JP4175739B2

JP4175739B2 - Automatic tracking device for position measurement drawing

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Publication number: JP4175739B2
Application number: JP15142699A
Authority: JP
Inventors: 和雄牧村; 泰裕野口; 正美米田
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2019-05-31
Also published as: JP2000337876A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に交通事故見分における現場見取図等を作成する位置計測作図装置に用いられ、計測ヘッド部を測定点指示部へ自動的に向けるための自動追尾装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
交通事故処理業務等において、事故現場の関係地点間の測定と見取図の作成を迅速かつ正確に行うために位置計測作図装置が用いられ、このような位置計測作図装置において計測部の位置決めのために自動追尾装置が用いられる。従来において自動追尾装置を適用した位置計測作図装置は、例えば図１２に示される構成となっている。
【０００３】
図１２において、位置計測作図装置は事故処理車等に搭載される計測機１と道路等の測定地点にセットされる測定点指示部（ターゲット）２を備えており、この計測機１側では、俯仰方向、旋回方向に回動する計測ヘッド部１Ａが車載架台１Ｂに取り付けられ、この計測ヘッド部１Ａ内に、ＴＶカメラ３や光波距離計４が配置される。この光波距離計４は、受光部５を有し、レーザー光等の測定光を出射しその反射光により距離を測定すると共に、対物光学系４Ａを介して入射した追尾用の光を受光部５で検出するようになっている。
【０００４】
一方、道路等の測定地点のターゲットとして配置される上記測定点指示部２は、指示棒８の所定の高さ位置に設けられたコーナーキューブ反射鏡９とこの反射鏡９の外周部に配置され、追尾用の光を出力するための複数の発光部（ＬＥＤ等）１０を備えている。
【０００５】
このような装置によれば、測定点指示部２をその反射鏡９が計測ヘッド部１Ａの方へ向くように測定点に置くと、この発光部１０から出力される追尾用の光Ｓ1が計測ヘッド部１Ａ側の受光部５で受光されることになり、これによって計測ヘッド部１Ａが反射鏡の正面を向くように回動制御される。そして、この計測ヘッド部１Ａの位置決めが行われた後に、上記光波距離計４は測定光Ｓ2を出射し、上記反射鏡からの反射光を受光することにより、測定点指示部２までの距離を測定する。
【０００６】
そうして、この距離データは、計測ヘッド部１Ａの俯仰角度及び旋回角度情報と共に、不図示の作図演算コンピュータに入力され、このコンピュータでは３次元座標データを演算し、この３次元座標データに基づいて作図処理を行うことになり、この作図データはプロッタ等により出力することができ、これにより現場見取図を得ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記位置計測作図装置用の自動追尾装置では、上述のように、光波距離計４の対物光学系４Ａを利用して追尾光Ｓ1を同一の受光部へ導く構成となっていることから、追尾を精度よく実行できるという利点がある反面、追尾範囲が狭いという問題がある。即ち、上記対物光学系４Ａは距離測定との関係から焦点距離ｆが比較的長いレンズ系を用いており、追尾のための検出領域が狭くなる。従って、自動追尾中に計測ヘッド部１Ａと測定点指示部２との間に障害物が通過したりすると、追尾動作ができなくなる場合があり、この場合には計測者がＴＶモニタの映像を見ながら手動で指令を与えて計測ヘッド部１Ａを動かし、検出可能領域に入るようにしなければならなかった。
【０００８】
そこで、従来では、特開平１０−１９７２４７号公報に示されるように、広範囲の追尾を可能とするために、焦点距離を短くした対物光学系及び横長の受光素子からなる受光部を設けることが行われている。図１３に、この受光部の受光素子１１の構成が示されており、この受光素子１１では、４分割した受光領域（素子）Ａ0〜Ｄ0の水平方向の長さ（横幅）を長くしたものであり、これによって受光できる水平方向の範囲、即ち追尾範囲を広くすることができる。
【０００９】
しかし、上記の受光素子１１で検出される範囲よりも広い範囲の自動追尾が要請されており、この追尾範囲の更なる拡張が可能となれば手動操作が少なくなり使い勝手のよい便利な位置計測作図装置を得ることができる。一方、図１３の受光素子１１において受光領域Ａ0〜Ｄ0の横幅を更に大きくすることも可能であるが、この横幅の拡張には限界があり、これによって追尾光の検出精度が低下するという問題もある。
【００１０】
また、交通事故処理業務等に使用される位置計測作図装置では、短時間の作業が求められており、自動追尾においても迅速な追尾動作が必要となる。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、更なる広範囲の追尾を高精度の検出下に実現し、使い勝手のよい位置計測作図装置が得られるようにすると共に、追尾動作を迅速に行うことができる位置計測作図用自動追尾装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、測定点指示部から追尾用の光を出力する追尾光発光部と、計測ヘッド部に配置され、上記追尾光発光部からの追尾光を、標準用対物光学系を介して標準範囲で受光する標準追尾用受光部と、上記計測ヘッド部をその正面が上記測定点指示部へ向くように回転駆動する駆動部と、を備えた位置計測作図用自動追尾装置において、
上記標準追尾用受光部とは別個に配置され、広範囲用対物光学系を介して追尾光を受光する受光部であって、中心部配置の４分割素子からなり、上記標準範囲よりも広い第１広範囲で追尾光を検出する中心素子と、この中心素子の左右両側のそれぞれの方向へ多分割の縦長（垂直方向に長い）受光領域を持つように配置され、上記第１広範囲より左右方向外側の第２広範囲で追尾光を検出し、左右の追尾光出力方向の角度を判定する左右素子と、を有する広範囲追尾用受光部と、この広範囲追尾用受光部による追尾光検出に基づき、上記第２広範囲では、判定された追尾光出力方向の角度が小さくなる方向へ上記計測ヘッド部を駆動することにより追尾光が上記第１広範囲で検出できるように、この第１広範囲では、上記計測ヘッド部が上記測定点指示部へ向くように駆動することにより追尾光が上記標準範囲で検出できるように、上記駆動部を制御すると共に、上記標準追尾用受光部による標準範囲の追尾光検出に基づいて上記駆動部を制御し、上記計測ヘッド部正面が上記測定点指示部へ向くまでの駆動角度が大きいときは小さいときと比べて高速で上記計測ヘッド部を回転させる制御回路と、を設けたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、上記広範囲追尾用受光部に、上記中心素子の上下両側に配置された横長の上下素子を設けたことを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、標準範囲、第１広範囲だけでなく、左右素子によって左右の広い第２広範囲において追尾光が捉えられると共に、追尾光を受光した位置により、測定点指示部の方向に対し計測ヘッド部の正面が向く駆動角度が把握できることになる。