JP4177765B2

JP4177765B2 - 測量システム

Info

Publication number: JP4177765B2
Application number: JP2004023614A
Authority: JP
Inventors: 彰信杉浦
Original assignee: 株式会社ソキア・トプコン
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2024-01-30
Also published as: SE527118C2; US7193695B2; CN1648602B; DE102005003601B4; SE0500113L; JP2005214854A; CN1648602A; US20050189469A1; DE102005003601A1

Description

本発明は、測量機をターゲット側から一人で遠隔制御することができる測量システムに関する。

従来のトータルステーション（電子式測距測角儀）等の測量機で測点の位置等を測定するには、測点に設置されたターゲットを視準しなければならなかった。近年ターゲットを視準する労力を軽減するためと、作業員のくせによる視準誤差を少なくするために、自動視準装置を備える測量機も出ている。自動視準装置とは、測量機の望遠鏡の光軸に沿って視準光を出射し、ターゲットで反射してきた視準光を受光してターゲットの方向を求め、望遠鏡をターゲットの方向に自動的に向けるものである。前記視準光は変調光を有している。このような自動視準装置を備える測量機では、測量機本体から離れた場所から一人でも測量ができるようにと、リモコン装置を備えるようになってきた。

しかし、このような自動視準装置を備えた測量機をリモコン装置からの指令によって測量を行うと、望遠鏡の狭い視野内にターゲットを捉えるのに、望遠鏡を広い範囲にわたってスキャンさせる必要があるので、自動視準に時間がかかり、測量が円滑に進まないという問題があった。

このような問題を解決するため、下記特許文献１に開示されたような測量機が知られている。この特許文献１に開示された測量機を図１３及び図１４に示す。

この測量機１１は、正面と背面に、リモコン装置２７からの信号光を受光する受光ユニット２５、２６を備えている。この信号光は、リモコン装置２７の位置を知らせるガイド光も兼ねている。各受光ユニット２５、２６は、図１４に示したようにピラミッド形をしており、４つの受光面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを備えている。

さて、コーナーキューブ等の反射プリズム２３付近の作業者が、リモコン装置２７を測量機に向けて操作すると、リモコン装置２７から出射した信号光が受光ユニット２５に入射する。もし、受光ユニット２５の頂点Ｔがリモコン装置２７の方を向いていると、４つの受光面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄへの信号光の入射光量は等しくなるが、受光ユニット２５の頂点Ｔが、リモコン装置２７の方を向いていないと、４つの受光面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄへのガイド光の入射光量は等しくならない。そこで、図示しない制御手段により、４つの受光面Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄからの出力を比較することにより、リモコン装置２７の方向を算出し、望遠鏡１２をリモコン装置２７の方向へ向ける。望遠鏡１２の視準軸Ｏがリモコン装置２７の方向すなわち反射プリズム２３の方向を向くと、測量機１１の前面に設けられたＬＥＤ３１が点灯して、このことを作業者に知らせる。これ以後、図示しない自動視準装置によって、望遠鏡１２は、反射プリズム２３の方向を自動的に追尾する。

この測量機では、自動視準に先立って、受光ユニット２５、２６により反射プリズム２３の方向を迅速に見つけるので、狭い視野の望遠鏡１２を広い範囲にスキャンして、反射プリズム２３を捜す必要がなくなり、反射プリズム２３の視準完了までの時間を短縮して、測量を円滑に行うことができるものである。
特許第３０７５３８４号公報

しかしながら、前記公報に開示された測量機１１では、確実にワンマン測量を行うためには、リモコン装置２７と測量機１１とがほぼ正対していなくても、測量機１１がリモコン装置２７からの信号光（ガイド光）を受光できるようにする必要がある。このためには、リモコン装置２７からの信号光が広い範囲を照射するようにしなければならず、消費電力が大きくなってしまうという問題があり、また、消費電力を制限すると信号光の到達距離が小さくなって、ワンマン操作できる範囲が小さくなってしまうという問題があった。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、ターゲット側からガイド光を出射し、測量機側では、ガイド光を受光してターゲットのおよその方向を知って、自動視準に要する時間を短縮した測量システムおいて、小電力でもって充分な距離と広い範囲にわたってガイド光を到達させることができる測量システムを提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の測量システムは、光を来た方向に反射する再帰反射体を備えたターゲットと、前記再帰反射体と望遠鏡の視準軸を自動的に一致させる自動視準装置を備えた測量機とからなる測量システムであって、
前記ターゲットは、ガイド光として水平方向に幅広で上下幅の狭いファンビームを鉛直方向に走査するガイド光送光器を備え、前記測量機は、測量機本体に固定された水平方向検出器と、視準光を出射する視準光出射部と、前記再帰反射体で反射してくる視準光を受光する視準光受光器と、前記自動視準装置を始動させる前に予め前記望遠鏡を前記再帰反射体の方向に向ける視準準備手段とを備え、該視準準備手段は、前記測量機本体を水平回転させて、前記水平方向検出器が前記ガイド光を受光することにより、前記ガイド光送光器の水平方向を検出し、それから、前記視準光を出射するとともに前記望遠鏡を鉛直回転させて、前記視準光を前記視準光受光器で受光することにより、前記再帰反射体の鉛直方向位置を検出することを特徴とする。

