JPH0357911A

JPH0357911A - 自動測量装置

Info

Publication number: JPH0357911A
Application number: JP19262389A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Otake; 尾竹　慶久; Keiichi Fukushima; 福島　啓一
Original assignee: Tobishima Corp
Current assignee: Tobishima Corp
Priority date: 1989-07-27
Filing date: 1989-07-27
Publication date: 1991-03-13
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: JP2916687B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本発明は、地形や各種建造物、構築物等の測量を自動的
に行う自動測量方法とその装置に関する。

【従来の技術】

従来の一般的な測量方法では、平面位置、高さなどが既
知な点にトランシノト等の測量機を据え付け、それを視
準及びその目盛りを読み取る作業をするオペレータＡと
、Ａから見易いように目標点に測！棒などのターゲット
を立てるか、Ａの指示により新しく設定された目標点に
杭や釘、丁張り、マークなどを設けるオペレータＢ，及
びその助手の２＆［ｌが、音声、手振り、手旗、または
トランシーバ等で相互に連絡を取り合いながら、全て人
為的に測量作業をしており、その作業手順はトランシン
トの場合おおよそ次の通りであった．■　トランシット
を座標が既知で目標地域が良く見通せる地点へ運搬し、
堅固に据え付ける．■　整準ネジを手動操作してトラン
シット本体を水平に据え付ける。 ■　光学視準装置を目視してトランシットの中心が正し
く既知の座標上にあるかどうかチェックし、ずれていれ
ば求心移動装置により正しく直上になるように手動調整
する。 ■　高さが既知の点に立てた目盛尺を、トランシットの
垂直角をゼロにした状態で読み取り、トランシットの望
遠鏡の回転中心の高さ（機械高さ）を求める。 ■　オペレータＢが第１目標点（座標既知）に立てたタ
ーゲートを視準し、トランシットの視準面のクロスヘヤ
ーに正しく一致するようにトランシットを水平に回転さ
せる。 ■　トランシットのバーニアスケールまたはエンコーダ
により水平角を読み取り、人為的に記録する。 ■　オペレータＢに指示して第２目標点へ移動させ、タ
ーゲットを立てる。 ■　ターゲットがクロスヘヤーに一致するようにトラン
シットを回転させる。 ■　バーニアスケールまたはエンコーダによリ水平角を
読み取り、記録する。 ■　バーニアスケールまたはエンコーダと数字表示によ
り鉛直角を読み取り、記録する。 ■　光波距離計でターゲットまでの距離を測定し、記録
する。＠　上記■〜■の作業を第３目標点以下に対して繰り返
す． ■　上記■，■，■．＠，■で得られたデータと既知の
■の座標位置に基づいてターゲートの座標を計算する。［相］　計算した座標により必要な図面を描いたり、土
工量の計算をする．以上は一般的な地形測量の場合であるが、土木工事、建
築工事のための基準となる丁張り設定や杭打ちの中心点
指示、鉄骨据え付けなどのための墨出しの作業では、多
少手順が違い次のようになる。 ■〜■　上記と同じ。 ■　設計図などとの．■，■で得られたデータをもとに
、目標点の方位角、鉛直角，距離を計算で求める． ■　計算された方位角、鉛直角にトランシットの望遠鏡
を設定する． ■　オペレータＢに指示してターゲットがトランシット
の中心になるように誘導する。［相］　ターゲットまでの距離を光波距離計で測定し、
設定値（■での計算値）と違うときは、オペレータＢに
指示して前後に移動させる。 ■　■〜［相］の作業を繰り返してより精密に正しい位
置にターゲットを持って行く． ■　ターゲットの位置に杭を打つ。＠　■〜［相］の作業を繰り返して正しい位置にターゲ
ットを持って行く。［相］　ターゲットの位置を杭の上に釘、ペン等で記録
する． ■　次の目標点で■〜［相］の作業を繰り返す．

【発明が解決しようする課題】

上記のように従来では、必ず２人以上の人員を必要とし
、しかも大変な手間と時間と細かい技術を要し、また記
録した測量データの計算や管理も非常に面倒でかつミス
も多かった。そこで、本発明の目的は、測量作業を１人の人員で自動
的にかつ短時間に行うことができ、しかも測量データの
記録・計算等も自動的に行える斬新な自動測量方法、及
び自動測量装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

