WO1991018258A1 - Method of tridimensional measuring, reference scale and self-illuminating reference scale for tridimensional measuring - Google Patents

Method of tridimensional measuring, reference scale and self-illuminating reference scale for tridimensional measuring Download PDF

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WO1991018258A1
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PCT/JP1991/000663
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Nobuo Isawa
Ritsuo Sakimura
Keikoku Katsume
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Kabushiki Kaisha Topcon
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    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
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    • G01C15/06—Surveyors' staffs; Movable markers

Definitions

  • the present invention relates to a three-dimensional measuring method for measuring the shape and dimensions of a large structure ⁇ , and in particular, can perform efficient and intellectual measurement by using only a single light.
  • measurement (pointing) cannot be performed from outside, but even if it is easy, it can be easily liquored. There is something that can be done in three-dimensional measurements. And, even in an opaque place, the aim is to make it easy to collimate.
  • Dragon a three-dimensional measuring method for measuring the shape and dimensions of a large structure ⁇ , and in particular, can perform efficient and intellectual measurement by using only a single light.
  • measurement (pointing) cannot be performed from outside, but even if it is easy, it can be easily liquored. There is something that can be done in three-dimensional measurements. And, even in an opaque place, the aim is to make it easy to coll
  • targets are set at both ends, and the subtense bar is distributed horizontally to the door point.
  • the reason why the subtense bars are arranged horizontally is to simplify the calculation for obtaining the position of the observation point.
  • two transits are installed at two observation points. From this one transit, the two transits located at both ends of the horizontally arranged subtense bar and the second observation point 1
  • the target point is collimated from the second transit, and the horizontal and altitude angles are measured: and the coordinates of the target point are geometrically determined using the first and second observation point positions and observation data.
  • the collimation target of the observation point is transit, and it is difficult to collimate and does not include sight ⁇ ii! There was ⁇ .
  • the door scale 100 is fixed to a position where it can be collimated from the outside using ⁇ or the like. At this time, the center C of the fiber scale 100 is measured (pointed) P. Then, collimate both K collimation targets, S distance from ⁇ to c and HI constant (finding point) p force ⁇ m scale 100; height f to 0C is calculated, and Was seeking a 3?
  • V is the altitude angle.
  • the measurement cannot be made from outside of Wei County.
  • the position calculated by the above equation is M at the center C of the scale 100, and the coordinates of the measurement (finding) P are obtained using this.
  • ⁇ there was a question that it was impossible to avoid! ⁇ .
  • the difference in the altitude was unavoidable at the altitude, which measured from the measurement (finding point) P to the height f from the door scale 100.
  • observation lakes are set at observation points, and collimation targets are placed at three fixed positions. Then, by observing the three solids, the horizontal and vertical angles of 3 «are measured. Furthermore, from these observations, from 1 night, 1 ⁇ 5 ⁇ about the EH property of the fixed point 3 3 ⁇ . Then, similar values can be obtained from the observed data, and the positions of each point can be obtained in detail by translating the 3 ⁇ 4J, square method.
  • this month we will set the observation point to observation or, and place the collimation targets at three fixed points.
  • the horizontal angle and the angle of 3S are measured.
  • an error equation is established for the horizontal angle-the altitude angle, the fixed point, and the fixed linearity between the three points. Approximate values can be obtained from the observed data, and the position of each point can be obtained as! ⁇ Ffl using the least squares method. It is also possible to determine the observation point position by observing the fixed point and observe the t point.
  • this translator by forming three targets in the subtense bar at a predetermined level, it is possible to obtain the position of each point from at least three observation points. And this month, the ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ of the three targets can be made spherical.
  • this 3 ⁇ 4 ⁇ sets the view at the observation point of »1 and locates the measurement point specified from the three fixed points ⁇ ⁇ at the search point, thereby arranging the three fixed collimation targets. Let it. The three horizontal angles and the three vertical angles are measured by collimating the three solids ⁇ from the observations. Further, based on these observation data, the horizontal angle 'altitude angle. Make an error equation for ⁇ «gender. Then, 35 similar values are obtained from the observed data, and the positions of three fixed points are obtained using 3 ⁇ 4 j and 2 ⁇ £. Further, by obtaining the measured position from the three surfaces ⁇ , it is possible to obtain the ⁇ standing of the calculated point.
  • the observation fiber is placed at the observation point, and the collimation target is placed at the three fixation points by performing the i5S> measurement at the measurement point specified by the three fixation points.
  • the horizontal and vertical angles of 3Sffi are determined.
  • the position of the measurement from the three fixed and determined positions it is possible to determine the standing position of the determined point.
  • this month three fixed ⁇ (collimation targets) are formed with a predetermined ⁇ on the scale, and a measurement # 1 for positioning with respect to the measurement (pointing) is formed ahead of this difficult scale.
  • the positions of three solid ⁇ can be obtained from at least three observation points, and the measurement (finding) position can be obtained from the ⁇ positions.
  • the shaku main body was attached to a fixing device such as a tripod, and three By placing the measurement on the same IB as the target) at the measurement (point), the position of the measurement (point) can be determined.
  • a plurality of targets are formed as light-guiding elements so as to be emitted as internal; diffusion weeds.
  • the light from the light source unit is guided to the target.
  • ⁇ material can be provided inside the 3 ⁇ 4 ⁇ part. ⁇
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the structure of the thigh in the example
  • Fig. 2 is a coordinate system for describing the thigh
  • Fig. 3 is a diagram illustrating the thigh.
  • Fig. 4 illustrates the configuration of the applied measurement in the example
  • Fig. 4 illustrates the applied measurement
  • Fig. 5 illustrates the subtense bar
  • Figs. 6 and 7 illustrate the operation of the approximate value
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the rectile of the theodite
  • FIGS. 9 and 10 are diagrams for explaining a sub-tension used for measurement that cannot be made externally.
  • the figure illustrates the machine that uses this subtense bar
  • FIG. 12 illustrates the operation of the approximate value
  • FIG. 12 illustrates the operation of the approximate value
  • FIG. 17 (a) is a diagram illustrating the structure of the second example of the scale
  • FIG. 17 (b) is a diagram illustrating the structure of the light source unit of the second example, and FIG. FIG. 8 is a diagram for explaining the structure of the first embodiment, and FIG. 19 is a diagram for explaining the structure of ⁇
  • the present invention employs a method in which each fct unknown quantity and a number of others in a specific stakeholder are measured, and this measurement is used to indirectly determine the unknown quantity.
  • Mi f i (X, Y, Z,
  • M 2 f 2 (X, Y, Z,
  • M n fn (X, Y, Z, T)
  • Sesai Dorite 1 is one of the transits, and is a precision W that is only available at the toprind
  • the subtenso S-2 is called a syllable, and in the * ⁇ example, three targets are set as shown in Fig. 5.
  • the subtense bar 2 has three targets, ie, a first target (measurement point) 21, a second target 22, and a third target 23. These first, second, and third targets 21, 22, and 23 are each formed with a predetermined efficiency, and all of the target areas are destroyed by occupation. It can be installed on the base of the car, or it can be set up with a small mobile phone.
  • Fig. 8 (a) it is preferable to form a plurality of rectifiers / lenses 11 and 11- ⁇ of the pseudolite 1 to collimate the subtense bar 2 in the example as shown in Fig. 8 (a).
  • the reason for this is that the GG of the sub-light 1 and the sub-tension '1-2' is not always constant due to the relationship between the installation space and the like, so there is a difference in the size of the target imaged on the reticle '11. Therefore, it is necessary to separate the theodite 1 and the subtense bar 2 from each other as shown in Fig. 8 (b).
  • the first, second and third targets 21, 22, 23 are " ⁇ " shaped, so that the sub-tenson, '1-2 are inclined.
  • the ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ target had a shelf on which a mark was formed on a flat face or a plane. For this reason, it could not be used when the subtense ⁇ '12 was tilted.
  • the measurement method will be described in detail. First, in order to know the coordinates of the target point, it is necessary to know the position (coordinates) of the second light 1 itself. Therefore, the number of the first lights, the number of the subbars 2, the number of the Kandan are determined, and the first place of the second light is called the orientation.
  • the number of the side lights 1 is represented by th, and the number of the sub-tensors 1 is represented by sub.
  • the subtense S'-2 is observed from each of the pseudolites 1 and 1 ⁇ '.
  • the horizontal angle and the altitude angle are observed simultaneously.
  • the fountain property of the subtension is that the observation of the angles of the three fixed points is set up, and the horizontal angle Ha and the top of the bell (X—) when these three fixed points are projected on a horizontal plane can be considered by dividing into altitude angles Va when working in the z plane or the y-z plane).
  • the -m measurement is i? Hi . OBi , and the observation is Hi . 0Bi .
  • OBi is a theodolite 1 point N ⁇ .
  • I ⁇ ) defeat 1 ⁇ c
  • Equation 7 (observation method ⁇ ) is ⁇ , Hi. OBi, ⁇ Hi. OBi Y "OBi one Y J 'i
  • Equation 8 If the altitude angle is Vi. OBi, the sake liquor I is given by Equation 8. Observed value is vi.OBi, and observation 1 ⁇ is ivi.OBi
  • Equation 27 can be calculated in the same way as the horizontal angle.
