JP2024050381A - Surveying instruments and systems - Google Patents

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彰信 杉浦
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Abstract

【課題】太陽対策を備えた追尾機能を有する測量機を提供する。【解決手段】追尾部および測距部の光学系を格納する鏡筒部と、鏡筒部を回転駆動させる駆動部と、鏡筒部の前方を撮像する撮像装置と、二つのフィルタのいずれか一方が、撮像装置の光軸上に、選択的に配置されるように切替えるフィルタ切替装置と、撮像装置が、送光器から送光される追尾ガイド光を含んだ画像を取得すると、画像を解析して、追尾ガイド光の到来方向を演算し、鏡筒部の視準軸が追尾ガイド光の到来方向に向けられるように、駆動部を制御する制御部とを備え、二つのフィルタのうち、一方のフィルタは追尾ガイド光の波長を中心とした所定範囲の波長のみを透過させる追尾ガイド光用フィルタであり、フィルタ切替装置は、撮像装置が画像を取得する際に、追尾ガイド光用フィルタを撮像装置の光軸上に配置させる測量機を提供する。【選択図】図1[Problem] To provide a surveying instrument with a tracking function and sun protection. [Solution] The surveying instrument includes a lens barrel section that houses the optical systems of the tracking section and distance measuring section, a drive section that rotates and drives the lens barrel section, an imaging device that images the area in front of the lens barrel section, a filter switching device that switches so that one of two filters is selectively positioned on the optical axis of the imaging device, and a control section that, when the imaging device acquires an image including the tracking guide light emitted from the light transmitter, analyzes the image, calculates the arrival direction of the tracking guide light, and controls the drive section so that the collimation axis of the lens barrel section is directed to the arrival direction of the tracking guide light, one of the two filters is a filter for the tracking guide light that transmits only wavelengths in a predetermined range centered on the wavelength of the tracking guide light, and the filter switching device provides a surveying instrument that positions the filter for the tracking guide light on the optical axis of the imaging device when the imaging device acquires an image. [Selected Figure] Figure 1

Description

本願発明は、太陽対策を備えた追尾機能を有する測量機に関する。 This invention relates to a surveying instrument with a tracking function and sun protection.

追尾機能を有する測量機において、追尾時に太陽が視準の視野に入ってしまうことがある。太陽が視準の視野内に入ってしまうと、追尾部の受光素子回路に過大電流が流れ、追尾ができない。これを回避するため、特許文献1では、太陽が入る方位角および高度角に禁止エリアを設け、太陽光を遮蔽している。 In surveying instruments with a tracking function, the sun may enter the sighting field of view during tracking. If the sun enters the sighting field of view, an excessive current flows through the light receiving element circuit of the tracking unit, making tracking impossible. To avoid this, in Patent Document 1, prohibited areas are set at the azimuth and altitude angles where the sun falls, blocking out sunlight.

特開2009-250836号JP 2009-250836 A

しかし、上記方法では、例えば太陽を避けることはできるが、禁止エリアにターゲットが入ってしまった場合、追尾することができないという問題がある。 However, with the above method, while it is possible to avoid the sun, there is a problem in that if the target enters a prohibited area, it cannot be tracked.

本件は、このような問題に鑑みてなされたものであり、太陽対策を備えた追尾機能を有する測量機、および測量システムを提供する。 This invention was made in consideration of such problems, and provides a surveying instrument and a surveying system with a tracking function and sun protection.

上記問題を解決するため、本発明の第1の態様の測量機においては、追尾部および測距部の光学系を格納する鏡筒部と、前記鏡筒部を回転駆動させる駆動部と、前記鏡筒部の前方を撮像する撮像装置と、二つのフィルタのいずれか一方が、前記撮像装置の光軸上に、選択的に配置されるように切替えるフィルタ切替装置と、前記撮像装置が、送光器から送光される追尾ガイド光を含んだ画像を取得すると、前記画像を解析して、前記追尾ガイド光の到来方向を演算し、前記鏡筒部の視準軸が前記追尾ガイド光の到来方向に向けられるように、前記駆動部を制御する制御部と、を備え、前記二つのフィルタのうち、一方のフィルタは前記追尾ガイド光の波長を中心とした所定範囲の波長のみを透過させる追尾ガイド光用フィルタであり、前記フィルタ切替装置は、前記撮像装置が前記画像を取得する際に、前記追尾ガイド光用フィルタを前記撮像装置の光軸上に配置させるように測量機を構成した。 In order to solve the above problem, the surveying instrument of the first aspect of the present invention includes a lens barrel section that stores the optical system of the tracking section and the distance measuring section, a drive section that rotates and drives the lens barrel section, an imaging device that images the area in front of the lens barrel section, a filter switching device that switches so that one of two filters is selectively positioned on the optical axis of the imaging device, and a control section that, when the imaging device acquires an image including the tracking guide light emitted from a light transmitter, analyzes the image, calculates the direction of arrival of the tracking guide light, and controls the drive section so that the collimation axis of the lens barrel section is directed to the direction of arrival of the tracking guide light, and one of the two filters is a tracking guide light filter that transmits only wavelengths in a predetermined range centered on the wavelength of the tracking guide light, and the filter switching device is configured to position the tracking guide light filter on the optical axis of the imaging device when the imaging device acquires the image.

また、第2の態様の測量機は、第1の態様において、前記追尾ガイド光は非可視光であり、前記二つのフィルタのうち、前記一方のフィルタは非可視光のみを透過させるフィルタであり、他方のフィルタは可視光のみを透過させるフィルタであるように測量機を構成した。 The second aspect of the surveying instrument is the first aspect, but is configured such that the tracking guide light is invisible light, and one of the two filters transmits only invisible light, and the other filter transmits only visible light.

また、第3の態様の測量機は、第1または第2の態様において、前記追尾部でターゲットを追尾中に、前記ターゲットをロストした場合、自動で前記フィルタ切替装置は、前記追尾ガイド光用フィルタを前記撮像装置の光軸上に配置させるように構成した。 In addition, in the surveying instrument of the third aspect, in the first or second aspect, if the target is lost while being tracked by the tracking unit, the filter switching device is configured to automatically position the tracking guide light filter on the optical axis of the imaging device.

また、ある態様においては、前記撮像装置が撮像中、取得した画像に含まれる飽和画素が、所定の数を超えた場合、前記フィルタ切替装置は、前記追尾ガイド光用フィルタを、前記撮像装置の光軸上に配置させるものとした。 In one aspect, when the number of saturated pixels contained in an image captured by the imaging device exceeds a predetermined number, the filter switching device positions the tracking guide light filter on the optical axis of the imaging device.

また、第4の態様の測量機は、第1~第3の態様において、前記撮像装置が撮像中、取得した画像に含まれる飽和画素数が、所定の数を超えた場合、前記フィルタ切替装置は、前記追尾ガイド光用フィルタを、前記撮像装置の光軸上に配置させるものとした。 In addition, in the surveying instrument of the fourth aspect, in the first to third aspects, when the number of saturated pixels contained in the acquired image exceeds a predetermined number while the imaging device is capturing an image, the filter switching device positions the tracking guide light filter on the optical axis of the imaging device.

また、第5の態様の測量機は、第1~第4の態様において、前記二つのフィルタは、同一の基板に設けられるものとした。 The fifth aspect of the surveying instrument is the first to fourth aspects, in which the two filters are mounted on the same substrate.

また、本発明の第1の態様の測量システムにおいては、追尾ガイド光を送光する送光器、およびプリズムを有するターゲットユニット、および、追尾部および測距部の光学系を格納する鏡筒部と、前記鏡筒部を回転駆動させる駆動部と、前記鏡筒部の前方の風景の画像を取得する撮像装置と、二つのフィルタのいずれか一方が、前記撮像装置の光軸上に、選択的に配置されるように切替えるフィルタ切替装置と、前記撮像装置が撮像した、前記送光器から送光される前記追尾ガイド光を含んだ画像を解析して、前記追尾ガイド光の到来方向を演算し、前記鏡筒部の視準軸が前記追尾ガイド光の到来方向に向けられるように、前記駆動部を制御する制御部とを有する測量機を備え、前記二つのフィルタのうち、一方のフィルタは前記追尾ガイド光の波長を中心とした所定範囲の波長のみを透過させる追尾ガイド光用フィルタであり、前記フィルタ切替装置は、前記撮像装置が画像を取得する際に、前記追尾ガイド光用フィルタを前記撮像装置の光軸上に配置させるように測量システムを構成した。 In addition, the surveying system of the first aspect of the present invention includes a surveying instrument having a light transmitter that transmits tracking guide light, a target unit having a prism, and a lens barrel that stores the optical system of the tracking unit and the distance measuring unit, a drive unit that rotates and drives the lens barrel, an imaging device that captures an image of the scenery in front of the lens barrel, a filter switching device that switches so that one of two filters is selectively positioned on the optical axis of the imaging device, and a control unit that analyzes an image captured by the imaging device that includes the tracking guide light transmitted from the light transmitter, calculates the arrival direction of the tracking guide light, and controls the drive unit so that the collimation axis of the lens barrel is directed to the arrival direction of the tracking guide light, and one of the two filters is a tracking guide light filter that transmits only wavelengths in a predetermined range centered on the wavelength of the tracking guide light, and the filter switching device configures the surveying system so that the tracking guide light filter is positioned on the optical axis of the imaging device when the imaging device captures an image.

以上の説明から明らかなように、太陽対策を備えた追尾機能を有する測量機、および測量システムを提供できる。 As is clear from the above explanation, it is possible to provide a surveying instrument and a surveying system that have a tracking function and sun protection.

本発明の好適な実施形態に係る測量機を含む測量システムの概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a surveying system including a surveying instrument according to a preferred embodiment of the present invention. 測量機の正面図である。FIG. 測量機の内部構造を模式的に示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an internal structure of the surveying instrument. 測量機のブロック図である。FIG. 撮像部の斜視図である。FIG. フィルタ切替装置の正面図である。図6(A)がフィルタ切替前の状態を示す。図6(B)がフィルタ切替後の状態を示す。6A and 6B are front views of the filter switching device, in which Fig. 6A shows a state before filter switching and Fig. 6B shows a state after filter switching. フィルタが透過する波長範囲の説明図である。図7(A)が第1フィルタの透過範囲を示す。図7(B)が第2フィルタの透過範囲を示す。7A and 7B are diagrams illustrating wavelength ranges transmitted by filters, in which Fig. 7A shows the transmission range of a first filter, and Fig. 7B shows the transmission range of a second filter. フィルタ切替装置の効果を示す画像である。図8(A)がフィルタ無しで撮像した画像である。図8(B)が第2フィルタを介して撮像した画像である。いずれも太陽方向を撮像している。8A and 8B are images showing the effect of the filter switching device, in which FIG. 8A is an image captured without a filter, and FIG. 8B is an image captured through a second filter. Both images are taken in the direction of the sun. ターゲットユニットを示す。図9(A)がターゲットユニットの側面図を示す。図9(B)がターゲットユニットの平面図を示す。9A and 9B show a side view and a plan view of the target unit, respectively. コントローラのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a controller. 測量作業と表示画面の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of surveying work and a display screen. プリズムロックのフローである。This is the Prism Rock flow. プリズムロックの前工程のイメージ図である。This is an image of the pre-processing of Prism Lock. プリズムロックの本工程のイメージ図である。This is an image of the main process of Prism Lock. 測量作業のフローである。This is the flow of surveying work. 変形例の測量機の斜視図である。FIG. 13 is a perspective view of a modified surveying instrument. 変形例の測量機のブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of a modified example of a surveying instrument. 変形例の測量機を用いたプリズムロックの本工程のイメージ図である。図14に対応する。15 is a conceptual diagram of a main process of the prism lock using a surveying instrument according to a modified example, which corresponds to FIG. 14 . 変形例のフィルタ切替装置の正面図である。図19(A)がフィルタ切替前の状態を示す。図19(B)がフィルタ切替後の状態を示す。図6に対応する。19A and 19B are front views of a filter switching device according to a modified example, in which Fig. 19A shows a state before filter switching and Fig. 19B shows a state after filter switching, corresponding to Fig. 6 . 変形例のフィルタ切替装置における入射光の光路を示す。図20(A)が、第1フィルタが撮像装置の光軸上に配置された状態を示す。図20(B)が、第2フィルタが撮像装置の光軸上に配置された状態を示す。20A shows the optical path of incident light in a filter switching device of a modified example, in which a first filter is disposed on the optical axis of an imaging device, and FIG. 20B shows the state in which a second filter is disposed on the optical axis of an imaging device.

