JPH04166715A - Surveying instrument - Google Patents

Surveying instrument

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JPH04166715A
JPH04166715A JP29413890A JP29413890A JPH04166715A JP H04166715 A JPH04166715 A JP H04166715A JP 29413890 A JP29413890 A JP 29413890A JP 29413890 A JP29413890 A JP 29413890A JP H04166715 A JPH04166715 A JP H04166715A
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light
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optical system
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Abstract

PURPOSE:To capture the object of measurement readily by controlling the optical axis of the main body of a serveying instrument toward the object of measurement based on the result of seeking for a reflecting member with a scanning optical system, expanding the scanning range when the reflecting member is not located in the seeking range, and capturing the reflecting member. CONSTITUTION:When a reflecting member 2 is sought and scanned with a scanning optical system 10, the result is inputted into a control means. The control means computes the direction of the presence of the reflecting member 2 and turns and controls a main body 8 so that the optical axis of the main body 8 of a surveying instrument is directed toward the member 2. Then, the surveying instrument 8 automatically tracks the member 2. When the member 2 is not located in the seeking range, the control means controls the scanning optical system 10 so as to expand the seeking range. When the member 2 is captured in this range, the main body 8 is turned and controlled in the horizon tal and vertical directions so that the optical axis of the main body 8 of the surveying device is directed toward the member 2 on the basis of the result.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分計) 本発明は反射部材としての測定対象物を垂直方向及び水
平方向に走査して、測定対象物に測量機本体を自動追尾
させる測量機に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Applicability Meter) The present invention relates to a surveying instrument that scans an object to be measured as a reflective member in the vertical and horizontal directions and automatically tracks the object to be measured with the main body of the surveying instrument. .

(従来の技術) 従来から、測量機の一つとして光波測距装置が知られて
いるが、この光波測距装置には船舶の甲板等に設置して
用いられる場合がある。その光波測距装置は測距光学系
を有しており、この光波測距装置から遠く離れた測点に
設置のコーナーキューブに向かって光波を出射し、その
コーナーキューブからの反射光波を受光し、測点までの
距離を測定するようになっている。
(Prior Art) A light wave ranging device has been known as one type of surveying instrument, and this light wave ranging device is sometimes used by being installed on the deck of a ship or the like. The light wave ranging device has a ranging optical system, and emits light waves from the light wave ranging device toward a corner cube installed at a measurement point far away, and receives reflected light waves from the corner cube. , to measure the distance to the measurement point.

ところで、光波測距装置を船舶の甲板などに設置して測
距を行う場合、船舶の搗れ等によって測定対象物として
のコーナキューブを見失うことがある。そこで、近時は
、そのコーナキューブを自動追尾できるようにした光波
測距装置が開発されつつある。
By the way, when a light wave distance measuring device is installed on the deck of a ship or the like to measure distance, the corner cube as the object to be measured may be lost due to the sloshing of the ship or the like. Therefore, recently, light wave ranging devices that can automatically track the corner cube are being developed.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来の光波測距装置は、測距光学系を内
蔵する測量機本体としての光波測距装置本体そのものを
水平方向、垂直方向に回動させてコーナーキューブを探
索走査し、そのコーナキューブに光波測距装置を自動追
尾させる構成であり、機械的に探索する構造であるので
探索走査に時間がかかるという不具合があった。
(Problem to be Solved by the Invention) However, conventional light wave distance measuring devices have been designed to create corner cubes by rotating the main body of the light wave distance measuring device itself, which is a surveying instrument body with a built-in distance measuring optical system, in the horizontal and vertical directions. The structure is such that the corner cube is searched and scanned, and the light wave distance measuring device is automatically tracked to the corner cube.Since the structure is mechanically searched, there is a problem in that the search scan takes time.

また、第12図に示すように、光波測距装置本体から出
射する測定光束を水平方向に走査させて水平方向の探索
走査を行い、反射部材としての測距対象物から反射され
る測定光束を受光するまでの走査回数から測定対象物T
の垂直方向位置Hを求め、次に、第13図に示すように
測定光束をを垂直方向に走査させて測定光束を受光する
までの走査回数から測定対象物Tの水平方向位置Vを求
める構造であったので、探索走査に時間がかかつていた
。さらに、その光波測距装置の探索走査範囲にコーナキ
ューブがない場合には自動追尾をしようにも自動追尾が
できない不具合もある。
In addition, as shown in Fig. 12, horizontal search scanning is performed by scanning the measurement light flux emitted from the main body of the light wave distance measuring device in the horizontal direction, and the measurement light flux reflected from the distance measurement target as a reflecting member is detected. Measurement target T from the number of scans until light is received
A structure in which the vertical position H of the object to be measured T is determined, and then, as shown in FIG. Therefore, the search scan took time. Furthermore, if there is no corner cube within the search scanning range of the light wave distance measuring device, there is also the problem that automatic tracking cannot be performed even if automatic tracking is attempted.

