JP2022167504A - Target for laser measurement - Google Patents

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道明 山川
Michiaki Yamakawa
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Abstract

To eliminate the need for replacing a prism target and a scanner target in three-dimensional laser scanner measurement using a laser measurement device which is provided with a total station and a laser scan device or the functions of these two.SOLUTION: A target plate 10 is held to an arm 12 so as to be rotatable around a revolving shaft 11, a first surface 10a of the target plate 10 being adopted as a prism target and a second surface 10b being adopted as a scanner target, with a prism 20 attached to the center of the first surface 10a. A prism target function and a scanner target function are switched by rotating the target plate 10 in the vertical direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えば三次元レーザースキャナー測量に用いられるターゲットに関する。 The present invention relates to targets used, for example, in three-dimensional laser scanner surveying.

三次元レーザースキャナー測量では、対象物又は対象範囲にパルスレーザー光を走査させながら照射し、対象物や対象範囲に存在する物体などから反射される光を受光し、個々の反射光について、光が帰ってくるまでの時間とレーザー光の照射角度から、反射点の三次元座標を算出し、得られた多数の反射点の三次元座標をつなぎ合わせることによって、対象物又は対象範囲の三次元形状を得ている。レーザースキャナー装置で走査できる範囲は限られているため、広範囲を測量する場合、対象範囲内に複数のスキャナーターゲットを設置し、各スキャナーターゲットの三次元座標を測定しておき、各スキャナーターゲットを走査開始の目標として、一定範囲にレーザー光を走査させて、それぞれの範囲について多数の反射点の三次元座標データを得る。障害物がある場合は、レーザースキャナー装置及びスキャナーターゲットを移動させて、再度レーザー光の照射を行なう。そして、各スキャナーターゲットの三次元座標に基づいてソフトウエアで誤差を修正し、対象物又は対象範囲の三次元形状を得る。 In three-dimensional laser scanner surveying, a pulsed laser beam is irradiated while scanning an object or target range, light reflected from the object or object existing in the target range is received, and light is measured for each reflected light. The three-dimensional coordinates of the reflection points are calculated from the time it takes the laser beam to return and the irradiation angle of the laser light. are getting Since the range that can be scanned with a laser scanner device is limited, when surveying a wide range, multiple scanner targets are installed within the target range, the three-dimensional coordinates of each scanner target are measured, and each scanner target is scanned. A starting target is to scan the laser light over a range and obtain three-dimensional coordinate data of a number of reflection points for each range. If there is an obstacle, the laser scanner device and the scanner target are moved, and the laser light is applied again. The error is then corrected by software based on the 3D coordinates of each scanner target to obtain the 3D shape of the object or area of interest.

図4は、例えば特許文献1に記載されている従来のスキャナーターゲット110を示す。図4において、(a)はターゲット板111の一面(表面)に描かれた模様を示し、(b)はターゲット板111の他面(裏面)に描かれた模様を示す。図4に示すように、スキャナーターゲット110は、円盤状のターゲット板111と、水平軸113を中心として鉛直方向で回転自在にターゲット板111を保持する略U状アーム112と、整準台150に取り付けられ、鉛直軸を中心として、ターゲット板111と及びアーム112を水平方向に回転自在に保持する軸部114などで構成されている。図4(a)に示すように、ターゲット板111の一方の面には、水平軸113に対して所定の角度(例えば45度)をなす2本の直交した直径ライン111a及び111bが描かれ、これらの直径ラインによりターゲット板111の盤面が4分割されており、その4分割された区画にそれぞれ、白色と黒色が交互に配色されている。また、図4(b)に示すように、ターゲット板111の他方の面の中心に、直径数cmの小さな白色円111cが描かれ、その他の部分111dは黒色で塗りつぶされている。レーザースキャンの性質に応じてターゲット板111を回転させ、レーザースキャンに対して認識効率の高い面を使用する。白と黒に塗り分けた場合、黒は光を吸収するため黒の領域からはほとんど反射光は帰ってこないが、白は反射率が高いため、黒の領域と白の領域の境界付近はグレーのグラデーションになって、ターゲット板111の中心を認識しづらくなると考えられる。 FIG. 4 shows a conventional scanner target 110 as described, for example, in US Pat. In FIG. 4 , (a) shows a pattern drawn on one surface (front surface) of the target plate 111 , and (b) shows a pattern drawn on the other surface (back surface) of the target plate 111 . As shown in FIG. 4, the scanner target 110 includes a disk-shaped target plate 111 , a substantially U-shaped arm 112 that holds the target plate 111 so as to be rotatable in the vertical direction about a horizontal axis 113 , and a level table 150 . It consists of a target plate 111 and a shaft portion 114 that holds an arm 112 rotatably in the horizontal direction around a vertical axis. As shown in FIG. 4(a), on one surface of the target plate 111, two orthogonal diameter lines 111a and 111b forming a predetermined angle (for example, 45 degrees) with respect to the horizontal axis 113 are drawn. The surface of the target plate 111 is divided into four by these diameter lines, and the four divided sections are alternately colored white and black. Also, as shown in FIG. 4B, a small white circle 111c with a diameter of several centimeters is drawn at the center of the other surface of the target plate 111, and the other portion 111d is painted black. The target plate 111 is rotated according to the nature of laser scanning, and a surface with high recognition efficiency is used for laser scanning. When black and white are painted separately, since black absorbs light, almost no reflected light returns from the black area. However, since white has high reflectance, the area near the boundary between the black and white areas is gray. , making it difficult to recognize the center of the target plate 111 .

