JP2875624B2 - Surveying instrument - Google Patents

Surveying instrument

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JP2875624B2
JP2875624B2 JP29413890A JP29413890A JP2875624B2 JP 2875624 B2 JP2875624 B2 JP 2875624B2 JP 29413890 A JP29413890 A JP 29413890A JP 29413890 A JP29413890 A JP 29413890A JP 2875624 B2 JP2875624 B2 JP 2875624B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は反射部材としての測定対象物を垂直方向及び
水平方向に走査して、測定対象物に測量機本体を自動追
尾させる測量機に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a surveying instrument that scans a measuring object as a reflecting member in a vertical direction and a horizontal direction, and automatically tracks a measuring instrument body on the measuring object.

(従来の技術) 従来から、測量機の一つとして光波測距装置が知られ
ているが、この光波測距装置には船舶の甲板等に設置し
て用いられる場合がある。その光波測距装置は測距光学
系を有しており、この光波測距装置から遠く離れた測点
に設置のコーナーキューブに向かって光波を出射し、そ
のコーナーキューブからの反射光波を受光し、測点まで
の距離を測定するようになっている。
(Prior Art) Conventionally, an optical distance measuring device is known as one of the surveying instruments, and this optical distance measuring device is sometimes used by being installed on a deck of a ship or the like. The lightwave distance measuring device has a distance measuring optical system, emits a lightwave toward a corner cube installed at a measuring point far from the lightwave distance measuring device, and receives a reflected lightwave from the corner cube. , And the distance to the measurement point is measured.

ところで、光波測距装置を船舶の甲板などに設置して
測距を行う場合、船舶の揺れ等によって測定対象物とし
てのコーナキューブを見失うことがある。そこで、近時
は、そのコーナキューブを自動追尾できるようにした光
波測距装置が開発されつつある。
When a lightwave distance measuring device is installed on the deck of a ship to measure a distance, a corner cube as a measurement object may be lost due to shaking of the ship or the like. Therefore, recently, a lightwave distance measuring device capable of automatically tracking the corner cube is being developed.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来の光波測距装置は、測距光学系を
内蔵する測料機本体としての光波測距装置本体そのもの
を水平方向、垂直方向に回動させてコーナーキューブを
探索走査し、そのコーナキューブに光波測距装置を自動
追尾させる構成であり、機械的に探索する構造であるの
で探索走査に時間がかかるという不具合があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional lightwave distance measuring device, the lightwave distance measuring device itself as a metering device body having a built-in distance measuring optical system is rotated in a horizontal direction and a vertical direction to form a corner. The configuration is such that the cube is searched and scanned, and the lightwave distance measuring device is automatically tracked at the corner cube. Since the structure is a mechanical search, there is a problem that the search and scanning take time.

また、第12図に示すように、光波測距装置本体から出
射する測定光束を水平方向に走査させて水平方向の探索
走査を行い、反射部材としての測距対象物から反射され
る測定光束を受光するまでの走査回数から測定対象物T
の垂直方向位置Hを求め、次に、第13図に示すように測
定光束をを垂直方向に走査させて測定光束を受光するま
での走査回数から測定対象物Tの水平方向応位置Vを求
める構造であったので、探索検査に時間がかかってい
た。さらに、その光波測距装置の探索走査範囲にコーナ
キューブがない場合には自動追尾をしようにも自動追尾
ができない不具合もある。
Also, as shown in FIG. 12, the measurement light beam emitted from the lightwave distance measuring device main body is scanned in the horizontal direction to perform a horizontal search scan, and the measurement light beam reflected from the object to be measured as a reflecting member is measured. From the number of scans until light is received,
13. Then, as shown in FIG. 13, the measurement light beam is scanned in the vertical direction, and the horizontal response position V of the measurement object T is obtained from the number of scans until the measurement light beam is received, as shown in FIG. Because of the structure, the search and inspection took time. Furthermore, if there is no corner cube in the search scanning range of the lightwave distance measuring device, there is a problem that the automatic tracking cannot be performed even if the automatic tracking is performed.

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その
目的とするところは、測定対象物を短時間に探索でき、
かつ、測定対象物を見失った場合でも容易にその測定対
象物を捕捉できる測量機を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to be able to search for an object to be measured in a short time,
Another object of the present invention is to provide a surveying instrument that can easily capture the measurement target even when the measurement target is lost.

