(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１既知点に配置されかつ水平方向を基準として上下左右方向に傾斜させてガイドレーザ光を照射するガイドレーザ光照射装置と、
前記第１既知点の鉛直上方に配置された第１反射ミラーと、
前記第１既知点とは異なる第２既知点の鉛直上方に配置された第２反射ミラーと、
前記第１反射ミラーと前記第２反射ミラーとにレーザ光を照射しかつ前記各反射ミラーによる反射レーザ光を受光することにより前記第１反射ミラーの位置と前記第２反射ミラーの位置とを特定する測量機と、
前記第１反射ミラーと前記第２反射ミラーとの間に配置されかつ前記ガイドレーザ光の照射方向を前記第１反射ミラーと前記第２反射ミラーとによって決定される鉛直平面内に誘導するための誘導用ミラーと、
前記誘導用ミラーの鉛直上に設けられて前記ガイドレーザ光を反射させるためのターゲットとを備え、
前記ガイドレーザ光照射装置は、前記ガイドレーザ光の反射光を受光するための受光部と、前記ガイドレーザ光に基づき前記ターゲットを走査してその反射光を前記受光部で受光することにより前記ガイドレーザ光が前記ターゲットの中心に照射されていることを検出する反射光検出回路とを有し、
前記測量機は、前記各反射ミラーの位置測量データを送信する位置測量データ送信装置を備え、
前記誘導用ミラーの側に前記各位置測量データを受信する位置測量データ受信装置と、前記各位置測量データに基づいて前記誘導用ミラーが前記鉛直平面内に位置するか否かを演算する演算手段とが設けられ、
前記測量機により特定された各ミラーの位置を位置測量データとして前記位置測量データ送信装置から前記位置測量データ受信装置に送信し、前記演算手段の演算結果に基づき前記誘導用ミラーが前記鉛直平面内に位置するか否かを判断させることにより前記ガイドレーザ光の照射方向を前記鉛直平面内に位置させることを特徴とするガイドレーザ光の方向設定システム。
【請求項２】
前記測量機は、前記誘導用ミラーを追尾する自動追尾装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載のガイドレーザ光の方向設定システム。
【請求項３】
前記第２反射ミラーと前記誘導用ミラーとが同一のものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガイドレーザ光の方向設定システム。
【請求項４】
前記第１反射ミラーと前記第２反射ミラーと前記誘導用ミラーとが同一のものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガイドレーザ光の方向設定システム。
【請求項５】
第１既知点に配置されかつ水平方向を基準として上下左右方向に傾斜させてガイドレーザ光を照射するガイドレーザ光照射装置と、
前記第１既知点の鉛直上方に配置された第１反射ミラーと、
前記第１既知点とは異なる第２既知点に配設されかつ前記第１反射ミラーにレーザ光を照射しかつ前記反射ミラーによる反射レーザ光を受光することにより前記第１反射ミラーの位置を特定する測量機と、
前記第１反射ミラーと前記測量機との間に配置されかつ前記ガイドレーザ光の照射方向を前記第１反射ミラーと前記測量機とによって決定される鉛直平面内に誘導するための誘導用ミラーと、
前記誘導用ミラーの鉛直上に設けられて前記ガイドレーザ光を反射させるためのターゲットとを備え、
前記ガイドレーザ光照射装置は、ガイドレーザ光の反射光を受光するための受光部と、前記ガイドレーザ光に基づき前記ターゲットを走査してその反射光を前記受光部で受光することにより前記ガイドレーザ光が前記ターゲットの中心に照射されていることを検出する反射光検出回路と有し、
前記測量機は、前記各反射ミラーの位置測量データを送信する位置測量データ送信装置を備え、
前記誘導用ミラーの側に前記各位置測量データを受信する位置測量データ受信装置と、前記各位置測量データに基づいて前記誘導用ミラーが前記鉛直平面内に位置するか否かを演算する演算手段とが設けられ、
前記測量機により特定された各ミラーの位置を位置測量データとして前記位置測量データ送信装置から前記位置測量データ受信装置に送信し、前記演算手段の演算結果に基づき  前記誘導用ミラーが前記鉛直平面内に位置するか否かを判断させることにより前記ガイドレーザ光の照射方向を前記鉛直平面内に位置させることを特徴とするガイドレーザ光の方向設定システム。
【請求項６】
前記測量機は、前記誘導用ミラーを追尾する自動追尾装置を備えていることを特徴とする請求項５に記載のガイドレーザ光の方向設定システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測量作業を伴ってかつガイドレーザ光を用いて施工作業を行うときのガイドレーザ光の方向設定システムの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、測量作業を伴う施工作業の一例として、図１３に示すパイプ（ヒューム管）の設置作業が知られている。この図１３において、１は地盤、２，３は縦穴、４は縦穴２と縦穴３とを連通する溝であり、この溝４にパイプ５が施設される。