（作用）ターゲットの位置を示すガイド光は、水平方向に幅広で上下幅の狭いファンビームであるから、小電力で遠方まで到達させることができる。ガイド光は、鉛直方向に走査されて広い範囲を照射するので、測量機とターゲットが正対していなくても、測量機本体に設けられた水平方向検出器は、測量機本体を水平回転させると、確実にガイド光を受光して、ターゲットの水平方向を検出できる。これで、水平方向に関して望遠鏡を略再帰反射体の方向に向けることができる。次に、視準光を出射するとともに望遠鏡を鉛直回転させて、視準光を視準光受光器で受光することにより、再帰反射体の鉛直方向位置を検出でき、望遠鏡を鉛直方向に関しても略再帰反射体の方向に向けることができる。その後は、自動視準装置によって再帰反射体を正確に自動視準し、自動的に測量を行うことができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の測量システムにおいて、前記ターゲットは、前記視準光を受光する視準光受光器と、該視準光受光器が前記視準光を受光すると、前記ガイド光をオフとする制御演算部とを備えたことを特徴とする。

（作用）ターゲットは、視準光を受光する視準光受光器と、該視準光受光器が前記視準光を受光するとガイド光をオフとする制御演算部とを備えたから、自動視準装置が作動開始するとガイド光の送光を停止して、省電力化を図ることができる。

請求項３に係る発明の測量システムは、光を来た方向に反射する再帰反射体を備えたターゲットと、前記再帰反射体と望遠鏡の視準軸を自動的に一致させる自動視準装置を備えた測量機とからなる測量システムであって、前記ターゲットは、ガイド光として水平方向に幅広で上下幅の狭いファンビームを鉛直方向に走査するガイド光送光器を備え、前記測量機は、測量機本体に水平回転可能に取り付けられた水平方向検出器と、前記測量機本体に鉛直回転可能に固定された前記望遠鏡に固定された鉛直方向検出器と、前記自動視準装置を始動させる前に前記望遠鏡を略前記再帰反射体の方向に向ける視準準備手段とを備え、該視準準備手段は、前記水平方向検出器を水平回転させて、前記水平方向検出器が前記ガイド光を受光することにより、前記ガイド光送光器の水平方向を検出し、それから、前記望遠鏡を鉛直回転させて、前記鉛直方向検出器が前記ガイド光を受光することにより、前記ガイド光送光器の鉛直方向を検出することを特徴とする。

（作用）ターゲットから水平方向に幅広で上下幅の狭いファンビームを鉛直方向に走査するガイド光を出射するとともに、水平方向検出器を水平回転させると、水平方向検出器によりガイド光送光器の水平方向を検出して、水平方向に関して望遠鏡を略再帰反射体の方向に向けることができる。次に、望遠鏡を鉛直方向に回転させると、鉛直方向検出器によりガイド光送光器の方向を鉛直方向を検出して、望遠鏡を鉛直方向に関しても略再帰反射体の方向に向けることができる。後は、自動視準装置によって再帰反射体を自動視準し、自動的に測量を行うことができる。

請求項１に係る発明によれば、ターゲット側からガイド光として水平方向に幅広で上下幅の狭いファンビームを鉛直方向に走査するから、ガイド光を小電力でもって広範囲に遠方まで送光できる。これにより、小電力でもってターゲット側から迅速確実に測量機をリモコン操作できる範囲を広くかつ遠方にまで拡大することができる。また、ガイド光は、鉛直方向に走査されて広い範囲を照射するので、測量機とターゲットが正対していなくても、測量機本体に設けられた水平方向検出器は、測量機本体を水平回転させると、確実にガイド光を受光して、迅速にターゲットの水平方向を検出できる。それから、視準光を出射するとともに望遠鏡を鉛直回転させて、視準光を視準光受光器で受光して、迅速に再帰反射体の鉛直方向位置を検出できる。その後は、自動視準装置によって再帰反射体を迅速で正確に自動視準することができる。こうして、測量全体にかかる時間を短縮しながら、正確な測量を行うことができる。

