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JP4358952B2 - Surveying instrument and surveying method - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動焦点合わせ機能を有する測量機に関し、特に複数の位置に対する焦点合わせを順次自動で行う様にした測量機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
測量には、位置を測定し情報を得る測量と、情報に基づいて位置を特定する測量とがある。
【0003】
後者の情報に基づいて位置を特定する測量、例えば所定の距離に道路に沿って電信柱等を立設する為の基礎となる測量作業のステークアウトがある。
【0004】
図7に於いて、ステークアウトについて説明する。
【0005】
与点(既知点)に据付けられたトータルステーション1から、立設位置を示す測量情報に従って、作業者の持つ測距用プリズム3の付いたポール2を視準する。
【0006】
前記測距用プリズム3を視準して距離(測距)と方向角(測角)から前記ポール2の位置を測定する。設定値との差がある場合には、作業者に指示を出し、この作業を繰返す。最終的に該ポール2が所定の位置になった時に1つの設定作業が終わる。更に、該前記ポール2を移動して同様に所定の位置に設定する。通常ステークアウトはこの作業を何回も繰返し行う。
【0007】
この様な作業に使用される前記トータルステーション1としては角度を電気的に読む測角機能と、距離を光波で測る測距機能を経緯儀に一体にしたトータルステーションが一般的である。
【0008】
トータルステーションの制御部には作業に応じたプログラムが記憶されており、プログラムに従って作業手順が組まれている。ステークアウトはこの作業手順に従って測量を繰返す。記憶されている分だけ幾らか作業は楽であるが基本的には殆ど同じであり、前記ポール2が所定の位置に合致する迄測定が繰返し行われる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
前述した様に、ステークアウトでは所定の位置に合う迄、測距装置を用いて測定を繰返す。測量装置に使用している測距装置は非常に高精度であって、数ミリの誤差で測定することができる。従って、高い精度の位置合わせができる反面、ある程度時間を必要とし、測定の時は前記ポール2が揺れない様に維持する必要がある。この為、1つの位置合わせに数回の測定が必要となる。
【0010】
上記した様にステークアウトは、1つの位置の設定に時間を要すると共に、予想外に過酷な作業となっている。然し乍ら、設定位置の近くでは、精度の高い測定は必要であるが、そうでない場合はそれ程の精度は必要なく、概略の距離が分かれば充分である。
【0011】
本発明は斯かる実情に鑑み、ステークアウトが迅速に行え、而も作業者の労力を軽減することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、自動合焦手段と、少なくとも求点に関する距離情報が記憶された記憶部と、前記距離情報を基に前記自動合焦手段を制御し焦点合わせを行う制御演算部とを具備する測量機に係り、又距離表示部を更に具備すると共に前記自動合焦手段が合焦状態を検出する検出手段を有し、前記制御演算部が前記検出手段からの検出結果から測定目標物迄の距離を測距し、測距結果と前記距離情報との差を演算し、演算結果を前記距離表示部に表示する様にした測量機に係り、更に又前記記憶部は複数の求点に関する距離情報を記憶すると共に作業手順プログラムを記憶し、複数の求点について順次焦点合わせを行う様にした測量機に係るものである。又本発明は、求点に対する距離情報を記憶し、測定対象物に焦点合わせし、焦点合わせの状態から測定対象物迄の距離を測距し、前記距離情報と測距距離との差を求め、差を0とする様に測定対象物を移動させ求点を求める測量方法に係り、又前記距離情報と測距距離との差が表示され、表示に基づき求点を求める測量方法に係るものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【0014】
図1はトータルステーション1である測量機を示すものであり、三脚(図示せず)に基台部5を介して架台6が載設され、該架台6には視準望遠鏡部7が支持されている。前記基台部5は整準螺子8を有し、該整準螺子8により前記架台6が水平となる様に整準が行われる。又、該架台6は鉛直軸心を中心に回転可能であり、前記視準望遠鏡部7は水平軸心を中心に回転可能である。前記架台6には手動の焦点合わせ摘み9が設けられている。該焦点合わせ摘み9は図3に示す様に、粗調ダイアル摘み31、微調ダイアル摘み32が組合わされたものであり、前記粗調ダイアル摘み31は前記焦点合わせ摘み9の外輪として回転自在に設けられ、前記微調ダイアル摘み32は前記粗調ダイアル摘み31の内側に回転自在に設けられている。前記粗調ダイアル摘み31は例えばポテンショメータに連結され、前記微調ダイアル摘み32は例えばロータリエンコーダに連結される。
【0015】