以下、本発明の具体的な実施形態を、図面を参照しながら説明する。実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述されるすべての特徴やその組合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。また、以下の実施形態および変形例の説明において、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。 Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiments are illustrative and do not limit the invention, and all features and combinations described in the embodiments are not necessarily essential to the invention. In addition, in the following description of the embodiments and variations, the same components are given the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted as appropriate.

(測量システム)
図1は、本発明の好適な実施形態にかかる測量機10を含む測量システム1の概要構成を示す図である。
(Surveying system)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a surveying system 1 including a surveying instrument 10 according to a preferred embodiment of the present invention.

測量システム1は、測量機10、ターゲットユニット70、およびコントローラ80を含んで構成される。 The surveying system 1 includes a surveying instrument 10, a target unit 70, and a controller 80.

測量機10は、測距・測角機能及び追尾機能を備えたトータルステーションである。さらに、測量機10は測量機10の前方の画像を取得する撮像部40も備える。 The surveying instrument 10 is a total station equipped with distance and angle measurement functions and a tracking function. In addition, the surveying instrument 10 also includes an imaging unit 40 that captures images in front of the surveying instrument 10.

ターゲットユニット70は、ポール71の上端に測量機10のターゲットである全周反射のプリズム72を有し、ポール71の下端を測定点に概ね鉛直に設置して使用される。 The target unit 70 has a total reflection prism 72, which is the target of the surveying instrument 10, at the upper end of the pole 71, and is used by placing the lower end of the pole 71 approximately vertically to the measurement point.

ターゲットユニット70は、送光器73を有する。送光器73は、測量機10によるプリズム72のロック(追尾)が外れた場合に、水平方向の全周に赤外光の追尾ガイド光Lcを送光する。測量機10の撮像部40で追尾ガイド光Lcを捕えて到来方向を解析し、プリズム72を再びロック(視準)して、迅速に追尾を再開させることができる。 The target unit 70 has a light transmitter 73. When the surveying instrument 10 loses the lock (tracking) of the prism 72, the light transmitter 73 transmits infrared tracking guide light Lc in the entire horizontal direction. The imaging unit 40 of the surveying instrument 10 can capture the tracking guide light Lc and analyze the direction of arrival, and then the prism 72 can be locked (collimated) again to quickly resume tracking.

プリズム72のサーチ時には、撮像部40の光軸上に、主として追尾ガイド光Lcのみを透過させるフィルタが配置されるため、太陽光によるサチュレーションを回避することができる。 When searching with the prism 72, a filter that mainly transmits only the tracking guide light Lc is placed on the optical axis of the imaging unit 40, so that saturation due to sunlight can be avoided.

コントローラ80は、測量機10の遠隔操作を行うコントローラである。本実施形態においては、ターゲットユニット70の送光器73もコントローラ80で操作される。作業者はコントローラ80を腕に装着する、またはターゲットユニット70に取付けるなどして、ターゲットユニット70とともに、測量作業中は自身とともに持ち運ぶ。 The controller 80 is a controller that remotely controls the surveying instrument 10. In this embodiment, the light transmitter 73 of the target unit 70 is also controlled by the controller 80. The operator wears the controller 80 on his/her arm or attaches it to the target unit 70, and carries it with him/her during surveying work, together with the target unit 70.

コントローラ80にはタッチパネル式の表示部82が設けられており、自身の位置情報や計測点などがリアルタイムに表示される。作業者は、表示部82で情報を確認しながら、適宜命令を入力して、測量機10を操作できる。測量機10で撮像された画像も表示部82に表示させることができる。 The controller 80 is provided with a touch panel display unit 82, which displays the operator's own position information, measurement points, and the like in real time. The operator can operate the surveying instrument 10 by inputting appropriate commands while checking the information on the display unit 82. Images captured by the surveying instrument 10 can also be displayed on the display unit 82.

コントローラ80にはGPS装置85が搭載されており、GPS装置85によりコントローラ80およびプリズム72を持つ作業者と、測量機10との位置関係が概略把握される。加えて、GPS装置85により測量機10の追尾が外れた場合も、測量機10はプリズム72のおおまかな方向を把握しており、迅速に追尾を再開させることができる。 The controller 80 is equipped with a GPS device 85, which allows the GPS device 85 to roughly grasp the positional relationship between the controller 80 and the operator holding the prism 72, and the surveying instrument 10. In addition, even if the GPS device 85 causes the surveying instrument 10 to lose tracking, the surveying instrument 10 knows the general direction of the prism 72, and can quickly resume tracking.

(測量機)
測量機10について、図2~図4を用いて説明する。図2は、測量機10の正面図である。図3は測量機10の内部構造を模式的に示す概略図である。
(Surveying equipment)
The surveying instrument 10 will be described with reference to Figures 2 to 4. Figure 2 is a front view of the surveying instrument 10. Figure 3 is a schematic diagram showing the internal structure of the surveying instrument 10.

図2及び図3に示すように、測量機10は、基盤部13と、この基盤部13に対して水平方向に回転される回転台座14とからなる測量機本体15と、カバー部材16とを含んで構成されている。 As shown in Figures 2 and 3, the surveying instrument 10 is composed of a base portion 13, a surveying instrument body 15 consisting of a rotating base 14 that rotates horizontally relative to the base portion 13, and a cover member 16.

基盤部13は、三脚台2に固定される固定座13aと、整準ネジ(図示せず)を有する整準台13bと、回転台座14を鉛直軸V回りに水平方向に回転駆動する水平回転駆動部M1等の駆動機構を内蔵するケース13cとから概略構成されている。 The base unit 13 is roughly composed of a fixed base 13a that is fixed to the tripod base 2, a leveling base 13b that has a leveling screw (not shown), and a case 13c that houses a drive mechanism such as a horizontal rotation drive unit M1 that drives the rotating base 14 to rotate in the horizontal direction around a vertical axis V.

回転台座14には、一対の支持部材17aで構成される托架部17が立設している。一対の支持部材の間に測距光学系と追尾光学系の鏡筒部18が配置されている。鏡筒部18は、托架部17に設けられた水平軸Hにより、垂直方向に回転可能に支持されている。 A support section 17 consisting of a pair of support members 17a is erected on the rotating base 14. A lens barrel section 18 of the distance measuring optical system and the tracking optical system is disposed between the pair of support members. The lens barrel section 18 is supported so as to be rotatable in the vertical direction by a horizontal axis H provided on the support section 17.

水平軸Hの一方の端部には、鏡筒部18を垂直方向に回転駆動する鉛直回転駆動部M2が固定され、他方の端部には、鏡筒部18の回転角度を検出するための鉛直角検出器22が設けられている。 A vertical rotation drive unit M2 that drives and rotates the lens barrel 18 in the vertical direction is fixed to one end of the horizontal axis H, and a vertical angle detector 22 for detecting the rotation angle of the lens barrel 18 is provided at the other end.

托架部17の上端部には、一対の支持部材にまたがって水平に配置される薄板の水平板19が固定されている。水平板19の上面には、測量機制御部29および撮像部40が、取付けられている。 A thin horizontal plate 19 is fixed to the upper end of the support section 17 and is positioned horizontally across a pair of support members. The survey instrument control section 29 and the imaging section 40 are attached to the upper surface of the horizontal plate 19.

測量機制御部29は、制御回路基板をベースとして右方の托架部17の上部に配置されている。 The survey instrument control unit 29 is located on top of the right-hand support unit 17, with the control circuit board as the base.

カバー部材16は、上面に突出する突出部16aを有し、突出部の前面は、カバー部の前面と面一となっている。撮像部40は、水平板19の中央で、突出部16aの内側となるように配置されている。 The cover member 16 has a protruding portion 16a that protrudes from the upper surface, and the front surface of the protruding portion is flush with the front surface of the cover portion. The imaging unit 40 is positioned in the center of the horizontal plate 19, inside the protruding portion 16a.

カバー部材16の前面には、突出部16aの前面の設けられた撮像用窓16d、前面の中央に上下方向に伸びる鏡筒用窓16bの、二つの窓が設けられている。 The front surface of the cover member 16 is provided with two windows: an imaging window 16d located on the front surface of the protrusion 16a, and a telescope window 16b extending vertically in the center of the front surface.

鏡筒用窓16bは鏡筒部18の光軸上に形成され、鏡筒部18に収納される測距部23および追尾部24の光学系の赤外レーザ光を透過する。撮像用窓16dは、撮像部40の前方に形成されており、撮像部40は、撮像用窓16d越しに、測量機10前方の画像を取得する。 The lens barrel window 16b is formed on the optical axis of the lens barrel section 18, and transmits infrared laser light from the optical system of the distance measuring section 23 and the tracking section 24 housed in the lens barrel section 18. The imaging window 16d is formed in front of the imaging section 40, and the imaging section 40 captures an image of the area in front of the surveying instrument 10 through the imaging window 16d.

鏡筒用窓16bが赤外レーザ光の光軸と直交していると、鏡筒用窓16bで反射した赤外レーザ光がそのまま返ってきてしまい、測距・測角に悪影響を与えてしまうため、これを回避するよう、鏡筒用窓16bは赤外レーザ光の光軸とは直交せず、僅かに水平方向に傾けられて、反射による誤差が出ない配置とされている。 If the lens barrel window 16b were perpendicular to the optical axis of the infrared laser light, the infrared laser light reflected by the lens barrel window 16b would return as is, adversely affecting distance and angle measurement. To avoid this, the lens barrel window 16b is not perpendicular to the optical axis of the infrared laser light, but is tilted slightly horizontally, so that there is no error due to reflection.

回転台座14のカバー部材16との接点には、雨水などが侵入するのを防止するシール部材(図示を略す)が設けられている。 A seal member (not shown) is provided at the contact point between the rotating base 14 and the cover member 16 to prevent rainwater and other water from entering.

カバー部材16と撮像部40、鏡筒部18との間には隙間が設けられている。これにより、カバー部材16の取付け、取り外しの際に、カバー部材16が撮像部40、鏡筒部18に接触するのを防止できる。カバー部材16は撮像部40、および鏡筒部18から離間してこれを被覆しており、カバー部材16を外してもそれぞれの光軸を調整する必要がない。 Gaps are provided between the cover member 16 and the imaging unit 40 and the lens barrel unit 18. This prevents the cover member 16 from coming into contact with the imaging unit 40 and lens barrel unit 18 when attaching or removing the cover member 16. The cover member 16 is spaced apart from and covers the imaging unit 40 and lens barrel unit 18, so there is no need to adjust the optical axis of each even when the cover member 16 is removed.

(ブロック図)
図4は、測量機10の制御ブロック図である。測量機10は、水平角検出器21、鉛直角検出器22、水平回転駆動部M1、鉛直回転駆動部M2、測距部23、追尾部24、測量機通信部25、記憶部26、撮像部40、およびこれら全てが接続される測量機制御部29を有する。
(Block Diagram)
4 is a control block diagram of the surveying instrument 10. The surveying instrument 10 has a horizontal angle detector 21, a vertical angle detector 22, a horizontal rotation drive unit M1, a vertical rotation drive unit M2, a distance measurement unit 23, a tracking unit 24, a surveying instrument communication unit 25, a storage unit 26, an imaging unit 40, and a surveying instrument control unit 29 to which all of these are connected.