【０００３】
縦穴２及び縦穴３には、パイプ５の施設後に図示を略すマンホールが設置され、そのパイプ５は上下水道等の液体又は液状物の流路に利用される。パイプ５は所定の勾配θを有して溝４に施設される。また、そのパイプ５は真っ直ぐに施設されることが要求される。パイプ５が左右上下に蛇行して施設されると、液状物がパイプ５内に詰まったり、地中に漏れ出したりする虞があるからである。したがって、パイプ５の施設の際には基準線が必要である。
【０００４】
この種の基準線には、近時はガイドレーザ光が用いられている。以下、このガイドレーザ光を用いてのパイプ設置作業の手順を説明する。
【０００５】
マンホールを設置すべき位置やマンホール間の距離及び方向は、施工図及び既知点に基づく測量によって決定される。この測量に基づいて縦穴２、縦穴３、溝４が掘削され、縦穴２、縦穴３に基準点７Ａ，７Ｂが設定される。
【０００６】
縦穴２内には、その基準点７上にガイドレーザ光照射装置６の回動中心が設置される。ガイドレーザ光照射装置６の回動中心はレーザ光の発光点に一致している。ガイドレーザ光照射装置６の回動中心の鉛直上方には、経緯儀（セオドライト）８が支持台９を介して設置されている。縦穴２のマンホールの基準点７Ａと縦穴３のマンホールの基準点７Ｂとを含む鉛直平面内であって、７Ｂの後方、すなわち７Ａと反対側の地盤上には、測量に基づいてポール１１が立てられている。
【０００７】
作業者は、まず経緯儀（セオドライト）８を用いて、望遠鏡８ａを水平方向に旋回させてポール１１を視準する。そして、このポール１１を含む鉛直平面内で望遠鏡８ａを高低角方向に旋回させて、施工図に基づきターゲット１２を置くべき場所を視準する。なお、この望遠鏡８ａの高低角方向の角度は、施工計画に基づきあらかじめわかっている。
【０００８】
作業者はターゲット１２の中心が望遠鏡８ａの視準線に一致するようにしてターゲット１２を縦穴３の基準点７Ｂの鉛直上に設置する。ターゲット１２は拡散板１２ａを有しているので、作業者はガイドレーザ光照射装置６の側からターゲット１２に当たったガイドレーザ光を視認できる。
【０００９】
次に、作業者はガイドレーザ光照射装置６を操作して、ガイドレーザ光を水平方向に旋回させ、ガイドレーザ光の中心をターゲット１２の中心に一致させる。
【００１０】
続いて、パイプ５の勾配角度にガイドレーザ光を傾斜させるために、ガイドレーザ光照射装置に勾配角度を入力する。そして、ガイドレーザ光照射装置６を操作して、ガイドレーザ光を鉛直方向に旋回させる。これによって、ガイドレーザ光の水平方向設定作業、垂直方向設定作業が完了し、ガイドレーザ光によって基準線Ｌが設定される。
【００１１】
その後、この基準線Ｌの中心にパイプ５の中心が位置するように、パイプ５を架台１３を介して設置し、マンホール間をパイプ５により連結する。このパイプ５の施設作業後、パイプ５は埋設される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの従来の施工作業では、ガイドレーザ光の水平方向を設定するために、経緯儀８を用いてポール１１を視準し、ガイドレーザ光の水平方向の設定作業を行わなければならないために、経緯儀８の操作に不慣れな人が作業を行うと、測量誤差が大きくなるという問題がある。
【００１３】
特に、マンホール間にパイプ５を連結する設置作業の場合には、足場の不安定なマンホール上に経緯儀８を設置して測量作業を行わなければならず、経緯儀８の操作に熟練を要するとともにガイドレーザ光の水平方向の設定に時間がかかるという問題がある。
【００１４】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、ガイドレーザ光の水平方向の設定作業の容易化を図ることのできるガイドレーザ光の方向設定システムを提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のガイドレーザ光の方向設定システムは、
第１既知点に配置されかつ水平方向を基準として上下左右方向に傾斜させてガイドレーザ光を照射するガイドレーザ光照射装置と、
前記第１既知点の鉛直上方に配置された第１反射ミラーと、
前記第１既知点とは異なる第２既知点の鉛直上方に配置された第２反射ミラーと、
前記第１反射ミラーと前記第２反射ミラーとにレーザ光を照射しかつ前記各反射ミラーによる反射レーザ光を受光することにより前記第１反射ミラーの位置と前記第２反射ミラーの位置とを特定する測量機と、
前記第１反射ミラーと前記第２反射ミラーとの間に配置されかつ前記ガイドレーザ光の照射方向を前記第１反射ミラーと前記第２反射ミラーとによって決定される鉛直平面内に誘導するための誘導用ミラーと、