(課題を解決するための手段) 本発明に係わる測量機は、上記の課題を解決するた
め、 測定光束を第一方向に走査するのを一走査として、そ
の方向と直角な第二方向に測定光束を偏向させながら前
記走査を所定回数行うことにより、測定光束を二次元的
に走査する走査光学系と、該走査光学系により投影され
た測定光束のうち測定点に設けられた反射部材により反
射された測定光束を受光するための受光系と、該受光系
に前記反射光束が入射するまでの走査回数により前記第
二方向の測定点の位置を検出するとともに、前記第一方
向の走査開始位置から第一方向に沿っての走査により前
記受光系に入射する反射光束が得られるまでの走査時間
により前記第一方向の測定点の位置を検出する演算部
と、該演算部からの信号により測量機本体を前記測定点
に向けて自動追尾させる制御手段と、走査結果に基づい
て前記第一走査方向での走査範囲を拡大すると共に前記
第二方向での走査回数を増加させて走査範囲を変更する
走査範囲変更手段と、を備えていることを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the surveying instrument according to the present invention measures the scanning of the measurement light beam in the first direction as one scan, and measures in a second direction perpendicular to the direction. By performing the scanning a predetermined number of times while deflecting the light beam, a scanning optical system that scans the measurement light beam two-dimensionally, and a reflection member provided at the measurement point out of the measurement light beam projected by the scanning optical system A light receiving system for receiving the measured measurement light beam, and detecting the position of the measurement point in the second direction by the number of scans until the reflected light beam enters the light reception system, and the scanning start position in the first direction An arithmetic unit for detecting the position of the measurement point in the first direction by a scanning time until a reflected light flux incident on the light receiving system is obtained by scanning along the first direction from the first unit, and a surveying unit based on a signal from the arithmetic unit. Machine Control means for automatically tracking toward the measurement point, and a scan range for changing the scan range by expanding the scan range in the first scan direction and increasing the number of scans in the second direction based on the scan result. And changing means.

(作 用) 本発明によれば、走査光学系により反射部材を探索走
査するとその走査結果が制御手段に入力される。制御手
段は、その走査結果に基づき反射部材の存在方向を演算
し、測量機本体の光軸が測定対象物に向けられるように
測量機本体を水平方向、垂直方向に回動制御する。これ
によって、測量機は反射部材を自動追尾する。
(Operation) According to the present invention, when a scanning optical system searches and scans a reflection member, the scanning result is input to the control means. The control means calculates the direction in which the reflection member exists based on the scanning result, and controls the surveying instrument main body to rotate in the horizontal and vertical directions so that the optical axis of the surveying instrument main body is directed to the object to be measured. Thereby, the surveying instrument automatically tracks the reflecting member.

その探索走査範囲に反射部材がない場合には、制御手
段は探索走査範囲が拡大されるように走査光学系を制御
する。走査光学系は、たとえば、反射部材を粗く探索走
査する。反射部材がその拡大探索走査範囲で捕捉された
場合には、その探索走査結果に基づいて測量機本体の光
軸が反射部材に向けられるように測量機本体を水平方
向、垂直方向に回動制御する。そして、その後は、制御
手段は、拡大前の探索走査範囲で反射部材を走査するよ
うに走査光学系を制御する。
If there is no reflective member in the search scanning range, the control means controls the scanning optical system so that the search scanning range is enlarged. The scanning optical system roughly searches and scans the reflection member, for example. When the reflection member is captured in the enlarged search scanning range, the surveying instrument main body is horizontally and vertically rotated so that the optical axis of the surveying instrument main body is directed to the reflection member based on the search scanning result. I do. Then, thereafter, the control unit controls the scanning optical system so as to scan the reflection member in the search scanning range before the enlargement.

(実施例) 以下、本発明に係わる測量機を光波測距装置に適用し
た実施例を図面を参照しつつ説明する。
(Embodiment) Hereinafter, an embodiment in which the surveying instrument according to the present invention is applied to a lightwave distance measuring device will be described with reference to the drawings.