ところが、レーザースキャナー装置とスキャナーターゲットの距離が遠くなればなるほどスキャナーターゲットの中心を認識しにくくなり、スキャナーターゲットを設置する基準点の三次元座標を正確に測定することが困難となる。また、スキャナーターゲットを設置する基準点の三次元座標の誤差が大きい場合、得られた反射点の三次元座標データをつなぎ合わせて得られた対象物又は対象範囲の三次元形状にひずみが生じる。そこで、トータルステーション及びプリズムターゲットを用いて、スキャナーターゲットを設置する基準点の三次元座標を正確に測定することが行なわれている。一般的に、レーザースキャナー装置及びトータルステーションは、整準台を介して三脚に取り付けて使用される。例えば、先にトータルステーション及びプリズムターゲットを用いて、スキャナーターゲットを設置する基準点の三次元座標を測定し、トータルステーションをレーザースキャナー装置に、プリズムターゲットをスキャナーターゲットにそれぞれ交換し、レーザー光を走査させて対象物又は対象範囲の三次元形状を得ることも行なわれている。 However, as the distance between the laser scanner device and the scanner target increases, it becomes more difficult to recognize the center of the scanner target, and it becomes difficult to accurately measure the three-dimensional coordinates of the reference point for setting the scanner target. Moreover, when the three-dimensional coordinate error of the reference point for setting the scanner target is large, distortion occurs in the three-dimensional shape of the target object or target range obtained by connecting the obtained three-dimensional coordinate data of the reflection points. Therefore, a total station and a prism target are used to accurately measure the three-dimensional coordinates of a reference point for setting a scanner target. Generally, laser scanner devices and total stations are used by being attached to a tripod via a leveling table. For example, first use a total station and a prism target to measure the three-dimensional coordinates of the reference point where the scanner target is installed, replace the total station with a laser scanner device, replace the prism target with a scanner target, and scan the laser light. Obtaining a three-dimensional shape of an object or area of interest has also been performed.

トータルステーションは、ターゲットまでの距離や角度を正確(誤差数ミリ)に測定することができる反面、ターゲットとしてプリズムが取り付けられたプリズムターゲットを使用する必要がある。図5は、市販されている一般的なプリズムターゲット120を示す。このプリズムターゲット120は、整準台150に対して取り外し可能であり、水平軸124を中心として、鉛直方向に首振り可能に保持されたプリズム121と、プリズム121の背面に取り付けられたターゲット板122と、プリズムターゲット120を整準台150に取り付けるための台座123などで構成されている。整準台150は、三脚などに取り付けて使用され、水平を調節するためのねじや、プリズムターゲット120を水平方向に回転又は首振りさせるための回転軸などを備えている(公知につき説明を省略する)。ターゲット板122の表面には、プリズム121の中心(光軸)に対して左右対象に設けられた略V状や三角状の目印122a及び122bが設けられており、遠方に設けられたトータルステーションから、ターゲット板122に設けられた目印122a及び122bを目標にして、プリズム121の光軸を調整する。ターゲット板122は台座123に固定されており、プリズム121が水平軸124を中心として鉛直方向に首振り動作を行なうため、その調整可能な範囲は狭く、プリズム121を大きく振らせた場合、ターゲット板122の目印122a及び122bとのずれが大きく、光軸調整が困難となる。また、従来のプリズムターゲット120では、プリズム121の直径D1がターゲット板122の幅W1に対して比較的大きい(例えばD1/W1=2/3~1/2程度)ため、遠方のトータルステーションからプリズム121の光軸を調整することが困難であった。 A total station can accurately measure the distance and angle to a target (with an error of several millimeters), but it requires the use of a prism target with a prism attached as the target. FIG. 5 shows a typical prism target 120 that is commercially available. This prism target 120 is detachable from a leveling table 150. A prism 121 is held so as to be vertically swingable about a horizontal axis 124, and a target plate 122 is attached to the back of the prism 121. and a pedestal 123 for attaching the prism target 120 to the leveling table 150, and the like. The leveling table 150 is used by being attached to a tripod or the like, and is provided with a screw for adjusting the level, a rotary shaft for horizontally rotating or swinging the prism target 120, etc. do). On the surface of the target plate 122, substantially V-shaped or triangular marks 122a and 122b are provided symmetrically with respect to the center (optical axis) of the prism 121. The optical axis of the prism 121 is adjusted with the marks 122a and 122b provided on the target plate 122 as targets. The target plate 122 is fixed to a pedestal 123, and the prism 121 swings in the vertical direction about the horizontal axis 124. Therefore, the adjustable range is narrow. The deviation of 122 from marks 122a and 122b is large, making it difficult to adjust the optical axis. In the conventional prism target 120, the diameter D1 of the prism 121 is relatively large with respect to the width W1 of the target plate 122 (for example, D1/W1=2/3 to 1/2). It was difficult to adjust the optical axis of the