本発明による自動測量方法では、トランシソト、セオド
ライト、光波測距儀等の測量機の視準部にビデオカメラ
を組み込むとともに、該測量機に、水平及び鉛直の視準
方向を調整する視準方向調整用モータ及びその調整量を
読み取るエンコーダを装着し、上記ビデオカメラの映像
データ及びエンコーダのデータを無線または有線により
ターゲット側のコンピュータへ伝送し、解析したデータ
及びビデオカメラの映像をターゲット側のモニタディス
プレイ装置上に表示する一方、このコンピュータからの
指令に従い上記視準方向調整用モータを無線または有線
により遠隔操作する。また、本発明の自動測量装置は次の（１）〜（８）の構
或部品を含む。（１）トランシット、セオドライト、光波測距儀等の測
量機の視準部に組み込まれたビデオカメラ。（２）同測量機に装着された水平及び鉛直視準方向調整
用モータ。（３）水平及び鉛直の調整量を読み取るエンコーダ。（４）該モータを駆動するコントローラ。（５）上記ビデオカメラの映像信号及びエンコーダのデ
ータを送信するとともに、上記コントローラのための制
御信号を受信する測量機側送受信機。（６）該送受信機と送受信するターゲ７｝側送受信機。（７）該ターゲノト側送受信機と接続され、受信された
上記ビデオカメラからの映像を表示するモニタディスプ
レイ装置。（８）上記両送受信機及びコンｌ・ローラを介して上記
視準方向調整用モータを遠隔操作するコンピュータ。

【作　　用】

本発明によると、測量機の視準部の像がターゲット側の
モニタディスプレイ装直上に映し出される。その像を監
視しながら、ターゲット側のコンピュータで測量機を遠
隔操作によりリアルタイムで自動的に調整できる。その
調整量はエンコーダによりデジタル化されてコンピュー
タへ伝送されるため、該コンピュータにより水平角、鉛
直角等の測量データが直ちに得られるとともに、そのデ
ータに基づいて所要の計算を即座に行える．測量機にお
いてどのような視準像が現に得られているかを、ターゲ
ット側においてモニタディスプレイ装置によりその場で
監視できる．