第1図において、1は測量台、2は測点に設置された
測定対象物としてのコーナキューブである。測量台1は
たとえば船舶の甲板などに設置されている。この測量台
1には光波測距装置3が据え付けられている。この光波
測距装置3は固定台4と水平回動部5とを有する。水平
回動部5は、第2図に示すように固定台4に対して矢印
A方向に回転され、支持部6を有する。支持部6には垂
直方向回動軸7が設けられ、垂直方向回動軸7には測距
装置本体8が設けられている。測距装置本体8は、水平
回動部5の回転により水平方向に回動されると共に垂直
方向回動軸7の回転により第1図に矢印Bで示すように
垂直方向に回転される。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a survey stand and reference numeral 2 denotes a corner cube as a measurement object set at a measurement point. The surveying stand 1 is installed, for example, on the deck of a ship. An optical distance measuring device 3 is installed on the survey stand 1. The lightwave distance measuring device 3 has a fixed base 4 and a horizontal rotating unit 5. The horizontal rotating unit 5 is rotated in the direction of arrow A with respect to the fixed base 4 as shown in FIG. The support portion 6 is provided with a vertical rotation shaft 7, and the vertical rotation shaft 7 is provided with a distance measuring device main body 8. The distance measuring device main body 8 is rotated in the horizontal direction by the rotation of the horizontal rotation unit 5 and is also rotated in the vertical direction by the rotation of the vertical rotation shaft 7 as shown by the arrow B in FIG.

その測距装置本体8には測距離光学系9と走査光学系
10とが設けられている。この測距光学系9は第3図に概
略示すように投光部11と受光部12とを有する。投光部11
は光源13を有する。受光部12は受光素子14を有する。光
学13は赤外レーザー光束を出射する。その赤外レーザー
光束はビームスプリッタ15のダイクロイックミラー16に
より対物レンズ17に向けて反射され、カバーガラス18を
介して測距装置本体8から平行光束として出射される。
The distance measuring device body 8 includes a distance measuring optical system 9 and a scanning optical system.
10 and are provided. The distance measuring optical system 9 has a light projecting unit 11 and a light receiving unit 12 as schematically shown in FIG. Emitter 11
Has a light source 13. The light receiving section 12 has a light receiving element 14. The optics 13 emits an infrared laser beam. The infrared laser beam is reflected toward the objective lens 17 by the dichroic mirror 16 of the beam splitter 15, and emitted from the distance measuring device main body 8 through the cover glass 18 as a parallel beam.

赤外レーザー光束はコーナキューブ2により反射さ
れ、カバーガラス18を介して対物レンズ17に戻り、ビー
ムスプリッタ15のダイクロイックミラー19により反射さ
れ、受光素子14に収束される。その受光素子14の受光出
力は、図示を略す公知の計測回路に入力され、コーナキ
ューブ2までの距離が測距される。
The infrared laser beam is reflected by the corner cube 2, returns to the objective lens 17 via the cover glass 18, is reflected by the dichroic mirror 19 of the beam splitter 15, and converges on the light receiving element 14. The light receiving output of the light receiving element 14 is input to a known measuring circuit (not shown), and the distance to the corner cube 2 is measured.

測距光学系9は結像レンズ20、レチクル板21を有して
おり、可視光は対物レンズ17、ダイクロイックミラー1
6、19を通過して、結像レンズ20に至り、レチクル板21
を収束され、測定者は接眼レンズ22を介してコーナキュ
ーブ2を含めて測定箇所を視認できる。
The distance measuring optical system 9 has an imaging lens 20 and a reticle plate 21, and the visible light is an objective lens 17, a dichroic mirror 1
After passing through 6, 19, it reaches the imaging lens 20, and the reticle plate 21
Is converged, and the measurer can visually recognize the measurement location including the corner cube 2 via the eyepiece 22.

走査光学系10は第4図に示すようにレーザーダイオー
ド23、コリメータレンズ24、水平方向偏向素子25、垂直
方向偏向素子26、反射プリズム27、28、29、対物レンズ
30、カバーガラス31、反射プリズム32、ノイズ光除去用
フィルム33、受光素子34を有する。レーザーダイオード
23、コリメータレンズ24、水平方向偏向素子25、垂直方
向偏向素子26、反射プリズム27、28、29は投光部を大略
構成している。対物レンズ30、反射プリズム32、ノイズ
光除去用フィルタ33、受光素子34は受光部を大略構成し
ている。水平方向偏向素子25、垂直方向偏向素子26はた
とえば音響光学素子から構成されている。
As shown in FIG. 4, the scanning optical system 10 includes a laser diode 23, a collimator lens 24, a horizontal deflecting element 25, a vertical deflecting element 26, reflection prisms 27, 28, 29, and an objective lens.
30, a cover glass 31, a reflection prism 32, a noise light removing film 33, and a light receiving element. Laser diode
23, a collimator lens 24, a horizontal deflecting element 25, a vertical deflecting element 26, and reflecting prisms 27, 28, and 29 substantially constitute a light projecting unit. The objective lens 30, the reflecting prism 32, the filter 33 for removing noise light, and the light receiving element 34 substantially constitute a light receiving section. The horizontal deflecting element 25 and the vertical deflecting element 26 are composed of, for example, acousto-optical elements.