そして、制御回路は、駆動すべき方向の信号に加え、角度の大小に応じた速度制御信号を駆動部に出力することになり、これによって駆動部は角度が大きい程、高速で計測ヘッド部を駆動する。従って、計測ヘッド部の正面が測定点指示部の方向から離れている場合でも、測定点指示部を向く位置に迅速に駆動可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１乃至図２には、実施形態の一例に係る位置計測作図用自動追尾装置の構成が示され、図４には位置計測作図装置が示されており、まずこの位置計測作図装置の全体構成を説明する。図４において、事故処理車等に搭載される計測機１２側には、計測ヘッド部１３が車載架台１４により支持されており、この架台１４によって計測ヘッド部１３が水平状態に維持される。また、この架台１４には回転機構を有する駆動部１５が配置され、この駆動部１５によって計測ヘッド部１３が俯仰方向及び旋回方向へ回転駆動されることになり、この俯仰角度及び旋回角度は作図データとして当該ヘッド部１３から出力される。
【００１５】
この計測ヘッド部１３内には、測定地点の周辺を撮影するＴＶカメラ１６、対物光学系１７Ａと受光素子１８を有する光波距離計１７、広範囲追尾用受光部２０が設けられる。この広範囲追尾用受光部２０は、標準追尾用受光部（受光素子１８）の標準範囲よりも広い第１広範囲の光を受光する中心素子及びこの中心素子の左右（水平方向）両側の第２広範囲の光を受光する左右素子から構成される。上記光波距離計１７は、対物光学系１７Ａを介して測定光を出射し、その反射光を受光して距離を測定することができ、また同一の対物光学系１７Ａを介して入射した追尾光を受光素子１８で捉えることにより、後述の反射鏡部を自動追尾する。
【００１６】
更に、上記計測機１２内には制御部２１と、各部へ動作電力を供給する電源部２２が配置され、上記制御部２１内には、ＴＶモニタ２３、自動追尾回路２４、作図演算部（コンピュータ）２５、操作部２６が設けられる。上記作図演算部２５は、上記計測ヘッド部１３で得られた距離等のデータに基づき、３次元座標上での各測定点の位置を演算し、また各測定点間の距離を求める等、作図のための演算処理をする。上記操作部２６には、測定、作図のための操作スイッチが設けられ、作図モードや作図のためのデータも入力することができる。
【００１７】
一方、上記計測機１２から離れた測定地点には、測定点指示部（ターゲット）２８が設けられ、この測定点指示部２８は、指示棒２９の途中に反射鏡部３０を配置している。この反射鏡部３０は、コーナーキューブ反射鏡３１とこの外周部に配置された複数の発光部３２を備えており、この発光部３２により、計測ヘッド部１３の自動追尾機能のための追尾光を出射する。なお、この発光部３２は操作制御のための信号も同時に出力できるようになっており、例えば追尾光をビット情報に対応したパルス光とし、このビット情報を制御情報として利用する。
【００１８】
図１及び図２には、追尾機能に関する構成が示されており、まず上述した光波距離計１７では、図２のように、対物光学系１７Ａが焦点距離ｆ1 のレンズ（又はレンズ群）からなり、受光素子１８は全体をａ〜ｄの領域（略正方形）に４分割した素子からなる。この受光素子１８と上記対物光学系１７Ａは、距離測定のための受光部になると共に、標準追尾用受光部としても機能する。
【００１９】
また、この光波距離計１７の近傍に、広範囲追尾用受光部２０が配置されており、この広範囲追尾用受光部２０は、上記焦点距離ｆ1 よりも小さい焦点距離ｆ2 （ｆ2 ＜ｆ1 ）を持つ対物光学（レンズ）系３４と、第１広範囲と第２広範囲の光を受光する受光素子３５から構成される。即ち、上記対物光学系３４は、標準追尾用の対物光学系１７Ａよりも焦点距離を短くして、広範囲の視野を捉えることができるようになっている。
【００２０】
更に、上記受光素子３５は中心素子として４分割された素子（受光領域）Ａ〜Ｄ、左右素子として縦長（上下方向が長い）の素子（受光領域）Ｇ1 〜Ｇ6 ，Ｒ1 〜Ｒ6 、上下素子として横長（水平方向が長い）の素子（受光領域）Ｅ，Ｆが配置されており、上記の中心素子Ａ〜Ｄは受光領域（受光面）が上記受光素子１８と比較して大きく形成され、対物光学系の焦点距離ｆが同じであった場合でも、広い範囲を検出できるものである。上記上下素子Ｅ，Ｆの受光面は、中心素子Ａ〜Ｄの横幅の約２倍の横幅とされ、上記左右素子Ｇ，Ｒの受光面は上記の中心素子Ａ〜Ｄと上下素子Ｅ，Ｆの配列部の高さと同一の縦幅とされる。なお、これら受光領域Ｇ，Ｒ，Ｅ，Ｆの数は任意である。
【００２１】
このような受光部の構成によれば、例えば図７に示されるように、左右（水平）方向で説明すると、受光素子（ａ〜ｄ）１８を含む光波距離計１７（標準追尾用受光部）では、角度αの範囲の追尾光を受光することになる。また、広範囲追尾用受光部２０では、中心素子Ａ〜Ｄにて角度βの範囲、左右素子Ｇ1 〜Ｇ6 ，Ｒ1 〜Ｒ6 にて角度γの範囲で角度βの外側の範囲の追尾光を受光し、全体ではγの広い範囲の追尾光を受光できることになる。ここで、上記角度は、α＜β＜γの関係にある。
【００２２】
図１において、上記の受光素子１８，３５には図４で説明した自動追尾回路２４が接続されており、この自動追尾回路２４として、アンプ３７Ａ，３７Ｂ、フィルタ回路３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ、同期検波器３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ、Ａ／Ｄ変換器４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ及びマイコン４１が設けられる。即ち、上記フィルタ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ及び検波器３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃにより、上記測定点指示部２８の発光部３２から出力された発光パルス信号を抽出し、受光素子１８ではａ〜ｄの各素子の光量、受光素子３５ではＡ〜Ｆ，Ｇ1 〜Ｇ6 ，Ｒ1 〜Ｒ6 の各素子の光量を検出する。
【００２３】
そして、上記マイコン４１では、４分割受光素子１８，多分割受光素子３５の検出光量により自動追尾制御のための追尾信号を演算し、上下（俯仰）方向へ上記計測ヘッド部１３を回動させる上下方向追尾信号と、左右（旋回）方向へ回動させる左右方向追尾信号を計測ヘッド部１３へ出力する。
【００２４】
また、上記多分割受光素子３５及びマイコン４１によれば、図３に示されるように、計測ヘッド部（受光素子３５）１３の正面が測定点指示部２８を向くまでの角度を判定することができる。即ち、図３では、各結像点毎の主光線が示されており、中心素子Ａ〜Ｄ及び上下素子Ｅ，Ｆで追尾光を検出したときは、角度０〜θ₀の範囲であるが、例えば左右素子Ｒ1 〜Ｒ6 で検出したときは、左方向への角度θ1 〜θ6 、即ちＲ1 のときθ1 、Ｒ2 のときθ2 、Ｒ3 のときθ3 、Ｒ4 のときθ4 、Ｒ5 のときθ5 、Ｒ6 のときθ6 が把握され、逆に左右素子Ｇ1 〜Ｇ6 で検出したときは、右方向への角度θ1 〜θ6 が特定できることになる。
