JP7139184B2 - Survey Systems, Measurement Modules, and Survey Methods - Google Patents

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Description

本発明は、測量システムに関し、より詳細には、測量ポールを用いた測量システム、計測モジュールおよび測量方法に関する。 The present invention relates to a surveying system, and more particularly to a surveying system using a surveying pole, a measuring module, and a surveying method.

従来、トータルステーション等の測量装置により測定点の座標を計測する場合、一般には、反射ターゲット(例えばプリズム)を支持部材(例えばポール)に固定して用いる方法が採用されている。具体的には、プリズムを固定した支持部材の先端を測定点に当接し、気泡管などを用いて支持部材の鉛直状態を確保して、測量装置により反射ターゲットの三次元位置座標を測定し、反射ターゲットについての測定結果を用いて測定点の座標を演算する(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, when the coordinates of a measurement point are measured by a surveying instrument such as a total station, a method of using a reflecting target (for example, a prism) fixed to a support member (for example, a pole) is generally employed. Specifically, the tip of the support member to which the prism is fixed is brought into contact with the measurement point, the vertical state of the support member is secured using a bubble tube or the like, and the three-dimensional position coordinates of the reflection target are measured by a surveying instrument, The coordinates of the measurement point are calculated using the measurement result of the reflective target (see Patent Document 1, for example).

このような測定方法は、反射ターゲットが測量装置から視通がある、すなわち視準可能であることが前提である。 Such measurement methods assume that the reflective target is in line of sight, ie collimable, from the surveying instrument.

特開2016-138802号公報JP 2016-138802 A

しかし、実際には、測定点が障害物の後方にあったり、直立した壁面にあったりして反射ターゲットが測量装置から視通のない場合がある。このような場合、測定点の近傍で、鉛直に保持した反射ターゲットが視準可能となる位置に仮の測定点を設け、仮の測定点を測量装置で測定し、さらに仮の測定点に対する本来の測定点の水平角、鉛直角および距離等のパラメータを別途測定し、後で偏心補正計算を行うのが一般的である。 In practice, however, the measurement point may be behind an obstacle or on an upright wall such that the reflective target is not visible to the surveying instrument. In such a case, a temporary measurement point is set near the measurement point at a position where the reflective target held vertically can be collimated, and the temporary measurement point is measured with a surveying instrument. It is common to separately measure parameters such as the horizontal angle, vertical angle and distance of the measurement point, and then perform eccentricity correction calculations.

このため、偏心補正用にパラメータ計測を行う必要があり測定に手間がかかるという問題があった。また、測定点の座標を測量現場でリアルタイムに確認しながら測量作業を行うことができなかった。 Therefore, there is a problem that it is necessary to measure parameters for eccentricity correction, and the measurement takes time and effort. In addition, it was not possible to carry out the surveying work while confirming the coordinates of the measurement points in real time at the surveying site.

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、反射ターゲットが直接視準できない測定点についても、手間をかけずに、その座標を測量現場でリアルタイムに確認することができる技術を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a technique that enables real-time confirmation of the coordinates of a measurement point at a surveying site where a reflective target cannot be directly collimated without taking time and effort. for the purpose.

上記目的を達成するために、本発明の一つの態様に係る測量システムは、反射ターゲットを備え、使用時において鉛直に配置され、鉛直状態における該反射ターゲットと測定点との間の水平角、鉛直角および距離の関係についての計測データを取得可能な計測モジュールと、前記反射ターゲットの三次元位置座標を測量可能な測量装置とを備える測量システムであって、前記計測モジュールは、前記計測モジュールの中心軸まわりの角度を示すエンコーダパターン、および前記計測データを前記測量装置に送信するためのモジュール通信部を備え、前記測量装置は、前記エンコーダパターンの画像を取得するカメラ、前記計測モジュールと通信可能な通信部、および前記画像に基いてエンコーダパターンの読取り角を演算し、前記計測データおよび前記読取り角に基いて、前記測定点の三次元位置座標を演算する演算制御部を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a surveying system according to one aspect of the present invention comprises a reflective target, is arranged vertically when in use, the horizontal angle between the reflective target and the measurement point in the vertical state, the vertical A surveying system comprising: a measurement module capable of acquiring measurement data about the relationship between angles and distances; and a surveying device capable of surveying the three-dimensional position coordinates of the reflection target, wherein the measurement module is positioned at the center of the measurement module. An encoder pattern indicating an angle around an axis and a module communication unit for transmitting the measurement data to the surveying device, and the surveying device can communicate with a camera that acquires an image of the encoder pattern and the measurement module. a communication unit; and a calculation control unit that calculates a reading angle of the encoder pattern based on the image, and calculates three-dimensional position coordinates of the measurement point based on the measurement data and the reading angle. .

また、本発明の別の態様に係る測量システムは、反射ターゲットを備え、使用時において鉛直に配置され、鉛直状態における該反射ターゲットと測定点との間の水平角、鉛直角および距離の関係についての計測データを取得可能な計測モジュールと、前記反射ターゲットの三次元位置座標を測量可能な測量装置とを備える測量システムであって、前記計測モジュールは、前記計測モジュールの中心軸まわりの角度を示すエンコーダパターン、および前記計測データを前記測量装置に送信するためのモジュール通信部を備え、前記測量装置は、スキャン光を送光し、前記エンコーダパターンに反射した光を受光して、その受光光量分布を取得するスキャナ、前記計測モジュールと通信可能な通信部、および前記受光光量分布に基いてエンコーダパターンの読取り角を演算し、前記計測データおよび前記読取り角に基いて、前記測定点の三次元位置座標を演算する演算制御部を備えることを特徴とする。 In addition, a surveying system according to another aspect of the present invention includes a reflective target, which is arranged vertically when in use, and the relationship between the horizontal angle, the vertical angle, and the distance between the reflective target and the measurement point in the vertical state. and a surveying device capable of surveying the three-dimensional position coordinates of the reflection target, wherein the measurement module indicates an angle about the central axis of the measurement module A module communication unit for transmitting an encoder pattern and the measurement data to the surveying instrument, and the surveying instrument transmits scanning light, receives light reflected by the encoder pattern, and determines the received light intensity distribution. , a communication unit capable of communicating with the measurement module, and a reading angle of the encoder pattern based on the received light intensity distribution, and based on the measurement data and the reading angle, the three-dimensional position of the measurement point It is characterized by comprising an arithmetic control unit for calculating coordinates.

上記態様において、前記計測モジュールが、前記計測モジュールの鉛直状態を検出するための水準器を備えることも好ましい。 In the above aspect, it is also preferable that the measurement module includes a spirit level for detecting the vertical state of the measurement module.

また、上記態様において前記計測モジュールが、前記反射ターゲットと前記測定点との間の水平角を取得可能に構成された角度検出器、前記反射ターゲットと前記測定点との間の鉛直角を取得可能に構成された角度検出器、および、前記反射ターゲットと前記測定点との間の距離を取得可能に構成された距離測定器を備えることも好ましい。 Further, in the above aspect, the measurement module includes an angle detector configured to acquire a horizontal angle between the reflection target and the measurement point, and a vertical angle between the reflection target and the measurement point. and an angle detector configured to obtain a distance between the reflective target and the measurement point.

また、本発明の別の態様にかかる計測モジュールは、反射ターゲットと、中心軸回りの角度を示すエンコーダパターンと、外部機器と通信可能に構成されたモジュール通信部とを備え、使用時において鉛直に配置され、鉛直状態における該反射ターゲットと測定点との間の水平角、鉛直角および距離の関係についての計測データを取得可能であり、前記計測データを外部機器に送信可能に構成されたことを特徴とする。 In addition, a measurement module according to another aspect of the present invention includes a reflection target, an encoder pattern indicating an angle around a central axis, and a module communication unit configured to communicate with an external device. arranged, capable of acquiring measurement data on the relationship between the horizontal angle, vertical angle and distance between the reflection target and the measurement point in the vertical state, and capable of transmitting the measurement data to an external device; Characterized by

また、本発明のさらに別の態様に係る測量方法は、反射ターゲットを備える計測モジュールと前記反射ターゲットの測距および測角を行う測量装置とを用いる測量方法であって(a)前記計測モジュールに角度を示すエンコーダパターンを設け、(b)測定点とは異なる点に前記計測モジュールを鉛直に配置して、前記エンコーダパターンを読み取り、(c)前記反射ターゲットと測定点との間の水平角、鉛直角および距離の関係についての計測データを取得し、(d)測量装置により前記反射ターゲットの測距および測角を行い、(e)前記エンコーダパターンの読取り結果から、前記エンコーダパターンの基準方向に対する測量装置の方向角を演算し、(f)前記反射ターゲットの測距、測角データ、前記計測データ、および前記測量装置の方向角の演算結果に基づいて、前記測定点の三次元位置座標を演算することを特徴とする。 A surveying method according to still another aspect of the present invention is a surveying method that uses a measurement module having a reflective target and a surveying device that measures the distance and angle of the reflective target, wherein: (a) the measurement module (b) placing the measurement module vertically at a point different from the measurement point to read the encoder pattern; (c) a horizontal angle between the reflective target and the measurement point; (d) measuring the range and angle of the reflective target with a surveying device; (e) obtaining the measurement data of the relationship between the vertical angle and the distance; (f) calculating the three-dimensional position coordinates of the measurement point based on the distance measurement of the reflection target, the angle measurement data, the measurement data, and the calculation result of the azimuth angle of the surveying device; It is characterized by computing.

なお、本明細書において、「エンコーダパターン」は、基準点を0°とする角度情報を有する模様であって、自然光により検出可能な模様だけでなく、偏光により検出可能な模様を含む。 In this specification, the "encoder pattern" is a pattern having angle information with a reference point of 0°, and includes not only a pattern detectable by natural light but also a pattern detectable by polarized light.

また、本明細書において、用語「エンコーダパターンの基準方向」は、エンコーダパターンの0°の方向を意味する。 Also, in this specification, the term “reference direction of the encoder pattern” means the 0° direction of the encoder pattern.

また、本明細書において、用語「エンコーダパターンの基準方向に対する測量装置の方向角」は、「エンコーダパターンの0°の方向に対する、エンコーダパターン部の中心と測量装置を結ぶ直線の間の角」を意味し、この角度が、エンコーダパターンを読取ることにより得られる値である。 In this specification, the term "direction angle of the surveying instrument with respect to the reference direction of the encoder pattern" means "the angle between the center of the encoder pattern portion and the straight line connecting the surveying instrument with respect to the 0° direction of the encoder pattern". means, and this angle is the value obtained by reading the encoder pattern.

上記構成によれば、反射ターゲットが直接視準できない測定点についても、手間をかけ
ずにその座標を測量現場でリアルタイムに確認することができる。
According to the above configuration, it is possible to check the coordinates of the measurement point in real time at the surveying site without taking time and effort, even for the measurement point where the reflective target cannot be directly collimated.

本発明の第1の実施の形態に係る測量システムの外観概略図である。1 is a schematic external view of a surveying system according to a first embodiment of the present invention; FIG. 同測量システムの構成ブロック図である。It is a configuration block diagram of the same survey system. 同測量システムに係る計測モジュールの斜視図である。It is a perspective view of the measurement module which concerns on the same survey system. (a)は、同計測モジュールに係るエンコーダパターン部の拡大斜視図であり、(b)は、該エンコーダパターン部のエンコーダパターンを切り開いて平面に展開した図(一部を省略している)である。(a) is an enlarged perspective view of an encoder pattern portion of the same measurement module, and (b) is a view (partially omitted) of the encoder pattern of the encoder pattern portion cut open and developed on a plane. be. 同計測モジュールの平面図である。It is a top view of the same measurement module. 同測量システムによる測定点の測定動作のフローチャートである。It is a flow chart of the measurement operation of the measurement point by the same survey system. 同測量システムによるエンコーダパターンの読取り動作のフローチャートである。It is a flowchart of the reading operation|movement of the encoder pattern by the same survey system. (a)は、同測量システムのカメラにより取得したエンコーダパターン部周辺の風景画像であり、(b)は、(a)より切り出されたエンコーダパターン部の拡大画像であり、(c)は、(b)を水平方向に線状に読み込んで、画素値に変換した結果を示すグラフである。(a) is a landscape image around the encoder pattern portion acquired by the camera of the survey system, (b) is an enlarged image of the encoder pattern portion cut out from (a), and (c) is ( b) is linearly read in the horizontal direction and is a graph showing the result of conversion into pixel values. (a)~(c)は同測量システムのカメラによる読込み方向を説明する図である。(a) to (c) are diagrams for explaining reading directions by cameras of the survey system. (a)および(b)は、同測量システムを用いて視通のない測定点を測定する場合の、反射ターゲットと測定点との位置関係を説明する図である。(a) and (b) are diagrams for explaining the positional relationship between a reflection target and a measurement point when measuring a measurement point with no line of sight using the same survey system. 同実施の形態の1つの変形例に係る測量システムの構成ブロック図である。It is a configuration block diagram of a surveying system according to a modification of the same embodiment. 同実施の形態の別の変形例に係るエンコーダパターン部の斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of an encoder pattern portion according to another modification of the same embodiment; 同実施の形態のさらに別の変形例に係る測量システムの構成ブロック図である。FIG. 11 is a configuration block diagram of a surveying system according to still another modification of the same embodiment; 本発明の第2の実施の形態に係る測量システムの構成ブロック図である。FIG. 2 is a configuration block diagram of a surveying system according to a second embodiment of the present invention; FIG. (a)および(b)は、同測量システムのスキャナの方向を説明する図である。(a) and (b) are diagrams for explaining the direction of the scanner of the survey system. 同測量システムに係るエンコーダパターンの読取り動作のフローチャートである。It is a flow chart of the reading operation of the encoder pattern according to the same survey system. 本発明の第3の実施の形態に係る測量システムの構成ブロック図である。FIG. 11 is a configuration block diagram of a surveying system according to a third embodiment of the present invention; 同測量システムのエンコーダパターン部の製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the encoder pattern part of the same survey system. 同測量システムによるエンコーダパターンの読取り動作のフローチャートである。It is a flowchart of the reading operation|movement of the encoder pattern by the same survey system. 本発明の第4の実施の形態に係る測量システムのエンコーダパターン部の斜視図である。It is a perspective view of the encoder pattern part of the survey system based on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係る測量システムの構成ブロック図である。FIG. 11 is a configuration block diagram of a surveying system according to a fifth embodiment of the present invention; 同測量システムに係る計測モジュールの斜視図である。It is a perspective view of the measurement module which concerns on the same survey system. 同測量システムによる測定点の測定動作のフローチャートである。It is a flow chart of the measurement operation of the measurement point by the same survey system. 本発明の第6の実施の形態に係る測量システムの計測モジュールの斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of a measurement module of a surveying system according to a sixth embodiment of the present invention; 本発明の第7の実施の形態に係る測量システムの計測モジュールの斜視図である。FIG. 14 is a perspective view of a measurement module of a surveying system according to a seventh embodiment of the present invention;

本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態の説明において、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。なお、各図において、説明の便宜上構成部品は適宜拡大して模式的に示しており、実際の比率を反映したものではない。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted. In addition, in each figure, for convenience of explanation, the constituent parts are appropriately enlarged and schematically shown, and do not reflect actual ratios.

