JP2627871B2 - 三次元測量用ターゲット - Google Patents
三次元測量用ターゲットInfo
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を測定することができる測量用の計測機を用いて三次元
の測量を行なう場合に利用する三次元測量用ターゲット
に関する。
し、反射ターゲットからの反射光を受光して距離を測定
する測距機能及び視準望遠鏡の光軸の回動角度を読取る
技術により水平角・鉛直角を測定する角度測定機能を具
備した測量用の計測機が各種開発され、実用されてい
る。
簡単に説明する。図中1は計測機を示す。計測機1は天
頂軸Vから視準望遠鏡の光軸までの鉛直角VAと、水平
角(水平方向の振れ角)HAと、測定点Piまでの斜距
離Rとを測定できる機能を具備している。このため、測
定点Piを含むX,Y,Zの三次元座標の基準点
(X o ,Yo ,Zo )の座標位値を定めることにより、
測定点Piの座標(Xi ,Y i ,Zi )は Xi =R・sin(VA)・sin(HA)−Xo Yi =R・sin(VA)・cos(HA)−Yo Zi =R・cos(VA)−Zo で求めることができる。
とにより、反射ターゲットに向って例えば近赤外線を照
射しその反射光を受光することにより斜距離Rを測定し
ている。反射ターゲットは例えばシール状のものが用意
され、このシール状の反射ターゲットを被測定体、例え
ば橋、船舶、車体、タンク等の構造体の要所に貼付け、
その反射ターゲットの位置を順次計測することにより、
構造体の形状を三次元で計測することができる。
ゲットには一般に回転型ターゲットが用いられる。回転
型ターゲットは図8に示すように基台2の上面に水平面
に沿って回転できるターゲット支持具3が取付けられ、
このターゲット支持具3に反射ターゲット4が水平軸を
軸支点として回転自在に支持されて構成されている。反
射ターゲット4はガラス或はプラスチックの鏡で構成さ
れ、その表面に水平方向と鉛直方向の軸支点と合致した
線XとYが描かれ、観測時にこの線XとYに計測機1の
視準望遠鏡に装着されたヘヤーラインを合致させて計測
を行なう。
により、計測機1の位置を移動させた場合でも、計測機
1の位置に応じて反射ターゲット4の向を変更すればど
の位置からでも基準点として利用することができる。従
って例えば図9に示すように船舶のような構造体5の外
形を測定するような場合に、構造体5の両側の何れから
も見通すことができる位置に2個の回転ターゲットT1
とT2を設置すれば、これら2個の回転ターゲットT1
とT2を構造体5の両側の何れからでも基準点として利
用することができる。よって1台の計測機1を移動し、
計測することにより構造体5の表側と裏側を連続した同
一の座標系で形状表示を行なうことができる。
させないものとして説明した、然し乍ら構造体が大きい
場合には基準点を順次移動させなければならない場合が
ある。特に構造体が鉄道レール或は道路のように無限に
長い場合には、基準点を順次移動させないと、レール或
は道路の状況を三次元測量することはできない。
なわれる。頭初の第1基準点を基準にレール或は道路の
状況を測量する。第1基準点でカバーできる範囲のレー
ル或は道路を測量し終ると、第2基準点を設置するに適
した候補地を定め、その位置を計測機により計測し、座
標位置を定める。この座標位置に回転ターゲットを移し
第2基準点とする。この第2基準点を基準に次の区間の
レールを測量する。この区間の測量が終了すると、回転
ターゲットを第3基準点に移動させる。この繰返しで無
限に延びるレール或は道路等を測量する。
準点の位置は計測機1で計測した位置によって定めてい
る。計測機1は高精度であるとはいっても、わずかなが
ら測定誤差を持つ。この測定誤差が基準点を移動させる
毎に累積されると、最終的に大きな誤差に成長するおそ
れがある。この発明の目的はこのような累積誤差を発生
しないように、座標既知点の基準点を設置し、その位置
を三次元で正確に測量可能ならしめる三次元測量用ター
ゲットの構造を提案するものである。
い構造物に沿って予め既知の位置に定められた基準点を
所定の間隔で設置する。しかる後、これらの基準点に対
し、従来の測量法である三角網を形成した基準点測量を
施行し、閉合誤差を配分し、各基準点に座標値を与え
る。以後、これらの基準点は座標既知点として、取り扱
うことが可能となる。この基準点に三次元測量用ターゲ
ットを装着することにより、三次元測量用ターゲットは
既知の位置を正確に指示することができる。即ち、三次
元測量用ターゲットには基準点に係合するプランジャが
設けられ、プランジャによって基準点の位置をターゲッ
トに正確に伝達することができるからである。
によれば無限長に近い構造物に沿って予め設置した基準
点に、ターゲットを係合させて設置するから、ターゲッ
トを順次移動させても、その移動は参照する基準点が代
わったことにすぎないから、各設置点でターゲットの位