  • the Sabutensuba 2 Ri Contact provided with a 3-point fixing (measuring point), the fixed "Si (Xi, Y Zi) , S 2 (X 2, Y 2, Z 2), S 3 (X 3, Y 3 , Z 3 ), and the S release of the fixed rope of subtense 2 is set to an arbitrary value.
  • step 1 set one sidelight 1 at the coordinate origin (0, 0, 0) in step 1 (hereinafter abbreviated as S1) as shown in Fig. 1. (As a point of reference)
  • the observation points are distributed to the observation points.
  • Subtense bar 2 is arranged in S2, and three fixings are set. ⁇ i ⁇ Subtense bar 2 corresponds to the collimation target.
  • the horizontal angle error ⁇ is as follows.
  • the altitude angle at fixed St from the viewpoint of the first light W is set at three angles: an altitude angle v 2 at the fixed point s 2 and an altitude angle at the fixed s 3 .
  • the TO point can be freely determined whether it is an observation point or a fixed point.
  • S1 is set to the first view in the first view.
  • S2 is set to the subtense 2 and three fixings are set.
  • S3 collimate the three fixings from the first light 1 to the subtense 12 and measure the horizontal angle and the angle of each.
  • the pseudolite 1 is placed at the second observation point T 2 from the observation point S 4 at 1 and the second observation point T 2 is set to Nada.
  • the three fixed points of the subtense 1 2 are collimated again, and each horizontal angle is set. And measure the altitude angle.
  • each point value is mt! Based on the observation data of Bikki.
  • the observed horizontal angle and altitude angle including those corresponding to a fixed am property
  • Butensuno makes an error ⁇ from the separation of one of the two fixed ropes
  • This ⁇ can create iTF errors.
  • a horizontal angle formed between the fixing S 2 is a solid 3 ⁇ 4 ⁇ , S 2 and solid.
  • Preparative solid Toka 'eggplant horizontal angle, solid 3 ⁇ 4i S 2 and a solid ⁇ s 3 and are' formed water flat, fixed horizontal angle formed between the fixing S 3 is, as well as fixed and solid s 2 and a solid g ⁇ s 3 Gana ⁇ make mistakes in the corner
  • the sub-tension bar 2 used in the present example has three fixed portions, a first fixed portion (measurement point) 21, a second fixed portion 22, a third fixed portion 23, and a fixed portion. 124 has been formed. These first, second and third fixed 21, 2 2 and 23 each have a predetermined ⁇ p, and all fixed jobs are formed as jobs.
  • the fixed point can be any point as long as it can be collimated from the second light 1.
  • the measurement 124 corresponds to the measuring section, which is formed at the front of the sub-tensioner 1-2, and is for positioning with respect to the measurement (finding point). As shown in Fig. 0, it is formed in the same i! Ji as the first, second, and third fixed members 21, 22, and 23, and its accuracy is measured accurately. Note that in the example, the measurement 24 is formed on the same S as the first, second, and third solids ⁇ , 2I, 22, and 23, but is not necessarily the same, and the three solids are not necessarily the same. If it is formed at the position specified from ⁇
  • the subtense bar 2 is held by the hozuru 3 and the tripod 4, and the measurement # 24 of the subtense bar 2 is set at the measurement (pointing).
  • This ⁇ corresponds to fixation.
  • the sub-tenson is formed of a small number of t ⁇ materials.
  • U The sub-tense bar 2 is composed of 24 measurements. Therefore, as shown in Fig. 11, even if the measurement (pointing) cannot be performed as shown in FIG. It is possible to fix the third fixed 21 1, 22, 23, and it is possible to set 3 ⁇ 4 ⁇ ⁇ ', m.
  • orientation is performed in the same way as in the ems example, and subtense S'-2 is observed from each of the sidelights 1 and 1 ⁇ '.
  • subtense S'-2 is observed from each of the sidelights 1 and 1 ⁇ '.
  • For the collimation of this sub-tense, '12 observe the horizontal angle and the altitude angle at the same time.How to observe the horizontal angle, the altitude angle, and the sub-tense bar 2 are the same as in the mm example. do.
  • steel angle 0 is represented as Tl Or that "
  • ⁇ ⁇ ( ⁇ ⁇ + ⁇ 2 ) / 2-( ⁇ + ⁇ 2 ) 2
  • X 3 Xo + D 3 - co sH 3 - co sV 3
  • Y 3 Y 0 + D 3 ⁇ si nH 3 - cosV 3
  • the subtense bar 2 is provided with three fixed points (collimation targets).
  • the fixed targets are Si ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ), S 2 ( ⁇ 2 , ⁇ 2 , ⁇ 2 ), and S 3 ( ⁇ 3 , ⁇ 3 , ⁇ 3 ).
  • the coordinates of the droplet 3 ⁇ 4 ⁇ 24 be S 4 (X 4 , Y 4 , ⁇ 4 ) and the fixed g hide of the subtense bar 2 is set to an arbitrary value.
  • the abbreviated S1) is set as the observation point. (Here, one observation point is a point) That is, Jt is distributed to the observation points.
  • three fixings are set by positioning the measuring end 24 of the subtense bar 2 at the measuring point (determined point) in S2.
  • the subtense bar 2 in the ⁇ ⁇ example corresponds to the collimation target.
  • Seodoraito 1 and after Sabutensuno is 2 or constant, in S 3, respectively collimation from Seodoraito 1 defining Si of Sabutensuba 2, the S 2, S 3, the horizontal angle, for measuring the altitude.
  • the point of reference in the example is the observation point, but it can be fixed. Every ⁇ has 5 ⁇ less than the number of wrong methods ⁇ .
  • X 4 (X 3 + (X 3 -Xi) L 3 / '(L! + L 2 )
  • Z 4 [(Zs-Zx) (X 4 -Xi) X (X 2 -Xi)
  • the third order ⁇ ) I is determined using the subtense bar 2 having three fixed (collimated targets),
  • the assassination is not possible, it is also possible to perform the -m measurement in accordance with the use of the sub-bar 2 of the embodiment.
  • the tertiary measurement is performed based on the example observation point (fixed position of the theodolite 1), it is possible to measure the value of the forehead that can not be set to the forehead. is there.
  • the three-dimensional measurement of ⁇ i It can be used for rapid decay ⁇ » ⁇ observations, tunnels / les, fields, etc .: measurements of structures.
  • the first, second, and third targets 21, 22, and 23 of the illuminated scale shown in FIG. 5 are formed with light-guiding elements, and emit light as internal diffusion.
  • the first, second, and third targets 21, 22, and 23 of the self-illuminated 3 ⁇ 4m scale are formed of ceramics in which aluminum is mixed with cobalt.
  • This ceramic is made by adding 0.2 mol% of magnesium salt to alumina powder, dissolving it in distilled water, and mixing it with salts of chromium chloride, cobalt chloride, etc. equivalent to * m minutes to make it uniform. After the dispersion, the water is dried and cured. Further, the temperature is increased to 600 ° by 1 ⁇ 511 ° to oxidize the salt, and then ground with a ball mill in ethanol. Use a ball mill with a urethane cover around and mill and mix for about 3 days. Then, the ethanol is blown out of the fine powder, and the mashed milk is crushed to make 1 litter.
  • the primary molding is performed at a pressure of 10 Okg per square centimeter, and a high pressure of 2 tons per square centimeter is applied by a rubber press. I do.
  • nickel is used.
  • the first, second and third targets 21, 22 and 23 are composed of ceramics such as O. Therefore, even if the target portion is polished, it expands from the surface. Since scattered ⁇ injection, 'effect was that improved manner,' ⁇ resistance or the surface of t and target to thigh surface there, there is no necessity to perform the sand over Akira, the contour months Target since no made, there effect that the measurement accuracy is improved s
  • the self-illuminating boom bar 2 has an optical fino S'-6 for guiding light to the first, second, and third targets 21, 22, 23, and 23, and a light-filling line for co-lining light.
  • -A light source unit 7 and a power supply unit 8 for supplying power to the light source unit 7 are provided.
  • Optical Phino S'-6 is an optical waveguide material
  • the light source section 7 and the power supply section 8 are disposed outside the 3 ⁇ 4if section 24, and the light source section 7 and the first, second, and third targets 2 are arranged. 1, 2, 2, and 23 can be obtained by the optical fiber. And this optical fino, '1-6, is set to Em inside ⁇ 1 # ⁇ (124.
  • the power supply section 8 is arranged in a slot 4, the light source section 7 is formed in a support! 24, and the power source section 8 is connected to the light source section 7. Then, a power is supplied by applying 9 to the light source unit 7 in the first 24 and the first, second, and third targets 21, 22, and 23 by optical finos, and 11 to 6. You can also f. And, this optical fin is made to enter the inside of the ⁇ ⁇ . Further, as shown in FIG. 17 (b), the light source unit 7 and the optical fin 16 can be configured to face each other within the 3 ⁇ 4 ⁇ unit 24.
  • m This is the first step of arranging observations at observation points and collimation targets at three fixed points.
