(57)【要約】【課題】ターゲットをロックすると、ガイド光を消灯して、省エネルギー化を図ると共に、ロックしていることを測量作業者に知らせることのできる測量機を提供する。【解決手段】本発明に係る測量機は、測量作業員に測量機２の視準方向を示すガイド光を照射する光源が設けられたガイド光照射部１２と、ターゲット３０Ａをロックするための追尾光学系１４と、ターゲットまでの距離を測距する測距光学系１３と、測距光学系の測距結果を用いて測量データを演算する制御回路部ＣＰＵとが設けられた回転台座４と、測設作業に関する測設点データを受信しかつ制御回路部ＣＰＵにより求めた測量データを送信する送受信部とを有し、制御回路部ＣＰＵは、ターゲット３０Ａがロックされると光源１５を消灯し、かつ、ターゲット３０Ａのロックが外れると測設点Ｐ１の方向に光軸Ｏが向くように回転台座４を回動させて停止させると共に光源１５を再点灯させ、かつ、追尾光により探索走査する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測量作業員に測量機の視準方向を示すガイド光を照射する光源が設けられたガイド光照射部と、ターゲットをロックするための追尾光学系と、前記ターゲットまでの距離を測距する測距光学系と、該測距光学系の測距結果を用いて測量データを演算する制御回路部とが設けられた回転台座と、測設作業に関する測設点データを受信しかつ前記制御回路部により求めた測量データを送信する送受信部とを有し、
前記制御回路部は、ターゲットがロックされると前記光源を消灯し、かつ、ターゲットのロックが外れると測設点の方向に光軸が向くように回転台座を回動させて停止させると共に前記光源を再点灯させ、かつ、追尾光により探索走査することを特徴とする測量機。
【請求項２】
請求項１に記載の測量機を用い、測量作業員の側に設けられて請求項１に記載の送受信部に向けて測設点データを送信する送信ステップと、
前記測設点データに基づいて前記測量機の光軸が測設点の方向に向くように請求項１に記載の回転台座を回動させて停止させる回転ステップと、
請求項１に記載のガイド光照射部の光源を点灯させる点灯ステップと、
請求項１に記載の追尾光学系により測量作業員側のターゲットがロックされると、前記光源を消灯させる消灯ステップと、
前記測設点において測量データが取得されると、前記回転台座を前記測設点データにより指定された次の測設点の方向に前記回転台座を回動させて停止させた後、前記光源を再点灯させる再点灯ステップと、
前記ターゲットをロックした後、前記ターゲットのロックが阻害されると、追尾光を一旦消灯し、前記回転台座を前記測設点データにより指定された測設点の方向に再度光軸を向けて前記光源を再点灯させると共に、追尾光により探索走査を再開するステップと、
を含むことを特徴とする測量作業システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガイド光を照射するガイド光照射部が設けられた測量機及び測量作業システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、測量作業員に測量機の視準方向を示すガイド光を照射するガイド光照射部が設けられた測量機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この測量機は、基盤部と、この基盤部に対して水平方向に回転される回転台座とを有する。この回転台座には支持部材が立設されている。この支持部材には測距光学系の鏡筒部が垂直方向に回転可能に支持されている他、各種の駆動機構、制御機構が設けられている。
【０００４】
その回転台座には、その支持部材、測距光学系の鏡筒部を被覆すると共に各機構を被覆するカバー部材が取り付けられている。ガイド光照射部は、そのカバー部材の頂部に設けられている。
【０００５】
この従来の測量機では、測量作業員がコントローラとしての携帯型無線送受信装置を携帯しており、この携帯型無線送受信装置から測設点の座標データを測量機の無線送受信装置に送信している。
