JP6732618B2 - Surveying device and surveying method - Google Patents
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本発明は測量装置に係り、詳しくはピンポールに設けられたターゲットを視準して測量を行う測量装置及び測量方法に関する。 The present invention relates to a surveying device, and more particularly, to a surveying device and a surveying method for collimating a target provided on a pin pole to perform surveying.
トータルステーション等の測量装置では、測定地点にピンポールを立てて、当該ピンポールに設けられたターゲットまでの距離及び角度を測定することで、測量を行っている。 In a surveying device such as a total station, a survey is performed by setting a pin pole at a measurement point and measuring a distance and an angle to a target provided on the pin pole.
一般的にピンポールは、気泡管等の水準器を用いて鉛直に立設されるように作業者又は治具により保持されるが、人間が設置するものであることから、ある程度の傾きが生じてしまう。ピンポールが傾いて設置されると、ピンポール上に設けられるターゲットの位置がピンポールの先端である石突部から主に水平方向にずれてしまい、その分測量誤差が生じる。 Generally, the pin pole is held by an operator or a jig so that it is erected vertically using a level such as a bubble tube, but since it is installed by a person, it may be tilted to some extent. I will end up. If the pin pole is installed in a tilted position, the position of the target provided on the pin pole deviates mainly in the horizontal direction from the projection of the pin pole, which causes a measurement error.
そこで、ピンポール(プリズムポール)に、2軸傾斜センサを含む誤差補正装置を設け、2軸傾斜センサにより検出されるピンポールの傾斜情報に基づいて測量値を補正する測量装置が開発されている(特許文献1参照)。 Therefore, a surveying device has been developed in which an error correction device including a two-axis tilt sensor is provided on a pin pole (prism pole), and a surveying value is corrected based on the tilt information of the pin pole detected by the two-axis tilt sensor (patented). Reference 1).
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、ピンポールに誤差補正装置を設けることから、部品点数の増加及びコストの増加を招くとともに、誤差の補正を行うための処理工数も増加するという問題がある。
However, in the technique described in
また、特にターゲットにプリズム定数0mmのプリズムを使用した場合には、プリズムの中心とピンポールの軸がずれているため、プリズムが測量装置と正対していないと、プリズムの向きに応じて水平方向の誤差が生じる。 Further, especially when a prism having a prism constant of 0 mm is used as the target, the center of the prism and the axis of the pin pole are misaligned. There will be an error.
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところはピンポールの傾きによる測量誤差及びプリズムの向きによる測量誤差を容易に解消できる上、測量の工数を削減して作業効率を向上させることのできる測量装置及び測量方法を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve such a problem, and its purpose is to easily eliminate the surveying error due to the tilt of the pin pole and the surveying error due to the orientation of the prism, and reduce the number of surveying steps. To provide a surveying device and a surveying method capable of improving work efficiency.
上記した目的を達成するために、本発明に係る測量装置は、ターゲットが設けられたピンポールを用いて測量を行う測量装置であって、鉛直方向に回動可能であり、測定対象を視準する望遠鏡部と、水平方向に回動可能であり、前記望遠鏡部を支持する本体部と、前記本体部の水平方向の回動に基づく水平角を検出する水平角検出部と、前記望遠鏡部の鉛直方向の回動に基づく鉛直角を検出する鉛直角検出部と、前記測定対象までの斜距離を測定する測距部と、前記ピンポールの石突部に視準された状態で前記水平角検出部により検出される水平角を取得した後、前記望遠鏡部を上方に回動させて前記ピンポールのターゲットを探索し、発見されたターゲットを視準して前記鉛直角検出部により検出される鉛直角及び前記測距部により測定される斜距離を取得する自動鉛直視準制御部と、を備える。 In order to achieve the above-mentioned object, a surveying instrument according to the present invention is a surveying instrument that performs surveying using a pin pole provided with a target, is vertically rotatable, and collimates a measurement target. A telescope section, a main body section that is horizontally rotatable and supports the telescope section, a horizontal angle detection section that detects a horizontal angle based on the horizontal rotation of the main body section, and a vertical section of the telescope section. The vertical angle detection unit that detects the vertical angle based on the rotation of the direction, the distance measurement unit that measures the oblique distance to the measurement target, and the horizontal angle detection unit in the state collimated to the projection of the pin pole. After obtaining the detected horizontal angle, the telescope unit is rotated upward to search for the target of the pin pole, and the vertical angle and the vertical angle detected by the vertical angle detection unit by collimating the discovered target And an automatic vertical collimation control unit that acquires the oblique distance measured by the distance measuring unit.
