Оптико-электронный тахеометр
OPTOELECTRONIC TOTAL STATION

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проведения координатных измерений при выполнении обмеров помещений в геодезической и архитектурной практике.
Известно устройство панорамного зеркально-линзового объектива, в котором изображение создается за счет комбинации преломляющих и отражающих поверхностей, образующих единый оптический блок. Изображение имеет вид кольца и располагается внутри объектива. Панорамные зеркально-линзовые объективы реализуют цилиндрическую проекцию пространства в пределах широкой кольцевой зона с азимутальным углом 360°. Панорамный зеркально-линзовый объектив может использоваться как панорамная насадка к видеокамере. Видеокамера с панорамным зеркально-линзовым объективом позволяют измерять угловые координаты объектов, находящихся в угловом поле объектива [Патент РФ RU №2185645 М.Кл. G02B 13/06 от 20.07.2002 г.].
Недостатком данного устройства является невозможность определения дальности до объекта.
Известен способ панорамной стереосъемки с использованием двух панорамный зеркально-линзовых объективов, позволяющий определять три пространственный координаты объектов. [Патент РФ№2650088 M.Кл. G03B 37/04; G01C 11/00; G03B 37/04 от 01.12.2016 г.].
Недостатком устройств, реализующих этот способ, является низкая точность измерения дальности.
Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату является лазерный теодолит, в котором угловые координаты измеряются при наведения зрительной трубы на объект путем отсчета горизонтального и вертикального углов по вертикальным и горизонтальным кругам, расположенным на соответствующих вертикальной и горизонтальной осях, на которых подвешена зрительная труба [Патент РФ RU №2322648 M.Кл. G01C 1/02, от 02.05.2006 г. (прототип)].
Недостатком данного устройства является сложность конструкции и невозможность измерения дальности.
Технической задачей изобретения является обеспечение трехкоординатных измерений (двух угловых координат и дальности) при одновременном упрощении конструкции.
Поставленная цель достигается дополнительной установкой лазерного дальномера на зрительной трубе параллельно оси визирования и видеокамеры с панорамным объективом, закрепленной в неподвижном основании таким образом, что корпус видеокамеры является валом вертикальной осевой системы, а оптическая ось видеокамеры выполнена совпадающей с осью вращения вертикальной осевой системы.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема конструкции тахеометра; на фиг. 2 показаны цилиндрическая проекция пространства - а, кольцевое изображение пространства - б и вид кольцевого изображения с лазерным пятном и элементами конструкции, входящими в угловое поле объектива - в; на фиг. 3 показана оптическая схема видеокамеры.
Конструкция оптико-электронного тахеометра содержит панорамную видеокамеру - 1, подвижное основание вертикальной осевой системы - 2, стойки горизонтальной осевой системы - 3, зрительную трубу - 4, лазерный дальномер - 5 и неподвижное основание - 6, на оптической схеме видеокамеры показаны панорамный зеркально-линзовый объектив - 7, коллектор - 8 и показана плоскость изображения -9 точек А'' и В''.
Устройство работает следующим образом.
Панорамная видеокамера - 1с панорамным объективом смонтирована в цилиндрическом корпусе, установленным вертикально в неподвижном основании - 6. Корпус видеокамеры является валом вертикальной осевой системы. Вертикальная ось вращения совпадает с оптической ость видеокамеры. На подвижном основании - 2 располагаются стойки горизонтальной осевой системы, на оси которой установлена зрительная труба - 4 с закрепленным на ней лазерным дальномером - 5 таким образом, что луч лазерного дальномера - 5 всегда параллелен оси визирования зрительной трубы - 4. Система координат при измерении создается относительно неподвижного основания - 6 тахеометра. С помощью зрительной трубы - 4 луч лазерного дальномера - 5 наводят на измеряемую точку и определяют расстояние до этой точки, а по изображению лазерного пятна в кольце определяются ее угловые координаты: по углу - азимут, по углу h - высоту (фиг. 2). Для формирования изображения в устройство введен панорамный зеркально-линзовый объектив - 7, за которым установлен коллектор - 8 (фиг. 3). Изображение А' и В' точек пространства А и В создается внутри панорамного объектива и переносится коллектором - 8 в точки А'' и В'' плоскости изображения - 9, где располагается матрица приемников излучения видеокамеры - 1. Аналогично строятся изображения точек С и D пространства. Кольцевому изображению соответствуют углы цилиндрической проекции α и β, причем α угол изображаемого пространства, 2 β - темновая зона (фиг. 2).