置による新たな誤差が発生することはない。よってどこ
までも連続して測量を行なっても誤差が累積されること
はなく、測量開始点と終了点で同一の精度を保つことが
できる。
ターゲットの一実施例を示す。図中10は例えばレール
を敷設するための床面を示す。この床面10は例えばコ
ンクリート等で固められているものとする。床面10に
は基準標11が埋設されている。基準標11は図4に示
すように円形頭部を具備したボルトで構成され、頂部に
円錐形状の孔11Aと、その底部に小径孔11Bを有
し、この小径孔11Bによって基準点の位置を精度よく
表示している。基準標11のネジ部11Cはここでは特
に図示しないが、レールの延長方向と、その延長方向と
直交する方向にネジ送り機構によって移動させることが
できるように構成された位置合せ機構に螺合して支持さ
れる。基準標11の小径孔11Bの軸芯位置は予め計算
等で求められて与えられ、その既知の位置に既存の方法
の測量によって位置合せされる。また基準標11の頂面
の標高位置も予め計算で算出されて与えられ、その算出
された標高位置に設定される。基準標11の位置が予め
決められた位置に位置合せ機構によって設定されると、
位置合せ機構を含めてコンクリートに埋め込み、コンク
リートでその設置位置に固定する。このようにして設置
される基準標11を図6に示すようにレール12Aと1
2Bに沿って所定の間隔で設置する。
に形成した円錐形の孔11aにこの発明による三次元測
量用ターゲットに設けたプランジャ101の先細形状と
された先端を係合させる。プランジャ101は保持体1
02に推動自在に保持され、バネ103の偏倚力によっ
て下向に突出偏倚される。バネ103の偏倚力はわずか
な力とし、これから説明するターゲット支持枠104等
の重みによって容易に圧縮変形される。ターゲット支持
枠104は開口面が水平方向を向く姿勢でターゲット支
持具200によって支持される。
4を構成する下辺部材104Aに取付けられる。ターゲ
ット支持枠104の上辺部材104Bには上向に鉛直軸
105が取付けられる。この鉛直軸105はその軸芯を
プランジャ101の軸芯と合致する位置に植設される。
ターゲット支持枠104を構成する2本の縦部材104
Cには互に水平方向に対向して一対のピボット106が
取付けられる。このピボット106によって反射ターゲ
ット107が水平軸を軸支点として回転自在に支持され
る。図3に図1に示すA−A線上の断面を示す。反射タ
ーゲット107はその表面の反射面はピボット106の
軸線の位置に合致するようにターゲット支持部材108
に取り付けられる。この例ではビス108Aでターゲッ
ト支持部材108に取付けた場合を示す。ピボット10
6の軸線と反射ターゲット107の反射面との位置を合
致させることにより、反射ターゲット107を表側に向
けても、裏側に向けても何れの方向に対しても、反射タ
ーゲット107の位置がずれることはない。
面に描く、パターンの例を示す。図5に示すように、反
射ターゲット107の反射面に描くパターンは主に水平
方向の線Xと、鉛直方向の線Yで構成され、利用者の好
みに応じて交換できる構造とされる。ターゲット支持具
200は平板201と、この平板201を水平な姿勢に
支持するネジ脚203A,203B,203Cとによっ
て構成され、鉛直軸105はターゲット支持具200を
構成する平板201に形成した貫通孔202を貫通し、
平板201によって鉛直な姿勢に支持される。貫通孔2
02は平板201の肉厚の中央部分にエッジ部を有し、
このエッジ部で鉛直軸105を支持する。つまり、エッ
ジ部で鉛直軸105を支持することにより、可及的に鉛
直軸105と貫通孔202との間の遊びを少なくし、鉛
直軸105の鉛直姿勢をガタツキなく正確に維持するこ
とができる。然もエッジにすることによって接触面積を
小さくして楽に鉛直軸105を軸芯方向に移動できるよ
うにしている。
ぼ等しい距離の位置の3箇所にネジ脚203A,203
B,203Cをそれぞれ平板201の板面に対して垂直
方向に螺合させる。各ネジ脚203Aには各支持脚20
3A,203B,203Cを回転操作させるためのツマ
ミ204が取付けられる。また、ネジ脚203A,20
3B,203Cの動きをロックするロックナット205
を螺合させている。
付け、鉛直軸105及びターゲット支持枠104の姿勢
が鉛直に設定されたか否かを見ることができる構造とし
ている。水準器109は図の例では円形気泡管を用いた
場合を示すが、他の構造の水準器、例えば円弧管を十字
状に結合した構造の水準器を用いることもできる。この
発明による三次元測量用ターゲットの基準標11への設
置手順は以下の如くである。プランジャ101の先端を
基準標11の頂面に形成された孔11Aに係合させる。
保持体102の底面が基準標11の頂面に接触している
状態を保って平板201がほぼ水平な姿勢になるように
ネジ脚203A,203B,203Cを調整する。平板
201の姿勢は目視でほぼ水平な状態に見える状態に設