又、前記架台6には操作入力部26が設けられている。該操作入力部26は図2に示す様に、表示部27、操作キー28を有し、測距、測角で自動焦点合わせを行う場合、手動の焦点合わせを行う場合に、トータルステーション1に作業条件、例えばステークアウトの場合、複数ある求点についての位置は事前に分っているので、トータルステーション1とそれぞれの求点迄の距離を前記操作キー28により入力し、更に入力した作業条件、或は測距、測角の測定結果等が前記表示部27に表示される。
【0016】
前記表示部27には測定対象物迄の距離の測定値を表示する他に、測定対象物迄の概略距離を表示する距離表示部27aが設けられ、該距離表示部27aは上下に長い棒状であり、下端が0、上端が∞の距離となっており、測定対象物の位置は前記距離表示部27aに表示される横線の位置によって表示される。前記操作キー28はテンキー部28a、機能選択キー部28bを有し、該機能選択キー部28bでは測距モード、或は自動焦点モード、手動焦点モード等の機能を選択する。
【0017】
次に、図4に於いて、測量機の自動焦点装置の概略の構成について説明する。
【0018】
トータルステーション1は制御演算部16、測距部51、測角部54、合焦部22を具備し、前記制御演算部16には記憶部21、データ入出力部23、前記操作入力部26、前記表示部27が接続されている。
【0019】
前記測距部51は発光部52を駆動制御し、測距光を測定対象物即ち前記ポール2に設けられているプリズム3に照射し、該プリズム3により反射された反射測距光は受光部53に受光され、受光信号が前記測距部51に入力され、該測距部51に於いて前記プリズム3迄の距離が演算され、演算結果は前記制御演算部16に入力される。該制御演算部16はこの演算された距離と求点の距離情報との差を演算し、測距距離、及び距離情報との差を前記表示部27に表示する。
【0020】
前記測角部54には前記視準望遠鏡部7の傾斜角を検出する鉛直角エンコーダ55からの検出信号が入力されると共に架台6の回転角を検出する水平角エンコーダ56からの検出信号が入力され、前記視準望遠鏡部7で前記プリズム3を視準した状態での視準方向の角度が測定される。測定結果は前記制御演算部16に入力される。測角は前記表示部27に表示される。
【0021】
又、前記合焦部22は前記視準望遠鏡部7の自動焦点合わせを行うが、後述する様に合焦作動は前記制御演算部16により制御される。
【0022】
前記記憶部21にはステークアウト等特定の作業手順に関する作業手順プログラム24が格納され、又前記操作入力部26より入力された求める各々の位置(求点)の位置情報等の作業条件が格納されている。前記した様に、位置情報には前記トータルステーション1からポール2迄の距離情報も含まれている。
【0023】
前記作業手順プログラム24が定める1つの作業手順としては、複数の求点がある場合、例えばもっとも近い求点の測定対象物に対する合焦から、遠方の測定対象物に向かって順次合焦していくものであり、1つの求点に対し合焦する場合、先ず、距離情報に基づきエンコーダ20からの信号を基に求点に対する合焦を行い、次に、前記制御演算部16による自動合焦作動により前記合焦部22を制御し、求点近傍に保持された目標対象物(前記ポール2)に対して正確な合焦を行う。1つの求点に関して合焦が完了すると、同様な手順で次の求点に対する合焦が繰返される。
【0024】
又、前記作業手順プログラム24が定める他の作業手順としてステークアウトで、前記視準望遠鏡部7で測定対象物(前記ポール2)を視準し、自動焦点合わせを行う状態でのトータルステーション1側の作業者の指示に従い、ポール2側の作業者が前記ポール2を求点に向かって移動していく。自動焦点合わせにより、前記エンコーダ20からの信号で、この時の前記ポール2迄の概略の距離が測距される。距離情報としては、予め求点に対する距離データが入力されており、最初の求点迄の距離データと前記測距距離との差が演算される。この差は前記距離表示部27aに表示され、トータルステーション1側の作業者がこの差が解消される様に、前記ポール2側の作業者に指示を出す。該ポール2が求点近傍になると、該ポール2に対して前記測距部51による正確な測距が行われ、該測距距離と距離データとの差が演算され、この差は前記距離表示部27aに表示され、トータルステーション1側の作業者がこの差が解消される様に、前記ポール2側の作業者に指示を出す。
【0025】
図5に於いて前記合焦部22について説明する。
【0026】
対物レンズ部11と、ビームスプリッタ12と、焦点板13と、接眼レンズ部14とが同一光軸上に配設され、結像光学系10を構成し、該結像光学系10は前記視準望遠鏡部7に収納される。前記ビームスプリッタ12の分割光軸上には前記焦点板13と共役の位置にリニアセンサ15が配置されている。該リニアセンサ15には前記制御演算部16が電気的に接続され、前記対物レンズ部11には自動焦点合わせの合焦駆動部17が連結されている。
【0027】
前記対物レンズ部11は、前記ポール2のパターンの像を形成する為のものであり、対物レンズ18と移動可能なインタナルレンズ19とから構成されており、該インタナルレンズ19を前記合焦駆動部17により光軸に沿って移動させることで前記ポール2、プリズム3の像を前記焦点板13、リニアセンサ15に焦点を合わせることができる。