水平角検出器21と鉛直角検出器22は、回転円盤、スリット、発光ダイオード、イメージセンサを有するアブソリュートエンコーダまたはインクリメンタルエンコーダである。水平角検出器21は回転台座14の回転軸に設けられ、回転台座14の水平角を検出する。鉛直角検出器22は、鏡筒部18の水平軸Hに設けられ、鏡筒部18の鉛直角を検出する。 The horizontal angle detector 21 and the vertical angle detector 22 are absolute or incremental encoders having a rotating disk, slits, light-emitting diodes, and an image sensor. The horizontal angle detector 21 is provided on the rotation axis of the rotating base 14 and detects the horizontal angle of the rotating base 14. The vertical angle detector 22 is provided on the horizontal axis H of the telescope tube portion 18 and detects the vertical angle of the telescope tube portion 18.

水平回転駆動部M1と鉛直回転駆動部M2はモータである。測量機制御部29に制御され、水平回転駆動部M1は回転台座14の回転軸を動かし、鉛直回転駆動部M2は、鏡筒部18の水平軸Hを動かす。両駆動部の協働により、鏡筒部18の向きが変更される。水平角検出器21と鉛直角検出器22とで、測角部を構成する。水平回転駆動部M1および鉛直回転駆動部M2とで、駆動部を構成する。 The horizontal rotation drive unit M1 and the vertical rotation drive unit M2 are motors. Controlled by the survey instrument control unit 29, the horizontal rotation drive unit M1 moves the rotation axis of the rotating base 14, and the vertical rotation drive unit M2 moves the horizontal axis H of the telescope tube unit 18. The orientation of the telescope tube unit 18 is changed by the cooperation of both drive units. The horizontal angle detector 21 and the vertical angle detector 22 make up the angle measurement unit. The horizontal rotation drive unit M1 and the vertical rotation drive unit M2 make up the drive unit.

測距部23は、測距光を出射する光源を有する送光部と受光部を備え、ターゲットである全周反射のプリズム72を視準して、例えば赤外レーザ光等の測距光をプリズム72に射出してその反射光を受光部で受光し、測距光と内部参照光の位相から測距する。 The distance measurement unit 23 is equipped with a light-transmitting unit having a light source that emits distance measurement light, and a light-receiving unit. It collimates the target, a total reflection prism 72, and emits distance measurement light such as infrared laser light to the prism 72, receives the reflected light at the light-receiving unit, and measures the distance from the phase of the distance measurement light and the internal reference light.

追尾部24は、測距光とは異なる波長の赤外レーザ光などの追尾光として出射する光源を有する追尾送光系と、CCDセンサまたはCMOSセンサなどのイメージセンサを有する追尾受光系を有する。追尾部24は、追尾光を含む風景画像と追尾光を除いた風景画像を取得し、両画像を測量機制御部29に送る。測量機制御部29は、両画像の差分からターゲット像の中心を求め、ターゲット位置として検出し、ターゲット像の中心と鏡筒部18の視軸中心からの隔たりが一定値以内に収まるように、常に鏡筒部18がターゲットの方向を向くように、自動追尾する。 The tracking unit 24 has a tracking light transmitting system having a light source that emits tracking light such as infrared laser light of a wavelength different from the distance measuring light, and a tracking light receiving system having an image sensor such as a CCD sensor or CMOS sensor. The tracking unit 24 acquires a landscape image including the tracking light and a landscape image excluding the tracking light, and sends both images to the survey instrument control unit 29. The survey instrument control unit 29 finds the center of the target image from the difference between the two images, detects it as the target position, and automatically tracks the target so that the distance between the center of the target image and the center of the visual axis of the telescope tube unit 18 is within a certain value and the telescope tube unit 18 is always facing the direction of the target.

測量機通信部25は、外部ネットワークとの通信を可能にするものであり、例えば、インターネットプロトコル(TCP/IP)を用いてインターネットに接続し、ターゲットユニット70およびコントローラ80と情報の送受信を行う。無線通信はこれに制限されず、既知の無線通信を使用することができる。測量機10が測定(測距・測角)した測定結果は、測量機通信部25を介してコントローラ80へ送られる。測量機10の入力部はコントローラ80の入力部であるため、コントローラ80から入力された命令も測量機通信部25を介して測量機制御部29に入力される。撮像部40で取得された画像も測量機通信部25を介してコントローラ80へ送られる。 The survey instrument communication unit 25 enables communication with an external network, for example, it connects to the Internet using the Internet Protocol (TCP/IP) and transmits and receives information to and from the target unit 70 and the controller 80. Wireless communication is not limited to this, and any known wireless communication can be used. The measurement results (distance and angle measurement) performed by the survey instrument 10 are sent to the controller 80 via the survey instrument communication unit 25. Since the input unit of the survey instrument 10 is the input unit of the controller 80, commands input from the controller 80 are also input to the survey instrument control unit 29 via the survey instrument communication unit 25. Images acquired by the imaging unit 40 are also sent to the controller 80 via the survey instrument communication unit 25.

測量機制御部29は、例えばCPU,ROM、RAM等を集積回路に実走したマイクロコントローラであり、測量機10の機器がすべて接続され、これらを制御する。例えば、水平回転駆動部M1,鉛直回転駆動部M2の制御、測距部23および追尾部24の発光制御、プリズム72の自動追尾、自動視準、測距および測角、撮像部40のON/OFFやフィルタ切替、測量機通信部25を介した測定データや命令の送受信などである。また、測量機制御部29は、追尾が外れた際に、その旨をコントローラ80およびターゲットユニットに送信する。 The survey instrument control unit 29 is, for example, a microcontroller with a CPU, ROM, RAM, etc. implemented in an integrated circuit, and is connected to and controls all of the equipment of the survey instrument 10. For example, it controls the horizontal rotation drive unit M1 and the vertical rotation drive unit M2, controls the light emission of the distance measurement unit 23 and the tracking unit 24, automatically tracks the prism 72, automatically aims, measures distance and angle, turns the imaging unit 40 on and off and switches filters, and transmits and receives measurement data and commands via the survey instrument communication unit 25. In addition, when tracking is lost, the survey instrument control unit 29 transmits a message to that effect to the controller 80 and the target unit.

記憶部26は、例えばハードディスクドライブなどの記憶媒体であり、上記演算制御のためのプログラムが格納されている。取得した測定データも記憶される。 The memory unit 26 is a storage medium such as a hard disk drive, and stores the program for the above-mentioned calculation control. It also stores the acquired measurement data.

(撮像部)
次に撮像部40について、図5および図6を用いて説明する。図5は撮像部40の斜視図である。
(Imaging unit)
Next, the imaging unit 40 will be described with reference to Fig. 5 and Fig. 6. Fig. 5 is a perspective view of the imaging unit 40.

撮像部40は、撮像装置41とフィルタ切替装置42とを有する。撮像装置41は、例えばCCD、CMOS等の撮像素子を有し、動画像がリアルタイムで取得可能である。本実施形態の撮像装置41は、画角の広い、いわゆるワイドカメラである。撮像装置41は、鏡筒部18の上方で、水平方向に光軸同士が一致するように配置され、鏡筒部18の前方の風景を撮像する。撮像装置41で撮像された風景は、測量機通信部25を介してコントローラ80へ送られ、表示部82に表示される。測量システム1では、作業者一人(ワンマン)で測量作業を行うことを想定しており、測量機10から離れた場所にいる作業者は、測量機10前方の様子を、撮像装置41で撮像された画像で、リアルタイムに確認することができる。 The imaging unit 40 has an imaging device 41 and a filter switching device 42. The imaging device 41 has an imaging element such as a CCD or CMOS, and can capture moving images in real time. The imaging device 41 in this embodiment is a so-called wide camera with a wide angle of view. The imaging device 41 is arranged above the telescope tube 18 so that the optical axes of the imaging devices 41 are aligned horizontally, and capture the scenery in front of the telescope tube 18. The scenery captured by the imaging device 41 is sent to the controller 80 via the survey instrument communication unit 25 and displayed on the display unit 82. The surveying system 1 is designed to perform surveying work by a single operator, and an operator at a location away from the survey instrument 10 can check the situation in front of the survey instrument 10 in real time using images captured by the imaging device 41.

図6はフィルタ切替装置42の正面図である。図6(A)がフィルタ切替前の状態を示す。図6(B)がフィルタ切替後の状態を示す。なお、図6においては、説明のために、二つのフィルタをそれぞれ異なる色で着色している。図6は撮像装置41の光軸方向から見た図であり、撮像装置41、および撮像装置41の受光素子AR(撮像素子領域)も共に示す。 Figure 6 is a front view of the filter switching device 42. Figure 6 (A) shows the state before filter switching. Figure 6 (B) shows the state after filter switching. Note that in Figure 6, the two filters are colored differently for the purpose of explanation. Figure 6 is a view from the optical axis direction of the imaging device 41, and also shows the imaging device 41 and the light receiving element AR (imaging element area) of the imaging device 41.

フィルタ切替装置42は、撮像装置41の撮像(受光)の光軸上に選択的に配置される第1フィルタ43aおよび第2フィルタ43bを有している。第1フィルタ43aおよび第2フィルタ43bは、入射光のうち特定の波長範囲の光だけを透過し、それ以外の光を透過しない光学素子である。 The filter switching device 42 has a first filter 43a and a second filter 43b that are selectively arranged on the optical axis of the imaging (light reception) of the imaging device 41. The first filter 43a and the second filter 43b are optical elements that transmit only light in a specific wavelength range of the incident light and do not transmit other light.

薄板であるベース体45に設けられた二つの開口部には、第1フィルタ43aおよび第2フィルタ43bが取付けられている。ベース体45は、ソレノイド44に連結されて回動可能に支持され、撮像装置41の光軸上、受光素子ARの前方で、受光素子ARを覆うように配置される。撮像装置41に入射した光は、第1フィルタ43aまたは第2フィルタ43bにいずれかのフィルタを通過して受光素子ARに受光される。 A first filter 43a and a second filter 43b are attached to two openings provided in a base body 45, which is a thin plate. The base body 45 is connected to a solenoid 44 and supported so as to be rotatable, and is positioned on the optical axis of the imaging device 41, in front of the light receiving element AR, so as to cover the light receiving element AR. Light incident on the imaging device 41 passes through either the first filter 43a or the second filter 43b and is received by the light receiving element AR.

図6(A)に示すように、ソレノイド44に通電されていない状態では、撮像装置41の光軸上であり、受光素子ARの前方で、受光素子ARを覆うようにして、第1フィルタ43aが配置される。 As shown in FIG. 6(A), when the solenoid 44 is not energized, the first filter 43a is positioned on the optical axis of the imaging device 41, in front of the light receiving element AR, and covering the light receiving element AR.

ソレノイド44への通電により、ソレノイド44に連結されたベース体45が駆動されて、中心軸44Aを中心として所定角度だけ回転することで、撮像装置41の光軸上に配置されるフィルタが第2フィルタ43bへと切り替わる。 When electricity is applied to the solenoid 44, the base body 45 connected to the solenoid 44 is driven and rotates a predetermined angle around the central axis 44A, switching the filter arranged on the optical axis of the imaging device 41 to the second filter 43b.