【００２５】
図５には、上記計測ヘッド部１３の回転機構の速度制御が示されており、上記マイコン４１は駆動すべき角度θが大きい程、速い速度で計測ヘッド部１３を回転させるような制御を行う。図５には、中心素子Ａ〜Ｄから素子Ｇ1 〜Ｇ6 側の制御（素子Ｒ1 〜Ｒ6 の側も同様となる）が示されており、例えば追尾光（受光位置Ｐ）が素子Ｇ6 又はＧ5 で検出されたとき角速度Ｖ1 の制御信号を中心素子Ａ〜Ｄの領域の境界位置に至るまで出力する。同様に、素子Ｇ4 又はＧ3 で検出されたとき角速度Ｖ3 、素子Ｇ2 又はＧ1 で検出されたとき角速度Ｖ5 の制御信号を出力し、中心素子Ａ〜Ｄで追尾光が検出されたときは、角速度Ｖ7 の制御信号を出力する。
【００２６】
なお、回転機構の制御範囲は両端のリミッタで設定されており、例えば追尾光Ｐが図のように検出外の位置にある場合は、何れかの方向に例えば角速度Ｖ1 回転させることになり、図示のように左側へ移動してリミッタ位置に到達したときは、モータを反転駆動して例えば角速度Ｖ1 で回転させることになる。
【００２７】
実施形態例は以上の構成からなり、以下にその作用を説明する。図７には、計測ヘッド部１３の追尾動作が示され、図８乃至図１１には、上記マイコン４１で実行される追尾処理制御が示されている。まず、現場見取図の作成では、図４の測定点指示部２８の指示棒２９の先端を測定点に置き、反射鏡部３０を計測ヘッド部１３へ向ける。このとき、この反射鏡部３０の発光部３２から追尾光（Ｓ1 ）が出射されることになり、この追尾光を計測ヘッド部１３の標準追尾用受光部（１７Ａ，１８）と広範囲追尾用受光部２０で受光し、図８の追尾処理を行う。
【００２８】
図８において、ステップ１０１では、標準追尾用の受光素子１８のａ〜ｄの素子で検出された光量Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄがしきい値Ｊよりも大きいか否かが検出され、何れかの光量がＪ値よりも大きい［Ｙ（YES）］とき、ステップ１０２の標準範囲追尾制御（図９）へ移行する。また、Ｊ値よりも小さい［Ｎ（NO）］ときは、ステップ１０３にて、第１広範囲を追尾するための受光素子３５のＡ〜Ｄの中心素子で検出された光量ＳA ，ＳB ，ＳC ，ＳD がしきい値ｊよりも大きいか否かが検出され、何れかの光量がｊ値よりも大きい（Ｙ）ときは、ステップ１０４の第１広範囲追尾制御（図１０）へ移行する。
【００２９】
更に、上記ステップ１０３にて上記ｊ値よりも小さい（Ｎ）ときは、ステップ１０５により、第２広範囲を追尾するための受光素子３５のＧ1 〜Ｇ6 ，Ｒ1 〜Ｒ6の左右素子とＥ，Ｆの上下素子で検出された光量ＳG1〜ＳG6，ＳR1〜ＳR6，ＳE ，ＳF がしきい値ｉよりも大きいか否かが検出され、何れかの光量がｉ値よりも大きい（Ｙ）ときは、ステップ１０６の第２広範囲追尾制御（図１１）へ移行する。一方、何れの光量もｉ値より小さい［Ｎ］ときは、距離が遠いか或いは光路が遮られた場合で、ステップ１０７の検出外処理を行う。
【００３０】
図９には、標準範囲追尾制御の動作、図１０には第１広範囲追尾制御の動作、図１１には第２広範囲追尾制御の動作が示されており、これらの動作を図７の（Ａ）の状態から（Ｃ）の状態まで追尾されるものとして説明する。この図７（Ａ）の状態では、上記図８の追尾処理にて図１１の第２広範囲追尾制御が実行される。
【００３１】
図１１において、ステップ４０１では、（ＳG5−ＳR5）又は（ＳG6−ＳR6）がＫ4 （Ｋ4 ：定数）以上であるか否かの判定が行われ、Ｙのとき、即ち左方向から追尾光が検出されたとき、左方向で角速度Ｖ1 の追尾信号を出力し（ステップ４０２）、ステップ４０３では、（ＳG3−ＳR3）又は（ＳG4−ＳR4）がＫ4以上であるか否かの判定が行われ、Ｙのとき、左方向で角速度Ｖ3 の追尾信号を出力し（ステップ４０４）、ステップ４０５では、（ＳG1−ＳR1）又は（ＳG2−ＳR2）がＫ4 以上であるか否かの判定が行われ、Ｙのとき、左方向で角速度Ｖ5 の追尾信号を出力する（ステップ４０６）。そして、上記各判定ステップ４０５でＮのときは所定方向への追尾信号を出力しない（ステップ４０７）。
【００３２】
次のステップ４０８は、右方向へ追尾するために上記ステップ４０１〜４０７と同様の動作を行う。即ち、ステップ４０８では、（ＳGn−ＳRn）［ｎ＝１〜６］が−Ｋ4 よりも小さいか否かの判定を行い、−Ｋ4 以下であるときは、右方向から追尾光が検出されているときであるから、右方向で受光位置（角度）に応じて上記角速度Ｖ1 ，Ｖ3 ，Ｖ5 の信号を出力することになる。そうして、上記制御信号に基づき、駆動部１５は計測ヘッド部１３を測定点指示部２８に向くように回転させることになるが、図５に示されるように、追尾光Pが素子Ｇ6 又はＧ5で検出されたときは（θ4 ＜θ≦θ6 ）、角度θ0 の位置まで速度Ｖ1 で回転駆動され、同様に素子Ｇ4 又はＧ3 で検出されたときは（θ2 ＜θ≦θ4 ）、速度Ｖ3 で回転駆動され、素子Ｇ2 又はＧ1 で検出されたときは（θ0 ＜θ≦θ2 ）、速度Ｖ5 で回転駆動される。従って、計測ヘッド部１３が遠くの位置にある程、速い速度で追尾光を向く方向へ動かされることになる。
【００３３】
次に、ステップ４０９では、（ＳE −ＳF ）＞Ｋ3 （Ｋ3 ：定数）を満たすか否かの判定が行われ、Ｙのとき、即ち下方向から追尾光が検出されたとき、下方向への追尾信号を出力し（ステップ４１０）、ステップ４１２では（ＳE −ＳF ）＜−Ｋ3 を満たすか否かの判定が行われ、Ｙのとき、即ち上方向から追尾光が検出されたとき、上方向への追尾信号を出力する（ステップ４１３）。そして、上記各判定ステップ４０９，４１２でＮのときは所定方向への追尾信号を出力しない（ステップ４１１，４１４）ことになり、このような動作による追尾信号に基づき、計測ヘッド部１３は、図７（Ａ）の角度γの範囲内から図７（Ｃ）の角度βの範囲内まで駆動され、この後に、図１０の第１広範囲追尾制御が行われる。
【００３４】
図１０において、ステップ３０１では（ＳA ＋ＳB ）−（ＳC ＋ＳD ）＞Ｋ1 （Ｋ1 ：定数）を満たすか否かの判定が行われ、Ｙのとき、即ち下方向から追尾光が検出されたとき、下方向への追尾信号を出力し（ステップ３０２）、ステップ３０４では（ＳA ＋ＳB ）−（ＳC ＋ＳD ）＜−Ｋ1 を満たすか否かの判定が行われ、Ｙのとき、即ち上方向から追尾光が検出されたとき、上方向への追尾信号を出力し（ステップ３０５）、ステップ３０７では（ＳA ＋ＳD ）−（ＳB ＋ＳC ）＞Ｋ2 （Ｋ2 ：定数）を満たすか否かの判定が行われ、Ｙのとき、即ち左方向から追尾光が検出されたとき、左方向への追尾信号を出力し（ステップ３０８）、ステップ３１０では（ＳA ＋ＳD ）−（ＳB ＋ＳC ）＜−Ｋ2 を満たすか否かの判定が行われ、Ｙのとき、即ち右方向から追尾光が検出されたとき、右方向への追尾信号を出力する（ステップ３１１）。
【００３５】
