JP3060492U - 電子レベル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バーコードが描かれた専用の標尺の代わり
に、赤白ポールを用いても距離を求めることができる電
子レベルを提供する。 【解決手段】 ＣＣＤリニアセンサに結像した赤白ポー
ルの像に沿う各ピクセルから出力される照度信号を読み
込むステップ（Ｓ１）と、隣接するピクセルから出力さ
れる照度信号の差の絶対値を計算するステップ（Ｓ２）
と、前記照度信号の差の絶対値が所定値以上のところ
を、ＣＣＤリニアセンサ上に結像した赤白ポールの像の
赤白の境界位置と決定するステップ（Ｓ３）と、前記境
界位置間の間隔を計算するステップ（Ｓ４）と、前記境
界位置間の間隔の平均を計算するステップ（Ｓ５）と、
前記境界位置間の間隔の平均と、実際の赤白ポールの赤
白の境界位置間の間隔と、対物レンズの焦点距離から、
電子レベルと赤白ポール間の距離を計算するステップ６
（Ｓ６）を実行するマイクロコンピュータを備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、標尺の画像データを読み取り、電子的処理を行い、高さと距離を求 めることができる電子レベルに関する。

【０００２】

【従来の技術】

最近では、センサやコンピュータの技術の発展に伴い、自動的に高さと距離を 測定する電子レベルが、測量や土木の分野で広く用いられるようになってきた。 このような電子レベルは、図４に示したように、マーク（バーコード）１１を使 用した標尺１を用いて、標尺１に描かれているバーコード１１を電子レベル２で 読み込むことにより、自動的に高さｈと距離を求めていた（たとえば、特開平１ ０−３８５６３号公報、特開平６−１８０２３１号公報等参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、従来の電子レベルは、バーコードが描かれた専用の標尺を用いなけ れば、距離測定ができないという不便があった。このため、従来広く利用されて いる赤白ポールを用いても、距離を求めることができる電子レベルが求められて いた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

以上の課題を達成するために、請求項１に係る考案では、画像入力手段に結像 した標尺の像から高さと距離を測定する電子レベルにおいて、画像入力手段に結 像した赤白ポールの像の赤白の境界位置を決定する手段と、前記境界位置間の間 隔を計算する手段と、前記境界位置間の間隔と実際の赤白ポールの赤白の境界位 置間の間隔と対物レンズの焦点距離から、電子レベルと赤白ポール間の距離を計 算する手段とを備えた。 請求項２に係る考案では、画像入力手段に結像した標尺の像から高さと距離を 測定する電子レベルにおいて、前記画像入力手段に結像した赤白ポールの像に沿 う各ピクセルから出力される照度信号を読み込む手段と、隣接するピクセルから 出力される照度信号の差の絶対値を計算する手段と、前記照度信号の差の絶対値 が所定値以上のところから前記画像入力手段に結像した赤白ポールの像の赤白の 境界位置を決定する手段と、前記境界位置間の間隔を計算する手段と、前記境界 位置間の間隔の平均を計算する手段と、前記境界位置間の間隔の平均と実際の赤 白ポールの赤白の境界位置間の間隔と対物レンズの焦点距離から、電子レベルと 赤白ポール間の距離を計算する手段とを備えた。

【０００５】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明す る。図１に示したように、本考案の電子レベルは、バーコード標尺を使用する従 来の電子レベルと同じく、ＣＣＤリニアセンサ１０等の画像入力手段から得たバ ーコード標尺の画像信号を、増幅器１２、ＡＤ（アナログ／デジタル）変換器１ ４を経て、マイクロコンピュータ１６へ送り、マイクロコンピュータ１６により 、バーコード標尺の高さを読むとともに、バーコード標尺と電子レベルとの間の 距離を計算し、その高さと距離を液晶ディスプレイ等の表示部１８に表示するこ とができる。なお、マイクロコンピュータ１６は、バーコード標尺の画像の明る さとコントラストに応じて、ＣＣＤリニアセンサ１０と増幅器１２を制御して、 予めこれらを最適に調整するようにしている。また、画像入力手段としては、Ｃ ＣＤリニアセンサ１０に限らず、ＣＣＤカメラでもよい。