前記誘導用ミラーの鉛直上に設けられて前記ガイドレーザ光を反射させるためのターゲットとを備え、
前記ガイドレーザ光照射装置は、前記ガイドレーザ光の反射光を受光するための受光部と、前記ガイドレーザ光に基づき前記ターゲットを走査してその反射光を前記受光部で受光することにより前記ガイドレーザ光が前記ターゲットの中心に照射されていることを検出する反射光検出回路とを有し、
前記測量機は、前記各反射ミラーの位置測量データを送信する位置測量データ送信装置を備え、
前記誘導用ミラーの側に前記各位置測量データを受信する位置測量データ受信装置と、前記各位置測量データに基づいて前記誘導用ミラーが前記鉛直平面内に位置するか否かを演算する演算手段とが設けられ、
前記測量機により特定された各ミラーの位置を位置測量データとして前記位置測量データ送信装置から前記位置測量データ受信装置に送信し、前記演算手段の演算結果に基づき前記誘導用ミラーが前記鉛直平面内に位置するか否かを判断させることにより前記ガイドレーザ光の照射方向を前記鉛直平面内に位置させることを特徴とする。
請求項５に記載のガイドレーザ光の方向設定システムは、
第１既知点に配置されかつ水平方向を基準として上下左右方向に傾斜させてガイドレーザ光を照射するガイドレーザ光照射装置と、
前記第１既知点の鉛直上方に配置された第１反射ミラーと、
前記第１既知点とは異なる第２既知点に配設されかつ前記第１反射ミラーにレーザ光を照射しかつ前記反射ミラーによる反射レーザ光を受光することにより前記第１反射ミラーの位置を特定する測量機と、
前記第１反射ミラーと前記測量機との間に配置されかつ前記ガイドレーザ光の照射方向を前記第１反射ミラーと前記測量機とによって決定される鉛直平面内に誘導するための誘導用ミラーと、
前記誘導用ミラーの鉛直上に設けられて前記ガイドレーザ光を反射させるためのターゲットとを備え、
前記ガイドレーザ光照射装置は、ガイドレーザ光の反射光を受光するための受光部と、前記ガイドレーザ光に基づき前記ターゲットを走査してその反射光を前記受光部で受光することにより前記ガイドレーザ光が前記ターゲットの中心に照射されていることを検出する反射光検出回路と有し、
前記測量機は、前記各反射ミラーの位置測量データを送信する位置測量データ送信装置を備え、
前記誘導用ミラーの側に前記各位置測量データを受信する位置測量データ受信装置と、前記各位置測量データに基づいて前記誘導用ミラーが前記鉛直平面内に位置するか否かを演算する演算手段とが設けられ、
前記測量機により特定された各ミラーの位置を位置測量データとして前記位置測量データ送信装置から前記位置測量データ受信装置に送信し、前記演算手段の演算結果に基づき  前記誘導用ミラーが前記鉛直平面内に位置するか否かを判断させることにより前記ガイドレーザ光の照射方向を前記鉛直平面内に位置させることを特徴とする。
その測量機は、誘導用ミラーを追尾する自動追尾装置を備えていることが望ましい。
【００１６】
請求項１、請求項５に記載の発明によれば、足場の不安定なマンホール上に測量機を設置して測量作業を行う必要がないので、測量機の操作に不慣れな人が作業を行っても測量誤差が大きくなることもなく、短時間でガイドレーザ光の方向設定を行うことができる。
また、測量機が位置測量データ送信装置と自動追尾装置とを備え、誘導用ミラーの側に位置測量データ受信装置と演算手段とが設けられているので、誘導用ミラーの側にいながらにして、各反射ミラーの位置情報の確認、誘導用ミラーを移動させたときの測量機による追尾、誘導用ミラーが第１及び第２反射ミラーで決定される鉛直平面内に位置するか否かの確認等の作業を行うことができる。
【００１７】
請求項２に記載のガイドレーザ光の方向設定システムは、請求項１に記載のガイドレーザ光の方向設定システムにおいて、第２反射ミラーと誘導用ミラーとが同一のものであることを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載のガイドレーザ光の方向設定作業システムは、請求項１に記載のガイドレーザ光の方向設定システムにおいて、第１反射ミラーと第２反射ミラーと誘導用ミラーとが同一のものであることを特徴とする。
請求項２又は請求項３に記載の発明によれば、同一の反射ミラーを用いているので、反射ミラーを多数準備する必要がなく、費用を低減させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
まず、最初に本発明のガイドレーザ光の方向設定作業方法に使用するガイドレーザ光照射装置の構成とターゲットとを説明する。
【００２６】
［ガイドレーザ光照射装置の構成及びターゲットの構成］
図１は本発明に係るガイドレーザ光照射装置２０の外観図である。このガイドレーザ光照射装置２０はガイドレーザ光Ｐを出射する。ガイドレーザ光照射装置２０にはその前部に受光窓２１が設けられている。この受光窓２１は光リモコン受光部とガイドレーザ光反射受光部とに兼用されている。
