(57)【要約】【課題】誤った反射ターゲットを追尾・計測してしまうミスを防止することができるプリズムカバーシステムを提供する。【解決手段】本発明に係るプリズムカバーシステム１００は、反射プリズムに装着され、前記反射プリズムへの入射光の光路中に開口を有するプリズムカバー胴体部と、前記開口を遮蔽又は開放する蓋体部と、からなるプリズムカバーが複数の反射プリズムに配され、それぞれの前記プリズムカバーと通信を行い、それぞれの前記プリズムカバーの蓋体部による前記開口の遮蔽又は開放を制御するパーソナルコンピューター５０（情報処理装置）が設けられることを特徴とする。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射プリズムに装着され、前記反射プリズムへの入射光の光路中に開口を有するプリズムカバー胴体部と、前記開口を遮蔽又は開放する蓋体部と、からなるプリズムカバーが複数の反射プリズムに配され、
それぞれの前記プリズムカバーと通信を行い、それぞれの前記プリズムカバーの蓋体部による前記開口の遮蔽又は開放を制御する情報処理装置が設けられることを特徴とするプリズムカバーシステム。
【請求項２】
トータルステーションが設けられ、
前記情報処理装置が、前記トータルステーションに対して反射プリズムを追尾して計測するように制御指令を発することを特徴とする請求項１に記載のプリズムカバーシステム。
【請求項３】
前記情報処理装置が、複数の前記プリズムカバーのうち１つの前記プリズムカバーの開口を開放し、残りの前記プリズムカバーの開口を遮蔽するように蓋体部を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプリズムカバーシステム。
【請求項４】
反射プリズムに装着され、前記反射プリズムへの入射光の光路中に開口を有するプリズムカバー胴体部と、前記開口を遮蔽又は開放する蓋体部と、からなるプリズムカバーを複数の反射プリズムに配するステップと、
情報処理装置を設け、前記情報処理装置によってそれぞれの前記プリズムカバーと通信を行い、それぞれの前記プリズムカバーの蓋体部による前記開口の遮蔽又は開放を制御するステップと、
トータルステーションを設け、前記情報処理装置によって、前記トータルステーションに対して反射プリズムを追尾して計測するように制御指令を発するステップと、
を有することを特徴とするプリズムカバーシステムを用いた計測方法。
【請求項５】
前記情報処理装置によって、複数の前記プリズムカバーのうち１つの前記プリズムカバーの開口を開放し、残りの前記プリズムカバーの開口を遮蔽するように蓋体部を制御するステップを、さらに有することを特徴とする請求項４に記載のプリズムカバーシステムを用いた計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トータルステーションなどから出射されるレーザー光を反射する反射ターゲットを複数用いる現場で、着目する反射ターゲットを誤りなく追尾し、計測を実施するために用いるプリズムカバーシステム及びプリズムカバーシステムを用いた計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建設工事現場において、トータルステーションなどからレーザー光を出射して計測対象物からの反射光を基に、当該計測対象物までの距離と方向を計測することで、計測対象物の位置座標を取得する技術が知られている。このようなトータルステーションを用いた計測においては、計測対象物にはプリズムなどの反射ターゲットが取り付けられる。また、トータルステーションには、このような反射ターゲットを自動的に追尾する機能を有するものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２００９−１３９２７７号公報）には、ターゲットの追尾を行う測量システムにおいて測量装置がターゲットを見失い、追尾が中断した場合は、迅速に追尾可能な状態に復帰されるような構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００９−１３９２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