また、各判定ステップ３０１，３０４，３０７，３１０でＮのときは追尾信号を出力しない（ステップ３０３，３０６，３０９，３１２）ことになり、このような動作によって計測ヘッド部１３は、図６（Ｂ）の角度βの範囲内から図６（Ｃ）の角度αの範囲内まで駆動され、この後に、図９の標準範囲追尾制御が行われる。
【００３６】
図９において、この標準範囲追尾制御動作も定数ｋ1 ，ｋ2 の相違があるだけで上記図１０の動作と基本的には同じとなる。即ち、ステップ２０１にて（Ｓａ＋Ｓｂ）−（Ｓｃ＋Ｓｄ）＞ｋ1を満たすか否かの判定が行われ、Ｙのとき、下方向への追尾信号を出力し（ステップ２０２）、ステップ２０４にて（Ｓａ＋Ｓｂ）−（Ｓｃ＋Ｓｄ）＜−ｋ1の判定が行われ、Ｙのとき、上方向への追尾信号を出力し（ステップ２０５）、ステップ２０７では（Ｓａ＋Ｓｄ）−（Ｓｂ＋Ｓｃ）＞ｋ2の判定が行われ、Ｙのとき、左方向への追尾信号を出力し（ステップ２０８）、ステップ２１０では（Ｓａ＋Ｓｄ）−（Ｓｂ＋Ｓｃ）＜−ｋ2 の判定が行われ、Ｙのとき、右方向への追尾信号を出力する（ステップ２１１）。
【００３７】
なお、各判定ステップ２０１，２０４，２０７，２１０でＮのときは追尾信号を出力しない（ステップ２０３，２０６，２０９，２１２）ことになり、このような標準範囲追尾制御により、図７（Ｃ）に示されるように、上記計測ヘッド部１３は測定点指示部２８の反射鏡部３０の正面を向くことになる。
【００３８】
その後、上記光波距離計１７において、図４に示されるように、測定光を出射し、コーナーキューブ反射鏡３１から反射された反射光（Ｓ2 ）を受光して距離測定が行われ、この距離測定値は上記の自動追尾の際に動かした計測ヘッド部１３の現在の俯仰角度及び旋回角度と共に、作図演算部２５へ出力される。そして、この作図演算部２５からプロッターへ作図データを出力することにより、現場見取図が印刷される。
【００３９】
図６には、検出された角度に基づいた速度制御の他の例が示されており、図６（Ａ）の制御は、左右の素子（受光領域）Ｇ6 〜Ｇ1 のそれぞれで、θ0 まで回転させるための角速度Ｖ1 〜Ｖ6 を設定するものであり、追尾光が素子Ｇ6 で検出されたとき速度Ｖ1 、同様にＧ5 のときＶ2 、Ｇ4 のときＶ3 、Ｇ3 のときＶ4、Ｇ2 のときＶ5 、Ｇ1 のときＶ6 の制御信号が出力される。なお、各検出位置で一旦設定された速度は、図５の場合と同様に、追尾光が中央素子Ａ〜Ｄで検出されるまで維持され、中央素子領域では速度Ｖ7 が設定される。
【００４０】
図６（Ｂ）の制御は、追尾光が検出された各素子Ｇ6 〜Ｇ1 毎に速度を設定するものであり、素子Ｇ6 で検出されたとき速度Ｖ1 、同様にＧ5 のときＶ2 、Ｇ4 のときＶ3 、Ｇ3 のときＶ4 、Ｇ2 のときＶ5 、Ｇ1 のときＶ6 の制御信号が出力される。図６（Ｃ），（Ｄ）の制御は、所定のパターンで変化する速度を設定するものであり、図６（Ｃ）では素子Ｇ6 又はＧ5 で検出されたときパターンＰa1、Ｇ4 又はＧ3 のときパターンＰa2、Ｇ2 又はＧ1 のときパターンＰa1の制御信号が出力される。また、図６（Ｄ）では素子Ｇ6 で検出されたときパターンＰb1、同様にＧ5 のときパターンＰb2、Ｇ4 のときパターンＰb3、Ｇ3 のときパターンＰb4、Ｇ2 のときパターンＰb5、Ｇ1 のときパターンＰb6の制御信号が出力される。
【００４１】
このような各種の制御によっても、角度が大きい程、高速度の回転駆動が行われることになり、測定点指示部２８の方向に対し計測ヘッド部１３が大きく離れた方向を向いていても、この計測ヘッド部１３の正面を測定点指示部２８に迅速に対向させることが可能となる。
なお、上記実施例の速度制御は、左右素子のＧ1 〜Ｇ6 について説明したが、左右素子の他方のＲ1 〜Ｒ6 についても同様に適用される。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、標準追尾用受光部とは別個に、４分割中心素子とこの中心素子の左右両側に縦長の受光領域を持つように多分割配置された左右素子とを有する広範囲追尾用受光部を設け、この広範囲追尾用受光部による追尾光検出に基づき、第２広範囲では、判定された追尾光出力方向の角度が小さくなる方向へ計測ヘッド部を駆動することにより追尾光が第１広範囲で検出できるように、この第１広範囲では、計測ヘッド部が測定点指示部へ向くように駆動することにより追尾光が標準範囲で検出できるように、駆動部を制御すると共に、標準追尾用受光部による標準範囲の追尾光検出に基づいて駆動部を制御し、これら受光部での受光位置、即ち追尾の駆動角度の検出に基づき、この駆動角度が大きいときは小さいときと比べて高速で計測ヘッド部を回転させるように駆動制御したので、更なる広範囲の追尾を高精度の検出下に実現した使い勝手のよい位置計測作図装置が得られると共に、追尾動作を迅速に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る位置計測作図用自動追尾装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の自動追尾装置の受光部の構成を示し、図（Ａ）は標準範囲追尾用受光部、図（Ｂ）は広範囲追尾用受光部の図である。
【図３】実施形態例の広範囲追尾用受光部で得られる追尾光に対する角度情報を示す図である。
【図４】実施形態例の位置計測作図装置の全体構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態例の左右受光素子の受光位置に対応して設定される計測ヘッド部の駆動角速度を示すグラフ図である。
【図６】上記計測ヘッド部における角速度制御の他の例を示すグラフ図である。
【図７】図４の計測ヘッド部の追尾動作を示す図である。
【図８】図１のマイコンでの追尾処理を示すフローチャートである。
【図９】図８の追尾処理における標準範囲追尾制御動作を示すフローチャートである。
【図１０】図８の追尾処理における第１広範囲追尾制御動作を示すフローチャートである。
【図１１】図８の追尾処理における第２広範囲追尾制御動作を示すフローチャートである。
【図１２】従来の位置計測作図装置の構成を示す図である。
【図１３】従来の受光素子の構成を示す図である。
【符号の説明】
１Ｂ，１４ … 車載架台、１Ａ，１３ … 計測ヘッド部、
２，２８ … 測定点指示部、
１２ … 計測機、１５ … 駆動部、
１７ … 光波距離計（追尾用受光素子を含む）、
１７Ａ，３４ … 対物光学系、
１８，３５ … 受光素子、
２０ … 広範囲追尾用受光部、
２４ … 自動追尾回路、３０ … 反射鏡部、
３２ … 発光部、４１ … マイコン、
Ａ〜Ｄ … 中心素子、
Ｇ1 〜Ｇ6 ，Ｒ1 〜Ｒ6 … 左右素子、
Ｅ，Ｆ … 上下素子。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a configuration of an automatic tracking device that is used in a position measurement plotting device that creates a floor plan and the like especially for traffic accidents and that automatically points a measurement head unit to a measurement point indicating unit.