一般的に、整準台150のターゲット取付部は互換性があり、異なるメーカーの製品であっても取り付けることができる。しかしながら、上記のようにスキャナーターゲット110とプリズムターゲット120とではその構造、例えばスキャナーターゲット110の軸部114とプリズムターゲット120の台座123の高さなどが異なっており、整準台150からプリズムターゲット120を取り外した後、同じ整準台150にスキャナーターゲット110を取り付けても、ターゲット板111の中心がプリズム121の中心(光軸)と一致するとは限らない。また、スキャナーターゲット110をプリズムターゲット120に交換する際、スキャナーターゲット110の中心とプリズムターゲット120の中心を一致させることが困難である。この点に関しては、同一メーカーの製品であっても、おそらく同様である。そのため、プリズムターゲット120をスキャナーターゲット110に交換する際、高さ調整を行なう必要がある。同様に、レーザースキャナー装置とトータルステーションの高さも異なっているため、三脚のエレベータを上下させて高さ調節を行なう必要がある。 In general, the target mounts of the tribrach 150 are interchangeable and can be mounted even from different manufacturers. However, as described above, the scanner target 110 and the prism target 120 have different structures, for example, the height of the shaft portion 114 of the scanner target 110 and the base 123 of the prism target 120. Even if the scanner target 110 is mounted on the same leveling table 150 after removing the , the center of the target plate 111 does not necessarily match the center (optical axis) of the prism 121 . Also, when replacing the scanner target 110 with the prism target 120, it is difficult to align the center of the scanner target 110 with the center of the prism target 120. FIG. This is probably the same even for products from the same manufacturer. Therefore, when replacing the prism target 120 with the scanner target 110, it is necessary to adjust the height. Similarly, since the height of the laser scanner device and the total station are different, it is necessary to adjust the height by moving the tripod elevator up and down.

なお、特許文献2には、トータルステーション機能とレーザースキャナー機能を備えたレーザー測定装置が記載されている(以下、「レーザー測定装置」と称する)。このようなレーザー測定装置を用いた三次元レーザースキャナー測量では、複数の測定対象点にプリズムターゲットを設置し、トータルステーション機能を用いて各測定対象点の三次元座標値を正確に測定し、次に、プリズムターゲットをスキャナーターゲットに交換し、レーザースキャナー機能を用いて、各スキャナーターゲットを目標にして三次元座標データを得ることができる。 Patent Document 2 describes a laser measuring device having a total station function and a laser scanner function (hereinafter referred to as a "laser measuring device"). In the three-dimensional laser scanner survey using such a laser measuring device, prism targets are installed at multiple measurement points, and the total station function is used to accurately measure the three-dimensional coordinate values of each measurement point. , the prism target can be replaced with a scanner target, and the laser scanner function can be used to obtain three-dimensional coordinate data by targeting each scanner target.

特開2018-96855号公報JP 2018-96855 A 特開2021-43217号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-43217

本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、トータルステーションとレーザースキャナー装置又は両機能を備えたレーザー測定装置を用いた三次元レーザースキャナー測量に用いられるターゲットであって、プリズムターゲットとスキャナーターゲットを交換することなく、1つのターゲットでプリズムターゲットの機能とスキャナーターゲットの機能を備えたレーザー測量用ターゲットを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the problems of the above conventional examples, and is a target used for three-dimensional laser scanner surveying using a total station and a laser scanner device or a laser measurement device having both functions, To provide a target for laser surveying having a function of a prism target and a function of a scanner target in one target without exchanging the prism target and the scanner target.

本発明に係るレーザー測量用ターゲットは、
ターゲット板と、前記ターゲット板を所定の回転軸を中心として回転自在に保持するアームとを有し、
前記ターゲット板の中心には貫通孔が設けられており、前記ターゲット板の第1面に、プリズム定数が「0」となるようにプリズムがその光軸方向にオフセットして取り付けられていることを特徴とする。
The target for laser survey according to the present invention is
having a target plate and an arm rotatably holding the target plate around a predetermined rotation axis;
A through hole is provided in the center of the target plate, and a prism is attached to the first surface of the target plate so as to be offset in the optical axis direction so that the prism constant is "0". Characterized by

前記ターゲット板の第1面は、該第1面の中心を通り、前記回転軸に対して平行及び垂直な2本の塗り分け線によって4つの領域に分割され、隣接する2つの領域は互いに異なる色が施され、
前記ターゲット板の第2面は、該第2面の中心を通り、前記回転軸に対して所定の角度をなすように設定された互いに直交する2本の塗り分け線によって4つの領域に分割され、隣接する2つの領域は互いに異なる色が施されているように構成してもよい。
A first surface of the target plate is divided into four areas by two colored dividing lines that pass through the center of the first surface and are parallel and perpendicular to the rotation axis, and two adjacent areas are different from each other. colored,
The second surface of the target plate is divided into four regions by two orthogonal painted lines that pass through the center of the second surface and are set to form a predetermined angle with respect to the rotation axis. , two adjacent regions may be configured to have different colors.