請求項２に係る発明によれば、さらに、ターゲットは、視準光を受光する視準光受光器と、該視準光受光器が前記視準光を受光するとガイド光をオフとする制御演算部とを備えたから、自動視準装置が作動開始するとガイド光の送光を停止して、省電力化を図ることができる。また、ターゲット側の視準光受光器は、再帰反射体で反射して来る視準光を受光する測量機側の視準光受光器よりも強い視準光を受光できるので、測量機とターゲット間の距離が長くても、望遠鏡の鉛直方向位置合わせが誤りなく確実にできて、自動視準に入るまでの時間が短縮され、測量全体にかかる時間も短縮できる。さらに、視準光は変調光であるので、方向位置合わせが誤動作することなく正確に合わせることができる効果もある。

請求項３に係る発明によれば、ターゲット側からガイド光として水平方向に幅広で上下幅の狭いファンビームを鉛直方向に走査するから、小電力でもってターゲット側から迅速確実に測量機をリモコン操作できる範囲を広くかつ遠方にまで拡大することができる。また、小さな水平方向検出器を水平回転させることによりガイド光送光器の水平方向をいっそう迅速に検出し、次に望遠鏡を鉛直方向に回転させることにより、望遠鏡に固定された鉛直方向検出器でもってガイド光送光器の鉛直方向を検出して、望遠鏡を略再帰反射体の方向に向けることができる。こうして、自動視準に要する時間がいっそう短縮され、測量全体にかかる時間をさらに短縮できる。また、測量機とターゲットの間で無線による連絡を必要としないので、電磁的ノイズが多い環境でも利用することができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

まず、本発明の第１実施例を図１−図３に基づいて説明する。図１は、本実施例の測量システムの概略を示す図である。図２は、この測量システムのブロック図である図である。図３は、この測量システムの動作のフローチャートである。

本実施例の測量システムは、図１に示されたように、自動視準装置を備えた測量機５０と、光が来た方向に反射する反射プリズム等の再帰反射体６２を備えたターゲット６０からなる。測量機５０は、三脚４８上に固定される図示しない整準台上に水平回転可能な測量機本体５２と、測量機本体５２に鉛直回転可能な望遠鏡５４を備えている。ターゲット６０は、三脚４８上に固定される整準台６１上に、測量機５０から出射される視準光５８を測量機５０に向けて反射する再帰反射体６２と、測量機５０に向けて再帰反射体６２の方向を知らせるガイド光６４を出射するガイド光送光器６６を備える。前記視準光は変調光を有している。

ガイド光６４は、鉛直方向に狭く水平方向に広がりを有した幅広のファンビーム（扇形ビーム）で鉛直方向に走査されるようになっている。ガイド光６４の水平方向幅は約±５°で、鉛直方向の走査幅は約±１０°程度が望ましい。

測量機５０とターゲット６０それぞれには、指令信号や測量結果等を無線６５でやり取りするための無線機７０、７２を備えている。また、測量機５０の測量機本体５２には、ガイド光送光器６６のガイド光６４の方向を検出する方向検出器５６を備えている。

本実施例の方向検出器５６は、図示しないシリンドリカルレンズと１つの長方形受光センサと水平受光範囲を制限するスリットを鉛直方向に沿って設けて、測量機５０とターゲット６０とに高低差があっても、ガイド光送光器６６の方向を検出できるようにしている。また、測量機５０とターゲット６０とが近くて、両者の高低差が大きいときには、方向検出器５６がガイド光６４の走査範囲外になることもあるので、このような場合には、走査方向を上下方向いずれにも段階的にずらすことができるようにしている。そして、方向検出器５６は、測量機本体５２に固定されており、測量機本体５２を水平回転させたとき、ガイド光６４を受光することにより、ガイド光送光器６６（光源）の水平方向を検出するものである。