[0002]
[Prior art]
In traffic accident handling operations, position measurement plotters are used to quickly and accurately measure between relevant points at the accident site and create sketches. An automatic tracking device is used. A conventional position measurement and drawing apparatus to which an automatic tracking device is applied has a configuration shown in FIG. 12, for example.
[0003]
In FIG. 12, the position measurement drawing apparatus includes a measuring instrument 1 mounted on an accident handling vehicle or the like and a measuring point indicating unit (target) 2 set at a measuring point such as a road. A measurement head unit 1A that rotates in the elevation direction and the turning direction is attached to the in-vehicle gantry 1B, and a TV camera 3 and a light wave rangefinder 4 are disposed in the measurement head unit 1A. This light wave distance meter 4 has a light receiving unit 5, emits measurement light such as laser light, measures the distance by the reflected light, and receives tracking light incident through the objective optical system 4 </ b> A. It comes to detect in.
[0004]
On the other hand, the measurement point indicating unit 2 disposed as a target of a measurement point such as a road is disposed at a corner cube reflecting mirror 9 provided at a predetermined height position of the pointing rod 8 and an outer peripheral portion of the reflecting mirror 9. A plurality of light emitting units (LEDs, etc.) 10 for outputting tracking light are provided.
[0005]
According to such an apparatus, when the measuring point indicating unit 2 is placed at a measuring point so that the reflecting mirror 9 faces the measuring head unit 1A, the tracking light S1 output from the light emitting unit 10 is measured. Light is received by the light receiving unit 5 on the head unit 1A side, and thereby the rotation of the measuring head unit 1A is controlled so as to face the front of the reflecting mirror. After the measurement head unit 1A is positioned, the lightwave distance meter 4 emits the measurement light S2 and receives the reflected light from the reflecting mirror, thereby determining the distance to the measurement point indicating unit 2. taking measurement.
[0006]
Then, the distance data is input to a drawing calculation computer (not shown) together with the elevation angle and turning angle information of the measurement head unit 1A, and the computer calculates three-dimensional coordinate data, and based on the three-dimensional coordinate data. Thus, the plotting data can be output by a plotter or the like, thereby obtaining a floor plan.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, the automatic tracking device for the position measurement and drawing apparatus is configured to guide the tracking light S1 to the same light receiving unit using the objective optical system 4A of the optical wave distance meter 4, as described above. While there is an advantage that the tracking can be executed with high accuracy, there is a problem that the tracking range is narrow. That is, the objective optical system 4A uses a lens system having a relatively long focal length f in relation to distance measurement, and a detection area for tracking becomes narrow. Therefore, if an obstacle passes between the measurement head unit 1A and the measurement point instruction unit 2 during automatic tracking, the tracking operation may not be performed. In this case, the measurer views the video on the TV monitor. However, it was necessary to manually give a command to move the measurement head unit 1A so as to enter the detectable region.
[0008]
Therefore, conventionally, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-197247, in order to enable tracking over a wide range, an objective optical system with a short focal length and a light receiving portion including a horizontally long light receiving element have been provided. It has been broken. FIG. 13 shows the configuration of the light receiving element 11 of this light receiving portion. In this light receiving element 11, the horizontal length (horizontal width) of the four divided light receiving regions (elements) A0 to D0 is increased. Thus, the horizontal range in which light can be received, that is, the tracking range can be increased.
[0009]
However, there is a demand for automatic tracking over a range wider than the range detected by the light receiving element 11, and if this tracking range can be further expanded, manual operation is reduced and convenient position measurement drawing is easy to use. A device can be obtained. On the other hand, it is possible to further increase the lateral width of the light receiving regions A0 to D0 in the light receiving element 11 of FIG. 13, but there is a limit to the expansion of the lateral width, which causes a problem that the detection accuracy of the tracking light decreases. is there.
[0010]
In addition, the position measurement and drawing apparatus used for traffic accident handling work and the like requires a short work, and requires a quick tracking operation even in automatic tracking.
[0011]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object thereof is to realize a wider range of tracking under high-precision detection, and to obtain an easy-to-use position measurement and drawing apparatus. An object of the present invention is to provide an automatic tracking device for position measurement and drawing which can perform an operation quickly.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is arranged in a tracking light emitting unit that outputs tracking light from the measurement point indicating unit and a measurement head unit, and the tracking light from the tracking light emitting unit. A standard tracking light receiving unit that receives light in a standard range via a standard objective optical system, and a drive unit that rotationally drives the measurement head unit so that the front face thereof faces the measurement point indicating unit. In the automatic tracking device for measurement drawing,
A light receiving unit that is arranged separately from the standard tracking light receiving unit and that receives tracking light via a wide-range objective optical system, and that includes a four-part element arranged in the center, and is wider than the standard range. a central element for detecting the tracking light in a wide range, the respective multi-division of the longitudinal direction of the left and right sides of the central element (long in the vertical direction) are arranged to have a light receiving region, the left-right direction outer side than the first wide And a left and right element for determining the angle of the left and right tracking light output direction, and the tracking light detected by the wide range tracking light receiving unit. 2 In the first wide range, the measurement head unit can be detected so that the tracking light can be detected in the first wide range by driving the measurement head unit in a direction in which the angle of the determined tracking light output direction is reduced. Is above As the tracking light can be detected by the standard range by driving to face to the fixed point instruction unit, controls the driving unit, the driving unit on the basis of the tracking light detection standard range according to the standard tracking light receiving unit And a control circuit that rotates the measuring head at a higher speed when the driving angle until the front of the measuring head is directed to the measuring point indicating unit is large than when the driving angle is small. To do.
The invention according to claim 2 is characterized in that the wide-range tracking light receiving section is provided with horizontally long upper and lower elements arranged on both upper and lower sides of the central element.