そして、ある測設点の測量が終了すると、測量機の回転台座が次の測設点に向かってガイド光を照射しながら水平方向に回転される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２０２８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この種の測量機による測量作業システムでは、ガイド光を照射しながら回転台座を回転させているので、省エネルギーの観点から問題がある。
【０００８】
そこで、ターゲットをロックしたときに、ガイド光の照射を停止して省エネルギー化を図ると共にロックしたことを測量作業者に知らせる構成とすることが考えられる。しかしながら、ターゲットをロックしたときにガイド光の照射を停止する構成とした場合、ターゲットのロック後に何らかの原因でロックが外れた場合、ターゲット光を消灯しているため、測量作業員による測量作業効率が低下するおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、ターゲットをロックすると、ガイド光を消灯して、省エネルギー化を図ることのできると共に、ターゲット光の消灯に起因する測量作業効率の低下防止を図ることが可能な測量機及び測量作業システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る測量機は、測量作業員に測量機の視準方向を示すガイド光を照射する光源が設けられたガイド光照射部と、ターゲットをロックするための追尾光学系と、前記ターゲットまでの距離を測距する測距光学系と、該測距光学系の測距結果を用いて測量データを演算する制御回路部とが設けられた回転台座と、測設作業に関する測設点データを受信しかつ前記制御回路部により求めた測量データを送信する送受信部とを有し、前記制御回路部は、ターゲットがロックされると前記光源を消灯し、かつ、ターゲットのロックが外れると測設点の方向に光軸が向くように回転台座を回動させて停止させると共に前記光源を再点灯させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、追尾光学系によりターゲットがロックされると、ガイド光照射部の光源が消灯されるので省エネルギー化を図ると共にロックしたことを測量作業者に知らせることができる。
また、ターゲットのロックが阻害されると、測設点データに基づいて指定された測設点の方向に光軸が向くように回転台座が回動された後に停止されて光源が再点灯される。
【００１２】
このため、ターゲットのロックが外れた方向に光軸を向けて光源を再点灯させた場合に較べて、ターゲットのロック確率が高まると共に、ガイド光の認識効率も高まり、その結果、測量作業効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明に係る測量機の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図２は本発明に係る測量機の内部構成を示す概略図である。
【図３】図３は本発明に係る測量機本体部とカバー部材との関係を模式的に示す説明図である。
【図４】図４は図１、図２に示す測量機の光学系の構成を示すブロック回路図である。
【図５】図５は図４に示すシリンドリカルレンズの一例を示す説明図である。
【図６】図６は図４に示す測距光学系の一例を示す光学図である。
【図７】図７は図４に示す追尾光学系の一例を示す光学図である。
【図８】図８は測量作業員による測量作業の一例を示す説明図である。
【図９】図９はターゲットがロックされてガイド光が消灯された状態を示す説明図である。
【図１０】図１０は測量機が次の測設点に向けて回動停止された後、ガイド光が照射されている状態を示す説明図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは本発明に係るガイド光照射部の変形例を示す説明図であって、上から見た場合の光路を模式的に示す説明図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは本発明に係るガイド光照射部の変形例を示す説明図であって、横から見た場合の光路を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明に係わる測量機の実施例を図面を参照しつつ説明する。