次に、図２のブロック図に基づいて、測量システムを構成する測量機５０とターゲット６０の内部構成について説明する。

測量機５０は、望遠鏡５４を再帰反射体６２に向けるための駆動部１０１と、望遠鏡５４の水平角及び鉛直角を測定する測定部１０９と、再帰反射体６２に向けて視準光５８を出射する視準光出射部１１８と、再帰反射体６２で反射した視準光５８を受光する視準光受光器１２０と、測角値等のデータの記憶する記憶部１２２と、駆動部１０１、視準光出射部１１８、測定部１０９、視準光受光器１２０及び記憶部１２２に接続された制御演算部（ＣＰＵ）１００とを備えている。また、制御演算部１００には、操作・入力部１２４からも種々の指令やデータを入力できるようにもなっている。

前記駆動部１０１は、測量機本体５２を水平回転させる水平モータ１０２と、望遠鏡５４を鉛直回転させる鉛直モータ１０６と、両モータ１０２、１０６それぞれに駆動電流を供給する水平駆動部１０４及び鉛直駆動部１０８とからなる。前記測定部１０９は、測量機本体５２とともに水平回転する水平エンコーダ１１１と、望遠鏡５４とともに鉛直回転する鉛直エンコーダ１１４と、両エンコーダ１１１、１１４それぞれの回転角を読み取る水平測角部１１２及び鉛直測角部１１６と、図示省略した測距部からなる。

また、測量機５０は、望遠鏡５４の光軸（視準軸）を自動的に再帰反射体６２に向ける自動視準装置を備えている。自動視準装置とは、制御演算部１００、視準光出射部１１８、視準光受光器１２０及び駆動部１０１とからなり、視準光出射部１１８から視準光５８を出射し、再帰反射体６２で反射して戻って来た視準光５８を視準光受光器１２０で受光して、制御演算部１００により再帰反射体６２の方向を判断し、望遠鏡５４の光軸が再帰反射体６２に向くように駆動部１０１を制御するものである。

以上に述べた測量機５０の内部構成は、従来の自動視準装置を備えたトータルステーションと同じであるので、これ以上の説明を省略する。

本実施例の測量機５０では、さらに、自動視準装置を始動させる前に、望遠鏡５４を予め再帰反射体６２に向ける視準準備手段を備える。本実施例の視準準備手段は、方向検出器５６、無線機７０、駆動部１０１、これらに接続された制御演算部１００とからなり、方向検出器５６からの出力信号に基づいて、望遠鏡５４をガイド光送光器６６に向け、望遠鏡５４が略再帰反射体６２の方向を向いたと判断したとき、自動視準装置を始動させるものである。

本実施例のターゲット６０は、再帰反射体６２、ガイド光送光器６６、無線機７２の他に、ガイド光送光器６６と無線機７２に接続された制御演算部８０を備えている。制御演算部８０には、さらに、種々の指令やデータを入力するための操作・入力部８２と、ターゲット６０や測量機５０の状態を表示するための表示部８４が接続されている。両無線機７０、７２は、測量機５０とターゲット６０とが正対していなくても通信可能なように、無指向性アンテナを備え、電波６５により通信を行っている。

次に、本実施例の測量システムの動作について、図３のフローチャートに基づいて説明する。

本実施例の測量システムをスタートさせると、ターゲット６０は、ステップＳ１に進み、ガイド光送光器６６からガイド光６４を出射し、次にステップＳ２に進み、測量機５０に測量機本体５２を水平回転させる水平回転指令信号を発信する。すると、測量機５０は、ステップＳ１０１で水平回転指令信号を受信し、次にステップＳ１０２に進み、水平回転開始の通知をターゲット６０に送る。ターゲット６０は、ステップＳ３で測量機本体５２の水平回転の確認をすることにより、測量機５０がガイド光送光器６６の水平方向サーチを開始したことを知る。

測量機５０は、ステップＳ１０３に進み、測量機本体５２を水平回転させ、次に、ステップＳ１０４に進み、ガイド光６４を受光し、ガイド光送光器６６の水平方向を検出する。ここで、ガイド光６４を所定時間内に受光できないときは、ステップＳ１０５に進み、エラー通知をターゲット６０に送る。ターゲット６０は、ステップＳ４でエラ−通知を確認すると、ステップＳ５に進み、水平方向検出エラーを表示部８４に表示して、動作を停止する。