【０００６】 さらに、本考案の電子レベルでは、バーコード標尺を用いずに、従来から用い られている赤白ポールを用いても、電子レベルと赤白ポール間の距離を求めるこ とができ、図２に、この距離を求めるフローチャートを示す。

【０００７】 距離測定に先立って、測定者は、電子レベルの望遠鏡の向きを調節して、赤白 ポールを望遠鏡の十字線の縦線に合わせる。すると、赤白ポールはＣＣＤリニア センサ１０に結像する。ここで、測定者が図示していない測定ボタンを押すと、 マイクロコンピュータ１６は、図２のフローチャートに示した動作を開始する。 以下、このフローチャートについて説明する。

【０００８】 まず、ステップ１（Ｓ１）に進み、ＣＣＤリニアセンサ１０に結像した赤白ポ ールの像に沿う各ピクセル（画素）からの出力される照度信号を、増幅器１２と ＡＤ変換器１４を介して、マイクロコンピュータ１６は読み込み記憶していく。 このステップ１（Ｓ１）により、請求項２に記載の「前記画像入力手段に結像し た赤白ポールの像に沿う各ピクセルから出力される照度信号を読み込む手段」が 構成される。

【０００９】 こうして、マイクロコンピュータ１６に記憶された照度信号、すなわち、ＣＣ Ｄリニアセンサ１０に結像した赤白ポールの像に沿う各ピクセルから出力される 照度信号の一例を図３に示す。図３は、横軸に一端側から数えたＣＣＤリニアセ ンサ１０のピクセルの順番をとり、縦軸にピクセルから出力される照度信号をと り、ｉ番めのピクセルの照度信号Ｇ_iを順次プロットしたものである。赤白ポー ルは、赤と白が等間隔で交互に配置されているだけで、数字等が描かれていない から、図３に示したように、赤白境界位置でのみ、隣接するピクセルから出力さ れる照度信号に大きな差を生じる。

【００１０】 そこで、ステップ２（Ｓ２）へ進み、隣接するピクセル間の照度信号の差の絶 対値、すなわち、（Ｇ_i+1−Ｇ_i）の絶対値を順次計算していく。このステップ２ により、請求項２に記載の「隣接するピクセルから出力される照度信号の差の絶 対値を計算する手段」が構成される。

【００１１】 次に、ステップ３（Ｓ３）へ進み、赤白境界位置を決定する。これは、（Ｇ_{i+ 1} −Ｇ_i）の絶対値が所定値以上のところ、すなわち照度信号が急変するところを 、赤白の境界位置Ｅ_jと判断する。たとえば、ｉ番めとｉ＋１番めのピクセル間 で、（Ｇ_i+1−Ｇ_i）の絶対値が所定値以上のときは、Ｅ_j＝ｉ＋０．５とする。 境界位置と判断されるピクセルが３つ以上ある場合には、その中央位置が赤白の 境界位置Ｅｊと判断する。たとえば、ｉ番めからｉ＋２番めのピクセル間で、（ Ｇ_i+1−Ｇ_i）の絶対値が所定値以上のときは、Ｅ_j＝ｉ＋１とする。このステッ プ３（Ｓ３）により、請求項２に記載の「画像入力手段に結像した赤白ポールの 像の赤白の境界位置を決定する手段」が構成される。また、ステップ１−３（Ｓ １−Ｓ３）により、請求項１に記載の「画像入力手段に結像した赤白ポールの像 の赤白の境界位置を決定する手段」が、構成される。

【００１２】 こうして、複数の境界位置Ｅ_jが求まると、次に、ステップ４（Ｓ４）に進み 、Ｅ_j+1−Ｅ_jを、順次計算して、境界位置間の間隔Ｘ_j＝Ｅ_j+1−Ｅ_jを順次求め る。このステップ４（Ｓ４）により、請求項１及び２に記載の「境界位置間の間 隔を計算する手段」が構成される。

