(57)【要約】  方位指示器の少なくとも１つの反射片から、測定装置（１）の距離測定センサで距離を測定し、方位指示器の少なくとも３つの反射片の画像を、測定装置（１）の画像取得センサで記録して、方位指示器の方位を測定する。距離測定と画像記録を、方位指示器に向けた平行の第１ビーム（２）と発散した第２のビーム（３）の放射で行う。２つのビームは、異なった波長および／または偏光で、反射および／または散乱した２つのビーム（２’，３’）が、同時に記録される。方位指示器の反射片は、目標地点で互いに検知可能な幾何学的関係で配置し、画像取得センサで、同時に分解可能に、配置されている。方位の測定で、目標地点からの距離、とりわけ、直接に視認できない目標地点の距離を正確に測定できる。
2008520986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方位指示器の方位を測定する方法で、
距離測定センサ（１２）および画像取得センサ（１３）を備えた測定装置（１）、特にタキメータと、
目標地点に間接または直接に設置可能で、少なくとも３つの反射片（４’，４’’，４’’’，６，６’，６’’，６’’’，６’’’’，７，８）を備えた方位指示器と、を用いて
該反射片は、検知可能な相互の幾何学的関係を有し、該画像取得センサ（１３）で同時に分解可能である形状および配置にした、
該測定方法において、
該測定装置（１）から該方位指示器に向けて、方向性を有する、該距離測定センサ（１２）の距離測定のための平行ビームと、該画像取得センサ（１３）で画像を取得するための発散ビーム（１３）と、の放射を同時に行い、
該２つのビーム（２，３）は、波長および／または偏光が異なり、
該反射片で反射および／または散乱される平行ビーム（２’）と、該反射片で反射および／または散乱される発散ビーム（３’）とが、同時に取得され、
該測定装置から少なくとも１つの該反射片（４’，４’’，４’’’，６，６’，６’’，６’’’，６’’’’，７，８）の距離が、該距離測定センサ（１２）で測定され、
同時に、該画像取得センサ（１３）で、少なくとも３つの該反射片（４’，４’’，４’’’，６，６’，６’’，６’’’，６’’’’，７，８）の空間での位置が測定されて、
該方位指示器の方位が確定される、ことを特徴とする測定方法。
【請求項２】
前記発散ビーム（３）の発散が、前記画像取得センサ（１３）の視野に等しく、前記距離測定センサ（１２）の視野よりも広い、ことを特徴とする請求項１記載の測定方法。
【請求項３】
前記放射されるビーム（２，３）、前記距離測定センサ（１２）、および、前記画像取得センサ（１３）が、同軸である、ことを特徴とする請求項１または２記載の測定方法。
【請求項４】
前記方位指示器を目標地点に位置させ、目標地点までの距離を、前記方位指示器の方位および目標地点に対する前記幾何学的関係で測定する、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の測定方法。
【請求項５】
少なくとも１つの前記反射片（４’，４’’，４’’’，６，６’，６’’，６’’’，６’’’’，７，８）までの距離と、少なくとも３つの前記反射片（４’，４’’，４’’’，６，６’，６’’，６’’’，６’’’’，７，８）の空間での方向を同時に測定し、前記方位指示器の方位と位置を確定する、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の測定方法。
【請求項６】
前記方位指示器を目標地点に位置させ、目標地点の位置を、前記方位指示器の方位と位置と、前記方位指示器の目標地点に対する前記幾何学的関係と、で測定する、ことを特徴とする請求項５記載の測定方法。
【請求項７】
フィルタを、前記反射片（４’，４’’，４’’’，６，６’，６’’，６’’’，６’’’’，７，８）および／または前期センサと関係させる、ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項記載の測定方法。
【請求項８】
前記距離測定センサ（１２）による測定が、少なくとも１つの前記反射片の方向で妨げられる、ことを特徴とする請求項７記載の測定方法。
【請求項９】
目標地点に間接または直接に設置可能な方位指示器で、
少なくとも３つの反射片（４’，４’’，４’’’，６，６’，６’’，６’’’，６’’’’，７，８）の形状および配置が、
