(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測点に置かれた目標物に向けて測距光を出射する光源と、前記目標物で反射して戻ってきた測距光を受光して測距信号に変換する受光素子と、水平角を測定する水平測角部と、鉛直角を測定する鉛直測角部と、前記測距信号から距離を演算する演算制御部と、測定値を表示する表示部とを備える測量機において、
前記演算制御部は、前記水平測角部及び前記鉛直測角部からの出力に基づいて視準方向の水平角及び鉛直角を図示する視準方向マーカを前記表示部に表示するとともに、前記測距信号の大きさに基づいて前記視準方向マーカの移動した軌跡を各点での受光レベルに応じた濃淡又は色で示して前記表示部に表示することを特徴とする測量機。
【請求項２】
視準方向の水平角及び鉛直角を記憶する記憶部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の測量機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光波距離計を備える測量機に関し、さらに詳細には、自動視準装置を備えることなく、霧等で視界が悪い時や夜間や逆光の時にも、目標物を容易に視準できるようにした測量機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子式セオドライト（電子式測角儀）と光波距離計とを組み合わせたトータルステーション（電子式測距測角儀）が、急速に普及してきた。トータルステーションを用いると、測距と測角を同時にできて、能率的な測量が可能になる。
【０００３】
トータルステーションは、図４に示したように、整準台２０上に水平回転可能に測量機本体２２を支持し、測量機本体２２に対して鉛直回転可能に視準望遠鏡２４を支持しており、測量機本体２２には、測定値等を表示する液晶ディスプレイ等の表示部２６と、コマンドやデータを入力するためのキーボード等の入力部２８が備えられる。トータルステーションの内部には、図５に示したように、測量機本体２２の回転角を検出する水平測角部（水平エンコーダ）３０と、視準望遠鏡２４の回転角を検出する鉛直測角部（垂直エンコーダ）３２と、目標物６までの距離を計測する光波距離計３４と、水平角及び鉛直角の測定値を算出するとともにトータルステーション各部を制御するＣＰＵ（演算制御部）３６と、測定値等を記憶する記憶部３８と、入力部２８と、その他のファームウェアとを備える。
【０００４】
光波距離計３４では、レーザダイオード等の光源３から出射された測距光Ｌが、図示しない送光光学系を経て、測点上に置かれたターゲット又はプリズム６（以下、目標物と記載する。）に向けて出射される。この光源３は変調器２に接続されており、変調器２は発振器１に接続されており、測距光Ｌは発振器１で発生された基準信号Ｋによって変調される。
【０００５】
目標物６で反射された測距光Ｌは、図示しない受光光学系を経て、ホトダイオード等の受光素子（検出器）７に入射する。送光光学系、受光光学系及び視準望遠鏡２４は、同軸光学系にされている。測距光Ｌは、視準望遠鏡２４の視準軸に沿って目標物６までを往復して、受光素子７によって、電気信号である測距信号Ｍに変換される。この測距信号Ｍと変調器２から送られてくる基準信号Ｋとは、位相計９によって互いの位相差が測定され、その位相差から目標物６までの距離がＣＰＵ３６によって算出される。
【０００６】
一方、この測距信号Ｍの電圧を測定する受光レベル計５０が備えられ、測距信号Ｍの電圧から、ＣＰＵ３６は、目標物６で反射してきた測距光Ｌの受光レベルを算出して、これを表示部２６に表示する。なお、機械内部で生じる誤差の補正のため、参照信号が光源から直接受光素子へと送光される図示しない参照光学系も設けられる。
【０００７】
【非特許文献１】日本測量機器工業会、最新測量機器便覧、山海堂、２００３年７月２９日、Ｐ．１０３〜１４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
霧等で視界が悪い時や夜間や逆光の時には、自動視準装置を備えていないトータルステーションや光波距離計では、目標物を視準することは困難である。霧等で視界が悪い時や夜間や逆光の時に、自動視準装置を備えていないトータルステーションや光波距離計で測定しなければならない場合、従来は目標物で反射して戻ってきた測距光の受光レベルを表示部２６に表示して、受光レベルを見ながら視準望遠鏡２４を動かし、受光レベルが最大になる点を探すことにより目標物を位置決めしていた。しかし、このような方法では、目標物に対してどのような位置を探索しているのか不明であり、また、同一個所を何度も重複して探索したりしてしまうので、目標物を発見するまでに時間がかかるうえ、作業員の負担が極めて大きく、容易に目標物を位置決めできないという問題があった。
