JPH08278131A - 三次元測設システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 三次元空間上の位置決定を迅速かつ正確に行
い、測設作業の時間短縮及び作業効率の向上を図る。 【構成】 測量装置本体に設けた投光装置からの光学的
信号を、ターゲット装置の受光器28、30、32で受信し、
この三次元位置データをターゲット装置に設けた表示器
33に表示する。この情報に基づき、ターゲット装置を測
設すべき位置へ設置する。１回の測設作業が終了する
と、ターゲット装置の送信部44から測量装置本体に、次
の測設を開始するための信号を送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、測量装置とターゲット
装置とにより三次元位置を設定または、測量するための
測設システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、建築の施工現場では、情報の有効
活用を図り、作業性を向上させるための様々な試みが行
われている。測量に係わる分野でも迅速かつ高精度な測
設のため、建築設計ＣＡＤにより設計した図面データを
ＩＣカード等の記憶媒体に記憶し、その記憶媒体を建築
現場に設置した測量装置に接続して、杭打ちの位置を指
示するために、前記図面データと測量装置の設置位置の
座標値とから算出した測設すべき方向を示す角度及び測
設すべき位置までの距離を測量装置の表示器に表示する
といったシステムが開発されている。測量装置の操作者
は、表示器の指示に従って測量装置の望遠鏡の向きを調
整した上で、杭打ちの位置周辺で待機している作業者と
トランシーバ等により連絡を取りながら、測量装置の視
軸となる望遠鏡の焦点板中心（十字線中心）に杭又はマ
ーカー等が置かれるように杭打ち位置を指示する。

【０００３】このような、測量装置の操作者から杭打ち
作業者への測量装置視軸に対する鉛直な平面内での上
下、左右方向の指示を簡便で確実に行う手段として、実
公平３−２８１１では、コリメータレンズの焦点位置に
その光路を反射面によって少なくとも２つに分岐する反
射部材を設け、この反射部材により分岐された光路内で
あってかつコリメータレンズのほぼ光軸上に、発光周期
を変えて駆動される半導体発光素子を配置したポイント
設定用コリメータ装置を提案している。

【０００４】また、測量装置の操作者から杭打ち作業者
への測量装置視軸方向の位置を指示する手段としては、
実開平４−０８７４１５によって、測設すべき距離とタ
ーゲットが置かれた位置との距離の差に応じて発光周期
の異なる光を出射するコリメータ装置が提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のこの
種のシステムでは、測量装置によりターゲット位置の方
向及び距離に関するデータを計測し、電波等の手段を用
いてターゲット装置側の作業者にターゲットの移動方向
と移動量を伝え、この指示データをもとに作業者がター
ゲットを移動していた。しかし、ターゲットを移動させ
るに際しては、何ら目印のない地面上で行うため、その
移動方向、移動量いずれも作業者の経験と勘に頼るとこ
ろが大きく、さらに、移動後の位置が正しいかどうかの
判断もターゲット装置側作業者にはできなかった。従っ
て、ターゲットを移動させた後は、再度そのターゲット
位置を測量装置によって計測し、測設すべき位置に正確
に一致するまで上記の一連の作業を繰り返さなければな
らないことから、作業効率が低く、所要時間も長くかか
るという問題点があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに本発明の三次元測設システムでは、測量装置には望
遠鏡部に配設した光学的指示手段と、測量装置へのデー
タ入力手段と、測設デ ータを求めるための演算手段
とを、また、ターゲット装置には反射部材と、反射部材
の中心を通る鉛直線上、水平線上に配設した検出手段
と、前記光学的指示手段からのデータをターゲット装置
側で表示するための表示手段と、測設位置を指示するた
めの指示手段とをそれぞれ設けた。

【０００７】

【作用】本発明によれば、測量装置の光学的指示手段か
ら発せられる変調光をターゲット装置自身に設けた検出
手段で検出するため、ターゲット装置上の表示手段に表
示される情報は、ターゲット装置そのものの位置を示す
ことになる。従って、ターゲット装置側作業者は、測量
装置の光学的指示手段から発せられる変調光を目視また
はターゲット装置上の表示手段により認識することによ
り、望遠鏡視軸に対して直交する平面内での二次元的位
置を容易に求められ、更に、光学的指示手段により変調
光で送られてくる距離情報をターゲット装置上の表示手
段によって確認することができるため、三次元空間上の
位置設定が迅速かつ確実に行えるようになる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例に係わる測量装置の外貌
図である。距離を計測し、測設位置を確認するための機
能を有する望遠鏡２は、測量装置本体１の支柱３、４に
鉛直面内での回転が自在となるように支持されている。
望遠鏡２には、視軸５を通る鉛直線により視軸５に直角
な平面を左右に分割し、ターゲット装置側作業者に視軸
の左右方向位置を指示するための投光装置６と、視軸５
を通る水平線により視軸５に直角な平面を上下に分割
し、ターゲット装置側作業者に視軸の上下方向位置を指
示するための投光装置７とが配設されている。記憶媒体
との間で設計データ及び計測データを入出力するための
入出力手段９は測量装置本体１に設けられている。投光
装置６、７の一実施例の断面図を図２に示す。