  • three-dimensional measurement can be performed from observations of two observation points and three fixed points where the distance of each other is known and three positions where the position is not known. Since the stripping method is applied, it is possible to perform measurement with a small accumulated error.
  • the transliteration horizontally moves the subtense, so that it is extremely effective muddiness or ⁇ r ability, and there is an excellent effect: 3 ⁇ 4 ⁇ '.
  • V is applied to three targets at a given ⁇ in the subtense S'-, which is used to measure the position of each point from observations between at least three points, so it is cumulative! It is effective in that the third-order measurement method can be performed Hi, and there is no observing machine and iBR, and the subtense bar is horizontal, so it can be placed anywhere. It has the effect of being able to set a subtense bar ⁇ '. In particular, since there is no restriction on the setting position of the subtense bar, there is an excellent effect that it can be easily distributed even at m w locations.
  • this 3 ⁇ 4 ⁇ places an observation «at an observation point of» 1, a collimation target at three unknown solids, and sets a measurement specified by the three solids at a search point.
  • the first step the second step of collimating three fixed points ⁇ and measuring the three horizontal angles 3 ⁇ 4 the elevation angle of each of the IS observations t »(, and the second step TT Angle, altitude, angle, fixed
  • ⁇ ⁇ method to determine the position of the three fixed ⁇
  • It consists of a third step of finding the position and a fourth step of finding the position of the measurement point by finding the position of the measurement from these three positions. Not only does it become ⁇ , but it is also an excellent effect that it is possible to accurately determine even points that cannot be standardized with a measuring instrument.
  • the translator can also use the observation point as the point of reference to fix the fixation to a fine point, so that high measurement of lake properties can be performed.
  • the 3rd 3 ⁇ 4 f3 ⁇ 43 ⁇ 4S2 scale of this month is composed of 3 fixed and (collimated targets) with a predetermined ⁇ , and the measurement of 5 Since the measurement for determining the position is formed, the measurement cannot be performed by the measuring device ⁇ , but there is an effect that it is possible to carry out the easy three-dimensional measurement.
  • this week's tertiary door gauge includes: ⁇ a standard scale body to be attached to the fixing device, and three fixed (collimation targets) formed at predetermined intervals on the 2 ⁇ scale body. These three solids are attached to the same ⁇ . Shaku body tip, which is the same as the three solids, and is used to measure ( ⁇ ⁇ with respect to the measurement (finding point). Can be fixed to, and three fixed ⁇ and constant and are arranged in the same way, so ratio! ⁇ It is possible to obtain measurement (pointing) cm by convenient calculation.
  • the translator is located, and the light guides to emit some light as spikes, and a number of evening objects, and ⁇ ⁇ to power this target, and a ⁇ Since it is composed of a light source for supplying light to the knitting S target and a ⁇ material for guiding light from this light source to the knitting target, a room with a low I ⁇ degree is used. Even if you go to the territory, there is an effect that it becomes a target and it is recognized. In addition, the target can be formed into a sphere, the observation error can be increased, and in addition, since the target has its own s ⁇ e, the ⁇ g property is also improved.
  • Honkan can be used for tertiary measurement of machine ⁇ «&, and urgent application mm, ⁇ configuration it ⁇ ⁇ ⁇

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Description

明細書
三次元測 法と三次 翻纏 ¾び自照式輝尺 謹冊
本発明は大型構造^の形状 ·寸¾ を計測するための 3次元測定方法に係わ り、特に、 セォドライトを 1台使用するだけで、能辆かつ識度な計測を行う ことのできる 3?欠¾ ¾^法及び: 3i^¾i定用 »尺に ^"るものである。更に、 測定 （求点）が外部から 準することができない ^でも容易かっ^度 に†酒 ίすることができる 3次元測^ » ¾び 3次元 {^法に鬨するものて" ある。 そして比鬆¾¾い場所でも、視準を容易にすることか'できる自 尺 に閧するものである。 龍謹
縣から最低 2台のセォドライトを使用して大きな測定物の纖 'す法を計測 するシステムか職されている。 この計測システムは少なくとも 2：1±の観測器 械（トランシット）を用い、下記の 2つの手順により、 »!点から求点を求めて いた。
( a )まず、 ら観測点の ί立置を求める。
即ち、両端にターゲットを設 サブテンスバーを水平に扉点に配 »る。 ここで、サブテンスバーを水平に配置したのは、観測点の位置を求める計算を簡 匕するためである。 そして、 2台のトランシットを 2つの観測点に設置する， この機て 1のトランシッ卜から、水平に配置したサブテンスバーの両端と第 2の観湏1|点に配置された第 2のトランシッ卜の 3点、を視準し、水平角 ·高度角を 計測する。