【００２７】
２３はターゲットである。そのターゲット２３は図２（ａ）に示すように拡散面２４と一対の再帰反射面２５とを有する。拡散面２４はガイドレーザ光を拡散させ、これによって作業者はその拡散面２４に当たったガイドレーザ光Ｐを視認することができる。一対の再帰反射面２５は所定間隔をあけて設けられている。
【００２８】
一対の再帰反射面２５はこれに当たったガイドレーザ光Ｐの反射レーザ光をもとの方向に反射させる。この反射レーザ光は受光窓２１を通じて後述する光電変換素子に受光される。
【００２９】
ガイドレーザ光照射装置２０は、図３に示す反射光検出回路２６を有する。反射光検出回路部２６は、発振器２７、ＬＤ駆動回路２８、ＬＤ発光部２９、ガイドレーザ光反射受光部としての光電変換素子３０、変調信号検出部３１、ダブルパルス判別部３２、制御部３３、モータ駆動回路３４、水平角調整モータ３５から構成されている。
【００３０】
ＬＤ駆動回路２８は発振器２７の発振信号に基づいてＬＤ発光部２９を変調駆動する。これにより、ガイドレーザ光Ｐがターゲット２３に向かって照射される。ガイドレーザ光Ｐが再帰反射面２５によって反射されると、その反射レーザ光Ｐ’がもとの方向に反射され、光電変換素子３０に受光される。
【００３１】
変調信号検出部３１は外来光と反射レーザ光Ｐ’とを識別する役割を果たし、反射レーザ光Ｐ’に対応するパルスＱ（図２（ｂ）参照）を検出する。ダブルパルス判別部３２は変調信号検出部３１から出力されるパルスＱがダブルパルスであるか否かを判定する。
【００３２】
制御部３３はダブルパルス判別部３２がダブルパルスを検出すると、モータ駆動回路３４を駆動し、水平角調整モータ３５を反対方向に駆動してガイドレーザ光Ｐをターゲット２３の中心に向ける。
【００３３】
すなわち、図４にフローチャートで示すように、ガイドレーザ光照射装置２０を駆動し、ターゲット２３の走査を開始させ（Ｓ．１）、一定方向に水平角調整モータ３５を回転させ、反射レーザ光Ｐ’に基づくパルスＱの立ち上がりを検出すると（Ｓ．２）、ダブルパルス判別部３２がパルスＱがダブルパルスか否かを判別し（Ｓ．３）、これによって、再帰反射面２５の間隔が特定され（Ｓ．４），制御部３３がターゲット２３の中央位置を演算する（Ｓ．５）。これによって、制御部３３はターゲット２３の中央位置にガイドレーザ光Ｐの照射方向が向くように水平角調整モータ３５を反転駆動する（Ｓ．６）。
【００３４】
このターゲット２３の中心位置の探査は、光リモートコントロール装置を用いても行うことができる。この光リモートコントロール装置によるターゲットの中心位置の探査については後述する。
【００３５】
ガイドレーザ光照射装置２０の内部には、図５〜図７に示すように、レーザ光発振装置４０が設けられている。このレーザ光発振装置４０は水平軸４１を中心に傾動可能なスイングフレーム４２に設けられている。このスイングフレーム４２は本体フレーム４３に鉛直軸４４を介して支持されている。そのスイングフレーム４２は鉛直軸４４を中心に水平方向に回動可能である。
【００３６】
水平軸４１には傾動フレーム４５が設けられている。傾動フレーム４５には傾動機構４６が連結されている。傾動機構４６には水平状態を示すチルトセンサ（図８に符号５５で示す）が設けられている。傾動機構４６はレーザ光発振装置４０の支持体に一体に設けられ、レーザ光発振装置４０と一体に傾動される。
【００３７】
水平軸４１にはレーザ光発振装置４０の傾斜角を検出するエンコーダ４７が取り付けられている。エンコーダ４７の回転角検出信号は図８に示すモータ駆動部５４に入力される。
【００３８】
スイングフレーム４２には水平角調節機構４９が連結して設けられている。レーザ光発振装置４０には垂直角調整機構５０が連結して設けられている。水平角調整機構４９は水平角調整モータ３５によって駆動される。これによって、レーザ光発振装置４０が水平方向に回動される。その結果、ガイドレーザ光Ｐが水平方向に走査される。
【００３９】
垂直角調整機構５０は垂直角調整モータ５１によって駆動される。これによって、レーザ光発振装置４０が垂直方向に回動される。傾動機構４６は垂直角調整機構５０によってレーザ光発振装置４０とともに垂直方向に傾動される。この傾動機構４６は勾配設定モータ５２により駆動され、ガイドレーザ光Ｐの垂直方向の勾配を設定する。その垂直角調整モータ５１は図８に示すモータ駆動部５３によって駆動され、その勾配設定モータ５２はモータ駆動部５４によって駆動される。
【００４０】
モータ駆動部５３，５４は、モータ駆動部３４とともに制御部３３によって制御される。この制御部３３にはチルトセンサ５５の検出信号が入力される。制御部３３はガイドレーザ光照射装置２０の起動、その停止、ガイドレーザ光の勾配設定を行う操作盤５６、勾配の設定値を表示する表示部５７、光電変換素子３０に接続されている。