同一の現場において、複数の計測対象物が存在し、それぞれの計測対象物に反射ターゲットが取り付けられているような場合においては、トータルステーションが、着目する反射ターゲットとは異なった反射ターゲットを追尾してしまい、これに照準を合わせて計測を行い、誤った計測データを取得してしまう、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、上記課題を解決するものであって、本発明に係るプリズムカバーシステムは、反射プリズムに装着され、前記反射プリズムへの入射光の光路中に開口を有するプリズムカバー胴体部と、前記開口を遮蔽又は開放する蓋体部と、からなるプリズムカバーが複数の反射プリズムに配され、それぞれの前記プリズムカバーと通信を行い、それぞれの前記プリズムカバーの蓋体部による前記開口の遮蔽又は開放を制御する情報処理装置が設けられることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係るプリズムカバーシステムは、トータルステーションが設けられ、前記情報処理装置が、前記トータルステーションに対して反射プリズムを追尾して計測するように制御指令を発することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係るプリズムカバーシステムは、前記情報処理装置が、複数の前記プリズムカバーのうち１つの前記プリズムカバーの開口を開放し、残りの前記プリズムカバーの開口を遮蔽するように蓋体部を制御することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るプリズムカバーシステムを用いた計測方法は、反射プリズムに装着され、前記反射プリズムへの入射光の光路中に開口を有するプリズムカバー胴体部と、前記開口を遮蔽又は開放する蓋体部と、からなるプリズムカバーを複数の反射プリズムに配するステップと、情報処理装置を設け、前記情報処理装置によってそれぞれの前記プリズムカバーと通信を行い、それぞれの前記プリズムカバーの蓋体部による前記開口の遮蔽又は開放を制御するステップと、トータルステーションを設け、前記情報処理装置によって、前記トータルステーションに対して反射プリズムを追尾して計測するように制御指令を発するステップと、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るプリズムカバーシステムを用いた計測方法は、前記情報処理装置によって、複数の前記プリズムカバーのうち１つの前記プリズムカバーの開口を開放し、残りの前記プリズムカバーの開口を遮蔽するように蓋体部を制御するステップを、さらに有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るプリズムカバーシステムは、情報処理装置が、複数の反射プリズムに配されたプリズムカバーと通信を行い、それぞれの前記プリズムカバーの蓋体部による前記開口の遮蔽又は開放を制御するので、このような本発明に係るプリズムカバーシステムによれば、建設工事現場などにおいて、トータルステーションは、着目する反射ターゲットを確実に見つけ出し、これに照準を合わせて計測を行うことができ、誤った反射ターゲットを追尾・計測してしまうミスを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るプリズムカバーシステム１で用いるプリズムカバー３００を説明する図である。
【図２】プリズムカバー３００が装着される反射ターゲット１００を示す図である。
【図３】プリズムカバー３００における開口３１２の開閉を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態に係るプリズムカバーシステム１の構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るプリズムカバーシステム１による処理フローチャートを示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るプリズムカバーシステム１によって取得される計測データ群の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係るプリズムカバーシステム１で用いるプリズムカバー３００を説明する図である。本発明に係るプリズムカバーシステム１は、同一の現場において、複数の計測対象物が存在し、それぞれの計測対象物に反射ターゲットが取り付けられているような場合を想定している。
【００１３】