次に第 2のトランシッ卜力ら、水平に配置したサブテンスノ、'一の両端と第 1の 観測点に配置さ;^第 1の卜ランシッ卜の 3点を視準し、水平角 '高度角を計測 する。
更に、纖点位置、 ±|己観測データを用いて第 1及び第 2の観測点の座標を幾 何 m ^法て める e (b)次に求点を求める
±15 (a)の工程により演算された第 1及び第 2の観測点の に卜ランシッ トを設置した 態で、第 1のトランシットから求点を視準し、水平角 ·高度角を 計測する
次に第 2のトランシットから求点を視準し、水平角 -高度角を計測する： そして第 1及び第 2の観測点位置、観測データを用いて求点の座標を幾何 方法て'求めていた。
しかしながら ±|己«の計測：^法では、一 a»点から観測点位置を求め、求 点をこの観測点位勸ら求めて t、たので、 m し精度が低下すると ^ う問！！^があった。
そして観測位置が 2力所のため、 ¾を少なくするためには同^ m測か 求さ れ、健が難になるという問 があった Γ
また観測点の視準対象は、 トランシットとなっており、視準し難く視 ^ iiを 含み いと 、う問!！^があった。
更にサブテンスバーを水平としな は'ならないため、 に制約がある という問 あった。
また^!、タ から酣魏準することができな ^!定 （求点）の測定は、以 下の手順により行われていた。
ま 15図に示 に、扉尺 100を ΞΜ等を利用して外部から視準可能 な位置に固定する。この際、纖尺 100の中心 Cを測 （求点） Pに さ せる様にする。そして両 K視準ターゲットを視準し、 ^^から cまでの S離 s及ひ HI定 （求点、） p力ら≤m尺 100の中; 0Cまでの高さ fを求め、下式に より 3?欠 標を求めていた。
Xc = S · COS (H)
Yc = S · S IN (H)
Zc = S■ S IN (V)一 f
ここで、 Hは方向角であり、
Vは高度角である。
しかしながら Ε縣の外部から ©魏準することができない測定 (求点） の測 法では、上式により演算される位置は»尺 1 00の中心 Cの Mであ り、 これを用いて測定 （求点） Pの座標を求めるため、致'！!^を避けること ができないという問 があった。更に標高には、測定 （求点） Pから扉尺 1 00までの高さ fに鬨する測^、差が避けられないという問 があった。 そして の測^ r法では、 »尺 1 00を水平に設 g "すると共に、器 に させる'颁があり、纖尺 1 00の設置か ¾倒な上、設 ® 所か 定されて しまうという深刻な問 があった。
また、 の観測は主に屋卜て 1亍われていたため、 ターゲット付 i&^比變月 るく、 ターゲットが視準しにくいという問^が生じていなかった。
しかしながら職の驛尺を用いた測量は、船舶^ ϋ ^機等の烦構纖の寸 勝を室内で測定する使用態様の重 ^一つとなっており、 これらの観測では比 定となる上、測^ Γ向も広 ^ffiとなるので^ ^¾を»、させる必 要があり、視 を »、させるために球开^ ターゲッ卜を採用する提案を行つ た。
しかしながらターゲットを球形とした^ 尺は、視 を させるために は効動あるが、比 raiKの低い室内ではターゲット付近の照度が足りず、 タ ーゲットが視準しにくいという問 があった。即ち難尺の からランフ等 で光を照 Jt itば、 ターゲッ卜の球の輪郭か TE確に ¾みにくいという問 があ つた。 翻の開示
本 は、観測点、に観湖 を設定し、 3つの固定 に視準ターゲットを配置 する。 そして観測 #»ゝら 3つの固^、を視準することにより、各々 3«の水 平角及ひ 度角を湧 ί定する。更に、 これらの観測テ '一夕から、水平角■高度角 ' 固定点 3 の Ϊ ΙΙ .固定点 の EH性についての 1^5 ^をたてる。 そして 観測データからます 似値を求め、更に、 ¾ J、2乗法を禾翻して各点の位置を詳 細に求めることができる。
また本 月は、観測点に観測 或を設定し、 3つの固定点に視準ターゲットを 配》る。 そして観滴 « ^ら 3つの固^及び求点、を視準することにより、各 々3S¾の水平角及ひ 度角を酒 ί定する。更に、 これらの観測データから、水平 角 -高度角 ·固定点 3点間の ·固^^の直線性について誤 ϋ方程式をたて る。 そして観測データからます近似値を求め、更に、最小 2乗法を利用して各点 の位置を!^ fflに求めることができる。 また固定 を観測して観測点位置を求め、 そのt求点、の観測を行うことも可能である
更に本翻は、サブテンスバーに、所定の隱で 3個のターゲットを形成する ことにより、少なくとも 3点の間の観測力ゝら各点の ί立置を求めることができる。 そして本 月は、 3個のターゲットの赚を球形にすることもできる。
また本 ¾ ^は、 »1の観測点に観 を設定し、 3つの固^^から特定され る測^を求点に位置^)することにより、 3つの固 に視準ターゲッ卜を配 置させる。 そして観測 ら 3つの固 ¾ ^を視準することにより、各々 3 の水平角及ひ 度角を測定する，更に、 これらの観測データから、水平角 '高度 角 .固^ 3^の iSI .固定^の «性についての誤差方程式をたてる。 そ して観測データからます 35似値を求め、更に、 ¾ j、2^£を利用して 3つの固定 点の位置を講肌:求める。更に、 3つの面^^位置から測 の位置を求めるこ とにより、求点の ί立置を求めることができる。
更に本 ¾Β月は、観測点に観測繊を^し、 3つの固^から特定される測定 部を求点に i5S >することにより、 3つの固^に視準ターゲットを配置させ る そして観 ゝら 3つの固定 を視準することにより、各々 3Sffiの水平 角及ひ 度角を酒 I定する。更に、 これらの観測データから、水平角 -高度角 -固 定 3点 の .固¾ ^の 性についての誤^^をたてる。 そして観 測データからます 似値を求め、更に、踟ト 2乗法を禾翻して各点の を講 ffl に求めることか'できる。更に、求められ 3つの固 ^、位置から測^の位置を 求めることにより、求点の ί立置を求めることが'できる
そして本 月は、 尺に所定の^で 3個の固^ (視準ターゲット）を形 成し、 この難尺の先 «には測 （求点）に対して位 するための測定 ¾1を形成することにより、少なくとも 3点の間の観測から 3つの固^^の位置 を求め、更に^ の位置から測定 （求点）の位置を求めることができる。 更に本 月は、 尺本体を 3脚等の固定装置に取付け、 3個の固定 (視準 ターゲット）と同一 IB上にある測定 を測定 （求点）に位 S¾めすること により、測定 （求点、）の ί立置を求めることができる。
また本翻は、複数のターゲットを、内部の ;拡散魏として射出する様に 光導光素 形成し、 ¾ ^部が、 このターゲットを所 で 寺して »尺を 構成し、光導^^材が、光源部からの光をターゲットに導く様になつている。 更に本 月は、 ^^材を ¾ ^部の内部に設けることもできる。 酾の簡単な説明
図は本翻の!^例を示すものであり、第 1図は 例の »腿の構成を 説明する図であり、第 2図は 腿を説明するための座標系であり、第 3図は 例の応用計測の構成を説明する図、第 4図は応用計測を説明する図、第 5 図はサブテンスバーを説明する図、第 6図及び第 7図は近似値の演算雄を説明 する図、第 8図はセォドライ卜のレクチルを説明した図、第 9図と第 1 0図は外 部から 準することができな の測定に用、るサブテンスノ '一を説明 する図であり、第 1 1図はこのサブテンスバーの使用機を説明する図、第 1 2 図は近似値の演算雄を説明する図、第 1 3図は S ^準することができない場 合の鶴を説明する図、第 1 4図は謝魏準することができない; ^の！ ^例の 構成を説明する図、第 1 5図は外部から直 ί魏準することができない測 の測 定の » ^術を説明する図、第 1 6図は自照 蘇尺の第 例の構造を説明 する図、第 1 7 ( a )図は自 尺の第 2¾½例の構造を説明する図、第 1 7 ( b )は編 2 |½例の光源部の構造を説明する図、第 1 8図は鯆 1実 施例の構造を説明する図であり、第 1 9図は ±| 2赚例の構造を説明する図 である。 翻を実 i rるための な形態
本発明の 例を図面に基づいて説明する。本発明は、それぞれかfctな未知 量と特定の鬨係にある他の幾つカ^) を耐妾測定し、 この測定値を使用して未 知量を間接的に求める方法を採用している f
ここて'、 X、 Υ、 Z · ■ · · Τを未知量とし、 Μ Μ2、 ■ · · ' ΜΝを直接 測定する量と ば、下記の関係式から 5^0量を演算することになる
Mi = f i (X、 Y、 Z、 · ■ ' · T)
M2 = f2 (X、 Y、 Z、 · · ' · T)
Mn = fn (X、 Y、 Z、 T)
( 1 )
この第 1式を^^ (観酒!方^) と呼ぶことにする。
そして Xを真の値とし、 χζを近似値、 Xを補 iEftと lば、
Χ=χ^' +χ
となり、 同様に、
(2)
と表すことかでさる。
また第 1式は、第 2式を利用して
fx (X、 Y、 z■ · ■ τ)
= f i (χζ +χ、 yz +y、 2 +z t'' 十 t )
( i = l n)
(3) と書くことが'できる。 そして第 3式をテーラー展開し、 2次項 1»を ¾ ^ (線形 化） ば、
f i (χ'' +x、 yノ 十 y、 ζ-' +ζ - · ' . t'' + t )
f i 、 y, 、 zへ · ■ tつ 3 3 3f s 3
X +· - z t
3 y ' dz 31
(4) となる,
：で、 Mi =f ,· (x y )
d
Figure imgf000009_0001
(5)
と iは'、
Figure imgf000009_0002
(6)
と表すことが'て"きる