【００４１】
傾動フレーム４５の下端部には図６に示すように二股部が設けられている。この二股部には鉛直ビーム射出部５８が設けられている。その二股部の一方にはレーザ光線発光部５９が設けられ、その二股部の他方には、反射鏡６０が設けられている。また、レーザ光線発光部５９と反射鏡６０との間には、ビームスプリッタ６１が設けられている。ビームスプリッタ６１はレーザ光線発光部５９から射出されたレーザ光線を上下方向に二分割し、レーザ光線は鉛直上方と鉛直下方に向けて反射され、このレーザ光線は求心に用いられる。その図６において、符号ＬＶは鉛直上方に指向されたレーザ光線を示す。
【００４２】
このガイドレーザ光照射装置２０は、水平方向を基準にして上下左右方向にガイドレーザ光Ｐを照射可能である。このガイドレーザ光照射装置２０の詳細構成については、例えば、特開平９−２５７４７７号公報を参照されたい。
【００４３】
［ガイドレーザ光の照射方向設定作業の実施例１］
次に、本発明に係るガイドレーザ光の方向設定システムによるガイドレーザ光Ｐの照射方向設定作業の実施例１を、図９を参照しつつ説明する。
【００４４】
図９（ａ）、図９（ｂ）において、７０は地盤７２に掘られた縦穴、７１は地盤７２に掘られるべき予定の縦穴、７３はマンホールである。マンホール７３は模式的に示されている。縦穴７０と縦穴７１との間には、パイプを埋設するための溝７４が途中まで掘られている。縦穴７１には、これが掘られた後にマンホールが設置される。
【００４５】
縦穴７０内には、レーザ光照射装置２０内部のレーザ光発振装置４０の回動中心がマンホール７３の中心位置としての基準点７７（第１既知点）に一致するようにして、ガイドレーザ光照射装置２０が設置される。この基準点７７は、施工図に従ってあらかじめ測量によりその位置が求められている。ガイドレーザ光照射装置２０は、その鉛直上方に向けてレーザ光線ＬＶを照射している。
【００４６】
このガイドレーザ光Ｐの照射方向の設定作業には、第１反射ミラー７５、第２反射ミラー７６、誘導用ミラー７６’及び測量機１０１が用いられる。
【００４７】
第１反射ミラー７５は、後述する測量機１０１からの測量用レーザ光を反射する反射位置がガイドレーザ光照射装置２０の回動中心の鉛直上方すなわちレーザ光線ＬＶ上に位置するように、支持台７８を介して設置されている。
【００４８】
第２反射ミラー７６は、その反射位置が縦穴７１の中心位置としての基準点８３（第２既知点）の鉛直上方に位置するように、ポール８１に取り付けられて設置されている。この基準点８３は、施工図に従ってあらかじめ測量によりその位置が求められている。また、第２反射ミラー７６の位置は、基準点７７と基準点８３とを結ぶ延長線上であってもよい。
【００４９】
誘導用ミラー７６’は、後述するように測量機１０１によって第１及び第２反射ミラー７５，７６の位置が測量された後、溝７４内に設置される。誘導用ミラー７６’はポール８１’に取り付けられている。
【００５０】
そのポール８１’には、測量機１０１から送信される位置測量データを受信するための位置測量データ受信装置８２と、その位置測量データに基づいて、誘導用ミラー７６’が第１反射ミラー７５と第２反射ミラー７６とで決定される鉛直平面内に位置するか否かを演算する演算手段としてのデータコレクタ１０４とが設けられている。さらにポール８１’には、施工計画に基づいたガイドレーザ光Ｐの勾配角に対応する位置にターゲット２３も設けられている。
【００５１】
第１反射ミラー７５、第２反射ミラー７６及び誘導用ミラー７６’としては例えば公知のコーナーキューブ等の反射プリズム等が用いられる。
【００５２】
測量機１０１は、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように第１反射ミラー７５及び第２反射ミラー７６を見通せる地点１０２に設置される。この測量機１０１の概略構成を示すブロック図を図１０に示す。
【００５３】
測量機１０１は、制御演算部１１６、測距部１５１、測角部１５４、合焦部１２２を備えており、制御演算部１１６には記憶部１２１、データ入出力部１２３、操作入力部１２６、表示部１２７、鉛直方向駆動モータ１７０、水平方向駆動モータ１８０が接続されている。図中１０３は測定対象物としての反射ミラーを示す。
【００５４】
測距部１５１は、発光部１５２を駆動制御し、測量用レーザ光を反射ミラー１０３に照射する。反射ミラー１０３により反射された反射レーザ光は受光部１５３で受光され、その受光信号が測距部１５１に入力されると、測距部１５１において反射ミラー１０３までの距離が演算される。その演算結果は制御演算部１１６に入力され、制御演算部１１６は、演算された反射ミラー１０３までの距離を表示部２７に表示する。
【００５５】
