記載の測量機器点検システムを用いた機器の調整方法であって、前記情報処理装置によって表示される前記画像データにおける自機十字線と正対機十字線とを一致させるように、前記光学機器又は前記被点検測量機器の姿勢を調整する工程を含むことを特徴とする。
本発明に係る測量機器点検システムは、架台取り付けベースに各架台が立設されると共に、自動レベル、撮像ユニットと、を用いる構成となっており、このような測量機器点検システムによれば、従来のような大型の重量構造物のための室内の専用スペースが不要で、架台間に点検作業者が入るスペースも必要がなくコンパクトな構成することができる。このため、本発明に係る測量機器点検システムは車載することも可能となり、測量機器を現場などにおいてでも点検することができるようになる。
本発明の実施形態に係る測量機器点検システム100の上面図である。 本発明の実施形態に係る測量機器点検システム100の側方を図1のAから見た図である。 本発明の実施形態に係る測量機器点検システム100の側方を図1のBから見た図である。 本発明の実施形態に係る測量機器点検システム100で用いる接眼部装着撮像ユニット150を説明する図である。 本発明の実施形態に係る測量機器点検システム100で基準軸X−X’の割り出しの様子を説明する図である。 パーソナルコンピューター200の表示部210を参照して基準軸X−X’の割り出す様子を示す図である。 3台の自動レベルを用いた自己較正を利用した基準軸X−X’の割り出す工程を示す図である。 本発明の実施形態に係る測量機器点検システム100による点検の様子を説明する図である。 コリメータ10を用いた従来の測量機器の点検方法を説明する図である。 コリメータ10の構造の概略を説明する図である。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施形態に係る測量機器点検システム100の上面図である。また、図2は本発明の実施形態に係る測量機器点検システム100の側方を図1のAから見た図であり、図3は本発明の実施形態に係る測量機器点検システム100の側方を図1のBから見た図である。
本発明に係る測量機器点検システム100が点検対象とする測量機器は、トータルステーション、レベル、セオドライト、トランシット、水準儀、ローティングレーザ機器 、墨出し器などの、光学系と回転可動部とを有するものとなる。
本発明に係る測量機器点検システム100では、図1乃至図3に示す構成の他に、パーソナルコンピューター200などの情報処理装置、接眼部装着撮像ユニット150、そして必要に応じて接眼部装着光源ユニット170又は対物部装着光源ユニット180を用いて点検作業を行う。なお、本実施形態では、情報処理装置としてパーソナルコンピューター200を例に挙げて説明するが、タブレット端末などのその他の情報処理装置を用いてもよいし、情報処理装置に代わる専用のハードウエアを用いるようにしてもよい。
架台取り付けベース110は、所定の厚さを有する鉄などの剛性のあるプレート状の部材であり、上面図でみるとT字状をなしている。この架台取り付けベース110は、複数の架台を取り付けるための基台としての機能を有している。
主架台113は、架台取り付けベース110に立設され、点検に用いる光学機器が取り付けられている。このための光学機器には、本実施形態では、先に説明したコリメータ、自動レベルなどを用いるが、十字線を備えるものであれば、その他のもの用い得る。
主架台113には、仰角点検用のコリメータ10c、俯角点検用のコリメータ10dが取り付けられている。また、主架台113には、主架台113から水平方向に自動レベル載置部114が延出するように設けられている。この自動レベル載置部114には、自動レベル130cが着脱可能に設けられている。
自動レベル130は、接眼部135から覗いたときに見える自機の十字線(不図示)と、ターゲット(不図示)に設けられる基準点(不図示)とが、重なったとき、当該十字線と当該基準点とを結ぶ線が水平となるような補正装置を内蔵したレベルである。
本発明に係る測量機器点検システム100では、このような自動レベル130を3台用いるが、全ての自動レベル130に、同一の製造メーカーによる同一型番のものが用いられることが好ましい。
なお、本発明に係る測量機器点検システム100では、先の自動レベル130cは、「第3の自動レベル」と称する。また、全ての自動レベル130に、同一の製造メーカーによる同一型番のものが用いられることが好ましいとしたが、少なくとも後述する「第1の自動レベル」と「第2の自動レベル」とに、同一の製造メーカーによる同一型番のものが用いられる構成とするようにしてもよい。