[0013]
According to the above configuration, the standard range, not only the first wide range, the tracking light is captured in a wide second wide range depend lateral elements, the position receiving the tracking light, the direction of the measurement point indicating section On the other hand, the drive angle at which the front of the measuring head portion faces can be grasped. Then, the control circuit outputs a speed control signal corresponding to the magnitude of the angle to the drive unit in addition to the signal of the direction to be driven, so that the drive unit moves the measurement head unit at a higher speed as the angle increases. To drive. Therefore, even when the front surface of the measurement head unit is away from the direction of the measurement point instruction unit, it can be quickly driven to a position facing the measurement point instruction unit.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show a configuration of an automatic tracking device for position measurement drawing according to an example of the embodiment, and FIG. 4 shows a position measurement drawing device. First, the overall configuration of the position measurement drawing device Will be explained. In FIG. 4, a measurement head unit 13 is supported by an in-vehicle mount 14 on the side of the measuring instrument 12 mounted on an accident handling vehicle or the like, and the measurement head unit 13 is maintained in a horizontal state by the mount 14. In addition, a drive unit 15 having a rotation mechanism is disposed on the gantry 14, and the measurement head unit 13 is rotationally driven in the elevation direction and the turning direction by the drive unit 15, and the elevation angle and the turning angle are plotted. The data is output from the head unit 13 as data.
[0015]
In the measurement head unit 13, a TV camera 16 for photographing the periphery of the measurement point, a light wave distance meter 17 having an objective optical system 17 A and a light receiving element 18, and a wide-range tracking light receiving unit 20 are provided. The wide-range tracking light-receiving unit 20 includes a central element that receives a first wide-range light that is wider than the standard range of the standard tracking light-receiving unit (light-receiving element 18), and second wide-ranges on both the left and right (horizontal direction) sides of the central element. It consists of left and right elements that receive the light. The light wave distance meter 17 emits measurement light via the objective optical system 17A, can receive the reflected light and measure the distance, and can also track the tracking light incident via the same objective optical system 17A. By capturing with the light receiving element 18, a later-described reflecting mirror portion is automatically tracked.
[0016]
Further, a control unit 21 and a power supply unit 22 for supplying operating power to each unit are arranged in the measuring instrument 12, and in the control unit 21, a TV monitor 23, an automatic tracking circuit 24, a drawing calculation unit (computer) ) 25, an operation unit 26 is provided. The drawing calculation unit 25 calculates the position of each measurement point on the three-dimensional coordinate based on the data such as the distance obtained by the measurement head unit 13, and calculates the distance between the measurement points. Processing for The operation unit 26 is provided with operation switches for measurement and drawing, and a drawing mode and data for drawing can also be input.
[0017]
On the other hand, a measurement point indicating unit (target) 28 is provided at a measurement point away from the measuring instrument 12, and the measuring point indicating unit 28 has a reflecting mirror unit 30 disposed in the middle of the pointing rod 29. The reflecting mirror unit 30 includes a corner cube reflecting mirror 31 and a plurality of light emitting units 32 arranged on the outer periphery thereof. The light emitting unit 32 generates tracking light for the automatic tracking function of the measuring head unit 13. Exit. The light emitting unit 32 can also output a signal for operation control at the same time. For example, the tracking light is pulsed light corresponding to bit information, and the bit information is used as control information.
[0018]
FIGS. 1 and 2 show a configuration relating to the tracking function. First, in the above-described optical wave distance meter 17, as shown in FIG. 2, the objective optical system 17A is composed of a lens (or a lens group) having a focal length f1. The light receiving element 18 is composed of an element that is divided into four areas (substantially square) from a to d. The light receiving element 18 and the objective optical system 17A serve as a light receiving unit for distance measurement, and also function as a standard tracking light receiving unit.
[0019]
Further, a wide-range tracking light receiving unit 20 is disposed in the vicinity of the lightwave distance meter 17, and the wide-range tracking light receiving unit 20 has an objective having a focal length f2 (f2 <f1) smaller than the focal length f1. An optical (lens) system 34 and a light receiving element 35 that receives light in the first wide range and the second wide range. That is, the objective optical system 34 can capture a wide field of view by making the focal length shorter than the objective optical system 17A for standard tracking.
[0020]
Further, the light receiving element 35 is divided into four elements (light receiving areas) A to D as central elements, vertically long elements (light receiving areas are long) as left and right elements (light receiving areas) G1 to G6, R1 to R6, and upper and lower elements. Horizontally long (horizontal direction) elements (light-receiving areas) E and F are arranged, and the center elements A to D have a light-receiving area (light-receiving surface) larger than the light-receiving element 18, and the objective elements Even when the focal length f of the optical system is the same, a wide range can be detected. The light receiving surfaces of the upper and lower elements E and F have a width approximately twice the width of the central elements A to D, and the light receiving surfaces of the left and right elements G and R are the center elements A to D and the upper and lower elements E and F. The vertical width is the same as the height of the array portion. The number of the light receiving regions G, R, E, and F is arbitrary.
[0021]
According to such a configuration of the light receiving unit, for example, as illustrated in FIG. 7, in the left-right (horizontal) direction, the light wave distance meter 17 (standard tracking light receiving unit) including the light receiving elements (a to d) 18. Then, the tracking light in the range of the angle α is received. The wide-range tracking light receiving unit 20 receives tracking light in the range of the angle β by the central elements A to D, and the tracking light in the range outside the angle β in the range of the angle γ by the left and right elements G1 to G6 and R1 to R6. As a whole, tracking light in a wide range of γ can be received. Here, the angle has a relationship of α <β <γ.
[0022]
In FIG. 1, the light-receiving elements 18 and 35 are connected to the automatic tracking circuit 24 described in FIG. 4. As the automatic tracking circuit 24, amplifiers 37A and 37B, filter circuits 38A, 38B, and 38C, synchronous detection, and the like. 39A, 39B, 39C, A / D converters 40A, 40B, 40C and a microcomputer 41 are provided. That is, the filter 38A, 38B, 38C and the detectors 39A, 39B, 39C extract the light emission pulse signal output from the light emitting unit 32 of the measurement point indicating unit 28. The light receiving element 35 detects the light amounts of the elements A to F, G1 to G6, and R1 to R6.
[0023]
The microcomputer 41 calculates a tracking signal for automatic tracking control based on the light amounts detected by the four-divided light receiving element 18 and the multi-divided light receiving element 35, and rotates the measuring head unit 13 in the vertical direction. A direction tracking signal and a left / right direction tracking signal for rotating in the left / right (turning) direction are output to the measurement head unit 13.
[0024]
Further, according to the multi-divided light receiving element 35 and the microcomputer 41, as shown in FIG. 3, it is possible to determine the angle until the front of the measuring head part (light receiving element 35) 13 faces the measurement point indicating part 28. it can. That is, FIG. 3 shows chief rays for each imaging point, and when tracking light is detected by the central elements A to D and the upper and lower elements E and F, the angle is in the range of ₀ to θ _0. For example, when detected by the left and right elements R1 to R6, the leftward angles θ1 to θ6, that is, θ1 for R1, θ2 for R2, θ3 for R3, θ4 for R4, θ4 for R5, θ5, R6 When θ6 is grasped, and when detected by the left and right elements G1 to G6, the angles θ1 to θ6 in the right direction can be specified.