【0028】
前記ビームスプリッタ12は、光を前記接眼レンズ部14方向と、前記リニアセンサ15方向に分割させる為のものである。前記接眼レンズ部14は、測量者が前記ポール2を目視する為のものである。前記焦点板13には視準軸に対する十字線が描かれ、該焦点板13に視準像が結像される。十字線の交点に像の中心を一致させることにより視準方向となる。更に、該焦点板13の前には図示しないが、反射ミラー又はプリズム構成される正立光学系が置かれている。
【0029】
前記リニアセンサ15はパターン検出部及び光電変換部に該当するもので、前記対物レンズ部11によって形成された視準目標のパターン像を電気信号に変換する。検出信号に基づいてレベル検出及び自動焦点合わせを行う。前記リニアセンサ15は、例えばCCDリニアセンサであり、又フォトダイオード等の受光素子を一次元的に配置したリニアイメージセンサであれば、何れのセンサも採用することができる。尚、図5に於けるリニアセンサ15は水平となる様に配置されている。
【0030】
前記制御演算部16には前記操作入力部26及び手動合焦制御部33が接続されている。前記手動合焦制御部33は前記焦点合わせ摘み9から入力される合焦信号を基に前記合焦駆動部17を駆動すると共に前記焦点合わせ摘み9から合焦信号が入力されている状態を前記制御演算部16に入力する。
【0031】
該制御演算部16は前記操作入力部26からの自動合焦モード、手動合焦モード選択信号により、前記自動合焦制御を行うか或は前記手動合焦制御部33からの信号を有効に手動合焦制御とするかを決定する。或は、前記手動合焦制御部33から前記焦点合わせ摘み9から合焦信号が入力されている状態についての信号が入力された場合、前記手動合焦制御部33からの信号を有効とし、該手動合焦制御部33からの信号が途絶えて所定時間経過後は前記制御演算部16からの信号が有効であるとする様にしてもよい。又、前記リニアセンサ15からの信号は前記制御演算部16に入力され、合焦作用のフィードバック信号として利用される。
【0032】
前記合焦駆動部17は、前記制御演算部16からの合焦指令信号に基づき、前記インタナルレンズ19を所定量移動させる為のものである。本実施の形態では、前記合焦駆動部17のモータとして円弧モータが採用されているが、超音波モータ等の様に前記インタナルレンズ19を往復移動させることができるものであれば、何れの駆動手段も採用することができる。尚、前記合焦駆動部17には前記エンコーダ20が取付けられ、モータの回転量即ち前記インタナルレンズ19の移動量が検出される様になっている。
【0033】
前記制御演算部16は前記リニアセンサ15からの信号を取込み、取込んだ出力信号を微分し、立上がり、立下がりエッジから合焦状態を判断する。
【0034】
前記制御演算部16は合焦状態の判断結果を基に前記合焦駆動部17に合焦指令信号を発し、該合焦駆動部17を駆動して、前記リニアセンサ15上に像が結像する様に前記インタナルレンズ19を光軸に沿って前後に移動させる。該インタナルレンズ19の移動に伴い、前記リニアセンサ15上の像のエッジ、コントラストが変化し、前記制御演算部16はエッジ、コントラストの最も高い位置を検知して合焦させる様になっている。
【0035】
尚、本実施の形態では、オートフォーカスにコントラスト方式を採用しているが、この方式に限定されることなく、他の方式でもよい。
【0036】
更に、前記合焦状態、合焦途中のインタナルレンズ19の位置は前記エンコーダ20により検出され、該エンコーダ20の検出信号は前記制御演算部16に入力される。合焦位置での前記エンコーダ20の位置検出信号を検出し、該エンコーダ20が検出するしたインタナルレンズ19の位置から、前記トータルステーション1と前記ポール2迄の距離を演算する。演算結果は前記距離表示部27aに表示される。
【0037】
前記対物レンズ部11から入射した入射光は、前記ビームスプリッタ12で分割され、前記リニアセンサ15に集光する。
【0038】
手動で焦点合わせを行う場合は、前記機能選択キー部28bにより、手動合焦モードを選択する。或は、制御演算部16に自動/手動切替え機能を設定し、前記手動合焦制御部33から信号が入力した時は手動合焦制御部33からの信号を優先させる様にしてもよい。
【0039】
尚、手動合焦モードから自動合焦モードへの復帰は、前記手動合焦制御部33からの信号が所定時間前記制御演算部16に入力しない場合に、自動的に自動合焦モードに切替る様になっている。又、自動合焦モードで焦点合わせ作動が完了した後所定時間経過後、自動合焦モードに切替る様にしてもよい。
【0040】
上記手動合焦制御部33では、前記粗調ダイアル摘み31がポテンショメータであって、前記微調ダイアル摘み32がロータリエンコーダであったが、前記粗調ダイアル摘み31がロータリエンコーダであって、前記微調ダイアル摘み32がポテンショメータであってもよい。尚、前記焦点合わせ摘み9を省略し、前記操作入力部26に焦点合わせ操作キー28cを設け、該焦点合わせ操作キー28cにより、手動の焦点合わせを行ってもよい。
【0041】
図6を参照してステークアウトについて説明する。
【0042】
