JP6253973B2

JP6253973B2 - 測量装置

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Inventors: 信幸西田
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Description

本発明は、レーザポインタを有する測量装置に関するものである。

従来の測量装置に於いて、測量を行う場合、先ず望遠鏡により測定したい測定点を視準していた。

従来の測量装置を用いた視準にはいくつか方法があり、望遠鏡を覗込みつつ手動で動かし、目視により測定点を視準する方法、望遠鏡に内蔵されたカメラにより画像を取得し、取得した画像上から測定点を選択して視準する方法、レーザポインタが一体化された測量装置を用い、レーザポインタの照射点を見ながら測量装置を手動で操作し測定点迄誘導する方法、画像上からレーザポインタの照射点をコントローラにて制御し、レーザポインタを測定点迄誘導する方法等がある。

然し乍ら、望遠鏡を覗込む場合や画像上から測定点を選択する場合、視野が限られている為、特徴が少なく同程度の輝度の壁面が続く場所や、周期的な模様が付いた場所、或は暗い場所等では望遠鏡を測定点に向け難い。

又、測量装置本体からレーザポインタを向ける場合、距離が離れるとレーザポインタを測定点に正確に合わせることが困難であり、コントローラによりレーザポインタを誘導する場合に、測定点群が傾斜していると作業者の感覚とレーザポインタの動きが一致せず、レーザポインタを誘導し難い。

更に、プリズムによって直に測定点を測定した場合には、測定点と定数オフセットの関係でプリズムを正しく設置する必要があり、手間がかかるという問題があった。

又、測定点への誘導を容易にする為、レーザポインタを有すると共にプリズムを追尾可能な測量装置を用い、作業者がプリズムを持って測定点付近まで移動し、レーザポインタから照射されたレーザポインタ光を測定点迄誘導する方法もある。然し乍ら、この様な測量装置の場合、視軸に対して追尾光軸、レーザポインタ光軸、測距光軸が全て一致しており、レーザポインタ光が壁面等に照射されることなくプリズムに反射される為、レーザポインタ光の反射光を目視することができず、レーザポインタによる正確な誘導が困難であった。

特開平７−１９８３８３号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、容易で確実な測定点への誘導を可能とし、作業効率の向上を図る測量装置を提供するものである。

本発明は、ノンプリズム測定可能であり、レーザポインタ光を照射するレーザポインタと、望遠鏡部を介して測距光を射出し、反射光を受光して測定点の測距を行い、又測定点の測角を行う測定部と、前記望遠鏡部を介してターゲットを含む画像を取得する撮像部と、前記望遠鏡部を介して追尾光を射出し、前記ターゲットからの反射光を受光して該ターゲットの追尾を行う追尾部と、前記望遠鏡部を水平方向、鉛直方向に回転させる駆動部と、前記ターゲットからの前記追尾光の反射光が前記撮像部の撮像素子上の所定位置に位置する様前記駆動部を制御し前記ターゲットを追尾させる制御装置とを具備し、前記測距光の光軸と前記追尾光の光軸とは既知の関係にあり、前記レーザポインタ光の光軸は前記追尾光の光軸から所定角度分オフセットされた測量装置に係るものである。

又本発明は、前記測定部の前記測距光の光軸が前記レーザポインタ光の光軸と同軸であり、前記レーザポインタ光の光軸が前記撮像素子上の中心に位置し、前記追尾光の光軸が前記レーザポインタ光の光軸からオフセットされた測量装置に係るものである。

又本発明は、前記制御装置は、前記レーザポインタ光の反射光の受光信号が発せられない様前記撮像素子をマスク処理する測量装置に係るものである。

又本発明は、前記測定部の前記測距光の光軸と前記追尾光の光軸が同軸であり、前記レーザポインタ光の光軸は前記追尾光の光軸からオフセットされ、測定点への前記レーザポインタ光の誘導後、前記制御装置は前記測距光の光軸が設定されたオフセット角を０にする様移動する様前記駆動部を制御する測量装置に係るものである。

又本発明は、前記望遠鏡部を鉛直回転させる水平軸と、該水平軸に対し相対回転可能なオフセット軸と、該オフセット軸を回転させるオフセット駆動部と、前記オフセット軸の端面に設けられ前記レーザポインタ光を反射させるミラーとを更に具備し、前記オフセット軸を前記水平軸に対して相対回転させることで前記レーザポインタ光のオフセット角を変更可能とした測量装置に係るものである。