また、前記ターゲット板の第1面に施される異なる色は、黄色と黒であるように構成してもよい。 Also, the different colors applied to the first surface of the target plate may be yellow and black.

また、前記回転軸と前記アームの間にクリックストップ機構を設け、90度ごとに位置決めすることができるように構成してもよい。 Further, a click stop mechanism may be provided between the rotating shaft and the arm so that positioning can be performed every 90 degrees.

また、前記プリズムの直径をD、前記ターゲット板の幅をWとして、D/W=1/4~1/10の範囲となるように構成してもよい。 Further, it may be constructed such that D/W is in the range of 1/4 to 1/10, where D is the diameter of the prism and W is the width of the target plate.

このように、本発明によれば、トータルステーションとレーザースキャン装置又は両機能を備えたレーザー測定装置を用いた三次元レーザースキャナー測量において、プリズムターゲットとスキャナーターゲットを交換することなく、1つのターゲットでスキャナーターゲットを設置する基準点の三次元座標を正確に測定すると共に、ターゲット板を鉛直方向に回転させるだけで、続けて三次元レーザースキャナー測量を行なうことができる。 Thus, according to the present invention, in three-dimensional laser scanner surveying using a total station and a laser scanning device, or a laser measuring device having both functions, the prism target and the scanner target are not exchanged, and the scanner can be used with one target. Three-dimensional laser scanner surveying can be continuously performed only by accurately measuring the three-dimensional coordinates of the reference point where the target is set and rotating the target plate in the vertical direction.

本発明の一実施形態に係るレーザー測量用ターゲットをそのターゲット板の第1面側から見た斜視図。1 is a perspective view of a laser survey target according to an embodiment of the present invention, viewed from the first surface side of the target plate; FIG. 上記レーザー測量用ターゲットをターゲット板の第2面側から見た斜視図。The perspective view which looked at the said target for laser surveys from the 2nd surface side of a target plate. 上記ターゲット板の断面図。Sectional drawing of the said target plate. 従来のスキャナーターゲットを示す図。FIG. 1 shows a conventional scanner target; 従来のプリズムターゲットを示す図。The figure which shows the conventional prism target.

本発明の一実施形態に係るレーザー測量用ターゲットについて説明する。図1はレーザー測量用ターゲット1をそのターゲット板10の第1面側10aから見た図であり、プリズムターゲットとして使用する状態を示す。図2はレーザー測量用ターゲット1をそのターゲット板10の第2面側10bから見た図であり、スキャナーターゲットとして使用する状態を示す。また、図3はターゲット板10及び後述するプリズム20の断面を示す。図1及び図2からわかるように、レーザー測量用ターゲット1は、ターゲット板10を回転させることによって、プリズムターゲットとしても、またスキャナーターゲットとしても使用することができ、トータルステーションとレーザースキャン装置又は両機能を備えたレーザー測定装置を用いた三次元レーザースキャナー測量において、プリズムターゲットとスキャナーターゲットを交換する必要がなくなる。 A laser survey target according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram of the laser survey target 1 viewed from the first surface side 10a of the target plate 10, showing a state of being used as a prism target. FIG. 2 is a diagram of the laser survey target 1 viewed from the second surface side 10b of the target plate 10, and shows a state in which it is used as a scanner target. Also, FIG. 3 shows a cross section of the target plate 10 and a prism 20 which will be described later. As can be seen from FIGS. 1 and 2, the laser survey target 1 can be used both as a prism target and as a scanner target by rotating the target plate 10, and can function as a total station and a laser scanning device or both. In three-dimensional laser scanner surveying using a laser measuring device equipped with a prism target and a scanner target, there is no need to replace the prism target and the scanner target.