（測量機の構成）
図１において、１は三脚台、２は測量機である。測量機２は、図２に示す基盤部３と、この基盤部３に対して水平方向に回転される回転台座４とからなる測量機本体部５と、図１に示すカバー部材６とから構成されている。
【００１５】
基盤部３は三脚台１に固定される固定座３ａと、整準ネジ（図示を略す）を有する整準台３ｂと、回転台座４を水平方向（図２に示す矢印方向Ａ）に回転駆動する平方向駆動モータＭ１（図４参照）等の駆動機構を内蔵するケース部３ｃとから概略構成されている。
【００１６】
回転台座４には、図２、図３に示すように、支持部材７が立設されている。この支持部材７には測距光学系と追尾光学系の鏡筒部８を垂直方向に回転可能に支持する水平軸８Ａ、８Ａが図３に示すように設けられている。
【００１７】
その水平軸８Ａの一方の端部には、鏡筒部８を垂直方向に回転駆動する垂直方向駆動モータＭ２が固定され、その水平軸の他方の端部には、その鏡筒部８の回転角度を検出するためのエンコーダ１０が設けられている。
【００１８】
その支持部材７の上端部には回転台座４の水平方向の回転と鏡筒部８の垂直方向の回転とを制御する制御回路基板１１とガイド光照射部１２とが固定されている。水平方向駆動モータＭ１、垂直方向駆動モータＭ２、エンコーダ１０等はフレキシブルプリント配線板１１´により接続されている。
【００１９】
その制御回路基板１１には、後述するＣＰＵが設けられている。このガイド光照射部１２は、測量作業員に測量機本体部５の視準方向を示すのに用いられる。
ここでは、ガイド光照射部１２は、支持部材７の上端部から切り起こされた起立板部７’、７”に支持されている。制御回路基板１１には起立板部７”が貫通する貫通穴が形成されている。
【００２０】
カバー部材６は、図３に示すように、回転台座４の外周部４ａに嵌合される嵌合開口６ａとガイド光照射部１２を被覆する被覆部６ｂと取っ手部６ｃと、上下方向に延びる窓部６ｄとを有する。なお、その回転台座４の外周部４ａには、雨水等が浸入するのを防止するシール部材（図示を略す）が設けられている。
そのカバー部材６とガイド光照射部１２、制御回路基板１１との間には隙間が設けられている。これにより、カバー部材６の取付け、取り外しの際にカバー部材６がガイド光照射部１２に接触するのを防止できる。
【００２１】
鏡筒部８には、図４に示すように、測距光学系１３と追尾光学系１４とが設けられている。鏡筒部８の光学系の傾きは、エンコーダ１０を用いて角度を測定することにより求められる。この測距光学系１３と追尾光学系１４とについては後述することにし、先にガイド光照射部１２の光学系について説明する。
【００２２】
（ガイド光照射部１２の光学系の構成）
ガイド光照射部１２は、図４に示すように、例えば、レーザ光源１５、コリメートレンズ１６、図５に示すシリンドリカルレンズ１７を有する。レーザ光源１５は、例えば、可視白色レーザ光を発生する。
【００２３】
コリメートレンズ１６は、可視白色レーザ光を平行光束ＰＢ１に変換する役割を有する。シリンドリカルレンズ１７は、その平行光束ＰＢ１を鉛直上下方向に長く延びる扇状のガイド光ＰＢ２に変換する役割を有する。
【００２４】
このシリンドリカルレンズ１７には、例えば、図５に示すように、パワーを有する方向に長く延びて緑色光を透過させるスリット状フィルタ１７ａと同じくパワーを有する方向に長く延びて赤色光を透過させるスリット状フィルタ１７ｂとが形成されている。１７ｃはスリット状マスク部である。
【００２５】
そのレーザ光源１５は、図４に示すＣＰＵによって制御され、図示を略す電源スイッチがオンされると発光を開始する。
【００２６】
（測距光学系１３の構成）
測距光学系１３は、図４に概略示すように投光部１３Ａと受光部１３Ｂとを有する。投光部１３Ａは、図６に示すように、光源１３Ａ´を有する。受光部１３Ｂは受光素子１４Ｂ´を有する。
【００２７】