図7は、第1フィルタ43a、および第2フィルタ43bが透過する波長範囲に関する説明図である。図7(A)が第1フィルタ43aの透過範囲を示す。図7(B)が第2フィルタ43bの透過範囲を示す。 Figure 7 is an explanatory diagram of the wavelength ranges transmitted by the first filter 43a and the second filter 43b. Figure 7 (A) shows the transmission range of the first filter 43a. Figure 7 (B) shows the transmission range of the second filter 43b.

第1フィルタ43aは、主として測量機10の前方の風景を撮像する際に使用されるノーマルフィルタである。第1フィルタ43aは、可視光の範囲の光を透過させ、それ以外の光を遮蔽する。 The first filter 43a is a normal filter that is mainly used when capturing images of the scenery in front of the surveying instrument 10. The first filter 43a transmits light in the visible light range and blocks other light.

第2フィルタ43bは、送光器73の送光する追尾ガイド光Lcを受光するための追尾ガイド光用フィルタである。このため、第2フィルタ43bは、赤外光である追尾ガイド光Lcの波長fLcを中心として、その近傍の範囲の波長の光のみを透過させ、それ以外の波長の光を遮蔽する。 The second filter 43b is a tracking guide light filter for receiving the tracking guide light Lc emitted by the light transmitter 73. Therefore, the second filter 43b transmits only light with wavelengths in a range around the wavelength fLc of the tracking guide light Lc, which is infrared light, and blocks light with other wavelengths.

通常、測量機10の前方を撮像する際には第1フィルタ43aが撮像装置41の光軸上に配置される。測量機10の追尾部24による追尾が外れると、ソレノイド44に給電されてベース体45が回転駆動されてフィルタが切り替わり、第2フィルタ43bが撮像装置41の光軸上に配置される。 Normally, when capturing an image in front of the surveying instrument 10, the first filter 43a is positioned on the optical axis of the imaging device 41. When tracking by the tracking unit 24 of the surveying instrument 10 is lost, power is supplied to the solenoid 44, the base body 45 is rotated, the filter is switched, and the second filter 43b is positioned on the optical axis of the imaging device 41.

撮像装置41が、送光器73が送光する追尾ガイド光Lcを含む画像を撮像し、画像における追尾ガイド光Lcの位置を測量機制御部29が解析する。そして、追尾ガイド光Lcが画像の水平方向で中心となるように、即ち、鏡筒部18の光軸が追尾ガイド光の到来方向と水平方向に一致するように、測量機制御部29は水平回転駆動部M1を駆動させる。第2フィルタ43bが追尾ガイド光Lc以外の波長の光を遮蔽するうえ、撮像装置41は画角が広く、撮像される範囲が広いため、追尾ガイド光Lcを含んだ画像を取得して、追尾ガイド光Lcを検出しやすい構成となっている。また、通常の状態でも、第1フィルタ43aが可視光以外の光を遮蔽しているため、太陽光によるサチュレーションを抑制できる。 The imaging device 41 captures an image including the tracking guide light Lc emitted by the light transmitter 73, and the position of the tracking guide light Lc in the image is analyzed by the surveying instrument control unit 29. The surveying instrument control unit 29 then drives the horizontal rotation drive unit M1 so that the tracking guide light Lc is centered in the horizontal direction of the image, that is, so that the optical axis of the lens barrel unit 18 is aligned horizontally with the direction of arrival of the tracking guide light. The second filter 43b blocks light of wavelengths other than the tracking guide light Lc, and the imaging device 41 has a wide angle of view and a wide imaging range, so that it is easy to obtain an image including the tracking guide light Lc and detect the tracking guide light Lc. In addition, even in normal conditions, the first filter 43a blocks light other than visible light, so saturation due to sunlight can be suppressed.

追尾が外れた場合、フィルタ切替装置42は、自動で第2フィルタ43bを撮像装置41の光軸上に配置するように構成されている。また、撮像装置41が、第1フィルタ43aで撮像している際に、取得した画像に含まれる飽和画素数が、所定の数を超えた場合、フィルタ切替装置42は、第2フィルタ43bを、撮像装置41の光軸上に配置させる。これにより、撮像画像が飽和して真っ白となり、識別不能となることを回避できる。 When tracking is lost, the filter switching device 42 is configured to automatically position the second filter 43b on the optical axis of the imaging device 41. Also, when the imaging device 41 is capturing an image using the first filter 43a, if the number of saturated pixels contained in the captured image exceeds a predetermined number, the filter switching device 42 positions the second filter 43b on the optical axis of the imaging device 41. This makes it possible to prevent the captured image from becoming saturated and pure white, making it impossible to distinguish.

図8はフィルタの効果を説明する比較図である。図8(A)がフィルタ無しで撮像した画像である。図8(B)が第2フィルタ43bを介して撮像した画像である。いずれも太陽方向を撮像している。 Figure 8 is a comparison diagram explaining the effect of the filters. Figure 8 (A) is an image captured without a filter. Figure 8 (B) is an image captured through the second filter 43b. Both images were captured in the direction of the sun.

図8(A)に示すように、フィルタ無しで太陽方向を撮像した場合、太陽光が入り込んで、画像全体が白くなってしまっている。撮像部40は、自動で絞り値やシャッター速度を適切な値として露出補正や感度補正を行う。しかし、太陽光が強すぎるため、適切に撮像することができず、追尾ガイド光Lcどころか、被写体も識別することができない。 As shown in Figure 8 (A), when an image is captured in the direction of the sun without a filter, sunlight enters the image, making the entire image white. The imaging unit 40 automatically performs exposure correction and sensitivity correction by setting the aperture value and shutter speed to appropriate values. However, because the sunlight is too strong, it is not possible to capture an image properly, and it is not possible to identify the subject, let alone the tracking guide light Lc.

これに対し、図8(B)に示すように、第2フィルタ43bを介して追尾ガイド光Lcの波長を中心とした所定範囲の波長のみを透過させることで、追尾ガイド光Lcを識別できる画像となっている。このように、追尾を開始または再開するためにサーチする場合、第2フィルタ43bに切替えることで、太陽光が視野に入り込んでしまう影響を抑制することができる。 In contrast, as shown in FIG. 8(B), the second filter 43b transmits only a predetermined range of wavelengths centered on the wavelength of the tracking guide light Lc, resulting in an image in which the tracking guide light Lc can be identified. In this way, when searching to start or resume tracking, the effect of sunlight entering the field of view can be suppressed by switching to the second filter 43b.

第1フィルタ43aのまま測量機10が追尾を開始または再開する場合、撮像装置41の撮像範囲の中に太陽光があると、太陽光が取得画像に入りこんでしまい、撮像装置41の受光素子ARの受光量は限界値に達し、サチュレーション(飽和)状態となってしまう。飽和状態になると、送光器73の送光する追尾ガイド光Lcを識別できず、追尾のためのサーチを実行することができない。追尾が外れた場合には、フィルタ切替装置42で、撮像装置41の光軸上に第2フィルタ43bを配置し、送光器73の追尾ガイド光Lcの波長範囲の光のみを透過させて、他の波長の光を遮蔽することで、太陽光が視野内に入り込んでも追尾ガイド光Lcを検知することができる。これにより太陽光の映り込みの影響を抑制して、追尾ガイド光Lcの方向を検知でき、プリズムサーチを続行できる。 When the surveying instrument 10 starts or resumes tracking with the first filter 43a still attached, if sunlight is present within the imaging range of the imaging device 41, the sunlight will enter the captured image, and the amount of light received by the light receiving element AR of the imaging device 41 will reach a limit value, resulting in a saturation state. When saturated, the tracking guide light Lc emitted by the light transmitter 73 cannot be identified, and a search for tracking cannot be performed. If tracking is lost, the filter switching device 42 places the second filter 43b on the optical axis of the imaging device 41, transmitting only light within the wavelength range of the tracking guide light Lc of the light transmitter 73 and blocking light of other wavelengths, making it possible to detect the tracking guide light Lc even if sunlight enters the field of view. This suppresses the effects of sunlight reflection, making it possible to detect the direction of the tracking guide light Lc, and to continue the prism search.

追尾ガイド光Lcを非可視光として、第2フィルタ43bを可視光のみ透過させ、第1フィルタ43aを非可視光のみ透過させるよう構成してもよい。 The tracking guide light Lc may be invisible light, the second filter 43b may transmit only visible light, and the first filter 43a may transmit only invisible light.

また、二つのフィルタを切り替える機構は上記に限られず、駆動機構もソレノイドに限られない。モータやエアシリンダ、ピニオンなど、従来公知の構成を用いても問題ない。 The mechanism for switching between the two filters is not limited to the above, and the drive mechanism is not limited to a solenoid. It is also acceptable to use a conventionally known configuration such as a motor, air cylinder, or pinion.

(ターゲットユニット)
次にターゲットユニット70について図9と共に説明する。図9は、ターゲットユニット70を示す。図9(A)はターゲットユニット70の側面図である。図9(B)は、ターゲットユニット70の平面図である。図1のターゲットユニット70の斜視図も参照のこと。
(Target unit)
Next, the target unit 70 will be described with reference to Fig. 9. Fig. 9 shows the target unit 70. Fig. 9(A) is a side view of the target unit 70. Fig. 9(B) is a plan view of the target unit 70. See also the perspective view of the target unit 70 in Fig. 1.

図9に示すように、ターゲットユニット70は、ポール71の上端にプリズム72が取付けられている。プリズム72の光学中心は、ポール71の中心軸を通過し、プリズム72の光学中心とポール71下端までの距離(取付高)は既知となっている。 As shown in FIG. 9, the target unit 70 has a prism 72 attached to the upper end of a pole 71. The optical center of the prism 72 passes through the central axis of the pole 71, and the distance (mounting height) between the optical center of the prism 72 and the lower end of the pole 71 is known.

さらに、プリズム72の上部には、円柱形状の筐体76を持つ送光器73が、筐体76の中心軸をポール71の中心軸に一致させて、取付けられている。 Furthermore, a light transmitter 73 having a cylindrical housing 76 is attached to the top of the prism 72 with the central axis of the housing 76 aligned with the central axis of the pole 71.

送光器73は、追尾ガイド光Lcを送光する。送光器73から送光される光は追尾ガイド光Lcであり、測距光や追尾光とも異なる波長の赤外光となっている。撮像部40が、送光された追尾ガイド光Lcを含む画像を撮像し、測量機制御部29で、画像解析されて追尾ガイド光Lcの位置が解析され、視準方向が追尾ガイド光Lcの到来方向へ向くように、水平回転駆動部M1、鉛直回転駆動部M2が駆動されて、鏡筒部18の向きが変更される。画像解析方法に関しては、公知の方法で構わず、説明は省略する。 The light transmitter 73 transmits the tracking guide light Lc. The light transmitted from the light transmitter 73 is the tracking guide light Lc, and is infrared light with a different wavelength from the distance measurement light and the tracking light. The imaging unit 40 captures an image including the transmitted tracking guide light Lc, and the survey instrument control unit 29 analyzes the image to analyze the position of the tracking guide light Lc, and the horizontal rotation drive unit M1 and the vertical rotation drive unit M2 are driven to change the orientation of the telescope tube unit 18 so that the collimation direction faces the direction from which the tracking guide light Lc is coming. Any known method may be used for the image analysis method, and a description thereof will be omitted.

筐体76の外周側面には、複数(本実施形態においては6個)の追尾ガイド光Lcの送光口75が、同一水平面上に、ポール71の中心軸を中心とした等角度に設けられている。複数の送光口75からは、全て同じ波長の赤外光が、追尾ガイド光Lcとして外側へ出射される。 On the outer peripheral side of the housing 76, multiple (six in this embodiment) light outlets 75 for the tracking guide light Lc are provided on the same horizontal plane at equal angles centered on the central axis of the pole 71. From the multiple light outlets 75, infrared light of the same wavelength is all emitted to the outside as the tracking guide light Lc.