更に又本発明は、レーザポインタ光を照射するレーザポインタと、望遠鏡部を介して測距光を射出し、反射光を受光して測定点の測角を行う測定部と、前記望遠鏡部を介してターゲットを含む画像を取得する撮像部と、前記望遠鏡部を介して追尾光を射出し、前記ターゲットからの反射光を受光して該ターゲットの追尾を行う追尾部と、前記望遠鏡部を水平方向、鉛直方向に回転させる駆動部と、前記ターゲットからの前記追尾光の反射光が前記撮像部の撮像素子上の所定位置に位置する様前記駆動部を制御し、前記ターゲットを追尾させる制御装置とを具備し、前記測距光の光軸と前記追尾光の光軸とは既知の関係にあり、前記レーザポインタ光の光軸は前記追尾光の光軸から所定角度分オフセットされた測量装置に係るものである。

本発明によれば、ノンプリズム測定可能であり、レーザポインタ光を照射するレーザポインタと、望遠鏡部を介して測距光を射出し、反射光を受光して測定点の測距を行い、又測定点の測角を行う測定部と、前記望遠鏡部を介してターゲットを含む画像を取得する撮像部と、前記望遠鏡部を介して追尾光を射出し、前記ターゲットからの反射光を受光して該ターゲットの追尾を行う追尾部と、前記望遠鏡部を水平方向、鉛直方向に回転させる駆動部と、前記ターゲットからの前記追尾光の反射光が前記撮像部の撮像素子上の所定位置に位置する様前記駆動部を制御し前記ターゲットを追尾させる制御装置とを具備し、前記測距光の光軸と前記追尾光の光軸とは既知の関係にあり、前記レーザポインタ光の光軸は前記追尾光の光軸から所定角度分オフセットされたので、前記レーザポインタ光は前記ターゲットに反射されることなく照射され、作業者は前記レーザポインタ光の照射点及び測定点を目視しながら該レーザポインタ光を容易且つ確実に測定点迄誘導することができ、作業効率の向上を図ることができる。

又本発明によれば、前記測定部の前記測距光の光軸が前記レーザポインタ光の光軸と同軸であり、前記レーザポインタ光の光軸が前記撮像素子上の中心に位置し、前記追尾光の光軸が前記レーザポインタ光の光軸からオフセットされたので、前記レーザポインタ光を測定点に誘導した後、測定を行う為に前記測距光の光軸の位置を補正する必要がなく、作業性を向上させることができる。

又本発明によれば、前記制御装置は、前記レーザポインタ光の反射光の受光信号が発せられない様前記撮像素子をマスク処理するので、追尾の際に前記レーザポインタ光の反射光が追尾されるのを防止することができ、前記ターゲットの追尾の安定性を向上させることができる。

又本発明によれば、前記測定部の前記測距光の光軸と前記追尾光の光軸が同軸であり、前記レーザポインタ光の光軸は前記追尾光の光軸からオフセットされ、測定点への前記レーザポインタ光の誘導後、前記制御装置は前記測距光の光軸が設定されたオフセット角を０にする様移動する様前記駆動部を制御するので、前記追尾光の光軸と前記レーザポインタ光の光軸との間のオフセット角に制限がなく、測定点が天井にある等手動での誘導が困難な場合であっても、前記レーザポインタ光を測定点迄誘導し、測定を行うことができる。

又本発明によれば、前記望遠鏡部を鉛直回転させる水平軸と、該水平軸に対し相対回転可能なオフセット軸と、該オフセット軸を回転させるオフセット駆動部と、前記オフセット軸の端面に設けられ前記レーザポインタ光を反射させるミラーとを更に具備し、前記オフセット軸を前記水平軸に対して相対回転させることで前記レーザポインタ光のオフセット角を変更可能としたので、測定点の位置に応じてオフセット角を自在に設定することができ、作業効率を向上させることができる。

更に又本発明によれば、レーザポインタ光を照射するレーザポインタと、望遠鏡部を介して測距光を射出し、反射光を受光して測定点の測角を行う測定部と、前記望遠鏡部を介してターゲットを含む画像を取得する撮像部と、前記望遠鏡部を介して追尾光を射出し、前記ターゲットからの反射光を受光して該ターゲットの追尾を行う追尾部と、前記望遠鏡部を水平方向、鉛直方向に回転させる駆動部と、前記ターゲットからの前記追尾光の反射光が前記撮像部の撮像素子上の所定位置に位置する様前記駆動部を制御し、前記ターゲットを追尾させる制御装置とを具備し、前記測距光の光軸と前記追尾光の光軸とは既知の関係にあり、前記レーザポインタ光の光軸は前記追尾光の光軸から所定角度分オフセットされたので、前記レーザポインタ光は前記ターゲットに反射されることなく照射され、作業者は前記レーザポインタ光の照射点及び測定点を目視しながら該レーザポインタ光を容易且つ確実に測定点迄誘導することができ、作業効率の向上を図ることができるという優れた効果を発揮する。