検知可能な相互の幾何学的関係を備え、
画像取得センサ（１３）で同時に分解でき、
距離測定センサ（１２）で、１つの該反射片（４’，４’’，４’’’，６，６’，６’’，６’’’，６’’’’，７，８）までの距離が測定できる、
該方位指示器において、
距離測定に使用する該反射片が、該反射片の相対的な位置に関係なく、他の反射片と識別可能になるように配置した、ことを特徴とする方位指示器。
【請求項１０】
少なくとも１つの前記反射片（４’，４’’，４’’’，６，６’，６’’，６’’’，６’’’’，７，８）が、他の前記反射片（４’，４’’，４’’’，６，６’，６’’，６’’’，６’’’’，７，８）と、サイズが異なる、ことを特徴とする請求項９記載の方位指示器。
【請求項１１】
全ての前記反射片（４’，４’’，４’’’，６，６’，６’’，６’’’，６’’’’，７，８）が、互いにサイズが異なる、ことを特徴とする請求項９記載の方位指示器。
【請求項１２】
フィルタ（２０ａ，２０ｂ）を、少なくとも１つの前記反射片（４’，４’’，４’’’，６，６’，６’’，６’’’，６’’’’，７，８）に関係させ、特に、前記反射片の前に置く、ことを特徴とする請求項９〜１１の何れか１項記載の方位指示器。
【請求項１３】
少なくとも１つの前記反射片（４’，４’’，４’’’，６，６’，６’’，６’’’，６’’’’，７，８）が、３６０度の反射体、球体の全面反射体（６，６’，６’’，６’’’，６’’’’）、円柱の３６０度反射体（７）、三角プリズム、の何れか１つで形成される、ことを特徴とする請求項９〜１２の何れか１項記載の方位指示器。
【請求項１４】
少なくとも１つの前記反射片（４’，４’’，４’’’，６，６’，６’’，６’’’，６’’’’，７，８）が、反射箔、三角プリズム、マイクロレンズの少なくとも１つで代替物となる、ことを特徴とする請求項９〜１３の何れか１項記載の方位指示器。
【請求項１５】
前記反射片（４’，４’’，４’’’，６，６’，６’’，６’’’，６’’’’，７，８）が、接続ユニットで互いに結び付けられ、特に筋交いで結び付け、星型の配置にする、ことを特徴とする請求項９〜１４の何れか１項記載の方位指示器。
【請求項１６】
前記方位指示器を、反射体支持部（５）、特に、ポールに関係させる、ことを特徴とする請求項９〜１５の何れか１項記載の方位指示器。
【請求項１７】
直接に視認できない目標地点の距離および／または位置を測定するために請求項１〜１０項の何れか１項記載の方法の使用。
【請求項１８】
直接に視認できない目標地点の距離および／または位置を測定するために請求項９〜１６の何れか１項記載の方位指示器の使用。
【請求項１９】
自動的な機械の制御に請求項１〜８の何れか１項記載の方法の使用。
【請求項２０】
自動的な機械の制御に請求項９〜１６の何れか１項記載の方位指示器の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、方位指示器の方位測定方法に関し、および、その方位指示器に関する。本発明は、またその方法および方位指示器の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
配置の方位を知ることは、多くの用途で重要である。例えば、測量において、反射体のポールが目標地点上で垂直に立っているとは限らない場合の目標地点までの距離の測定、航空術および宇宙航行術で、燃料補給で航空機にドッキングする時、または新規建設の道路のコースを監視する機械の自動制御がある。この領域では、空間の目標地点の位置測定は、往々にして、セオドライト、カメラ、レーザ照準機などの光学的測定装置で行われる。この測定には、光の照射点および／または光の反射点を備える検知道具を目標地点に置く。
【０００３】
ＷＯ９１／１６５９８は、表面状態を測定するシステムを開示している。このシステムは、少なくとも２つの光電子センサと道具を備えている。その道具は、少なくとも２つの光源と３つの接触点または接触領域を備えている。道具は、接触点で表面に固定され、表面の方位を、光源および接触点に対する既知の位置の測定した空間座標から測定する。この方位測定の道具は、目標位置に電源を必要とし、接近が難しい目標の場合、電源の供給が出来ない。
【０００４】