図1及び図2に示すように、レーザー測量用ターゲット1は、ターゲット板10と、ターゲット板10を所定の回転軸(水平軸)11を中心として回転自在に保持するアーム12と、ターゲット板10及びアーム12を整準台に取り付けるための軸部13などで構成されている。また、図1に示すように、ターゲット板10の第1面10aには、プリズムホルダー21を介してプリズム20が取り付けられている。また、ターゲット板10の第1面10aは、第1面10aの中心を通り、回転軸11に対して平行及び垂直な2本の塗り分け線10c及び10dによって4つの領域に分割され、中心を認識するための目印として、隣接する2つの領域は互いに異なる色(例えば、黄色と黒)が施されている。一方、図2に示すように、ターゲット板10の第2面10bは、第2面10bの中心を通り、回転軸11に対して所定の角度(例えば45度)をなすように設定された互いに直交する2本の塗り分け線10e及び10fによって4つの領域に分割され、中心を認識するための目印として、隣接する2つの領域は互いに異なる色(例えば、白と黒)が施されている。ターゲット板10の第1面10aと第2面10bの中心(ターゲット板10の中心)は一致しており、ターゲット板10の中心には貫通孔14が設けられている。ターゲット板10は、例えばアルミニウムなどの金属板やFRP(Fiber Reinforced Plastic)などの樹脂板で形成されている。ターゲット板10の平面形状として、図1及び図2では矩形を例示しているが、円形であってもよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the laser survey target 1 includes a target plate 10, an arm 12 that holds the target plate 10 so as to be rotatable around a predetermined rotation axis (horizontal axis) 11, and a target plate 10. and a shaft portion 13 for attaching the arm 12 to the leveling table. Further, as shown in FIG. 1, a prism 20 is attached to the first surface 10a of the target plate 10 via a prism holder 21. As shown in FIG. Further, the first surface 10a of the target plate 10 is divided into four areas by two colored dividing lines 10c and 10d that pass through the center of the first surface 10a and are parallel and perpendicular to the rotation axis 11. As a mark for recognition, two adjacent regions are given different colors (for example, yellow and black). On the other hand, as shown in FIG. 2, the second surface 10b of the target plate 10 passes through the center of the second surface 10b and is set to form a predetermined angle (for example, 45 degrees) with respect to the rotation axis 11. It is divided into four areas by two orthogonal dividing lines 10e and 10f, and two adjacent areas are given different colors (for example, white and black) as marks for recognizing the center. The centers of the first surface 10a and the second surface 10b of the target plate 10 (the center of the target plate 10) are aligned, and a through hole 14 is provided in the center of the target plate 10. As shown in FIG. The target plate 10 is formed of, for example, a metal plate such as aluminum or a resin plate such as FRP (Fiber Reinforced Plastic). Although the planar shape of the target plate 10 is rectangular in FIGS. 1 and 2, it may be circular.

回転軸11は、例えばFRPなどで形成され、ターゲット板10と当接する部分が平面状にカットされた略円筒形の部材を、例えばターゲット板10の第1面10aの塗り分け線10dの両端に、第2面10b側からねじなどで取り付けたものである。プリズムターゲットはスキャナーターゲットの基準点の座標を正確に求めるためのものである。そのため、図3に示すように、回転軸11を介してターゲット板10をアーム12に回転自在に取り付け、ターゲット板10を鉛直に保持した状態で、ターゲット板10の第2面10b、すなわちスキャナーターゲット側の中心が回転軸11の回転中心線上(図3ではプリズム20の光軸Lと軸部13の中心軸Cの交点11b:プリズム20の筐体20aの後端部20cとほぼ同じ位置)に位置するように設定されている。そして、ターゲット板10の第1面10a、すなわちプリズムターゲット側の中心は、回転軸11の回転中心線からターゲット板10の板厚分(例えば2ミリ)だけ板面に対して垂直方向にオフセットしている。そのため、プリズムターゲットとして機能するターゲット板10の第1面10aの中心とスキャナーターゲットとして機能する第2面10bの中心が一致する。このレーザー測量用ターゲット1を整準台に取り付け水平を調節すると、回転軸11は水平になる。回転軸11とアーム12の間にはクリックストップ機構が設けられている。具体的には、回転軸11のアーム12に対向する面には、例えばターゲット板10の板面に平行及び垂直な十字溝11aが形成されており、アーム12には、例えばボール及びバネなどで構成されたストッパー16が設けられている。そのため、ターゲット板10を、水平及び垂直に90度ごとに位置決めすることができる。このレーザー測量用ターゲット1を整準台に取り付け水平を調節すると、回転軸11は水平になるので、容易にターゲット板10を垂直及び水平に保持することができる。また、回転軸11とアーム12の連結部には、回転軸11を回転不能に固定するための固定ねじ15が設けられている。軸部13の外周部は、市販の整準台に装着できるように、規格に準拠した外径を有している。また、図示していないが、軸部13の内径部には、直接三脚などに装着できるようにサイズ(規格)の異なるねじ穴13a及び13bが2段に設けられている。 The rotating shaft 11 is made of, for example, FRP, and has a substantially cylindrical member whose portion that contacts the target plate 10 is cut flat. , is attached from the second surface 10b side with screws or the like. The prism target is for accurately obtaining the coordinates of the reference point of the scanner target. Therefore, as shown in FIG. 3, the target plate 10 is rotatably attached to the arm 12 via the rotating shaft 11, and the second surface 10b of the target plate 10, that is, the scanner target, is held vertically. The center of the side is on the rotation center line of the rotation shaft 11 (in FIG. 3, the intersection 11b of the optical axis L of the prism 20 and the central axis C of the shaft portion 13: substantially the same position as the rear end portion 20c of the housing 20a of the prism 20). set to be located. The first surface 10a of the target plate 10, that is, the center of the prism target side, is vertically offset from the rotation center line of the rotating shaft 11 by the thickness of the target plate 10 (for example, 2 mm) with respect to the plate surface. ing. Therefore, the center of the first surface 10a of the target plate 10 functioning as a prism target coincides with the center of the second surface 10b functioning as a scanner target. When this target 1 for laser surveying is mounted on a leveling table and its horizontality is adjusted, the rotating shaft 11 becomes horizontal. A click stop mechanism is provided between the rotating shaft 11 and the arm 12 . Specifically, the surface of the rotating shaft 11 facing the arm 12 is formed with, for example, a cross-shaped groove 11a that is parallel and perpendicular to the surface of the target plate 10, and the arm 12 is provided with, for example, a ball and a spring. A configured stop 16 is provided. Therefore, the target plate 10 can be horizontally and vertically positioned every 90 degrees. When this laser survey target 1 is mounted on a leveling table and its horizontality is adjusted, the rotating shaft 11 becomes horizontal, so that the target plate 10 can be easily held vertically and horizontally. A fixing screw 15 for fixing the rotating shaft 11 so that it cannot rotate is provided at the connecting portion between the rotating shaft 11 and the arm 12 . The outer peripheral portion of the shaft portion 13 has an outer diameter conforming to the standard so that it can be mounted on a commercially available leveling table. Although not shown, the inner diameter portion of the shaft portion 13 is provided with screw holes 13a and 13b having different sizes (standards) in two steps so that it can be directly attached to a tripod or the like.