また、反射ターゲット１００としては、レーザーの反射効率が高い反射プリズム１２０を用いることを想定している。プリズムカバー３００は、各々の反射プリズム１２０に装着され、反射プリズム１２０への入射光の光路、或いは、反射プリズム１２０からの反射光の光路を遮蔽したり、開放したりするものである。
【００１４】
図１（Ａ）はプリズムカバー３００が光路を遮蔽するポジションを示しており、図１（Ｂ）はプリズムカバー３００が光路を開放するポジションを示している。また、図１（Ｃ）はプリズムカバー３００のブロック図である。
【００１５】
プリズムカバー３００は、反射プリズム１２０の外周部が内嵌されるプリズムカバー胴体部３１０を有している。このプリズムカバー胴体部３１０は開口３１２を有しており、この開口３１２を遮蔽又は開放する蓋体部３２０が設けられている。本実施形態では、１点鎖線で示す回動軸Ｘを中心として、蓋体部３２０がＰ方向又はＱ方向に回動することで、開口３１２を遮蔽したり、又は開放したりする。
【００１６】
なお、本実施形態では、蓋体部３２０は回動軸Ｘを中心として回動することで蓋体部３２０によって開口３１２の遮蔽・開放を行うようにしているが、ヒンジ構造による蓋体部３２０によって開口３１２の遮蔽・開放を行うようにしてもよい。
【００１７】
また、プリズムカバー３００における光路の遮蔽・開放には、カメラのシャッターのようなシャッター膜を用いて光路を遮蔽・開放する構造としてもよいし、また、カメラの絞りのように羽根を用いて光路を遮蔽・開放する構造としてもよい。
【００１８】
なお、プリズムカバー３００においては、フォトクロミック材料などを用いて光の透過・吸収・反射などを制御する光学部品を、開口３１２における光路の遮蔽・開放に用いることは好ましくはなく、蓋体部３２０などの遮光バルク体を用いるようにすることが好ましい。これは、トータルステーション１０から照射されるレーザー光の遮光を確実に行うようにするためである。
【００１９】
蓋体部３２０は、モーターやロータリソレノイド（いずれも不図示）などを駆動源とする蓋体駆動部３５０によって、図１（Ｂ）に示されるように回動される。蓋体駆動部３５０は、主制御部３３０からの指令に基づいて、蓋体部３２０を駆動するようになっている。
【００２０】
主制御部３３０は、中央演算処理部や記憶部などからなる汎用のマイクロコンピューターで構成することができる。また、無線通信部３４０は、外部のパーソナルコンピューター５０などと無線によるデータ通信を行うものである。パーソナルコンピューター５０から送信される制御指令は無線通信部３４０で受信され、主制御部３３０によって、当該制御指令を蓋体駆動部３５０に対して転送することができるようになっている。これにより、パーソナルコンピューター５０は、開口３１２の蓋体部３２０による開放・遮蔽を制御することができる。
【００２１】
また、プリズムカバー３００においては、無線通信部３４０に対応して、個体識別数を記憶する記憶部３４５が設けられている。記憶部３４５には、プリズムカバー３００毎に割り当てられた唯一無二の個体識別数が記憶されている。無線通信部３４０は、記憶部３４５に記憶されている個体識別数に対応する通信データのみを送受するようになっている。
【００２２】
本発明に係るプリズムカバーシステム１は、複数の反射プリズム１２０に対応する形で、プリズムカバー３００を複数用いるが、それぞれ異なる個体識別数が割り当てられたプリズムカバー３００が用いられることで、パーソナルコンピューター５０は、複数のプリズムカバー３００のうち、特定のプリズムカバー３００に対して、制御指令を発することができるようになっている。
【００２３】
図１（Ｃ）のブロック図において二次電池３８０は、各構成に対して給電を行うものである。二次電池３８０としては、例えばリチウムイオン二次電池などを用いることができる。なお、二次電池３８０に加え、太陽電池を設けるようにするとメンテナンスの手間が低減される。
【００２４】
次に、以上のようなプリズムカバー３００が取り付けられる反射ターゲット１００について説明する。図２はプリズムカバー３００が装着される反射ターゲット１００を示す図である。
【００２５】
本発明に係る反射ターゲット１００は、反射プリズム１２０が装着され、計測対象位置に取り付けられて用いられるものである。反射プリズム１２０は、内部にプリズムを収容可能なプリズム収容胴部１２１と、雄ネジであるネジ部１２３（螺刻部は不図示）とを有している。反射プリズム１２０は、ネジ部１２３を利用して、取り付けネジ穴部２５６に取り付けられる。