レーザーダイオード23は測距光学系9の測距光学波の
波長とは異なる波長の赤外レーザー光を出射する。その
赤外レーザー光はコリメーターレンズ24によって平行光
束にされ、水平方向偏向素子25に導かれる。この水平方
向偏向素子25は第5図に示すように赤外レーザー光を水
平方向Hに偏向させる機能を有する。垂直方向偏向素子
26は赤外レーザー光を垂直方向Vに偏向させる機能を有
する。その水平方向偏向素子25、垂直方向偏向素子26の
制御については後述する。
The laser diode 23 emits infrared laser light having a wavelength different from the wavelength of the distance measuring optical wave of the distance measuring optical system 9. The infrared laser light is converted into a parallel light beam by a collimator lens 24 and guided to a horizontal deflection element 25. The horizontal deflecting element 25 has a function of deflecting the infrared laser light in the horizontal direction H as shown in FIG. Vertical deflection element
Reference numeral 26 has a function of deflecting the infrared laser light in the vertical direction V. Control of the horizontal deflection element 25 and the vertical deflection element 26 will be described later.

その赤外レーザー光はその水平方向偏向素子25、垂直
方向偏向素子26により水平方向、垂直方向に偏向されて
反射プリズム27に導かれ、この反射プリズム27により反
射され、反射プリズム28、29を経由して対物レンズ30に
導かれる。対物レンズ30には貫通孔35が対物レンズ30の
光軸と同軸に形成されている。その反射プリズム29によ
り反射された赤外レーザービームはその貫通孔35を通っ
て測距装置本体8の外部に出射され、この赤外レーザー
ビームによってコーナーキューブ2の探索走査が行われ
る。探索走査範囲内にコーナキューブ2があると、赤外
レーザービームがコーナーキューブ2により反射されて
対物レンズ30に戻る。その赤外レーザービームはその対
物レンズ30により収束され、反射プリズム32により反射
され、ノイズ光除去用フィルター33を通過して受光素子
34に結像される。ノイズ光除去用フィルター33は赤外レ
ーザービームの波長と同一の波長の光を透過させる機能
を有する。
The infrared laser light is deflected in the horizontal and vertical directions by the horizontal deflecting element 25 and the vertical deflecting element 26, guided to the reflecting prism 27, reflected by the reflecting prism 27, and passed through the reflecting prisms 28 and 29. And guided to the objective lens 30. The objective lens 30 has a through hole 35 formed coaxially with the optical axis of the objective lens 30. The infrared laser beam reflected by the reflecting prism 29 is emitted to the outside of the distance measuring device main body 8 through the through hole 35, and the corner cube 2 is searched and scanned by the infrared laser beam. When the corner cube 2 is within the search scanning range, the infrared laser beam is reflected by the corner cube 2 and returns to the objective lens 30. The infrared laser beam is converged by the objective lens 30, reflected by the reflecting prism 32, passes through the noise light removing filter 33, and is received by the light receiving element.
Imaged on 34. The noise light removing filter 33 has a function of transmitting light having the same wavelength as that of the infrared laser beam.

この走査光学系10によれば、投光部と受光部とが同軸
であるので、コーナキューブ2により反射された赤外レ
ーザービームを確実に受光できるメリットがある。ま
た、ノイズ光除去用フィルター33を設けてあるので、赤
外レーザービームの波長以外の波長の光をカットでき、
探索走査を確実に行うことができる。
According to the scanning optical system 10, since the light projecting unit and the light receiving unit are coaxial, there is an advantage that the infrared laser beam reflected by the corner cube 2 can be reliably received. In addition, since the noise light removal filter 33 is provided, light of a wavelength other than the wavelength of the infrared laser beam can be cut,
The search scan can be performed reliably.