また、本発明に係る測量装置は、さらに、前記自動鉛直視準制御部により取得した水平角、鉛直角、及び斜距離を表示する表示部を備えてもよい。 Further, the surveying device according to the present invention may further include a display unit that displays the horizontal angle, the vertical angle, and the oblique distance acquired by the automatic vertical collimation control unit.
また、本発明に係る測量装置において、前記自動鉛直視準制御部は、取得した水平角、鉛直角、及び斜距離に基づき前記ターゲットの三次元座標を算出可能であってもよい。 Further, in the surveying device according to the present invention, the automatic vertical collimation control unit may be capable of calculating the three-dimensional coordinates of the target based on the acquired horizontal angle, vertical angle, and oblique distance.
上記した目的を達成するために、本発明に係る測量方法では、鉛直方向に回動可能で測定対象を視準する望遠鏡部と、水平方向に回動可能で前記望遠鏡部を支持する本体部とを備え、ターゲットが設けられたピンポールを用い、水平角、鉛直角、斜距離を測定することで、測量を行う測量方法であって、前記ピンポールの石突部を視準する石突視準工程と、前記石突部における水平角を取得する第1の測定工程と、前記石突部から前記望遠鏡部を上方に回動させて前記ピンポールのターゲットを探索する探索工程と、前記探索工程により発見された前記ターゲットを視準して鉛直角及び斜距離を取得する第2の測定工程と、を備える。 In order to achieve the above object, in the surveying method according to the present invention, a telescope unit that is vertically rotatable and collimates a measurement target, and a main body unit that is horizontally rotatable and supports the telescope unit. , Using a pin pole provided with a target, horizontal angle, vertical angle, by measuring the oblique distance is a surveying method for surveying, a stone-projection collimating step of collimating the stone projection of the pin-pole, A first measurement step of obtaining a horizontal angle at the stone projection portion, a search step of rotating the telescope portion upward from the stone projection portion to search for a target of the pin pole, and the target found by the search step. And a second measurement step of collimating to obtain the vertical angle and the oblique distance.
また、本発明に係る測量方法は、少なくとも、前記第1の測定工程、探索工程、第2の測定工程までを自動で行うのが好ましい。 Further, in the surveying method according to the present invention, it is preferable that at least the first measuring step, the searching step, and the second measuring step are automatically performed.
また、本発明に係る測量方法は、さらに、前記第1の測定工程にて取得した水平角、前記第2の測定工程にて取得した鉛直角及び斜距離を表示する表示工程を備えてもよい。 Further, the surveying method according to the present invention may further include a display step of displaying the horizontal angle acquired in the first measuring step, the vertical angle and the oblique distance acquired in the second measuring step. ..
また、本発明に係る測量方法は、さらに、前記第1の測定工程にて取得した水平角、前記第2の測定工程にて取得した鉛直角及び斜距離に基づき前記ターゲットの三次元座標を算出する座標算出工程を備えてもよい。 Further, the surveying method according to the present invention further calculates three-dimensional coordinates of the target based on the horizontal angle acquired in the first measuring step, the vertical angle and the oblique distance acquired in the second measuring step. A coordinate calculation step may be provided.