1. 第1の実施の形態
1-1. 測量システムの構成
第1の実施の形態に係る測量システム100の構成を、図1~4を参照しながら説明する。図1,2に示すように、測量システム100は計測モジュール10と測量装置50とを備える。
1. First Embodiment 1-1. Configuration of Surveying System The configuration of a surveying system 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the surveying system 100 includes a measurement module 10 and a surveying device 50 .

本実施の形態に係る測量システム100を用いて、測量装置50から視通のある点を測量する場合には、支持部材12の先端12Aをその点に当接させ、支持部材12の鉛直状態を確保して、反射ターゲット11の測定を行う。 When surveying a point with line of sight from the surveying instrument 50 using the surveying system 100 according to the present embodiment, the tip 12A of the support member 12 is brought into contact with the point, and the vertical state of the support member 12 is adjusted. The measurement of the reflective target 11 is performed.

一方、測量装置50から視通のない測定点Pを測量する場合には、図1に示すように、仮の測定点として、測量装置50から視通のある点Qを設定し、点Qに支持部材12の先端12Aを当接させつつ支持部材12の鉛直状態を確保し、距離測定器14を両矢印Bの方向に伸縮させて先端14Aを測定点Pに当接させ、反射ターゲット11の測定を行う。したがって、以下の説明においては、測量装置50から視通のない測定点Pを測量する場合についての説明を行うものとする。 On the other hand, when surveying a measuring point P with no line of sight from the surveying instrument 50, as shown in FIG. The vertical state of the support member 12 is ensured while the tip 12A of the support member 12 is brought into contact with the reflection target 11. take measurements. Therefore, in the following description, the case of surveying the measuring point P with no line of sight from the surveying instrument 50 will be described.

図2,3に示すように、計測モジュール10は、反射ターゲット11としてのプリズムを支持する支持部材12としてのポールを備え、該支持部材12にエンコーダパターン部13、距離測定器14、傾斜角測定器15、水準器16、制御部17、入力部18、およびモジュール通信部19が取り付けられている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the measurement module 10 has a pole as a support member 12 that supports a prism as a reflection target 11. The support member 12 is provided with an encoder pattern section 13, a distance measuring device 14, an inclination angle measuring device and an angle measuring device. A device 15, a spirit level 16, a control section 17, an input section 18, and a module communication section 19 are attached.

反射ターゲット11は、例えば、複数の三角錐状のプリズムを放射状に組み合わせて構成された、いわゆる全方位プリズムであり、その全周(360°)から入射する光を、その入射方向と反対の方向に反射する。すなわち、反射ターゲット11は、測量装置50からの測距光を、測量装置50に向けて反射する。しかし、反射ターゲット11は、全方位プリズムに限定されず、測量用に用いられる通常のプリズムを使用してもよい。 The reflective target 11 is, for example, a so-called omnidirectional prism configured by radially combining a plurality of triangular pyramidal prisms. reflect to That is, the reflective target 11 reflects the ranging light from the surveying device 50 toward the surveying device 50 . However, the reflective target 11 is not limited to an omnidirectional prism, and a normal prism used for surveying may be used.

支持部材12は、一定の長さをもって延びており、その中心軸Aが、反射ターゲット11の中心Oを通るように、反射ターゲット11を固定支持している。 The support member 12 extends with a certain length, and fixedly supports the reflective target 11 so that its central axis A passes through the center O of the reflective target 11 .

エンコーダパターン部13は、図4(a)に拡大して示すように、短尺円筒形状のベース13Aの側周面に、エンコーダパターン13Bを設けることにより構成されている。 The encoder pattern portion 13 is configured by providing an encoder pattern 13B on the side peripheral surface of a short cylindrical base 13A, as shown in an enlarged view of FIG. 4(a).

ベース13Aは、金属または樹脂製の成形体であり、支持部材12の中心軸Aと同軸になるように支持部材12の外周に固定されている。 The base 13A is a molded body made of metal or resin, and is fixed to the outer periphery of the support member 12 so as to be coaxial with the central axis A of the support member 12. As shown in FIG.

エンコーダパターン13Bは、角度情報部131と、角度情報部131の上方に隣接する幅情報部132とを備える。 The encoder pattern 13B includes an angle information portion 131 and a width information portion 132 adjacent above the angle information portion 131 .

図4(a),(b)に示すように、角度情報部131は、例えば、白地に、幅wを有する狭幅の黒の縦線131aと、幅wを有する広幅の黒の縦線131bとを、縦線131aを「0」、縦線131bを「1」として、M系列の循環乱数コードを生成するように、等ピッチpで配置したバーコード状のパターンである。エンコーダパターン13Bは、エンコーダパターン部13の中心から基準点RPへの方向(以下、「エンコーダパターンの基準方向」という。)RDを0°として、読み取ったパターンから算出する角度(以下、「エンコーダパターンの読取り角」という。)が、エンコーダパターン13Bの基準方向RDと、測量装置50とエンコーダパターン部の中心軸に合致する支持部材12の中心軸Aとを結ぶ直線との間の絶対角度θと対応するように構成されている。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the angle information section 131 includes, for example, a narrow black vertical line 131a having a width w1 and a wide black vertical line 131a having a width w2 on a white background. The lines 131b and 131b are bar code-like patterns arranged at an equal pitch p so as to generate an M-sequence cyclic random number code, with the vertical line 131a set to "0" and the vertical line 131b set to "1". The encoder pattern 13B has an angle calculated from the read pattern (hereinafter referred to as the "encoder pattern ) is the absolute angle θ T is configured to correspond to

角度情報部131は、ビット数を変更することにより、所望の分解能を実現可能に構成されている。 The angle information part 131 is configured to be able to achieve a desired resolution by changing the number of bits.

なお、ビットパターンは、M系列コードに限らず、グレイコード、純2進バイナリコードなどのビットパターンを用いることができ、これらは、公知手法により生成することができる。しかし、M系列コードを用いると、トラック数を増やさずにビット数を増大することができ、簡単な構成で、高い分解能を実現することができるため有利である。 The bit pattern is not limited to the M-sequence code, and may be a gray code, a pure binary binary code, or the like, which can be generated by a known method. However, the use of the M-sequence code is advantageous because the number of bits can be increased without increasing the number of tracks, and high resolution can be achieved with a simple configuration.

幅情報部132は、所定の高さhを有する黒色帯132aと、同高の白色帯132bとを備える。黒色帯132aと白色帯132bとはそれぞれ、エンコーダパターン部13の周方向の全周に亘り延びている。 The width information portion 132 includes a black band 132a having a predetermined height h1 and a white band 132b having the same height. Each of the black band 132a and the white band 132b extends over the entire circumference of the encoder pattern portion 13 in the circumferential direction.

エンコーダパターン13Bは、模様を形成するために用いられる種々の公知の手法によりエンコーダパターン部13に設けることができる。例えば、エンコーダパターン13Bを、インクジェット印刷などの一般的な印刷等の手法により白い紙に印刷し、これをベース13Aの側周面に貼付することにより設けてもよい。このような手法によれば、極めて安価かつ簡便な方法でエンコーダパターン部13を形成することができる。また、エンコーダパターン13Bを、樹脂製のベース13Aに直接印刷することにより設けてもよい。また、エンコーダパターン13Bを、金属製のベース13Aに、塗装または蒸着等の手法により設けてもよい。 The encoder pattern 13B can be provided on the encoder pattern portion 13 by various known methods used for forming patterns. For example, the encoder pattern 13B may be printed on white paper by a general printing method such as inkjet printing, and attached to the side peripheral surface of the base 13A. According to such a method, the encoder pattern portion 13 can be formed by an extremely inexpensive and simple method. Alternatively, the encoder pattern 13B may be provided by printing directly on the resin base 13A. Alternatively, the encoder pattern 13B may be provided on the metal base 13A by a technique such as painting or vapor deposition.

なお、図示の例では、幅情報部132は角度情報部131の上方に隣接して配置されている。しかし、角度情報部131と幅情報部132の位置関係は、これに限定されず、幅情報部132が角度情報部131の下方に配置されていてもよい。 In the illustrated example, the width information section 132 is arranged above and adjacent to the angle information section 131 . However, the positional relationship between the angle information section 131 and the width information section 132 is not limited to this, and the width information section 132 may be arranged below the angle information section 131 .

また、エンコーダパターン部13は、反射ターゲット11の下方に隣接して配置されている。しかし、エンコーダパターン部13と反射ターゲット11との位置関係は、これに限定されず、エンコーダパターン部13が反射ターゲット11の中心Oを通る支持部材12の中心軸Aと同軸となるように配置されていれば、他の配置であってもよい。 Further, the encoder pattern portion 13 is arranged below and adjacent to the reflective target 11 . However, the positional relationship between the encoder pattern portion 13 and the reflective target 11 is not limited to this. Other arrangements may be used as long as the

すなわち、エンコーダパターン部13が反射ターゲット11の上方に配置されていてもよい。また、エンコーダパターン部13と反射ターゲット11とが離間して配置されていてもよい。 That is, the encoder pattern portion 13 may be arranged above the reflective target 11 . Also, the encoder pattern portion 13 and the reflective target 11 may be spaced apart from each other.

距離測定器14は、デジタル式の測定棒である。距離測定器14は、図3の両矢印Bの方向に伸縮自在に構成されている。また、距離測定器14は、支持部材12の中心軸A上の点Rを基点として、点Rを通る水平なH1軸周りに図2の両矢印Cの方向に回動可能に支持部材12に取り付けられている。距離測定器14は、その基点Rと先端14Aとの間の距離、すなわち基点Rと測定点Pとの間の距離lを測定可能であり、測定結果をモジュール通信部19へ出力する。 Distance measuring device 14 is a digital measuring rod. The distance measuring device 14 is configured to be telescopic in the direction of the double arrow B in FIG. The distance measuring device 14 is attached to the support member 12 so as to be rotatable in the direction of the double arrow C in FIG. installed. The distance measuring device 14 can measure the distance between its base point R and the tip 14A, that is, the distance l between the base point R and the measurement point P, and outputs the measurement result to the module communication section 19 .

また、距離測定器14の基点Rと反射ターゲット11の中心Oとの間の距離dは予め既知とされている。さらに、距離測定器14の、エンコーダパターン13Bの基準方向RDに対する、支持部材12の中心軸A周りの水平角θ(図5参照)は、距離測定器14を支持部材12に組み付けた時点で測定され、予め既知とされている。 Also, the distance d between the base point R of the rangefinder 14 and the center O of the reflective target 11 is known in advance. Further, the horizontal angle θ B (see FIG. 5) of the distance measuring device 14 around the central axis A of the support member 12 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B is measured and known in advance.

距離測定器14は、距離lの測定結果をモジュール通信部19へ出力する際、併せて反射ターゲット11の中心Oと距離測定器14の基点Rとの間の距離d、および距離測定器14の支持部材12の中心軸周りの水平角θのデータをモジュール通信部19へ出力する。 When the distance measuring device 14 outputs the measurement result of the distance l to the module communication unit 19, the distance d between the center O of the reflection target 11 and the base point R of the distance measuring device 14 and Data of the horizontal angle θ B around the central axis of the support member 12 is output to the module communication section 19 .

傾斜角測定器15は、傾斜センサであり、たとえば、水平液面に検出光を入射させてその反射光の反射角度の変化で水平を検出する傾斜センサ、あるいは封入した気泡の位置変化で傾斜を検出する電子気泡管を用いることができる。 The tilt angle measuring device 15 is a tilt sensor. For example, a tilt sensor detects the level by detecting a change in the reflection angle of the reflected light of the detection light incident on the horizontal liquid surface, or detects the tilt by changing the position of the enclosed bubble. A detecting electronic bubble can be used.

傾斜角測定器15は、距離測定器14と平行に距離測定器14に取り付けられている。傾斜角測定器15は、距離測定器14の水平面(図3のH1-H2平面)に対する距離測定器14の傾斜角(すなわち鉛直方向の角度)φを測定し、測定結果をモジュール通信部19に出力する。 The tilt angle measuring device 15 is attached to the distance measuring device 14 parallel to the distance measuring device 14 . The tilt angle measuring device 15 measures the tilt angle (that is, the angle in the vertical direction) φ of the distance measuring device 14 with respect to the horizontal plane (H1-H2 plane in FIG. 3) of the distance measuring device 14, and sends the measurement result to the module communication unit 19. Output.