第6図は制御手段のブロック回路図を示すもので、こ
の第6図において、36は制御手段の一部を構成するマイ
クロコンピュータ、37は水平方向・垂直方向(H−V)
スキャンコントローラ、38は基準パルス発生器、39はH
方向D/Aコンバータ、40はV方向D/Aコンバータ、41、42
はスイープオスシレータ、47は加算器、44はドライバ、
45はモータである。モータ45の回転は歯車列などからな
る減速機構(図示を略す)を介して、水平回動部5又は
垂直回動軸7に伝達されるものである。
FIG. 6 is a block circuit diagram of the control means. In FIG. 6, reference numeral 36 denotes a microcomputer constituting a part of the control means, and 37 denotes a horizontal direction and a vertical direction (HV).
Scan controller, 38 is reference pulse generator, 39 is H
Direction D / A converter, 40 is V direction D / A converter, 41, 42
Is a sweep oscillator, 47 is an adder, 44 is a driver,
45 is a motor. The rotation of the motor 45 is transmitted to the horizontal rotation unit 5 or the vertical rotation shaft 7 via a reduction mechanism (not shown) including a gear train or the like.

レーザーダイオード23はマイクロコンピュータ36によ
って駆動制御される。マイクロコンピュータ36は水平方
向(H)、垂直方向(V)の探索走査のためのスタート
パルスTSを水平方向・垂直方向(H−V)スキャンコン
トローラ37に向かって出力する。水平方向・垂直方向
(H−V)スキャンコントローラ37はそのスタートパル
スTSに基づいて基準パルス発生器38のクロックパルスCL
をカウントし、そのカウント値HCTをH方向D/Aコンバー
タ39に出力する。H方向D/Aコンバータ39はそのカウン
ト値HCTに基づき第7図に示すように周期的に三角波電
圧TRを発生する。この三角波電圧TRの一周期は一水平探
索走査に対応している。この三角波電圧TRはスイープオ
スシレータ41に入力される。スイープオスシレータ41は
三角波電圧TRを周波数変換して、水平方向偏向素子25を
駆動する。その水平方向偏向素子25は三角波電圧TRの電
圧値に対応した水平方向角度に赤外レーザービームを偏
向させる。
The drive of the laser diode 23 is controlled by a microcomputer 36. The microcomputer 36 outputs a start pulse TS for horizontal (H) and vertical (V) search scanning toward the horizontal / vertical (HV) scan controller 37. The horizontal / vertical (HV) scan controller 37 generates a clock pulse CL of a reference pulse generator 38 based on the start pulse TS.
And outputs the count value HCT to the H-direction D / A converter 39. The H-direction D / A converter 39 periodically generates a triangular wave voltage TR based on the count value HCT as shown in FIG. One cycle of the triangular wave voltage TR corresponds to one horizontal search scan. This triangular wave voltage TR is input to the sweep oscillator 41. The sweep oscillator 41 converts the frequency of the triangular wave voltage TR and drives the horizontal deflection element 25. The horizontal deflecting element 25 deflects the infrared laser beam to a horizontal angle corresponding to the voltage value of the triangular wave voltage TR.

水平方向・垂直方向(H−V)スキャコントローラ37
は一水平走査が終了するたびにスキャン同期信号SCをマ
イクロコンピュータ36に向かって出力する。H−Vスキ
ャンコントローラ37はスキャン同期信号SCをカウント
し、カウント値VCTをV方向D/Aコンバータ40に出力す
る。V方向D/Aコンバータ40はその制御に基づき一水平
走査毎に電圧が高くなる階段波電圧WVを発生する。その
階段波電圧WVはスイープオスシレータ42に入力されてい
る。スイープオスシレータ42は階段波電圧WVを周波数変
換して、垂直方向偏向素子26を駆動する。その垂直方向
偏向素子26はこの階段波電圧WVに対応した垂直方向角度
に赤外レーザービームを偏向させる。
Horizontal / Vertical (HV) Scan Controller 37
Outputs a scan synchronization signal SC to the microcomputer 36 every time one horizontal scan is completed. The HV scan controller 37 counts the scan synchronization signal SC and outputs the count value VCT to the V-direction D / A converter 40. The V-direction D / A converter 40 generates a staircase voltage WV whose voltage increases every horizontal scanning based on the control. The staircase voltage WV is input to the sweep oscillator 42. The sweep oscillator 42 converts the frequency of the staircase voltage WV and drives the vertical deflection element 26. The vertical deflection element 26 deflects the infrared laser beam to a vertical angle corresponding to the staircase voltage WV.