STEP 1:前記操作表示部26の機能選択キー部28bにより、ステークアウトモードを選択し、ステークアウトを開始する。
【0043】
STEP 2:前記記憶部21から、作業手順プログラム24内のステークアウトについての作業手順プログラムが呼込まれる。
【0044】
STEP 3:最初の求点に対する距離情報が呼込まれる。
【0045】
STEP 4:前記ポール2が視準され、自動焦点合わせが開始される。
【0046】
STEP 5:自動焦点合わせにより前記エンコーダ20からの信号を基に概略測距が行われる。
【0047】
STEP 6:概略測距結果と前記距離情報との差が演算され、演算結果は前記距離表示部27aに表示される。
【0048】
STEP 7:概略測距結果と前記距離情報とが一致しているかどうかの判断がされ、一致していない場合はSTEP8へ進み、一致している場合はSTEP9に進む。
【0049】
STEP 8:概略測距結果と前記距離情報との差が少なくなる方向に前記ポール2を移動させ、移動された後STEP4に進み、概略測距結果と前記距離情報との差を0とする。
【0050】
STEP 9:概略測距結果と前記距離情報との差が0となると、前記測距部51による精密測距が行われる。
【0051】
STEP10:精密測距結果と前記距離情報との差が演算され、演算結果は前記距離表示部27aに表示される。
【0052】
STEP11,STEP12:精密測距結果と前記距離情報との差が0であるかどうかの判断がなされ(STEP11)、0でない場合はSTEP12に進み演算結果に相当する距離だけ前記ポール2を移動させる。移動させた状態で精密測距(STEP9)が行われ、STEP10以降の作業が繰返される。
【0053】
STEP13,STEP14:精密測距結果と前記距離情報との差が0であり、求点が求められたと判断された場合(STEP13)、次に決定する求点があるかどうか判断される(STEP14)。次の求点がある場合は、STEP3に戻り求点の決定作業が繰返される。
【0054】
STEP15:次に決定する求点がない場合はステークアウト作業が完了する。
【0055】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、自動合焦手段と、少なくとも求点に関する距離情報が記憶された記憶部と、前記距離情報を基に前記自動合焦手段を制御し焦点合わせを行う制御演算部とを具備するので、視準時に焦点合わせを行う必要がなくなり、作業が簡略化する。又、焦点合わせに基づき測定対象物迄の測距を行い、測距距離と距離情報との差に基づき測定対象物の位置決めを行う様にしたので、位置決め作業の繰返しが少なくなり、作業が迅速化し、作業者の負担が大幅に軽減する等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る測量機の自動焦点装置の正面図である。
【図2】該測量機の自動焦点装置の操作表示部の正面図である。
【図3】手動で焦点合せを行う場合に使用される焦点合わせ摘みの斜視図である。
【図4】本発明の実施の形態を示すブロック構成図である。
【図5】該実施の形態に於ける結像光学系及び合焦制御部のブロック図である。
【図6】同前本発明の実施の形態の作用を示すフローチャートである。
【図7】トータルステーションによる求点決定の状態を示す説明図である。
【図8】(A)(B)は望遠鏡視野と対象物の大きさとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
1 トータルステーション
2 ポール
3 プリズム
7 視準望遠鏡部
9 焦点合わせ摘み
11 対物レンズ部
12 ビームスプリッタ
13 焦点板
15 リニアセンサ
16 制御演算部
17 合焦駆動部
20 エンコーダ
21 記憶部
22 合焦部
26 操作入力部
27 表示部
51 測距部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a surveying instrument having an automatic focusing function, and more particularly to a surveying instrument which automatically performs sequential focusing on a plurality of positions.
[0002]
[Prior art]
There are two types of surveying: surveying for measuring position and obtaining information, and surveying for specifying a position based on information.
[0003]
There is a survey that specifies the position based on the latter information, for example, a stakeout of a survey work that is the basis for erecting a telegraph pole or the like along a road at a predetermined distance.