図3に示すように、プリズムホルダー21は、ターゲット板10に取り付けられた状態で、ターゲット板10の貫通孔14に対向するようにねじ穴(雌ねじ)21aが形成されている。また、プリズム20の筐体20aの後端部側面にもねじ穴21aと螺合する雄ねじ20bが形成されており、プリズム20は、これらのねじを介してプリズムホルダー21に着脱可能である。そのため、プリズム20をプリズムホルダー21に装着すると、プリズム20の光軸Lがターゲット板10の中心と一致し、且つ、プリズム20がターゲット板10の第1面に対して垂直となるように構成されている。なお、プリズムホルダー21は、ターゲット板10に接着剤を用いて固着してもよいし、又はねじ止めなどにより固着してもよい。 As shown in FIG. 3, the prism holder 21 has a threaded hole (female screw) 21a formed so as to face the through hole 14 of the target plate 10 when attached to the target plate 10 . A male screw 20b is also formed on the rear end side surface of the housing 20a of the prism 20 to be screwed into the screw hole 21a. Therefore, when the prism 20 is mounted on the prism holder 21 , the optical axis L of the prism 20 is aligned with the center of the target plate 10 and the prism 20 is perpendicular to the first surface of the target plate 10 . ing. The prism holder 21 may be fixed to the target plate 10 using an adhesive, or may be fixed by screwing or the like.

周知のように、プリズムターゲット用のプリズムは、それぞれ固有のプリズム定数を有している。プリズム定数は、プリズムの材質の屈折率とプリズムの高さ及び回転軸からのプリズム頂点のオフセット量で定義される。前述のように、ターゲット板10の中心には貫通孔14が設けられており、プリズム20はプリズム定数による補正を行なわなくても良いように、プリズム20のプリズム定数が「0」となるように光軸方向(ターゲット板10の板面に垂直な方向)にずらして(すなわちオフセットして)取り付けられている。図3に示す例では、プリズム20の筐体20aの後端部20cが貫通孔14内に進入するようにオフセットして取り付けられ、ターゲット板10の第2面10bとプリズム20の筐体の後端部20cはほぼ面一である。そのため、トータルステーション機能とレーザー測量用ターゲット1のプリズムターゲット機能を用いて測定したレーザー測量用ターゲット1を設置した基準点(後述する第2基準点)の三次元座標は、プリズム定数を補正することなくそのまま使用することができる。 As is well known, each prism for a prism target has a unique prism constant. The prism constant is defined by the refractive index of the prism material, the height of the prism, and the amount of offset of the prism vertex from the axis of rotation. As described above, the through hole 14 is provided in the center of the target plate 10, and the prism 20 is arranged so that the prism constant of the prism 20 becomes "0" so that the prism 20 does not need to be corrected by the prism constant. It is mounted with a shift (that is, offset) in the optical axis direction (the direction perpendicular to the plate surface of the target plate 10). In the example shown in FIG. 3, the rear end 20c of the housing 20a of the prism 20 is offset so as to enter the through hole 14, and the second surface 10b of the target plate 10 and the rear end of the housing of the prism 20 are aligned. The end portion 20c is substantially flush. Therefore, the three-dimensional coordinates of the reference point (the second reference point described later) at which the laser survey target 1 is installed, which is measured using the total station function and the prism target function of the laser survey target 1, can be obtained without correcting the prism constant. It can be used as is.