ＥＰ０８８０６７４は、レーザ距離測定および写真測量の組合せで、目標地点の空間座標の測定方法を開示している。この方法では、幾つかの反射点を備えた検知道具を目標地点に置いている。レーザ距離計で、一つまたは幾つかの反射点までの距離を測定する。一方、カメラは、反射点の写真を撮る。カメラの上端にストロボを固定して、反射地点を照明する。カメラセンサの反射地点の画像から、検知道具の位置と方位を計算する。このシステムは、基本的には、短距離の測定、特に、自動車および航空産業に適している。ストロボは、短距離の照明に使用されるため、測定範囲は短くなる。更に、長距離の測定では、距離測定が不可能となる。これは、幾つかの反射点が、ＥＤＭの視野内に入るからである。この方法は、カメラの測定地点として反射体を使用する時、実際に放射線を出す地点を測定するというより、誤差が生じやすい。これは、目標の照明がカメラの光軸に結合していないためである。測定地点の位置測定に伴う誤差は、目標照明源のカメラの光軸からの距離と同程度となる。実際の光を出す測定点が欠けている方法は、測地に関連する測定精度には適切でない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来技術の欠点を改善し、総括的に要求される精度を備えた方位指示器の方位および／または位置の測定方法を提供する。測地に関連する距離以上も含め、直接に視認出来ない目標地点の位置も含む。この方法は、建設機械のような自動制御の輸送手段にも使用できる。
【０００６】
本発明は、反射片を備えた方位指示器を提供する。目標地点に置いた方位指示器の方位を、測定装置、特にタキメータで、長距離を高い精度で、かつ短時間で測定できる。
【０００７】
請求項１および９の主題が、これらの問題を解決し、従属項の主題が、解決を一層展開させる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の方位指示器の方位および／または位置の測定で、測定装置が、距離測定センサおよび画像取得センサ（特に、一体化した距離計およびカメラを備えたタキメータまたは眼鏡照準具）を備えている。距離測定センサ、画像取得センサ、および目標照明の測定ビームは、好ましくは、同軸とする。つまり、測定ビームの中心光束に加えて距離測定および画像取得センサの光軸の全てが、測定装置外で、良い近似で一つの軸上にある。
【０００９】
少なくとも３つの反射片を備えた方位指示器を、目標地点に置きおよび／または固定させる。測定装置で、少なくとも３つの反射片の１つの画像を取得し、その距離を測定する。反射片の相対的な位置に関係なく、距離を測定する反射片は、他の反射片と識別可能に形成されている。識別は、例えば、その領域の幾何学的形状またはスペクトルの特性で達成できる。構成は、４つ以上の反射片を備えてもよい。反射片とは、放射線源から出た放射線を反射させるものである。反射片は、勿論、検出器に入る放射線を反射する。好ましくは、逆反射体を、反射片に使用する。しかし、放射線を方向性を有さず反射する反射体、放射線を方向性を有して反射する反射体、および、その組合せも同様に使用できる。
【００１０】
反射片は、よく知られた相互の幾何学的関係を有し、画像取得センサが、これらを同時に識別出きるように配置する。反射片を同一直線に配置しないのが特に良い。測定装置から方位指示器への視線上に反射片を配置し、反射片が互いに完全に隠れないようにする。この要求が合致するかどうかは、方位指示器の方位および画像取得センサに対する方位に依存する。４つ以上の反射体を備える構成の場合、一般的には、これらを同一直線上にならないように設けることに問題はない。構成のどのような位置または方位でも、全ての反射片が互いに隠れることはない。しかし、多数の反射片の使用は、複雑さが増し、個々の反射片を互いに識別する必要がある。画像取得センサに生ずる画像を解像する必要がある。反射片が増加しても、確かに少なくとも３つの反射片がセンサで取得されるが、同時に、一層の複雑さから労力が更に必要となる。従って、反射片の形状および構成は、この２つの相反する要求を許容することになる。
【００１１】