【０００９】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、自動視準装置を有しない測量機において、霧等で視界が悪い時や夜間や逆光の時でも、短時間で容易に目標物を位置決めできるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、測点に置かれた目標物に向けて測距光を出射する光源と、前記目標物で反射して戻ってきた測距光を受光して測距信号に変換する受光素子と、水平角を測定する水平測角部と、鉛直角を測定する鉛直測角部と、前記測距信号から距離を演算する演算制御部と、測定値を表示する表示部とを備える測量機において、前記演算制御部は、前記水平測角部及び前記鉛直測角部からの出力に基づいて視準方向の水平角及び鉛直角を図示する視準方向マーカを前記表示部に表示するとともに、前記測距信号の大きさに基づいて前記視準方向マーカの移動した軌跡を各点での受光レベルに応じた濃淡又は色で示して前記表示部に表示することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、視準方向の水平角及び鉛直角を記憶する記憶部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明の測量機によれば、視準方向の水平角及び鉛直角を図示する視準方向マーカを表示部に表示するとともに、前記視準方向マーカの移動した軌跡について各点での受光レベルを濃淡又は色で表示するので、ターゲット又はプリズム等の目標物から反射した測距光を一瞬でも受光すると、視準方向マーカの移動した軌跡上に、その点が濃淡又は色の違いとして残るので、高価な自動視準装置を組み込むことなく、霧等で視界が悪い時や夜間や逆光の時でも目標物を容易に位置決めできて、能率的な測量ができる。
【００１３】
請求項２に係る発明の測量機によれば、さらに、目標物を視準した時の水平角及び鉛直角を記憶できるので、その後の測定中に目標物を見失っても、記憶された表示画面を見ることによって、簡単に目標物を見つけることができ、いっそう能率的な測量作業ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明を適用したトータルステーションの一実施例を説明する。図１は、前記トータルステーションの測距開始時の表示部を説明する図である。図２は、前記トータルステーションの視準望遠鏡の向きを変えた時の前記表示部を説明する図である。図３は、霧等で視界が悪い時や夜間や逆光の時、前記トータルステーションで目標物を視準するための手順を示すフローチャートである。
【００１５】
このトータルステーションは、図１及び図２に示したように、表示部２６に後述する視準方向表示画面５２を表示するようになっていることを除いて、図４及び図５に示した従来のものと同じである。したがって、このトータルステーションの従来と同じ部分に関する説明は省略する。
【００１６】
さて、このトータルステーションでは、ＣＰＵ３６は、水平測角部３０から得た視準方向の水平角と、鉛直測角部３２から得た視準方向の鉛直角と、受光レベル計５０から得た受光レベルとを用いて、視準方向を表示する視準方向マーカ４０を視準方向表示画面５２に表示する。この際、視準方向マーカ４０の位置から鉛直角及び水平角を読むための鉛直角目盛４２及び水平角目盛４４も同時に視準方向表示画面５２上に表示する。鉛直角目盛４２は、上端を０°、下端を１８０°とされ、水平角目盛４４は、右端を水平角１８０°、左端を水平角−１８０°として表示される。鉛直角目盛４２と水平角目盛４４との交点は、視準望遠鏡２４の視準軸と一致させておく。
【００１７】
また、受光レベル計５０で検出した受光レベルに応じて、視準方向マーカ４０に濃淡又は色４７が付される。表示部２６には、受光レベルに応じた濃淡又は色４７を読むために、受光レベルと濃淡又は色４７との関係を示す受光レベルインジケータ４８も表示される他、視準方向の水平角、鉛直角、距離及び受光レベルも数字でも表示されるようになっている。受光レベルを表示する濃淡又は色４７は、受光する反射光量が多くなるにしたがって、淡色から濃い色に変っていくようにするか、又は寒色から暖色に変っていくようにする。
【００１８】
ここで、視準望遠鏡２４の向きを変えた時には、視準方向マーカ４０も視準方向表示画面５２上を移動していくが、視準方向マーカ４０が移動した軌跡４６に対して、各点での受光レベルに応じた濃淡又は色４７は、そのまま表示部２６上に残される。この濃淡又は色４７の変化している領域から目標物６を簡単に発見できる。目標物６を発見して正確に視準した時には、図示しないキーを押すことにより、その時の水平角、鉛直角、距離、視準方向表示画面５２での位置及び受光レベルを記憶部３８に記憶できる。
【００１９】
次に、目標物を視準するための手順を図３に基づいて説明する。測定に際しては、まず、作業員は、トータルステーションと目標物６とをセットし、トータルステーションの視準望遠鏡２４を目標物６付近に向ける（ステップＳ１）。次に、作業員は、図示しない測距スタートボタンを押す（ステップＳ２）。すると、トータルステーションは、測距光Ｌを出射するとともに、表示部２６に視準方向表示画面５２を表示する（ステップＳ３）。この時、視準方向マーカ４０は、目標物６又はその他のものから反射してくる測距光Ｌの受光レベルに応じて、濃淡又は色４７が変化するようにしている。この時、表示部２６には、受光レベルを読むために、受光レベルと濃淡又は色４７との関係を示す受光レベルインジケータ４８も表示される。また、表示部２６には、視準方向の水平角、鉛直角及び受光レベルが数字でも表示される。ただし、図１及び図２の例では、受光レベル不足で距離測定は行われていないので、距離の測定値は表示されていない。