【００２６】
反射ターゲット１００に装着されている反射プリズム１２０には、例えば、トータルステーション１０によって出射されたレーザー光が入射される。反射プリズム１２０の開口部１２２に入射された光は、反射プリズム１２０内に収容されているプリズムによって、入射光と平行な反射光とされ、反射プリズム１２０から出射される。
【００２７】
なお、以下、本実施形態では、反射ターゲット１００がトータルステーション１０の照準として用いられる場合を例に挙げて説明するが、反射ターゲット１００は、レーザー測距計などのその他の機器のターゲットとしても用いることができるものである。本発明に係るプリズムカバーシステム１においては、反射ターゲット１００を追尾するものがトータルステーション１０に限定されるわけではない。
【００２８】
反射ターゲット１００の基台１３０などの主要本体部には、鋼材などの材料が用いられる。基台１３０の２つの主面のうち第１面１３１は反射プリズム１２０が装着される側の面として利用される。第１面１３１からは立設棹部１３５が垂直に設けられている。また、基台１３０の２つの主面のうちの第２面１３２は、例えば、反射ターゲット１００が鉄骨などの建築部材に取り付けられて用いられる際の固着面として利用される。
【００２９】
立設棹部１３５の先端部にはボール保持部２１０が設けられている。このボール保持部２１０には、回動可能なボール２２０が取り外せないような形で収容されている。また、本実施形態では図示しないストッパーなどの固定具（不図示）によって、ボール２２０の動きを必要に応じて規制することができるようになっている。また、ボール２２０とボール保持部２１０との間には適切な摩擦が設定されており、ボール２２０が所定値以下の力では簡単に回動しないようになっている。
【００３０】
ボール２２０からは、取り付けネジ穴２５６が設けられている取り付け支柱部２５０が延出している。取り付けネジ穴２５６によって、反射プリズム１２０を装着することができるようになっている。以上のような構成により、反射ターゲット１００においては、ボール２２０の回動に基づいて反射プリズム１２０の開口部１２２を所定の方向に向けることができるようになっている。
【００３１】
以上のような反射ターゲット１００において、反射プリズム１２０のプリズム収容胴部１２１には、図３に示すようにプリズムカバー３００が外嵌されることで装着される。図３はプリズムカバー３００における開口３１２の開閉を説明する図である。
【００３２】
図３（Ａ）は、プリズムカバー胴体部３１０の開口３１２が蓋体部３２０で遮蔽され、反射プリズム１２０の開口部１２２が覆い隠されている様子を示している。また、図３（Ｂ）は、プリズムカバー胴体部３１０の開口３１２が開放され、反射プリズム１２０の開口部１２２が露出されている様子を示している。
【００３３】
反射プリズム１２０の開口部１２２を露出するか、或いは、覆い隠すかは、パーソナルコンピューター５０から送信される制御指令に基づいて、プリズムカバー３００の主制御部３３０、蓋体駆動部３５０がこれらを実行する。
【００３４】
次に、本発明に係るプリズムカバーシステム１によって、プリズムカバー３００が取り付けられた複数の反射ターゲット１００を用いて、複数の計測対象物の位置座標を所定時間間隔毎に計測する例を説明する。図４は本発明の実施形態に係るプリズムカバーシステム１の構成の一例を示す図である。
【００３５】
図４に示す計測を実施する系は、計測対象物１、  計測対象物２、計測対象物３の３つの計測対象物の位置座標を１台のトータルステーション１０によって計測する例である。本発明に係るプリズムカバーシステム１においては、計測する計測対象物の数、及び、計測に用いるトータルステーション１０の数は任意である。
【００３６】
計測対象物１には個体識別数としてｎ＝１が割り当てられたプリズムカバー３００を有する反射ターゲット１００が、また、計測対象物２には個体識別数としてｎ＝２が割り当てられたプリズムカバー３００を有する反射ターゲット１００が、また、計測対象物３には個体識別数としてｎ＝３が割り当てられたプリズムカバー３００を有する反射ターゲット１００が、取り付けられる。
【００３７】
また、各プリズムカバー３００は、パーソナルコンピューター５０と無線通信可能とされている。これにより、パーソナルコンピューター５０は各プリズムカバー３００における開口３１２の遮蔽・開放を制御することができるようになっている。
【００３８】