測定装置は、放射線を方位指示器の反射片の方向に出し、反射片で放射線が反射および／または散乱され、測定装置のセンサで反射および／または散乱放射線として取得される。放射線の放射源には、レーザが好ましい。電子距離測定および画像取得のセンサは、同軸で、装置外では、これらセンサの光軸が良い近似で一致している。距離測定の放射源、および、画像取得または方向測定の放射源の導入は次のようにする。装置の外から見た場合、これら放射源の虚像を、その光軸上にする。距離測定および画像取得に、目標への照明が同軸とする。同軸の放射線源／目標照明体で、測地に必測な測定精度が達成できる。特に現在、測地学の多くの応用で、能動的に発光する測定点の代わりに、反射片が使用されている。精密な測定装置が、包括的な測定精度を満たすために必要とされる。距離測定および画像取得の受信装置、例えばタキメータの視野は、明確な方法で変更できる。同軸の目標照明体は、受信装置の現視野に向いている。放った放射線を受信装置の視野に集中させ、目標の照明体を受信装置の視野に向けることで、従来技術と比べて、大きな測定範囲および低消費電力が達成される。
【００１２】
距離測定と画像取得を同時に行う。距離は、１つの反射片に対して、画像は、少なくとも３つの反射片で取得する。４つ以上の反射片から画像を取得しても良い。例えば、４つの反射片の場合、距離は、第１の反射片で測定し、画像の取得および／または方向の測定は、第２、第３、第４の反射片に向けて行う。距離測定および画像取得を一層分離する場合、２つの異なるビーム（第１の平行ビームおよび第２の発散ビーム）を装置から発する。２つのビームは、波長または偏光も異なる。発散ビームは、好ましくは、測地目的に典型的な画像取得センサの視野に対応する発散を備えている。その発散は、距離測定の視野よりも広い。目標の照明に必要な比較的小さい発散は、レーザの安全性規定を守り、長距離の性能を与える。平行ビームは、一般的には、例えば０．５°の小さい開口角を有するビームを意味する。
【００１３】
長距離を含む測定では、２つ以上の反射片が、距離測定センサの視野に入る。この場合、距離は、正確に測定できないし、選別が出来ない。この場合、フィルタを反射片に関係させるか、または、フィルタを光学ビーム経路に導入するのが適切である。この関連は、センサと方位指示器間のビーム経路にフィルタを導入することで達成される。例えば、フィルタを反射片の前に設ける、または、反射片に取り付ける。しかし、反射片そのものをフィルタ材で形成、または、センサにフィルタを設けても良い。好ましいフィルタは、スペクトルまたは偏光フィルタで、例えば、干渉および／または吸収フィルタを使用する。さらに、反射片を異なるサイズで形成し、画像センサの反射片の画像が容易に識別できるようにする。距離測定の逆反射体は、他の反射体よりも大きく形成する。反射片の相対的な位置を独立して識別できるので、方位指示器は、特に頭上測定に適している。
【００１４】
反射片は、異なる形状および配置を備えても良い。特に大きな角度範囲には、球形の４π反射体のような全面反射体の形状の反射片を使用する。円柱または球体の３６０°反射体も、反射片に使用できる。プリズムの形状、特に三角プリズムも反射片に使用できる。研磨した鋼の素子、鏡の素子、反射箔で覆った素子、または、特に、反射材料から作られたボールも使用できる。反射箔は、容易に入手できる反射材料で、より正確な測定には、三角プリズムまたはマイクロレンズ、所謂、猫目石の反射体で確実になる。
【００１５】
一般的には、反射片は、筋交いのような接続ユニットで互いに結びつける。星型または三角形など任意の配置で良い。反射片が、任意の位置に配した画像センサで、個別に検知されれば良い。反射片を、可能であれば互いに結びつけ、しばしば、反射体支持部と呼称する検知可能な形状を備えた追加素子に固定する。これは、測量目的の目標地点に置く反射体ポールである。固定の仕方は、構成の重心が、反射体支持部の重心に一致させると、実際の使用に利点がある。しかし、固定方法は、適用次第で変わる。反射体支持部を、距離および／または位置測定の目標地点に置く。反射体支持部の反射片までの距離を測定する。この反射片と反射体支持部の他の少なくとも２つの反射片の、位置または方向を測定する。反射片間の既知の幾何学的関係、および、反射体支持部と反射片との間の幾何学的関係から、反射体支持部の方位を高精度で測定し、目標地点の距離または位置を高精度で測定する。反射体支持部の水準を必要としない。水準は、しばしば間違いを起こしやすく、かなりの操作を必要とする。この方法で、測定装置で直接視認できない目標地点の距離または位置の測定も出来る。下水道の坑の地点などの隠れた地点である。そのような地点に反射体支持部を置き、方位指示器を取り付けた距離計で坑の測定をする。