測量装置及びターゲットを示す概略図である。本発明の第１の実施例に係る測量装置及びコントローラの制御系を示す構成図である。本発明の第１の実施例に係る測量装置により取得した画像を示す説明図である。本発明の第１の実施例に係る測量装置により取得した画像の他の例を示す説明図である。本発明の第１の実施例に係る測量装置による測定点の測定を説明するフローチャートである。本発明の第２の実施例に係る測量装置により取得した画像を示す説明図である。本発明の第３の実施例に係る測量装置の要部拡大図であり、（Ａ）は該測量装置の正面図を示し、（Ｂ）は該測量装置の側面図を示している。本発明の第３の実施例の変形例を示す測量装置の要部拡大図であり、（Ａ）は該測量装置の正面図を示し、（Ｂ）は該測量装置の側面図を示している。本発明の第３の実施例に係る測量装置による測定点の測定を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

先ず、図１、図２を参照して、本発明の第１の実施例に係る測量装置について説明する。

図１中、１はトータルステーション等の測量装置、２は反射体を有するターゲット、３は携帯端末であるコントローラを示しており、該コントローラ３が前記測量装置１に指示できる様、該測量装置１と前記コントローラ３はそれぞれ通信部を具備している。

前記ターゲット２は棒状の支持体４を有し、該支持体４の先端に反射体が設けられている。該反射体には、例えば複数の３角錐状のプリズムが放射状に組合わされて構成された全周プリズム５が用いられる。尚、前記コントローラ３は携帯可能としてもよく、或は前記ターゲット２と一体化されていてもよい。

前記測量装置１は、測量装置本体７、水平回動部８を有し、三脚６等の支持装置を介して既知の点に配置される。前記水平回動部８は前記測量装置本体７を鉛直軸心を中心に３６０°全周回転させることが可能となっており、水平角検出器１０により前記測量装置本体７の回転量、即ち水平角が検出できる様になっている。又、該測量装置本体７は測定結果や測定の進行状態等を表示する表示部９、測定条件の設定や測定結果の表示操作等を行う操作部１１を有している。尚、前記表示部９は、タッチパネルとして表示部と操作部とを兼用させてもよい。

前記測量装置本体７は望遠鏡部１２を有し、該望遠鏡部１２は水平軸１３（図８参照）を介して筐体１４に支持されている。図示しない水平軸モータにより前記水平軸１３が駆動されることで、前記望遠鏡部１２が鉛直方向に回転される様になっている。尚、前記水平回動部８と前記水平軸モータにより、前記望遠鏡部１２を水平方向及び鉛直方向に回転させる駆動部が構成される。

前記望遠鏡部１２は視準望遠鏡（図示せず）を備え、該視準望遠鏡は５°程度の視野角を有し、測定点を視準可能となっている。

前記望遠鏡部１２には撮像部２９が内蔵され、該撮像部２９は前記視準望遠鏡を透して画像を撮像可能であり、又前記撮像部２９は撮像素子３１（後述、図３参照）として、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等を有し、デジタル画像データを出力する様になっている。

又、前記望遠鏡部１２は、光波距離計（ＥＤＭ）３２、追尾部２０、レーザポインタ照射部３０、オフセット部４０を内蔵している。

前記光波距離計３２は、プリズム測定及びノンプリズム測定が可能であり、少なくともプリズム測定が可能となっている。前記光波距離計３２は測距光軸３３を介して測距光を測定対象物に射出し、該測定対象物からの反射光を受光し、受光結果に基づき該測定対象物迄の測距を行う。前記追尾部２０は追尾光軸４９を有し、該追尾光軸４９上に追尾光を射出し、追尾対象物からの反射光を受光し、受光結果に基づき前記追尾対象物の追尾を行う様になっている。又、前記レーザポインタ照射部３０はレーザポインタ光軸３４を有し、該レーザポインタ光軸３４上に可視光のレーザ光線（レーザポインタ光）を照射する様になっており、測定点又は測定点近傍を照射する。

又前記オフセット部４０は前記追尾光軸４９を前記測距光軸３３、前記レーザポインタ光軸３４に対して所要のオフセット角度に設定できる様になっている。尚、オフセット角が固定の場合には、前記オフセット部４０は省略してもよい。

前記光波距離計３２、前記追尾部２０、前記レーザポインタ照射部３０は、いずれも光学系として前記望遠鏡部１２を共用しており、該望遠鏡部１２から測距光、追尾光、レーザポインタ光が射出される様になっている。

第１の実施例は、ノンプリズム測定に関するものであり、前記測距光軸３３と前記レーザポインタ光軸３４とは合致し、前記追尾光軸４９は、前記オフセット部４０により、前記測距光軸３３、前記レーザポインタ光軸３４に対して所要角度オフセットされている。

前記測量装置本体７の内部には制御装置３５が設けられている。該制御装置３５は、演算部３６、記憶部３７、通信部３８、モータ駆動部３９、前記表示部９、前記操作部１１を具備している。