本発明に係るプリズムカバーシステム１で用いるパーソナルコンピューター５０としては、データ処理機能、表示機能、通信機能などを有する現在汎用のものを適宜利用することができる。なお、これらの機能を有するものであれば、パーソナルコンピューター５０に代えて、例えば、タブレット型端末やスマートフォンなどの他の情報処理装置を用いることもできる。
【００３９】
トータルステーション１０は、反射ターゲット１００に設けられた反射プリズム１２０に向けてレーザー光を出射し、反射プリズム１２０からの反射光を受光することで、インテリジェントターゲット１００の方位（水平角、鉛直角）を計測すると共に、反射プリズム１２０との間の距離も計測する。トータルステーション１０は既知の座標に設置されることで、当該既知の座標と、計測された方位（水平角、鉛直角）データと、距離データとから、反射プリズム１２０の位置座標を算出する。
【００４０】
また、本発明に係るプリズムカバーシステム１においては、トータルステーション１０としては、ターゲットを自動追尾する機能を有するものが用いられる。このトータルステーション１０も、パーソナルコンピューター５０と無線通信可能とされている。トータルステーション１０は、パーソナルコンピューター５０から受信した制御指令に基づいて追尾・計測等の動作を実行し、計測したデータ等をパーソナルコンピューター５０に対して送信することができるようになっている。
【００４１】
図４に示す例では、ｎ＝１が割り当てられたプリズムカバー３００を有する反射ターゲット１００が取り付けられた計測対象物１における反射プリズム１２０を、トータルステーション１０で追尾し、計測している様子を示している。このとき、ｎ＝１が割り当てられたプリズムカバー３００の蓋体部３２０のみが開口３１２を開放しており、反射プリズム１２０の開口部１２２が露出した状態となっている。一方、その他のプリズムカバー３００の蓋体部３２０は開口３１２を閉じており、反射プリズム１２０の光路は遮蔽されている。
【００４２】
なお、本実施形態においては、各プリズムカバー３００とパーソナルコンピューター５０は無線によってデータ通信を行い、トータルステーション１０とパーソナルコンピューター５０も無線によってデータ通信を行う例を挙げて説明するが、本発明に係るプリズムカバーシステム１においては、上記のようなデータ通信が無線である必要は必ずしもなく、有線によるデータ通信も用いることができる。
【００４３】
次に、以上のような計測系の下で、複数の計測対象物の位置座標を所定時間間隔毎に計測する場合のアルゴリズムについて説明する。図５は本発明の実施形態に係るプリズムカバーシステム１による処理フローチャートを示す図である。このようなフローチャートはパーソナルコンピューター５０によって実行される。また、このようなフローチャートは本発明に係るプリズムカバーシステム１を動作させるための一例であり、本発明に係るプリズムカバーシステム１はその他の動作をも行い得るものである。
【００４４】
図５において、ステップＳ１００で、パーソナルコンピューター５０の処理が開始されると、続いて、ステップＳ１０１においては、変数ｎにｎ＝１がセットされる。この変数ｎは、プリズムカバー３００の個体識別数に相当するものである。また、ｎは自然数である。
【００４５】
続く、ステップＳ１０２においては、個体識別数がｎに対応するプリズムカバー３００に対して、蓋体部３２０を駆動しプリズムカバー胴体部３１０の開口３１２を開放するように指令を発する。一方、その他のプリズムカバーに対しては、蓋体部３２０を駆動しプリズムカバー胴体部３１０の開口３１２を遮蔽するように指令を発する。これにより、個体識別数がｎに対応するプリズムカバー３００が装着された反射ターゲット１００のみが計測可能な状態となる。
【００４６】
ステップＳ１０３では、トータルステーション１０に対して反射ターゲット１００の反射プリズム１２０を追尾して、計測を行うように指令を発する。前述したように、トータルステーション１０にとって追尾・計測が可能な反射ターゲット１００は１つのみであるので、トータルステーション１０が着目していない反射ターゲットを誤って追尾・計測するような事態が発生することはない。
【００４７】
ステップＳ１０４では、トータルステーション１０に対して、ステップＳ１０３で計測したデータを送信する指令を発する。
【００４８】
ステップＳ１０５では、トータルステーション１０から送信された計測データを受信し、プリズムカバー３００（ｎ）に対応する反射プリズム（反射ターゲット１００）の計測データとして、不図示のパーソナルコンピューター５０の記憶手段に記録する。
