【手続補正書】
【提出日】令和3年5月19日(2021.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に取り付けられるエンコーダパターン部と、
測量装置とを備える角度検出システムであって、
前記エンコーダパターン部は、
円柱形状のベース、および該ベースの外周側面に設けられて、所定の基準方向に対する周方向の角度を示す角度情報部を備えるエンコーダパターンを備え、
前記測量装置は、前記エンコーダパターンが示す情報を、光学的に取得する情報取得部と、前記情報に基づいて、前記基準方向に対する前記測量装置の角度θＴを演算する演算制御部とを備え、
前記角度情報部が、ビットパターンを示し、
前記演算制御部が、前記エンコーダパターンを周方向に読取り、読取り結果を前記ビットパターンに変換し、前記エンコーダパターンの読取り結果から前記エンコーダパターンの中央位置を特定し、該中央位置を中央とする所定の領域に含まれる前記ビットパターンを、予め設定された前記ビットパターンと角度との相関と対比することにより、角度を演算することを特徴とする角度検出システム。
【請求項２】
前記角度情報部が、２種類の色彩の領域をエンコーダパターン部の外周側面に周方向に配置することにより前記ビットパターンを示すことを特徴とする請求項１に記載の角度検出システム。
【請求項３】
前記エンコーダパターン部が、前記エンコーダパターン部の幅を示す幅情報部を備え、
前記演算制御部が、前記情報取得部により取得された前記情報から前記幅情報部の情報を抽出して、前記幅情報部の中央位置を特定し、前記幅情報部の中央位置を前記エンコーダパターン部の中央位置とし、該中央位置を中央とする所定の領域に含まれる前記ビットパターンを、予め設定された前記ビットパターンと角度との相関と対比することにより、角度を演算することを特徴とする請求項２に記載の角度検出システム。
【請求項４】
前記測定対象物が、前記基準方向に対して周方向に所定の角度θＢで取り付けられており、
前記演算制御部が、前記所定の角度（θＢ）および前記基準方向に対する前記測量装置の角度（θＴ）に基づいて、前記測定対象物の前記測量装置に対する角度（θ）を演算することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の角度検出システム。
【請求項５】
前記測定対象物が、前記エンコーダパターン部に対して、前記エンコーダパターン部の中心軸回りに回動可能に取り付けられており、
前記測定対象物が、前記所定の角度を測定可能な回転角測定器および通信部を備え、
前記測量装置が、通信部と通信可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の角度検出システム。
【請求項６】
前記演算制御部が、前記ビットパターンを示すエンコーダパターンを、前記エンコーダパターン部の直径方向における中心位置からの距離の比に応じて予め設定された縮小率で除することにより、円柱形状のエンコーダパターンを、平面上に展開したように補正する読取補正部を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の角度検出システム。
【請求項７】
前記情報取得部が、前記エンコーダパターンが示す情報を画像として取得するカメラであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の角度検出システム。
【請求項８】
前記情報取得部が、前記エンコーダパターンが示す情報を、前記エンコーダパターンにスキャン光を送光し、前記エンコーダパターンからの反射光を受光して受光光量分布として取得するスキャナであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の角度検出システム。
【請求項９】
前記エンコーダパターン部が、反射ターゲットをさらに備え、
前記測量装置が、前記反射ターゲットに測距光を送光し、前記反射ターゲットからの反射光を受光して前記反射ターゲットを測距し、かつ反射ターゲットを測角する測量装置であり、
前記演算制御部が、前記反射ターゲットの測距データに基づいて、前記エンコーダパターンを識別することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の角度検出システム。
【請求項１０】
前記エンコーダパターン部が、反射ターゲットをさらに備え、
前記測量装置が、前記反射ターゲットに測距光を送光し、前記反射ターゲットからの反射光を受光して前記反射ターゲットを測距し、かつ反射ターゲットを測角する測量装置であり、
前記演算制御部が、前記反射ターゲットの測角データに基づいて、前記周方向の読取り方向を設定することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の角度検出システム。
【請求項１１】
円柱形状のベース、および該ベースの外周側面に配置されて、所定の基準方向に対する周方向の角度を示す角度情報部を備えるエンコーダパターンを備えるエンコーダパターン部と、情報取得部を備える測量装置とを用いて角度を検出する方法であって、
（ａ）前記エンコーダパターン部を前記測定対象物に、エンコーダパターン部の周方向に所定の角度で取り付け、
（ｂ）前記情報取得部が、前記エンコーダパターンが示す情報をパターン情報として光学的に取得し、
（ｃ）（ｂ）により取得されたパターン情報に基づいて、前記測量装置の、前記基準方向に対する角度を演算し、
前記角度情報部が、ビットパターンを示し、
前記演算制御部が、前記エンコーダパターンを周方向に読取り、読取り結果を前記ビットパターンに変換し、前記エンコーダパターンの読取り結果から前記エンコーダパターンの中央位置を特定し、該中央位置を中央とする所定の領域に含まれる前記ビットパターンを、予め設定された前記ビットパターンと角度との相関と対比することにより、角度を演算することを特徴とする角度検出方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る角度検出システムおよび該角度検出システムを備える測量システムの構成ブロック図である。