光源１３Ａ´は赤外レーザ光束を出射する。その赤外レーザ光束はビームスプリッタ１８のダイクロイックミラー面１８ａにより対物レンズ１９に向けて反射され、カバーガラス２０を介して鏡筒部８から平行光束ＰＢ３として出射される。
【００２８】
その平行光束ＰＢ３は、図４に示すコーナキューブ（ターゲット）３０Ａにより反射され、反射光束ＰＢ３’としてカバーガラス２０を介して対物レンズ１９に戻り、ビームスプリッタ１８のダイクロイックミラー面１８ｂにより反射され、受光素子１３Ｂ´に収束される。
【００２９】
その受光素子１３Ｂ´の受光出力（測距結果）は、制御回路基板１１に設けられているＣＰＵの演算部に入力される。ＣＰＵはその受光素子１３Ｂ´の受光出力に基づきコーナキューブ３０Ａまでの距離を演算する。なお、このコーナキューブ３０Ａは、測量作業員が持ち運ぶ測量用ポール３０Ｂに固定されている。
【００３０】
（追尾光学系１４の光学系の構成）
追尾光学系１４はコーナキューブ３０Ａをロックするのに用いられる。この追尾光学系１４は、図７に示すようにレーザダイオード２３、コリメーターレンズ２４、反射ミラー２５、２６、対物レンズ３０、カバーガラス２０、ノイズ光除去用フィルタ３３、受光素子３４を有する。
【００３１】
レーザダイオード２３、コリメーターレンズ２４、反射ミラー２５、２６は投光部１４Ａを大略構成している。
対物レンズ３０、ノイズ光除去用フィルタ３３、受光素子３４は受光部１４Ｂを大略構成する。
【００３２】
レーザダイオード２３は、測距光学系１３の測距光の波長とは異なる波長の赤外レーザ光ＰＢ４を追尾光として出射する。その赤外レーザ光ＰＢ４はコリメーターレンズ２４によって略平行光束とされる。
【００３３】
その反射ミラー２５、２６により反射された赤外レーザ光ＰＢ４は測量機２の外部に出射され、この赤外レーザ光ＰＢ４によってコーナキューブ３０Ａの探索走査が行われる。探索範囲内にコーナキューブ３０Ａがあると、赤外レーザ光ＰＢ４がコーナキューブ３０Ａにより反射されて対物レンズ３０に戻る。
【００３４】
その赤外レーザ光ＰＢ４の反射光ＰＢ４’はその対物レンズ３０により収束され、ノイズ光除去用フィルタ３３を通過して受光素子３４に結像される。ノイズ光除去用フィルタ３３は赤外レーザ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。
【００３５】
（駆動部の構成）
測量機２は、図４に示す駆動回路部３５を有している。この駆動回路部３５には、水平方向駆動モータＭ１と垂直方向駆動モータＭ２とが接続されている。
【００３６】
その駆動回路部３５はＣＰＵによって制御され、ＣＰＵは無線送受信部３７が鏡筒部回動許可信号を受信すると、水平方向駆動モータＭ１の回動許可信号を駆動回路部３５に向かって出力する機能を有する。
【００３７】
ＣＰＵは、基準とする方位信号と鏡筒部回動許可信号とにより測量機２の鏡筒部８が向いている水平方向の現在角度から次の測設点Ｐ２までの水平方向の回転角度を演算する。
【００３８】
すなわち、現在、測量機２がガイド光ＰＢ２を照射している方向（測設点Ｐ１が存在する方向）から次にガイド光ＰＢ２を照射すべき方向を測設点データを用いて演算により求める。これにより、後述する次の測設点Ｐ２が存在する方向に向けて鏡筒部８を水平方向に回動させ、この位置で回動停止させることが可能となる。
【００３９】
（ＣＰＵの機能の一例）
そのＣＰＵは、その鏡筒部８が次に測定しようとする測設点Ｐ２の方向で回動停止すると、垂直方向駆動モータＭ２の回動許可信号を駆動回路部３５に向かって出力する機能を有する。
【００４０】
駆動回路部３５は垂直方向駆動モータＭ２を交互に正逆回転させる機能を有し、これにより、次の測設点Ｐ２において、赤外レーザ光ＰＢ４が上下方向に往復走査される。
【００４１】
測量作業員が、図８に示すようにガイド光ＰＢ２を目標にして測設点Ｐ１の位置する方向に向かって行くと、測量作業員には赤色光と緑色光とによりガイド光ＰＢ４が見える。
【００４２】
その位置で、測量用ポール３０Ｂを立てると、ＣＰＵによりコーナキューブ３０Ａがロックされる。また、測設点Ｐ１に位置すると、コーナキューブ３０Ａまでの測距又は測距と測角が実行される。