【０００９】図２の投光装置にはコリメータレンズ16が
固設されており、その光軸17上でかつ焦点を通る鉛直線
（紙面に垂直）に稜線が一致するように三角プリズム10
が配設されている。三角プリズム10の反射面11a 、11b
はコリメータレンズ16の方向を向いておりかつ光軸17に
対して等角度傾斜している。一方の反射面11a の反射光
軸12a 上には第一の発光素子13a が、他方の反射面11b
の反射光軸12b 上には第二の発光素子13b が各々配設さ
れている。第一の発光素子13a と第二の発光素子13b と
は異なった発光周期で点灯するように、基板14上の駆動
回路15によって駆動される。

【００１０】投光装置６では、上述の如く三角プリズム
10の稜線の向きは鉛直線方向に一致し、投光装置７では
その稜線の向きは水平線方向に一致するような構造であ
るが、基本的な構造は同一の形態となっている。また、
測量装置からターゲット装置までの計測による距離と測
設すべき距離との差に応じて発光周期が変化する投光装
置８は測量装置本体１の望遠鏡２に配設されている。図
３は投光装置８の断面図である。投光装置８にはコリメ
ータレンズ21が固設されており、その光軸18上焦点位置
近傍に発光素子19が配設されている。計測による距離と
測設すべき距離との差に応じた制御信号に基づいて発光
素子19が異なった発光周期で点灯するように基板20上の
駆動回路22によって駆動される。

【００１１】一方、図４は本発明の一実施例に係わるタ
ーゲット装置の外貌図である。ターゲット装置23には、
測量装置本体１による距離計測のための反射プリズム24
が筐体25に取り付けられ、測量装置本体１の望遠鏡２に
正対可能となるように支持枠26に回動自在に保持されて
いる。また、投光装置６から出射される変調光27を受光
するための受光素子28が反射プリズム24の中心を通る鉛
直線上に配置され、投光装置７から出射される変調光29
を受光するための受光素子30が反射プリズム24の中心を
通る水平線上に配置されている。

【００１２】さらに、測距データに基づく望遠鏡の視軸
上の測設位置を指示するための投光装置８から出射され
た変調光31を受光するための受光素子32が配置されてい
る。前記受光素子28、30、32によって得られた電気信号
をもとにターゲット装置作業者がターゲット装置23の位
置決め作業をするための情報を表示する表示器33は筐体
25に固設されている。

【００１３】一方、測設位置を指示するための指示手段
34は指示枠26に固設されている。さて、上述の如き実施
例の構造によれば、ターゲット装置側の作業者は、望遠
鏡視軸を中心として視軸に直角な面を上下左右に４分割
した点灯光を、直接目視により、またはターゲット装置
23の表示器33により観察しながら、ターゲット装置23を
設定すべき二次元的な位置を決定できる。

【００１４】さらに、ターゲット装置側作業者は、前記
二次元位置設定に加え視軸方向の距離情報に基づく発光
周期の変化をターゲット装置23の表示器33で観察するこ
とにより、視軸方向の位置も設定できるため、三次元の
位置設定が可能となる。図５は測量装置本体１の電気回
路を説明するためのブロック図であり、これをもとに測
量装置の動作を説明する。構造物等の設計データや測量
装置による計測データはＩＣカード等の記憶手段を媒体
としてデータ入出力部９を通して制御部35に入力又は制
御部から出力される。

【００１５】測量装置の設置された位置座標は、座標が
既知な少なくとも２ケ所の位置に設置されたプリズムを
操作部36の指示に基づき測距、測角し、前記既知点の座
標と前記測距測角データをもとに制御部35での演算によ
り算出される。次に、測設すべき位置の設計データ（位
置座標）と前記測量装置の位置座標とから測設すべき方
向の角度と距離を制御部35で演算し、その結果を回転軸
駆動部37に送信する。回転軸駆動部37は測量装置の望遠
鏡２と測量装置本体１の向いている角度（高度角及び水
平角）を確認し、測設すべき方向へ望遠鏡２と測量装置
本体１を向けるための駆動制御信号を測角部38へ出力
し、望遠鏡２と測量装置本体１を必要量回動する。

【００１６】また、制御部35は、視軸に対するターゲッ
トの左右及び上下方向位置をターゲット装置側へ知らせ
るための投光装置６、７と、視軸方向の測設位置を示す
ための投光装置８を駆動するための駆動信号を発光駆動
部15、22へ出力する。発光駆動部15、22はこの駆動信号
に基づき発光素子13a 、13b 、13c 、13d 、19を各々所
用の変調周期で点灯させるための制御信号を出力し、発
光素子を点灯させる。