【００２０】
次に、作業員は、視準方向表示画面５２を見ながら、視準望遠鏡２４を上下左右に動かす（ステップＳ４）。すると、視準方向マーカ４０も視準方向表示画面５２上を移動していくことになる。この際、視準方向マーカ４０の軌跡４６には、各点での受光レベルに応じた濃淡又は色４７を残して表示する（ステップＳ５）。ここで、作業員は、視準方向マーカ４０の軌跡４６を見ながら受光レベルが所定レベル以上の領域を探す（ステップＳ６）。ここで、受光レベルが所定レベル以上の領域が見つからなければ、受光レベルが所定レベル以上の領域が見つかるまで、視準望遠鏡２４を動かして目標物６を見つける作業を続行する（ステップＳ４〜Ｓ６）。
【００２１】
受光レベルが所定レベル以上の領域が見つかれば、この付近に目標物６があることが分かる。作業員は、ここで目標物６を探す作業を打ち切り、この付近で視準望遠鏡２４を上下左右へと微動させ、受光レベルの数字を見ながら最も受光レベルが大きな点を探して、目標物６を正確に視準する（ステップＳ７）。この場合は、視準望遠鏡２４を動かす領域がわずかなので、受光レベルの数字を見ながらでも目標物６の視準が簡単にできる。視準完了しだい、作業員は図示しないキーを操作して、水平角、鉛直角及び距離等の測定値をトータルステーションに記憶させる（ステップＳ８）。これで、この目標物の測定を終了する。
【００２２】
本実施例によれば、従来の自動視準装置を備えていないトータルステーションに対して、高価な自動視準装置を組み込むことなく、ソフトウェアを変更するのみで、目標物６から反射した測距光Ｌを一瞬でも受光すると、視準方向マーカ４０の移動した軌跡４６上に、その点を濃淡又は色４７の違いとして残すことができる。これにより、霧等で視界が悪い時や夜間や逆光の時でも、目標物６を容易に発見できる。そして、目標物６を発見した後は、その水平角及び鉛直角を記憶しているので、その後に目標物６を見失っても、目標物６を簡単に見つけることができ、能率的な測量作業が可能となる。
【００２３】
ところで、本発明は、前記実施例に限るものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、前記実施例では、本発明をトータルステーションに適用したが、本発明は、水平測角部と鉛直測角部と光波距離計とを備える測定機に広く適用可能である。もちろん、光波距離計単体にも、水平測角部と鉛直測角部とを設けることによって適用可能となる。
【００２４】
また、前記実施例では、本発明をトータルステーション単体に適用したが、トータルステーションにコントローラやパソコンを接続して、コントローラやパソコンの表示部に視準方向表示画面５２を表示し、コントローラやパソコンを用いてトータルステーションの制御を行うようにしてもよい。
【００２５】
さらに、前記実施例では、本発明を位相差方式の光波距離計を備える測量機に適用したが、本発明は、パルス走行時間方式の光波距離計を備える測量機にも適用できるものであり、さらにノンプリズム型の光波距離計を備える測量機にも適用できるものである。ただし、プリズムを用いないノンプリズム型の測量機の場合、目標物６から反射してくる測距光Ｌの受光レベルが小さいため、視準望遠鏡２４で目標物６付近を広くスキャンして、反射光分布図を視準方向表示画面５２上に作成して、目標物６を確認した後か、又は、目標物６以外の反射体（例えば、ガラス、自動車等）を避けるように測量機を移動した後に、測定を開始する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例に係るトータルステーションにおける測定開始時の表示部を説明する図である。
【図２】前記トータルステーションの視準望遠鏡を回転させた時の表示部を説明する図である。
【図３】前記トータルステーションで目標物を視準する手順を示すフローチャートである。
【図４】従来のトータルステーションの外観を示す斜視図である。
【図５】従来のトータルステーションのブロック図である。
【符号の説明】
【００２７】
３      光源
６      ターゲット又はプリズム（目標物）
７      受光素子
２６      表示部
３０      水平測角部
３２      鉛直測角部
３４      光波距離計
３６      ＣＰＵ（演算制御部）
３８      記憶部
４０      視準方向マーカ
４６      視準方向マーカの軌跡
４７      濃淡又は色
Ｌ      測距光
【図１】
0004794288.tif 000002
【図２】
0004794288.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004794288.tif 000005
【図５】
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