機器用架台115は、主架台113と対向する位置で、架台取り付けベース110に立設され、被点検測量機器50が載置される架台である。この機器用架台115には天板部が昇降する機構を有するものを用いる。昇降操作部117は、このような昇降機構を操作する際のハンドルとなる。
また、架台取り付けベース110には、第1架台111と第2架台112とが立設されている。これら第1架台111には自動レベル130a(「第1の自動レベル」とも言う)が取り付けられ、第2架台112には自動レベル130b(「第2の自動レベル」とも言う)が取り付けられている。
自動レベル130aと、自動レベル130bとは互いに正対するようにして、それぞれ第1架台111と、第2架台112とに取り付けられている。また、第1架台111と第2架台112との中間の位置に、機器用架台115が設けられるようにする。
次に、本発明に係る測量機器点検システム100で省スペースを実現するために用いられる接眼部装着撮像ユニット150について説明する。図4は本発明の実施形態に係る測量機器点検システム100で用いる接眼部装着撮像ユニット150を説明する図である。
図4(A)は接眼部装着撮像ユニット150が取り付けられる自動レベル130を示す図であり、
図4(B)は接眼部装着撮像ユニット150のブロック図と、接眼部装着撮像ユニット150で取得される画像データのデータ処理を行うパーソナルコンピューター200とを示している。
自動レベル130は、自動レベル本体部131と、この自動レベル本体部131の姿勢を調整する姿勢調整部133とを有している。さらに自動レベル本体部131の一部には、操作者が覗き込むことができる接眼部135と、を有している。
接眼部装着撮像ユニット150は、自動レベル130などの光学機器の接眼部に装着することができようになっている。また、接眼部装着撮像ユニット150は、当該光学機器の接眼部内の動画像を撮像する撮像部153と、この撮像部153で撮像された動画像の画像データを無線データ通信によって送信することができる無線通信部155と、を有している。
無線通信部155から送信された画像データは、パーソナルコンピューター200に内蔵されるデータ通信部(不図示)によって取り込まれる。パーソナルコンピューター200で取り込まれた画像データは、パーソナルコンピューター200に設けられているディスプレイなどの表示部210によって表示される。
図4(B)に図示されるパーソナルコンピューター200の表示部210には、接眼部装着撮像ユニット150によって撮像された接眼部135内の画像が表示されることとなる。すなわち、表示部210には、例えば自動レベル130自体に設けられている自機十字線Cが表示される。
上記のように構成される接眼部装着撮像ユニット150を用いることで、接眼部装着撮像ユニット150から離れた位置のパーソナルコンピューター200の表示部210で接眼部135内の画像を確認することができるようになる。従って、作業点検者は各架台の間のスペースに入り込んで、被点検測量機器50の調整作業等を行う必要がないので、架台間に点検作業者が作業を行うためのスペースを確保する必要はなく、本発明に係る測量機器点検システム100をコンパクト化・省スペース化することが可能となる。
なお、本実施形態では、無線通信部155を用いることで、無線通信によって画像データを送信するようにしているが、通信部が無線によるものである必要は必ずしもなく、有線によるデータ通信を行うようにしてもよい。ただし、接眼部装着撮像ユニット150を装着した被点検測量機器50などを正位・反位などにすることから、有線のデータ通信であると物理的な通信線自体の取り回しなどに支障をきたすことがあることから、通信部は無線通信を利用することが好ましい。
また、上記のような接眼部装着撮像ユニット150は、本実施形態では光学機器として、コリメータ10の接眼部30、自動レベル130の接眼部135、被点検測量機器50の接眼部55などのいずれにも装着し得るような構成となっている。
次に、以上のような構成を有する本発明に係る測量機器点検システム100における基準軸X−X’の割り出しについて説明する。測量機器を点検する上では、一直線であり、かつ、水平である基準軸X−X’を見出すことが重要であることは説明したが、本発明に係る測量機器点検システム100においては、具体的にどのように基準軸X−X’を見出すかについて図5及び図6を参照して説明する。
本発明に係る測量機器点検システム100においては、一直線であり、かつ、水平である基準軸X−X’を、第1架台111に設けられている自動レベル130aと、第2架台112に設けられている自動レベル130bとで割り出すようにしている。