定できればよい。
205を締付けネジ脚203A,203B,203Cの
回転をロックする。平板201の姿勢がほぼ水平な姿勢
に設定された後、ネジ脚203A〜203Cの下端を床
面10の上で滑らして平板201の位置を水平方向にず
らし、水準器109が水平を指示するように調整する。
105とプランジャ101の軸芯が鉛直な姿勢に設定さ
れたことになる。この結果、反射ターゲット107はそ
の反射面に描かれた線XとYの交点Pが基準標11の基
準点の真上の位置に設定されたことになる。よってこの
反射ターゲット107を反射面として鉛直角VA,水平
角HA,距離R(図7参照)を計測機によって計測する
ことにより基準点の位置(座標)を正確に算出すること
ができる。従って図6に示したように、各基準標11の
位置を基準にレール12Aと12Bに貼付けたシール状
ターゲットB1,B2 ,B3 ……及びB1 ′,B2 ′,
B3 ′……の位置をJ点又はK点に設置した計測機1に
よって測定することによりレール12Aと12Bの敷設
状況を正確に測量することができる。
7の標高値との間には一定の高さの差が発生するが、こ
の差の値は一定のバイアス値として除去することができ
る。
設置された基準標11に正確に係合して反射ターゲット
107を設置することができるから、三次元測量のため
の基準点を順次移動させても累積誤差が発生することは
ない。従ってレール或は道路のように無限に近い長さを
持つ構造体の測量を正確に行なうことができる利点が得
られる。また、この発明では鉛直軸105をエッジ面を
持つ貫通孔で支持する構成としたから、鉛直軸105は
平板201に対してガタツキなく支持される。よってタ
ーゲット107をガタツキなく支持するから精度の高い
測量を行うことができる利点が得られる。
を説明するための側面図。
明するための断面図。
を説明するための正面図。
た測量の方法を説明するための平面図。
ットの構造を説明するための斜視図。
面図。
Claims (1)
- 【請求項1】 A.水平方向に対向して一対のピボット
が配置され、このピボットによって反射面を具備した反
射ターゲットを水平軸を中心に回転自在に支持するター
ゲット支持枠と、 B.このターゲット支持枠の下辺部材に鉛直下向に出入
り自在に突出され、バネによって下向に偏倚力が与えら
れると共に、ターゲット設置点を表わす基準標の基準点
と係合して上記ターゲット支持枠に支持した反射ターゲ
ットに基準点位置を伝達するプランジャと、 C.上記ターゲット支持枠の上辺部材に上記プランジャ
の軸芯と同一の軸芯に揃えられて上向に突出して取付け
られた鉛直軸と、 D.この鉛直軸を貫通させ、鉛直軸にエッジ面で対接す
る貫通孔を具備した平板と、 E.この平板の上記貫通孔の位置からほぼ等距離はなれ
た3点に設けられ、上記平板に垂直方向に螺合しネジ送
り操作によって下向の突出量を調整し、上記平板をほぼ
水平姿勢に設定する3本のネジ脚と、 F.このネジ脚を上記平板に締め付けて固定するロック
ナットと、 G.上記鉛直軸の上端に取付けられ、上記ネジ脚の先端
を設置面に対して摺動させることにより上記平板を水平
方向に移動させて上記鉛直軸及び上記反射ターゲット枠
の姿勢を鉛直姿勢に設置するための水準器と、 によって構成した三次元測量用ターゲット。
Priority Applications (1)
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JP6291441A JP2627871B2 (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 三次元測量用ターゲット |
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JP6291441A JP2627871B2 (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 三次元測量用ターゲット |
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ID=17768913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6291441A Expired - Lifetime JP2627871B2 (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 三次元測量用ターゲット |
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1994
- 1994-11-25 JP JP6291441A patent/JP2627871B2/ja not_active Expired - Lifetime
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