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目
的とするところは、測定対象物を短時間に探索でき、か
つ、測定対象物を見失った場合でも容易にその測定対象
物を捕捉できる測量機を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to be able to search for a measurement target in a short time, and to easily locate the measurement target even if the measurement target is lost. The purpose is to provide surveying equipment that can capture data.

(課題を解決するための手段) 本発明に係わる測量機は、上記の課題を解決するため、 測定光束を第一方向に走査するのを一走査として、その
方向と直角な第二方向に測定光束を偏向させながら前記
走査を所定回数行うことにより、測定光束を二次元的に
走査する走査光学系と、該走査光学系により投影された
測定光束のうち測定点に設けられた反射部材により反射
された測定光束を受光するための受光系と、該受光系に
前記反射光束が入射するまでの走査回数により前記第二
方向の測定点の位置を検出するとともに、前記第一方向
の走査開始位置から第一方向に沿っての走査により前記
受光系に入射する反射光束が得られるまでの走査時間に
より前記第一方向の測定点の位置を検出する演算部と、
該演算部からの信号により測量機本体を前記測定点に向
けて自動追尾させる制御手段と、走査結果に基づいて前
記第一走査方向での走査範囲を拡大すると共に前記第二
方向での走査回数を増加させて走査範囲を変更する走査
範囲変更手段と、を備えていることを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the surveying instrument according to the present invention scans the measurement light beam in a first direction as one scan, and measures in a second direction perpendicular to the first direction. By performing the scanning a predetermined number of times while deflecting the light beam, a scanning optical system scans the measurement light beam two-dimensionally, and the measurement light beam projected by the scanning optical system is reflected by a reflecting member provided at the measurement point. a light-receiving system for receiving the reflected light beam; and a light-receiving system for detecting the position of the measurement point in the second direction based on the number of scans until the reflected light beam enters the light-receiving system, and detecting the position of the measurement point in the first direction. an arithmetic unit that detects the position of the measurement point in the first direction based on a scanning time until a reflected luminous flux incident on the light receiving system is obtained by scanning along the first direction;
a control means for automatically tracking the surveying instrument body toward the measurement point based on a signal from the calculation section; and a control means for expanding the scanning range in the first scanning direction based on the scanning result and the number of scannings in the second direction. and scanning range changing means for changing the scanning range by increasing the scanning range.

(作 用) 本発明によれば、走査光学系により反射部材を探索走査
するとその走査結果が制御手段に入力される。制御手段
は、その走査結果に基づき反射部材の存在方向を演算し
、測量機本体の光軸が測定対象物に向けられるように測
量機本体を水平方向、垂直方向に回動制御する。これに
よって、測量機は反射部材を自動追尾する。
(Function) According to the present invention, when the reflective member is searched and scanned by the scanning optical system, the scanning result is input to the control means. The control means calculates the direction of existence of the reflecting member based on the scanning result, and controls rotation of the surveying instrument body in the horizontal and vertical directions so that the optical axis of the surveying instrument body is directed toward the object to be measured. As a result, the surveying instrument automatically tracks the reflective member.

その探索走査範囲に反射部材がない場合には、制御手段
は探索走査範囲が拡大されるように走査光学系を制御す
る。走査光学系は、たとえば、反射部材を粗く探索走査
する0反射部材がその拡大探索走査範囲で捕捉された場
合には、その探索走査結果に基づいて測量機本体の光軸
が反射部材に向けられるように測量機本体を水平方向、
垂直方向に回動制御する。そして、その後は、制御手段
は、拡大前の探索走査範囲で反射部材を走査するように
走査光学系を制御する。
If there is no reflective member within the search scanning range, the control means controls the scanning optical system so that the search scanning range is expanded. For example, the scanning optical system roughly searches and scans the reflecting member. When a reflecting member is captured in its expanded search scanning range, the optical axis of the survey instrument body is directed toward the reflecting member based on the search scanning result. Move the surveying instrument body horizontally,
Control rotation in the vertical direction. Thereafter, the control means controls the scanning optical system to scan the reflective member in the search scanning range before expansion.