[0025]
FIG. 5 shows speed control of the rotation mechanism of the measurement head unit 13, and the microcomputer 41 performs control to rotate the measurement head unit 13 at a higher speed as the angle θ to be driven is larger. . FIG. 5 shows the control from the central elements A to D to the elements G1 to G6 (the same applies to the elements R1 to R6). For example, the tracking light (light receiving position P) is transmitted from the elements G6 or G5. When detected, the control signal of the angular velocity V1 is output until reaching the boundary position of the area of the central elements A to D. Similarly, it outputs a control signal of angular velocity V3 when detected by the element G4 or G3, angular velocity V5 when detected by the element G2 or G1, and when tracking light is detected by the central elements A to D, the angular velocity V7 is output. The control signal is output.
[0026]
Note that the control range of the rotation mechanism is set by limiters at both ends. For example, when the tracking light P is at a position outside the detection as shown in the figure, the rotation speed is rotated in one direction, for example, the angular velocity V1. When the limiter position is reached by moving to the left as in the above, the motor is driven in reverse and rotated at, for example, an angular velocity V1.
[0027]
The embodiment is configured as described above, and its operation will be described below. FIG. 7 shows the tracking operation of the measurement head unit 13, and FIGS. 8 to 11 show the tracking processing control executed by the microcomputer 41. First, in creating the site sketch, the tip of the pointing rod 29 of the measuring point indicating unit 28 in FIG. 4 is placed at the measuring point, and the reflecting mirror unit 30 is directed to the measuring head unit 13. At this time, the tracking light (S1) is emitted from the light emitting section 32 of the reflecting mirror section 30, and this tracking light is received by the standard tracking light receiving section (17A, 18) of the measuring head section 13 and the wide range tracking light receiving. The light is received by the unit 20 and the tracking process of FIG. 8 is performed.
[0028]
In FIG. 8, in step 101, it is detected whether the light amounts Sa, Sb, Sc, and Sd detected by the elements a to d of the standard tracking light receiving element 18 are larger than the threshold value J. Is greater than the J value [Y (YES)], the process proceeds to the standard range tracking control in step 102 (FIG. 9). When the value is smaller than the J value [N (NO)], in step 103, the light amounts SA, SB, SC, detected by the central elements A to D of the light receiving element 35 for tracking the first wide range. It is detected whether or not SD is larger than the threshold value j. If any light quantity is larger than the j value (Y), the process proceeds to the first wide-range tracking control (step 104) in step 104.
[0029]
Further, when the value is smaller than the j value in step 103 (N), in step 105, the left and right elements G1 to G6 and R1 to R6 of the light receiving element 35 for tracking the second wide range and E and F It is detected whether the light amounts SG1 to SG6, SR1 to SR6, SE, and SF detected by the upper and lower elements are larger than the threshold value i, and when any light amount is larger than the i value (Y), step The process proceeds to the second wide range tracking control 106 (FIG. 11). On the other hand, when any light quantity is smaller than the i value [N], the detection out-of-detection process in step 107 is performed when the distance is long or the optical path is blocked.
[0030]
9 shows the operation of the standard range tracking control, FIG. 10 shows the operation of the first wide range tracking control, and FIG. 11 shows the operation of the second wide range tracking control. These operations are shown in FIG. ) Will be described as being tracked from state (C) to state (C). In the state shown in FIG. 7A, the second wide-range tracking control shown in FIG. 11 is executed in the tracking process shown in FIG.
[0031]
In FIG. 11, in step 401, it is determined whether (SG5-SR5) or (SG6-SR6) is equal to or greater than K4 (K4: constant). If Y, that is, tracking light is detected from the left direction. When it is, the tracking signal of the angular velocity V1 is output in the left direction (step 402). In step 403, it is determined whether (SG3-SR3) or (SG4-SR4) is equal to or greater than K4. At this time, a tracking signal of the angular velocity V3 is output in the left direction (step 404). In step 405, it is determined whether (SG1-SR1) or (SG2-SR2) is equal to or greater than K4. At the same time, a tracking signal of angular velocity V5 is output in the left direction (step 406). When each determination step 405 is N, no tracking signal in a predetermined direction is output (step 407).
[0032]
In the next step 408, the same operation as in steps 401 to 407 is performed in order to track in the right direction. That is, in step 408, it is determined whether (SGn-SRn) [n = 1 to 6] is smaller than -K4. If it is less than -K4, tracking light is detected from the right direction. Therefore, the signals of the angular velocities V1, V3, and V5 are output in the right direction according to the light receiving position (angle). Then, based on the control signal, the drive unit 15 rotates the measurement head unit 13 so as to face the measurement point instruction unit 28. However, as shown in FIG. When detected by G5 (θ4 <θ ≦ θ6), it is rotationally driven at the speed V1 to the position of the angle θ0. Similarly, when detected by the element G4 or G3 (θ2 <θ ≦ θ4), at the speed V3 When it is rotationally driven and detected by element G2 or G1 (θ0 <θ ≦ θ2), it is rotationally driven at speed V5. Therefore, the farther the measuring head unit 13 is, the faster the moving head is directed to the tracking light.
[0033]
Next, in step 409, it is determined whether or not (SE-SF)> K3 (K3: constant) is satisfied. When Y, that is, when tracking light is detected from the downward direction, the downward direction is detected. A tracking signal is output (step 410), and in step 412, it is determined whether or not (SE-SF) <-K3 is satisfied. When Y, that is, when tracking light is detected from above, upward is detected. A tracking signal is output (step 413). When the determination steps 409 and 412 are N, no tracking signal in a predetermined direction is output (steps 411 and 414). Based on the tracking signal by such an operation, the measurement head unit 13 The driving is performed from the range of the angle γ in FIG. 7A to the range of the angle β in FIG. 7C, and thereafter, the first wide-range tracking control in FIG. 10 is performed.
[0034]
In FIG. 10, in step 301, it is determined whether or not (SA + SB)-(SC + SD)> K1 (K1: constant) is satisfied, and when Y, that is, when tracking light is detected from below, A tracking signal in the downward direction is output (step 302), and in step 304, it is determined whether or not (SA + SB)-(SC + SD) <-K1 is satisfied. Is detected (step 305), and in step 307, it is determined whether or not (SA + SD)-(SB + SC)> K2 (K2: constant) is satisfied. When Y, that is, when tracking light is detected from the left direction, a tracking signal in the left direction is output (step 308). In step 310, whether (SA + SD)-(SB + SC) <-K2 is satisfied. Is determined, and when Y, that is, When the tracking light is detected from the direction, and outputs a tracking signal in the right direction (step 311).
[0035]
In addition, when each determination step 301, 304, 307, 310 is N, the tracking signal is not output (steps 303, 306, 309, 312). Driving is performed from the range of the angle β in B) to the range of the angle α in FIG. 6C, and thereafter, standard range tracking control in FIG. 9 is performed.
[0036]
In FIG. 9, this standard range tracking control operation is basically the same as the operation in FIG. 10 except that the constants k1 and k2 are different. That is, it is determined in step 201 whether (Sa + Sb) − (Sc + Sd)> k1 is satisfied. When Y, a downward tracking signal is output (step 202), and in step 204 (Sa + Sb ) − (Sc + Sd) <− k1 is determined. When Y, an upward tracking signal is output (step 205). In step 207, (Sa + Sd) − (Sb + Sc)> k2 is determined. When Y, a tracking signal in the left direction is output (step 208). In step 210, (Sa + Sd)-(Sb + Sc) <-k2 is determined, and when Y, a tracking signal in the right direction is output. (Step 211).