前記演算部３６は、前記操作部１１或は前記コントローラ３からの操作入力に基づき、前記水平回動部８の水平回転の制御、前記望遠鏡部１２の鉛直回転の制御を行い、又、前記光波距離計３２による測距、前記水平角検出器１０及び鉛直角検出器１８の検出結果に基づく水平角、鉛直角の測定、前記撮像部２９による画像の取得等を行う様になっている。

尚、前記撮像素子３１には、前記測距光軸３３と一致した点に原点を有する座標系が設定され、前記撮像素子３１を構成する各画素は前記座標系によって位置が特定される様になっている。

尚、前記光波距離計３２、前記水平角検出器１０、前記鉛直角検出器１８により測定部が構成される。

次に、図２に於いて、前記測量装置１及び前記コントローラ３の制御系について説明する。

前記記憶部３７には、前記光波距離計３２を制御して測距を行う為の測距プログラム、前記オフセット部４０を駆動制御し前記レーザポインタ光軸３４のオフセット角を設定する為のオフセットプログラム、前記操作部１１或は前記コントローラ３からの操作入力に基づき前記水平回動部８、図示しない水平軸モータを駆動させる為の駆動制御プログラム、設定されたオフセット角を維持した状態で前記ターゲット２を追尾する為の追尾プログラム、前記撮像部２９により取得された画像に画像処理を施す画像処理プログラム、送受信を制御する通信プログラム等のプログラムが格納されている。

前記通信部３８は、前記コントローラ３に設けられる通信部４３（後述）との間で、操作指令信号（コマンド）、測距データ、画像データ等のデータ通信を行う。

前記モータ駆動部３９は、前記演算部３６からのコマンドに従い、前記水平回動部８、前記望遠鏡部１２の駆動モータの駆動制御を行うと共に、前記オフセット部４０を駆動させてオフセット量（オフセット角）を設定する。

又、前記コントローラ３は、主に演算部４１、記憶部４２、前記通信部４３、表示部４４、操作部４５を有している。

前記記憶部４２には、予め入力された測定点の座標や、前記測量装置１から送られた画像中の前記レーザポインタ光軸３４の位置と測定点の座標とを比較し、前記表示部４４に測定点迄の誘導情報を表示する誘導情報表示プログラム等のプログラムが格納されている。

前記表示部４４に表示される画像の中心は原点であり、前記撮像素子３１の原点と対応している。又、前記表示部４４には前記撮像素子３１からの画像データに基づき画像が表示され、該撮像素子３１の受光状態が１：１で表示される。

図３は該撮像素子３１を示しており、図３中では該撮像素子３１の原点を示す為便宜上十字状のマーク４６が示されている。該マーク４６の交点が前記撮像素子３１の原点となっており、該原点は前記測距光軸３３及び前記レーザポインタ光軸３４と一致している。

前記撮像素子３１の中心（原点）にはレーザポインタ光２６の反射光が表示され、前記撮像素子３１の原点から設定されたオフセット角分だけ離れた位置に、前記ターゲット２で反射された追尾光が表示される。図示では水平方向（ｘ軸方向）にα、鉛直方向（ｙ軸方向）にβずれた状態を示している。

図３中には便宜上原点からオフセット角分だけ離れた位置に十字状のマーク４８が示され、該マーク４８の交点が前記追尾光軸４９と一致している。本実施例に於いては、前記追尾光軸４９から前記撮像素子３１上の所定距離内に前記ターゲット２が位置する様（追尾反射光が受光される様）、前記水平回動部８及び水平軸モータ（図示せず）がフィードバック制御されることで、前記測量装置本体７が前記ターゲット２を追尾する様になっている。

尚、図３中には便宜上前記レーザポインタ光２６の反射光が表示されているが、実際には、前記撮像素子３１の画素の内、前記レーザポインタ光２６を受光する所定範囲に含まれる画素からの信号を無効にする等の処理が行われる。例えば、図４に示される様に、前記反射光にマスク４７を被せるマスク処理を行い、前記レーザポインタ光２６の反射光が前記撮像素子３１に検出されない様にしている。前記レーザポインタ光２６の反射光が検出されないことで、前記測量装置本体７が誤作動を起して前記レーザポインタ光２６の反射光を追尾するのを防止でき、追尾を安定させることができる。

尚、前記レーザポインタ光２６の反射光が前記撮像素子３１に受光されない様に、前記追尾部２０に前記レーザポインタ光２６の波長をカットする波長選択フィルタを設けてもよい。

前記測量装置１により取得された画像等は前記通信部３８を介して送信され、前記通信部４３を介して前記コントローラ３に受信され、前記表示部４４に表示される。又、前記操作部４５を介して追尾の開始及び停止、測距開始等の指示（コマンド）が入力されると、各コマンドが前記通信部４３を介して前記通信部３８に送信され、該通信部３８を介して前記測量装置１に入力される。