上記手段を用いる本発明によれば、ピンポールの傾きによる測量誤差及びプリズムの向きによる測量誤差を容易に解消できる上、測量の工数を削減して作業効率を向上させることができる。 According to the present invention using the above means, it is possible to easily eliminate the surveying error due to the tilt of the pin pole and the surveying error due to the orientation of the prism, and it is possible to reduce the number of surveying steps and improve the work efficiency.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1には本実施形態に係る測量装置1の外観斜視図が示されており、以下同図に基づき測量装置1の構造について説明する。
FIG. 1 shows an external perspective view of a
図1に示す測量装置1は、例えばトータルステーションであり、図示しない三脚上に設けられ、測定対象までの角度と距離とを測定して測量を行うものである。
The
測量装置1は主に、整準を行う整準部2、当該整準部2の上に設けられた基盤部3、基盤部3に鉛直軸心を中心に回動可能に設けられた本体部4、当該本体部4に水平軸心を中心に回動可能に設けられた望遠鏡部5から構成されている。
The
詳しくは、整準部2は、水平面上の3点に配置された整準ねじ3a(図1では2つのみ図示)を有し、当該整準ねじ3aの締め具合を調整することで基盤部3から上部における鉛直軸の傾きを調整(整準)することが可能である。
Specifically, the
基盤部3の上に設けられている本体部4は、正面視において略矩形の枠状をなしており、左右の立設部分に挟まれて望遠鏡部5が配設されている。また本体部4の下部には、第1表示部6、第1操作部7が設けられている。なお、図1では図示されていないが、本体部4には、第1表示部6及び第1操作部7に対して裏側に第2表示部及び第2操作部が設けられている。
The
本体部4の内部には、基盤部3に対して本体部4を水平方向に回動させる水平回動部10と、望遠鏡部5を本体部4に対して鉛直方向に回動させる鉛直回動部11がそれぞれ設けられている。また、本体部4の内部には、本体部4の水平方向の回動角を検出する水平角検出部(水平エンコーダ)12と、望遠鏡部5の鉛直方向の回動角を検出する鉛直角検出部(鉛直エンコーダ)13が設けられている。
Inside the
望遠鏡部5には、測定対象物を視準する第1望遠鏡8と当該第1望遠鏡8の光学系を通して視準方向の画像を取得する第1撮像部14を有している。また望遠鏡部5には、第1望遠鏡8より低倍率で広範囲な視野を有する第2望遠鏡9と当該第2望遠鏡9の光学系を通して視準方向、又は略視準方向の画像を取得する第2撮像部15を有している。
The telescope unit 5 has a
第1撮像部14及び第2撮像部15としては、撮像画像をデジタル画像信号として出力する、例えばデジタルカメラが用いられる。詳しくは、第1撮像部14及び第2撮像部15が有する撮像素子は、例えば画素の集合体であるCCD、CMOS等であり、受光する画素の位置が特定でき、当該画素の位置から画角も求められるようになっている。
As the
さらに、望遠鏡部5は測距光学系を有する測距部16を内蔵し、当該測距部16は第1望遠鏡8の光学系を共有する測距光学系を具備している。具体的には、測距部16は、例えばパルスレーザ光である測距光を射出すると共に測定対象から反射された反射光を受光することで、測定対象までの斜距離を測定する。なお、測距方式はこのようなパルス方式に限られず、例えばレーザ光の波の数に基づき測距するいわゆる位相差方式等の周知の方式を適用することも可能である。
Further, the telescope unit 5 has a built-in
また、測量装置1は、例えば本体部4内に制御部17(自動鉛直視準制御部)が内蔵されている。制御部17は、水平角検出部12及び鉛直角検出部13により検出された角度、測距部16により測定された斜距離、第1撮像部14及び第2撮像部15により撮像された画像、等の各種情報の取得、記憶、演算等を行い、例えば第1表示部6及び第2表示部にその取得結果、演算結果を表示する。また、制御部17は第1操作部7及び第2操作部で受けた操作に応じて、又は演算結果に応じて、各部の駆動制御等を行う。
Further, the
特に本実施形態に係る測量装置1の制御部17は、ピンポールのプリズム(ターゲット)を測定対象として測量を行う際に、実際の測定地点とプリズムの水平方向の位置の誤差を抑えるべく、自動鉛直視準制御を行うことが可能である。例えば、第1操作部7及び第2操作部にはこの自動鉛直視準制御を実行するトリガとなるスイッチ(自動鉛直視準用スイッチ)が設けられており、当該スイッチを押下することで自動鉛直視準制御が実行される。
In particular, the
詳しくは、図2に本実施形態の測量装置1を用いた自動鉛直視準制御を含む測量手順のフローチャートが示され、図3(a)〜(c)に当該測量手順の説明図が示されており、以下、図3を参照しつつ図2のフローチャートに沿って説明する。
Specifically, FIG. 2 shows a flow chart of a surveying procedure including automatic vertical collimation control using the
まず測量手順のステップS1として、既知点の座標データを取得する。これは例えば図3(a)に示すように、任意の地点に設置された測量装置1から、既知点の三次元座標(X0、Y0、H0)を測定し、当該座標を基準点として記憶する。
First, as step S1 of the surveying procedure, coordinate data of a known point is acquired. For example, as shown in FIG. 3A, three-dimensional coordinates (X 0 , Y 0 , H 0 ) of a known point are measured from a surveying