[0037]
In addition, when each determination step 201, 204, 207, 210 is N, the tracking signal is not output (steps 203, 206, 209, 212). By such standard range tracking control, FIG. As shown, the measurement head unit 13 faces the front of the reflecting mirror unit 30 of the measurement point indicating unit 28.
[0038]
Thereafter, as shown in FIG. 4, the optical distance meter 17 emits measurement light, receives the reflected light (S2) reflected from the corner cube reflecting mirror 31, and performs distance measurement. The value is output to the drawing calculation unit 25 together with the current elevation angle and turning angle of the measurement head unit 13 moved during the automatic tracking. Then, by outputting the drawing data from the drawing calculation unit 25 to the plotter, the site sketch is printed.
[0039]
FIG. 6 shows another example of the speed control based on the detected angle. The control in FIG. 6A is rotated up to .theta.0 in each of the left and right elements (light receiving regions) G6 to G1. V1 when the tracking light is detected by the element G6, V2 when G5, V3 when G4, V4 when G3, V5 when G2 and G1 At this time, a V6 control signal is output. The speed once set at each detection position is maintained until the tracking light is detected by the central elements A to D as in the case of FIG. 5, and the speed V7 is set in the central element region.
[0040]
In the control of FIG. 6B, the speed is set for each of the elements G6 to G1 in which the tracking light is detected. When the speed is detected by the element G6, the speed is V1. Similarly, when the speed is G5, the speed is V2 and G4. When V3 and G3, the control signal V4 is output. When G2, the control signal V5 is output. When G1, the control signal V6 is output. The control shown in FIGS. 6C and 6D sets the speed changing in a predetermined pattern. In FIG. 6C, when the pattern Pa1, G4 or G3 is detected by the element G6 or G5. When the pattern is Pa2, G2 or G1, the control signal of the pattern Pa1 is output. Further, in FIG. 6D, the pattern Pb1 when detected by the element G6, similarly the pattern Pb2 when G5, the pattern Pb3 when G4, the pattern Pb4 when G3, the pattern Pb5 when G2, and the pattern Pb6 when G1. A control signal is output.
[0041]
Even with such various controls, the greater the angle, the higher the rotational drive is performed, and even if the measurement head unit 13 is facing away from the direction of the measurement point indicating unit 28, The front surface of the measurement head unit 13 can be quickly opposed to the measurement point instruction unit 28.
The speed control in the above embodiment has been described for G1 to G6 of the left and right elements, but the same applies to the other R1 to R6 of the left and right elements.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, separately from the standard tracking light receiving unit, the four-divided central element and the left and right elements arranged in multiple divisions so as to have vertically long light receiving areas on the left and right sides of the central element, extensive tracking light receiving unit is provided with, on the basis of the tracking light detection by the extensive tracking light receiving unit, the second wide, by driving the measuring head in the direction of the angle of the determined tracking light output direction is reduced In order to be able to detect the tracking light in the first wide range, the driving unit is controlled in the first wide range so that the tracking light can be detected in the standard range by driving the measurement head unit toward the measurement point indicating unit. together, and controls the drive unit based on the tracking light detection standard range of the standard tracking light receiving unit, the light receiving position in the light-receiving portion, i.e. on the basis of the detection of the driving angle of the tracking, small when the driving angle greater Drive control is performed so that the measurement head is rotated at a higher speed than usual, so that an easy-to-use position measurement plotter that realizes a wider range of tracking under high-accuracy detection can be obtained and the tracking operation can be performed quickly. Can be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an automatic tracking device for position measurement drawing according to an embodiment of the present invention.
2 shows a configuration of a light receiving unit of the automatic tracking device of FIG. 1, in which FIG. (A) is a standard range tracking light receiving unit, and FIG. (B) is a diagram of a wide range tracking light receiving unit.
FIG. 3 is a diagram illustrating angle information with respect to tracking light obtained by the wide-range tracking light receiving unit according to the embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing an overall configuration of a position measurement drawing apparatus according to an embodiment.
FIG. 5 is a graph showing the driving angular velocity of the measurement head unit set corresponding to the light receiving positions of the left and right light receiving elements of the embodiment.
FIG. 6 is a graph showing another example of angular velocity control in the measurement head unit.
7 is a diagram illustrating a tracking operation of the measurement head unit of FIG. 4;
FIG. 8 is a flowchart showing tracking processing in the microcomputer of FIG. 1;
9 is a flowchart showing a standard range tracking control operation in the tracking process of FIG. 8. FIG.
10 is a flowchart showing a first wide-range tracking control operation in the tracking process of FIG.
11 is a flowchart showing a second wide-range tracking control operation in the tracking process of FIG.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a conventional position measurement drawing apparatus.
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a conventional light receiving element.
[Explanation of symbols]
1B, 14 ... On-vehicle mount, 1A, 13 ... Measuring head,
2, 28 ... Measuring point indicating part,
12 ... Measuring instrument, 15 ... Drive unit,
17: Lightwave distance meter (including tracking light receiving element),
17A, 34 ... Objective optical system,
18, 35... Light receiving element,
20 ... Light-receiving part for wide-range tracking,
24 ... Automatic tracking circuit, 30 ... Reflector,
32 ... Light emitting part, 41 ... Microcomputer,
A to D: Central element,
G1 to G6, R1 to R6 ... left and right elements,
E, F: Upper and lower elements.

Claims

A tracking light emitting unit that outputs tracking light from the measurement point indicating unit, and a standard that is disposed in the measurement head unit and receives tracking light from the tracking light emitting unit in a standard range via a standard objective optical system In an automatic tracking device for position measurement drawing comprising: a tracking light receiving unit; and a driving unit that rotationally drives the measurement head unit so that a front surface thereof faces the measurement point indicating unit.
A light receiving unit that is arranged separately from the standard tracking light receiving unit and that receives tracking light via a wide-range objective optical system, and that includes a four-part element arranged in the center, and is wider than the standard range. a central element for detecting the tracking light in a wide range, the each direction of the right and left sides of the central element being arranged to have a vertically long light-receiving area of the multi-division, tracking at the second broad lateral direction outward from said first wide A left and right element that detects light and determines the angle of the left and right tracking light output direction;
Based on the tracking light detection by the wide-range tracking light receiving unit, in the second wide range, the tracking head emits the tracking light in the first wide range by driving the measurement head unit in a direction in which the angle of the determined tracking light output direction becomes small. In the first wide range, the drive unit is controlled so that the tracking light can be detected in the standard range by driving the measurement head unit toward the measurement point indicating unit so as to be detected. controls the drive unit based on the tracking light detection standard range of the standard tracking light receiving unit, at high speed as compared with the case when the measuring head front is large driving angle to face to said measurement point indicating section is small An automatic tracking device for position measurement drawing, comprising a control circuit for rotating the measurement head unit.

2. The automatic tracking device for position measurement and drawing according to claim 1, wherein the wide-range tracking light receiving section is provided with horizontally long vertical elements arranged on both upper and lower sides of the central element.