JPH06307868A - 自動追尾式測量機 - Google Patents

自動追尾式測量機

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Publication number
JPH06307868A
JPH06307868A JP5094065A JP9406593A JPH06307868A JP H06307868 A JPH06307868 A JP H06307868A JP 5094065 A JP5094065 A JP 5094065A JP 9406593 A JP9406593 A JP 9406593A JP H06307868 A JPH06307868 A JP H06307868A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens barrel
lens
rotation axis
vertical
barrel part
Prior art date
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Pending
Application number
JP5094065A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryoji Musashi
良二 武蔵
Hiroshi Inaba
浩 稲葉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Topcon Corp
Original Assignee
Topcon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Topcon Corp filed Critical Topcon Corp
Priority to JP5094065A priority Critical patent/JPH06307868A/ja
Publication of JPH06307868A publication Critical patent/JPH06307868A/ja
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  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 鏡筒部の上方を通過する対象物でも自動的に
支承なく追尾する。 【構成】 垂直回転軸5Aを中心に水平方向に回転され
る托架部6と、托架部6に設けられて水平回転軸7を中
心に垂直方向に回動される鏡筒部8と、鏡筒部8に設け
られて対象物2に走査光を照射すると共に対象物2から
の反射光を受光する走査光学系10と、走査光学系10
の受光出力に基づき対象物2の位置を検出し、その検出
結果に基づき演算を行うことにより追尾データを求め、
鏡筒部8の光軸Oが対象物2に一致する方向に托架部6
を垂直回転軸5Aを中心に回動させると共に鏡筒部8を
水平回転軸7を中心に垂直方向に回動させて対象物2に
鏡筒部8を自動追尾させる制御手段とを有し、制御手段
には、鏡筒部8を垂直回転軸5Aを境に鏡筒部8が一方
の側に向いている状態から他方の側に向いている状態に
反転させたときに、托架部6の回転方向が対象物2に接
近する方向と逆方向になるのを補正する方向関係補正手
段が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、垂直回転軸を中心に水
平方向に回転される托架部と、托架部に設けられて水平
回転軸を中心に垂直方向に回動される鏡筒部と、鏡筒部
に設けられて対象物に走査光を照射すると共に対象物か
らの反射光を受光する走査光学系と、走査光学系の受光
出力に基づき対象物の位置を検出し、その検出結果に基
づき演算を行うことにより追尾データを求め、鏡筒部の
光軸が対象物に一致する方向に托架部を垂直回転軸を中
心に回動させると共に鏡筒部を水平回転軸を中心に垂直
方向に回動させて対象物に鏡筒部を自動追尾させる制御
手段とを有する自動追尾式測量機の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、プリズム等の対象物に走査光
を照射し、この対象物により反射された走査光を受光し
てその対象物の位置を検出し、その検出結果に基づき演
算を行うことにより追尾データを求めてその対象物に測
量機本体を自動追尾させる自動追尾式測量機が知られて
いる。この自動追尾式測量機は、図1に示すように、基
盤部100と、この基盤部100に設けられて垂直回転
軸101を中心に水平方向に回転される托架部102
と、托架部102に設けられて水平回転軸103を中心
に垂直方向に回動される鏡筒部104と、鏡筒部104
に設けられて対象物105に走査光を照射すると共に対
象物105からの反射光を受光する走査光学系106
と、測距光学系107と、走査光学系106の受光出力
に基づき対象物105の位置を検出し、その検出結果に
基づき演算を行うことにより追尾データを求め、鏡筒部
104の光軸Oが対象物105に一致する方向に托架部
102を垂直回転軸101を中心に回動させると共に鏡
筒部104を水平回転軸103を中心に垂直方向に回動
させて対象物105に鏡筒部104を自動追尾させる制
御手段とを有している。
【0003】この従来の自動追尾式測量機では、制御手
段は、鏡筒部104が垂直回転軸101を境に一方の側
に向いている正の状態の水平走査方向は左から右(矢印
1方向)、垂直走査方向は下から上(矢印V1)であ
り、対象物105の例えば水平方向の位置は、光軸Oを
一水平走査時間の丁度真中であると決めてその時間をt
0とし、左側を時刻カウント開始基準にして走査光が対
象物105から反射されるまでの走査時間tを検出し、
この走査時間tと時間t0との時間差(t−t0)により
鏡筒部104の光軸Oと対象物105の方向との為す水
平方向の角度θを求め、また、托架部102を駆動する
モータ(図示を略す)の回転方向を時間差(t−t0
が正の場合を例えば右向きに対応させて自動追尾させる
ようにしている。
【0004】鏡筒部104が正の状態のときには対象物
105が右側にあり、時間差(t−t0)も正となるの