今、マイクロコンピュータ36によって指令された探索
走査範囲が第8図に符号Kで示すようなものであると
し、コーナーキューブ2が探索走査範囲内にあるものと
する。走査線番号1の水平走査から走査線番号n−2ま
での走査では、コーナーキューブ2がその探索走査範囲
内にないので、赤外レーザービームはそのコーナーキュ
ーブ2により反射されず、従って、受光素子34にはその
赤外レーザービームの反射光束が戻らない。走査線番号
n−1から走査線番号n+1までの走査では、その探索
走査範囲内にコーナーキューブ2が存在する。従って、
受光素子34には、その赤外レーザービームの反射光束が
戻る。従って、受光素子34走査線番号n−1から走査線
番号n+1までの走査の間に第9図に示すような受光パ
ルスRPを発生する。
Now, it is assumed that the search scanning range instructed by the microcomputer 36 is as shown by the symbol K in FIG. 8, and the corner cube 2 is within the search scanning range. In the scanning from the horizontal scanning of the scanning line number 1 to the scanning line number n-2, the infrared laser beam is not reflected by the corner cube 2 because the corner cube 2 is not within the search scanning range, and therefore, the light receiving element The reflected light of the infrared laser beam does not return to 34. In the scanning from the scanning line number n-1 to the scanning line number n + 1, the corner cube 2 exists within the search scanning range. Therefore,
The reflected light flux of the infrared laser beam returns to the light receiving element. Therefore, a light receiving pulse RP as shown in FIG. 9 is generated during scanning from the scanning line number n-1 to the scanning line number n + 1.

その受光パルスRPは加算器43に入力される。加算器43
には水平方向・垂直方向(H−V)スキャンコントロー
ラ37のクロックパルスCLが入力され、スタートパルスTs
を含めてスキャン同期信号SC発生時のカウント個数を
「0」として受光パルスRPの立ち上がり時のクロックパ
ルスCLのカウント個数と受光パルスRPの立ち下がり時の
クロックパルスCLのカウント個数とを一水平走査毎に加
算する。マイクロコンピュータ36はスキャン同期信号SC
が入力される都度、加算器43の出力値を読み取る。そし
て、一水平走査毎にその出力値を算術平均する。これに
よって、コーナーキューブ2の水平方向位置が求められ
る。
The light receiving pulse RP is input to the adder 43. Adder 43
The clock pulse CL of the horizontal / vertical (HV) scan controller 37 is input to
The number of counts of the clock pulse CL at the rise of the light-receiving pulse RP and the number of clock pulses CL at the fall of the light-receiving pulse RP are set to one horizontal scan, assuming that the count number at the time of generation of the scan synchronization signal SC is "0". Add each time. The microcomputer 36 has a scan synchronization signal SC.
Each time is input, the output value of the adder 43 is read. Then, the output value is arithmetically averaged for each horizontal scan. Thereby, the horizontal position of the corner cube 2 is obtained.

たとえば、走査線番号n−1から走査線番号n+1ま
での走査において受光パルスRPの立ち上がり時のカウン
ト値HCTをHn-1、Hn、Hn+1、受光パルスRPの立ち下がり
時のカウント値HCTをH′n-1、H′、H′n+1とすれ
ば、走査線番号n−1の走査によるコーナーキューブ2
の水平方向位置Hn-1は、 Hn-1=(Hn-1+H′n-1)/2 同様に、走査線番号n、走査線番号n+1の走査によ
る水平方向コーナーキューブ2の水平方向位置Hn、Hn+1
は、それぞれ、 Hn=(Hn+H′)/2 Hn+1=(Hn+1+H′n+1)/2 として求められる。
For example, in the scanning from the scanning line number n-1 to the scanning line number n + 1, the count value HCT at the rising of the light receiving pulse RP is H n−1 , H n , H n + 1 , and the counting at the falling of the light receiving pulse RP. If the values HCT are H ′ n−1 , H ′ n , and H ′ n + 1 , the corner cube 2 by scanning the scanning line number n−1
Horizontal position H n-1 of, Hn -1 = (H n- 1 + H 'n-1) / 2 Similarly, the scanning line number n, the horizontal direction in the horizontal direction the corner cube 2 by the scanning of the scanning line number n + 1 Position Hn, Hn +1
Are each obtained as Hn = (H n + H ' n) / 2 Hn +1 = (H n + 1 + H' n + 1) / 2.