【００１６】
距離測定は、通常、レーザ距離測定で行い、方位は、通常、画像取得で行う。反射片で生成される目標照明体の虚像が、画像センサに映し出される。反射片の方向を、この画像の位置から測定する。画像センサは、例えば、ＣＣＤ画像センサまたはカメラを使用する。
【００１７】
方位測定の方法または方位指示器の他の応用として、機械の自動制御がある。方位指示器を建設機械の一部分に取り付ける。 道路の坂の監視および機械の一部分の走路の自動制御を行う。適切な時間の全ての点の方位指示器で推定される方位の測定で、機械自身の部分の方位の測定ができる。
【００１８】
本発明の方法および方位指示器、そしてその使用を、本明細書に記載するが、実施例は、例示的なものであり、限定的なものではない。本発明の範囲内に存在する変形例は、すべて特許請求の範囲に含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、測定装置１を備える方位指示器の方位および／または位置を測定する本発明の方法の実施する配置を示す。測定装置１は、例えばタキメータで、タキメータの光軸に同軸のセオドライトおよびＥＤＭを備えている。測定装置１は、同様に一体化した距離計１２およびカメラを備えた望遠鏡でも良く、または、他の光学装置で、距離の測定および画像の取得、または方向を測定しても良い。方位指示器は、３つの反射片、例えば逆反射体４’，４’’，４’’’で形成され、互いに筋交いで結ばれ、反射体指示部５、つまりポールに固定されている。中央の逆反射体４’’’は、スペクトル的に他の２つの反射体４’，４’’とは区別される。方向性無しで反射する反射片と、方向を有して反射する反射片との組合せを使用する。
【００２０】
反射片は、筋交いで結びつける必要はなく、反射体支持部５に直接固定、例えば支持部５に固定した支持板に固定してもよい。図１において、反射片は三角プリズムで表示している。反射片は、用途に応じて、球形、全面の反射体または円柱の反射体でもよい。図１の実線の平行ビーム２，２’で距離を測定し、点線のビーム３，３’で画像を取得する。好ましくは、第１の波長を有するレーザで距離を測定する。レーザビームを正確に距離測定用の反射体４’’’に向け、この反射片の距離を既存の方法で測定する。距離測定に平行ビーム２を使用するのは利点がある。これは、距離を測定するセンサが、放射線を２つ以上の反射片から受け取るのを防ぐためである。異なる反射片からの反射および／または散乱ビームの重なりは、測定に誤りを与える。画像取得には、距離測定に使用する波長と異なる第２の波長の放射線を使用するのが好ましい。画像取得に使用するビーム３は、好ましくは、画像取得視野に対応して発散しているのが良い。照射された反射片の最大数が、画像センサで取得されるのが好ましい。
【００２１】
図２は、本発明の方法を具現する測定装置１を示す。測定装置１は、一体化した距離測定センサ１２および一体化した画像取得センサ１３を備えている。放射線が放射源１９から放射される。放射源１９は、レーザが好ましい。放射線は、第１の反射素子１１で方位指示器に向けられる。反射素子は、反射層を備えたミラーで表現している。方位指示器の反射片で反射および／または散乱されるビームは、レンズ１０を通り、ビームスプリッタキューブ１７に向かう。ビームスプリッタキューブ１７は、層１４、１５を備え、一つは二色性そして他方はビームが一部透過する。ビームスプリッタキューブ１７は、同等の光学素子で置き換えても良い。特に、第２の二色性の層を、一部透過層の代わりに用いても良い。第１の波長のビームは、ビームスプリッタキューブ１７の二色性の層１４で反射および／または散乱され、第２の反射素子１８に向かう。ここもミラーは反射層を備えている。第２の反射素子１８は、ビームを測定装置の光軸から外し、距離測定センサ１２に向ける。第２の波長を有するビームは、二色性の層１４を通過し、第２の層１５で、分離されて画像センサ１３に向かう。第２の層１５は、ビームを一部透過する。観察または照準目印と合わせて、ビームを接眼レンズ１６に通してもよい。
【００２２】
この方法で、電子距離計と画像センサの光軸が、測定装置の目標軸と、良く一致する。同軸設計により、電子距離計と画像センサに対する放射源の虚像もこの軸に位置し、装置の外から観察できる。