水準器16は、例えば、円柱状の容器に気泡と液体とを封入した気泡管である。水準器16は、気泡が中央の標線内に位置することで、支持部材12の中心軸Aの鉛直状態を確認し得るように、支持部材12に取り付けられている。 The level 16 is, for example, a bubble tube in which bubbles and liquid are enclosed in a cylindrical container. The spirit level 16 is attached to the support member 12 so that the vertical state of the central axis A of the support member 12 can be confirmed by locating the air bubble within the central marked line.

制御部17は、例えばMPU(Micro・Processing・Unit)である。制御部17は、距離測定器14、傾斜角測定器15、入力部18、およびモジュール通信部19と接続されている。接続は無線通信の手段によりなされていてもよい。制御部17は、入力部18から入力された測定実行等の指示に従って、距離測定器14および傾斜角測定器15の測定を実行する。また、計測データを、モジュール通信部19を介して測量装置50に送信する。 The control unit 17 is, for example, an MPU (Micro Processing Unit). The control section 17 is connected to the distance measuring device 14 , the tilt angle measuring device 15 , the input section 18 and the module communication section 19 . The connection may be made by means of wireless communication. The control unit 17 performs the measurement of the distance measuring device 14 and the tilt angle measuring device 15 according to the instruction such as measurement execution input from the input unit 18 . Also, the measurement data is transmitted to the surveying device 50 via the module communication unit 19 .

入力部18は、例えば、ボタンスイッチであり、作業者Uが押圧等することにより、電源ON/OFFや、測定開始等の指示を入力する。 The input unit 18 is, for example, a button switch, and is pressed by the operator U to input instructions such as power ON/OFF and start of measurement.

モジュール通信部19は、計測モジュール10と測量装置50との間での無線通信を可能とする。モジュール通信部19は、計測モジュール10で取得される計測データを測量装置50の通信部57に送信する。 The module communication unit 19 enables wireless communication between the measurement module 10 and the surveying device 50 . The module communication unit 19 transmits measurement data acquired by the measurement module 10 to the communication unit 57 of the surveying device 50 .

なお本明細書において、計測データは、距離測定器14で取得される距離測定器14の基点Rと測定点Pとの間の距離l、傾斜角検出器15で取得される水平面に対する距離測定器14の傾斜角φ、ならびに予め既知とされている反射ターゲット11の中心Oと距離測定器14の基点Rとの距離d、および距離測定器14のエンコーダパターン13Bの基準方向RDに対する支持部材12の中心軸A周りの角度θを含む。 In this specification, measurement data means the distance l between the base point R of the distance measuring device 14 and the measuring point P obtained by the distance measuring device 14, and the distance measuring device with respect to the horizontal plane obtained by the tilt angle detector 15. 14 tilt angle φ, the previously known distance d between the center O of the reflective target 11 and the reference point R of the rangefinder 14, and the angle of the support member 12 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B of the rangefinder 14. including the angle θ B about the central axis A;

なお、制御部17、入力部18、モジュール通信部19は、図示の例のように計測モジュール10の支持部材に適宜の形態で取り付けられていてもよく、また、リモートコントローラのように別体として構成されていてもよい。 Note that the control unit 17, the input unit 18, and the module communication unit 19 may be attached to the support member of the measurement module 10 in an appropriate form as in the illustrated example, or may be provided as separate units like a remote controller. may be configured.

次に測量装置50について説明する。
図1に示すとおり、測量装置50は、三脚を用いて既知の点に据え付けられており、下方から、整準部、該整準部の上に設けられた基盤部、該基盤部の上を水平回転する托架部2aと、托架部2aの中央で鉛直回転する望遠鏡2bとを有する。
Next, the surveying device 50 will be described.
As shown in FIG. 1, the surveying instrument 50 is mounted on a tripod at a known point, and from below, a leveling section, a base on top of the leveling section, and a base on top of the leveling section. It has a horizontally rotating frame 2a and a telescope 2b vertically rotating at the center of the frame 2a.

測量装置50は、トータルステーションである。図2に示す通り、測量装置50は、EDM51、水平角検出器52、鉛直角検出器53、カメラ55,追尾部56、通信部57、水平回転駆動部58、鉛直回転駆動部59、記憶部61、入力部62、表示部63、および演算制御部64を備える。EDM51、水平角検出器52、鉛直角検出器53、カメラ55,追尾部56、通信部57、水平回転駆動部58、鉛直回転駆動部59、記憶部61、入力部62、および表示部63は、演算制御部64に接続されている。 The surveying instrument 50 is a total station. As shown in FIG. 2, the surveying device 50 includes an EDM 51, a horizontal angle detector 52, a vertical angle detector 53, a camera 55, a tracking unit 56, a communication unit 57, a horizontal rotation driving unit 58, a vertical rotation driving unit 59, and a storage unit. 61 , an input unit 62 , a display unit 63 , and an arithmetic control unit 64 . EDM 51, horizontal angle detector 52, vertical angle detector 53, camera 55, tracking unit 56, communication unit 57, horizontal rotation driving unit 58, vertical rotation driving unit 59, storage unit 61, input unit 62, and display unit 63 , is connected to the arithmetic control unit 64 .

水平角検出器52、鉛直角検出器53、通信部57、水平回転駆動部58、鉛直回転駆動部59、記憶部61、および演算制御部64は托架部2aに収容されている。入力部62および表示部63は托架部2aの外部に設けられている。EDM51、および追尾部56は、望遠鏡2bに収容されており、カメラ55は、望遠鏡2bの上部に取り付けられている。 The horizontal angle detector 52, the vertical angle detector 53, the communication section 57, the horizontal rotation driving section 58, the vertical rotation driving section 59, the storage section 61, and the arithmetic control section 64 are accommodated in the mounting section 2a. The input section 62 and the display section 63 are provided outside the support section 2a. EDM 51 and tracking unit 56 are housed in telescope 2b, and camera 55 is attached to the top of telescope 2b.

EDM51は、発光素子、測距光学系および受光素子を備える。EDM51は、発光素子から測距光を出射し、反射ターゲット11からの反射光を受光素子で受光して、反射ターゲット11を測距する。 The EDM 51 has a light emitting element, a range finding optical system and a light receiving element. The EDM 51 measures the distance of the reflective target 11 by emitting distance measuring light from the light emitting element and receiving the reflected light from the reflective target 11 with the light receiving element.

水平角検出器52および鉛直角検出器53は、ロータリーエンコーダであり、後述する水平回転駆動部58および鉛直回転駆動部59でそれぞれ駆動される托架部2aおよび望遠鏡2bの回転軸周りの回転角度を検出し、視準光軸Aの水平角および鉛直角を求める。 The horizontal angle detector 52 and the vertical angle detector 53 are rotary encoders, and the rotation angles around the rotation axes of the mounting section 2a and the telescope 2b driven by a horizontal rotation driving section 58 and a vertical rotation driving section 59, respectively, will be described later. is detected, and the horizontal and vertical angles of the collimation optical axis A are obtained.

EDM51、水平角検出器52、および鉛直角検出器53は、測量装置50の要部である測量部54を形成している。 The EDM 51 , horizontal angle detector 52 , and vertical angle detector 53 form a surveying section 54 that is a main part of the surveying device 50 .

カメラ55は、カメラとして公知の光学系と、受光素子とを備える。カメラ55は、望遠鏡2bの上部に、望遠鏡2bと平行に取り付けられている。また、カメラ55は、望遠鏡2bで反射ターゲット11を視準している状態で、反射ターゲット11との位置関係が固定されているエンコーダパターン部13を視準するように構成されている。 The camera 55 includes an optical system known as a camera and a light receiving element. A camera 55 is mounted above the telescope 2b in parallel with the telescope 2b. The camera 55 is configured to collimate the encoder pattern portion 13 whose positional relationship with the reflective target 11 is fixed while the telescope 2b is collimating the reflective target 11 .

このために、カメラ55が、撮影をおこなう際に上下左右に回動可能に構成されていてもよい。受光素子としては、CCDセンサやCMOSセンサ等のイメージセンサが用いられる。カメラ55は、その光学系を通して、受光素子を用いて光を受光し、その光の像を撮像する。 For this reason, the camera 55 may be configured to be rotatable vertically and horizontally when photographing. An image sensor such as a CCD sensor or a CMOS sensor is used as the light receiving element. The camera 55 receives light through its optical system using a light receiving element and picks up an image of the light.

追尾部56は、追尾光を出射する発光素子、および例えばCCDセンサやCMOSセンサ等のイメージセンサである受光素子を備え、測距光学系と光学要素を共有する追尾光学系を備える。追尾部56は、測距光とは異なる波長の赤外レーザ光を追尾対象物(ターゲット)に投射し、該追尾対象物からの反射光を受光し、受光結果に基づいて追尾対象物の追尾を行う様に構成されている。 The tracking unit 56 includes a light-emitting element that emits tracking light and a light-receiving element that is an image sensor such as a CCD sensor or a CMOS sensor, and includes a tracking optical system that shares optical elements with the distance measuring optical system. The tracking unit 56 projects an infrared laser beam having a wavelength different from that of the ranging light onto a tracking object (target), receives reflected light from the tracking object, and tracks the tracking object based on the received light result. is configured to perform

追尾部56は、追尾機能を必要としない場合には必須ではなく省略することができる。また、追尾部56を備える場合には、追尾部56にカメラ55の機能を組み込み、独立したカメラ55を省略することもできる。 The tracking unit 56 is not essential and can be omitted when the tracking function is not required. Moreover, when the tracking unit 56 is provided, the function of the camera 55 can be incorporated in the tracking unit 56, and the independent camera 55 can be omitted.

通信部57は、計測モジュール10のモジュール通信部19と間で無線通信を可能とする。通信部57は、モジュール通信部19から、計測データを受信する。 The communication unit 57 enables wireless communication with the module communication unit 19 of the measurement module 10 . The communication unit 57 receives measurement data from the module communication unit 19 .

水平回転駆動部58および鉛直回転駆動部59はモータであり、演算制御部64に制御されて、それぞれ托架部2aを水平回転させ、望遠鏡2bを鉛直回転させる。 A horizontal rotation drive unit 58 and a vertical rotation drive unit 59 are motors, and are controlled by the arithmetic control unit 64 to horizontally rotate the mount 2a and vertically rotate the telescope 2b.

記憶部61は、ROM(Read・Only・Memory)およびRAM(Ramdam・Access・Memory)を備える。 The storage unit 61 includes a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory).

ROMには、測量装置50全体の動作に必要なプログラムおよびデータを格納する。これらプログラムは、RAMに読み出されて演算制御部64による実行が開始され、測量装置50の各種処理を行う。 The ROM stores programs and data necessary for the operation of the surveying instrument 50 as a whole. These programs are read into the RAM and executed by the arithmetic control unit 64 to perform various processes of the surveying instrument 50 .

RAMは、反射ターゲット中心点Oの三次元位置座標、測定点Pの三次元位置座標、および測量装置の方向角θを演算するためのデータを一時的に保持する。 The RAM temporarily holds data for calculating the three-dimensional position coordinates of the center point O of the reflection target, the three-dimensional position coordinates of the measurement point P, and the directional angle θT of the surveying instrument.

入力部62は、例えば、操作ボタンである。作業者は、入力部62に、測量装置50に実行させるための指令を入力したり、設定の選択を行ったりすることができる。 The input unit 62 is, for example, an operation button. The operator can input commands to the input unit 62 for the surveying instrument 50 to execute, and select settings.

表示部63は、例えば、液晶ディスプレイであり、演算制御部64の指令に応じて測定結果、演算結果等種々の情報を表示する。また、入力部62より、作業者が入力を行うための設定情報や作業者により入力された指令を表示する。 The display unit 63 is, for example, a liquid crystal display, and displays various information such as measurement results and calculation results according to commands from the calculation control unit 64 . Further, the input unit 62 displays setting information for input by the operator and commands input by the operator.

なお、入力部62と表示部63とを一体的に構成して、タッチパネル式ディスプレイとしてもよい。 Note that the input unit 62 and the display unit 63 may be integrally configured to form a touch panel display.

演算制御部64は、CPU(Central・Processing・Unit)、GPU(Graphical・Processing・Unit)を備える。演算制御部64は、測量装置50の機能を発揮するための種々の処理を行う。具体的には、回転駆動部58,59を制御し、追尾部56による自動追尾を行う。また、EDM51を制御し、反射ターゲットの測距データを取得する。また、水平角検出器52,鉛直角検出器53の値から、反射ターゲット11の測角データを取得する。また、測距データおよび測角データから、反射ターゲット11の中心Oの三次元位置座標を演算する。また、カメラ55を制御して、画像の取得を行う。 The arithmetic control unit 64 includes a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphical Processing Unit). The arithmetic control unit 64 performs various processes for the function of the surveying instrument 50 to be exhibited. Specifically, the rotation driving units 58 and 59 are controlled, and the tracking unit 56 performs automatic tracking. In addition, the EDM 51 is controlled to obtain distance measurement data of the reflection target. Further, angle measurement data of the reflection target 11 is acquired from the values of the horizontal angle detector 52 and the vertical angle detector 53 . Also, the three-dimensional position coordinates of the center O of the reflection target 11 are calculated from the distance measurement data and the angle measurement data. It also controls the camera 55 to acquire an image.