ステップＳ１０４でガイド光６４を受光したときは、ステップＳ１０６に進み、ガイド光送光器６６に向けて望遠鏡５４の水平方向位置を合わせて、測量機本体５２の水平回転を停止させる。続いて、ステップＳ１０７に進み、ガイド光ＯＦＦ指令をターゲット６０に発信する。ターゲット６０は、ステップＳ６でガイド光ＯＦＦ指令を受けると、測量機５０においてガイド光送光器６６の水平方向サーチが完了したことが分かるので、ステップＳ７に進み、ガイド光６４をＯＦＦとし、続いてステップＳ８に進み、ガイド光ＯＦＦ通知を測量機５０に送る。

測量機５０は、ステップＳ１０８でガイド光ＯＦＦ通知を確認すると、ステップＳ１０９に進み、視準光５８を出射し、続いてステップＳ１１０に進み、望遠鏡５４の鉛直回転開始の通知をターゲット６０に送る。ターゲット６０では、ステップＳ９で鉛直回転通知を確認することにより、測量機５０が再帰反射体６２の鉛直方向サーチを開始したことが分かる。一方、測量機では、ステップＳ１１１に進み、望遠鏡５４を鉛直回転させ、再帰反射体６２の鉛直方向サーチを続ける。

次に、測量機５０は、ステップＳ１１２に進み、視準光５８を出射するとともに、再帰反射体６２で反射して戻って来る視準光５８を受光することにより、再帰反射体６２の鉛直方向を検出する。ここで、視準光５８を受光できないときは、ステップＳ１１３に進み、エラー通知をターゲット６０に送る。ターゲット６０は、ステップＳ１０でエラー通知を確認したときは、ステップＳ１１に進み、鉛直方向検出エラーを表示部８４に表示して停止する。

ステップＳ１１２で視準光５８を受光したときは、ステップＳ１１４に進み、再帰反射体６２の鉛直方向位置に望遠鏡５４を合わせて、望遠鏡５４を停止させる。続いてステップＳ１１５に進み、視準動作を開始し、視準中である旨の通知をターゲット６０に通知する。ターゲット６０は、ステップＳ１２で視準中であることを確認することにより、測量機５０において、自動視準装置が始動されたことを知る。一方、測量機５０では、ステップＳ１１６に進み、自動視準動作を続行する。

ステップＳ１１６で、うまく視準できないときは、ステップＳ１１７に進み、エラー通知をターゲット６０に送る。ターゲット６０は、ステップＳ１３でエラー通知を確認したときは、ステップＳ１４に進み、視準エラーを表示部８４に出力して停止する。ステップＳ１１６で、うまく視準できたときは、ステップＳ１１８に進み、視準完了通知をターゲット６０に送る。これで、ターゲット６０は、ステップＳ１５で、測量機５０において自動視準が完了したことを知る。

そして、測量機５０は、ステップＳ１１９に進み、測距・測角を行い、続いてステップＳ１２０に進み、測距値・測角値をターゲット６０に通知する。ターゲット６０は、ステップＳ１６で、測距値・測角値を確認すると、表示部８４に測距値・測角値等の測量結果等を表示して、測量を終了する。

なお、エラーによって、この測量システムが停止したときは、エラーの原因を取り除いた後に、再度測量システムをスタートさせればよい。

本実施例では、ガイド光６４が、水平方向に幅広で上下幅の狭いファンビームであるから、小電力で遠方まで到達させることができ、しかも、鉛直方向に走査されて、上下左右の広い範囲を照射するので、測量機５０と再帰反射体６２とが正対していなくても、測量機５０に設けられた方向検出器５６は、確実にガイド光６４を受光して、自動視準開始前に予め望遠鏡５４をほぼ再帰反射体６２の方向に向ける視準準備を行うことができる。このように視準準備をすると、自動視準に要する時間が短縮され、測量全体にかかる時間を短縮できる。

次に、本発明の第２実施例を図４−図６に基づいて説明する。図４は、本実施例の測量システムの概略を示す図である。図５は、この測量システムのブロック図である図である。図６は、この測量システムの動作を説明するフローチャートである。

本実施例の測量システムは、図４及び図５に示したように、前記実施例１とは鉛直方向検出用の視準光受光器９０をターゲット６０側に設けた点で異なるが、この点以外は前記第１実施例と同じである。そこで、図４と図５では、前記第１実施例と同じ部分に、同じ符号を付すにとどめて、本実施例の測量システムの構成について、これ以上の説明は省略する。また、図６のフローチャートに示したように、ターゲット６０におけるステップＳ９とＳ３２との間の手順と、測量機５０におけるステップＳ１１１とＳ１１５との間の手順を除くと、これら以外も、前記第１実施例と同じである。