【００２３】
図３に、本発明の方位指示器の４つの実施形態を示す。それぞれの方位指示器は、３つの反射片を備え、中心の反射片は、距離測定のために、他の反射片と識別できる形状を備えている。異なるサイズを持たせて識別する。
【００２４】
図３Ａの方位指示器は、反射片として三角プリズム８，８ａの形状で、筋交いの接続素子で接続されている。図３Ｂの方位指示器は、筋交いに取り付けた球体形状の反射片６，６ａから成る。図３Ａ，３Ｂの反射片は、例えば、鏡、研磨した鋼であるが、反射箔または他の反射材で被覆しても良い。図３Ｃには、球体で全面が反射体６’，６ａ’の反射片を備えた方位指示器を示す。球体の全面反射体６ａ，６ａ’を、接続ユニットに固定する。この反射体は、猫目石の材料、例えば複合三角プリズムまたはマイクロレンズで作られている。図３Ｄは、マイクロレンズまたは三角プリズムをベースにした材料からなる反射片で、円柱の断面を備え、３６０度の反射体にしている。円柱の３６０度反射体を結び付けるには、次の点に留意する。例えば、タキメータで測定する際に、反射体７が、タキメータの光学と反射片の間の目標線上で、互いに重ならず、全ての反射片が、タキメータから同一の距離とならないようにする。
【００２５】
図４は、２つの実施形態の方位指示器を示す。反射片６’’，６’’’，６’’’’は、サイズが異なり、画像センサ１３での反射片の画像を示す。図４Ａ，４Ｂの上部に、異なるサイズの反射片６’’，６’’’，６’’’’を示し、反射体支持部５に繋ぎ合わせて取り付けている。異なるサイズの反射片６’’，６’’’，６’’’の内で、距離測定は、最大の反射体に対して行う。反射片は、球体であるが、勿論、円形、三角形、四角形、または、プリズム、立方体、円柱体でもよく、検知可能な大きさを備える他の素子でもよい。全ての反射片が、同一の幾何学的形状を備える必要はない。場合により、形状および／またはサイズの異なる反射片を組み合わせても良い。異なるサイズの反射片が、その識別を確実なものとする。識別は、方位指示器による方位の範囲に関して、何ら制限が無い。反射片の識別とは対照的に、その相対的な位置（例えば左手の反射片／右手の反射片）に関しては、方位指示器の方位の可能な範囲に強い制限を示す。方位の範囲は、測定装置に対する方位指示器の可能な方位の範囲を意味する。その範囲内で、方位の一義的な測定が可能である。相対的な位置に関係なく、識別可能な反射片の使用で、方位範囲が大きくなる。これは、測定が、大きな測角範囲が達成でき、頭上測定を含む（図４Ｂ参照）。頭上測定は、例えば、室内の天井への測定である。この場合、反射片は、その相対的な位置で識別される。図４Ａおよび図４Ｂの２つの方位指示器の少なくとも一つで、誤った反射片の識別が発生する可能性がある。
【００２６】
図４Ａ，４Ｂの下部の表示は、各図上部の反射片６’’，６’’’，６’’’’に対応する画像センサ１３の画像を示す。画像センサ１３の画像は、一見して明らかに反射片６’’，６’’’，６’’’’が異なるサイズであることが関連される。
【００２７】
図５は、方位指示器の４つの可能な実施形態を示す。方位指示器は、フィルタ２０ａ，２０ｂを備えている。フィルタは、分光フィルタ、偏光フィルタ、干渉フィルタ、吸収フィルタ等である。この場合、各々のフィルタ２０ａは、空間での方向測定の放射線と電子距離測定に使用する放射線の双方が、透過する。異なるタイプの２つのフィルタ２０ｂで、電子距離測定の放射線は、吸収および／または散乱し、画像取得センサのスペクトル域では透過する。図５Ａ，５Ｂでは、フィルタ２０ａ，２０ｂを反射片の前に設けている。一方、図５Ｃ，５Ｄでは、フィルタ２０ａ，２０ｂを反射片に直接取り付けている。反射片をフィルタの材料で作成しても良い。フィルタ２０ａ，２０ｂまたはフィルタ材料の使用は、遠距離測定には特に都合が良い。実際、大きな距離測定の場合、リスクが伴う。２つ以上の反射片が、距離測定センサ１２の視野に入り、距離測定に誤りが生ずる。このため、距離測定に使用するビームを反射しないフィルタ２０ｂを、距離測定に使用しない反射片の前に設ける。勿論、外部光の干渉が大して大きくない場合、両方の波長に透明なフィルタ２０ａを使用せずに作業が出来る。
【００２８】