[0004]
With reference to FIG. 7, stakeout will be described.
[0005]
From the total station 1 installed at the given point (known point), the pole 2 with the distance measuring prism 3 held by the operator is collimated according to the survey information indicating the standing position.
[0006]
The position of the pole 2 is measured from the distance (distance measurement) and the direction angle (angle measurement) by collimating the distance measurement prism 3. If there is a difference from the set value, the operator is instructed and this operation is repeated. When the pole 2 finally reaches a predetermined position, one setting operation is completed. Further, the pole 2 is moved and similarly set to a predetermined position. Usually, stakeout repeats this work many times.
[0007]
The total station 1 used for such work is generally a total station in which an angle measuring function for electrically reading an angle and a distance measuring function for measuring a distance by a light wave are integrated with a theodolite.
[0008]
A program corresponding to the work is stored in the control unit of the total station, and a work procedure is set according to the program. The stakeout repeats surveying according to this work procedure. The work is somewhat easier as much as it is stored, but basically it is almost the same, and the measurement is repeated until the pole 2 matches a predetermined position.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the stakeout, the measurement is repeated using the distance measuring device until the predetermined position is reached. The distance measuring device used in the surveying device is very accurate and can measure with an error of several millimeters. Therefore, while positioning with high accuracy is possible, it takes a certain amount of time, and it is necessary to maintain the pole 2 so that it does not shake during measurement. For this reason, several measurements are required for one alignment.
[0010]
As described above, stakeout requires time to set one position and is unexpectedly demanding work. However, high-precision measurements are necessary near the set position, but not so much accuracy is necessary otherwise, it is sufficient if the approximate distance is known.