前記レーザポインタ光２６による誘導を行う際には、該レーザポインタ光２６を照射し、追尾光を射出し、前記ターゲット２の追尾を開始した状態で、作業者が該ターゲット２を持って測定点付近迄移動する。

この時、前記撮像素子３１では、前記ターゲット２からの反射光（以下追尾反射光）が原点（前記測距光軸３３）からオフセットした位置（前記マーク４８が示す位置）で受光され、前記ターゲット２を移動させることで、前記撮像素子３１上での前記ターゲット２からの追尾反射光の受光位置が、前記追尾光軸４９を中心として所定の範囲内となる様に前記測量装置本体７が前記ターゲット２を追尾する。

次に、図５のフローチャートを用い、第１の実施例に於ける前記測量装置１による測定点の測定について説明する。尚、測距はノンプリズム測定で行われる。

ＳＴＥＰ：０１前記測量装置１が既知の位置に設置される。該測量装置１による測定を開始する際には、先ず前記追尾光軸４９を前記測距光軸３３及び前記レーザポインタ光軸３４から既知の値でオフセットする。尚、オフセット量が固定されている場合は、この作業は省略できる。次に、前記コントローラ３より前記レーザポインタ光２６の照射開始を入力することで、前記レーザポインタ照射部３０が駆動され、前記レーザポインタ光２６が照射される。

ＳＴＥＰ：０２次に、前記コントローラ３により前記ターゲット２の追尾開始を入力することで前記追尾部２０から追尾光が射出され、前記ターゲット２からの追尾反射光が前記追尾部２０で受光されると、追尾が開始される。前記ターゲット２の動きに追従し、追尾反射光が前記撮像素子３１に受光される様に、前記水平回動部８を介して前記測量装置本体７が水平方向に回動し、又前記水平軸１３を介して前記望遠鏡部１２が鉛直方向に回転する。

ＳＴＥＰ：０３追尾開始後、作業者は前記ターゲット２を測定点付近に移動させ、測定点及びレーザポインタ光２６の照射点を目視しながら該レーザポインタ光２６を測定点迄誘導する。

ＳＴＥＰ：０４、ＳＴＥＰ：０５前記レーザポインタ光２６を測定点迄誘導した後、該レーザポインタ光２６の照射点が測定点と一致しているかどうかが判断され、一致していないと判断された場合には再度前記レーザポインタ光２６の誘導を行う。又、該レーザポインタ光２６の照射点が測定点と一致していると判断された場合には、前記コントローラ３を介して追尾及び前記レーザポインタ光２６の照射を停止する。

ＳＴＥＰ：０６追尾及び該レーザポインタ光２６の照射終了後、前記コントローラ３を介して測定開始を入力することで、測定開始のコマンドが前記コントローラ３から前記測量装置１に送信される。前記測量装置１が測定点の測定を開始し、ノンプリズム測距及び測角が行われる。この時、前記測距光軸３３と前記レーザポインタ光軸３４が一致しているので、測定点の測定を行う際に水平角及び鉛直角の補正を行う必要がない。

ＳＴＥＰ：０７測定点の測定後、測定点迄の距離及び測定点の角度（水平角、鉛直角）を前記記憶部３７に保存する。

ＳＴＥＰ：０８測定結果の保存後は、前記ターゲット２からの反射光（即ち、追尾反射光）が前記追尾光軸４９を中心とした所定範囲内に位置する様、前記測量装置本体７を駆動させ、前記ターゲット２を追尾可能な状態とするプリズムロック処理を行い、次の測定が行える状態とする。

尚、１箇所の測定点のみを測定する場合には、ＳＴＥＰ：０８は省略してもよい。

又、複数の測定点の測定を行う際には、再度ＳＴＥＰ：０１、ＳＴＥＰ：０２の処理を行い、前記レーザポインタ光２６の照射及び追尾を開始させた後、作業者が前記ターゲット２を移動させて前記レーザポインタ光２６を誘導し、ＳＴＥＰ：０５〜ＳＴＥＰ：０８の処理を行う。

尚、測定点間の距離が離れている或は測定点の場所が不明である等、次の測定点を目視するのが困難である場合には、前記表示部４４に表示された誘導情報に基づいて前記ターゲット２を概略の位置迄移動させた後、再度ＳＴＥＰ：０１〜ＳＴＥＰ：０８の処理を行ってもよい。

上述の様に、第１の実施例では、前記レーザポインタ光２６の前記レーザポインタ光軸３４と、前記ターゲット２を追尾する前記追尾光軸４９とがオフセットされており、前記レーザポインタ光２６が前記ターゲット２に反射されることなく照射されるので、作業者は前記レーザポインタ光２６の照射点を目視しながら手動で測定点迄誘導することができる。