続いて、ステップS2として、作業者又は治具により測定地点に立設されたピンポール20先端の石突部21を視準する(石突視準工程)。これは例えば図3(b)に示すように、作業者が望遠鏡部5の第1望遠鏡8を通して石突部21を視準する。
Then, as a step S2, the operator or the jig collimates the
そして、ステップS3では、作業者が第1操作部7の自動鉛直視準用スイッチを押下し、自動鉛直視準制御を実行させる。
Then, in step S3, the operator presses the automatic vertical collimation switch of the
すると、制御部17はステップS4として、水平角検出部12により検出される水平角を取得する(第1の測定工程)。つまり、これは図3(b)に示すように、基準点から石突部21までの水平角を測定する。
Then, the
続いて、制御部17はステップS5として、望遠鏡部5を鉛直方向上方に回動させていきピンポール20に設けられたプリズム22を自動探索する(探索工程)。なお、この鉛直方向上方への自動探索は、石突部21の直上だけでなく、水平方向に所定の幅を有しつつ探索を行うことで、ピンポール20が傾いていた場合でもプリズム22を発見可能としている。
Subsequently, in step S5, the
制御部17はステップS6として、図3(c)に示すように、自動探索により発見されたプリズム22の中心を自動的に視準して、鉛直角検出部13により検出される鉛直角と測距部16により測定される斜距離を取得する。
As shown in FIG. 3C, the
そして、制御部17はステップS7として、第1表示部6及び第2表示部に、ステップS4で取得した水平角と、ステップS6で取得した鉛直角と斜距離を表示して、当該測量手順を終了する(表示工程)。なお、ここでは例えば、取得した水平角、鉛直角、斜距離に基づき三角法を用いて算出した三次元座標(X1、Y1、H1)を表示してもよい(座標算出工程)。
Then, in step S7, the
ここで図4、5を参照すると、図4にはピンポール20が傾いていた場合の水平角の誤差についての説明図が、図5にはプリズム22の向きが測量装置1に正対していない場合の水平角の誤差についての説明図がそれぞれ示されている。
Here, referring to FIGS. 4 and 5, FIG. 4 is an explanatory view of an error of the horizontal angle when the
図4に示すようにピンポール20が傾いていると、点線で示される鉛直方向に立設されたピンポール20の場合に比べて、水平角に大きな誤差が生じる。また、図5に示すように、特にプリズム22がプリズム定数0mmである場合には、上面視においてプリズム22の中心とピンポール22の軸とがずれている。このため、プリズム22の向きが測量装置1に正対していないと、点線で示されるプリズム22が測量装置1に正対している場合に比べて、水平方向に大きな誤差が生じる。
When the
これに対し、本実施形態に係る測量装置1を用いた測量手順では、水平角をピンポール20の石突部21に基づいて取得することから、ピンポール20の傾きによる誤差やプリズム22の向きによる誤差の影響を受けることはない。そして、鉛直角と斜距離については、実際のプリズム22の位置に基づいて取得して、水平角については石突部21に基づいて取得した値を測量結果として用いることで、たとえピンポール20が傾いていたり、プリズム22が正対していたりしなくとも、ほぼ正確な測量値を得ることができる。
On the other hand, in the surveying procedure using the
また、自動鉛直視準制御は、石突部21を視準し水平角を取得した後に、自動的に望遠鏡部5を上方に回動させてプリズム22を探索し、鉛直角及び斜距離を取得することから、石突部21の視準とプリズム22の探索及び視準を手動で行う場合よりも、作業員が行う作業工数を大幅に削減することができる。
Further, in the automatic vertical collimation control, after collimating the
そして、このように取得された水平角、鉛直角、及び斜距離が第1表示部6及び第2表示部に表示されることで、作業者は測量誤差が抑制された精度の高い測量結果を得ることができる。さらに、これら水平角、鉛直角、及び斜距離に基づいた三次元座標も演算されることで、精度の高い三次元座標を得ることができる。
The horizontal angle, the vertical angle, and the oblique distance thus acquired are displayed on the
以上のことから、本実施形態に係る測量装置及び測量方法によれば、特に追加の装置等を設けたり作業工数を増加させたりすることなく、ピンポール20の傾きによる測量誤差及びプリズムの向きによる測量誤差を容易に解消できる上、測量の工数を削減して作業効率を向上させることができる。
From the above, according to the surveying apparatus and the surveying method according to the present embodiment, the surveying error due to the inclination of the
以上で本発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。 Although the description of the embodiment of the present invention has been completed, the aspect of the present invention is not limited to this embodiment.