次に、レーザー測量用ターゲット1の使用方法について説明する。トータルステーション及びレーザースキャン装置を設置する場所(第1基準点)に三脚を設置し、三脚に整準台を介してトータルステーションを取り付け、第1基準点の三次元座標を測定する。また、三次元レーザースキャナー測量を行なう対象物又は対象範囲に1又は複数のレーザー測量用ターゲット1を、ターゲット板10の第1面10aがトータルステーションの方を向くように設置し、トータルステーションからターゲット板10を覗き、第1面10aに設けられた目印(互いに直交する塗り分け線10c及び10d)を目標にして、プリズム20の光軸Lをトータルステーションに向くように調整する。上記のように、ターゲット板10の第1面10aの目印として、分割された4つの領域がそれぞれ黄色と黒に塗り分けられている。前述のように、ターゲット板10の第1面10aを白と黒に塗り分けた場合、黒の領域からはほとんど反射光は帰ってこない反面、白は反射率が高いため、黒の領域と白の領域の境界付近はグレーのグラデーションになって、ターゲット板の中心を認識しづらくなる。一方、黄色は白に比べて反射率が低いため、黒の領域と黄色の領域の境界線、すなわち塗り分け線10c及び10dが認識しやすい。そして、トータルステーションを用いて、レーザー測量用ターゲット1の設置場所(第2基準点)の三次元座標を測定する。第2基準点の三次元座標が測定されると、トータルステーションをレーザースキャン装置に交換し、矢印Aで示すように、レーザー測量用ターゲット1のターゲット板10を鉛直方向に180度回転させて、ターゲット板10の第2面10bがレーザースキャン装置の方を向くように設定し、レーザースキャン装置を用いて、レーザー測量用ターゲット1を基準とする所定の範囲にレーザー光を走査させて、対象物又は対象範囲の三次元座標を得る。 Next, how to use the laser survey target 1 will be described. A tripod is installed at the place (first reference point) where the total station and the laser scanning device are installed, the total station is attached to the tripod via a leveling stand, and the three-dimensional coordinates of the first reference point are measured. Also, one or a plurality of laser survey targets 1 are placed on an object or target range to be surveyed by a three-dimensional laser scanner so that the first surface 10a of the target plate 10 faces the total station. , the optical axis L of the prism 20 is adjusted to face the total station with the marks (painted lines 10c and 10d perpendicular to each other) provided on the first surface 10a as targets. As described above, as marks on the first surface 10a of the target plate 10, the four divided areas are colored in yellow and black, respectively. As described above, when the first surface 10a of the target plate 10 is painted in white and black, almost no reflected light returns from the black area. The vicinity of the boundary of the area becomes a gray gradation, making it difficult to recognize the center of the target plate. On the other hand, since yellow has a lower reflectance than white, the boundaries between the black and yellow regions, that is, the dividing lines 10c and 10d are easily recognizable. Then, using a total station, the three-dimensional coordinates of the installation location (second reference point) of the laser survey target 1 are measured. When the three-dimensional coordinates of the second reference point are measured, the total station is replaced with a laser scanning device, and as indicated by arrow A, the target plate 10 of the target for laser survey 1 is rotated 180 degrees in the vertical direction, and the target The second surface 10b of the plate 10 is set to face the laser scanning device, and the laser scanning device is used to scan the laser beam in a predetermined range based on the target 1 for laser surveying. Get the 3D coordinates of the target area.

周知のように、レーザー光はそのビーム系が非常に小さく、また、プリズムターゲットは、光軸に並行に入射したレーザー光を光軸に平行に反射する。そのため、トータルステーションからプリズムの光軸に平行に入射したときだけプリズムからの反射光がトータルステーションに入射する。そのため、プリズムターゲットのプリズムの直径を小さくしても、測定精度には影響を及ぼさない。図1に示す本発明に係るレーザー測量用ターゲット1のプリズムターゲットとして機能する第1面10aと、図5に示す従来のプリズムターゲットを比較すると、レーザー測量用ターゲット1のプリズム20の直径Dがターゲット板10の幅Wに対して非常に小さい(例えば、D/W=1/4~1/10程度)ため、プリズム20の光軸と理論上一致する塗り分け線10cと10dの交点を容易に推測することができ、遠方のトータルステーションからでもプリズム20の光軸を調整することが容易である。参考までに、図5に示す従来のプリズムターゲットの直径は、1.5~2.5インチ(約38~63.5ミリ)であるが、ターゲット板10の視認性が向上しているため、プリズム20の直径を10~20ミリ程度に小さくすることができ、それに伴ってプリズム20の高さHを低くすることができる。その結果、プリズム20の筐体20aの後端部20cを、板厚約2ミリ程度のターゲット板10を貫通させるだけで、プリズム定数を「0」に補正することが可能である。また、ターゲット板10の第1面10aからのプリズム20の先端の突出が小さいため、ターゲット板10を鉛直方向に回転させる際の妨げとなることもない。 As is well known, the beam system of laser light is very small, and the prism target reflects the laser light incident parallel to the optical axis parallel to the optical axis. Therefore, the reflected light from the prism enters the total station only when the light enters parallel to the optical axis of the prism from the total station. Therefore, reducing the diameter of the prism of the prism target does not affect the measurement accuracy. Comparing the first surface 10a functioning as a prism target of the laser survey target 1 according to the present invention shown in FIG. 1 with the conventional prism target shown in FIG. Since it is very small with respect to the width W of the plate 10 (for example, D/W=about 1/4 to 1/10), the intersection of the dividing lines 10c and 10d theoretically coinciding with the optical axis of the prism 20 can be easily made. can be estimated, and it is easy to adjust the optical axis of the prism 20 even from a distant total station. For reference, the diameter of the conventional prism target shown in FIG. The diameter of the prism 20 can be reduced to about 10 to 20 mm, and accordingly the height H of the prism 20 can be reduced. As a result, the prism constant can be corrected to "0" simply by passing the rear end portion 20c of the casing 20a of the prism 20 through the target plate 10 having a thickness of about 2 mm. Moreover, since the protrusion of the tip of the prism 20 from the first surface 10a of the target plate 10 is small, it does not interfere with the rotation of the target plate 10 in the vertical direction.