従って、前記視準望遠鏡の限られた視野にて視準を行う必要がないので、測定点を容易に特定でき、又特徴が少なく同程度の輝度の壁面が続く場所、周期的な模様が付いた場所、或は暗い場所であっても、前記レーザポインタ光２６を確実に測定点迄誘導することができ、作業効率の向上を図ることができる。

又、作業者が前記コントローラ３の前記表示部４４を毎回見て測定点を選択する必要がないので、毎回前記表示部４４を見ることなく前記レーザポインタ光２６を直接誘導し、前記レーザポインタ光軸３４が測定点と一致したかを直に確認することができる。

又、測定点付近で前記レーザポインタ光２６を測定点に誘導すればよく、前記測量装置１側から測定点の視準を行う必要がないので、測定点と前記測量装置１の距離が離れている場合であっても迅速に且つ確実に前記レーザポインタ光２６を測定点迄誘導することができる。

又、前記コントローラ３を介してではなく、前記ターゲット２を手動で移動させながら目視で前記レーザポインタ光２６を測定点迄誘導するので、測定対象点群が傾斜している等前記表示部４４を見ながらでは感覚的に誘導し難い場合であっても、目視にて容易に誘導させることができる。

次に、図６に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図６中、図３中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。

第２の実施例に於いては、追尾光軸４９（図１参照）と測距光軸３３（図１参照）とが一致しており、前記追尾光軸４９と前記測距光軸３３からレーザポインタ光軸３４（図１参照）が所定のオフセット角分だけオフセットされている。

又、前記追尾光軸４９は撮像素子３１の中心に位置し、前記レーザポインタ光軸３４は、設定されたオフセット角分だけ前記追尾光軸４９からオフセットされている。例えば、図６に示される様に、前記レーザポインタ光軸３４は前記追尾光軸４９からＹ軸方向にのみオフセット（図６中、βで示す）され、前記レーザポインタ光軸３４は前記撮像素子３１の受光範囲外に位置している。

測定を行う際には、前記レーザポインタ光軸３４のオフセット角を設定する。尚、第１の実施例と同様、オフセット角が固定的に設定されている場合は、オフセット角の設定作業は省略できる。追尾部２０より追尾光を射出させ、追尾反射光を前記撮像素子３１に受光させ、追尾を開始する。作業者がターゲット２を測定点に移動させ、測量装置１に前記ターゲット２を追尾させてレーザポインタ光２６を測定点迄誘導する。誘導完了後、コントローラ３に誘導完了を入力すると、誘導完了信号が前記測量装置１に送信され、演算部３６は、設定したオフセット角分だけ望遠鏡部１２を回転させ、前記測距光軸３３を測定点に移動させて測距及び測角を行う様になっている。

第２の実施例では、追尾工程に於いて前記レーザポインタ光２６の前記レーザポインタ光軸３４が撮像範囲内にある必要がなく、図６に示される様に、前記レーザポインタ光２６の反射光が撮像範囲から外れる様に、オフセット角を設定すれば、前記撮像素子３１に前記レーザポインタ光２６の反射光が映込むことがなく、前記測量装置１が前記レーザポインタ光２６の反射光を追尾する誤作動を防止でき、追尾の安定性を向上させることができる。更に、第１の実施例の様に、マスク処理、フィルタによる前記レーザポインタ光２６のカット等が必要なくなる。

又、レーザポインタ照射部３０（図２参照）に、光軸の傾斜を変更可能な機構を追加し、前記レーザポインタ光軸３４と前記追尾光軸４９間のオフセット角を任意に設定可能とすれば、天井に測定点がある場合等測定点の近くでの誘導が困難な場所であっても、前記レーザポインタ光２６の照射点を目視しながら測定点迄手動で容易に誘導することができ、作業性の向上、作業効率の向上を図ることができる。

尚、第２の実施例に於いては、前記レーザポインタ光２６の前記レーザポインタ光軸３４をＹ軸方向にのみオフセットしているが、第１の実施例と同様、Ｘ軸方向とＹ軸方向の２方向にオフセットしてもよい。

次に、図７により第３の実施例を説明する。

該第３の実施例では、レーザポインタ２５を望遠鏡部１２の外部に設け、更に、該望遠鏡部１２の光軸に対してレーザポインタ光軸３４のオフセット角を自在に設定できる様にしたものである。尚、図７中、図１中で示したものと同一のものには同符号を付してある。

前記望遠鏡部１２は水平軸１３を介して筐体１４に設けられ、前記望遠鏡部１２は前記水平軸１３と一体に回転する様になっている。尚、図７中、２８は視準望遠鏡を示している。