図６に基づき、本実施例の測量システムの動作について説明する。スタートから測量機５０におけるステップＳ１１１までは、前記第１実施例と同じである。

次に、ステップＳ１１１で望遠鏡５４が鉛直回転をすると、ターゲット６０は、ステップＳ３０で視準光５８の受光の有無を判断する。視準光５８を受光しないときはステップＳ１１１に戻り、望遠鏡５４の鉛直回転を続け、視準光５８を受光したときは、ステップＳ３１へ進み、ガイド光送光器６６からガイド光６４を出射する。

次に、測量機５０は、ステップＳ１３０でガイド光６４を方向検出器５６で受光したときの望遠鏡５４の鉛直方向角度を読み、ステップＳ１３１に進み、概略の鉛直方向位置合わせがなされて視準準備が完了したこと確認する。続いてステップＳ１１５に進み、視準動作開始の通知をターゲット６０に送る。ターゲット６０は、ステップＳ３２において、視準動作開始通知を確認をすると、視準準備が完了して自動視準装置が始動したことを知るので、ガイド光６４をＯＦＦとする。以下、測量機５０におけるステップＳ１１６に進み、以降は、前記第１実施例と同じである。

本実施例では、測量機５０側から送光される視準光５８をターゲット６０側の視準光受光器９０で受光することにより、視準光受光器９０は第１実施例の測量機５０側の視準光受光器１２０よりも強い視準光５８を受光することができるので、測量機５０とターゲット６０間の距離が長くても鉛直方向位置合わせが確実にできて、自動視準に入るまでの時間が短縮され、結局測量全体にかかる時間も短縮できる。視準光は変調光であるので、方向位置合わせが誤動作することなく正確に合わせることができる。

さらに、本発明の第３実施例を図７−図９に基づいて説明する。図７は、本実施例の測量システムの概略を示す図である。図８は、この測量システムのブロック図である図である。図９は、この測量システムの動作を説明するフローチャートである。

本実施例の測量システムは、図７及び図８に示されたように、測量機５０及びターゲット６０に無線機を備えず、望遠鏡５４の水平方向を検出する水平方向検出部５５が制御演算部１００に接続される。水平方向検出部５５は、測量機本体５２に水平回転可能でターゲット６０からのガイド光６４を受光する水平方向検出器５６ａと、水平方向検出器５６ａの回転角を検出する水平方向検出器用エンコーダ５７ａ及び水平方向検出器用水平測角部５７ｂと、水平方向検出器５６ａを水平回転させる水平方向検出器用モータ５５ａ及び水平方向検出器用駆動部５５ｂとから構成される。この場合の水平方向検出器５６ａは、第１、２両実施例のように、図示しないシリンドリカルレンズと１つの長方形受光センサと水平受光範囲を制限するためのスリットを鉛直方向に沿って設けて、測量機５０とターゲット６０とに高低差があっても、ガイド光送光器６６の方向を検出できるようにしている。また、望遠鏡５４にガイド光送光器６６からのガイド光６４を受光する鉛直方向検出器５６ｂ（この場合の鉛直方向検出器５６ｂは、図示しない凸レンズと１つの受光センサとマスクから構成され、望遠鏡５４の回転によってガイド光送光器６６の方向が検出できるようになっている。）が固定される。

そして、測量機本体５２は、水平測角部１１２と水平方向センサ用測角部５７ｂの検出角度の差だけ回転して、望遠鏡５４をターゲット６０に向ける。この測量機本体５２の回転は、図８に示したように、水平方向検出器５６ａ、水平駆動部１０４、水平モータ１０１、水平エンコーダ１１１、水平測角部１１２によりなされる。これらの点を除くと、本実施例は前記第２実施例と同じ構成である。そこで、図７−図８では、前記第２実施例と同じ部分には同じ符号を付すにとどめて、本実施例の測量システムの構成について、これ以上の説明は省略する。

本実施例の測量システムの動作について、図９に基づいて説明する。

本実施例の測量システムをスタートさせると、ターゲット６０は、ステップＳ４１に進み、ガイド光送光器６６からガイド光６４を出射し、測量機５０は、ステップＳ１４１に進み、水平方向検出器５６ａを回転させる。