【図２】同形態の角度検出システムを備える測量システムの外観概略図である。
【図３】上記測量システムに係る計測モジュールの斜視図である。
【図４】（ａ）は、同形態の角度検出システムに係るエンコーダパターン部の拡大斜視図であり、（ｂ）は、該エンコーダパターン部のエンコーダパターンを切り開いて平面に展開した図（一部を省略している）である。
【図５】上記計測モジュールの平面図である。
【図６】上記測量システムによる測定点の測定動作のフローチャートである。
【図７】同形態の角度検出システムを用いた角度検出のフローチャートである。
【図８】（ａ）は、同形態の角度検出システムのカメラにより取得したエンコーダパターン部周辺の風景画像であり、（ｂ）は、（ａ）より切り出されたエンコーダパターン部の拡大画像であり、（ｃ）は、（ｂ）を周方向に線状に読み込んで、画素値に変換した結果を示すグラフである。
【図９】（ａ）および（ｂ）は、上記測量システムを用いて視通のない測定点を測定する場合の、反射ターゲットと測定点との位置関係を説明する図である。
【図１０】同形態の角度検出システムの１つの変形例に係るエンコーダパターンの斜視図である。
【図１１】同形態の別の変形例に係る角度検出システムを備える測量システムの構成ブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る角度検出システムおよび該角度検出システムを備える測量システムの構成ブロック図である。
【図１３】同形態に係る角度検出システムを用いた角度検出のフローチャートである。
【図１４】（ａ）および（ｂ）は、同形態に係る角度検出システムのスキャナによるスキャン方向を説明する図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る角度検出システムおよび該角度検出システムを備える測量システムの構成ブロック図である。
【図１６】同形態の角度検出システムを用いた角度検出のフローチャートである。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は、同角度検出システムのカメラによる読込み方向を説明する図である。
【図１８】（ａ）および（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態において情報取得部としてスキャナ装置を用いた場合の角度検出システムのスキャナによるスキャン方向を説明する図である。
【図１９】本発明の第４の実施の形態に係る角度検出システムおよび該角度検出システムを備える測量システムの構成ブロック図である。
【図２０】同形態の角度検出システムを備える測量システムに係る計測モジュールの斜視図である。
【図２１】同形態の角度検出システムを備える測量システムによる測定点の測定動作のフローチャートである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
距離測定器１４は、デジタル式の測定棒である。距離測定器１４は、図３の両矢印Ｂの方向に伸縮自在に構成されている。また、距離測定器１４は、支持部材１２の中心軸Ａ上の点Ｒを基点として、点Ｒを通る水平なＨ１軸周りに図３の両矢印Ｃの方向に回動可能に支持部材１２に取り付けられている。距離測定器１４は、その基点Ｒと先端１４Ａとの間の距離、すなわち基点Ｒと測定点Ｐとの間の距離ｌを測定可能であり、測定結果をモジュール通信部１９へ出力する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
カメラ５５は、望遠鏡２ｂの上部に、望遠鏡２ｂと平行に取り付けられている。また、カメラ５５は、望遠鏡２ｂで反射ターゲット１１を視準している状態で、反射ターゲット１１との位置関係が固定されているエンコーダパターン部１３を視準するように構成されている。このために、カメラ５５が、撮影をおこなう際に上下左右に回動可能に構成されていてもよい。撮像素子としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等のイメージセンサが用いられる。カメラ５５は、その光学系を通して、撮像素子を用いて光を受光し、その光の像を撮像する。すなわち、カメラ５５はエンコーダパターン１３Ｂが示す情報を画像として光学的に取得する。撮像素子は、演算制御部６４に接続されており、取得したデータをデジタルデータに変換して、演算制御部６４に出力する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
角度検出システム９０は、エンコーダパターン部１３と、カメラ５５、および演算制御部６４を備える測量装置５０により構成されている。また、演算制御部６４のエンコーダパターン読取部６５と方向角演算部６６とが、角度検出システム９０の演算制御部６４として機能する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４６】
次に、ステップＳ５０４において、エンコーダパターン読取部６５は、ステップＳ５０２において切り出したエンコーダパターン１３Ｂの範囲８１の画像を、エンコーダパターン部１３の周方向に線状に読込む。ここで、読込みの間隔ｈ３は、反射ターゲット１１の測距データ、および記憶部６１に記憶された、既知であるエンコーダパターン部１３の寸法に基づいて、ステップＳ３０３と同様に、高さｈ１よりも小さく、かつ高さｈ２の１／２よりも短い間隔ｈ３に設定される。このようにすると、幅情報部１３２および角度情報部１３１を確実に捕捉することができる間隔を正確に求めることができ、読取り精度が向上する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６３】
このような構成によれば、距離測定器４１４が、支持部材１２に、支持部材１２の中心軸Ａ周りに回動可能に取り付けられているので、支持部材１２の鉛直状態を確保した状態で、距離測定器４１４の先端を測定点Ｐに当接させる際の作業性が向上する。また、測定点Ｐに対して任意の角度の点を仮の測定点Ｑとして設定できるので、仮の測定点Ｑの設定の自由度が増す。このように、測定対象物を、エンコーダパターン１３Ｂの基準方向ＲＤに対して、任意の角度に取り付け可能に構成すると有利である。