【００１７】また、ターゲット装置側作業者のみで作業
することが可能なように、ターゲット装置側作業者から
の指示信号を受信する受信部40を有している。受信部40
は測設完了毎に作業者が送信する指示信号を受信し、こ
れに基づき制御部35へ次の測設点データに基づく動作を
開始させるための動作命令を与える。尚、ターゲット装
置側作業者からの指示信号は電波でも、光によるもので
もよい。

【００１８】図６はターゲット装置23の電気回路を説明
するためのブロック図である。投光装置６、７、８から
の変調光を受光素子28、30、32によりそれぞれ検出し、
その情報を表示制御部41を介して表示器33へ表示する。
ターゲット装置側作業者は、ターゲット装置23を移動す
べき方向を表示器33により確認し、これに基づきターゲ
ット装置23を測設すべき位置へ設置する。一回の測設作
業が完了すると、ターゲット側作業者は操作部42によ
り、測設作業終了の指示を入力する。制御部43は操作部
42より出力された測設終了信号に基づき、送信部44に測
設終了信号を送信するための制御信号を出力する。送信
部44では、測量装置１の受信部40へ向け、測量装置が次
の測設動作を開始するための指示信号を送る。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、本発明による測設システ
ムを用いた測設作業では、ターゲット装置側作業者は、
測量装置本体の投光装置からの光学的指示信号を目視観
察することにより測設すべき位置の概略位置へ素早く到
達でき、更に、ターゲット装置自身に設けられた表示器
の表示情報により、測量装置側作業者と連絡を取り合う
ことなく、ターゲット装置の位置を自分で確認しながら
迅速かつ正確に測設すべき位置に設定できるようにな
り、測設作業の時間短縮及び作業の効率化が図れるとい
う効果がある。

【００２０】また、請求項２によれば測量装置側の作業
者を要せず、ターゲット装置側作業者１名のみで測設作
業が効率良く行えるため、作業の自動化、省力化が図れ
るという効果がある。また、請求項３によれば測距用反
射部材を測設すべき位置に迅速、正確に置くことが可能
となるため、測量装置を測設すべき方向に固定した状態
で測距することが可能となり、測設作業が効率良く行え
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる測量装置の一実施例を示す外貌
図である。

【図２】測設位置の方向を指示するための投光装置の一
実施例を示す断面図である。

【図３】測設位置の距離を指示するための投光装置の一
実施例を示す断面図である。

【図４】本発明に係わるターゲット装置の一実施例を示
す外貌図である。

【図５】図１の測量装置の電気回路のブロック図であ
る。

【図６】図４のターゲット装置の電気回路のブロック図
である。

【符号の説明】

１・・・・・・・測量装置 ２・・・・・・・望遠鏡 ６、７、８・・・投光装置 10・・・・・・・三角プリズム 23・・・・・・・ターゲット装置 24・・・・・・・反射プリズム 28、30、32・・・受光素子 33・・・・・・・表示器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 任意の位置に設置し、他の任意の２点間
   との角度または任意の測定点までの距離を計測し、予め
   決められた位置を作業現場に印すための測設システムに
   おいて、 前記予め決められた位置をターゲット装置側の作業者に
   知らせるために望遠鏡部に配設した光学的指示手段と、
   構造物等の設計データを記録した記憶手段から前記設計
   データを測量装置に読み込み、または前記測量装置によ
   り計測したデータを前記記憶手段に書き込むためのデー
   タ入出力手段と、少なくとも２つの基準位置に設置され
   たターゲットと測量装置間の計測データをもとに測量装
   置の座標値を計算により求め、さらに前記設計データと
   前記測量装置の座標値とから測設位置を指示するための
   測設データを計算により求めるための演算手段とを有す
   る測量装置と；光波による測距を可能とする反射部材
   と、前記光学的指示手段からの光学的信号を検出するた
   めの検出手段と、前記検出手段で検出した前記測量装置
   からの送信データを表示させるための表示手段と、測設
   位置を指示するための指示手段とを有するターゲット装
   置と；を具備することを特徴とする三次元測設システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記測量装置は、前記基準位置に設置さ
   れたターゲット位置を自動的に検出するための位置検出
   手段と、前記演算手段により求めた測設データをもとに
   測量装置の視準方向を自動的に測設すべき方向に向ける
   ための駆動手段と、ターゲット装置側作業者からの指示
   信号を受信し前記駆動手段への制御信号を発する受信手
   段とを有することを特徴とする請求項１記載の三次元測
   設システム。
3. 【請求項３】 前記ターゲット装置は、前記反射部材の
   中心を通る鉛直線上と水平線上とに、前記光学的指示手
   段からの光学的信号を検出するための検出手段を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の三次元測設
   システム。