(実施例) 以下、本発明に係わる測量機を光波測距装置に適用した
実施例を図面を参照しつつ説明する。
(Example) Hereinafter, an example in which a surveying instrument according to the present invention is applied to a light wave distance measuring device will be described with reference to the drawings.

第1図において、1は測量台、2は測点に設置された測
定対象物としてのコーナキューブである。
In FIG. 1, 1 is a surveying table, and 2 is a corner cube as a measurement object installed at a survey point.

測量台1はたとえば船舶の甲板などに設置されている。The surveying platform 1 is installed, for example, on the deck of a ship.

この測量台1には光波測距装置3が据え付けられている
。この光波測距装置3は固定台4と水平回動部5とを有
する。水平回動部5は、第2図に示すように固定台4に
対して矢印A方向に回転され、支持部6を有する。支持
部6には垂直方向回動軸7が設けられ、垂直方向回動軸
7には測距装置本体8が設けられている。測距装置本体
8は、水平回動部5の回転により水平方向に回動される
と共に垂直方向回動軸7の回転により第1図に矢印Bで
示すように垂直方向に回転される。
A light wave distance measuring device 3 is installed on this surveying table 1. This light wave distance measuring device 3 has a fixed base 4 and a horizontal rotating section 5. The horizontal rotation part 5 is rotated in the direction of arrow A with respect to the fixed base 4, as shown in FIG. 2, and has a support part 6. The support portion 6 is provided with a vertical rotation shaft 7, and the vertical rotation shaft 7 is provided with a distance measuring device main body 8. The distance measuring device main body 8 is rotated in the horizontal direction by the rotation of the horizontal rotation part 5, and also rotated in the vertical direction as shown by arrow B in FIG. 1 by the rotation of the vertical rotation shaft 7.

その測距装置本体8には測距光学系9と走査光学系10
とが設けられている。この測距光学系9は第3図に概略
示すように投光部11と受光部12とを有する。投光部
11は光源13を有する。受光部12は受光素子14を
有する。光源13は赤外レーザー光束を出射する。その
赤外レーザー光束はビームスプリッタ15のダイクロイ
ンクミラー16により対物レンズ17に向けて反射され
、カバーガラス18を介して測距装置本体8から平行光
束として出射される。
The distance measuring device main body 8 includes a distance measuring optical system 9 and a scanning optical system 10.
and is provided. This distance measuring optical system 9 has a light projecting section 11 and a light receiving section 12, as schematically shown in FIG. The light projector 11 has a light source 13 . The light receiving section 12 has a light receiving element 14 . The light source 13 emits an infrared laser beam. The infrared laser beam is reflected by the dichroic ink mirror 16 of the beam splitter 15 toward the objective lens 17, and is emitted as a parallel beam from the distance measuring device main body 8 via the cover glass 18.

赤外レーザー光束はコーナキューブ2により反射され、
カバーガラス18を介して対物レンズ17に戻り、ビー
ムスプリッタ15のダイクロイックミラー19により反
射され、受光素子14に収束される。
The infrared laser beam is reflected by the corner cube 2,
The light returns to the objective lens 17 via the cover glass 18, is reflected by the dichroic mirror 19 of the beam splitter 15, and is focused on the light receiving element 14.

その受光素子14の受光出力は、図示を略す公知の計測
回路に入力され、コーナキューブ2までの距離が測距さ
れる。
The light receiving output of the light receiving element 14 is input to a known measuring circuit (not shown), and the distance to the corner cube 2 is measured.

測距光学系9は結像レンズ20、レチクル板21を有し
ており、可視光は対物レンズ17、ダイクロイックミラ
ー16.19を通過して、結像レンズ20に至す、レチ
クル板21に収束され、測定者は接眼レンズ22を介し
てコーナキューブ2を含めて測点箇所を視認できる。
The distance measuring optical system 9 has an imaging lens 20 and a reticle plate 21. Visible light passes through an objective lens 17 and a dichroic mirror 16, 19, reaches the imaging lens 20, and is converged on the reticle plate 21. The measurement person can visually recognize the measurement point location including the corner cube 2 through the eyepiece lens 22.