前記水平軸１３の端面には、該水平軸１３と同心に円板１５が固着され、該円板１５の円周部にはアブソリュートエンコーダパターン等のエンコーダパターン１６が形成されている。又、前記筐体１４に読取り部１７が設けられ、該読取り部１７により前記エンコーダパターン１６の回転量を検出することで、前記望遠鏡部１２の回転量、即ち鉛直角が検出される。前記エンコーダパターン１６、前記読取り部１７は、鉛直角検出器１８を構成する。

前記水平軸１３の端部には、該水平軸１３と同心で前記円板１５を貫通するオフセット軸１９が前記水平軸１３に相対回転可能に設けられている。前記オフセット軸１９には継手２１を介して補助軸２２が設けられ、該補助軸２２は前記水平軸１３の端面より突出している。又、前記補助軸２２は前記水平軸１３に対して前記継手２１を介して傾動可能となっている。又、前記オフセット軸１９の端面にはミラー２３が設けられ、該ミラー２３の反射面は前記オフセット軸１９の軸心を含む様に設定されている。

前記円板１５にはレーザポインタ支持部２４が突設されている。該レーザポインタ支持部２４には前記レーザポインタ２５が設けられており、該レーザポインタ２５の前記レーザポインタ光軸３４は、前記オフセット軸１９の軸心と直交し、前記ミラー２３の反射面に入射する様設定されている。前記レーザポインタ２５より照射された前記レーザポインタ光２６は、前記ミラー２３により測定点方向に反射される様になっている。

又、前記円板１５には、モータとエンコーダが一体化されたオフセット駆動部であるオフセット軸モータ２７が設けられている。該オフセット軸モータ２７は２軸方向に回転駆動可能となっており、該オフセット軸モータ２７は前記オフセット軸１９を前記水平軸１３に対してＹ軸方向に相対的に回転させると共に、前記継手２１を中心に前記補助軸２２をＸ軸方向（Ｙ軸に対して直交する方向）に傾動させる様になっている。又、前記オフセット軸モータ２７は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の前記オフセット軸１９の回転量をそれぞれ検出可能となっている。尚、前記オフセット軸１９と前記オフセット軸モータ２７とでオフセット部４０（図２参照）が構成される。

前記オフセット軸モータ２７により、前記オフセット軸１９をＹ軸方向に回転させ、前記補助軸２２をＸ軸方向に傾動させることで、前記ミラー２３が前記継手２１と一体に２方向に回転及び傾動し、前記ミラー２３に反射される前記レーザポインタ光２６の照射方向、即ちオフセット角を変化させることができる。オフセットが完了すると、前記オフセット軸１９は前記水平軸１３と一体に回転し、オフセット角は固定となる。

尚、オフセット角が予め決っており、調整が不要である場合には、前記オフセット軸１９を設けず、図８（Ａ）（Ｂ）に示される様に、前記レーザポインタ２５を直接前記水平軸１３に取付けてもよい。

次に、図９のフローチャートを用い、第３の実施例に於ける測量装置１による測定点の測定について説明する。

ＳＴＥＰ：１１先ず、前記レーザポインタ２５を駆動させ、前記レーザポインタ光２６を照射させる。

ＳＴＥＰ：１２次に、コントローラ３の操作部４５（図２参照）を介して前記レーザポインタ光軸３４のオフセット角を既知の値で設定し、前記レーザポインタ光２６の光軸をオフセットする。

ＳＴＥＰ：１３該レーザポインタ光２６の光軸のオフセット後、前記コントローラ３を介して測量装置本体７から追尾光を射出させ、前記ターゲット２の追尾を開始させる。

ＳＴＥＰ：１４追尾開始後、作業者は該ターゲット２を測定点付近に移動させ、前記レーザポインタ光２６の照射点を目視しながら前記レーザポインタ光２６を測定点迄誘導する。

ＳＴＥＰ：１５、ＳＴＥＰ：１６該レーザポインタ光２６を測定点迄誘導した後、該レーザポインタ光２６の照射点が測定点と一致しているかどうかが判断され、一致していないと判断された場合には、再度前記レーザポインタ光２６の誘導を行う。又、該レーザポインタ光２６の照射点が測定点と一致していると判断された場合には、前記コントローラ３を介して追尾及び前記レーザポインタ光２６の照射を停止すると共に誘導完了を入力する。尚、誘導完了を入力することで、前記レーザポインタ光２６の照射を停止させてもよい。

ＳＴＥＰ：１７該レーザポインタ光２６の照射及び追尾の停止後、誘導完了を入力されると、誘導完了の信号が通信部４３（図２参照）より前記測量装置１の通信部３８（図２参照）に送信され、演算部３６（図２参照）は誘導完了の信号に基づきＳＴＥＰ：１２にて設定したオフセット角分だけ前記水平軸１３をオフセットと逆の方向に回転させ、測距光軸３３を測定点に視準させる。