本 月は、 X,、 y,、 、 ■ · ■ t, (近 f¾値）に、幾何^ F0:手法によ り求めた近 ί¾値を代入し、補 iEfiである x、 y、 z · ■ · tは ilid^を解く ことにより求める。
ところか'、未知量 x、 . z■ · ■ t£¾¾と、 (第 1式） ( ) では、 w mm( )の方が大きい c そこで j、2乗法を採用することに より、 x、 y、 z · - tを求めることが、できる。更に;^卜 2乗法で求めた補 IEM x、 y、 z ' · , tを第 2式に Aすることにより、真の値を演算することか'で きる。
次に具^ TO測^法を説明する。
測定にはセォドライト 1とサブテンスバー 2を使用する。セ才ドライト 1はト ランシッ卜の一 あり、上部 »のみ可能な精密 Wである。
サブテンスノ S- 2は は測椁と呼ばれるものであり、 * ^例では第 5図 に示す様に 3点のターゲットか けられている。
なお、セォドライ卜 1は観測器械に該当するものであり、少なくとも水平角、 高度角か'求めることが 'で'きる計 ¾§ΙίΤΓあれば'足りる またサブテンスバー 2は、第 5図に示 に、第 1のターゲット （測定ポイン 卜） 2 1、第 2のターゲット 22、第 3のターゲット 23の 3個のターゲットが 开成されている。 これらの第 1、第 2、第 3のターゲット 2 1、 22、 23は、 それぞれ所定の ffiて '形成され、 ターゲッ卜 郷ま全て職に开滅されている， そしてサブ亍ンスノ S'— 2は、醒 ί動小さ 输斗で f缄することか Ήましく、 の基台に取り付けて設 Wることができる。
例のサブテンスバー 2を視準するためのセォドライト 1のレクチ/レ 1 1、 1 1 - ■は、第 8図（a )に示 に同心円状に複数形成することか Iましい。 複数レクチレ 1 1、 1 1 · ■ ■を？^成するのは、設置スペース等との閬係力らセ ォドライ卜 1とサブテンスノ '一 2の gg¾は常に一定とはならないため、 レクチル' 1 1に結像するターゲッ卜の大きさに差が生じるからである，従ってセォドライ ト 1とサブテンスバー 2とか 離の には、第 8図（b )の様に離し、セ 才ドライト 1とサブテンスバー 2とが ¾ΪΒ ^の;^には、第 8図（ c )の様に結 ί象する，更に、第 1、第 2、第 3のターゲット 2 1、 22、 23か"^形であるか ら、サブ'テンスノ、'一 2が 斜している^でも、第 8図（d )の様に正確に視準 することか'でさる e
また、 ¾ ^ターゲットは、 円婦娥や平面にマークを形成したものが棚さ れていた。 このため、サブテンスノヽ'一 2が傾いた には使用することができな かった。 これに対して; Φ«例は»τる様に、サブテンスバー 2カ噸いた機 でも計測することか'できる。従ってターゲットを球形にすることにより、サブ亍 ンスノ S'— 2が傾 た# ^でも額に視準することができるという ^ある。 次に測 ¾ ^法を詳 る。 まず目標点の座標を知るためには、セォドライト 1 自身の位置（座標）を知らな f tばならない。 そこで、セォドライト 1の数、サ ブテンスバー 2の数、観灘を決定する， そしてセォドライト 1の位 を行 う このセォドライト 1の位 をオリエンテーシヨンと呼ぶことにする。
Φ 施例では、セォドライ卜 1の数を t hとし、サブテンスノ一 2の数を s u bとする。
次に、各セォドライト 1、 1 ■ 'からサブテンスノ S'— 2を観測する。 この のサブテンスノ - 2の視準には、水平角と高度角を同時に観測する。 ここで水平角、高度角、サブテンスバー 2の に鬨する観測方^を説明す る
(水平角に i る観測方^)
セォドライ卜 i = l〜thまで、 それぞれ iから方向 (OBi )を する時、 水平角 Hi、 OBi
と iば水平角に ^ rる観測方^は、 y。Bi一 y i
= tan一1
XoBi-Xi
(7)
(高度角に财る観測方翻
水平角と同様に高度角を Vi、 0Biと ~mば、
VTi. OBi
= t a n"1
-/( oBi— Xi) 2+ ( oBi— i) 2
(8)
となる。
(サブ'テンスノ - 2の長さに^ Tる観測方^^ )
サブテンスノ ー 2の数は subであるから、 ポイント N〇. は、サブテンスバ 一 2の数が i = 1〜s u bの時、
sb (th+ (2 i— 1 ) 、 七 h + 2 i )
(9)
で表すことができる，従って観測方程式は、 i = l〜subの時、
1 = AJ (Xsb<-th+2i >~ s <th<2i-D) ) ^
+ sb<th+2i)"~ Eb<th+(2i-l) ) )
+ ^sb<th+2i？ ~~Zsb(th+(2i-l? ) ) 2 となる
(固定^の HE性に る観測方程式）
サブテンスノヽ'一 2の麵泉性は、 3つの固定 がな 角について観測方 を立てるものであるが、 これらの 3つの固定 を水平面上に投影した時の水平角 Haと鈴麵上（X— z平面又は y— z平面）に職したときの高度角 V aに分 けて考えることが'できる
なお、これらの誤 方 は、以下に示す水平角 ·高度角のものと同じ形とな る
次に、水平角、高度角、サブテンスバー 2の に閬する^^^を説明す る。
(水平角に财る^ ^
ここて -m測値を i?Hi.OBiとし、観測 を Hi.0Bi と ば、
LHI. OBi = (S Hi, OBi 、 OBi
(11)
となる。第 11式の iは、セォドライト 1の iTCあり、 i =lから thである。
OBiはセォドライト 1のポイント N〇. が iの ^)観消 1 ^ある c
従って線开 行えば、
Q Hi. OBi + lHi、 OBi
OBi、 OBi、
Figure imgf000012_0001
(12)
となる。
そして、第 7式（観測方^)を近似値て めたものを ί , Hi. OBi とすると, ί Hi. OBi Y" OBi 一 YJ' i
= t a n"1 ； ；
X OBi一 i
(13) となり第 13式は、第 12式の fHi、0Bi と同一となる， 従って水平角に る誤 J方^は、
JHi. OBi
Figure imgf000013_0001
3 f Hi. OBi 0 f Hi. OBi
H Xi H i 十 WHi. oEi (14) となる，
なお、 WHi. OBi ― i? ^ Hi. OBi~ Q Hi, OBi
(15) である。
ここで、変微分の項を以下に示すことにする。
i f Hi, OBi
ズ OBi
Figure imgf000013_0002
(X" OBi-Xi) 2 + (Y OBi-Yi) 2
(16)
Hi, OBi
3Y OBi
X' OEi ~ X ' i
(X- OEi-Xi) 2 + (Y, OBi-Yi) 2
(17)
d f Hi、 OBi ヽ OEi— i
― (Χ'. OEi-Xi) 2 + (Υ^' OEi-Yi) 2
(18)
3 f Hi. OBi 一 ( OBi— X i )
( - OEi-Xi) 2 + (Y" OBi-Yi) 2
(19)
となる。 水平角と同様に、高度角に する^^^を導くことにする。高度角の観測 数は水平角と同様である。
高度角を Vi. OBi と ば、観酒 I方^は第 8式となる。観測値を vi. OBiと し、観測 1^を ivi. OBiと "Τίΐば、
Lvi. OBi— i? Vi、 OBi十 Vi. OBi
(20)
となる
従って誤^^は、
ϋ Vi, OBi十 lvi、 OBi = f Vi. OBi (X, OBi、 Y OBi、 Z / OBi s
3 f Vi. OEi 3 f Vi- OBi 3 f V i . OB i
H XOBH OBiH ZOBi
3 X OBi d ^ OBi 3ム OBi
Figure imgf000015_0001
(21) に^^することか'て"きる。
更に、第 8式を近似値で求めたものを
!? / Vi. OEi と "fixば、
i? Vi. OBi
Figure imgf000015_0002
(22)
となり、高度角に る i^F^は、
Δ Vi. OBi
0 I Vi. OBi Qi f Vi. OBi 0 I Vi. OBi
"XOBiH OBi ZOBi
3入 OBi 3 Y OBi 3Z OBi
ΰ f Vi. OBi
i
Figure imgf000015_0003
(23)
となる， ， こ!《_で、 Wvi, OB ^ Vi. OEi Q Vi. OBi
である。
なお、第 23式の変微分の項も水平角同様に計算可能であるが、観する, (サブテンスノ s'— 2の長さに^ る誤^
次に、サブテンスバー 2の長さに Wる誤 方 を導出する。
、観 ¾Ϊ誤 -を と は'、
Figure imgf000016_0001
(24)
となる。
Figure imgf000016_0002
一 1 ει eb(th+2i )、 e ith+2i >、 L sb(th+2i )ヽ 入 sb<th-2i )
+ Xeb(th+2i )
+ y sb(th+2i ?
Figure imgf000016_0003
3 f si
H Xsb(th+(2i-l) )
sb<th+(2i-l) )
3f si
eb<th+<2i-l> >
sbCth+(2i-l > )
3 f Ei
sb<th+<2i-l) )
• … (25)
次に第 l o式 m ,)力ら ¾ι値を ¾>、 こ と ま'、
Figure imgf000017_0001
+ 、 L sb<th+2i)—ム Eb<t +<2i-l) > ) 2
(26)
となる。
従って、サブテンスバー 2の長さに る誤 ま、
■Xsb<t +2i )
3X'
H sb(th+2i >
3 f si
Zsb(th+2i )
sb<t +2i>
H Xsb( h+<2i-l) >
(3X sb(t +<2i-l> >
H b< th+ <2i-l ) >
Figure imgf000017_0002
d f si