図６は、目標地点ＺＰ上に位置する方位指示器を示す。反射体を備えた方位指示器は、特に測地の応用に設計されている。第１、第２、第３の反射体２１，２２，２３を反射体ポールＲＳに取り付け、反射体ポールＲＳ自身は、目標地点ＺＰに位置している。第３の反射体２３の距離、及び、第１、第２、第３の反射体の方向を測定し、目標地点ＺＰの位置を測定する。第３の反射体２３に対する距離および方向のデータで、第３の反射体２３の反射点の位置を導き出す。基準点の位置と、第１および第２の反射体２１，２２の空間の方向データから、既知の反射体ポールの長さから、反射体ポールＲＳの方位および目標地点ＺＰの位置を導き出す。次に、包括的な測定精度を達成する条件を数値例で説明する。目標地点ＺＰの位置は、±２ｍｍの精度で測定可能と考える。長さＬが１．５ｍ（実用的に適切な長さ）の反射体ポールＲＳを備えた方位指示器および２００ｍｍの長さに延びた反射体の配置（Ａ）の使用で、要求される測定精度は、同軸の目標照明体および受信装置（距離の測定および画像の取得）を備えた基本的な測定装置で達成できる。方位指示器は、最小２ｍまでの距離測定に使用できる。目標照明体と受信装置が同軸でない設計の測定装置の場合、例えば、光軸が３ｍｍのオフセットの場合、目標地点の位置は、要求される±２ｍｍの精度での測定は出来ない。
【００２９】
図７は、自動機械制御での方位指示器の利用、または、方位指示器の位置および方位を測定する方法を示す。方位指示器を、例えば、建設機械の一部分に結び付ける。測定装置１（例、タキメータ）を用いて、方位指示器の位置および方位を測定する。その結果、方位指示器を取り付けた機械の位置と方位が測定できる。この方法で、監視、および、これをベースに機械の自動制御が可能となる。機械の自動制御の目的に、幾つかの反射体、ＧＰＳ受信装置、またはレーザ受信装置の位置を測定することは、従来技術で知られている。本発明の方法では、機械の自動制御に、電力を必要としない１つの方位指示器を備えるだけで達成できる。一度だけの測定（１つの距離と３つの方向の同時測定）で十分である。
【００３０】
図８は、例として目標照明体と受信装置の非同軸の配置の測定誤差を説明する光学的配置を示している。光学的配置は、ビームを出す目標照明体２４、ビームを反射する逆反射体２７、反射ビームを受ける受信装置２５から成る。受け取ったビームで、逆反射体２７の基準点２８の方向を測定する。目標照明体２４を受信装置２５の光軸から２５ｃｍの距離に配置している。照明体から出るビームは、逆反射体２７（受信装置の視野内に設けている）から逆に反射され、受信装置２５に（一部）突き当たる。受信装置２５に突き当たるビームは、目標照明体２４の虚像から出ている。目標照明体２４と受信装置２５のオフセット配置により、受信装置２５で測定される目標照明体２４の虚像２９の方向は、逆反射体２７の方向または逆反射体２７の基準点２８の方向と一致しない。基準点２８の代わりに、誤った基準点３０が記録される。これは、基準点２８の距離が、同軸の距離測定から知られている場合でも生ずる。同軸でない目標照明体による基準点２８の位置測定で、Ｄ／２に及ぶ系統的な測定誤差が生ずる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による測定方法の構成を示す。
【図２】本発明の方法を実施する測定装置を示す。
【図３】図３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄは、本発明の方位指示器の実施形態を示す。
【図４】図４Ａ，４Ｂは、反射体支持部に関係させた反射片の２つの実施形態、および、その画像を示す。
【図５】図５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄは、方位指示器の４つの実施形態を示す。
【図６】測地に関わる測定精度を説明する図を示す。
【図７】本発明の方位指示器を、建設機械の一部分の監視に使用する図を示す。
【図８】測定誤差を説明する図を示す。
【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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【国際調査報告】
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