走査光学系10は第4図に示すようにレーザーダイオー
ド23、コリメータレンズ24、水平方向偏向素子25
、垂直方向偏向素子26、反射プリズム27.28.2
9、対物レンズ30、カバーガラス31、反射プリズム
32、ノイズ光除去用フィルタ33、受光素子34を有
する。レーザーダイオード23、コリメータレンズ24
、水平方向偏向素子25、垂直方向偏向素子26、反射
プリズム27.28.29は投光部を大略構成している
。対物レンズ30、反射プリズム32、ノイズ光除去用
フィルタ33、受光素子34は受光部を大略構成してい
る。水平方向偏向素子25、垂直方向偏向素子26はた
とえば音響光学素子から構成されている。
As shown in FIG. 4, the scanning optical system 10 includes a laser diode 23, a collimator lens 24, and a horizontal deflection element 25.
, vertical deflection element 26, reflection prism 27.28.2
9, an objective lens 30, a cover glass 31, a reflecting prism 32, a noise light removal filter 33, and a light receiving element 34. Laser diode 23, collimator lens 24
, the horizontal deflection element 25, the vertical deflection element 26, and the reflecting prisms 27, 28, and 29 generally constitute a light projecting section. The objective lens 30, the reflection prism 32, the noise light removal filter 33, and the light receiving element 34 roughly constitute a light receiving section. The horizontal deflection element 25 and the vertical deflection element 26 are composed of, for example, an acousto-optic element.

レーザーダイオード23は測距光学系9の測距光波の波
長とは異なる波長の赤外レーザー光を出射する。その赤
外レーザー光はコリメータレンズ24によって平行光束
にされ、水平方向偏向素子25に導かれる。この水平方
向偏向素子25は第5図に示すように赤外レーザー光を
水平方向Hに偏向させる機能を有する。垂直方向偏向素
子26は赤外レーザー光を垂直方向■に偏向させる機能
を有する。
The laser diode 23 emits an infrared laser beam having a wavelength different from the wavelength of the distance measuring light wave from the distance measuring optical system 9. The infrared laser beam is made into a parallel beam by a collimator lens 24 and guided to a horizontal deflection element 25. This horizontal deflection element 25 has a function of deflecting the infrared laser beam in the horizontal direction H, as shown in FIG. The vertical deflection element 26 has a function of deflecting the infrared laser beam in the vertical direction (2).

その水平方向偏向素子25、垂直方向偏向素子26の制
御については後述する。
Control of the horizontal deflection element 25 and the vertical deflection element 26 will be described later.

その赤外レーザー光はその水平方向偏向素子25、垂直
方向偏向素子26により水平方向、垂直方向に偏向され
て反射プリズム27に導かれ、この反射プリズム27に
より反射され、反射プリズム28.29を経由して対物
レンズ30に導かれる。対物レンズ30には貫通孔35
が対物レンズ30の光軸と同軸に形成されている。その
反射プリズム29により反射された赤外レーザービーム
はその貫通孔35を通って測距装置本体8の外部に出射
され、この赤外レーザービームによってコーナーキュー
ブ2の探索走査が行われる。探索走査範囲内にコーナキ
ューブ2があると、赤外レーザービームがコーナーキュ
ーブ2により反射されて対物レンズ30に戻る。その赤
外レーザービームはその対物レンズ30により収東され
、反射プリズム32により反射され、ノイズ光除去用フ
ィルター33を通過して受光素子34に結像される。ノ
イズ光除去用フィルター33は赤外レーザービームの波
長と同一の波長の光を透過させる機能を有する。
The infrared laser beam is deflected in the horizontal and vertical directions by the horizontal deflection element 25 and the vertical deflection element 26, guided to the reflection prism 27, reflected by the reflection prism 27, and passed through the reflection prisms 28 and 29. and is guided to the objective lens 30. The objective lens 30 has a through hole 35
is formed coaxially with the optical axis of the objective lens 30. The infrared laser beam reflected by the reflecting prism 29 is emitted to the outside of the distance measuring device main body 8 through the through hole 35, and the corner cube 2 is searched and scanned by this infrared laser beam. When the corner cube 2 is within the search scanning range, the infrared laser beam is reflected by the corner cube 2 and returns to the objective lens 30. The infrared laser beam is focused by the objective lens 30, reflected by the reflection prism 32, passes through the noise light removal filter 33, and is imaged on the light receiving element 34. The noise light removal filter 33 has a function of transmitting light having the same wavelength as the wavelength of the infrared laser beam.

この走査光学系10によれば、投光部と受光部とが同軸
であるので、コーナキューブ2により反射された赤外レ
ーザービームを確実に受光できるメリットがある。また
、ノイズ光除去用フィルター33を設けであるので、赤
外レーザービームの波長以外の波長の光をカットでき、
探索走査を確実に行うことができる。
According to the scanning optical system 10, since the light projecting section and the light receiving section are coaxial, there is an advantage that the infrared laser beam reflected by the corner cube 2 can be reliably received. In addition, since a noise light removal filter 33 is provided, light with wavelengths other than the wavelength of the infrared laser beam can be cut.
Search scanning can be performed reliably.