また、演算制御部64は、機能部として、エンコーダパターン読取り部65、方向角演算部66、および測定点座標演算部67を備えている。 The calculation control section 64 also includes an encoder pattern reading section 65, a direction angle calculation section 66, and a measurement point coordinate calculation section 67 as functional sections.

エンコーダパターン読取り部65は、カメラ55で取得した画像から、エンコーダパターンを読み取る。 The encoder pattern reading unit 65 reads encoder patterns from the image acquired by the camera 55 .

方向角演算部66は、エンコーダパターン読取り部65の読取り結果に基づいて、エンコーダパターン13Bの基準方向RDに対する測量装置50の方向角θを演算する。 The directional angle calculator 66 calculates the directional angle θ T of the surveying instrument 50 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B based on the reading result of the encoder pattern reader 65 .

測定点座標演算部67は、計測モジュール10の計測データ、エンコーダパターン13Bの基準方向RDに対する測量装置50の方向角θおよび測距データと測角データから演算される反射ターゲット11の中心Oの三次元位置座標O(x,y,z)から測定点Pの三次元位置座標P(X,Y,Z)を演算する。 The measurement point coordinate calculation unit 67 calculates the center O of the reflection target 11 calculated from the measurement data of the measurement module 10, the direction angle θT of the surveying instrument 50 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B, and the distance measurement data and the angle measurement data. The three-dimensional position coordinates P (X, Y, Z) of the measurement point P are calculated from the three-dimensional position coordinates O (x p , y p , z p ).

各機能部は、ソフトウェアとして構成されていてもよいし、専用の演算回路によって構成されていてもよい。また、ソフトウェア的に構成された機能部と、専用の演算回路によって構成された機能部が混在していてもよい。 Each functional unit may be configured as software, or may be configured by a dedicated arithmetic circuit. Also, a functional unit configured in software and a functional unit configured by a dedicated arithmetic circuit may coexist.

1-2. 測定点の測量
図6は、本実施の形態にかかる測量システム100を用いて、測量装置50から視通のない測定点Pについて測量を実施する場合の、測量装置50および計測モジュール10の動作のフローチャートである。
1-2. Surveying of Measurement Points FIG. 6 shows the operation of the surveying device 50 and the measurement module 10 when surveying a measuring point P with no line of sight from the surveying device 50 using the surveying system 100 according to the present embodiment. It is a flow chart.

まず、測定開始ボタンを押す等することにより、視通のない測定点を測定するモードでの測定が開始すると、ステップS101では、測量部54が、反射ターゲット11の中心Oを測定する。 First, when a measurement start button is pressed to start measurement in a mode for measuring measurement points without line of sight, the surveying unit 54 measures the center O of the reflection target 11 in step S101.

具体的には、EDM51が反射ターゲット11に向けて測距光を送出し、反射ターゲット11から反射された反射測距光を受光して、測量装置50から反射ターゲット11までの距離を測定する。また、水平角検出器52および鉛直角検出器53が、反射ターゲット11の角度を測定する。 Specifically, the EDM 51 transmits distance measuring light toward the reflective target 11 and receives the reflected distance measuring light reflected from the reflective target 11 to measure the distance from the surveying instrument 50 to the reflective target 11 . A horizontal angle detector 52 and a vertical angle detector 53 also measure the angle of the reflective target 11 .

次に、ステップS102では、演算制御部64が、ステップS101で取得した、距離データおよび角度データに基いて、公知の手法により、反射ターゲット11の中心Oの座標O(x,y,z)を演算する。演算結果は、記憶部61に記憶される。 Next, in step S102, based on the distance data and the angle data acquired in step S101, the arithmetic control unit 64 uses a known method to calculate the coordinates O(x p , y p , z p ). A calculation result is stored in the storage unit 61 .

次に、ステップS103では、カメラ55が、望遠鏡2bの視準方向の画像を撮像して、計測モジュール10のエンコーダパターン13Bを読み取る。エンコーダパターン13Bの読取りについては後述する。 Next, in step S103, the camera 55 captures an image in the sighting direction of the telescope 2b and reads the encoder pattern 13B of the measurement module 10. FIG. Reading of the encoder pattern 13B will be described later.

次に、ステップS104では、演算制御部64が、ステップS103での、エンコーダパターン13Bの読み取り結果に基いてエンコーダパターン13Bの基準方向RDに対する測量装置50の方向角θを演算する。演算結果は、記憶部61に記憶される。 Next, in step S104, the calculation control unit 64 calculates the direction angle θ T of the surveying instrument 50 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B based on the reading result of the encoder pattern 13B in step S103. A calculation result is stored in the storage unit 61 .

次に、ステップS105で、演算制御部54は計測モジュール10からの計測データの受信を待機する。 Next, in step S<b>105 , the arithmetic control unit 54 waits for reception of measurement data from the measurement module 10 .

一方、計測モジュール10では、計測モジュール側作業者Uが、測量装置側作業者からの合図などに応じて、計測モジュールの測定開始ボタンを押す等することにより測定が開始する。次に、ステップS201では、距離測定器14が、距離測定器14の基点Rから測定点Pまでの距離lを測定し、測定結果データを、反射ターゲット11の中心Oと距離測定器14の基点Rとの距離d、および支持部材12の中心軸周りの角度θのデータと共に、モジュール通信部19に出力する。 On the other hand, in the measurement module 10, measurement is started when the operator U on the measurement module side presses a measurement start button of the measurement module in response to a signal from the operator on the surveying instrument side. Next, in step S201, the distance measuring device 14 measures the distance l from the base point R of the distance measuring device 14 to the measuring point P, and the measurement result data is obtained from the center O of the reflection target 11 and the base point of the distance measuring device 14. It is output to the module communication unit 19 together with the data of the distance d from R and the angle θ B around the central axis of the support member 12 .

次に、ステップS202では、傾斜角測定器15が、距離測定器14の基点Rを通る水平面に対する距離測定器14の傾斜角φを測定し、測定結果データをモジュール通信部19に出力する。 Next, in step S<b>202 , the tilt angle measuring device 15 measures the tilt angle φ of the distance measuring device 14 with respect to the horizontal plane passing through the reference point R of the distance measuring device 14 and outputs measurement result data to the module communication section 19 .

なお、ステップS201,S202の処理は必ずしもこの順で行う必要はなく、同時に行ってもよく、逆の順序で行ってもよい。 Note that the processes of steps S201 and S202 do not necessarily have to be performed in this order, and may be performed at the same time or in the reverse order.

次に、ステップS203では、モジュール通信部19が、計測モジュール10の計測データとして、距離測定器14の基点Rと測定点Pとの間の距離l、水平面に対する距離測定器14の傾斜角φ、反射ターゲット11の中心Oと距離測定器14の基点Rとの間の距離d、および距離測定器14のエンコーダパターン13Bの基準方向RDに対する支持部材12の中心軸A周りの角度θを測量装置50に送信する。 Next, in step S203, the module communication unit 19 outputs the distance l between the base point R of the distance measuring device 14 and the measuring point P, the inclination angle φ of the distance measuring device 14 with respect to the horizontal plane, The distance d between the center O of the reflective target 11 and the base point R of the rangefinder 14 and the angle θ B about the central axis A of the support member 12 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B of the rangefinder 14 are measured by a surveying instrument. Send to 50.

なお、ステップS203におけるデータの送信は、必ずしもステップS201,S202の両方の処理の後に全ての計測データを送信する必要はなく、ステップS201,S202のそれぞれが終了した後に、各ステップで取得されるデータを測量装置50に送信することとしてもよい。 It should be noted that the transmission of data in step S203 does not necessarily require transmission of all the measurement data after the processing of both steps S201 and S202. may be transmitted to the surveying instrument 50 .

そして、計測モジュール10から送信された計測データが、測量装置50に受信されると、ステップS106では、演算制御部64が、計測データおよび測定点方向角θに基いて、測定点座標P(X,Y,Z)を演算する。測定点座標の演算については後で詳述する。 Then, when the measurement data transmitted from the measurement module 10 is received by the surveying instrument 50, in step S106 , the arithmetic control unit 64 calculates the measurement point coordinates P ( X, Y, Z). Calculation of the measurement point coordinates will be described in detail later.

次に、ステップS107において、測量装置50では、演算により求められた測定点座標P(X,Y,Z)を表示部63に表示して測定を終了する。 Next, in step S107, the surveying device 50 displays the calculated measurement point coordinates P (X, Y, Z) on the display unit 63, and finishes the measurement.

1-3. エンコーダパターンの読取り
エンコーダパターンの読取り動作の一例を説明する。測量装置50では、ステップS103においてエンコーダパターンの読取りが開始すると、図7に示す、以下の動作を実行する。
1-3. Reading of Encoder Pattern An example of the reading operation of the encoder pattern will be described. In the surveying instrument 50, when reading of the encoder pattern is started in step S103, the following operations shown in FIG. 7 are performed.

測量装置50が、エンコーダパターン13Bの読取りを開始すると、ステップS301では、カメラ55が、エンコーダパターン部13を含むエンコーダパターン部13周辺の風景画像80を取得する(図8(a))。 When the surveying instrument 50 starts reading the encoder pattern 13B, in step S301, the camera 55 acquires a scenery image 80 around the encoder pattern portion 13 including the encoder pattern portion 13 (FIG. 8(a)).

次に、ステップS302では、エンコーダパターン読取り部65が、ステップS101で取得した反射ターゲット11の測距データ、および記憶部61に記憶された、既知であるエンコーダパターン部13の寸法に基づいて、画像におけるエンコーダパターン13Bの範囲81を特定し、矩形に切り出す(図8(a),(b))。 Next, in step S302, the encoder pattern reading unit 65 reads the image based on the distance measurement data of the reflection target 11 acquired in step S101 and the known dimensions of the encoder pattern unit 13 stored in the storage unit 61. A range 81 of the encoder pattern 13B in is specified and cut into a rectangle (FIGS. 8A and 8B).

次に、ステップS303において、エンコーダパターン読取り部65は、ステップS302において切り出したエンコーダパターン13Bの範囲81の画像を、幅情報部132の黒色帯132aおよび白色帯132bの高さh(図4(b))よりも短くかつ、縦線131a,131bの高さh(図4(b))の半分h/2よりも短い間隔hごとに、水平方向に線状に読込み、画素値に変換する。例えば、図8(b)に示すように、I~Vの位置で線状の読込みを行う。画素値は、暗い(黒い)と値が小さくなり、明るい(白い)と値が大きくなるため、I~Vの各位置における読込みの結果(以下、「画素列I~V」という。)は、例えば、図8(c)のように表すことができる。 Next, in step S303, the encoder pattern reading unit 65 scans the image of the range 81 of the encoder pattern 13B cut out in step S302 with the height h 1 of the black band 132a and the white band 132b of the width information unit 132 ( b)) and shorter than half h 2 / 2 of the height h 2 of the vertical lines 131a and 131b (FIG. 4(b)). Convert to For example, as shown in FIG. 8B, linear reading is performed at positions IV. Since the pixel values are smaller when darker (black) and larger when brighter (white), the results of reading at each position of IV (hereinafter referred to as "pixel columns IV") are as follows. For example, it can be expressed as shown in FIG. 8(c).

次に、ステップS304では、ステップS303の読込み結果から、幅情報部132の読取り結果を抽出する。具体的には、所定のしきい値よりも小さな画素値となる黒色部分および所定のしきい値よりも大きな画素値となる白色部分の少なくとも一方が、ステップS101で取得した反射ターゲット11の測距データ、および既知のエンコーダパターン部の寸法から算出される、エンコーダパターン部の直径Lに相当する長さ連続している場合に、当該画素列が、幅情報部132に相当すると判断する。 Next, in step S304, the read result of the width information part 132 is extracted from the read result of step S303. Specifically, at least one of a black portion having a pixel value smaller than a predetermined threshold and a white portion having a pixel value larger than a predetermined threshold corresponds to the distance measurement of the reflective target 11 acquired in step S101. If the pixel row continues for a length corresponding to the diameter L of the encoder pattern calculated from the data and the known size of the encoder pattern, it is determined that the pixel row corresponds to the width information portion 132 .

従って、図8(c)においては、画素列IおよびIIが幅情報部132に相当することがわかる。そして、検出されたエンコーダパターン13Bの幅(エンコーダパターン部13の直径)Lから、支持部材12の中心軸Aと合致するエンコーダパターン13Bの中心位置を特定する。このように、幅情報部132を、黒色帯132aと白色帯132bの2色の帯で構成すると、背景が黒色または白色であっても、いずれか一方の帯が検出可能であるので有利である。 Therefore, it can be seen that the pixel columns I and II correspond to the width information section 132 in FIG. 8(c). Then, from the detected width L of the encoder pattern 13B (diameter of the encoder pattern portion 13), the central position of the encoder pattern 13B that coincides with the central axis A of the support member 12 is specified. In this way, if the width information section 132 is composed of two color bands, ie, the black band 132a and the white band 132b, it is advantageous because even if the background is black or white, either band can be detected. .

次に、ステップS305では、ステップS303直線状の読み込み結果から、画素列間の相関を算出し、相関性が所定の値よりも高いものを、角度情報部131の読取り結果として抽出する。 Next, in step S305, the correlation between the pixel rows is calculated from the linear reading result of step S303, and the correlation higher than a predetermined value is extracted as the reading result of the angle information section 131. FIG.

図8(c)の例では、画素列III~Vは、画素値のパターンが高い相関性を有しており、したがって、画素列III~Vが角度情報部131の読込み結果であることがわかる。 In the example of FIG. 8(c), the pixel value patterns of the pixel columns III to V are highly correlated, so it can be seen that the pixel columns III to V are the read results of the angle information section 131. .