次に、測量機５０は、ステップＳ１４２に進み、水平方向検出器５６ａでガイド光６４の受光の有無を判断する。ガイド光６４を受光しないときはステップＳ１４２を繰り返すが、ガイド光６４を受光したときは、ステップＳ１４３に進み、水平測角部１１２と水平方向センサ用測角部５７ｂの検出角度の差を演算する。そこで、ステップＳ１４４に進んで、両測角部１１２、５７ｂの角度差だけ測量機本体５２を水平回転させ、ステップＳ１４５に進み、望遠鏡５４をガイド光送光器６６に向ける水平方向位置合わせを済ます。

次に、ステップＳ１４６に進み、望遠鏡５４の鉛直回転を行い、さらに、ステップＳ１４７に進み、鉛直方向検出器５６ｂでガイド光６４の検出を行う。ここで、ガイド光６４を検出しないときは、ステップＳ１４６に戻るが、ガイド光６４を受光したときは、ステップＳ１４８に進み、望遠鏡５４をガイド光送光器６６の方向への鉛直方向位置合わせを行う。

次に、ステップＳ１４９に進み、測量機５０側から視準光５８を出射し、続いてステップＳ１５０に進み、自動視準装置を始動する。ここで、自動視準が完了するまでは、ステップＳ１５０を繰り返し、自動視準を完了したときは、ステップＳ１５１に進み、測距・測角を行い、測量を終了する。

一方、ターゲット６０は、ステップＳ４１でガイド光を出射開始後、ステップＳ４２で、視準光５８の受光の有無を判断している。そして、視準光５８を受光しないときは、ステップＳ４２を繰り返し、視準光５８を受光したときは、ステップＳ４３に進み、視準光５８の受光を確認すると、視準準備が完了して自動視準装置が始動されたことが分かるので、ステップＳ４４に進み、ガイド光６４をＯＦＦにして、動作を停止する。

本実施例では、小さな水平方向検出器５６ａを回転させることにより、ガイド光送光器６６の水平方向を検出するので、この水平方向検出を迅速に行うことができ、測量全体にかかる時間のいっそうの短縮ができる。また、測量機５０とターゲット６０との間で、無線による連絡をしないので、電磁的ノイズが多い環境でも利用することができる。

さらに、本発明の第４実施例を図１０−図１２に基づいて説明する。図１０は、本実施例の測量システムの概略を示す図である。図１１は、この測量システムのブロック図である図である。図１２は、この測量システムの動作を説明するフローチャートである。

本実施例の測量システムは、図１０及び図１１に示したように、測量機本体５２に方向検出器５６を設けず、望遠鏡５４に方向検出器５６ｃを固定し、方向検出器５６ｃは、図示しない凸レンズ、マスク及び１つの受光センサとで構成され、望遠鏡５４の回転によりガイド光送光器６６の方向を検出できるようにされた点を除いて、前記第１実施例と同じである。そこで、図１０と図１１では、前記第１実施例と同じ部分に、同じ符号を付すにとどめて、本実施例の測量システムの構成について、これ以上の説明は省略する。

図１２に基づき、本実施例の測量システムの動作について説明する。スタートからステップＳ１０６までは、前記第１実施例のスタートからステップＳ１０６（図３参照）と同様に、測量機本体５２を水平回転させて望遠鏡５４の水平方向位置合わせを行う。

次に、ステップＳ１４６からステップ１４８までは、前記第３実施例のステップＳ１４６からステップ１４８（図９参照）と同様に、望遠鏡５４を鉛直回転させ、ターゲット６０側からのガイド光６４を受光して、ガイド光送光部６６の鉛直方向検出し、望遠鏡５４の概略の鉛直方向位置合わせを行う。

次に、ステップＳ１０７からＳ１０８までは、前記第１実施例のＳ１０７からＳ１０８（図３参照）と同様に、概略視準準備を済ますと、測量機５０側からターゲット６０側へ無線６５でガイド光ＯＦＦの指令を出し（Ｓ１０７、Ｓ６））、ガイド光がＯＦＦとされ（Ｓ８）、ターゲット６０側から測量機５０側へガイド光６４をＯＦＦしたことを通知される（Ｓ８、Ｓ１０８）。そして、ステップＳ１１５以降は、第１実施例のステップＳ１１５以降（図３参照）と同様に、自動視準及び測距・測角を行う。