H -ZEb(t +(2i-l ) )
3ム sb<th+<2i-X ) )
+ Wsi
… · (27) となる。
Wsi ： Q si一 si
(28)
である。
なお、第 27式の変微分の項も水平角同様に計算可能であるが、 する：
Ohにおいて、固 ¾^の mm性を水平角 ·高度角に し ^を作成 したが、 3つの固定点が空間でなす角（空間角）について直 : ΪΓ^式を作成 してもよい。
次に第 2式に用いる近似値の演算旅を説明する。
第 6図（a)において、 Tl、 Sl、 S2、 S 3によって作られる 上の平 面を取り出せば、
第 6図（b)の様な平面上の 3角开^ ^得られる，
3角形 Tl、 Sl、 S2、 S3に後 ϋ を適用して Φ2 を求める。
Figure imgf000018_0001
(29)
(Ψι-Φι) //2 = tan~1 (tan ( (≠ι+φ2) /2) / (tan"1 (
Figure imgf000018_0002
(30) : Uiの様に、三角形 Tl、 Sl、 S2、 S3i½ての角と辺長力求まれほ'、 Τ 1、 Sl、 S2、 S3の何れカゝを »I点とし、 その点を通る方向を座標軸として 固定怖ま'、他の各点の 3 立動 する。
従って、第 7図に示 ·«に、 2個の: ίΤ«を各々 C ^l^を通る «に^し、 平面 »X、 Yを求めた後、高度角によって標高 Zを求めることができる。 即ち、観測点 T 1から求めた測定 Qの座鸛ま、
Figure imgf000018_0003
■ ■ • • (31)
となり、観測点 T2から求めた測定 Qの座 Miま、
Figure imgf000019_0001
Yq = D2 · s i nH2
Zq = D2 · t anV2
• ■ ■ ■ (32)
となる。
従って、 ±1已方法で求めた近似値を誤 J方 にtAし、補 IEMを剥、 2乗法 により演算することにより、測定 の 3 ^Miを演算することか可能となる。 次に^ S例の を説明する。
ま 1図及び第 2図に基づ て、観測点か' 1点の^の 計測^を 説明する。サブテンスバー 2には 3点の固定 （測定ポイント）が備えられてお り、 その固定" を Si (Xi, Y Zi)、 S2 (X2、 Y2、 Z2)、 S3 (X 3、 Y3、 Z3)とする。 そしてサブテンスメ ー 2の固定綱の S離は任意の値に定 めてある。 またネ実施例では S2を 点、として説明することにし、 ここでは Y2 =0とする。
ます第 1図に示^にステップ 1 (以下 S1と略する）でセォドライト 1を、 座標原点（0、 0、 0)に 1台設定する。 （顧点とする）
即ち、観測点に観測謹を配^ rる。
次に S2でサブテンスバー 2を配置し、 3つの固定 を設定する。 ^ i^ サブテンスバー 2は視準ターゲッ卜に該当するものである。
セォドライト 1とサブテンスバー 2か ¾定さ;^:後、 S3で、 セォドライ卜 1 からサブテンスバー 2の固定 S2、 S3 をそれぞれ視準し、水平角、 高度 角を測定する。
次に S4で、観測データにより各点の近似値を算出する。 そして S 5で、観測 データから水平角と高度角（固 の BB性に対応したものを含む） 、更に、サ ブテンスバー 2の固^間の gStから 方 を作成する。
水平角の誤^^としては、以下のものがある。
セォドライ卜 1からみて固 Siと固定 S2とがなす水平角 H12、固定 S 2と固 S3とがなす水平角 H2S、 固定 S3と固定 丄とがなす水平角 H31、 並びに固 S と固定 S2と固定 S3がな 角 Haの 4つについて M 方 を作成する。
高度角の誤 方^としては、 ュ下のものが'ある。
セォドライト 1からみて固定 Stに る高度角 W固定点 s2に対する高度 角 v2、固定 s 3に ¾ rる高度角 の 3つに て誤 ϋ方 を作成する。 固定 3点澗の Ϊ賺の誤 方 としては、以下のものがある
固^、 Siと固定 S2との ϊ|||1^、固定 S2と固^、 S3との Sg^L2及び S 3と固定 S！との S離 L 3の 3つに 、て ^を作成する。
の様に観測点が 1つの 、未纖が 8つであるため、この未嫩の数よ り多い 9 の を作成 ·Τίΐば本翻を適用できる
次に S4で、土^した方法により観測データから近似値を求め、 5
^を立てる。
そして第 2図に示すように、
Figure imgf000020_0001
0«"ある から、 s 6て囁小 2雜を禾【佣 ば、 a r^に未知の座標を演算することがで きる。
； 例は、 ：^様に 2台のセォドライトを使用して^！:に視準する する必要がなく、 1台のセォドライ卜て ϋ定か可能となる
なお TO点は、観測点でも固^でも自由に定めることができるが、未知量の m ^c り少なくなる^がある。
次に第 3図及び第 4図に基づいて、観測点が 2点の の相^ ¾ ^応用例 を説明する。
ます第 3図に示^に、 S 1て第 1の観镧 にセ才ドライ卜 1を設定する 次に S 2てサブテンス 2を設置して、 3つの固定 を設定する。そして S 3 で、セォドライト 1からサブテンス 一 2の 3つの固定 を視準し、各々の水平 角及ひ 度角を測定する。
次に、 S 4て 1の観測点丁から第 2の観測点 T2にセォドライト 1を灘さ せ、 S 5で再び、サブテンス 一 2の 3つの固 ¾ ^を視準し、各々の水平角及び 高度角を測定する。
更に S 6で、備己の観測データにより各点 値を mt!する そして S7で、 観測さ 水平角と高度角（固定 の am性に対応したものを含む）、更に、サ ブテンスノ、一 2の固定綱の g離から誤^^を立てる
この^には、 iTFの誤 を作成することが'できる。
水平角の誤 ϋ方^としては、 J^I下のものがある
一の観測点からみて固 ！と固定 S 2とがなす水平角、固 ¾^、S2と固. s3とがなす水平角、固 と固. ¾¾s3とがなす水平角、並びに他の観測点か らみて面 S！と固 とか'なす水平角、固 ¾i S2と固^ s 3とが'なす水 平角、固定 と固定 S3とがなす水平角、並びに固定 と固 s2と固 g^s 3がな ^間角につ tて誤 を作成する
高^の誤 方^としては、 : TFのものがある。
"^観測点からみて固^ に财る高度角、固 s2に る高度角、固 ^ 3に る高度角、並びに他の観測点からみて固^^ s！に wる高度角、 固定 s2に る高度角、
Figure imgf000021_0001
を作成する。
固^、 3点周の g0の誤^^は、観測点が 1の^に述^！ものと同じで あるのて -ii明を する。
til:の様に観測点が 2つの 、 m ιつであるためこの未^ mの数よ り多い 12, hの誤^^を作成 ft!ば本 月を適用できる。
O lの S1から S3、 S4から S5、及び S 6から S 8の手順で観測点 Tiと観 測点 T2の三次 ¾1標を職し、オリエンテーションを完了する。
次に S9で、観滴 I点 及ひ'観涸|点 Τ2において、任意の測^ (以下、求点） Piをそれぞれ視準し、水平角と高度角を測定する。
そして S 10、 S11でオリエンテーションと同様にして、近似値を算出し誤 差方程式を立て、これを剥、自乗法により答解して求点 Piの座標を職する。な お、 S9から SI 1の手順は、求点ごとに緣り返して行う様になっている 次に、外部から歸魏準することができない測定 （求点）の測定を行う変 例を説明する，
本麵例で使用するサブテンスバー 2は、第 9図に示 に、第 1の固定 ( 測定ポイント） 21、第 2の固定 22、第 3の固^、 23の 3個の固定 と、 1定 «124とが开成されている。 これらの第 1、第 2、第 3の固定 21、 2 2、 23は、それぞれ所定の^ p 形成され、固 ¾^、の職は全て職に形成さ れている。固定点は、セォドライト 1から視準可能であれば何れの开 にするこ ともでさる。
測定 «124は測定部に該当するもので、サブテンスノ一 2の先 ¾に形成さ れており、測定 (求点）に対して位 するためのものである，この測定端 部 24は、第 1 0図に示 に第 1、第 2、第 3の固定 2 1、 22、 23と同 一 i! Jiに形成されており、その隱ま正確に測定されている。なお 例で は測定 ¾24が、第 1、第 2、第 3の固 ¾^、2 I、 2 2、 23と同一 S 上に 形成されているが、必ずしも同一 上である まなく、 3つの固^^から特 定される位置に形成されて ればよ
このサブテンスバー 2は、保鶴 3と三脚 4とにより保持され、サブテンスバ 一 2の測定 ¾24が測定 （求点）に設置される様になっている。
この ΞΜは固^置に該当するものである。
なお ^«河では、サブテンスバー 2の測定纏 24が測 （求点）中心に 固定される様に中'！:彌 5か棚されている。
なおサブテンスノ、'一 2は、 数の小さ t ^材料で形成することか Ήましい。 : U:の樣に構成さ サブテンスバー 2は、測定 24か 成されているの で、第 1 1図に示 に、測 （求点）か ¾m準することができない で も、第 1、第 2、第 3の固定 2 1、 22、 23を することが可能で¾^±'、 m . (求点、）を寺定することか'できる。
次に本^^例の測^ ¾を説明する。まず、編 ems例と同様にオリエンテー シヨンを行い、各セォドライト 1、 1■ 'からサブテンスノ S'— 2を観測する。こ の のサブテンスノ、'一 2の視準には、水平角と高度角を同時に観測する なお、水平角、高度角、サブテンスバー 2の に関する観測方 ^^は、 mm 施例と同様であるため説明を する。
そして本^^例の第 2式に用ゝる近似値の演算旅を説明する，
第 1 2図（a )は固 ¾ ^を S 1、 S 2、 S 3とし、器紘 力ら湧1定された方 向角を H i、高度角を V i ( i = l、 2、 3 )としたものである；
そして T S l、 S 2、 S 3を含む平面において、鋼角 0は Tl己の様に表す ことか" Γきる