第6図は制御手段のブロック回路図を示すもので、この
第6図において、36は制御手段の一部を構成するマイ
クロコンピュータ、37は水平方向・垂直方向(H−V
)スキャンコントローラ、38は基準パルス発生器、3
9はH方向D/Aコンバータ、40は■方向D/Aコン
バータ、牡、42はスィーブオスシレータ、43は加算
器、44はドライバ、45はモータである。モータ45
の回転は歯車列などからなる減速機構(図示を略す)を
介して、水平回動部5又は垂直回動軸7に伝達されるも
のである。
FIG. 6 shows a block circuit diagram of the control means. In this FIG.
) scan controller, 38 is a reference pulse generator, 3
9 is an H direction D/A converter, 40 is a ■ direction D/A converter, 42 is a sweep oscillator, 43 is an adder, 44 is a driver, and 45 is a motor. motor 45
The rotation is transmitted to the horizontal rotation section 5 or the vertical rotation shaft 7 via a speed reduction mechanism (not shown) consisting of a gear train or the like.

レーザーダイオード23はマイクロコンピュータ36に
よって駆動制御される。マイクロコンピュータ36は水
平方向(H)、垂直方向(V)の探索走査のためのスタ
ートパルスTSを水玉方向・垂直方向(H−V)スキャ
ンコントローラ37に向かって出力する。水平方向・垂
直方向(H−V)スキャンコントローラ37はそのスタ
ートパルスTSに基づいて基準パルス発生器38のクロ
ックパルスCLをカウントし、そのカウント値HCT@
H方向り/Aコンバータ39に出力する。H方向D/A
コンバータ39はそのカウント値HCTに基づき第7図
に示すように周期的に三角波電圧TRを発生する。この
三角波電圧TRの一周期は一水平探索走査に対応してい
る。この三角波電圧TRはスイープオスシレータ41に
入力される。スィーブオスシレータ41は三角波電圧T
Rを周波数変換して、水平方向偏向素子25を駆動する
。その水平方向偏向素子25は三角波電圧TRの電圧値
に対応した水平方向角度に赤外レーザービームを偏向さ
せる。
The laser diode 23 is driven and controlled by a microcomputer 36. The microcomputer 36 outputs a start pulse TS for search scanning in the horizontal direction (H) and vertical direction (V) to the dot direction/vertical direction (H-V) scan controller 37 . The horizontal/vertical (H-V) scan controller 37 counts the clock pulses CL of the reference pulse generator 38 based on the start pulse TS, and calculates the count value HCT@
It is output to the H direction/A converter 39. H direction D/A
Converter 39 periodically generates triangular wave voltage TR as shown in FIG. 7 based on the count value HCT. One period of this triangular wave voltage TR corresponds to one horizontal search scan. This triangular wave voltage TR is input to the sweep oscillator 41. The sweep oscillator 41 has a triangular wave voltage T
The horizontal deflection element 25 is driven by converting the frequency of R. The horizontal deflection element 25 deflects the infrared laser beam to a horizontal angle corresponding to the voltage value of the triangular wave voltage TR.

水平方向・垂直方向(H−V)スキャンコントローラ3
7は一水平走査が終了するたびにスキャン同期信号SC
をマイクロコンピュータ36に向かって出力する。H−
Vスキャンコントローラ37はスキャン同期信号SCを
カウントし、カウント値VCTを■方向D/Aコンバー
タ40に出力する。■方向D/Aコンバータ40はその
制御に基づき一水平走査毎に電圧が高くなる階段波電圧
Wvを発生する。その階段波電圧W■はスィーブオスシ
レータ42に入力されている。スィーブオスシレータ4
2は階段波電圧Wvを周波数変換して、垂直方向偏向素
子26を駆動する。その垂直方向偏向素子26はその階
段波電圧Wvに対応した垂直方向角度に赤外レーザービ
ームを偏向させる。
Horizontal/vertical (H-V) scan controller 3
7 is a scan synchronization signal SC every time one horizontal scan is completed.
is output to the microcomputer 36. H-
The V scan controller 37 counts the scan synchronization signal SC and outputs the count value VCT to the direction D/A converter 40. (2) Direction The D/A converter 40 generates a staircase wave voltage Wv whose voltage increases every horizontal scan based on its control. The staircase wave voltage W■ is input to the sweep oscillator 42. Seeb oscillator 4
2 converts the frequency of the staircase wave voltage Wv to drive the vertical deflection element 26. The vertical deflection element 26 deflects the infrared laser beam to a vertical angle corresponding to the staircase voltage Wv.