で托架部102が右側に回転され、自動追尾が行われ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の自動追尾式測量機では、この鏡筒部104を鏡筒部
104が他方の側に向いている反の状態に反転させたと
きには、水平走査方向が右から左(矢印H1´)方向と
なり、時間差の演算(t−t0)は右を基準にして行わ
れるので、光軸Oを基準にして対象物105が左にある
にもかかわらずその時間差(t−t0)は正となり、左
にモータを回転させなければならないところを右にモー
タを回転させることになり、鏡筒部104の反転前の論
理関係に基づいて卓架部102を回転させることにする
と、鏡筒部104が対象物105から遠ざかる方向に回
動されることとなる。このことは、目盛盤の誤差を予め
記憶し、より精度の高い観測値を得る等に使用される正
反観測が容易にできないということである。なお、垂直
方向の走査は鏡筒部104の回動方向V1´と垂直走査
方向V1とが一致するため、反転前後でその論理関係に
矛盾は生じない。
【0006】また、鏡筒部104の光軸Oが垂直回転軸
101に平行になる方向を天地方向としてその天地方向
を中心として所定の立体角ωの範囲内に対象物105が
存在する場合に、この対象物105が動くと、この対象
物105に鏡筒部104を追従させるために托架部10
2を垂直回転軸101を中心に高速で回転させなければ
ならなくなり、その制御も難しい。
【0007】本発明は、上記の事情に鑑みて為されたも
ので、その目的は、鏡筒部の上方を通過する対象物でも
自動的に追尾できる自動追尾式測量機を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる自動追尾
式測量機は、上記の課題を解決するため、垂直回転軸を
中心に水平方向に回転される托架部と、托架部に設けら
れて水平回転軸を中心に垂直方向に回動される鏡筒部
と、鏡筒部に設けられて対象物に走査光を照射すると共
に対象物からの反射光を受光する走査光学系と、前記走
査光学系の受光出力に基づき前記対象物の位置を検出
し、その検出結果に基づき演算を行うことにより追尾デ
ータを求め、前記鏡筒部の光軸が前記対象物に一致する
方向に前記托架部を垂直回転軸を中心に回動させると共
に前記鏡筒部を前記水平回転軸を中心に垂直方向に回動
させて前記対象物に前記鏡筒部を自動追尾させる制御手
段とを有する自動追尾式測量機において、前記制御手段
には、前記鏡筒部を前記垂直回転軸を境に該鏡筒部が一
方の側に向いている状態から他方の側に向いている状態
に反転させたときに、前記托架部の回転方向が前記対象
物に接近する方向と逆方向になるのを補正する方向関係
補正手段が設けられていることを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明に係わる自動追尾式測量機によれば、方
向関係補正手段は鏡筒部を垂直回転軸を境にこの鏡筒部
が一方の側に向いている状態から他方の側に向いている
状態に反転させたときに、この托架部の回転方向がこの
対象物に接近する方向と逆方向になるのを補正する。こ
れにより、鏡筒部の上方を通過する対象物でも自動的に
支承なく追尾できる。
【0010】
【実施例】以下に、本発明に係わる自動追尾式測量機の
実施例を図面を参照しつつ説明する。
【0011】図2において、1は測量台、2は測点に設
置の対象物としてのコーナーキューブである。この測量
台1には自動追尾式測量機3が設置されている。この自
動追尾式測量機3は、基盤部4、架台部5、托架部6を
有する。架台部5は垂直回転軸5Aを中心にして基盤4
に対して矢印Aで示す水平方向に回転される。托架部6
には水平回転軸7が設けられ、水平回転軸7には鏡筒部
8が設けられている。鏡筒部8は架台部5の回転により
水平方向に回動されると共に水平回転軸7の回転により
図3に矢印Bで示す垂直方向に回転される。鏡筒部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。
測距光学系9は図4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のダイクロイックミラー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
鏡筒部8から平行光束として出射される。赤外レーザー
光束はコーナーキューブ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。その受光素子14の受光出力
は、図5に示す制御回路CPUの演算部に入力される。
制御回路CPUはその受光素子14の受光出力に基づき
コーナーキューブ2までの距離を演算する。この測距光
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に至り、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
ーナーキューブ2を含めて測点箇所を視認できる。走査
光学系10は図6に示すようにレーザーダイオード2
3、コリメーターレンズ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18、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、コリメーターレンズ2
4、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
用フィルター33、受光素子34は受光部を大略構成す
る。水平方向偏向素子25、垂直方向偏向素子26は例
えば音響光学素子からなる。
【0012】レーザーダイオード23は測距光学系9の
測距光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ーレンズ24によ
って平行光束とされ、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は図7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し、垂直
方向偏向素子26は赤外レーザー光を垂直方向Vに偏向
させる機能を有する。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、2