送光器73は、コントローラ80からの命令を受信すると、全ての送光口75から追尾ガイド光Lcを送光する。これにより、筐体76から外方面へ、水平方向の全周にわたって、追尾ガイド光Lcが送光される。追尾ガイド光Lcは赤外光であるため、作業者が光を視認することはない。 When the light transmitter 73 receives a command from the controller 80, it emits the tracking guide light Lc from all of the light emission ports 75. This causes the tracking guide light Lc to be emitted outward from the housing 76 over the entire horizontal circumference. Because the tracking guide light Lc is infrared light, the worker cannot see the light.

従来は、追尾が外れると、追尾ガイド光を測量機に送光するために、作業者は送光器を測量機に向けてスイッチを押す必要であり、作業者は作業を中断して送光作業をせねばならなかった。これに対し、送光器73は複数の送光口75から全周囲へ向かって追尾ガイド光Lcを送光するうえ、測量機10は画角の広いワイドカメラで追尾ガイド光Lcを受光するため、作業者が送光器を測量機に向ける動作は不要である。測量機10による追尾が外れてしまった場合、コントローラ80が自動で、送光器73から追尾ガイド光Lcに送光を命令するよう構成されているため、作業者が追尾ガイド光Lcを送光するため動作も不要となっている。 Conventionally, when tracking is lost, the worker needs to point the light transmitter at the surveying instrument and press a switch to transmit the tracking guide light to the surveying instrument, and the worker has to stop working to transmit the light. In contrast, the light transmitter 73 transmits the tracking guide light Lc in the all-around direction from multiple light transmission ports 75, and the surveying instrument 10 receives the tracking guide light Lc with a wide-angle camera with a wide angle of view, so there is no need for the worker to point the light transmitter at the surveying instrument. If tracking by the surveying instrument 10 is lost, the controller 80 is configured to automatically command the light transmitter 73 to transmit the tracking guide light Lc, so there is no need for the worker to take any action to transmit the tracking guide light Lc.

(コントローラ80)
図10は、コントローラ80のブロック図である。コントローラ80は、測量機10を遠隔操作する操作端末である。さらに、コントローラ80は、送光器73へ追尾ガイド光Lcの送光の命令も可能に構成されている。
図10に示すように、コントローラ80は、入力部81、表示部82、記憶部83、コントローラ通信部84、GPS装置85、方位センサ86、コントローラ制御部89を備える。
(Controller 80)
10 is a block diagram of the controller 80. The controller 80 is an operation terminal that remotely operates the surveying instrument 10. Furthermore, the controller 80 is configured to be capable of issuing an instruction to the light transmitter 73 to transmit the tracking guide light Lc.
As shown in FIG. 10, the controller 80 includes an input unit 81 , a display unit 82 , a memory unit 83 , a controller communication unit 84 , a GPS device 85 , a direction sensor 86 , and a controller control unit 89 .

入力部81、表示部82は、コントローラ80のインターフェースである。作業者は、入力部81から、測量機10の操作や情報を入力できる。本実施形態においては、表示部82は、タッチパネル式の液晶画面であり、入力部81と一体となっている。 The input unit 81 and the display unit 82 are interfaces for the controller 80. The operator can operate the surveying instrument 10 and input information from the input unit 81. In this embodiment, the display unit 82 is a touch panel type liquid crystal screen, and is integrated with the input unit 81.

コントローラ通信部84は、測量機通信部25と同等の構成を備え、測量機10と情報の送受信が可能となっている。コントローラ通信部84から、送光器73へ命令も送信される。 The controller communication unit 84 has a configuration equivalent to that of the survey instrument communication unit 25, and is capable of sending and receiving information with the survey instrument 10. Commands are also sent from the controller communication unit 84 to the light transmitter 73.

GPS装置85は、GPS衛星から発信されるGPS信号を受信する装置であり、受信したGPS信号から、現在位置が把握される。本実施形態においては、GPS装置85は、単独測位のみ可能な装置でも問題ない。 The GPS device 85 is a device that receives GPS signals transmitted from GPS satellites, and the current position is determined from the received GPS signals. In this embodiment, the GPS device 85 may be a device that is only capable of independent positioning.

方位センサ86は、半導体を用いた電子コンパスである。南北の地磁気を検出して方角を算出する。MR素子を使用したものやGMR素子を使用したものなど、公知のものを使用し、種類は問わない。 The orientation sensor 86 is an electronic compass that uses semiconductors. It detects the north-south geomagnetism to calculate the direction. Any known type can be used, such as those that use MR elements or GMR elements.

本実施形態においては、コントローラ80は、スマートフォンやタブレットなどを想定しており、これらに最初から搭載されているGPS装置や電子コンパス、もしくは3軸ジャイロを用いてよい。 In this embodiment, the controller 80 is assumed to be a smartphone, tablet, or the like, and may use a GPS device, electronic compass, or three-axis gyro that is originally installed on such a device.

コントローラ80に搭載されるGPS装置85により、コントローラ80と測量機10との位置関係が概略把握される(後述)。作業者はコントローラ80とターゲットユニット70を保持して移動しているため、測量機10とプリズム72との位置関係も概略把握される。GPS装置85により測量機10の追尾が外れた際も、測量機10はGPS装置85により、プリズム72のおおまかな方向を把握することができ、鏡筒部18を水平方向にはGPS装置85へ向け、ついで鏡筒部18を鉛直方向に走査することで、迅速に再びプリズム72をロックすることができる。 The GPS device 85 mounted on the controller 80 roughly grasps the positional relationship between the controller 80 and the surveying instrument 10 (described later). As the operator moves while holding the controller 80 and the target unit 70, the positional relationship between the surveying instrument 10 and the prism 72 is also roughly grasped. Even when the GPS device 85 loses tracking of the surveying instrument 10, the GPS device 85 allows the surveying instrument 10 to grasp the general direction of the prism 72, and the telescope tube 18 can be pointed horizontally toward the GPS device 85 and then scanned vertically to quickly lock the prism 72 again.

図11に測量作業の説明図、およびコントローラ80の表示画面を示す。記憶部83には、例えば入力された測量データ(設計データ)が収納される。表示部82は計測データに対応する測設地図を表示する機能を有する。コントローラ制御部89は、GPS装置85の位置情報、方位センサ86の方位信号と設計データとに基づいて、表示部82の画面に表示すべき地図を構築する機能を有する。 Figure 11 shows an explanatory diagram of the surveying work and the display screen of the controller 80. The memory unit 83 stores, for example, input surveying data (design data). The display unit 82 has a function of displaying a surveying map corresponding to the measurement data. The controller control unit 89 has a function of constructing a map to be displayed on the screen of the display unit 82 based on the position information of the GPS device 85, the orientation signal of the orientation sensor 86, and the design data.

コントローラ制御部89は、測量機10の現在位置と、測定点P1,P2,P3・・・Pnの設計データとを有しているので、各測定点に対する水平方向回動角度を演算できる。コントローラ制御部89は、コントローラ通信部84を介して命令を測量機に10送付し、水平回転駆動部M1を駆動させて鏡筒部18を、測定点Pnの水平方向に回動させる機能を有する。 The controller control unit 89 has the current position of the surveying instrument 10 and the design data for measurement points P1, P2, P3, ... Pn, so it can calculate the horizontal rotation angle for each measurement point. The controller control unit 89 has the function of sending a command to the surveying instrument 10 via the controller communication unit 84 and driving the horizontal rotation drive unit M1 to rotate the telescope tube unit 18 in the horizontal direction of the measurement point Pn.

撮像部40が撮像した画像も、表示部82に表示される。表示部82に表示される撮像部40の映像と測設地図とは、自動または手動で切り替え可能に構成される。例えば、作業者の現在位置と測定点Pnとが、一定距離、例えば5m以下になると、表示画像は、測設地図の表示から、撮像部40の撮像する画像に自動で切替えられる。 The image captured by the imaging unit 40 is also displayed on the display unit 82. The image captured by the imaging unit 40 and the surveying map displayed on the display unit 82 can be switched automatically or manually. For example, when the distance between the worker's current position and the measurement point Pn becomes a certain distance, for example 5 m or less, the displayed image is automatically switched from the surveying map to the image captured by the imaging unit 40.

また、撮像部40が撮像する画像の視点を、現在の視点よりも左右のいずれかの方向に移動するように入力部81で命令することもできる。例えば、作業者が現在の画像より右側に視点を移して見たい場合、表示部82を右にフリックすることで、測量機10の水平回転駆動部M1を右に回動させて、回転台座14を右側に向けることで、撮像部40を現在よりも右方向に向けさせ、撮像部40が現在よりも右側を撮像するように構成される。 The input unit 81 can also be used to issue a command to move the viewpoint of the image captured by the imaging unit 40 in either the left or right direction from the current viewpoint. For example, if the operator wishes to shift the viewpoint to the right of the current image, the operator can flick the display unit 82 to the right, thereby rotating the horizontal rotation drive unit M1 of the surveying instrument 10 to the right and pointing the rotating base 14 to the right, causing the imaging unit 40 to face in a direction to the right of the current position, and the imaging unit 40 to capture an image to the right of the current position.

コントローラ制御部89は、方位センサ86の取得する方位データに基づいて、方位をコンパスとして表示部82に表示させる。さらに、測量機10の測距・測角により求められた作業者の現在位置(測定点Pn)から、次の測定点Pn+1までの距離と角度を演算することで、作業者の現在地点から次の測定点までの距離と方向を表示させる機能、および進行方向表示を表示部82に表示させる機能を有する。 The controller control unit 89 displays the direction as a compass on the display unit 82 based on the direction data acquired by the direction sensor 86. Furthermore, the controller control unit 89 has a function to display the distance and direction from the worker's current position to the next measurement point Pn+1 by calculating the distance and angle from the worker's current position (measurement point Pn) obtained by the distance and angle measurement of the surveying instrument 10, and a function to display the direction of travel on the display unit 82.

作業者は、測設データに基づいて、表示される表示に従い、測定点P1,P2,P3・・・と、順に測定を行う。 Based on the survey data, the worker follows the display and measures points P1, P2, P3, etc. in order.

(プリズムロック機能)
測量機10は、追尾部24によるプリズム72の追尾を開始する場合、もしくは追尾が外れた場合、自動でプリズムを見つけ出してロックし、追尾する機能(プリズムロック機能)を有する。従来のプリズムロック機能においては、鏡筒から視準光を出射し、鏡筒が水平方向に回転しながら上下に回動を繰り返すことで、全方向を視準光で走査し、反射光を受光することでプリズムを見つけ出して視準していた。しかし、まったくプリズムの場所がわからずに走査するため、全方向を走査することもあることから、プリズムを見つけるのに時間がかかった。本実施形態においては、測量機10にまずは粗方向を向け、ついで精方向で走査を行うことで、プリズム72を迅速にロックすることができる。
(Prism lock function)
The surveying instrument 10 has a function (prism lock function) of automatically finding, locking, and tracking a prism when the tracking unit 24 starts tracking the prism 72 or when tracking is lost. In the conventional prism lock function, a collimation light is emitted from the telescope, and the telescope rotates horizontally while repeatedly rotating up and down, scanning all directions with the collimation light, and the prism is found and collimated by receiving the reflected light. However, since scanning is performed without knowing the location of the prism at all, it may be necessary to scan all directions, which takes time to find the prism. In this embodiment, the surveying instrument 10 is first pointed in a rough direction and then scanned in a fine direction, so that the prism 72 can be locked quickly.

測量システム1におけるプリズムロックのフローを図12~図14を用いて説明する。図12はプリズムロックのフローチャートである。図13は、ステップS101~ステップS102のイメージ図である。図14は、ステップS103~S107のイメージ図である。 The flow of prism lock in surveying system 1 will be explained using Figs. 12 to 14. Fig. 12 is a flowchart of prism lock. Fig. 13 is an image diagram of steps S101 to S102. Fig. 14 is an image diagram of steps S103 to S107.