本実施例では、ガイド光送光器６６から出射するガイド光６４を用いて、望遠鏡５４をガイド光送光器６６に向けて水平方向と鉛直方向の両方に位置合わせをする視準準備を行うから、いっそう迅速確実に自動視準を行うことができる。

ところで、本発明は、前記実施例に限るものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、前記各実施例では、ガイド光６４が水平方向に幅広で上下幅の狭いファンビームを鉛直方向に走査させたが、ガイド光６４は、幅方向に広く厚さ方向に狭いファンビームを幅方向と異なる方向に走査すればどのようなものでもよく、一例を挙げれば、鉛直方向に幅広で水平方向に狭いファンビームを水平方向に走査するものであってもよい。また、測量機５０とターゲット６０との通信手段には、電波以外にも、赤外線、可視光線又は有線等を使用することが可能である。

本発明の第１実施例に係る測量システムの概略を示す図である。前記第１実施例に係る測量システムのブロック図である図である。前記第１実施例に係る測量システムの動作のフローチャートである。本発明の第２実施例に係る測量システムの概略を示す図である。前記第２実施例に係る測量システムのブロック図である図である。前記第２実施例に係る測量システムの動作のフローチャートである。本発明の第３実施例に係る測量システムの概略を示す図である。前記第３実施例に係る測量システムのブロック図である図である。前記第３実施例に係る測量システムの動作のフローチャートである。本発明の第４実施例に係る測量システムの概略を示す図である。前記第４実施例に係る測量システムのブロック図である図である。前記第４実施例に係る測量システムの動作のフローチャートである。従来のリモコン装置を備えた測量機を示す図である。前記従来の測量機に備えられた受光ユニットの斜視図である。

符号の説明

５０測量機
５２測量機本体
５４望遠鏡
５６、５６ｃ方向検出器（視準準備手段）
５６ａ水平方向検出器（視準準備手段）
５６ｂ鉛直方向検出器（視準準備手段）
５８視準光
６０ターゲット
６２再帰反射体
６４ガイド光
６６ガイド光送光器
７０無線機（視準準備手段）
７２無線機
９０、１２０視準光受光器
１００制御演算部（視準準備手段）
１０１駆動部（視準準備手段）
１１８視準光出射部

Claims

光を来た方向に反射する再帰反射体を備えたターゲットと、前記再帰反射体と望遠鏡の視準軸を自動的に一致させる自動視準装置を備えた測量機とからなる測量システムであって、
前記ターゲットは、ガイド光として水平方向に幅広で上下幅の狭いファンビームを鉛直方向に走査するガイド光送光器を備え、
前記測量機は、測量機本体に固定された水平方向検出器と、視準光を出射する視準光出射部と、前記再帰反射体で反射してくる視準光を受光する視準光受光器と、前記自動視準装置を始動させる前に前記望遠鏡を略前記再帰反射体の方向に向ける視準準備手段とを備え、
該視準準備手段は、前記測量機本体を水平回転させて、前記水平方向検出器が前記ガイド光を受光することにより、前記ガイド光送光器の水平方向を検出し、それから、前記視準光を出射するとともに前記望遠鏡を鉛直回転させて、前記視準光を前記視準光受光器で受光することにより、前記再帰反射体の鉛直方向位置を検出することを特徴とする測量システム。
前記ターゲットは、前記視準光を受光する視準光受光器と、該視準光受光器が前記視準光を受光すると、前記ガイド光をオフとする制御演算部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の測量システム。
光を来た方向に反射する再帰反射体を備えたターゲットと、前記再帰反射体と望遠鏡の視準軸を自動的に一致させる自動視準装置を備えた測量機とからなる測量システムであって、
前記ターゲットは、ガイド光として水平方向に幅広で上下幅の狭いファンビームを鉛直方向に走査するガイド光送光器を備え、
前記測量機は、測量機本体に水平回転可能に取り付けられた水平方向検出器と、前記測量機本体に鉛直回転可能に固定された前記望遠鏡に固定された鉛直方向検出器と、前記自動視準装置を始動させる前に前記望遠鏡を略前記再帰反射体の方向に向ける視準準備手段とを備え、
該視準準備手段は、前記水平方向検出器を水平回転させて、前記水平方向検出器が前記ガイド光を受光することにより、前記ガイド光送光器の水平方向を検出し、それから、前記望遠鏡を鉛直回転させて、前記鉛直方向検出器が前記ガイド光を受光することにより、前記ガイド光送光器の鉛直方向を検出することを特徴とする測量システム。