そして、抽出した画素列III~Vの画素値を垂直方向に加算して平均値を算出する。その結果が所定のしきい値よりも小さな場合を黒色の領域と判断し、黒色の領域の幅を求める。次に、求めた幅の値が、狭幅、広幅のいずれに該当するかを判断し、狭幅のものをビット「0」すなわち縦線131a、広幅のものをビット「1」すなわち縦線131bとして読み取る。このように、複数の画素列から、平均値として画素値を算出すると、例えば、画素列IVのように位置のずれた画素列が生じたとしても、位置のずれの影響を低減し、読取り精度を向上することができる。 Then, the pixel values of the extracted pixel columns III to V are added in the vertical direction to calculate an average value. If the result is smaller than a predetermined threshold value, it is determined as a black area, and the width of the black area is obtained. Next, it is determined whether the obtained width value corresponds to a narrow width or a wide width. read as By calculating the pixel value as an average value from a plurality of pixel columns in this way, even if a pixel column with a positional deviation occurs, for example, pixel column IV, the effect of the positional deviation can be reduced, and the reading accuracy can be improved. can be improved.

なお、エンコーダパターン部13は、円柱状であるため、縦線幅w,wおよびピッチpが、中心から遠ざかるにつれて、実際の幅よりも狭く観察される。例えば、図4(a)において、中央付近の広幅の縦線131bは、その幅w2aが、図4(b)に示す展開図における広幅の縦線131bの幅(実際の幅)wと同様の幅で観察される。一方、中央部から最も遠い広幅の縦線131bは、その幅w2bが、実際の幅wよりも狭く観察される。幅wおよびピッチpについても同様である。従って、幅wおよびwは、配置によって観察される幅が変化するという影響を考慮して幅wと幅wの変化の範囲が重複しないように設定されていることが好ましい。 Since the encoder pattern portion 13 has a columnar shape, the vertical line widths w 1 and w 2 and the pitch p are observed to be narrower than the actual width as the distance from the center increases. For example, in FIG. 4(a), the wide vertical line 131b 1 near the center has a width w 2a equal to the width (actual width) w 2 of the wide vertical line 131b in the developed view shown in FIG. 4(b). observed in the same width as On the other hand, the width w2b of the wide vertical line 131b2 farthest from the central portion is observed to be narrower than the actual width w2 . The same is true for width w1 and pitch p. Therefore, widths w1 and w2 are preferably set so that the range of variation of widths w1 and w2 does not overlap, taking into account the effect of observed width variation due to placement.

その後、ステップS104に移行して、方向角演算部66が、ステップS304において求めたエンコーダパターン13Bの中心位置Aを中央として左右に伸びる所定幅Rの領域のコードパターン、すなわち所定幅Rの領域に含まれる所定のビット数(例えば、10本)の縦線のコードパターンと、記憶部61に記憶された角度のコードパターンとを比較することにより、エンコーダパターン13Bの基準方向RDに対する測量装置50の方向角θを求める。 After that, the process proceeds to step S104, and the direction angle calculation unit 66 calculates the code pattern of the area of the predetermined width R extending left and right with the center position A of the encoder pattern 13B obtained in step S304 as the center, that is, the area of the predetermined width R. By comparing the code pattern of vertical lines with a predetermined number of bits (for example, 10) and the code pattern of angles stored in the storage unit 61, the position of the surveying instrument 50 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B is determined. Find the directional angle θ T .

なお、エンコーダパターンの読取り動作の一例として、ステップS305における角度情報部131の抽出を、ステップS303の水平方向の線状の画像の読み込んだ結果から各画素列の周波数スペクトルを算出し、空間上の周波数におけるピークの場所が、バーコードパターンの黒い線のピッチに相当する場合に、当該画素列を、角度情報部131のデータとして抽出することにより行ってもよい。 As an example of the encoder pattern reading operation, the extraction of the angle information portion 131 in step S305 is performed by calculating the frequency spectrum of each pixel row from the result of reading the horizontal linear image in step S303, If the location of the peak in the frequency corresponds to the pitch of the black lines of the barcode pattern, the pixel row may be extracted as the data of the angle information section 131 .

また、カメラ55を、ズーム機能を備えるように構成し、ステップS101で取得した反射ターゲット11の測距データより求められた距離が近い場合には広角側へ、距離が遠い場合には、狭角側へ焦点距離を切り替え、エンコーダパターン13Bの画像の大きさが距離に関わらず一定になるように構成してもよい。 Further, the camera 55 is configured to have a zoom function, and if the distance obtained from the distance measurement data of the reflective target 11 acquired in step S101 is short, the wide-angle side is selected. By switching the focal length to the side, the size of the image of the encoder pattern 13B may be constant regardless of the distance.

あるいは、特開2016-138802号公報に開示されているように、測量部の光学系と光学系を共有した狭角カメラをさらに備え、測量部により取得した測距データに基づいて算出される反射ターゲット11の距離に応じて、カメラ55と、狭角カメラとを切り替え可能に構成してもよい。 Alternatively, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-138802, a narrow-angle camera that shares the optical system with the optical system of the surveying unit is further provided, and the reflection calculated based on the ranging data obtained by the surveying unit According to the distance of the target 11, the camera 55 and the narrow-angle camera may be configured to be switchable.

このように構成すると、測量装置50から計測モジュール10までの距離に関わらず、ステップS302におけるエンコーダパターン13Bの読取りに適した大きさの画像を切り出すことが可能となり、距離に伴う誤差の発生を防止することができる。 With this configuration, regardless of the distance from the surveying instrument 50 to the measurement module 10, it is possible to cut out an image of a size suitable for reading the encoder pattern 13B in step S302, thereby preventing the occurrence of errors due to the distance. can do.

また、ステップS303における、水平方向の線状の読取りは、図8の例では、直線状に行っている。この場合、カメラ55がエンコーダパターン部13よりも高い位置にある場合には、図9(a)に示すように、カメラ55がエンコーダパターン部13よりも低い位置にある場合には、図9(b)により、読込みが不完全となる場合がある。また、読み取ったパターンの幅にも誤差が生じる虞がある。 Further, the linear reading in the horizontal direction in step S303 is performed linearly in the example of FIG. In this case, if the camera 55 is positioned higher than the encoder pattern section 13, as shown in FIG. 9A, if the camera 55 is positioned lower than the encoder pattern section 13, b) may result in an incomplete read. Also, there is a possibility that an error may occur in the width of the read pattern.

そこで、ステップS101で取得した、測角データを用いて、取得される画像におけるエンコーダパターン部13の側面形状を求めて、図9(c)のIa~Vaに示すように、底面または上面の外周縁と平行になるように、曲線状に読み込むように構成してもよい。 Therefore, using the angle measurement data acquired in step S101, the side shape of the encoder pattern portion 13 in the acquired image is obtained, and as shown in Ia to Va in FIG. It may be configured to read in a curved line parallel to the rim.

1-4. 測定点座標の演算
次に、測定点座標P(X,Y,Z)の演算方法について説明する。図10(a)は、反射ターゲットの中心Oおよび測量装置50を通る鉛直平面における、反射ターゲット11の中心O、距離測定器14の基点R、および測定点Pの関係を示す図である。
1-4. Calculation of Measuring Point Coordinates Next, a method of calculating the measuring point coordinates P (X, Y, Z) will be described. FIG. 10(a) is a diagram showing the relationship between the center O of the reflection target 11, the base point R of the rangefinder 14, and the measurement point P on a vertical plane passing through the center O of the reflection target and the surveying instrument 50. FIG.

また、図10(b)は、水平面における反射ターゲット11の中心O、距離測定器14の基点R、および測定点Pの関係を示す図である。 FIG. 10(b) is a diagram showing the relationship between the center O of the reflective target 11, the reference point R of the rangefinder 14, and the measurement point P on the horizontal plane.

ここで、x軸は、距離測定器14の基点Rから測量装置50の方向へ伸びる水平方向を示し、y軸はx軸に直交する水平方向を示し、z軸は、支持部材12の中心軸A方向、すなわち鉛直方向を示す。 Here, the x-axis indicates the horizontal direction extending from the base point R of the distance measuring device 14 toward the surveying instrument 50, the y-axis indicates the horizontal direction orthogonal to the x-axis, and the z-axis indicates the central axis of the support member 12. The A direction, ie the vertical direction, is indicated.

まず、図10(a)より、反射ターゲットの中心Oと測定点Pと間のx軸方向の距離l’が、x軸に対する、測定点の角度φ,および距離測定器14の基点Rと測定点Pとの間の距離lを用いて、式1で求められる。
l’=l・cosφ ・・・式1
First, from FIG. 10(a), the distance l′ in the x-axis direction between the center O of the reflection target and the measurement point P is the angle φ of the measurement point with respect to the x-axis and the reference point R of the distance measuring device 14. Using the distance l between the point P, it is obtained by Equation 1.
l′=l·cosφ Expression 1

また、反射ターゲットの中心Oと測定点Pとの間のz軸方向の距離は、d+l・sinφで求められる。 Also, the distance in the z-axis direction between the center O of the reflection target and the measurement point P is obtained by d+l·sin φ.

次に図10(b)より、x軸に対する測定点Pの方向角θが、エンコーダパターン13Bの基準方向RDに対する測量装置の方向角θおよびエンコーダパターン13Bの基準方向RDに対する距離測定器14の方向角θを用いて式2により求められる。
θ=θ+θ ・・・式2
Next, from FIG. 10(b), the directional angle θ of the measuring point P with respect to the x-axis is the directional angle θT of the surveying instrument with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B and the directional angle θT of the distance measuring device 14 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B. It is obtained by Equation 2 using the directional angle θB .
θ=θ TB Equation 2

したがって、反射ターゲットの中心Oに対する、測定点Pのオフセット値を(x,y,z)とすると、(x,y,z)の値は、それぞれ、式3,4,5より求められる。
=l’=l・cosφ ・・・式3
=l’・sinθ ・・・式4
=d+l・sinφ ・・・式5
Therefore, if the offset value of the measurement point P with respect to the center O of the reflection target is (xo, yo , zo ), the values of ( xo , yo , zo ) are given by equations 3, 4, and It is calculated from 5.
xo =l'=l·cosφ Expression 3
y o = l′·sin θ Equation 4
z o =d+l·sin φ Expression 5

このように求められた測定点Pのオフセット値(x,y,z)と、点Oの座標O(x,y,z)とから、点Pの座標P(X,Y,Z)が、式6のように求められる。
P(X,Y,Z)=(x+x,y+y,z+z) ・・・式6
Coordinates P ( X , _ Y, Z) are obtained as in Equation 6.
P (X, Y, Z)=(xp+ xo , yp + yo , zp + zo ) Equation 6

このように、本実施の形態に係る測量システム100によれば、反射ターゲットの測定と同時に、反射ターゲットと測定点との水平角、鉛直角および距離の関係についての測定を行い、その結果に基づいて自動的に補正演算を行うので、測定点が測量装置から直接視準できない場合でも、その座標を測量現場でリアルタイムに確認することができる。 As described above, according to the surveying system 100 according to the present embodiment, simultaneously with the measurement of the reflection target, the horizontal angle, the vertical angle, and the distance relationship between the reflection target and the measurement point are measured. Since the correction calculation is automatically performed by the measuring instrument, even if the measuring point cannot be directly collimated from the surveying instrument, the coordinates of the measuring point can be confirmed in real time at the surveying site.

1-5. 変形例1
図11は、上記実施の形態に係る測量システム100の1つの変形例にかかる測量システム100aの構成ブロック図である。
1-5. Modification 1
FIG. 11 is a configuration block diagram of a surveying system 100a according to one modification of the surveying system 100 according to the above embodiment.

測量システム100aは、測量システム100と同様の、計測モジュール10aおよび測量装置50を備える。しかし、計測モジュール10aの距離測定器14が、デジタル式の測定棒であるのに対し、計測モジュール10aの距離測定器14aは伸縮自在に構成され、長さ目盛が表示された直読み式の測定棒である点で異なる。 The surveying system 100 a includes a measurement module 10 a and a surveying device 50 similar to the surveying system 100 . However, while the distance measuring device 14 of the measuring module 10a is a digital measuring rod, the distance measuring device 14a of the measuring module 10a is configured to be extendable and is a direct-reading measuring device with a length scale displayed. It differs in that it is a stick.

また、計測モジュール10aの入力部18aは、開始ボタン等の他に、数値を入力するためのキーを備え、計測モジュール10aは、入力を確認するための液晶ディスプレイ等の表示部21を備える。 The input unit 18a of the measurement module 10a includes keys for inputting numerical values in addition to the start button and the like, and the measurement module 10a includes a display unit 21 such as a liquid crystal display for confirming the input.

測量システム100aを用いた場合には、ステップS201で距離測定器14が測定値lをモジュール通信部19に出力する代わりに、計測モジュール側作業者Uが、距離測定器14aの目盛を目視により読取り、測定値を入力部18aより、入力して、モジュール通信部19に出力する。 When the surveying system 100a is used, instead of the distance measuring device 14 outputting the measured value l to the module communication unit 19 in step S201, the operator U on the measurement module side visually reads the scale of the distance measuring device 14a. , the measured value is input from the input unit 18 a and output to the module communication unit 19 .