従って、コーナーキューブ2の平均的な水平方向位置
Hは、これらを平均して求めればよい。
Therefore, the average horizontal position H of the corner cube 2 may be obtained by averaging these.

コーナーキューブ2の垂直方向位置Vは、受光素子34
が赤外レーザー光束を受光したときの走査線番号の総和
をその受光回数で除算して求める。
The vertical position V of the corner cube 2 is
Is obtained by dividing the sum of the scanning line numbers when receiving the infrared laser beam by the number of times of reception.

たとえば、第8図に示す例の場合には、走査線番号の
総和は3nであり、受光回数は3回であるので、コーナー
キューブ2の垂直方向位置Vは、nとして求めることが
できる。その水平方向位置H、垂直方向位置Vは測距装
置本体8の駆動データとして用いられ、マイクロコンピ
ュータ36はこの駆動データに基づいて、ドライバ44を制
御する。すなわち、モータ45が駆動されれ、測距装置本
体8は測距光学系9の光軸がコーナーキューブ2の方向
を向くように水平方向、垂直方向に回動され、これによ
って、コーナーキューブ2に対する自動追尾が行われ
る。
For example, in the case of the example shown in FIG. 8, the total sum of the scanning line numbers is 3n, and the number of light receptions is 3, so that the vertical position V of the corner cube 2 can be obtained as n. The horizontal position H and the vertical position V are used as drive data for the distance measuring device main body 8, and the microcomputer 36 controls the driver 44 based on the drive data. That is, the motor 45 is driven, and the distance measuring device main body 8 is rotated in the horizontal and vertical directions so that the optical axis of the distance measuring optical system 9 faces the direction of the corner cube 2. Automatic tracking is performed.

マイクロコンピュータ36は第10図に示すようにその探
索走査範囲Kにコーナーキューブ2がないと判断した時
には、第11図に符号K′で示すように、探索走査範囲が
拡大されるように探索走査範囲を変更する。ここでは、
マイクロコンピュータ36は、垂直方向に粗く走査される
ものとなっている。これによって、コーナーキューブ2
がその探索走査範囲K′に捕捉される。そして、同様に
してマイクロコンピュータ36は駆動データを得て、ドラ
イバ44を制御し、コーナーキューブ2を自動追尾する。
そして、マイクロコンピュータ36はそのコーナーキュー
ブ2の捕捉が完了した後は、第8図に示す拡大前のの探
索走査範囲Kに探索走査範囲を変更する。
When the microcomputer 36 determines that there is no corner cube 2 in the search scanning range K as shown in FIG. 10, the microcomputer 36 performs the search scanning so as to enlarge the search scanning range as shown by the reference numeral K 'in FIG. Change the range. here,
The microcomputer 36 is roughly scanned in the vertical direction. By this, corner cube 2
Is captured in the search scanning range K '. Similarly, the microcomputer 36 obtains the drive data, controls the driver 44, and automatically tracks the corner cube 2.
After the capture of the corner cube 2 is completed, the microcomputer 36 changes the search scanning range to the search scanning range K before enlargement shown in FIG.

すなわち、第1図に示すように、垂直方向探索走査範
囲は矢印Cで示す範囲と矢印Dで示す範囲との間で変更
され、水平方向探索走査範囲は第2図に矢印Eで示す範
囲と矢印Fで示す範囲との間で変更される。
That is, as shown in FIG. 1, the vertical search scanning range is changed between the range shown by arrow C and the range shown by arrow D, and the horizontal search scanning range is changed to the range shown by arrow E in FIG. It is changed between the range indicated by the arrow F.

これによって、探索走査対象物を見失った場合でも、
迅速にかつ確実にその探索走査対象物を捕捉できる。
As a result, even if the search scan target is lost,
The search scan target can be quickly and reliably captured.