[0011]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to perform stakeout quickly and to reduce the labor of an operator.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a surveying instrument comprising an automatic focusing unit, a storage unit storing at least distance information related to a point finding, and a control calculation unit that controls the automatic focusing unit based on the distance information and performs focusing. The automatic focusing means has a detecting means for detecting the in-focus state, and the control calculation section is a distance from the detection result from the detecting means to the measurement target. , And a difference between the distance measurement result and the distance information is calculated, and the calculation result is displayed on the distance display unit. Further, the storage unit is distance information on a plurality of points. And a work procedure program, and a surveying instrument that sequentially focuses a plurality of points. Further, the present invention stores distance information for the point to be obtained, focuses on the measurement object, measures the distance from the focused state to the measurement object, and obtains a difference between the distance information and the distance measured. , Relating to a surveying method for obtaining a point by moving a measurement object so that the difference is 0, and also relating to a surveying method for obtaining a point based on a display in which the difference between the distance information and the distance measured is displayed It is.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 shows a surveying instrument which is a total station 1, and a gantry 6 is mounted on a tripod (not shown) via a base unit 5, and a collimating telescope unit 7 is supported on the gantry 6. Yes. The base unit 5 has leveling screws 8, and leveling is performed by the leveling screws 8 so that the mount 6 is horizontal. The gantry 6 can be rotated about a vertical axis, and the collimating telescope unit 7 can be rotated about a horizontal axis. The gantry 6 is provided with a manual focusing knob 9. As shown in FIG. 3, the focus knob 9 is a combination of a coarse dial knob 31 and a fine dial knob 32, and the coarse dial knob 31 is rotatably provided as an outer ring of the focus knob 9. The fine dial knob 32 is rotatably provided inside the coarse dial knob 31. The coarse dial knob 31 is connected to, for example, a potentiometer, and the fine dial knob 32 is connected to, for example, a rotary encoder.
[0015]
The gantry 6 is provided with an operation input unit 26. As shown in FIG. 2, the operation input unit 26 has a display unit 27 and operation keys 28. When performing automatic focusing by distance measurement and angle measurement, or when performing manual focusing, the operation input unit 26 operates on the total station 1. In the case of conditions, for example, stake out, the positions for a plurality of points are known in advance, so the distance to the total station 1 and each point is input by the operation key 28, and the input work conditions or The distance measurement, the measurement result of the angle measurement, and the like are displayed on the display unit 27.
[0016]
In addition to displaying the measured value of the distance to the measurement object, the display unit 27 is provided with a distance display part 27a for displaying the approximate distance to the measurement object. Yes, the lower end is 0, and the upper end is ∞, and the position of the measurement object is displayed by the position of the horizontal line displayed on the distance display portion 27a. The operation key 28 has a numeric keypad portion 28a and a function selection key portion 28b, and the function selection key portion 28b selects a function such as a distance measurement mode, an automatic focus mode, or a manual focus mode.
[0017]
Next, referring to FIG. 4, a schematic configuration of the automatic focusing device of the surveying instrument will be described.
[0018]
The total station 1 includes a control calculation unit 16, a distance measurement unit 51, an angle measurement unit 54, and a focusing unit 22. The control calculation unit 16 includes a storage unit 21, a data input / output unit 23, the operation input unit 26, the A display unit 27 is connected.
[0019]
The distance measuring unit 51 drives and controls the light emitting unit 52 to irradiate the object to be measured, that is, the prism 3 provided on the pole 2, and the reflected distance measuring light reflected by the prism 3 is received by the light receiving unit. 53, the received light signal is input to the distance measuring unit 51, the distance to the prism 3 is calculated in the distance measuring unit 51, and the calculation result is input to the control calculating unit 16. The control calculation unit 16 calculates the difference between the calculated distance and the distance information of the obtained point, and displays the distance measurement distance and the difference between the distance information on the display unit 27.
[0020]
The angle measurement unit 54 receives a detection signal from a vertical angle encoder 55 that detects the tilt angle of the collimating telescope unit 7 and a detection signal from a horizontal angle encoder 56 that detects the rotation angle of the gantry 6. Then, the angle of the collimation direction in the state where the prism 3 is collimated by the collimating telescope unit 7 is measured. The measurement result is input to the control calculation unit 16. The angle measurement is displayed on the display unit 27.