1-6. 変形例2
図12は、上記実施の形態の別の変形例に係る、エンコーダパターン部13bの斜視図である。図12に示すように、エンコーダパターン部13bは、幅情報部132を備えていない。このように幅情報部132は必須ではなく、幅情報部132を備えなくてもよい。この場合、ステップS303において、角度情報部131の縦線131a,131bの高さhの半分よりも短い間隔で、水平方向の直線状の読込みを行い、その結果結果から、エンコーダパターン13Bの左右の境界を検出し、エンコーダパターン13Bの中心を求めるとよい。
1-6. Modification 2
FIG. 12 is a perspective view of an encoder pattern portion 13b according to another modification of the above embodiment. As shown in FIG. 12, the encoder pattern portion 13b does not include the width information portion 132. As shown in FIG. Thus, the width information section 132 is not essential, and the width information section 132 may not be provided. In this case, in step S303, horizontal linear reading is performed at an interval shorter than half the height h2 of the vertical lines 131a and 131b of the angle information section 131. , and find the center of the encoder pattern 13B.

しかし、幅情報部132を備えると、例えば、バーコードパターン部13の背景が、黒色または白色で、バーコードパターン13Bと、背景との境界が不明瞭な場合であっても、バーコードパターン13Bの中心位置を正確に求めることができるので有利である。 However, if the width information section 132 is provided, for example, even if the background of the barcode pattern section 13 is black or white and the boundary between the barcode pattern 13B and the background is unclear, the barcode pattern 13B can be displayed. Advantageously, the center position of the can be accurately determined.

1-7. 変形例3
図13は、上記実施の形態の別の変形例に係る、測量システム100cの構成ブロック図である。測量システム100cの測量装置50cは、演算制御部64cに読取補正部68を備える。
1-7. Modification 3
FIG. 13 is a configuration block diagram of a surveying system 100c according to another modification of the above embodiment. The surveying device 50c of the surveying system 100c includes a reading correction section 68 in the arithmetic control section 64c.

上述の通り、エンコーダパターン部13は、円柱状であるため、縦線幅w,wおよびピッチpは、中心から外方に向かうに従って、実際の幅よりも狭く観察される。 As described above, since the encoder pattern portion 13 has a cylindrical shape, the vertical line widths w 1 and w 2 and the pitch p are observed to be narrower than the actual width from the center toward the outside.

読取補正部68は、このような、エンコーダパターン部13の形状に基づいて起こる、縦線131a、131bの幅の読取り値を補正する。具体的には、予め、記憶部61に、エンコーダパターン部13の直線L方向における、中心位置Aからの距離に対する幅w1、w2の縮小率を係数として記憶させ、測定により得られる幅の値を、対応する縮小率で除算することにより、エンコーダパターン13Bを平面上に展開する補正を行う。 The reading corrector 68 corrects the read values of the widths of the vertical lines 131 a and 131 b that occur based on the shape of the encoder pattern portion 13 . Specifically, the reduction ratio of the widths w1 and w2 with respect to the distance from the center position A in the direction of the straight line L of the encoder pattern portion 13 in the direction of the straight line L of the encoder pattern portion 13 is stored as coefficients in advance in the storage unit 61, and the width values obtained by measurement are stored as coefficients. , by the corresponding reduction ratio, thereby performing correction for developing the encoder pattern 13B on the plane.

このような構成によれば、、図4(b)に示す展開図における実際の幅w,wの比率で、画素列を得ることができるので、コードパターンへの変換における演算精度が向上する。 According to such a configuration, it is possible to obtain a pixel row with the ratio of the actual widths w1 and w2 in the developed view shown in FIG . do.

2. 第2の実施の形態
図14は、本発明の第2の実施の形態に係る測量システム200の構成ブロック図である。
2. Second Embodiment FIG. 14 is a configuration block diagram of a surveying system 200 according to a second embodiment of the present invention.

測量システム200は、測量システム200と同様に、計測モジュール10および測量装置250を備える。しかし、測量装置250はカメラを備えず、それに代えて、スキャナ70を備える点で異なる。 The surveying system 200 includes a measurement module 10 and a surveying device 250 in the same manner as the surveying system 200 . However, the surveying instrument 250 is different in that it does not have a camera and instead has a scanner 70 .

スキャナ70は、回動ミラー、ミラー回転駆動部、ミラー回転角検出器、送光部、受光部、および制御部を備え、例えば、望遠鏡2bの上部に、少なくとも鉛直軸周りにスキャン可能に設けられている。 The scanner 70 includes a rotating mirror, a mirror rotation driving section, a mirror rotation angle detector, a light transmitting section, a light receiving section, and a control section. ing.

スキャナ70は、エンコーダパターン部13に向けて、スキャン光として例えば赤外レーザ光を送光し、ミラー回転駆動部により回動ミラーを回転駆動することで、少なくとも水平方向にスキャン光を複数回スキャンし、エンコーダパターン13Bからの反射光をフォトダイオード等での受光部で受光し、スキャンデータとして、受光光量分布を取得する。 The scanner 70 transmits, for example, infrared laser light as scanning light toward the encoder pattern section 13, and rotates the rotating mirror by the mirror rotation driving section, thereby scanning the scanning light multiple times at least in the horizontal direction. Then, the reflected light from the encoder pattern 13B is received by a light receiving portion such as a photodiode, and the received light amount distribution is obtained as scan data.

また、スキャナ70の制御部は、測量装置250の演算制御部264と電気的に接続されており、スキャナ70は演算制御部264の制御に従って、スキャンを実行する。 The controller of the scanner 70 is electrically connected to the arithmetic controller 264 of the surveying instrument 250 , and the scanner 70 performs scanning under the control of the arithmetic controller 264 .

スキャンの鉛直方向のピッチは、少なくとも幅情報部132の黒色帯132aおよび白色帯132bの高さh(図4(b))よりも短くかつ、縦線131a,131bの高さh(図4(b))の半分h/2よりも短い。このようにすると、角度情報部131および幅情報部132を確実にスキャンできる。 The vertical scanning pitch is at least shorter than the height h 1 (FIG. 4B) of the black band 132a and the white band 132b of the width information section 132 and the height h 2 (FIG. 4B) of the vertical lines 131a and 131b. shorter than half h 2 /2 in 4(b)). By doing so, the angle information portion 131 and the width information portion 132 can be reliably scanned.

また、スキャナ70は、水平方向に沿ってスキャン光を走査する。しかしながら、水平方向の走査では、図9に示すカメラでの読込み例と同様に、エンコーダパターン部13がスキャナ70よりも低い位置にある場合には、図15(a)に矢印Eで示すように、スキャンが不完全となる場合がある。また、読み取ったパターンの幅にも誤差が生じる虞がある。エンコーダパターン部13がスキャナ70より高い位置にある場合でも同様である。そこで、図15(b)に矢印Fで示すように、エンコーダパターン部13がスキャナ70と異なる高さにある場合でも、同じ高さで円柱表面に沿うように、曲線状にスキャンを行うように構成してもよい。すなわち、反射ターゲット11の鉛直角の測定値に応じて、スキャン光の軌道を変更するように構成してもよい。このような構成にすると、角度情報部131および幅情報部132を確実にスキャンでき、また、読取りの精度も向上する。 Further, the scanner 70 scans the scan light along the horizontal direction. However, in scanning in the horizontal direction, as in the reading example with the camera shown in FIG. , the scan may be incomplete. Also, there is a possibility that an error may occur in the width of the read pattern. The same is true when the encoder pattern portion 13 is positioned higher than the scanner 70 . Therefore, as indicated by an arrow F in FIG. 15B, even if the encoder pattern portion 13 is at a height different from that of the scanner 70, scanning is performed in a curved line along the surface of the cylinder at the same height. may be configured. That is, the trajectory of the scanning light may be changed according to the measured value of the vertical angle of the reflective target 11 . With such a configuration, the angle information portion 131 and the width information portion 132 can be reliably scanned, and reading accuracy is improved.

測量システム200を用いて、測量装置250から視通のない測定点Pについて測量を実施する場合の動作において、エンコーダパターン読み取り部265は第1の実施の形態のステップS301~S305に代えて、図16の動作を行う。 In the operation of using the surveying system 200 to survey a measurement point P that is out of line of sight from the surveying device 250, the encoder pattern reading unit 265 replaces steps S301 to S305 of the first embodiment with the steps shown in FIG. 16 actions are performed.

測量装置50が、エンコーダパターン13Bの読取りを開始すると、ステップS401では、エンコーダパターン読取り部265の制御により、スキャナ70がエンコーダパターン部13にスキャン光を走査する。 When the surveying instrument 50 starts reading the encoder pattern 13B, the scanner 70 scans the encoder pattern section 13 with scanning light under the control of the encoder pattern reading section 265 in step S401.

次に、ステップS402では、スキャナ70の受光部が、スキャンデータとして受光光量分布を取得し、エンコーダパターン読み取り部65に出力する。 Next, in step S<b>402 , the light receiving unit of the scanner 70 acquires the received light amount distribution as scan data and outputs it to the encoder pattern reading unit 65 .

次に、ステップS403では、エンコーダパターン読取り部265が、受光光量分布において、受光光量が所定の第1のしきい値よりも大きくなる部分を白色部分と判断しエンコーダパターンを検出し、ステップS304、S305と同様にして、幅情報の読取りおよび角度情報のコードパターンの読取りを行う。 Next, in step S403, the encoder pattern reading unit 265 detects the encoder pattern by judging that the portion of the received light amount distribution in which the received light amount is greater than a predetermined first threshold value is a white portion, and detects the encoder pattern in step S304. As in S305, width information and angle information code patterns are read.

その後、ステップS104に移行して、方向角演算部66が、ステップS304において求めたエンコーダパターンの中心線Aを中央として左右に伸びる所定幅の領域のコードバターン、すなわち所定幅の領域に含まれる所定のビット数(例えば、10本)の偏光フィルタのコードパターンと、記憶部61に記憶された角度のコードパターンとを比較することにより、エンコーダパターン13Bの基準方向RDに対する測量装置50の方向角θを求める。 After that, the process proceeds to step S104, and the direction angle calculation unit 66 calculates the code pattern of the predetermined width area extending left and right with the center line A of the encoder pattern obtained in step S304 as the center, that is, the predetermined width included in the predetermined width area. of the number of bits (for example, 10) of the polarizing filter and the code pattern of the angles stored in the storage unit 61, the directional angle θ of the surveying instrument 50 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B Find T.

このように、カメラ55に代えて、スキャナ70を用いても、実施の形態1の測量システム100と同様の効果を奏することができる。また、スキャナ70を用いると、レーザ光の反射光を用いて、エンコーダパターン13Bを読み取るので、受光光量が大きくなり、遠距離や、光量の少ない状況の測定においても十分なコントラストを得ることができる。 Thus, even if the scanner 70 is used instead of the camera 55, the same effect as the surveying system 100 of the first embodiment can be obtained. Further, when the scanner 70 is used, the reflected light of the laser beam is used to read the encoder pattern 13B, so the amount of received light increases, and sufficient contrast can be obtained even in the measurement at a long distance or in a situation where the amount of light is small. .

また、スキャナ70を用いると、複数回のスキャンにより読み取りを行うので、目的により、スキャン回数を増やす等して、読み取り精度を向上する。 Further, when the scanner 70 is used, reading is performed by scanning multiple times, so depending on the purpose, the reading accuracy can be improved by increasing the number of times of scanning.

3. 第3の実施の形態
図17は、第3の実施の形態に係る、測量システム300の構成ブロック図であり、図18は、計測モジュール310のエンコーダパターン部313の製造工程を説明する図である。測量システム300は、測量システム100と同様の、計測モジュール310と測量装置350とを備える。
3. Third Embodiment FIG. 17 is a configuration block diagram of a surveying system 300 according to a third embodiment, and FIG. . The surveying system 300 includes a measurement module 310 and a surveying device 350 similar to the surveying system 100 .

しかし、計測モジュール310のエンコーダパターン部313および測量装置350が以下のように異なる。 However, the encoder pattern unit 313 of the measurement module 310 and the surveying device 350 are different as follows.

エンコーダパターン部313は、図18(a)~(c)に示すように製造される。 The encoder pattern portion 313 is manufactured as shown in FIGS. 18(a) to (c).

(a)まず、短尺の円筒形状のベース313Aを用意する。 (a) First, a short cylindrical base 313A is prepared.

(b)次に、ベース313Aの外周面に、入射した光を、入射方向と反対の方向に向けて反射する反射シート313Cを貼付する。ここで、反射シート313Cとしては、プリズムレンズ型、封入レンズ型等の公知の反射シートを用いることができる。一方、第1の方向の偏光成分を透過し、第1の方向と直交する方向第2の方向の偏光成分を減衰する第1の偏光フィルタおよび第2の方向の偏光成分を透過し、第1の方向の偏光成分を減衰する第2の偏光フィルタを組み合わせてエンコーダパターン313Bを準備する。 (b) Next, on the outer peripheral surface of the base 313A, a reflective sheet 313C that reflects incident light in a direction opposite to the direction of incidence is attached. Here, as the reflective sheet 313C, a known reflective sheet such as a prism lens type or an enclosed lens type can be used. On the other hand, a first polarizing filter that transmits a polarized component in a first direction and attenuates a polarized component in a second direction perpendicular to the first direction and a polarized component in the second direction that transmits a polarized component in the first direction. Encoder pattern 313B is prepared by combining a second polarizing filter that attenuates the polarization component in the direction of .

具体的には、例えば、実施の形態1に係るエンコーダパターン13Bの黒い縦線131a,131b,および黒色帯132aに相当する箇所には、縦方向の光を透過する第1の偏光フィルタ331a,331b,および332aを、角度情報部131の白地部分および白色帯131bに相当する箇所には横方向の光を透過する第2の偏光フィルタ331cおよび332bを配置するようにエンコーダパターン313Bを形成する。 Specifically, for example, first polarizing filters 331a and 331b that transmit light in the vertical direction are provided at locations corresponding to the black vertical lines 131a and 131b and the black band 132a of the encoder pattern 13B according to the first embodiment. , and 332a, and second polarizing filters 331c and 332b, which transmit light in the horizontal direction, are arranged at positions corresponding to the white background portion and the white band 131b of the angle information portion 131, to form the encoder pattern 313B.