また、レーザー測量用ターゲット1の回転軸11とアーム12の間にクリックストップ機構が設けられており、90度ごとに位置決めすることができるので、ターゲット板の第1面10a及び第2面10bを選択的に水平上向きの保持することができる。そのため、例えば上空からドローンなどを用いて三次元レーザースキャナー測量を行なうことも可能である。さらに、プリズムターゲットとして機能するターゲット板10の第1面10aの中心とスキャナーターゲットとして機能する第2面10bの中心が一致しているため、ターゲット板10を回転させてプリズムターゲット機能とスキャナーターゲット機能を切り換えても、高さ調整は不要になる。さらに、測定精度が多少低くてもよい場合は、スキャナーターゲットとして機能するターゲット板10の第2面10bのみを用いて、ターゲット板1の三次元座標を測定することも可能である。 Further, a click stop mechanism is provided between the rotating shaft 11 and the arm 12 of the laser survey target 1, and positioning can be performed every 90 degrees. It can be held horizontally upwards selectively. Therefore, for example, it is also possible to perform three-dimensional laser scanner surveying from the sky using a drone or the like. Furthermore, since the center of the first surface 10a of the target plate 10 functioning as a prism target coincides with the center of the second surface 10b functioning as a scanner target, the target plate 10 is rotated to perform the prism target function and the scanner target function. Even if you switch , height adjustment is not necessary. Furthermore, if somewhat lower measurement accuracy is acceptable, it is possible to measure the three-dimensional coordinates of the target plate 1 using only the second surface 10b of the target plate 10 that functions as a scanner target.

1 レーザー測量用ターゲット
10 ターゲット板
10a (ターゲット板)の第1面
10b (ターゲット板)の第2面
11 回転軸
11a (クリックストップ機構の)十字溝
12 アーム
13 軸部
13a、13b ねじ穴
14 貫通孔
15 (クリックストップ機構の)ストッパー
20 プリズム
20a (プリズムの)筐体
20c (プリズムの)後端部
21 プリズムホルダー
1 target for laser survey 10 target plate 10a (target plate) first surface 10b (target plate) second surface 11 rotating shaft 11a cross groove (of click stop mechanism) 12 arm 13 shaft 13a, 13b screw hole 14 penetration hole 15 stopper (of click stop mechanism) 20 prism 20a housing (of prism) 20c rear end (of prism) 21 prism holder

Claims (5)

ターゲット板と、前記ターゲット板を所定の回転軸を中心として回転自在に保持するアームとを有し、
前記ターゲット板の中心には貫通孔が設けられており、前記ターゲット板の第1面に、プリズム定数が「0」となるようにプリズムがその光軸方向にオフセットして取り付けられていることを特徴とするレーザー測量用ターゲット。
having a target plate and an arm rotatably holding the target plate around a predetermined rotation axis;
A through hole is provided in the center of the target plate, and a prism is attached to the first surface of the target plate so as to be offset in the optical axis direction so that the prism constant is "0". Characteristic laser survey target.
前記ターゲット板の第1面は、該第1面の中心を通り、前記回転軸に対して平行及び垂直な2本の塗り分け線によって4つの領域に分割され、隣接する2つの領域は互いに異なる色が施され、
前記ターゲット板の第2面は、該第2面の中心を通り、前記回転軸に対して所定の角度をなすように設定された互いに直交する2本の塗り分け線によって4つの領域に分割され、隣接する2つの領域は互いに異なる色が施されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザー測量用ターゲット。
A first surface of the target plate is divided into four areas by two colored dividing lines that pass through the center of the first surface and are parallel and perpendicular to the rotation axis, and two adjacent areas are different from each other. colored,
The second surface of the target plate is divided into four regions by two orthogonal painted lines that pass through the center of the second surface and are set to form a predetermined angle with respect to the rotation axis. , two adjacent regions are colored differently from each other,
The laser survey target according to claim 1, characterized in that:
前記ターゲット板の第1面に施される異なる色は、黄色と黒であることを特徴とする請求項2に記載のレーザー測量用ターゲット。 3. The laser survey target of claim 2, wherein the different colors applied to the first surface of the target plate are yellow and black. 前記回転軸と前記アームの間にクリックストップ機構を設け、90度ごとに位置決めすることができることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載のレーザー測量用ターゲット。 4. The target for laser surveying according to claim 1, wherein a click stop mechanism is provided between the rotating shaft and the arm so that the target can be positioned every 90 degrees. 前記プリズムの直径をD、前記ターゲット板の幅をWとして、D/W=1/4~1/10の範囲であることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載のレーザー測量用ターゲット。 5. The range of any one of claims 1 to 4, wherein D/W=1/4 to 1/10 where D is the diameter of the prism and W is the width of the target plate. laser survey target.
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