今、マイクロコンピュータ36によって指令された探索
走査範囲が第8図に符号にで示すようなものであるとし
、コーナーキューブ2が探索走査範囲内にあるものとす
る。走査線番号1の水平走査から走査線番号n−2まで
の走査では、コーナーキューブ2がその探索走査範囲内
にないので、赤外レーザービームはそのコーナーキュー
ブ2により反射されず、従って、受光素子34にはその
赤外レーザービームの反射光束が戻らない、走査線番号
n−1から走査線番号n+1までの走査では、その探索
走査範囲内にコーナーキューブ2が存在する。従って、
受光素子34には、その赤外レーザービームの反射光束
が戻る。従って、受光素子34走査線番号n−1から走
査線番号n+1までの走査の間に第9図に示すような受
光パルスRPを発生する。
It is now assumed that the search scanning range commanded by the microcomputer 36 is as shown by the symbol in FIG. 8, and that the corner cube 2 is within the search scanning range. In the horizontal scan from scanning line number 1 to scanning line number n-2, the corner cube 2 is not within the search scanning range, so the infrared laser beam is not reflected by the corner cube 2, and therefore the light receiving element In the scanning from scanning line number n-1 to scanning line number n+1, in which the reflected light flux of the infrared laser beam does not return to 34, the corner cube 2 exists within the search scanning range. Therefore,
The reflected light flux of the infrared laser beam returns to the light receiving element 34. Therefore, the light receiving pulse RP as shown in FIG. 9 is generated during scanning of the light receiving element 34 from scanning line number n-1 to scanning line number n+1.

その受光パルスRPは加算器43に入力される。The received light pulse RP is input to an adder 43.

加算器43には水玉方向・垂直方向(H−V)スキャン
コントローラ37のクロックパルスCLが入力され、ス
タートパルスTsを含めてスキャン同期信号SC発生時
のカウント個数を「O」として受光パルスRPの立ち上
がり時のクロックパルスCLのカウント個数と受光パル
スRPの立ち下がり時のグロックパルスCLのカウント
個数とを一水平走査毎に加算する。マイクロコンピュー
タ36はスキャン同期信号SCが入力される都度、加算
器43の出力値を読み取る。そして、−水平走査毎にそ
の出力値を算術平均する。これによって、コーナーキュ
ーブ2の水平方向位置が求められる。
The clock pulse CL of the dot direction/vertical direction (H-V) scan controller 37 is inputted to the adder 43, and the number of pulses counted when the scan synchronization signal SC is generated, including the start pulse Ts, is set to "O" and the received light pulse RP is The counted number of clock pulses CL at the rising edge and the counted number of clock pulses CL at the falling edge of the light-receiving pulse RP are added for each horizontal scan. The microcomputer 36 reads the output value of the adder 43 every time the scan synchronization signal SC is input. Then, the output values are arithmetic averaged for each -horizontal scan. As a result, the horizontal position of the corner cube 2 is determined.

たとえば、走査線番号n−1から走査線番号n+1まで
の走査において受光パルスRPの立ち上がり時のカウン
ト値HCTをHn−+、H,、Hn4.、受光パルスR
Pの立ち下がり時のカウント値HCTをH’n−1、H
’ 4SH’ nuとすれば、走査線番号n−1の走査
によるコーナーキューブ2の水平方向位置Hn −+は
、 Hn−+= (Hn−++H’ n−1) / 2同様
に、走査線番号n、走査線番号n+1の走査による水平
方向のコーナーキューブ2の水平方向位置Hn、Hnや
1は、それぞれ、 Hn= (H,+H’ o)/2 Hn*+= (Hn−++H’ ll−+) / 2と
して求められる。
For example, in scanning from scanning line number n-1 to scanning line number n+1, the count value HCT at the rising edge of the light reception pulse RP is set to Hn-+, H,, Hn4, . , received light pulse R
The count value HCT at the falling edge of P is H'n-1, H
'4SH' nu, the horizontal position Hn -+ of the corner cube 2 by scanning the scanning line number n-1 is Hn-+= (Hn-++H' n-1) / 2Similarly, the scanning line number The horizontal position Hn, Hn and 1 of the corner cube 2 in the horizontal direction by scanning the scanning line number n+1 are respectively Hn= (H, +H' o)/2 Hn*+= (Hn-++H' ll- +) / 2.