測角部１５４には、測定対象物としての反射ミラー１０３を視準するための視準望遠鏡部（図示省略）の傾斜角を検出する鉛直角エンコーダ１５５からの検出信号が入力されるとともに、視準望遠鏡部の水平方向の回転角を検出する水平角エンコーダ１５６からの検出信号が入力され、視準望遠鏡部で反射ミラー１０３を視準したときの視準方向の角度が測定される。その測定結果は制御演算部１１６に入力され、制御演算部１１６は、測定された反射ミラー１０３の視準方向の角度を表示部２７に表示する。
【００５６】
合焦部１２２は、視準望遠鏡部の自動焦点合わせを行うためのものである。
【００５７】
記憶部１２１にはステークアウト等の特定の作業手順に関する作業手順プログラムが格納され、操作入力部１２６より入力された作業条件等が格納されている。
【００５８】
この測量機１０１では、測量用レーザ光の照射方向と視準望遠鏡部の視準方向とが、あらかじめ平行となるように調整されているので、測量用レーザ光により反射ミラー１０３までの距離が測定され、視準望遠鏡部により反射ミラー１０３の視準方向が測定されることにより、測量機１０１に対する反射ミラー１０３の位置を相対的に特定することができる。
【００５９】
この測量機１０１は、反射ミラーの位置測量データを位置測量データ受信装置８２に向けて送信する位置測量データ送信装置１０５と自動追尾装置１０６とを備えている（図９を参照）。
【００６０】
この測量機１０１は、自動追尾装置１０６を備えているので、鉛直方向駆動モータ１７０、水平方向駆動モータ１８０を駆動して、測定対象物としての反射ミラー１０３を鉛直・水平方向に走査させて自動追尾することができるものとなっている。この測量機１０１の詳細構成については、例えば、特開平５−３２２５７０号公報を参照されたい。
【００６１】
ガイドレーザ光Ｐの照射方向設定作業の作業手順をフローチャートにしたものを図１１に示す。
【００６２】
まず測量機１０１を無線等により作動させ、第１反射ミラー７５の位置測量を行う（Ｓ．１１）。すなわち、第１反射ミラー７５に向けて測量用レーザ光を照射させて、第１反射ミラー７５までの距離ΔＬ１、方向角Δφ１、高低角Δθ１を測定し、これを第１反射ミラー７５の位置測量データ（ΔＬ１，Δφ１，Δθ１）とする。方向角は、測量機１０１を中心とする水平面内において反射ミラーの視準方向が任意の基準方向となす角であり、本実施の形態においては図９（ａ）中測量機１０１から真右の方向を基準とし、例えばΔφ１は、図９（ａ）に示すものとなる。高低角は、測量機１０１を含む水平面を基準とする仰角であり、例えばΔθ１は図９（ｂ）に示すものとなる。
【００６３】
続いて測量機１０１を無線等により作動させ、第２反射ミラー７６の位置測量を行う（Ｓ．１２）。すなわち、第２反射ミラー７６に向けて測量用レーザ光を照射し、第１反射ミラー７５の場合と同様に第２反射ミラー７６までの距離ΔＬ２、方向角Δφ２、高低角Δθ２を測定する。これを第２反射ミラー７６の位置測量データ（ΔＬ２，Δφ２，Δθ２）とする。
【００６４】
これらの第１、第２反射ミラーの位置測量データ（ΔＬ１，Δφ１，Δθ１），（ΔＬ２，Δφ２，Δθ２）は位置測量データ送信装置１０５によって、ポール８１’に設けられた位置測量データ受信装置８２に送信される（Ｓ．１３）。
【００６５】
ポール８１’に設けられたデータコレクタ１０４は、位置測量データ受信装置８２に接続されていて、第１反射ミラー７５の位置測量データ（ΔＬ１，Δφ１，Δθ１）と第２反射ミラー７６の位置測量データ（ΔＬ２，Δφ２，Δθ２）とに基づいて、第１反射ミラー７５と第２反射ミラー７６とを含む鉛直平面Zを決定する（Ｓ．１４）。第１反射ミラー７５、第２反射ミラー７６は、それぞれ基準点７７、基準点８３の鉛直上に位置しているので、この鉛直平面Zは基準点７７と基準点８３とをその平面内に含んでいる。
【００６６】
次に、溝７４内にポール８１’を鉛直に立てて誘導用ミラー７６’を設置する。測量機１０１を無線等により作動させ誘導用ミラー７６’の位置測量を行う（Ｓ．１５）。すなわち、誘導用ミラー７６’に向けて測量用レーザ光を照射し、誘導用ミラー７６’までの距離ΔＬ３、方向角Δφ３、高低角Δθ３を測定する。これを誘導用ミラー７６’の位置測量データ（ΔＬ３，Δφ３，Δθ３）とする。
【００６７】
この誘導用ミラー７６’の位置測量データ（ΔＬ３，Δφ３，Δθ３）も位置測量データ送信装置１０５によって、ポール８１’に設けられた位置測量データ受信装置８２に送信される（Ｓ．１６）。位置測量データ受信装置８２に接続されたデータコレクタ１０４は、この誘導用ミラー７６’の位置測量データ（ΔＬ３，Δφ３，Δθ３）に基づいて、誘導用ミラー７６’が鉛直平面Z内に位置するか否かを演算して判断する（Ｓ．１７）。
【００６８】
データコレクタ１０４の表示部１０４ａには、鉛直平面Ｚ及び誘導用ミラー７６’の座標又は位置関係を示す模式図が表示される。それにより、誘導用ミラー７６’が鉛直平面Ｚ内に位置するか否かが容易に把握できる。さらに、誘導用ミラー７６’が鉛直平面Ｚ内に位置しない場合には、そのずれ量とずれ方向とが容易に把握できる。