上記実施形態における測量装置1では、石突部21における水平角の取得からプリズム22における鉛直角及び斜距離の取得を自動で行っており、これによって作業工数の更なる削減を実現しているが、測量方法としてはこれらの作業を手動で行ってもよい。
In the
1 測量装置
4 本体部
5 望遠鏡部
6 第1表示部
7 第1操作部
10 水平回動部
11 鉛直回動部
12 水平角検出部
13 鉛直角検出部
16 測距部
17 制御部(自動鉛直視準制御部)
20 ピンポール
21 石突部
22 プリズム(ターゲット)
1 surveying
20
Claims (7)
鉛直方向に回動可能であり、測定対象を視準する望遠鏡部と、
水平方向に回動可能であり、前記望遠鏡部を支持する本体部と、
前記本体部の水平方向の回動に基づく水平角を検出する水平角検出部と、
前記望遠鏡部の鉛直方向の回動に基づく鉛直角を検出する鉛直角検出部と、
前記測定対象までの斜距離を測定する測距部と、
前記ピンポールの石突部に視準された状態で前記水平角検出部により検出される水平角を取得した後、前記望遠鏡部を上方に回動させて前記ピンポールのターゲットを探索し、発見されたターゲットを視準して前記鉛直角検出部により検出される鉛直角及び前記測距部により測定される斜距離を取得する自動鉛直視準制御部と、
を備える測量装置。 A surveying device for surveying using a pin pole provided with a target,
A telescope unit that is rotatable in the vertical direction and collimates the measurement target,
A main body that is rotatable in the horizontal direction and that supports the telescope unit;
A horizontal angle detection unit for detecting a horizontal angle based on the horizontal rotation of the main body,
A vertical angle detection unit that detects a vertical angle based on the vertical rotation of the telescope unit,
A distance measuring unit that measures an oblique distance to the measurement target,
After acquiring the horizontal angle detected by the horizontal angle detection unit in a state collimated by the projection of the pin pole, the telescope unit is rotated upward to search for the target of the pin pole, and the target found And an automatic vertical collimation control unit for collimating to obtain a vertical angle detected by the vertical angle detection unit and an oblique distance measured by the distance measuring unit,
Surveying equipment.
前記ピンポールの石突部を視準する石突視準工程と、
前記石突部における水平角を取得する第1の測定工程と、
前記石突部から前記望遠鏡部を上方に回動させて前記ピンポールのターゲットを探索する探索工程と、
前記探索工程により発見された前記ターゲットを視準して鉛直角及び斜距離を取得する第2の測定工程と、
を備える測量方法。 A telescope unit that is vertically rotatable and collimates a measurement target, and a body unit that is horizontally rotatable and supports the telescope unit is used. , A surveying method for surveying by measuring an oblique distance,
A stone-projection collimating step of collimating the stone projection of the pin pole,
A first measurement step of obtaining a horizontal angle at the ridge,
A search step of searching the target of the pin pole by rotating the telescope unit upward from the projection.
A second measurement step of collimating the target found by the search step to obtain vertical angle and oblique distance;
Surveying method.
Furthermore, a coordinate calculation step of calculating three-dimensional coordinates of the target based on the horizontal angle acquired in the first measurement step, the vertical angle and the oblique distance acquired in the second measurement step is provided. 6. The surveying method according to any one of 6.
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