図5は本発明の実施形態に係る測量機器点検システム100で基準軸X−X’の割り出しの様子を説明する図である。
自動レベル130aと自動レベル130bとは正対するようにしてそれぞれの架台に対して取り付けられているが、機械的な振動、温度変化等の影響により、厳密な正対をしている分けではない。そこで、例えば、自動レベル130aから、自動レベル130bの十字線を視準することによって、自動レベル130aと自動レベル130bと間で、一直線であり、かつ、水平である基準軸X−X’を割り出すようにしている。
このために、自動レベル130aの接眼部135aには前記したような接眼部装着撮像ユニット150を取り付ける。一方、自動レベル130bの接眼部135bには接眼部装着光源ユニット170又は対物部装着光源ユニット180を取り付ける。このような接眼部装着光源ユニット170や対物部装着光源ユニット180には、自動レベル130b内の光学系を照射する光源が設けられており、これにより自動レベル130aから自動レベル130bの十字線(不図示)が視認しやすくなる。ただし、このような接眼部装着光源ユニット170、対物部装着光源ユニット180は必須のものではない。
上記のようなセッティングを行った上で、続いて、図6に示すように、パーソナルコンピューター200の表示部210を参照して、自機である自動レベル130aの十字線Cと、正対機である自動レベル130bの十字線C’ とを一致させるように、自動レベル130aの姿勢調整部133aを調整する。このような工程を経て、自動レベル130aの十字線Cと、自動レベル130bの十字線C’ とが一致したときには、十字線Cと十字線C’ とを結ぶ線は、一直線であり、かつ、水平である基準軸X−X’となる。
このように、本発明に係る測量機器点検システム100においては、第1架台111に設けられる自動レベル130aと、第2架台112に設けられる自動レベル130bと、接眼部装着撮像ユニット150などによって、簡単に、一直線であり、かつ、水平である基準軸X−X’を割り出すことが可能となる。
ここで、自動レベルに誤差がある場合における基準軸X−X’の割り出しについて説明する。図7は3台の自動レベルを用いた自己較正を利用した基準軸X−X’の割り出す工程を示す図である。
まず、ステップS101では、第2の自動レベル130bに接眼部装着光源ユニット170を取り付ける。続いて、ステップS102において、第1の自動レベル130aに接眼部装着撮像ユニット150を取り付ける。次に、ステップS103で、第1の自動レベル130aから第2の自動レベル130bを視準し、ステップS104で、第1の自動レベル130aの十字線と第2の自動レベル130bの十字線を一致させるように姿勢調整部の調整を行う。
次に、ステップS105で、第3の自動レベル130cを機器用架台115に設置する。続いて、ステップS106で、第3の自動レベル130cに接眼部装着光源ユニット170を取り付ける。次に、ステップS107で、第1の自動レベル130aと第3の自動レベル130cを正対させ、ステップS108で、第1の自動レベル130aから第3の自動レベル130cを視準し、ステップS109 第1の自動レベル130aの十字線と第3の自動レベル130cの十字線を一致させるように姿勢調整部の調整を行う。
次に、ステップS110で、第2の自動レベル130bと第3の自動レベル130cを正対させ、続いて、ステップS111にで、第2の自動レベル130bに接眼部装着撮像ユニット150を取り付ける。次に、ステップS112 第2の自動レベル130bから第3の自動レベル130cを視準し、ステップS113 第2の自動レベル130bの十字線と第3の自動レベル130cの十字線を一致させるように姿勢調整部の調整を行う。
次に、ステップS114で、第1の自動レベル130aから第3の自動レベル130cを視準し、ステップS115では、第1の自動レベル130aと第3の自動レベル130cの十字線が一致するか否かを判定する。
ステップS115の判定がNoであればステップS109に戻り、ステップS115の判定がYesであればステップS116に進む。
ステップS116では、機器用架台115から第3の自動レベル130cを取り外して、自動レベル載置部114に戻す。
以上のような3台の自動レベルを用いた基準軸X−X’の割り出しによれば、例え自動レベルが誤差を有していたとしても、自己較正の効果により精度高く基準軸X−X’を割り出すことができる。
さて、上記のようにして基準軸X−X’が割り出されると、続いて、被点検測量機器50を機器用架台115に据え付ける。そして、昇降操作部117や姿勢調整部53を操作することで、被点検測量機器50の光軸と、基準軸X−X’とを一致させる。