【実　施　例】

以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する．図は測量機として光波距離計付きトランシットｌを使用
した例を示す。このトランシント１には、視準望遠鏡２
及び光波距離計３の他に、視準望遠鏡２の像を撮影する
視準用ＣＣＤカメラ４、周囲の全景を撮影するための全
景用カメラ５、視準望遠鏡２の合焦を行うための合焦モ
ータ６、視準方向の鉛直方向調整をするための鉛直モー
タ７、視準方向の水平方向調整をするための水平モータ
８、トランシット１を水平に据え付ける整準調整のため
の整準モータ９、これらモータ（パルスモータ）６〜９
により調整された量を符号化された電気信号に変換する
複数のエンコーダ１０が備えられている．光波距離計３
は、それ自体に測距データを符号化して出力する装置を
内蔵している．そして、トランシットｌは測量機制御ユ
ニット１１に接続され、ターゲット１２側で操作される
コンソールユニント１３からの無線による遠隔操作によ
り後述のように制御される。測ＩＩ！制御ユニット１１は、無線送受信機ｌ４と、Ｃ
ＣＤカメラ４，５の映像信号を圧縮して符号化する映像
信号圧縮符号化回路１５と、モータ６〜９を制御するモ
ータコントローラ１６と、エンコーダ１０及び光波距離
計３の出力を規格化して無線送受信機１４に人力するイ
ンターフェースｌ７とを含乙）一方、コンソールユニッ
目３は、測ｍｓ　制ｍユニット１１側の無線送受信ｖａ
１４との間で送受信する無線送受信機１８と、コンピュ
ータエ９と、ＣＲＴ等のモニタ用ディスプレイ装置２０
と、無線送受信機１８で受信された映像信号を復号して
モニタ用ディスプレイ装置２０へ入力する映像信号復号
回路２ｌと、無線送受信Ｉａ１Ｂとコンピュータ１９間
で信号の受け渡しをするインターフェース２２と、デー
タレコーダ２３とを含む。このような測量システムによる／ＩＩＩＭは例えば次の
ような手順で行う。 ■　トランシット１は既知の基準点に設置しておく。そ
の基準点に長期間設置しておく場合には、小屋を建てて
そのなかに格納し、測量時に小屋のドアーまたは窓をコ
ンソールユニット１３からの遠隔操作で自動的に開放す
ると便利である。また、なるべく高いところに設置するのが好ましい。 ■　ターゲット１２を第ｌ目標点に設置し、コンピュー
タ１９をオンにしてプログラムをランすると、モニタデ
ィスプレイ装置２０上に各処理のメニが表示される。そ
こで、例えば、初期設定を選択すると、その指令信号が
インターフェース２２を介し無線送受信機１日により電
波にして送信される。これをトランシット１側の無線送
受信機１４が受信すると、測量機制御ユニット１１側に
おいてモータコントローラ１６により整準モータ９が駆
動され、トランシント１が自動的に整準されるとともに
、視準望遠鏡２が基準状態にセットされる．なお、第１
目標点にはターゲット１２を常時設置しておけば、省力
化が図れる。 ■　次に視準メニーを選択すると、測量機制御ユニット
１１側において、視準望遠鏡２の像を撮影する視準用Ｃ
ＣＤカメラ４からの映像信号が映像信号圧縮符号化回路
１５により圧縮して符号化され、無線送受信機１４によ
り電波にして送信され、ターゲット１２側の無線送受信
機１８に受信される。無線送受信８ｌ１８で受信された上記の信号は映像信号
復号回路２１により映像信号に再現され、モニタディス
プレイ装置２０上に視準望遠鏡２の像が映し出される．
その映し出される像はＣＣＤカメラ４の撮影像と同じに
しても良く、またコンピュータ１９で出来るだけ見易い
像に加工しても良い． ■　視準望遠鏡２をターゲッ｝１２に合わせるため、モ
ニタディスプレイ装置２０上の像を見ながらコンソール
ユニット１３の鉛直方向調整用のキーを操作すると、鉛
直モータ７が駆動され、水平方向調整用のキーを操作す
ると、水平モータ８が駆動される．また、合焦用のキー
を操作すると合焦モータ６が駆動される．そして、トラ
ンシット１が正しく第目標点のターゲットｌ２に向くよ
うに自動調整される．これらモータ６〜８及び上記整準
モータ９による調整量は、エンコーダ１０により符号化
されて無線送受信機１４によって送信され、視準望遠鏡
２の視準方向、合焦状態及び整準状熊がモニタディスプ
レイ装１２０上に時々刻々に表示される．全景用ＣＣＤ
カメラ５の像は、モニタディスプレイ装置２０上に、必
要時に視準用ＣＣＤカメラ４の像と切り換えて表示、ま
たは同一画面を分割して同時に表示される． ■　測量実行用のキーを操作すると、エンコーダ１０の
読み取りに基づく水平角及び鉛直角がコンピュータ１９
に取り込まれ、データレコーダ２３に記録され、あるい
はフロンピディスク　ハードディスク等の記憶媒体に記
憶される。または、記録と記憶が同時に行われる． ■　測距用のキーを操作すると、光波距離計３からレー
ザ光が出射される．ターゲット２４にはこのレーザ光を
反射する反射鏡２４が備えられており、トランシットｌ
からターゲット１２までの距離が光波距離計３によって
測定される．その測距データはコンピュータ１９に取り
込まれ、モニタディスプレイ装置２０上に表示されると
ともに、データレコーダ２３に記録、及び／またはフロ
ッピディスク，ハードディスク等の記憶媒体に記憶され
る。 ■　次の目標点にターゲット１２を設置し、その点で上
記■〜■を繰り返す。 ■　最終目標点での測量を終えた後、計算メニを選択す
ると、上記のように各目標点で得られたデータと、上記
■における基準点とから、各目標点の座標、さらにはそ
の座標で囲まれた面の面積等がコンピュータ１９によっ
て計算され、その計算結果がモニタディスプレイ装置２
０上に表示されるとともに、データレコーダ２３に記録
、及び／またはフロノピディスク，ハードディスク等の
記憶媒体に記憶される。なお、この計算は測量現場以外の適当な場所で随時行う
こともできる。また、コンピュータ１９をブロックに接
続することにより、図面も随時自動的に作図できる。以上述べた■から■までの作業は、トランシットｌ側に
人員を要することなく、ターゲット１２側の１人のオペ
レータで全て行うことができる。しかも、その操作はモ
ニタディスプレイ装置２０上の表示を見ながら、それに
表示されるメーセージに従って単にキー操作すれば良く
、非常に簡単である。さらに、計算結果も、測量データ
をいちいちキー人力する煩わしさなく、自動的にかつ即
座に入力ミスなく得られる．また、オペレータがモニタ
ディスプレイ装置２０上の表示やデータレコーダ２３記
録や記憶媒体の記憶データ等から総合判断して指令を出
すこともできる．なお、ターゲット１２に発光ダイオード等を使用すれば
、視準用ＣＣＤカメラ４の出力信号を数値解析して、そ
の視野中でのターゲノ１−１２の位置を計算でき、これ
を中心にもってくるように鉛直モータ７及び水平モータ
８を自動制御すると、一層の能率化が図れる。上記の実施例では、トランシット１を無線で遠隔操作し
たが、電話回線等を利用した有線で遠隔操作しても良い
．遠隔操作する測ｔｉはトランシットに限られるもので
はなく、またその操作もキー以外の例えば音声や光を利
用して行うこともでき、さらにＣＣＤカメラ以外のビデ
オカメラで視準像を撮影することも勿論可能である．測
量する対象も、ターゲットを地上に定置して行う地形測
量に限られるものではなく、トンネル掘削の際の測量、
地中に打ち込まれる杭にターゲットを付けて行う杭の打
設管理測量、各種建造物や構築物の測量などに広範に使
用できる．