最初に、ステップS101で、前工程として、まず測量機10を任意の点P0(好ましくは既知点)に設置し、ついでコントローラ80と測量機10の位置合わせを行う。測量機10に位置合わせ用のコントローラ80の設置位置を設けてもよい。GPS装置85により、コントローラ80の緯度経度が取得され、測量機10の設置位置の緯度経度も取得される。 First, in step S101, as a pre-process, the surveying instrument 10 is installed at an arbitrary point P0 (preferably a known point), and then the controller 80 and the surveying instrument 10 are aligned. The surveying instrument 10 may be provided with an installation position for the controller 80 for alignment purposes. The GPS device 85 acquires the latitude and longitude of the controller 80, and also acquires the latitude and longitude of the installation position of the surveying instrument 10.

次に、ステップS102に移行して、測量機10とコントローラ80との相対方向を取得可能にする。作業者はコントローラ80とターゲットユニット70を持ち、ある程度離れた任意の場所NP1に移動し、その場でGPS装置85にて緯度経度を取得するとともに、測量機10にプリズム72の測距・測角をさせる。さらに異なる任意の場所NP2に移動して、再びGPS装置85にて緯度経度を取得するとともに、測量機10にプリズム72の測距・測角をさせる。このとき、ターゲットユニット70の上面にコントローラ80を取付けて、測距・測角を行ってもよい。二つの場所NP1,NP2の方位角から、測量機10からみたコントローラ80の方向(相対方向)が把握される。この方法に限られず、作業者の持ったターゲットユニット70のプリズム72を追尾させ、作業者が移動しながら、随時測距・測距を実施することで、測量機10がコントローラ80の相対方向を検知できるよう校正を行うように構成してもよい。また、測量機10を既知点に設置し、基準点と基準方向を設定する、後方交会法を用いて、絶対三次元座標を取得してもよい。 Next, proceed to step S102 to obtain the relative direction between the surveying instrument 10 and the controller 80. The operator holds the controller 80 and the target unit 70, moves to an arbitrary location NP1 at a certain distance, acquires latitude and longitude on the spot using the GPS device 85, and has the surveying instrument 10 measure the distance and angle of the prism 72. The operator then moves to a different arbitrary location NP2, acquires latitude and longitude again using the GPS device 85, and has the surveying instrument 10 measure the distance and angle of the prism 72. At this time, the controller 80 may be attached to the top surface of the target unit 70 to perform distance and angle measurements. The direction (relative direction) of the controller 80 as seen from the surveying instrument 10 is grasped from the azimuth angles of the two locations NP1 and NP2. This method is not limited to this method, and the surveying instrument 10 may be configured to perform calibration so that it can detect the relative direction of the controller 80 by tracking the prism 72 of the target unit 70 held by the operator and performing distance and distance measurements as needed while the operator moves. Additionally, absolute three-dimensional coordinates can be obtained by installing the surveying instrument 10 at a known point and using the intersection method to set a reference point and reference direction.

前工程のステップS101~ステップS102は、測量機10に、プリズム72とコントローラ80を持つ作業者の粗精度で方向を把握させるためである。このため、GPS装置85の位置情報の取得は単体測位で構わず、高精度な三次元情報の取得による厳密な相対方向の検出でなくても構わない。 The purpose of steps S101 to S102 in the previous process is to allow the surveying instrument 10 to determine the direction with the rough accuracy of the operator holding the prism 72 and controller 80. For this reason, the acquisition of position information by the GPS device 85 can be performed by standalone positioning, and it is not necessary to detect the relative direction precisely by acquiring highly accurate three-dimensional information.

作業者は、作業中はターゲットユニット70およびコントローラ80を持って移動する。GPS装置85のGPS信号の取得は、移動中も随時行われているため、作業者が移動しても、また移動中であっても、GPS信号が取得可能である限り、測量機10に対するコントローラ80の方位角は、おおむね把握される。 The worker moves around while working, carrying the target unit 70 and the controller 80. The GPS device 85 continues to acquire GPS signals even while moving, so even if the worker is moving or is on the move, the azimuth angle of the controller 80 relative to the surveying instrument 10 can be roughly determined as long as the GPS signal can be acquired.

次に、本工程として、ステップS103~S108で、追尾部24による追尾開始、または追尾が外れた場合の追尾再開のためのプリズムロックについて説明する。 Next, as part of this process, steps S103 to S108 will explain prism locking for starting tracking by the tracking unit 24 or resuming tracking if tracking is lost.

ステップS103で、まず、GPS装置85の位置情報を基に、測量機10の鏡筒部18をGPS装置85の方向、即ち、ターゲットユニット70およびコントローラ80を持つ作業者の方向へ鏡筒部18を向かせる。現在の水平方向角と算出されたGPS装置85の方位角との差分を角度として算出し、水平回転駆動部M1を駆動させて、回転台座14を水平方向に回動させる。 In step S103, first, based on the position information of the GPS device 85, the telescope tube 18 of the surveying instrument 10 is directed toward the GPS device 85, i.e., toward the operator holding the target unit 70 and controller 80. The difference between the current horizontal angle and the calculated azimuth angle of the GPS device 85 is calculated as an angle, and the horizontal rotation drive unit M1 is driven to rotate the rotating base 14 horizontally.

次に、ステップS104に移行して、送光器73に追尾ガイド光Lcを送光させる。フィルタ切替装置42で、追尾ガイド光用フィルタである第2フィルタ43bが撮像装置41の光軸上に配置されるようにフィルタが切替えられる。 Next, the process proceeds to step S104, where the light transmitter 73 is caused to transmit the tracking guide light Lc. The filter switching device 42 switches the filter so that the second filter 43b, which is a filter for the tracking guide light, is positioned on the optical axis of the imaging device 41.

次に、ステップS105に移行して、第2フィルタ43bを介して撮像装置41により測量機10前方の画像が取得される。測量機制御部29は、取得画像を解析して、追尾ガイド光Lcを検出する。 Next, the process proceeds to step S105, where an image of the area in front of the surveying instrument 10 is acquired by the imaging device 41 via the second filter 43b. The surveying instrument control unit 29 analyzes the acquired image and detects the tracking guide light Lc.

次に、ステップS106に移行して、測量機制御部29は、画像解析により追尾ガイド光Lcの到来方向を算出し、撮像画像の中心と追尾ガイド光Lcの到来方向を水平方向で合わせるために、水平回転駆動部M1を駆動させる。 Next, the process proceeds to step S106, where the surveying instrument control unit 29 calculates the direction of arrival of the tracking guide light Lc by image analysis, and drives the horizontal rotation drive unit M1 to horizontally align the center of the captured image with the direction of arrival of the tracking guide light Lc.

次に、ステップS107に移行して、鉛直回転駆動部M2により鏡筒部18を上下方向に駆動させて、追尾部24の追尾光を上下に走査させ、プリズム72を見つけ出す。このとき、前述の画像解析により、追尾ガイド光Lcの到来方向が、鉛直方向にも把握されており、鉛直方向の範囲も絞られ、より見つけやすい構成となっている。 Next, the process proceeds to step S107, where the vertical rotation drive unit M2 drives the lens barrel unit 18 in the vertical direction, scanning the tracking light of the tracking unit 24 vertically to find the prism 72. At this time, the direction of arrival of the tracking guide light Lc is also determined vertically by the image analysis described above, and the range in the vertical direction is narrowed, making it easier to find.

次に、ステップS108に移行して、プリズム72をロックし、送光器73は送光を停止し、フィルタ切替装置42は、配置するフィルタを第1フィルタ43aに戻し、フローは終了する。 Then, the process proceeds to step S108, where the prism 72 is locked, the light transmitter 73 stops transmitting light, the filter switching device 42 returns the filter to be placed to the first filter 43a, and the flow ends.

追尾が外れると、その旨が測量機10から送光器73へ送信され、直ちに送光器73はプリズムロックの本工程を実施する。 When tracking is lost, a message to that effect is sent from the surveying instrument 10 to the light transmitter 73, which immediately performs the main prism lock process.

ステップS103により測量機10に水平方向に粗方向を向かせ、ついでステップS104の広角の広い撮像部40で追尾ガイド光Lcを検出して水平方向に精方向を向かせる。そして追尾部24の追尾光を上下方向に走査させることで、プリズム72を探してロックする。 In step S103, the surveying instrument 10 is roughly oriented horizontally, and then in step S104, the wide-angle imaging unit 40 detects the tracking guide light Lc and finely oriented horizontally. The tracking light of the tracking unit 24 is then scanned vertically to locate and lock onto the prism 72.

従来は、全く手掛かりのない状態でも、全方向を追尾光で走査することで、プリズムをロックすることができるが、時間がかかるという問題があった。上記方法により、粗方向、精方向と順に鏡筒部18をプリズム72の方向に向けることができ、プリズム72をロックするまでの時間を短縮させることができる。 Conventionally, even when there are no clues at all, it is possible to lock the prism by scanning in all directions with a tracking light, but this has the problem of taking time. With the above method, the lens barrel section 18 can be directed toward the prism 72 in the coarse direction and then the fine direction, shortening the time it takes to lock the prism 72.

また、撮像部40のフィルタ切替装置42を用いて、追尾ガイド光Lcのみを透過させて撮像することで、例え太陽が撮像装置41の視野内に入っても、太陽光の影響を抑制して追尾ガイド光Lcを検出できる。これは、追尾を行っているときも同様であり、追尾を行っている場合に、太陽光が入り込んだ場合、撮像部40のフィルタを第2フィルタ43bにすることで、太陽光が入り込むことによりプリズム72を見失うことが抑制される。作業者は撮像部40で測量機10の前方の風景を確認するため、追尾中でなくとも、許容量以上の光が撮像装置41に入り込んだ場合、自動でフィルタを第2フィルタ43bに切り替えるように構成してもよい。 In addition, by using the filter switching device 42 of the imaging unit 40 to transmit only the tracking guide light Lc when capturing an image, the influence of sunlight can be suppressed and the tracking guide light Lc can be detected even if the sun enters the field of view of the imaging device 41. This is also true when tracking is being performed, and if sunlight enters during tracking, the filter of the imaging unit 40 can be changed to the second filter 43b to prevent the prism 72 from being lost due to the sunlight entering. Since the operator uses the imaging unit 40 to check the scenery in front of the surveying instrument 10, the filter may be automatically switched to the second filter 43b when light exceeding the allowable amount enters the imaging device 41, even when tracking is not being performed.

追尾が外れた際には、表示部82にその旨が表示され、自動で上記のステップS103~ステップS108が行われる。 When tracking is lost, a message to that effect is displayed on the display unit 82, and steps S103 to S108 above are automatically performed.

従来の測量機では、追尾部の送光部が追尾光を照射して、反射光を受光部で受光して、走査を行っていた。この場合、受光部が受光するのは反射光であるため、受光量は少ない。測量機10は、ターゲット側から送光される追尾ガイド光Lcを、ワイドカメラである撮像部40で受光するため、受光量も多く検出しやすい。このため、より迅速にプリズム72をロックすることができる。 In conventional surveying instruments, the light-transmitting section of the tracking unit emits tracking light, and the light-receiving section receives the reflected light to perform scanning. In this case, the light-receiving section receives reflected light, so the amount of light received is small. The surveying instrument 10 receives the tracking guide light Lc transmitted from the target side with the imaging section 40, which is a wide camera, so the amount of light received is large and detection is easy. This allows the prism 72 to be locked more quickly.

(作業フロー)
測量システム1の作業工程フローの一例を説明する。図15は、測量システム1を用いた測量作業の工程フローである。図11も参照のこと。
(Work flow)
An example of a work process flow of the surveying system 1 will be described below. Fig. 15 shows a process flow of a surveying work using the surveying system 1. See also Fig. 11.