【００６９】
誘導用ミラー７６’が鉛直平面Ｚ内に位置しない場合は、データコレクタ１０４の表示部１０４ａに表示されたずれ量とずれ方向とに基づいて、誘導用ミラー７６’が鉛直平面Ｚ内に位置するように移動させて設置する（Ｓ．１８）。
【００７０】
測量機１０１は、誘導用ミラー７６’を追尾する自動追尾装置１０６を備えているので、誘導用ミラー７６’を自動的に追尾しつつ（Ｓ．１９）測量用レーザ光を照射し、再び誘導用ミラー７６’の位置測量を行う。位置測量データ送信装置１０５は、その誘導用ミラー７６’の位置測量データを位置測量データ受信装置１０５に再び送信する。
【００７１】
データコレクタ１０４は、再び送信されたこの誘導用ミラーの位置測量データに基づいて、誘導用ミラー７６’が鉛直平面Z内に位置するか否かを演算して判断する。誘導用ミラー７６’が鉛直平面Ｚ内に位置しない場合は、鉛直平面Ｚ内に位置するまで、誘導用ミラー７６’の移動設置と位置測量とを上記のごとく繰り返し行う。
【００７２】
誘導用ミラー７６’が鉛直平面Ｚ内に位置すると、ガイドレーザ光照射装置２０の水平角調整モータ３５及び垂直角調整モータ５１を駆動して、既に述べた方法によってターゲット２３の中心位置を探査させ、ガイドレーザ光Ｐをポール８１’に設けられたターゲット２３の中心に向けて方向設定する（Ｓ．２０）。このように、誘導用ミラー７６’によって、ガイドレーザ光Pの照射方向は鉛直平面Z内に誘導され、ガイドレーザ光照射方向の設定は完了する。
【００７３】
なお、このガイドレーザ光の方向設定システムによるガイドレーザ光Ｐの照射方向設定作業の実施例１においては、測量機１０１が位置測量データ送信装置１０５と自動追尾装置１０６とを備え、誘導用ミラー７６’の側のポール８１’には位置測量データ受信装置８２とデータコレクタ１０４とが設けられているので、作業者はわざわざ測量機１０１の設置された場所に出向いて直接操作する必要がなく、誘導用ミラー７６’の側にいながらにして、各反射ミラーの位置情報の確認、誘導用ミラー７６’を移動させたときの測量機による追尾等の殆どの作業を行うことができる。
【００７４】
［変形例１］
本発明のガイドレーザ光の方向設定作業方法の実施例では、第２反射ミラー７６と誘導用ミラー７６’とを別々に準備して用いたが、第２反射ミラーと誘導用ミラーとが同一のものであってもよい。
【００７５】
まずポール８１’に取り付けられた誘導用ミラー７６’を、その反射位置が基準点８３の鉛直上方に位置するように設置する。ポール８１’には、施工計画に基づいたガイドレーザ光Ｐの勾配角に対応する位置にターゲット２３が設けられ、位置測量データ受信装置８２及びデータコレクタ１０４も設けられている。第１反射ミラー７５は、実施例と同様にその反射位置が基準点７７の鉛直上方に位置するように設置されている。
【００７６】
無線等により測量機１０１を作動させ、第１反射ミラー７５と基準点８３の鉛直上方に設置された誘導用ミラー７６’との位置測量を行い、それらの位置測量データを位置測量データ受信装置８２に送信する。データコレクタ１０４は、受信した位置測量データに基づいて、基準点７７及び基準点８３を含む鉛直平面Ｚを演算して決定する。
【００７７】
位置測量データを送信した後は、誘導用ミラー７６’を移動させても問題はないので、誘導用ミラー７６’を基準点８３の鉛直上方から移動させて溝７４内にポール８１’を鉛直に立てて設置する。その後は、実施例と同様の作業に基づいて、ガイドレーザ光Ｐの方向設定作業を行う。
【００７８】
この変形例１では、第２反射ミラーと誘導用ミラーとに同一のものを用いているので、反射ミラーを多数準備する必要がなく、費用を低減させることができる。
【００７９】
［変形例２］
本発明のガイドレーザ光の方向設定作業方法の実施例では、第１反射ミラー７５と第２反射ミラー７６と誘導用ミラー７６’とを別々に準備して用いたが、第１反射ミラーと第２反射ミラーと誘導用ミラーとが同一のものであってもよい。
【００８０】
まずポール８１’に取り付けられた誘導用ミラー７６’を、その反射位置が基準点７７の鉛直上方に位置するように設置する。ポール８１’には、施工計画に基づいたガイドレーザ光Ｐの勾配角に対応する位置にターゲット２３が設けられ、位置測量データ受信装置８２及びデータコレクタ１０４も設けられている。
【００８１】
無線等により測量機１０１を作動させ、基準点７７の鉛直上方に設置された誘導用ミラー７６’の位置測量を行い、その位置測量データを位置測量データ受信装置８２に送信する。位置測量データを送信した後は、誘導用ミラー７６’を基準点７７の鉛直上方から移動させても問題はない。
【００８２】
続いて誘導用ミラー７６’を、その反射位置が基準点８３の鉛直上方に位置するように設置し、無線等により測量機１０１を作動させ、基準点８３の鉛直上方に設置された誘導用ミラー７６’の位置測量を行う。その位置測量データを位置測量データ受信装置８２に送信する。