(c)最後に、このエンコーダパターン313Bを、反射シート313cの外側に貼付して、エンコーダパターン部313を形成する。 (c) Finally, the encoder pattern portion 313 is formed by attaching the encoder pattern 313B to the outside of the reflection sheet 313c.

なお、偏光フィルタの材料としては、例えば、ポリビニールアルコール(PVA)フィルムに、ヨウ素をコーティングして調製した偏光フィルムを用いることができる。 As a material for the polarizing filter, for example, a polarizing film prepared by coating a polyvinyl alcohol (PVA) film with iodine can be used.

また、測量装置350は、カメラ55に代えてカメラ355を備え、読取送光部69を備える。 Also, the surveying device 350 includes a camera 355 instead of the camera 55 and a reading light transmitting unit 69 .

カメラ355は、イメージセンサの前面に、偏光フィルタ355aを備える。偏光フィルタ355aは、第1の偏光フィルタ331a,331b,332aおよび第2の偏光フィルタ331c,332bのうちいずれか一方と同じ偏光特性を有する偏光フィルタである。 The camera 355 has a polarizing filter 355a in front of the image sensor. The polarizing filter 355a is a polarizing filter having the same polarizing characteristics as one of the first polarizing filters 331a, 331b, 332a and the second polarizing filters 331c, 332b.

例えば、偏光フィルタ355Aが、エンコーダパターン13の白色に相当する箇所に配置された横方向の偏光フィルタ、すなわち、第2の偏光フィルタ331c,332bとすると、横方向の偏光成分のみが、偏光フィルタ355Aを透過する。 For example, if the polarizing filter 355A is a horizontal polarizing filter arranged at a portion corresponding to the white color of the encoder pattern 13, that is, the second polarizing filters 331c and 332b, only the horizontal polarizing component is detected by the polarizing filter 355A pass through.

読取光送光部69は、発光素子を備え、EDM51と光学系を共有し、エンコーダパターン部313に向けて光を出射する。 The reading light transmitting section 69 includes a light emitting element, shares an optical system with the EDM 51 , and emits light toward the encoder pattern section 313 .

本実施の形態において、ステップS103でエンコーダパターン313の読取りが実行されると、エンコーダパターン読取り部65は、ステップS301~ステップS305に代えて、図19のフローチャートを実行する。すなわち、まず、ステップS501において読取光が送光される。次に、ステップS502において、エンコーダパターンに反射した光がカメラに355により受光される。 In this embodiment, when the encoder pattern 313 is read in step S103, the encoder pattern reading unit 65 executes the flowchart of FIG. 19 instead of steps S301 to S305. That is, first, reading light is transmitted in step S501. Next, in step S502, the light reflected by the encoder pattern is received by the camera 355. FIG.

この結果、イメージセンサでは、反射光の弱い第1の偏光フィルタに対応する部分は暗く、反射光の強い第2の偏光フィルタに対応する部分は明るい、エンコーダパターン313Bの画像が取得される。このエンコーダパターン313Bの画像について、その後ステップS503~S506では、ステップS302~ステップS305と同様の処理を行い、その結果に基づいて、エンコーダパターン313Bの基準方向RDに対する測量装置350の方向角θを演算する。 As a result, the image sensor acquires an image of the encoder pattern 313B in which the portion corresponding to the first polarizing filter with weak reflected light is dark and the portion corresponding to the second polarizing filter with strong reflected light is bright. After that, in steps S503 to S506, the same processing as in steps S302 to S305 is performed on the image of the encoder pattern 313B . Calculate.

このように、エンコーダパターン313Bを、偏光フィルタにより構成した場合にも、第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。また、第2の実施の形態と組み合わせて、カメラ355の代わりに第2の実施の形態のスキャナと実質的に同じ構成を有するスキャナを用いてもよい。 In this way, even when the encoder pattern 313B is composed of a polarizing filter, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Also, in combination with the second embodiment, a scanner having substantially the same configuration as the scanner of the second embodiment may be used instead of the camera 355 .

スキャナ70を用いる場合も、スキャナ受光部の光路前方に偏光フィルタを備えることが好ましい。 Also when using the scanner 70, it is preferable to provide a polarizing filter in front of the light receiving portion of the scanner.

4. 第4の実施の形態
第4の実施の形態に係る測量システム400(図示せず)は、測量システム100と同様の、計測モジュールと測量装置とを備える。
4. Fourth Embodiment A surveying system 400 (not shown) according to a fourth embodiment includes a measurement module and a surveying device similar to the surveying system 100 .

しかし、計測モジュールのエンコーダパターン部413が以下のように異なる。 However, the encoder pattern section 413 of the measurement module is different as follows.

すなわち、図20に示すように、、本実施の形態に係る、エンコーダパターン部413は、第1の実施の形態にかるエンコーダパターン部13と、第3の実施の形態に係るエンコーダパターン部313とを上下に一体としたものである。 That is, as shown in FIG. 20, the encoder pattern portion 413 according to the present embodiment includes the encoder pattern portion 13 according to the first embodiment and the encoder pattern portion 313 according to the third embodiment. are integrated above and below.

このような構成によれば、測量システム400に用いる測量装置として、測量システム100に係る測量装置50、測量システム200に係る測量装置250、測量システム300に係る測量装置350のいずれを用いても、第1の実施の形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、計測モジュールの汎用性が向上する。 According to such a configuration, regardless of which of the surveying device 50 related to the surveying system 100, the surveying device 250 related to the surveying system 200, and the surveying device 350 related to the surveying system 300 is used as the surveying device used in the surveying system 400, Effects similar to those of the first embodiment can be obtained. That is, the versatility of the measurement module is improved.

なお、エンコーダパターン部413における、エンコーダパターン部13とエンコーダパターン部313との配置は、これに限らず、上下が逆転していてもよく、それぞれの基準点RPが一致しているかぎり、離間して配置されていてもよい。 The arrangement of the encoder pattern portion 13 and the encoder pattern portion 313 in the encoder pattern portion 413 is not limited to this. may be placed

5. 第5の実施の形態
図21は、第5の実施の形態に係る、測量システム500のブロック図である。測量システム500は、測量システム100と同様の、計測モジュール510と測量装置50とを備える。
5. Fifth Embodiment FIG. 21 is a block diagram of a surveying system 500 according to a fifth embodiment. The surveying system 500 includes a measurement module 510 and a surveying device 50 similar to the surveying system 100 .

しかし、図22に示すように、計測モジュール510の距離測定器514が、支持部材12の中心軸A上の点Rを基点として、点Rを通る水平軸周りに回動可能に支持部材12に取り付けられているのに加えて、計測モジュール510の距離測定器514では、点Rを通る鉛直軸、すなわち支持部材12の中心軸A周りにも回動可能となっている点で異なる。 However, as shown in FIG. 22, the distance measuring device 514 of the measurement module 510 is attached to the support member 12 so as to be rotatable around the horizontal axis passing through the point R with the point R on the central axis A of the support member 12 as the base point. In addition to being attached, the distance measuring device 514 of the measurement module 510 is different in that it is also rotatable around the vertical axis passing through the point R, that is, the central axis A of the support member 12 .

また、計測モジュール510は、回転角測定器22を備える。回転角測定器22は、ロータリーエンコーダである。 The measurement module 510 also includes the rotation angle measuring device 22 . The rotation angle measuring device 22 is a rotary encoder.

回転角測定器22の0°に対応する方向と、距離測定器514を支持部材12に組み付けた際のエンコーダパターン13Bの基準方向RDとの、支持部材12の中心軸回りの角度は、距離測定器514を組み付けた時点で、求められ、補正値として、回転角測定器22に設定されている。この結果、回転角測定器22は、距離測定器514の、エンコーダパターン13Bの基準方向RDに対する支持部材12の中心軸A周りの回転角θを測定可能となっている。 The angle around the central axis of the support member 12 between the direction corresponding to 0° of the rotation angle measuring device 22 and the reference direction RD of the encoder pattern 13B when the distance measuring device 514 is attached to the support member 12 is the distance measurement. When the device 514 is assembled, it is determined and set in the rotation angle measuring device 22 as a correction value. As a result, the rotation angle measuring device 22 can measure the rotation angle θB of the distance measuring device 514 about the central axis A of the support member 12 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B.

このように、計測モジュール510では、距離測定器514のエンコーダパターン13Bの基準方向RDに対する支持部材12の中心軸A周りの角度θは固定の値であるのに対し、計測モジュール510では、可変の値であるが、回転角測定器22を備えることにより、測定可能となっている。 As described above, in the measurement module 510, the angle θ B about the central axis A of the support member 12 with respect to the reference direction RD of the encoder pattern 13B of the distance measuring device 514 is a fixed value. , which can be measured by providing the rotation angle measuring device 22 .

そして、図23に示すように、測定点Pについての測量動作において、計測モジュール510は、計測モジュール10と同様に、距離測定器514の基点Rから測定点Pまでの距離lを測定し(ステップS601)、距離測定器514の基点Rを通る水平面に対する距離測定器514の傾斜角φを測定する(ステップS602)のに加えて、ステップS603において、回転角測定器22が距離測定器514のエンコーダパターン13Bの基準方向RDに対する支持部材12の中心軸A周りの角度θを測定し、モジュール通信部19に出力する。 Then, as shown in FIG. 23, in the surveying operation for the measurement point P, the measurement module 510 measures the distance l from the base point R of the distance measuring device 514 to the measurement point P (step S601), the inclination angle φ of the rangefinder 514 with respect to the horizontal plane passing through the reference point R of the rangefinder 514 is measured (step S602). The angle θ B about the central axis A of the support member 12 with respect to the reference direction RD of the pattern 13 B is measured and output to the module communication section 19 .

このような構成によれば、距離測定器514が、支持部材12に、支持部材12の中心軸A周りに回動可能に取り付けられているので、支持部材12の鉛直状態を確保した状態で、距離測定器514の先端を測定点Pに当接させる際の作業性が向上する。また、測定点Pに対して任意の角度の点を借りの測定点Qとして設定できるので、仮の測定点Qの設定の自由度が増す。 According to such a configuration, since the distance measuring device 514 is attached to the support member 12 so as to be rotatable around the central axis A of the support member 12, the vertical state of the support member 12 is ensured. Workability when bringing the tip of the distance measuring device 514 into contact with the measuring point P is improved. In addition, since a point at an arbitrary angle with respect to the measuring point P can be set as the borrowing measuring point Q, the degree of freedom in setting the temporary measuring point Q increases.

6. 第6の実施の形態
第6の実施の形態に係る測量システム600(図示せず)は、測量システム400と同様の、計測モジュール610と測量装置450(図示せず)とを備える。
6. Sixth Embodiment A surveying system 600 (not shown) according to a sixth embodiment includes a measurement module 610 and a surveying device 450 (not shown) similar to the surveying system 400 .

しかし、図24に示すように、計測モジュール10の傾斜角測定器15が、距離測定器14と平行に、距離測定器14に取り付けられた傾斜センサであるのに対し、計測モジュール610の傾斜角測定器615は、ロータリーエンコーダである点で異なる。傾斜角測定器615は、距離測定器614の基点Rを通る水平軸周りの回転角を計測することにより、距離測定器614の傾斜角(図3における角φに相当する角度)を測定する。 However, as shown in FIG. 24, the tilt angle measuring device 15 of the measurement module 10 is a tilt sensor attached to the distance measuring device 14 parallel to the distance measuring device 14, whereas the tilt angle measuring module 610 Measuring instrument 615 differs in that it is a rotary encoder. The tilt angle measuring device 615 measures the tilt angle of the distance measuring device 614 (the angle corresponding to the angle φ in FIG. 3) by measuring the rotation angle around the horizontal axis passing through the reference point R of the range measuring device 614 .

上記構成によれば、距離測定器614の傾斜角φが計測可能となり、第1~第5の実施の形態と同様の効果が得られる。 According to the above configuration, the tilt angle φ of the distance measuring device 614 can be measured, and the same effects as those of the first to fifth embodiments can be obtained.

7. 第7の実施の形態
第7の実施の形態に係る測量システム700(図示せず)は、測量システム100と同様の、計測モジュール710と測量装置50(図示せず)とを備える。
7. Seventh Embodiment A surveying system 700 (not shown) according to a seventh embodiment includes a measurement module 710 and a surveying device 50 (not shown) similar to the surveying system 100 .

しかし、図25に示すように、計測モジュール10の距離測定器14が、デジタル式の測定棒であるのに対して、計測モジュール710の距離測定器714は、小型の光波測距儀である点で異なる。距離測定器714は、計測モジュール710の制御部17およびモジュール通信部19と接続されている。 However, as shown in FIG. 25, the range finder 14 of the measurement module 10 is a digital measuring rod, while the range finder 714 of the measurement module 710 is a compact light wave range finder. different in Distance measuring device 714 is connected to control section 17 and module communication section 19 of measurement module 710 .

距離測定器714は、測距部と、レーザポインタとを備える。測距部は、レーザ光をパルス発振する送光部と、測定対象物からの反射光を受光する受光部とを備え、レーザ光を受光するまでの時間と光速に基づいて測定点までの距離を測定するノンプリズム測距が可能なものとする。レーザポインタは、例えば可視色のレーザ光を直線的に発するものとする。測距部の光軸は、距離測定器714の中心軸Lと一致しており、またレーザポインタの光軸とも一致している。 Distance measuring device 714 includes a distance measuring unit and a laser pointer. The distance measuring unit includes a light transmitting unit that pulse-oscillates laser light and a light receiving unit that receives reflected light from the object to be measured. It shall be possible to measure the non-prism distance measurement. Assume that the laser pointer linearly emits visible laser light, for example. The optical axis of the distance measuring unit coincides with the central axis L of the distance measuring device 714 and also coincides with the optical axis of the laser pointer.