(効 果) 本発明に係わる測量機は、以上説明したように構成し
たので、探索走査のために測量機本体そのものを回動さ
せなくとも反射部材を短時間に探索でき、かつ、反射部
材を見失った場合でも容易にその測定対象物を捕捉でき
る効果がある。
(Effect) Since the surveying instrument according to the present invention is configured as described above, it is possible to search for the reflecting member in a short time without rotating the surveying instrument itself for search scanning, and to search for the reflecting member. There is an effect that the measurement target can be easily captured even if the user loses the eye.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係わる光波測距装置の概略構成を示す
側面図、 第2図は本発明に係わる光波測距装置の概略構成を示す
平面図、 第3図は第1図に示す測距光学系の概略構成を示す光学
図、 第4図は第1図に示す走査光学系の概略構成を示す光学
図、 第5図は第4図に示す走査光学系の偏向状態を模式的に
説明するための斜視図、 第6図は本発明に係わる光波測距装置の制御手段のブロ
ック図、 第7図は第6図に示す制御手段のタイミングチャート、 第8図は本発明に係わる光波測距装置による探索走査範
囲の一例を示す図、 第9図は第6図に示す受光素子の受光パルスの一例を示
す図、 第10図は探索走査範囲に測定対象物がない場合の説明
図、 第11図は拡大された探索走査範囲の説明図、 第12図、第13図は従来の自動追尾の探索走査の説明図 である。 2……コーナーキューブ(測定対象物) 3……光波測距装置 8……測距装置本体 9……測距光学系 10……走査光学系 25……水平方向偏向素子 26……垂直方向偏向素子 36……マイクロコンピュータ
FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a lightwave distance measuring device according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a schematic structure of the lightwave distance measuring device according to the present invention, and FIG. FIG. 4 is an optical diagram showing a schematic configuration of a scanning optical system shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a schematic diagram showing a deflection state of the scanning optical system shown in FIG. FIG. 6 is a block diagram of the control means of the lightwave distance measuring device according to the present invention, FIG. 7 is a timing chart of the control means shown in FIG. 6, and FIG. 8 is a lightwave signal according to the present invention. FIG. 9 is a diagram showing an example of a search scanning range by the distance measuring device, FIG. 9 is a diagram showing an example of a light receiving pulse of the light receiving element shown in FIG. 6, and FIG. FIG. 11 is an explanatory diagram of an enlarged search scanning range. FIGS. 12 and 13 are diagrams of a conventional automatic tracking search scanning. FIG. 2. Corner cube (measurement object) 3. Lightwave distance measuring device 8. Distance measuring device main body 9. Distance measuring optical system 10. Scanning optical system 25. Horizontal deflecting element 26. Vertical deflection. Element 36: microcomputer

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】測定光束を第一方向に走査するのを一走査
として、その方向と直角な第二方向に測定光束を偏向さ
せながら前記走査を所定回数行うことにより、 測定光束を二次元的に走査する走査光学系と、該走査光
学系により投影された測定光束のうち測定点に設けられ
た反射部材により反射された測定光束を受光するための
受光系と、該受光系に前記反射光束が入射するまでの走
査回数により前記第二方向の測定点の位置を検出すると
ともに、前記第一方向の走査開始位置から第一方向に沿
っての走査により前記受光系により入射する反射光束が
得られるまでの走査時間により前記第一方向の測定点の
位置を検出する演算部と、該演算部からの信号により測
量機本体を前記測定点に向けて自動追尾させる制御手段
と、走査結果に基づいて前記第一走査方向での走査範囲
を拡大すると共に前記第二方向での走査回数を増加させ
て走査範囲を変更する走査範囲変更手段と、を備えてい
ることを特徴とする測量機。
1. A two-dimensional measurement light beam is obtained by performing a predetermined number of scans while deflecting the measurement light beam in a second direction perpendicular to the scanning direction of the measurement light beam as one scan. A scanning optical system for scanning, a light receiving system for receiving a measurement light beam reflected by a reflecting member provided at a measurement point among the measurement light beams projected by the scanning optical system, and the reflected light beam to the light receiving system. The position of the measurement point in the second direction is detected by the number of scans until the light is incident, and the reflected light flux incident from the light receiving system is obtained by scanning along the first direction from the scan start position in the first direction. A calculation unit for detecting the position of the measurement point in the first direction based on the scanning time until the measurement is performed, control means for automatically tracking the surveying instrument body toward the measurement point by a signal from the calculation unit, and Before A surveying instrument comprising: a scanning range changing unit that expands a scanning range in the first scanning direction and changes the scanning range by increasing the number of scans in the second direction.
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