【発明の効果】

本発明によれば次のような効果がある．（１）測量機側
に人員を要することなく、ターゲント側の１人のオペレ
ータで測量機を遠隔操作により自動的にリアルタイムで
操作でき、従来に比べ人員及び人件費を削減できるとと
もに、手間と時間を大幅に短縮できる。（２）測＊ｍの操作はモニタディスプレイ装置上の表示
を見ながら、それに表示されるメーセージに従って単に
キー等を操作すれば良く、非常に簡単である．（３）計算結果も、測量データをいちいち筆記したりキ
一人力したりする煩わしさなく、自動的にかつ即座に入
力ミスなく得られる。（４）測量機においてどのような視準像が現に得られて
いるかを、ターゲット側においてモニタディスプレイ装
置によりその場で監視でき、ターゲットの目標点への設
置も容易になる。（５）　　当初の測量機の据え付け、調整などを除く全
作業がターゲント側でできるので、省力化できる。この
効果は、測量機の据え付け点が高所や近づきにくい場所
や遠方や海上足場上などの場合、または測量作業が間欠
的に行われるときなどには一層大きい。

【図面の簡単な説明】図面は本発明の一実施例のシステム構戒図である． ■・・・・・・トランシント、２・・・・・・視準望遠
鏡、４・・・・・・視準用ＣＣＤカメラ、６・・・・・
・合焦モータ、７・・・・・・鉛直モータ、８・・・・
・・水平モータ、１２・・・・・・ターゲット、１４・
・・・・・測量機側無線送受信機、１６・・・・・・モ
ータコントローラ、１Ｂ・・・・・・ターゲット側無線
送受信機、１９・・・・・・コンピュータ、２０・・・
・・・モニタディスプレイ装置．手続ネｎＴ正書（方式）ｌ．事件の表示特願平１１９２６２３号２．発明の名称自動測量方法とその装置３．補正をする者事件との関係

Claims

【特許請求の範囲】１、トランシット、セオドライト、光波測距儀等の測量
機の視準部にビデオカメラを組み込むとともに、該測量
機に、水平及び鉛直の視準方向を調整する視準方向調整
用モータ及びその調整量を読み取るエンコーダを装着し
、上記ビデオカメラの映像データ及びエンコーダのデー
タを無線または有線によりターゲット側のコンピュータ
へ伝送し、解析したデータ及びビデオカメラの映像をタ
ーゲット側のモニタディスプレイ装置上に表示する一方
、このコンピュータからの指令に従い上記視準方向調整
用モータを無線または有線により遠隔操作することを特
徴とする自動測量方法。２、トランシット、セオドライト、光波測距儀等の測量
機の視準部に組み込まれたビデオカメラと、同測量機に
装着された水平及び鉛直の視準方向調整用モータと、そ
の調整量を読み取るエンコーダと、該モータを駆動する
コントローラと、上記ビデオカメラの映像信号及びエン
コーダのデータを送信するとともに、上記コントローラ
のための制御信号を受信する測量機側送受信機と、該送
受信器と送受信するターゲット側送受信機と、該ターゲ
ット側送受信機と接続され、受信された上記ビデオカメ
ラからの映像を表示するモニタディスプレイ装置と、上
記両送受信機及びコントローラを介して上記規準方向調
整用モータを遠隔操作するコンピュータとを含むことを
特徴とする自動測量装置。