距離測定器714の基点Rと測定点Pとの間の距離lの測定にあたっては、計測モジュール710の支持部材12の先端12aを仮の測定点Qに当接し、支持部材12の鉛直状態を確保し、距離測定器714を測定点Pに向け、レーザポインタで測定点Pを指し示し、その状態で、基点Rから測定点Pまでの距離lの測定を実行する。 When measuring the distance l between the base point R of the distance measuring device 714 and the measurement point P, the tip 12a of the support member 12 of the measurement module 710 is brought into contact with the provisional measurement point Q to ensure the vertical state of the support member 12. Then, the distance measuring device 714 is directed to the measuring point P, the measuring point P is pointed by the laser pointer, and the distance l from the base point R to the measuring point P is measured in this state.

上記構成によれば、距離測定器714の基点Rと測定点Pとの間の距離lが計測可能となり、第1~第6の実施の形態と同様の効果が得られる。また、レーザ距離計を用いると、物理的な長さの制約を受けることなく仮の測定点Qの設定を行うことができるので、測定点Qの設定の自由度が向上する。 According to the above configuration, the distance l between the reference point R of the distance measuring device 714 and the measurement point P can be measured, and the same effects as those of the first to sixth embodiments can be obtained. Moreover, if a laser rangefinder is used, the provisional measurement point Q can be set without being restricted by the physical length, so the degree of freedom in setting the measurement point Q is improved.

以上、本発明の好ましい実施の形態について述べたが、上記の実施の形態および実施例は本発明の一例であり、それぞれの構成を当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。 Preferred embodiments of the present invention have been described above. forms are also included in the scope of the present invention.

10,10a,310,510,610,710 計測モジュール
11 反射ターゲット
13B,313B エンコーダパターン
19 モジュール通信部
50,50c, 250,350,450 測量装置
55,355 カメラ
57 通信部
64 演算制御部
70 スキャナ
100,100a,100c,200,300,400,500,600,700 測量システム
10, 10a, 310, 510, 610, 710 measurement module 11 reflection targets 13B, 313B encoder pattern 19 module communication units 50, 50c, 250, 350, 450 surveying equipment 55, 355 camera 57 communication unit 64 arithmetic control unit 70 scanner 100 , 100a, 100c, 200, 300, 400, 500, 600, 700 Survey system

Claims (7)

反射ターゲット、および、一定の長さをもって延在し、その中心軸が前記反射ターゲットの中心を通るように前記反射ターゲットを支持する支持部材を備え、使用状態において、前記支持部材の先端が、測定点とは異なる仮の測定点に当接しつつ前記中心軸が鉛直となる鉛直状態に確保され、前記使用状態における、前記中心軸周りの基準方向に対する、前記反射ターゲットの中心から前記中心軸上の所定の距離の位置に設定された基点から前記測定点の方向の角度、前記基点を通る水平面に対する前記基点から前記測定点の方向の角度および前記基点と前記測定点との間の距離についての計測データを取得可能な計測モジュールと、
前記反射ターゲットの三次元位置座標を測量可能な測量装置とを備える測量システムであって、
前記計測モジュールは、
前記基準方向を有し、前記中心軸周りの角度を示すエンコーダパターン、および、
前記計測データを前記測量装置に送信するためのモジュール通信部を備え、
前記測量装置は、
前記エンコーダパターンの画像を取得するカメラ、
前記計測モジュールと通信可能な通信部、および、
前記画像に基いてエンコーダパターンの読取り角を演算し、前記計測データおよび前記読取り角に基いて、前記測定点の三次元位置座標を演算する演算制御部を備えることを特徴とする測量システム。
a reflective target, and a supporting member that extends with a certain length and supports the reflective target so that its central axis passes through the center of the reflective target. It is secured in a vertical state in which the central axis is vertical while contacting a temporary measurement point different from the point, and the center of the reflection target on the central axis in the use state with respect to the reference direction around the central axis Measurement of the angle of the direction of the measurement point from a base point set at a predetermined distance, the angle of the direction of the measurement point from the base point with respect to the horizontal plane passing through the base point, and the distance between the base point and the measurement point. a measurement module capable of acquiring data;
A surveying system comprising a surveying device capable of surveying the three-dimensional position coordinates of the reflection target,
The measurement module is
an encoder pattern having the reference direction and indicating an angle about the central axis ; and
A module communication unit for transmitting the measurement data to the surveying instrument,
The surveying device is
a camera that acquires an image of the encoder pattern;
a communication unit capable of communicating with the measurement module; and
A surveying system, comprising: an arithmetic control unit that calculates a reading angle of an encoder pattern based on the image, and calculates three-dimensional position coordinates of the measurement point based on the measurement data and the reading angle.
反射ターゲット、および、一定の長さをもって延在し、その中心軸が前記反射ターゲットの中心を通るように前記反射ターゲットを支持する支持部材を備え、使用状態において、前記支持部材の先端が、測定点とは異なる仮の測定点に当接しつつ前記中心軸が鉛直となる鉛直状態に確保され、前記使用状態における、前記中心軸周りの基準方向に対する、前記反射ターゲットの中心から前記中心軸上の所定の距離の位置に設定された基点から前記測定点の方向の角度、前記基点を通る水平面に対する前記基点から前記測定点の方向の角度および前記基点と前記測定点との間の距離についての計測データを取得可能な計測モジュールと、
前記反射ターゲットの三次元位置座標を測量可能な測量装置とを備える測量システムであって、
前記計測モジュールは、
前記基準方向を有し、前記中心軸周りの角度を示すエンコーダパターン、および、
前記計測データを前記測量装置に送信するためのモジュール通信部を備え、
前記測量装置は、
スキャン光を送光し、前記エンコーダパターンに反射した光を受光して、その受光光量分布を取得するスキャナ、
前記計測モジュールと通信可能な通信部、および、
前記受光光量分布に基いてエンコーダパターンの読取り角を演算し、前記計測データおよび前記読取り角に基いて、前記測定点の三次元位置座標を演算する演算制御部を備えることを特徴とする測量システム。
a reflective target, and a supporting member that extends with a certain length and supports the reflective target so that its central axis passes through the center of the reflective target. It is secured in a vertical state in which the central axis is vertical while contacting a temporary measurement point different from the point, and the center of the reflection target on the central axis in the use state with respect to the reference direction around the central axis Measurement of the angle of the direction of the measurement point from a base point set at a predetermined distance, the angle of the direction of the measurement point from the base point with respect to the horizontal plane passing through the base point, and the distance between the base point and the measurement point. a measurement module capable of acquiring data;
A surveying system comprising a surveying device capable of surveying the three-dimensional position coordinates of the reflection target,
The measurement module is
an encoder pattern having the reference direction and indicating an angle about the central axis ; and
A module communication unit for transmitting the measurement data to the surveying instrument,
The surveying device is
a scanner that transmits scanning light, receives the light reflected by the encoder pattern, and acquires the received light intensity distribution;
a communication unit capable of communicating with the measurement module; and
A surveying system, comprising: an arithmetic control unit that calculates a reading angle of an encoder pattern based on the received light amount distribution, and calculates three-dimensional position coordinates of the measurement point based on the measurement data and the reading angle. .
前記計測モジュールが、前記計測モジュールの鉛直状態を検出するための水準器を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の測量システム。 3. The surveying system according to claim 1, wherein said measuring module comprises a spirit level for detecting the vertical state of said measuring module. 前記計測モジュールが、前記使用状態における、前記中心軸周りの基準方向に対する、前記反射ターゲットの中心から前記中心軸上の所定の距離の位置に設定された基点から前記測定点の方向の角度を測定する角度検出器、前記基点を通る水平面に対する前記基点から前記測定点の方向の角度を測定する角度検出器、および、前記基点と前記測定点との間の距離を測定する距離測定器を備えることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の測量システム。 The measurement module measures the angle of the direction of the measurement point from a base point set at a predetermined distance on the central axis from the center of the reflection target with respect to a reference direction around the central axis in the use state. an angle detector for measuring the angle of the direction from the base point to the measurement point with respect to a horizontal plane passing through the base point; and a distance measuring device for measuring the distance between the base point and the measurement point. The surveying system according to any one of claims 1 to 3, characterized by: 前記中心軸周りの基準方向に対する、前記反射ターゲットの中心から前記中心軸上の所定の距離の位置に設定された基点から前記測定点の方向の角度は既知であり、前記計測モジュールが、前記使用状態における、前記基点を通る水平面に対する前記基点から前記測定点の方向の角度を測定する角度検出器、および前記基点と前記測定点との間の距離を測定する距離測定器を備えることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の測量システム。 The angle of the direction of the measurement point from a base point set at a predetermined distance on the central axis from the center of the reflective target with respect to a reference direction around the central axis is known, and the measurement module and an angle detector for measuring the angle of the direction of the measuring point from the base point to the horizontal plane passing through the base point, and a distance measuring device for measuring the distance between the base point and the measuring point. The surveying system according to any one of claims 1 to 3. 反射ターゲットと、
一定の長さをもって延在し、その中心軸が前記反射ターゲットの中心を通るように前記反射ターゲットを支持する支持部材と、
基準方向を有し、前記中心軸周りの角度を示すエンコーダパターンと、
外部機器と通信可能に構成されたモジュール通信部とを備え、
使用状態において、前記支持部材の先端が、測定点とは異なる仮の測定点に当接しつつ前記中心軸が鉛直となる鉛直状態に確保され、前記使用状態における、前記中心軸周りの基準方向に対する、前記反射ターゲットの中心から前記中心軸上の所定の距離の位置に設定された基点から前記測定点の方向の角度、前記基点を通る水平面に対する前記基点から前記測定点の方向の角度および前記基点と前記測定点との間の距離についての計測データを取得可能であり、前記計測データを外部機器に送信可能に構成されたことを特徴とする計測モジュール。
a reflective target;
a support member that extends with a certain length and supports the reflective target so that its central axis passes through the center of the reflective target;
an encoder pattern having a reference direction and indicating an angle about the central axis ;
A module communication unit configured to communicate with an external device,
In the state of use, the tip of the support member abuts on a temporary measurement point different from the measurement point and is secured in a vertical state in which the central axis is vertical, and the reference direction around the central axis in the state of use. , the angle of the direction of the measurement point from a base point set at a position at a predetermined distance on the central axis from the center of the reflection target, the angle of the direction of the measurement point from the base point to the horizontal plane passing through the base point, and the base point and the measurement point, and is configured to transmit the measurement data to an external device.
反射ターゲット、および、一定の長さをもって延在し、その中心軸が前記反射ターゲットの中心を通るように前記反射ターゲットを支持する支持部材を備える計測モジュールと、前記反射ターゲットの測距および測角を行う測量装置とを用いる測量方法であって
(a)前記計測モジュールに、基準方向を有し、前記中心軸の周方向の角度を示すエンコーダパターンを設け、前記測量装置に前記エンコーダパターンの画像を取得するカメラまたはスキャン光を送光し、前記エンコーダパターンに反射した光を受光して、その受光光量分布を取得するスキャナを設けるとともに、前記画像または前記受光光量分布に基いてエンコーダパターン読取り角を演算可能とし、
(b)前記計測モジュールを前記支持部材の先端が、測定点とは異なる仮の測定点に当接しつつ前記中心軸が鉛直となる鉛直状態に配置して、前記測量装置により前記エンコーダパターンを読み取り、
(c)前記計測モジュールにより、前記基準方向に対する、前記反射ターゲットの中心から前記中心軸上の所定の距離の位置に設定された基点から前記測定点の方向の角度、前記基点を通る水平面に対する前記基点から前記測定点の方向の角度および前記基点と前記測定点との間の距離についての計測データを取得し、
(d)前記測量装置により前記反射ターゲットの測距および測角を行い、
(e)前記エンコーダパターンの読取り結果から、前記エンコーダパターンの読取り角を演算し、
(f)前記反射ターゲットの測距、測角データ、前記計測データ、および前記エンコーダパターンの読取り角の演算結果に基づいて、前記測定点の三次元位置座標を演算することを特徴とする測量方法。
A measuring module comprising a reflective target and a supporting member extending with a certain length and supporting the reflective target so that its central axis passes through the center of the reflective target, and distance measurement and angle measurement of the reflective target. (a) The measurement module is provided with an encoder pattern having a reference direction and indicating an angle in the circumferential direction of the central axis, and the surveying device is provided with an image of the encoder pattern A camera that acquires a scan light or a scanner that receives the light reflected by the encoder pattern and acquires the received light amount distribution, and the encoder pattern reading angle based on the image or the received light amount distribution is computable, and
(b) The measurement module is arranged in a vertical state in which the tip of the support member is in contact with a temporary measurement point different from the measurement point and the central axis is vertical, and the encoder pattern is read by the surveying device. ,
(c) the angle of the direction of the measurement point from a reference point set by the measurement module at a predetermined distance on the central axis from the center of the reflection target with respect to the reference direction; obtaining measurement data about the angle of the direction of the measurement point from a base point and the distance between the base point and the measurement point;
(d) measuring the range and angle of the reflective target with the surveying device;
(e) calculating the reading angle of the encoder pattern from the result of reading the encoder pattern;
(f) A surveying method, wherein the three-dimensional position coordinates of the measurement point are calculated based on the results of calculation of the distance measurement and angle measurement data of the reflection target, the measurement data, and the reading angle of the encoder pattern. .
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