まず、ステップS201で、前処理として、CADデータや測定点データなどを含む測量現場の情報をコントローラ80に入力する。入力された情報は、コントローラ80の記憶部83に収納される。 First, in step S201, as preprocessing, information about the survey site, including CAD data and measurement point data, is input to the controller 80. The input information is stored in the memory unit 83 of the controller 80.

次に、ステップS202に移行して、測量機10を既知点に設置し、後方交会法などにより三次元座標を取得する。 Next, proceed to step S202, where the surveying instrument 10 is placed at a known point and three-dimensional coordinates are obtained using a method such as resection.

次に、ステップS203で、コントローラ80と測量機10の位置合わせを行う。ステップS203は、前述のステップS101に相当する。 Next, in step S203, the controller 80 and the surveying instrument 10 are aligned. Step S203 corresponds to step S101 described above.

次に、ステップS204に移行して、コントローラ80に対する測量機10が、コントローラ80の相対方向を取得可能にする。ステップS203は、前述のステップS102に相当する。 Next, the process proceeds to step S204, where the survey instrument 10 is enabled to acquire the relative orientation of the controller 80 with respect to the controller 80. Step S203 corresponds to step S102 described above.

次に、ステップS205に移行して、測定点P1,P2,P3・・・Pnの位置情報が演算され、表示部82には、入力データに対応する測設地図が表示されるとともに、測定するべき測定点Pnの位置情報が表示部82に表示される。 Next, the process proceeds to step S205, where the position information of the measurement points P1, P2, P3, ... Pn is calculated, and the display unit 82 displays a survey map corresponding to the input data, and also displays the position information of the measurement point Pn to be measured.

次に、ステップS206に移行して、測量機10は水平回転駆動部M1を駆動させて測定点Pnに鏡筒部18を向ける。作業者は、表示部82の測設地図を確認しながら、測定点Pnの方向へ向かって移動する。測量機10は、その間、鏡筒部18を上下方向に駆動させて追尾光を走査させる。 Next, the process moves to step S206, where the surveying instrument 10 drives the horizontal rotation drive unit M1 to point the telescope unit 18 toward the measurement point Pn. The operator moves toward the measurement point Pn while checking the survey map on the display unit 82. During this time, the surveying instrument 10 drives the telescope unit 18 in the vertical direction to scan the tracking light.

次に、ステップS207に移行して、作業者が測定点Pnと測量機10とを結ぶ直線上に到達すると、追尾部24がプリズム72をロックし、追尾を開始する。 Next, the process proceeds to step S207, and when the operator reaches the straight line connecting the measurement point Pn and the surveying instrument 10, the tracking unit 24 locks the prism 72 and starts tracking.

次に、ステップS208に移行して、作業者は、追尾による測定点Pnまでの具体的な距離を表示部82で確認しながら、測定点Pnまで移動する。 Next, the process proceeds to step S208, where the worker moves to the measurement point Pn while checking the specific distance to the measurement point Pn determined by tracking on the display unit 82.

次に、ステップS209に移行して、ステップS107の移動中に追尾が外れてしまった場合、ステップ210として追尾再開フローに移行する。具体的には、プリズムロックの本工程であるステップS103~ステップS108を実施し、プリズム72をロックして追尾を再開する。追尾が再開すると、ステップS208に戻る。追尾されたまま作業者が測定点Pnに到達すると、ステップS210に移行する。 Next, the process moves to step S209. If tracking is lost during the movement in step S107, the process moves to the tracking resumption flow in step 210. Specifically, steps S103 to S108, which are the main prism locking process, are carried out to lock the prism 72 and resume tracking. Once tracking is resumed, the process returns to step S208. If the worker reaches measurement point Pn while still being tracked, the process moves to step S210.

次に、ステップS211に移行して、作業者が測定点Pnにまで到達すると、ターゲットユニット70が測定点Pnに略鉛直に立てられ、測量機10は測定点Pnに立てられたプリズム72の測距・測角を行う。 Next, the process moves to step S211. When the operator reaches the measurement point Pn, the target unit 70 is set up approximately vertically at the measurement point Pn, and the surveying instrument 10 measures the distance and angle of the prism 72 set up at the measurement point Pn.

次に、ステップS212に移行して、次の測定点Pn+1がある場合、ステップS205に移行し、次の測定点Pn+1に対して、ステップS205~ステップS211を繰り返す。次の測定点がなくなると、測量は終了する。 Next, proceed to step S212. If there is a next measurement point Pn+1, proceed to step S205 and repeat steps S205 to S211 for the next measurement point Pn+1. When there is no next measurement point, the survey ends.

(変形例)
図16は、変形例に係る測量システム1A構成する、測量機10Aの模式的な外観斜視図である。図17は、測量機10Aの構成ブロック図である。測量システム1Aは、測量機10に代えて測量機10Aを備える点を除いて同じ構成を有するので全体の詳細な説明は省略する。測量機10Aは、機能的には、測量機10と同等の構成であるが、外観上、以下の点で異なる。測量機10Aは、カバー部材16を備えない。また、基盤部13の上に設けられた回転台座14上に固定されて水平方向に回転可能な托架部17Aが、上方に開口するコの字形状を有する独立のケーシングを有して構成されている。
(Modification)
Fig. 16 is a schematic perspective view of the exterior of a surveying instrument 10A constituting a surveying system 1A according to a modified example. Fig. 17 is a block diagram of the surveying instrument 10A. The surveying system 1A has the same configuration except that it has the surveying instrument 10A instead of the surveying instrument 10, so a detailed description of the entire system will be omitted. The surveying instrument 10A has the same configuration as the surveying instrument 10 in terms of function, but differs in appearance in the following respects. The surveying instrument 10A does not have a cover member 16. In addition, a support unit 17A, which is fixed on a rotating base 14 provided on a base unit 13 and can rotate horizontally, is configured to have an independent casing having a U-shape that opens upward.

托架部17Aの下部17Abは、横長の直方体形状を有し、前面に、測量機10Aを直接操作するための入力部27と表示部28を備える。托架部17Aの上部17Acは左右一対の柱として上方へ延在し、その間に望遠鏡18Aを水平軸H回りに鉛直回転可能に支持する。また、望遠鏡18Aの上部には、撮像部40と同等の構成を有する撮像部40Aが設けられている。 The lower part 17Ab of the base part 17A has a horizontally long rectangular parallelepiped shape, and is provided on the front with an input part 27 and a display part 28 for directly operating the surveying instrument 10A. The upper part 17Ac of the base part 17A extends upward as a pair of left and right pillars, between which the telescope 18A is supported so that it can rotate vertically around a horizontal axis H. In addition, an imaging part 40A having a configuration equivalent to that of the imaging part 40 is provided on the upper part of the telescope 18A.

すなわち、測量機10と測量機10Aの主な違いは、測量機10では、撮像部40が、托架部17の上端に設けられ、水平方向にのみに回転するのに対して、測量機10Aでは、撮像部40Aが、望遠鏡18Aの上部に設けられ、望遠鏡18Aと共に水平方向および鉛直方向に回転可能である点である。 That is, the main difference between surveying instrument 10 and surveying instrument 10A is that in surveying instrument 10, imaging unit 40 is provided at the top end of support unit 17 and rotates only horizontally, whereas in surveying instrument 10A, imaging unit 40A is provided at the top of telescope 18A and can rotate horizontally and vertically together with telescope 18A.

一方、図17に示す通り、機能的には、測量機10と測量機10Aは、測量機10Aが入力部27、表示部28を備える点を除いて同等の構成を有する。 On the other hand, as shown in FIG. 17, functionally, the surveying instrument 10 and the surveying instrument 10A have the same configuration, except that the surveying instrument 10A has an input unit 27 and a display unit 28.

測量システム1Aを用いるプリズムロックのフローは、図12に示すフローと概ね同じである。上記構成の相違点に基いて、本工程のステップS106,S107における動作が、図18に示すように異なる。すなわち、ステップS106において、測量機制御部29は、画像解析の結果に基づいて追尾ガイド光Lcの到来方向を算出し、水平回転駆動部M1、および鉛直回転駆動部M12を駆動させて望遠鏡18Aを回転させ、望遠鏡18Aの視準軸を追尾ガイド光Lcの到来方向(プリズム72の精方向)に向ける。追尾ガイド光Lcの到来方向の算出により、回転すべき、水平角だけでなく、鉛直角度も把握できるからである。 The flow of prism lock using the surveying system 1A is generally the same as the flow shown in FIG. 12. Based on the above differences in configuration, the operations in steps S106 and S107 of this process differ as shown in FIG. 18. That is, in step S106, the surveying instrument control unit 29 calculates the arrival direction of the tracking guide light Lc based on the results of the image analysis, drives the horizontal rotation drive unit M1 and the vertical rotation drive unit M12 to rotate the telescope 18A, and points the collimation axis of the telescope 18A in the arrival direction of the tracking guide light Lc (the precise direction of the prism 72). This is because the calculation of the arrival direction of the tracking guide light Lc makes it possible to grasp not only the horizontal angle but also the vertical angle to be rotated.

したがって、ステップS107では、追尾部24の追尾光を走査させ、プリズム72を捕捉する際には、現在の視準方向周辺を、鉛直方向および水平方向にわずかに走査するだけで、プリズム72を捕捉することができる。 Therefore, in step S107, when the tracking light of the tracking unit 24 is scanned to capture the prism 72, the prism 72 can be captured by only slightly scanning the area around the current aiming direction in the vertical and horizontal directions.

このように、望遠鏡18Aと共に回転可能な撮像部40をA有する測量機10Aでは、望遠鏡18Aを水平方向および鉛直方向に同時に回転してプリズム72の方向に精精度で向けるので、さらに迅速にプリズムを捕捉することが可能になる。 In this way, in the surveying instrument 10A having an imaging unit 40 that can rotate together with the telescope 18A, the telescope 18A can be rotated simultaneously in the horizontal and vertical directions to be precisely oriented in the direction of the prism 72, making it possible to capture the prism even more quickly.

(変形例2)
図19は、フィルタ切替装置42の変形例であるフィルタ切替装置142を示す。
(Variation 2)
FIG. 19 shows a filter switching device 142 which is a modified example of the filter switching device 42 .

フィルタ切替装置42では、ベース体45に形成された二つの開口部に、第1フィルタ43aおよび第2フィルタ43bが取付けられていた。これに対し、フィルタ切替装置142では、形成された開口部に、第1フィルタ43aおよび第2フィルタ43bの両方が設けられた共通基板146が取り付けられている。フィルタ切替装置142は、ベース体45に代わりベース体145が用いられている以外は、フィルタ切替装置42と同等の構成を有する。 In the filter switching device 42, the first filter 43a and the second filter 43b are attached to two openings formed in the base body 45. In contrast, in the filter switching device 142, a common substrate 146 on which both the first filter 43a and the second filter 43b are provided is attached to the opening formed. The filter switching device 142 has the same configuration as the filter switching device 42, except that the base body 145 is used instead of the base body 45.

共通基板146は、透光性樹脂部材またはガラス材などの光を透過する性質を有する部材で構成された、厚みが均一の平板であり、その表面には、膜状の第1フィルタ43aおよび第2フィルタ43bが設けられている。 The common substrate 146 is a flat plate of uniform thickness made of a material that transmits light, such as a translucent resin material or glass material, and has a first filter 43a and a second filter 43b in the form of a film provided on its surface.