従って、コーナーキューブ2の平均的な水平方向位置H
は、これらを平均して求めればよい。
Therefore, the average horizontal position H of corner cube 2
can be found by averaging these.

コーナーキューブ2の垂直方向位置Vは、受光素子34
が赤外レーザー光束を受光したときの走査線番号の総和
をその受光回数で除算して求める。
The vertical position V of the corner cube 2 is determined by the light receiving element 34.
It is calculated by dividing the sum of the scanning line numbers when the infrared laser beam is received by the number of times the infrared laser beam is received.

たとえば、第8図に示す例の場合には、走査線番号の総
和は3nであり、受光回数は3回であるので、コーナー
キューブ2の垂直方向位置Vは、nとして求めることが
できる。その水平方向位置H1垂直方向位置Vは測距装
置本体8の駆動データとして用いられ、マイクロコンピ
ュータ36はこの駆動データに基づいて、ドライバ44
を制御する。
For example, in the case of the example shown in FIG. 8, the sum of the scanning line numbers is 3n and the number of times of light reception is three, so the vertical position V of the corner cube 2 can be determined as n. The horizontal position H1 and the vertical position V are used as driving data for the distance measuring device main body 8, and the microcomputer 36 uses the driver 44 based on this driving data.
control.

すなわち、モータ45が駆動されて、測距装置本体8は
測距光学系9の光軸がコーナーキューブ2の方向を向く
ように水平方向、垂直方向に回動され、これによって、
コーナーキューブ2に対する自動追尾が行われる。
That is, the motor 45 is driven, and the distance measuring device main body 8 is rotated horizontally and vertically so that the optical axis of the distance measuring optical system 9 is directed toward the corner cube 2.
Automatic tracking of the corner cube 2 is performed.

マイクロコンピュータ36は第10図に示すようにその
探索走査範囲Kにコーナーキューブ2がないと判断した
時には、第11図に符号に′で示すように、探索走査範
囲が拡大されるように探索走査範囲を変更する。ここで
は、マイクロコンピュータ36は、垂直方向に粗く走査
されるものとなっている。これによって、コーナーキュ
ーブ2がその探索走査範囲に′に捕捉される。そして、
同様にしてマイクロコンピュータ36は駆動データを得
て、ドライバ44を制興し、コーナーキューブ2を自動
追尾する。そして、マイクロコンピュータ36はそのコ
ーナーキューブ2の捕捉が完了した後は、第8図に示す
拡大前のの探索走査範囲Kに探索走査範囲を変更する。
When the microcomputer 36 determines that there is no corner cube 2 in the search scanning range K as shown in FIG. 10, it performs a search scan so that the search scanning range is expanded as shown in FIG. Change the range. Here, the microcomputer 36 scans roughly in the vertical direction. As a result, the corner cube 2 is captured within the search scanning range. and,
In the same way, the microcomputer 36 obtains drive data, activates the driver 44, and automatically tracks the corner cube 2. After the microcomputer 36 has completed capturing the corner cube 2, it changes the search scanning range to the search scanning range K before enlargement shown in FIG.

すなわち、第1図に示すように、垂直方向探索走査範囲
は矢印Cで示す範囲と矢印りで示す範囲との間で変更さ
れ、水平方向探索走査範囲は第2図に矢印Eで示す範囲
と矢印Fで示す範囲との間で変更される。
That is, as shown in FIG. 1, the vertical search scanning range is changed between the range indicated by arrow C and the range indicated by the arrow, and the horizontal search scanning range is changed between the range indicated by arrow E in FIG. It is changed between the range shown by arrow F.

これによって、探索走査対象物を見失った場合でも、迅
速にかつ確実にその探索走査対象物を捕捉できる。
Thereby, even if the object to be searched and scanned is lost, the object to be searched and scanned can be captured quickly and reliably.