【００４３】
ついで、ＣＰＵは、コーナキューブ３０Ａまでの距離又は距離と角度（三次元座標）を演算により求める。その測設点Ｐ１におけるコーナキューブ３０Ａから測量機２までの距離データ又は距離データと角度データ（三次元座標）は、測定データとして一旦記憶部３６に記憶される。
【００４４】
その測量機２は、図４に示すように、その記憶部３６と共に無線送受信部３７を有している。その記憶部３６、無線送受信部３７はＣＰＵに接続されている。
【００４５】
その無線送受信部３７は、測量作業員の現在位置（測量機２からコーナキューブ３０Ａまでの距離データ又は距離データと角度データ（三次元座標））等の測量データを携帯型無線送受信装置３０Ｃに送信する機能とを有する。
回転台座４は、測量データの送信後、次の測設点Ｐ２に向かって回動される。
【００４６】
（測量作業システムの詳細説明）
以下に、本発明に係る測量機を用いた測量作業システムの詳細を図８ないし図１０を参照しつつ説明する。
【００４７】
図８に示すように、測量機２は既知の点ＰＯに設置されているものとする。測量作業員はその携帯型無線送受信装置３０Ｃ（図４参照）により測設作業に関する測設点データを送信する（送信ステップ）。
【００４８】
ＣＰＵは、既知の点ＰＯに対する位置関係と基準とする方位信号とにより測設点Ｐ１、測設点Ｐ２、…の位置関係を演算し、例えば、測設点Ｐ１の方向に光軸が向くように回転台座４を回動させ、その位置で回動停止させる（回転ステップ）。
【００４９】
ついで、ＣＰＵはガイド光照射部１２のレーザ光源１５を点灯させるように制御する（点灯ステップ）。これにより、図８に示すように、垂直方向に長く延びる扇状のガイド光ＢＰ２が光軸の向いている方向に照射される。
【００５０】
また、ＣＰＵは、図９に示すように、追尾光による探索走査を行う。すなわち、その鏡筒部８は、水平軸８Ａの回りに往復回動され、これにより、ターゲットの探索走査が実行される。
【００５１】
測量作業員がそのガイド光ＢＰ２の照射されている方向に向かって移動する。ガイド光ＢＰ２は赤色光と緑色光とからなり、境界位置では、左目に赤色光が入射し、右目に緑色光が入射し、測量作業員はこれらの色の混じった光を感じるため、測量機の光軸Ｏの向いている方向を見つけ易い。
【００５２】
測量作業員がその測設点Ｐ１の近傍の位置に測量用ポール３０Ａを立てると、追尾光による探索走査によりターゲットがロックされ、回転台座４が回転されてそのターゲットの中心に光軸Ｏが向けられる。その測量作業員側のターゲットがロックされると、レーザ光源１５が消灯される（消灯ステップ）。
【００５３】
また、そのターゲットがロックされると同時に、携帯型無線受信装置３０Ｃが振動する構成とされている。これにより、測量作業員は、携帯型無線受信装置３０Ｃの画面を見なくとも、ターゲットがロックされたことを確認できる。
【００５４】
なお、ターゲットがロックされなくとも、ターゲットをロック可能な位置の近傍内にターゲットが位置すると、携帯型無線受信装置３０Ｃを振動させる構成とすることもできる。
【００５５】
これにより、ターゲットが自動追尾されると共に、測距が開始される。測量作業員が測量用ポール３０Ａを持って測設点Ｐ１の位置に向かって移動する。すると、ＣＰＵは既知の点ＰＯからターゲットまでの測距データと、測設点データとにより、測設点Ｐ１とターゲットとの差分距離を演算する。
【００５６】
この差分距離のデータは無線送受信部３７から携帯型無線送受信装置３０Ｃに送信され、その携帯型無線送受信装置３０Ｃの表示部（図示を略す）に既知の点ＰＯに対するターゲットの位置が表示される。
【００５７】
測設点Ｐ１とターゲットとの差分距離が所定範囲（例えば、５ｍ以内）に入ると、測設点Ｐ１に対するターゲットの差分距離の縮尺倍率が小さくなるように変更されて、表示部に表示される。
【００５８】
これにより、測量作業員は測設点Ｐ１に対する位置関係を精密に把握でき、許容範囲に入ると、ＣＰＵは測距データ、測角データ等の測量データを演算し、その測量結果が携帯型無線送受信装置３０Ｃに送信される。また、測量作業員は、測設点Ｐ１に対してターゲットが許容範囲に入ると、例えば、杭打ち作業を実施する。