ベース体45と同様に、ベース体145は、ソレノイド44に連結されて回動可能に支持され、第1フィルタ43aおよび第2フィルタ43bは、ベース体145の回動により撮像装置41の光軸上に、選択的に配置される。ソレノイド44に通電されていない状態では、撮像装置41の光軸上であり、受光素子ARの前方で、受光素子ARを覆うようにして、第1フィルタ43aが配置される(図19(A)参照)。ソレノイド44への通電により、ソレノイド44に連結されたベース体145が駆動されて、中心軸44Aを中心として所定角度だけ回転することで、撮像装置41の光軸上に配置されるフィルタが第2フィルタ43bへと切り替わる(図19(B)参照)。 Like the base body 45, the base body 145 is connected to the solenoid 44 and rotatably supported, and the first filter 43a and the second filter 43b are selectively positioned on the optical axis of the imaging device 41 by the rotation of the base body 145. When the solenoid 44 is not energized, the first filter 43a is positioned on the optical axis of the imaging device 41 in front of the light receiving element AR so as to cover the light receiving element AR (see FIG. 19(A)). When the solenoid 44 is energized, the base body 145 connected to the solenoid 44 is driven and rotates a predetermined angle around the central axis 44A, switching the filter positioned on the optical axis of the imaging device 41 to the second filter 43b (see FIG. 19(B)).

図20は、フィルタ切替装置142の入射光の光路を示す光学図である。図20(A)が、第1フィルタ43aが撮像装置41の光軸上に配置された状態、図20(B)が、第2フィルタ43bが撮像装置41の光軸上に配置された状態を示す。 Figure 20 is an optical diagram showing the optical path of the incident light of the filter switching device 142. Figure 20 (A) shows a state in which the first filter 43a is arranged on the optical axis of the imaging device 41, and Figure 20 (B) shows a state in which the second filter 43b is arranged on the optical axis of the imaging device 41.

撮像装置41は、撮影レンズ47、および受光素子ARを含むイメージセンサ48を有する。ベース体145は、撮影レンズ47の光軸上で、撮影レンズ47およびイメージセンサ48の間に、回動可能(移動可能)に配置される。ベース体145の回動により、共通基板46が上下方向に移動し、共通基板46に設けられた第1フィルタ43aと、第2フィルタ43bとが、撮影レンズ47の光軸上に選択的に配置される。撮像装置41に入射した光は、撮影レンズ47を通過して、第1フィルタ43aまたは第2フィルタ43bを通過して、イメージセンサ48に集光される。 The imaging device 41 has a photographing lens 47 and an image sensor 48 including a light receiving element AR. The base body 145 is rotatably (movably) arranged on the optical axis of the photographing lens 47 between the photographing lens 47 and the image sensor 48. By rotating the base body 145, the common substrate 46 moves in the vertical direction, and the first filter 43a and the second filter 43b provided on the common substrate 46 are selectively arranged on the optical axis of the photographing lens 47. Light incident on the imaging device 41 passes through the photographing lens 47, and then through the first filter 43a or the second filter 43b, and is collected on the image sensor 48.

第1フィルタ43aおよび第2フィルタ43bは、厚さTの共通基板46に対して、非常に薄い膜状に構成されており、無視しても問題ない程度の厚さとなっている。図20(A)に示すように、第1フィルタ43aが撮影レンズ47の光軸上に配置される場合、撮像装置41に入射した光は、厚さTの共通基板46を通過して、イメージセンサ48に集光される。図20(B)に示すように、ソレノイド44によりベース体145が回動して、共通基板46が移動して、第2フィルタ43bが撮影レンズ47の光軸上に配置される場合、撮像装置41に入射した光は、厚さTの共通基板46を通過して、イメージセンサ48に集光される。いずれのフィルタが撮影レンズ47の光軸上に配置されても、撮像装置41に入射した光は厚さTの共通基板46を通過することから、フィルタを切り替えても、イメージセンサ48では同じ集光状態、すなわち、同じピントの状態で撮像することができる。 The first filter 43a and the second filter 43b are configured as very thin films with respect to the common substrate 46 having a thickness T, and the thickness is negligible. As shown in FIG. 20A, when the first filter 43a is placed on the optical axis of the photographing lens 47, the light incident on the imaging device 41 passes through the common substrate 46 having a thickness T and is focused on the image sensor 48. As shown in FIG. 20B, when the base body 145 is rotated by the solenoid 44, the common substrate 46 is moved, and the second filter 43b is placed on the optical axis of the photographing lens 47, the light incident on the imaging device 41 passes through the common substrate 46 having a thickness T and is focused on the image sensor 48. Regardless of which filter is placed on the optical axis of the photographing lens 47, the light incident on the imaging device 41 passes through the common substrate 46 having a thickness T, so that even if the filter is switched, the image sensor 48 can capture an image in the same focused state, i.e., in the same focused state.

第1フィルタ43aと、第2フィルタ43bを別々の基板に設けた場合、基板自体の厚さの違いや配置の違いから、フィルタの切替によって撮影レンズ47からイメージセンサ48までの光路長に違いが生じた場合には、ピント調整を行う。これに対し、第1フィルタ43aおよび第2フィルタ43bを同一の基板(共通基板146)に設けることで、入射光の光路長を同一にできるため、フィルタ切替によるピント調節を行う必要がなくなる。 When the first filter 43a and the second filter 43b are provided on separate substrates, focus adjustment is performed if a difference in the optical path length from the photographing lens 47 to the image sensor 48 occurs due to differences in the thickness or arrangement of the substrates themselves when switching between filters. In contrast, by providing the first filter 43a and the second filter 43b on the same substrate (common substrate 146), the optical path length of the incident light can be made the same, eliminating the need for focus adjustment by switching filters.

以上、本発明の好ましい実施の形態について述べたが、上記の実施の形態は本発明の一例であり、これらを当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。 The above describes preferred embodiments of the present invention, but the above embodiments are merely examples of the present invention, and these can be combined based on the knowledge of those skilled in the art, and such combinations are also included in the scope of the present invention.

1 :測量システム
10 :測量機
17 :托架部
18 :鏡筒部
24 :追尾部
40 :撮像部
41 :撮像装置
42 :フィルタ切替装置
43a :第1フィルタ
43b :第2フィルタ
70 :ターゲットユニット
72 :プリズム
73 :送光器
146 :共通基板
L2 :光軸
M1 :水平回転駆動部
M2 :鉛直回転駆動部
H :水平軸
V :鉛直軸
1: Surveying system 10: Surveying instrument 17: Base unit 18: Telescope tube unit 24: Tracking unit 40: Imaging unit 41: Imaging device 42: Filter switching device 43a: First filter 43b: Second filter 70: Target unit 72: Prism 73: Light transmitter 146: Common substrate L2: Optical axis M1: Horizontal rotation drive unit M2: Vertical rotation drive unit H: Horizontal axis V: Vertical axis

Claims (6)

追尾部および測距部の光学系を格納する鏡筒部と、
前記鏡筒部を回転駆動させる駆動部と、
前記鏡筒部の前方を撮像する撮像装置と、
二つのフィルタのいずれか一方が、前記撮像装置の光軸上に、選択的に配置されるように切替えるフィルタ切替装置と、
前記撮像装置が、送光器から送光される追尾ガイド光を含んだ画像を取得すると、前記画像を解析して、前記追尾ガイド光の到来方向を演算し、前記鏡筒部の視準軸が前記追尾ガイド光の到来方向に向けられるように、前記駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記二つのフィルタのうち、一方のフィルタは前記追尾ガイド光の波長を中心とした所定範囲の波長のみを透過させる追尾ガイド光用フィルタであり、前記フィルタ切替装置は、前記撮像装置が前記画像を取得する際に、前記追尾ガイド光用フィルタを前記撮像装置の光軸上に配置させる、
ことを特徴とする測量機。
a lens barrel section housing an optical system for a tracking section and a ranging section;
A drive unit that rotates the lens barrel unit;
an imaging device that images an image in front of the lens barrel;
a filter switching device that selectively switches between two filters so that one of the filters is located on an optical axis of the imaging device;
a control unit that, when the imaging device acquires an image including the tracking guide light transmitted from a light transmitter, analyzes the image, calculates an arrival direction of the tracking guide light, and controls the drive unit so that the collimation axis of the lens barrel is directed to the arrival direction of the tracking guide light;
Equipped with
one of the two filters is a filter for a tracking guide light that transmits only wavelengths in a predetermined range centered on a wavelength of the tracking guide light, and the filter switching device disposes the filter for the tracking guide light on an optical axis of the imaging device when the imaging device captures the image.
A surveying instrument characterized by the above.
前記追尾ガイド光は非可視光であり、
前記二つのフィルタのうち、前記一方のフィルタは非可視光のみを透過させるフィルタであり、他方のフィルタは可視光のみを透過させるフィルタである、
ことを特徴とする請求項1に記載の測量機。
the tracking guide light is invisible light,
Of the two filters, one filter transmits only invisible light, and the other filter transmits only visible light.
2. The surveying instrument according to claim 1 .
前記追尾部でターゲットを追尾中に、前記ターゲットをロストした場合、自動で前記フィルタ切替装置は、前記追尾ガイド光用フィルタを前記撮像装置の光軸上に配置させる、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の測量機。
When the target is lost while the tracking unit is tracking the target, the filter switching device automatically places the tracking guide light filter on the optical axis of the imaging device.
3. The surveying instrument according to claim 1 or 2.
前記撮像装置が撮像中、取得した画像に含まれる飽和画素が、所定の数を超えた場合、前記フィルタ切替装置は、前記追尾ガイド光用フィルタを、前記撮像装置の光軸上に配置させる、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の測量機。
when a number of saturated pixels included in an acquired image exceeds a predetermined number while the imaging device is imaging, the filter switching device disposes the tracking guide light filter on an optical axis of the imaging device.
3. The surveying instrument according to claim 1 or 2.
前記二つのフィルタは、同一の基板に設けられる、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の測量機。
The two filters are provided on the same substrate.
3. The surveying instrument according to claim 1 or 2.
追尾ガイド光を送光する送光器、およびプリズムを有するターゲットユニット、
および、
追尾部および測距部の光学系を格納する鏡筒部と、
前記鏡筒部を回転駆動させる駆動部と、
前記鏡筒部の前方の風景の画像を取得する撮像装置と、
二つのフィルタのいずれか一方が、前記撮像装置の光軸上に、選択的に配置されるように切替えるフィルタ切替装置と、
前記撮像装置が撮像した、前記送光器から送光される前記追尾ガイド光を含んだ画像を解析して、前記追尾ガイド光の到来方向を演算し、前記鏡筒部の視準軸が前記追尾ガイド光の到来方向に向けられるように、前記駆動部を制御する制御部とを有する測量機を備え、
前記二つのフィルタのうち、一方のフィルタは前記追尾ガイド光の波長を中心とした所定範囲の波長のみを透過させる追尾ガイド光用フィルタであり、前記フィルタ切替装置は、前記撮像装置が画像を取得する際に、前記追尾ガイド光用フィルタを前記撮像装置の光軸上に配置させる、
ことを特徴とする測量システム。
a light transmitter for transmitting a tracking guide light and a target unit having a prism;
and,
a lens barrel section housing an optical system for a tracking section and a ranging section;
A drive unit that rotates the lens barrel unit;
an imaging device for capturing an image of a scene in front of the lens barrel;
a filter switching device that selectively switches between two filters so that one of the filters is located on the optical axis of the imaging device;
a control unit that analyzes an image captured by the imaging device, the image including the tracking guide light transmitted from the light transmitter, calculates an arrival direction of the tracking guide light, and controls the drive unit so that a collimation axis of the lens barrel unit is directed to the arrival direction of the tracking guide light,
one of the two filters is a filter for a tracking guide light that transmits only light having a wavelength in a predetermined range centered on a wavelength of the tracking guide light, and the filter switching device disposes the filter for a tracking guide light on an optical axis of the imaging device when the imaging device captures an image.
A surveying system comprising:
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