Θχ2— Ά r c c ο s (cosHi - cosH2
Figure imgf000023_0001
+ s i n Vi■ s i nV2)
- … (33a)
Figure imgf000023_0002
• c o s V2■ c o s V3
+ s i n V2■ s i n V3)
- … (33b)
更に第 12図（a)において、 Tl、 S l、 S2、 S3によって作られる^ 上の平面を取り出せば、
第 12図（b)の様な平面上の 3角开^ ^得られる。
3角形 Tl、 Sl、 S2、 S3に後:^会法を適用して 2 を求める。
- … (34a)
(≠i-≠z) /2 = arc tan [tan ( {θ12+θ2^) /2) /tan (
λ + π/4) ]
ここで、 t anA= (L1 L2) · ( s i n<923/s i ηι912)
(34b) 更に、第 34 a式と第 34 b式より、
ι= { ι + 2) 2+ {≠ι + φ2) /2
≠ι= (≠ι +≠2) /2 - { ι + φ2) 2
となる。
また、！！^；!^と固定 S l、 S2、 S3までの は、下記の式て められ る。 (Li + L2) ■ s i m z 's. i n ((?12 + *23)
D2= Li · s i n レ -,s i n 6Ί2
Figure imgf000024_0001
- … (35) 従って、固^ Sl、 S2、 S3の 3¾s^H標位置は下記の様になる
Xi = X0+Di · c 0 s Hi · cosVi
Figure imgf000024_0002
(36a)
Figure imgf000024_0003
(36b)
X3=Xo+D3 - co sH3 - co sV3
Y3=Y0+D3 · s i nH3 - cosV3
Z3=Z0+D3 · s i nV3
- … (36c)
従って、 て めた近似値を にtAし、補 iEiを最小 2乗法 により f寅算することにより、 3つの固定 の 3次 ¾1標を演算することか可能と なる。
次に本麵例の鍾を説明する
まず、第 13図及び第 14図に基づいて、観測点が 1点の；^の ®Φ^¾計測 旅を説明する。サブテンスバー 2には 3点の固定 (視準ターゲット）が備え られており、 その固定 ¾1標を Si (Χκ Υ Ζι) 、 S2 (Χ2、 Υ2、 Ζ2) 、 S3 (Χ3、 Υ3、 Ζ3) とする。更に滴淀 ¾Ι24の座標を S4 (X4、 Y4、 Ζ4) とする そしてサブテンスバー 2の固定 の g隱は任意の値に定めてある， ま tmi4図に示 にステップ 1 (!¾下 S1と略する）でセォドライ卜 1を、 観測点に設定する。 （ここて 1ま観測点、を 点、とする） 即ち、観測点に観酒 Jt を配 する。
次に S2でサブテンスバー 2の測定端部 24を測定点（求点）に位置決めする ことにより、 3つの固定 を設定する。； Φ ^例のサブテンスバー 2は視準ター ゲットに該当するものである。
セォドライト 1とサブテンスノー 2か 定された後、 S 3で、セォドライト 1 からサブテンスバー 2の画定 Si、 S2、 S3 をそれぞれ視準し、 水平角、高度 角を測定する。
次に S4で、編己の観測データにより各点の近似値を算出する。
そして S 5で、観測データから水平角と高度角（固定 の SB性に対応したも のを含む） 、更に、サブテンスバー 2の固^^の Ϊ ゝら ^を作成す る。
なお、水平角の誤 方 と高度角の誤 方 、固 3点 の Ϊ^Ιの 方^とは、 fiiffi 施例と同様であるので、説明を ¾ ^する。
即ち S4で、 ± ^した方法により観測データから近似値を求め、 s5- を立てるものである。
なお 例の顧点は観測点であるが、固 にすることもできる。何れの ^にも 5^量の 誤 ϋ方^の数より少なくなる^がある。
そして S6で、剥、 2乗法により未知の固定点の座標を演算する。
次に S 7では S 6て めた 3つの固^の より、 ¾^定¾ 24の座標 S 4を 求める c測定 «24は、 3つの固^ S S2、 S3と同一難上にあるため、 下記の式により測定 ¾24の ¾S4 (X4、 Y4、 Ζ4)を »ることができる。
X4= [X3+ (X3-Xi) L3/' (L! + L2)
+ Χ2+ (Χ2-Χι) (L2+L3) /Li
+ Χ3+ (Χ3-Χ2) /L2 /3
… · (37a)
Y4= [Υ3+ (Ys-Yi) . (L1 + L2)
Figure imgf000025_0001
+Y3十 (Y3-Y2) L3,ZL2] /3 … · (37b)
そしてサブテンスノヽ'一 2は、
Figure imgf000026_0001
となる樣に構成されているため、第 37 a^C求めた X4を用いて Z4を求める ことか'できる。
即ち、
Z4= [ (Zs-Zx) (X4-Xi) X (X2-Xi)
+ Ζι
+ (Z3-Z2) (X4-X2) / (X3-X2)
+ Z2
+ (Zi-Zs) (X4-X3) / (X1-X3)
+ Z3J Z3
… - (37c)
となる。
liLhの様に S 7では、求点、である ^§H24の H^S4を^ ¾6ることか'て"きる なお^!例は観測点の雜を脑点とした を説明したが、固 C れ 力を¾0点としてもよく、更に、観測点を 2力所^してセォドライ卜を移動さ せて観測することにより滴 （求点）である測定 24の座標を求めてもよ い。
Figure imgf000026_0002
am準することができない測 であつ ても、測定 24を有するサブテンスパ'一 2を使用して 3^¾Μ定を行うこと ができるという効 m^'ある。
なお、耐魏準することができな のみの測定も可能であるが、 3つの 固定 (視準ターゲット）を有するサブテンスバー 2を利用して戲魏準可能な の 3次^) I定を行、、 準することができな 驢は:^施例のサブ亍 ンスバー 2を使用するというま且合せて- m測を行うこともできる。 この際、 例の観測点（セォドライト 1の固定位置）を耐魏準して 3次¾¾定を行えば、 靈^ か となり額に 娥準することができな斕 の測定が行える という効¾ ^ある。
レ Lhの様に構成さ 本 例は、 ^i ,船 の 3次元測定のみな らず、急 崩壊 ί»ο観測、 トンネ/レ、原，等の: ¾構»の測定等に することが'できる。
次に、 ターゲットを自照式とした自照式 »尺の実 ϋ例を説明する。
第 5図に示す自照 尺の第 1、第 2、第 3のターゲット 2 1、 22、 23 は、光導光素 形成されており、 内部の 拡散 として射出する様になつ ている。 自照式 ¾m尺の第 1、第 2、第 3のターゲット 2 1、 2 2、 23は、 ァ ルミナにコバル卜を混合させたセラミックスで形成されている。
このセラミックスは、 ^アルミナ粉に、 0. 2モル％のマグネシウム塩を加 えて、蒸留水て容かした後、 *m分に相当する塩化クロム、塩化コバルト等の 塩を混人して均一に分散さ^½後、水分を ¾¾、乾燥させて硬化させる。更に、 6 00度で1 ^^511¾し、塩の酸化物化を図った後、エタノール中でボールミ ルによる粉碎を行う。 このボールミルには、 のまわりにウレタンカバーした ものを用い、約 3日間粉碎、混合を行う。 そしてこの微粉からエタノールを飛ば して,匕したものを乳はちて 砕して 1¾とする。
次に、 しょうとする?^の^ に をス l、 1平方 cm当り、 1 0 Okgの 圧力で 1次成形を行い、更にラバープレスで 1平方 cm当り、 2トンの高圧を加え て 2次 を行う。
そして仕上げの聽ま、 「予備維」 と 「本舰」 と 「再 «」 とカゝらなって いる。 「ΐ ϋ»」 とは、 ] l o crcから i 20 crcまて «^ cのスピードで 上昇させて、分子を力 Π¾し結合させるものである。 「本■」 とは、 o°c のスピードで 1 1 o o。cまて Hi ^し、次に 1綱 1 o o。cの方 n^ii^ri 1 00 でから 1 78 CTCまて U [^し、更に、真空中で 4時^^くものである。 そして 二ッケ/ コバルトは、 ¾fe性か いため「再^^」を行う。 ここで「再 」 とは、 ^中で 1 6 5 (TCから 1 70 (TCまて UI ^し、 20〜24Bt^焼く ことにより、酸化により ¾feさせるものである。なお、 「纖」 とは、細かい気 泡を消滅させ、 きめを細かくすることである。
なお *H施例では、ニッケルを uしている。
Φ ^例は、 O の様なセラミックス力ら第 1、第 2、第 3のターゲット 2 1、 22、 23を構成しているので、 ターゲット部分を研磨しても、 その表面から拡 散^^射出するので、擺§性か' 的に向上するという した効 、'ある t そしてターゲットの表面を腿面にするために、砂かけ顯を行う 要がなく、 ターゲットの輪郭か 月となることがないので、測定精度が向上するという効 ある s
また 例の自照 ブ'テンスバー 2は、第 1、第 2、第 3のターゲット 2 1、 2 2、 2 3に光を導くための光ファイノ S'— 6と、光を ί共袷するための-光源部 7と、光源部 7に電力を供給するための電源部 8を備えている。光ファイノ S'— 6 は、光導 ¾¾Ρ材に該当するものである
「自照 ブテンスバーの第 1難例」
第 1 6図及ひ'第 1 8図に示す様に、光源部 7と電源部 8を ¾if部 24の外に配 置し、 この光源部 7と第 1、第 2、第 3のターゲット 2 1、 2 2、 2 3とを光フ ァイノ一 6で^ ることができる。 そして、 この光ファイノ、'一 6は、 ¾1#¾(12 4の内部に Emする様になつている。
「自照^ Iブテンスバーの第 2建 MJ