これにより、点検の準備が完了して、図8に示すように、主架台113に設けられている仰角点検用のコリメータ10c、自動レベル130c、俯角点検用のコリメータ10dを利用して、従来と同様の点検作業を行うことができる。
なお、図8では、接眼部装着撮像ユニット150を被点検測量機器50に取り付けて、被点検測量機器50の接眼部55で取得される画像データに基づいて、被点検測量機器50の姿勢を調整することで点検を行う例について示しているが、接眼部装着撮像ユニット150はコリメータ側に取り付けておき、コリメータ側で取得される画像データに基づいて、被点検測量機器50の姿勢を調整するようにしてもよい。
また、被点検測量機器50は、パーソナルコンピューター200によって、回転動作などの制御がされるように構成することは好ましい実施形態である。
以上のように、本発明に係る測量機器点検システム100は、架台取り付けベース110に各架台が立設されると共に、自動レベル130a、130b、130c、接眼部装着撮像ユニット150と、を用いる構成となっており、このような測量機器点検システム100によれば、従来のような大型の重量構造物のための室内の専用スペースが不要で、架台間に点検作業者が入るスペースも必要がなくコンパクトな構成することができる。このため、本発明に係る測量機器点検システム100は車載することも可能となり、測量機器を現場などにおいてでも点検することができるようになる。
3・・・主架台
5・・・副架台
7・・・機器用架台
10、10a、10b、10c、10d・・・コリメータ
20・・・鏡胴部
25・・・レンズ群
27・・・焦点板
30、30a、30b、30c、30d・・・光源部(又は接眼部。適宜交換可)
35・・・光源
50・・・被点検測量機器
51・・・本体部
53・・・姿勢調整部
55・・・接眼部
100・・・測量機器点検システム
110・・・架台取り付けベース
111・・・第1架台
112・・・第2架台
113・・・主架台
114・・・自動レベル載置部
115・・・機器用架台
117・・・昇降操作部
130、130a、130b、130c・・・自動レベル
131・・・自動レベル本体部
133、133a、133b、133c・・・姿勢調整部
135、135a、135b、135c・・・接眼部
150・・・接眼部装着撮像ユニット
153・・・撮像部
155・・・無線通信部
170・・・接眼部装着光源ユニット
180・・・対物部装着光源ユニット
200・・・パーソナルコンピューター(情報処理装置)
210・・・表示部
C・・・自機十字線
C’・・・正対機十字線

Claims (5)

  1. 架台取り付けベースと、
    前記架台取り付けベースに立設され、点検に用いる光学機器が取り付けられる主架台と、
    前記主架台と対向する位置で、前記架台取り付けベースに立設され、被点検測量機器が載置される機器用架台と、
    前記架台取り付けベースに立設され、第1の自動レベルが載置される第1架台と、
    前記架台取り付けベースに立設され、第2の自動レベルが載置される第2架台と、
    前記光学機器の接眼部又は前記被点検測量機器の接眼部のいずれかに装着され、接眼部内を撮像する撮像ユニットと、を有し、
    前記第1架台と前記第2架台との間に前記機器用架台が配されることを特徴とする測量機器点検システム。
  2. 前記主架台に載置される前記光学機器が、コリメータであることを特徴とする請求項1に記載の測量機器点検システム。
  3. 前記主架台に載置される前記光学機器が、第3の自動レベルであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の測量機器点検システム。
  4. 前記撮像ユニットで撮像された画像データが取り込まれると共に、前記画像データを表示する情報処理装置をさらに有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の測量機器点検システム。
  5. 請求項4に記載の測量機器点検システムを用いた機器の調整方法であって、
    前記情報処理装置によって表示される前記画像データにおける自機十字線と正対機十字線とを一致させるように、前記光学機器又は前記被点検測量機器の姿勢を調整する工程を含むことを特徴とする測量機器点検システムを用いた機器の調整方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110887464A (zh) * 2019-12-31 2020-03-17 叶美华 一种建筑测量仪器

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