ＳＴＥＰ：１８次に、前記コントローラ３を介して測定開始を入力することで、前記測量装置１による測定点の測定を開始し、ノンプリズム測距及び測角が行われる。

ＳＴＥＰ：１９測定点の測定後、測定点迄の距離及び測定点の角度を記憶部３７（図２参照）に保存する。

ＳＴＥＰ：２０測定結果の保存後は、前記ターゲット２が追尾光軸４９を中心とした所定範囲内に位置する様前記測量装置本体７を駆動させ、前記ターゲット２を追尾可能な状態とするプリズムロック処理を行い、次の測定が行える状態とする。

尚、第１の実施例と同様、測定する測定点が１箇所のみである場合には、ＳＴＥＰ：２０の処理は省略してもよい。

又、第１の実施例及び第２の実施例では、前記ターゲット２として全周プリズム５（図１参照）を用いているが、反射テープ等他の反射体を用いてもよいのは言う迄もない。

更に、第１の実施例及び第２の実施例共に、測定点の測角のみでよい場合は、測定点の測距は必要なく、前記レーザポインタ２５で測定点を示した時の前記測距光軸３３を測角し、更にオフセット量だけ補正をすれば測定点の測角を行えるので、ノンプリズム測定の機能は省略してもよい。

１測量装置
２ターゲット
３コントローラ
７測量装置本体
８水平回動部
１２望遠鏡部
１３水平軸
１９オフセット軸
２０追尾部
２１継手
２３ミラー
２５レーザポインタ
２６レーザポインタ光
２７オフセット軸モータ
２９撮像部
３０レーザポインタ照射部
３２光波距離計
３３測距光軸
３４レーザポインタ光軸
４０オフセット部
４９追尾光軸

Claims

ノンプリズム測定可能であり、レーザポインタ光を照射するレーザポインタと、望遠鏡部を介して測距光を射出し、反射光を受光して測定点の測距を行い、又測定点の測角を行う測定部と、前記望遠鏡部を介してターゲットを含む画像を取得する撮像部と、前記望遠鏡部を介して追尾光を射出し、前記ターゲットからの反射光を受光して該ターゲットの追尾を行う追尾部と、前記望遠鏡部を水平方向、鉛直方向に回転させる駆動部と、前記ターゲットからの前記追尾光の反射光が前記撮像部の撮像素子上の所定位置に位置する様前記駆動部を制御し前記ターゲットを追尾させる制御装置とを具備し、前記測距光の光軸と前記追尾光の光軸とは既知の関係にあり、前記レーザポインタ光の光軸は前記追尾光の光軸から所定角度分オフセットされたことを特徴とする測量装置。
前記測定部の前記測距光の光軸が前記レーザポインタ光の光軸と同軸であり、前記レーザポインタ光の光軸が前記撮像素子上の中心に位置し、前記追尾光の光軸が前記レーザポインタ光の光軸からオフセットされた請求項１の測量装置。
前記制御装置は、前記レーザポインタ光の反射光の受光信号が発せられない様前記撮像素子をマスク処理する請求項１又は請求項２の測量装置。
前記測定部の前記測距光の光軸と前記追尾光の光軸が同軸であり、前記レーザポインタ光の光軸は前記追尾光の光軸からオフセットされ、測定点への前記レーザポインタ光の誘導後、前記制御装置は前記測距光の光軸が設定されたオフセット角を０にする様移動する様前記駆動部を制御する請求項１の測量装置。
前記望遠鏡部を鉛直回転させる水平軸と、該水平軸に対し相対回転可能なオフセット軸と、該オフセット軸を回転させるオフセット駆動部と、前記オフセット軸の端面に設けられ前記レーザポインタ光を反射させるミラーとを更に具備し、前記オフセット軸を前記水平軸に対して相対回転させることで前記レーザポインタ光のオフセット角を変更可能とした請求項１〜請求項４のうちいずれかの測量装置。
レーザポインタ光を照射するレーザポインタと、望遠鏡部を介して測距光を射出し、反射光を受光して測定点の測角を行う測定部と、前記望遠鏡部を介してターゲットを含む画像を取得する撮像部と、前記望遠鏡部を介して追尾光を射出し、前記ターゲットからの反射光を受光して該ターゲットの追尾を行う追尾部と、前記望遠鏡部を水平方向、鉛直方向に回転させる駆動部と、前記ターゲットからの前記追尾光の反射光が前記撮像部の撮像素子上の所定位置に位置する様前記駆動部を制御し、前記ターゲットを追尾させる制御装置とを具備し、前記測距光の光軸と前記追尾光の光軸とは既知の関係にあり、前記レーザポインタ光の光軸は前記追尾光の光軸から所定角度分オフセットされたことを特徴とする測量装置。