【００４９】
ステップＳ１０６では、ｎ＝Ｎであるか否かが判定される。Ｎは、変数ｎのうち最大のものであり、図４の計測系の例では、Ｎ＝３である。ステップＳ１０６における判定の結果がＮＯであるときには、まだ全ての反射ターゲット１００について計測が済んでいないこととなるので、ステップＳ１０９に進みｎを１インクリメントして、ステップＳ１０２に戻る。
【００５０】
一方、ステップＳ１０６における判定の結果がＹＥＳであるときには、最後の反射ターゲット１００の計測が完了したこととなるので、続く、ステップＳ１０７に進み、全てのプリズムカバー３００に対して、蓋体部３２０を駆動しプリズムカバー胴体部３１０の開口３１２を遮蔽するように指令を発する。
【００５１】
ところで、本発明に係るプリズムカバーシステム１においては、上記のようなアルゴリズムが示す通り、反射プリズム１２０の開口部１２２などが露出される時間は、トータルステーション１０による計測時のみであり、これは比較的短い時間で、それ以外は蓋体部３２０により反射プリズム１２０は保護される。反射プリズム１２０は光学部品であり埃や水に脆弱であるため、プリズムカバー３００は埃や水に対する保護カバーとしても有効に用いることができ、特に、反射ターゲット１００を取り付ける計測対象物が屋外である場合には、プリズムカバー３００による反射プリズム１２０の保護はより有効となる。
【００５２】
さて、フローチャートに戻って、ステップＳ１０８では、ユーザーなどの上位から計測終了の指令があったか否かが判定される。ステップＳ１０８における判定結果がＮＯであるときには、ステップＳ１１０に進み、所定時間が経過したか否かを判定するルーチンに入る。ステップＳ１１０における判定がＹＥＳとなると、ステップＳ１０１に進み一連の計測データ取得を再開する。
【００５３】
一方、ステップＳ１０８における判定結果がＹＥＳであるときには、ステップＳ１１１に進み、パーソナルコンピューター５０の処理を終了する。
【００５４】
上記のようなアルゴリズムで取得される計測データについて説明する。図６は本発明の実施形態に係るプリズムカバーシステム１によって取得される計測データ群の一例を示す図である。
【００５５】
図６に示す計測データ群においては、計測対象物１乃至３に取り付けられた、反射プリズム１乃至３（いずれも参照符号番号は１２０）の位置座標データが、所定時間間隔の時系列で記録されている。これにより、建設工事現場などにおいて、計測対象物１乃至３の時間毎の変位などを把握することができる。
【００５６】
以上のように、本発明に係るプリズムカバーシステム１は、パーソナルコンピューター５０（情報処理装置）が、複数の反射プリズムに配されたプリズムカバー３００と通信を行い、それぞれの前記プリズムカバー３００の蓋体部３２０による前記開口の遮蔽又は開放を制御するので、このような本発明に係るプリズムカバーシステム１によれば、建設工事現場などにおいて、トータルステーション１０は、着目する反射ターゲット１００を確実に見つけ出し、これに照準を合わせて計測を行うことができ、誤った反射ターゲットを追尾・計測してしまうミスを防止することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１・・・プリズムカバーシステム
１０・・・トータルステーション
５０・・・パーソナルコンピューター（情報処理装置）
１００・・・反射ターゲット
１２０・・・反射プリズム
１２１・・・プリズム収容胴部
１２２・・・開口部
１２３・・・ネジ部
１３０・・・基台
１３１・・・第１面
１３２・・・第２面
１３５・・・立設棹部
２１０・・・ボール保持部
２２０・・・ボール
２５０・・・取り付け支柱部（プリズム取り付け部）
２５６・・・取り付けネジ穴部
３００・・・プリズムカバー
３１０・・・プリズムカバー胴体部
３１２・・・開口
３２０・・・蓋体部
３３０・・・主制御部
３４０・・・無線通信部
３４５・・・記憶部
３５０・・・蓋体駆動部
３８０・・・二次電池
【図１】
2018063147.tif 000003
【図２】
2018063147.tif 000004
【図３】
2018063147.tif 000005
【図４】
2018063147.tif 000006
【図５】
2018063147.tif 000007
【図６】
2018063147.tif 000008