[0021]
The focusing unit 22 performs automatic focusing of the collimating telescope unit 7. The focusing operation is controlled by the control calculation unit 16 as described later.
[0022]
The storage unit 21 stores a work procedure program 24 relating to a specific work procedure such as a stakeout, and stores work conditions such as position information of each position (determined point) obtained from the operation input unit 26. ing. As described above, the position information includes distance information from the total station 1 to the pole 2.
[0023]
As one work procedure defined by the work procedure program 24, when there are a plurality of points, for example, the focus is gradually focused from the focus on the measurement object having the nearest point toward the measurement object far away. When focusing on one point, first, focusing on the point is performed based on the signal from the encoder 20 based on the distance information, and then the automatic focusing operation by the control calculation unit 16 is performed. The focusing unit 22 is controlled by the above, and accurate focusing is performed on the target object (the pole 2) held in the vicinity of the point. When focusing for one point is completed, focusing for the next point is repeated in the same procedure.
[0024]
Further, as another work procedure defined by the work procedure program 24, the total station 1 side in a state in which the object to be measured (the pole 2) is collimated by the collimating telescope unit 7 and autofocusing is performed is stake out. In accordance with the operator's instructions, the worker on the pole 2 side moves the pole 2 toward the score. By the automatic focusing, the approximate distance to the pole 2 at this time is measured by the signal from the encoder 20. As the distance information, distance data for the obtained point is input in advance, and the difference between the distance data up to the first obtained point and the distance measured is calculated. This difference is displayed on the distance display section 27a, and the operator on the total station 1 side gives an instruction to the worker on the pole 2 side so that the difference is eliminated. When the pole 2 is in the vicinity of the sought point, the distance measurement unit 51 performs accurate distance measurement on the pole 2, and the difference between the distance measurement distance and the distance data is calculated. Displayed on the unit 27a, the worker on the total station 1 side gives an instruction to the worker on the pole 2 side so that this difference is eliminated.
[0025]
The focusing unit 22 will be described with reference to FIG.
[0026]
The objective lens unit 11, the beam splitter 12, the focusing screen 13, and the eyepiece lens unit 14 are disposed on the same optical axis to form the imaging optical system 10, and the imaging optical system 10 is the collimation. It is stored in the telescope unit 7. On the split optical axis of the beam splitter 12, a linear sensor 15 is disposed at a position conjugate with the focusing screen 13. The linear sensor 15 is electrically connected to the control calculation unit 16, and the objective lens unit 11 is connected to a focusing drive unit 17 for automatic focusing.
[0027]
The objective lens unit 11 is for forming an image of the pattern of the pole 2, and is composed of an objective lens 18 and a movable internal lens 19, and the internal lens 19 is in focus. The image of the pole 2 and the prism 3 can be focused on the focusing screen 13 and the linear sensor 15 by being moved along the optical axis by the driving unit 17.
[0028]
The beam splitter 12 is used to divide light into the eyepiece 14 direction and the linear sensor 15 direction. The eyepiece unit 14 is used by a surveyor to view the pole 2. A cross line with respect to the collimation axis is drawn on the focusing screen 13, and a collimation image is formed on the focusing screen 13. The collimation direction is obtained by making the center of the image coincide with the intersection of the crosshairs. Further, an erecting optical system including a reflecting mirror or a prism is placed in front of the focusing screen 13 (not shown).
[0029]
The linear sensor 15 corresponds to a pattern detection unit and a photoelectric conversion unit, and converts a collimation target pattern image formed by the objective lens unit 11 into an electrical signal. Level detection and automatic focusing are performed based on the detection signal. The linear sensor 15 is, for example, a CCD linear sensor, and any sensor can be adopted as long as it is a linear image sensor in which light receiving elements such as photodiodes are arranged one-dimensionally. In addition, the linear sensor 15 in FIG. 5 is arrange | positioned so that it may become horizontal.
[0030]
The operation input unit 26 and the manual focusing control unit 33 are connected to the control calculation unit 16. The manual focusing control unit 33 drives the focusing driving unit 17 based on the focusing signal input from the focusing knob 9 and indicates that the focusing signal is input from the focusing knob 9. Input to the control calculation unit 16.