(効 果) 本発明に係わる測量機は、以上説明したように構成した
ので、探索走査のために測量機本体そのものを回動させ
なくとも反射部材を短時間に探索でき、かつ、反射部材
を見失った場合でも容易にその測定対象物を捕捉できる
効果がある。
(Effects) Since the surveying instrument according to the present invention is configured as explained above, it is possible to search for a reflective member in a short time without rotating the surveying instrument itself for search scanning, and the reflective member can be searched for in a short time. Even if you lose sight of the object to be measured, you can easily capture it.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係わる光波測距装置の概略構成を示す
側面図、 第2図は本発明に係わる光波測距装置の概略構成を示す
平面図、 第3図は第1図に示す測距光学系の概略構成を示す光学
図、 第4図は第1図に示す走査光学系の概略構成を示す光学
図、 第5図は第4図に示す走査光学系の偏向状態を模式的に
説明するための斜視図、 第6図は本発明に係わる光波測距装置の制御手段のブロ
ック図、 第7図は第6図に示す制御手段のタイミングチャート、 第8図は本発明に係わる光波測距装置による探索走査範
囲の一例を示す囚、 第9図は第6図に示す受光素子の受光パルスの一例を示
す図、 第10図は探索走査範囲に測定対象物がない場合の説明
図、 第11図は拡大された探索走査範囲の説明図、第12図
、第1311!ifは従来の自動追尾の探索走査の説明
図 である。 2・・・コーナーキューブ(測定対象物)3・・・光波
測距装置 8・・・測距装置本体 9・・・測距光学系 lO・・・走査光学系 25・・・水平方向偏向素子 26・・・垂直方向偏向素子 36・・・マイクロコンピュータ 第5図 第10図 I ○〜2 第12図 第11図 に’   K ノ 第13図 罷
FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a light wave distance measuring device according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of a light wave ranging device according to the present invention, and FIG. FIG. 4 is an optical diagram showing the schematic configuration of the scanning optical system shown in FIG. 1. FIG. 5 is a schematic diagram showing the deflection state of the scanning optical system shown in FIG. 4. FIG. 6 is a block diagram of the control means of the light wave distance measuring device according to the present invention; FIG. 7 is a timing chart of the control means shown in FIG. 6; FIG. 8 is a diagram of the light wave distance measuring device according to the present invention. Figure 9 is a diagram showing an example of the search scanning range by the distance measuring device; Figure 9 is a diagram showing an example of the light reception pulse of the light receiving element shown in Figure 6; Figure 10 is an explanatory diagram when there is no object to be measured in the search scanning range. , Fig. 11 is an explanatory diagram of the expanded search scanning range, Fig. 12, Fig. 1311! if is an explanatory diagram of conventional automatic tracking search scanning. 2... Corner cube (object to be measured) 3... Light wave distance measuring device 8... Distance measuring device main body 9... Distance measuring optical system lO... Scanning optical system 25... Horizontal direction deflection element 26...Vertical deflection element 36...Microcomputer Figure 5 Figure 10 I ○~2 Figure 12 Figure 11 'K' Figure 13

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 測定光束を第一方向に走査するのを一走査として、その
方向と直角な第二方向に測定光束を偏向させながら前記
走査を所定回数行うことにより、測定光束を二次元的に
走査する走査光学系と、該走査光学系により投影された
測定光束のうち測定点に設けられた反射部材により反射
された測定光束を受光するための受光系と、該受光系に
前記反射光束が入射するまでの走査回数により前記第二
方向の測定点の位置を検出するとともに、前記第一方向
の走査開始位置から第一方向に沿つての走査により前記
受光系に入射する反射光束が得られるまでの走査時間に
より前記第一方向の測定点の位置を検出する演算部と、
該演算部からの信号により測量機本体を前記測定点に向
けて自動追尾させる制御手段と、走査結果に基づいて前
記第一走査方向での走査範囲を拡大すると共に前記第二
方向での走査回数を増加させて走査範囲を変更する走査
範囲変更手段と、を備えていることを特徴とする測量機
Scanning optics that scans the measurement light beam two-dimensionally by scanning the measurement light beam in a first direction as one scan, and performing the scanning a predetermined number of times while deflecting the measurement light beam in a second direction perpendicular to that direction. a light-receiving system for receiving the measurement light beam reflected by a reflecting member provided at a measurement point among the measurement light beam projected by the scanning optical system; The position of the measurement point in the second direction is detected by the number of scans, and the scanning time from the scan start position in the first direction until the reflected light beam incident on the light receiving system is obtained by scanning along the first direction. a calculation unit that detects the position of the measurement point in the first direction by;
a control means for automatically tracking the surveying instrument body toward the measurement point based on a signal from the calculation section; and a control means for expanding the scanning range in the first scanning direction based on the scanning result and the number of scannings in the second direction. A surveying instrument comprising: scanning range changing means for changing the scanning range by increasing the scanning range.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005084049A (en) * 2003-09-04 2005-03-31 Agilent Technol Inc Method and system for tracking target optically

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