第 1 7 ( a )図と第 1 9図に示^に、電源部 8を 4のダ卜に配置し、 光源部 7を支^ !24内に形成し、電源部 8から光源部 7に対して 9を赚 して ¾力を供給し、 ¾1»24内の光源部 7と第 1、第 2、第 3のターゲット 2 1、 2 2、 2 3とを光ファイノ、一一 6で^ fることもできる。 そして、 この光フ ァイノ、'一 6、 ¾ ^部 24の内部に I ^する様になっている。 また第 1 7 ( b )図 に示 に、光源部 7と光ファイノ一 6の とを互いに ¾ ^部 24内て 向さ せる構成にすることもできる。 m:の様に構成さ 本画は、観測点に観 を、 3つの固定 に視準タ ーゲットを配 る第 1ステップと、備已観測 ゝら 3つの固定 を視準し各 々の 3顧の水平角 -高度角を測定する第 2ステップと、第 2ステツフ めた 観湖1テ'一タカら水平角■高度角 ·固定 3点 の びその am性についての 誤^^をたてる一方、その観測データから近似値を求め、最小:^法を利用 して各点の位置を求める第 3ステッァと力ら構成されて V、るので、観 の 相互視準が^となり、 と か きる上、観 台で 3次^! 標を^ 定することができるという効 る ,
更に本 ¾s月は、 2点の観測点と互いの^ が判っている 3点の固定及び位置 の判っていない求鋼の観測から三次元測定を行うこともでき、任意の位置に観 測顯を設定することができ、剥ヽ2乗法を適用しているので、累積誤差の少な 計測を行うことができるという効 ^'ある。
また本翻はサブテンスノ一を水平に^ する がなレ、ので、極めて能 な濁淀か^ r能であると 、う卓越した効: ¾ ^'ある。
そして本翻は、少なくとも 3点の間の観測から各点の位置を求める測定に用 られるサブテンスノ S'—において所定の^ で 3個のターゲットか けられて V るので、累積！^を生じることがな ゝ 3次 測^法を Hi亍することができると いう効 ある， そして観測羅と iB rる機がなく、サブテンスバーを水平 にする顿もな 、ので、任意の場所にサブテンスバーを設定することができると いう効¾ ^'ある。特にサブテンスバーの設定位置に制約がないので、 m w 所でも容易に配 ることができるという卓越した効¾ ^ある。
更に本 月は、 3個のターゲットを球形に形成することもできるので、サブテ ンスノ、'一を傾けて配置した でも、視轉 ϋを少なくすることができるという 卓越した効^^ある。
また本 ¾ ^は、 »1の観測点に観測 «を、未知の 3つの固^に視準ターゲ ッ卜を配置し、該 3つの固^カら特定される測^を求点に設置する第 1ステ ップと、 IS観測 t»( ら 3つの固¾ ^を視準し各々の 3顧の水平角■高度角 を測定する第 2ステップと、第 2ステツ TT めた観測データから水平角 ·高度 角 ·固定 3点冏の S隨びその菌性についての 方 をたてる一方、 そ の観測データ力ら近 ί¾値を求め、 ^ :^法を利用して 3つ固^、の位置を求め る第 3ステップと、 この 3つの固 ^、の位置から測^の位置を求めることによ り、求点の位置を求める第 4ステップとから構成されているので、観測 の 相互視準が^となるだけでなく、測定器て¾¾準することができな ゝ求点で も精度よく 定することか'できるという卓越した効 ある。
更に本翻は、観測点を顧点にするだけで ぐ固定 を細点にすること もできるので、湖性の高 測定が行えるという効 ある。 そして本 ¾B月の 3次 ¾ f¾¾S2尺は、所定の で 3個の固^、（視準ター ゲヅト）か I成されており、備5»尺の には、測定 (求点）に対して 位 ®决めするための測定 «が形成されているので、測定器で 鎌準すること ができなき測 ^、でも、容易聰:: 3次元測定を行えることができるという効果 か'ある。
更に本週の 3次通 扉尺は、 ΞΜ 固定装置に取り付けるための基 準尺本体と、この 2^尺本体に所定の間隔で形成される 3個の固 （視準ター ゲッ卜）と、この 3個の固^と同一 上の^.尺本体先 に开 され、測 (求点）に対して位 Β^ύするための測定 «とからなるので、 3脚等て ϋ 定 （求, に測 ^を に固定することができ、 3個の固^と 定 と が同 上に配置されているので、比！^^便な計算で測 （求点） c m を求めることか'できるという卓越した効¾ ^ある f
そして本翻は所 置され、內部の光を赚棘として射出させるた めに光導 «ίίτ ^成さ^複数の夕ーゲッ卜と、このターゲットを^するた めの ¾ ^と力らなる^尺であって、編 Sターゲッ卜に光を供給するための光 源部と、この光源部からの光を、編己ターゲットに導くための^^材とから なるので、比 I^ 度の低い室内て領を行っても、ターゲットか駕となり視 認し いという効¾ ^ある。そして、ターゲットを球形にすることができ、観 測誤差を»、させることができる上、ターゲットが自 s^ eあるため^ g性も向 上するという卓越した効^^ある。
の様に構成さ: to本翻は、 機^ «&の 3次麵定や、急願崩 mm, ^構 it^の^ ^に使用することが'できる
Figure imgf000030_0001
できるので、 3次^ 標を l定する^に ある。観群 と IWる がなく、サブテンスノ一を水平にする^もないので、顧 場所の 3次 標の測定にも適している 更に扉尺の先 には、測定 に対して位衝 す るための測定 か 成されているので、測定器で 準することができな 測定 の 3次湖定にも讓である 更に、 ターゲットが光導 m"'形成され ているので、比 度の低い室内での観測にも適している。

Claims

請求の範囲 。 TOの 1点をい "filかに含んだ、観測点と互いの が判っている 3点の 固定、（サブテンスバー）間の観測から各点の位置を求める三次 ^^法 において、観測点に観酒 を、 3つの固 に視準ターゲットを配置する 第 1ステップと、編己観測 »½ゝら 3つの固定 を視準し各々の 3顧の水 平角 .高度角を測定する第 2ステップと、第 2ステツ 求めた観測データ から水平角 ·高度角 -固. ¾ί¾3 の gg¾t¾びその am性についての
^^をたてる一方、 その観測データから近似値を求め、 ¾ I¾法を利用し て各点の位置を求める第 3ステップとから構成されることを とする三次 , 難の 1点をい f¾ かに含んだ、 2点の観測点と互いの が判っている 3点の固定^ ¾び位置の判つていな 求^の観測から各点の位置を求める 三次元測^法において、 m測点に観測 ¾を、 3つの固^に視準ター ゲットを配^る第 1ステップと、名截測点力ら 3つの面^ ¾ひ '求点を視 準し、各々の 3顧の水平角 '高度角を測定する第 2ステップと、第 2ステ ッフ めた 3つの固定^び求点を視準した観測データから水平角■高度 角 '固 3点周の g瞧びその麟性についての誤^^をたてる一方、 その観測データから近似値を求め、 ^ ^ して各点、の位置を求め る第 3ステツ: と力 1ら構成されることを とする三次 ¾i ¾。
。 顧の観測点と互いの が判っている 3点の固定 （纏尺の視準ター ゲット）間の観測から各点の位置を求める三次^^法において、観測点 に観測繊を、 3つの固定 に視準ターゲットを配置し、該 3つの固^^か ら特定される測^を求点に設 る第〗ステップと、 已観湧 JW^ら 3 つの固定点を視準し各々の 3 の水平角 ·高度角を測定する第 2ステップ と、第 2ステツ 求めた観測データから水平角 ·高度角 ·固定 3点潤の ί¾Ι¾びその直線性についての誤 方程式をたてる一方、 その観測データか ら近似値を求め、 J、 ¾法を利用して 3つ固^の位置を求める第 3ス亍 ップと、 この 3つの固. ¾ ^の位置から測^ Uの位置を求めることにより、求 点の位置を求める第 4ステップとから構成されることを纖とする三次元測 法。
4 , oco 1点をい *mかに含んだ、観測点と互いの ^ iが判っている 3点の 固定点（s 尺の視準ターゲッ卜）間の観測から各点の位置を求める三次元 測定方法において、観測点に観測器械を、 3つの固定点に視準ターゲットを 配置し、該 3つの固 から特定される測 を求点に設 る第 1ステツ プと、備己観測 »½ゝら 3つの固 を視準し各々の 3顧の水平角 ·高度 角を測定する第 2ステッァと、第 2ステッフ 求めた観測データから水平角 -高度角■固 3鋼の S瞧びその雌性についての誤 方 をたて る一方、 その観測データから近似値を求め、最小 ¾法を利用して各点の位 置を求める第 3ステッフ。と、該第 3ステッフで求めた 3つの固定点の位置か ら測定部の位置を求めることにより、求点の位置を求める第 4ステップとか ら構成されることを とする三次元測^法。
少なくとも 3点の間の観測から各点の位置を求める測定に用いられるサブ テンスバーにぉ VT所定の^ iで 3個のターゲットか けられたことを觀 とする三次 測 ^尺。
6 , 3個のターゲットか 形となっている請^!の顧第 5¾|灘の三次 測 扉尺。
7. 少なくとも 3点の観測から各点の位置を求める測定に用いられる »尺に おいて、所定の^ iで 3個の固^ (視準ターゲット）か^成されており、 編 5»尺の先¾には、測^、（求点）に対して位 ®Wするための測定 «Iが f されていることを とする三次^ I 尺。
8 , 少なくとも 3点の観測から各点の位置を求める測定に用いられる »尺に おいて、三脚等の固定装置に取り付けるための基準尺本体と、 この基準尺本 体に所定の^!で形成される 3個の固定 (視準ターゲット） と、 この 3個 の固定 と同一難上の纏尺本体先 «に形成され、測定 （求点）に対 して位 するための測定 とからなることを： ftmとする三次元 Γ測 , 所 で f己置され、 内部の光を拡散光束として射出させるために光導光 素 形成さ 複数のターゲッ卜と、 このターゲットを^するための支 とからなる »尺であって、編已ターゲットに光を供給するための光源 部と、 この光源部からの光を、爾己ターゲットに導くための光導 材とを 有することを とする自照^ 尺。
,光導 材を^ ϋの内部に設 請求項の綱第 amの自照 扉 尺。
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