【００１３】 複数の境界位置間の間隔Ｘ_jが求まると、次に、ステップ５（Ｓ５）に進み、 Ｘ_jの平均Ｘを求める。ただし、ポールの汚れや塗料の剥がれ等の影響で、誤っ た境界位置Ｅ_jを検出してしまった場合、それらの境界位置Ｅ_jに基づいた境界位 置間の間隔Ｘ_jのデータは大きな誤差を含んでいる。このため、信頼できる平均 Ｘを求めるため、次のようにする。

【００１４】 まず、すべての境界位置間の間隔のデータから平均Ｘ’と標準偏差Ｓ’とを求 め、次に、この平均Ｘ’から所定値以上離れた境界位置間の間隔を有するデータ は信頼できないとして除外したときの平均Ｘ”と標準偏差Ｓ”とを求める。そし て、両標準偏差の差（Ｓ’−Ｓ”）の絶対値が所定値以下の場合には、すべての 境界位置間の間隔のデータは信頼できるとして採用し、前記平均Ｘ’を求める平 均Ｘとして採用し、両標準偏差の差（Ｓ’−Ｓ”）の絶対値が所定値より大きい 場合には、前記平均Ｘ’から所定値以上離れた境界位置間の間隔を有するデータ は信頼できないとして除外したときの平均Ｘ”を求める平均Ｘとして採用する。 このステップ５（Ｓ５）により、請求項２に記載の「境界位置間の間隔の平均 を計算する手段」が構成される。

【００１５】 ＣＣＤリニアセンサ１０に結像した赤白ポールの像の境界位置間の間隔の平均 Ｘが求まると、次に、ステップ６（Ｓ６）に進み、対物レンズと赤白ポールまで の距離Ｌを計算する。対物レンズの焦点距離ｆ、ピクセル幅ｐ、実際の赤白ポー ルの赤白の境界位置間の間隔ｍは既知であるから、対物レンズと赤白ポールまで の距離Ｌは、 Ｌ＝ｆ＊ｍ／（ｐ＊Ｘ） と求まる。このステップ６（Ｓ６）により、請求項１及び２に記載の「電子レベ ルと赤白ポール間の距離を計算する手段」が構成される。

【００１６】 最後に、ステップ７（Ｓ７）に進み、距離Ｌを液晶ディスプレイ等の表示部１ ８に表示する。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように、請求項１または２に係る考案の電子レベルによれば、専 用のバーコード標尺を用いずに、従来広く用いられている赤白ポールを用いても 、距離を求めることができるので便利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の電子レベルのブロック図である。

【図２】本考案の電子レベルにおける距離測定のフロー
チャートである。

【図３】ＣＣＤリニアセンサに結像した赤白ポールの像
に沿う各ピクセルの照度信号を示す図である。

【図４】従来の電子レベルを示す図である。

【符号の説明】

２ 電子レベル １０ ＣＣＤリニアセンサ（画像入力手段) １６ マイクロコンピュータ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像入力手段に結像した標尺の像から高
   さと距離を測定する電子レベルにおいて、 前記画像入力手段に結像した赤白ポールの像の赤白の境
   界位置を決定する手段と、 前記境界位置間の間隔を計算する手段と、 前記境界位置間の間隔と、実際の赤白ポールの赤白の境
   界位置間の間隔と、対物レンズの焦点距離から、電子レ
   ベルと赤白ポール間の距離を計算する手段と、を備えた
   ことを特徴とする電子レベル。
2. 【請求項２】 画像入力手段に結像した標尺の像から高
   さと距離を測定する電子レベルにおいて、 前記画像入力手段に結像した赤白ポールの像に沿う各ピ
   クセルから出力される照度信号を読み込む手段と、 隣接するピクセルから出力される照度信号の差の絶対値
   を計算する手段と、 前記照度信号の差の絶対値が所定値以上のところから、
   前記画像入力手段に結像した赤白ポールの像の赤白の境
   界位置を決定する手段と、 前記境界位置間の間隔を計算する手段と、 前記境界位置間の間隔の平均を計算する手段と、 前記境界位置間の間隔の平均と、実際の赤白ポールの赤
   白の境界位置間の間隔と、対物レンズの焦点距離から、
   電子レベルと赤白ポール間の距離を計算する手段と、を
   備えたことを特徴とする電子レベル。