【００８３】
データコレクタ１０４は、基準点７７の鉛直上方に設置された誘導用ミラー７６’の位置測量データと、基準点８３の鉛直上方に設置された誘導用ミラー７６’の位置測量データとに基づいて、基準点７７及び基準点８３を含む鉛直平面Ｚを演算して決定する。
【００８４】
位置測量データを送信した後は、誘導用ミラー７６’を基準点８３の鉛直上方から移動させても問題はないので、誘導用ミラー７６’を基準点８３から移動させて溝７４内にポール８１’を鉛直に立てて設置する。その後は、実施例と同様の作業に基づいて、ガイドレーザ光Ｐの方向設定作業を行う。
【００８５】
この変形例２では、第１反射ミラーと第２反射ミラーと誘導用ミラーとに同一のものを用いているので、反射ミラーを多数準備する必要がなく、さらに費用を低減させることができる。
【００８６】
［変形例３］
本発明のガイドレーザ光の方向設定作業方法の実施例では、第２反射ミラー７６を、その反射位置が基準点８３の鉛直上方に位置するように配置し、測量機１０１を第１反射ミラー７５及び第２反射ミラー７６を見通せる地点１０２に設置したが、図１２に示すように、第２反射ミラー７６を省略して、測量機１０１を基準点８３に設置してもよい。
【００８７】
無線等により測量機１０１を作動させ、第１反射ミラー７５の位置測量を行い、その位置測量データを位置測量データ受信装置８２に送信する。
【００８８】
データコレクタ１０４は、受信した第１反射ミラー７５の位置測量データと測量機１０１自身の位置データ（すなわち原点位置）とに基づいて、基準点７７と基準点８３とを含む鉛直平面Ｚを演算して決定する。その後は、実施例と同様の作業に基づいて、ガイドレーザ光Ｐの方向設定作業を行う。
【００８９】
この変形例３では、測量機１０１を基準点８３に設置して作業を行うことができるので、広い作業エリアを使用する必要がない。また第２反射ミラーを省略することができるので、費用も低減させることができる。
【００９０】
【発明の効果】
本発明のガイドレーザ光の方向設定方法によれば、足場の不安定なマンホールの上に経緯儀を設置する必要がなく、足場の安定する地点を選んで経緯儀を設置することができる。したがって、経緯儀の操作が容易となり、熟練作業者でなくても効率よく精度の高い測量作業を行うことができ、ひいては精度の高いパイプ接続を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のガイドレーザ光の方向設定作業システムに用いるガイドレーザ光照射装置の外観図である。
【図２】  図１に示すターゲットと、ターゲットによる反射レーザ光に基づくパルスとの関係を示し、（ａ）はターゲットの平面図、（ｂ）は反射レーザ光により得られるパルスの一例を示す図である。
【図３】  図１に示すガイドレーザ光照射装置の反射光検出回路のブロック図である。
【図４】  図３に示す反射光検出回路を用いてのガイドレーザ光の走査を説明するためのフローチャートである。
【図５】  図１に示すガイドレーザ光照射装置の内部構成を示す側面図である。
【図６】  図１に示すガイドレーザ光照射装置の内部構成を示す縦面図である。
【図７】  図１に示すガイドレーザ光照射装置の内部構成を示す正面断面図である。
【図８】  図１に示すガイドレーザ光照射装置の駆動回路を説明するためのブロック図である。
【図９】  本発明に係るガイドレーザ光の方向設定システムによるガイドレーザ光の照射方向設定作業の実施例１の説明図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図１０】  本発明の実施例１に係るガイドレーザ光の照射方向設定作業に用いられる測量機の内部構成を示すブロック図である。
【図１１】  本発明の実施例１に係るガイドレーザ光の照射方向設定作業の作業手順を説明するフローチャートである。
【図１２】  本発明に係るガイドレーザ光の方向設定システムによるガイドレーザ光の照射方向設定作業の変形例３の説明図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
【図１３】  従来のガイドレーザ光の方向設定作業の一例を示す図である。
【符号の説明】
Ｐ…ガイドレーザ光
Ｚ…鉛直平面
２０…ガイドレーザ照射装置
２３…ターゲット
２５…再帰反射面
７５…第１反射ミラー
７６…第２反射ミラー
７６’…誘導用ミラー
７７…基準点（第１既知点）
８１，８１’…ポール
８２…位置測量データ受信装置
８３…基準点（第２既知点）
１０１…測量機
１０４…データコレクタ（演算手段）
１０４ａ…表示部
１０５…位置測量データ送信装置
１０６…自動追尾装置
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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