9を経由して対物レンズ30に導かれる。対物レンズ3
0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を通って測量機本体
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。探索範囲内
にコーナーキューブ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
より収束され、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、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波長の光を透過させる機能を有す
る。
【0013】制御手段CPUには鏡筒部8を垂直回転軸
5Aを境に鏡筒部8が一方の側に向いている正の状態か
ら他方の側に向いている反の状態に反転させたときに、
托架部6の回転方向が対象物2に接近する方向と逆方向
になるのを補正する方向関係補正手段35が設けられて
いる。この方向関係補正手段35は、鏡筒部8が図1に
示す正の状態から反転された反の状態になったか否かを
判断し、托架部102(6)の回動方向を正の状態から
負の状態に変更する。
【0014】例えば、図1に示すように、鏡筒部8が正
の状態のときに左から右方向に水平方向の走査が行われ
ているとして、対象物105(2)が光軸Oを中心にし
て右側にあるときに、制御手段CPUはモータ駆動部3
6にモータ37を右方向に駆動して托架部102(6)
を右に回転させると共に、モータ38を駆動して鏡筒部
104(8)を上方向に回転させることにより光軸Oを
対象物2に一致させる。
【0015】対象物2が自動追尾式測量機3の上方を通
過して鏡筒部8が図1に示す正の状態から反転されたと
きには、方向関係補正手段35は鏡筒部8の光軸Oが垂
直回転軸5Aに平行になる方向を天頂(天地)方向とし
てその天頂を横切ったことを図示を略す検出センサによ
り判断し、制御手段CPUはモータ37を左方向に回転
させる。
【0016】制御手段CPUには、図8に示すように、
鏡筒部8の光軸Oが垂直回転軸5Aに平行になる方向を
天地方向としてその天地方向を中心として所定の立体角
ωの範囲内に光軸Oがある場合に托架部6と鏡筒部8と
の回動を停止させる停止手段39が設けれられている。
この停止手段39は、図示を略す他の検出センサにより
鏡筒部8が所定の立体角ωに範囲に入ったことが検出さ
れると、制御手段CPUに向かってモータ37、38の
回動停止指令信号を出力し、従って、対象物2が天頂付
近を横切るときに、托架部6が垂直回転軸5Aを中心に
高速で回転されることが防止される。
【0017】なお、方向関係補正手段は時間差の演算の
方法を逆にする方法、モータ37への通電方向をスイッ
チにより直接切り換える方法等がある。
【0018】
【発明の効果】本発明に係わる自動追尾式測量機は、以
上説明したように構成したので、測量機で必要とされる
正反観測を容易に行うことができ、鏡筒部の上方を通過
する対象物でも自動的に支承なく追尾できる効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術の不具合を説明するための説明図であ
る。
【図2】本発明に係わる自動追尾式測量機の概略構成を
示す平面図である。
【図3】図2に示す自動追尾式測量機の側面図である。
【図4】本発明に係わる測距光学系の概略構成を示す光
学図である。
【図5】本発明に係わる自動追尾式測量機のブロック図
である。
【図6】本発明に係わる走査光学系の概略構成を示す光
学図である。
【図7】図6に示す音響光学素子の作用を説明するため
の斜視図である。
【図8】本発明の請求項2に記載の自動追尾式測量機の
作用を説明するための概略図である。
【符号の説明】
2…対象物 5A…垂直回転軸 6…托架部 7…水平回転軸 8…鏡筒部 10…走査光学系 35…方向関係補正手段 CPU…制御手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 垂直回転軸を中心に水平方向に回転され
    る托架部と、托架部に設けられて水平回転軸を中心に垂
    直方向に回動される鏡筒部と、鏡筒部に設けられて対象
    物に走査光を照射すると共に対象物からの反射光を受光
    する走査光学系と、前記走査光学系の受光出力に基づき
    前記対象物の位置を検出し、その検出結果に基づき演算
    を行うことにより追尾データを求め、前記鏡筒部の光軸
    が前記対象物に一致する方向に前記托架部を垂直回転軸
    を中心に回動させると共に前記鏡筒部を前記水平回転軸
    を中心に垂直方向に回動させて前記対象物に前記鏡筒部
    を自動追尾させる制御手段とを有する自動追尾式測量機
    において、 前記制御手段には、前記鏡筒部を前記垂直回転軸を境に
    該鏡筒部が一方の側に向いている状態から他方の側に向
    いている状態に反転させたときに、前記托架部の回転方
    向が前記対象物に接近する方向と逆方向になるのを補正
    する方向関係補正手段が設けられていることを特徴とす
    る自動追尾式測量機。
  2. 【請求項2】 前記制御手段には、前記方向関係補正手
    段に加えて、前記鏡筒部の光軸が垂直回転軸に平行にな
    る方向を天地方向としてその天地方向を中心として所定
    の立体角となる走査範囲内に前記光軸がある場合に前記
    托架部と前記鏡筒部との回動を停止させる停止手段が設
    けられていることを特徴とする請求項1に記載の自動追
    尾式測量機。
JP5094065A 1993-04-21 1993-04-21 自動追尾式測量機 Pending JPH06307868A (ja)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5886472A (ja) * 1981-11-17 1983-05-24 Nec Corp 空間飛翔体の追尾方式
JPS6124770U (ja) * 1984-07-19 1986-02-14 有限会社荒川電機 赤道儀の駆動装置
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