【００５９】
測設点Ｐ１の近傍において、何らかの原因でターゲットのロックが阻害されると、追尾光を一旦消灯し、回転台座４を測設点データにより指定された測設点Ｐ１の方向に戻って再度レーザ光源１５が再点灯され、かつ、追尾光による探索走査を再開する。
【００６０】
測設点Ｐ１において測量データが取得されると、回転台座４は、図１０に示すように測設点データにより指定された次の測設点Ｐ２の方向に向けて回動された後停止され、レーザ光源１５が再点灯される（再点灯ステップ）。
【００６１】
ついで、ターゲットが次の測設点Ｐ２の方向の近傍においてロックされると、レーザ光源１５が再消灯される（再消灯ステップ）。
その再消灯ステップにおいてターゲットのロックが何らかの原因で阻害されると、追尾光を一旦消灯し、回転台座４を測設点データにより指定された測設点Ｐ２の方向に再度向けてレーザ光源１５を再点灯させ、かつ、追尾光による探索走査を再開する。
【００６２】
この実施例によれば、追尾光学系１４によりコーナキューブ３０Ａがロックされると、ガイド光照射部１２のレーザ光源１５が消灯されるので省エネルギー化を図ることができる。
【００６３】
また、コーナキューブ３０Ａのロックが何らかの原因で阻害されると、追尾光を一旦消灯し、測設点データに基づいて指定された測設点Ｐ１（又は測設点Ｐ２）の方向に光軸Ｏが向くように回転台座４が回動された後に停止され、レーザ光源１５が再点灯され、かつ、追尾光による探索走査を再開する。
【００６４】
コーナキューブ３０Ａのロックが何らかの原因で外れたときに鏡筒部８の光軸が向いている方向に向けてレーザ光源１５を再点灯させてガイド光ＢＰ２を照射しかつ追尾光による探索走査をしたとしても、測量作業員はロックが外れたことを知らずに測設点Ｐ１（又は測設点Ｐ２）の方向に向かって移動していることが多い。このため、ガイド光ＢＰ２を認識する確率が低い。また、コーナキューブ３０Ａが再度ロックされる確率も低い。
【００６５】
これに対して、この実施例によれば、測設点データにより指定された方向に光軸を向けて待ち受けている。このため、測量作業員がガイド光ＢＰ２を認識する確率が高まる。また、コーナキューブ３０Ａをロックする確率も高まる。その結果、測量作業効率の向上を図ることができる。
【００６６】
（変形例）
図１１Ａ、図１１Ｂはガイド光照射部１２の変形例を示す説明図である。この変形例では、ガイド光照射部１２は、図１１Ａに示すように、緑色光ＰＧを発生する発光ダイオードＬＥＤＧと赤色光ＰＲを発生する発光ダイオードＬＥＤＲとを備えている。
【００６７】
発光ダイオードＬＥＤＧと発光ダイオードＬＥＤＲとの直前方には、絞り部材４０ａ、４０ｂとが設けられている。この絞り部材４０ａ、４０ｂは各光を半分カットする役割を果たす。
【００６８】
その緑色光ＰＧと赤色光ＲＧとはミラープリズム４１により反射され、レンチキュラーレンズ４２に導かれる。
その緑色光ＰＧと赤色光ＲＧとは扇状のガイド光ＰＢ２として、ガイド光照射部１２から射出される。
【００６９】
なお、この実施例では、追尾光学系１４の対物レンズ３０と測距光学系１３の対物レンズ１９とを別体の構成としたが、これらを一体の構成としてしても良い。
【００７０】
（その他の変形例）
ガイド光を完全に消灯しなくとも、ガイド光の点滅パターンを変更することにより、省エネルギー化を図ると共に、測量作業者に対してロックが外れたことを知らせる構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００７１】
２…測量機
４…回転台座
１３…測距光学系
１４…追尾光学系
１２…ガイド光照射部
１５…レーザ光源（光源）
３０Ａ…コーナキューブ（ターゲット）
ＣＰＵ…制御回路部
Ｏ…光軸
Ｐ１、Ｐ２…測設点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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