[0031]
The control calculation unit 16 performs the automatic focusing control according to the automatic focusing mode / manual focusing mode selection signal from the operation input unit 26 or effectively manually outputs the signal from the manual focusing control unit 33. Decide whether to use focus control. Alternatively, when a signal about a state in which a focusing signal is input from the focusing knob 9 is input from the manual focusing control unit 33, the signal from the manual focusing control unit 33 is validated, You may make it the signal from the said control calculating part 16 become effective after the signal from the manual focusing control part 33 stops and predetermined time passes. A signal from the linear sensor 15 is input to the control calculation unit 16 and used as a feedback signal for focusing.
[0032]
The focus driving unit 17 is for moving the internal lens 19 by a predetermined amount based on a focus command signal from the control calculation unit 16. In the present embodiment, an arc motor is employed as the motor of the focusing drive unit 17. However, any motor that can reciprocate the internal lens 19 like an ultrasonic motor or the like can be used. Driving means can also be employed. The encoder 20 is attached to the focusing drive unit 17 so that the rotation amount of the motor, that is, the movement amount of the internal lens 19 is detected.
[0033]
The control calculation unit 16 takes in the signal from the linear sensor 15, differentiates the taken out output signal, and determines the in-focus state from the rising and falling edges.
[0034]
The control calculation unit 16 issues a focus command signal to the focus drive unit 17 based on the determination result of the focus state, drives the focus drive unit 17, and an image is formed on the linear sensor 15. Thus, the internal lens 19 is moved back and forth along the optical axis. As the internal lens 19 moves, the edge and contrast of the image on the linear sensor 15 change, and the control calculation unit 16 detects and focuses the position with the highest edge and contrast. .
[0035]
In this embodiment, the contrast method is used for autofocusing, but the present invention is not limited to this method, and other methods may be used.
[0036]
Further, the in-focus state and the position of the internal lens 19 during the in-focus state are detected by the encoder 20, and the detection signal of the encoder 20 is input to the control calculation unit 16. A position detection signal of the encoder 20 at the in-focus position is detected, and the distance from the position of the internal lens 19 detected by the encoder 20 to the total station 1 and the pole 2 is calculated. The calculation result is displayed on the distance display section 27a.
[0037]
Incident light incident from the objective lens unit 11 is divided by the beam splitter 12 and condensed on the linear sensor 15.
[0038]
When performing manual focusing, the manual selection mode is selected by the function selection key unit 28b. Alternatively, an automatic / manual switching function may be set in the control calculation unit 16 so that when a signal is input from the manual focusing control unit 33, the signal from the manual focusing control unit 33 is given priority.
[0039]
Note that the return from the manual focusing mode to the automatic focusing mode automatically switches to the automatic focusing mode when a signal from the manual focusing control unit 33 is not input to the control calculation unit 16 for a predetermined time. It is like. In addition, after the focusing operation is completed in the automatic focusing mode, the automatic focusing mode may be switched after a predetermined time has elapsed.
[0040]
In the manual focusing control unit 33, the coarse dial knob 31 is a potentiometer and the fine dial knob 32 is a rotary encoder. However, the coarse dial knob 31 is a rotary encoder, and the fine dial dial. The knob 32 may be a potentiometer. The focusing knob 9 may be omitted, and a focusing operation key 28c may be provided in the operation input unit 26, and manual focusing may be performed using the focusing operation key 28c.
[0041]
The stakeout will be described with reference to FIG.
[0042]
STEP 1: The stakeout mode is selected by the function selection key unit 28b of the operation display unit 26, and stakeout is started.
[0043]
STEP 2: A work procedure program for stakeout in the work procedure program 24 is called from the storage unit 21.
[0044]
STEP 3: Distance information for the first point is called.
[0045]
STEP 4: The pole 2 is collimated and automatic focusing is started.
[0046]
STEP 5: Rough ranging is performed based on the signal from the encoder 20 by automatic focusing.
[0047]
STEP 6: The difference between the approximate distance measurement result and the distance information is calculated, and the calculation result is displayed on the distance display unit 27a.
[0048]
STEP 7: It is determined whether or not the approximate distance measurement result matches the distance information. If they do not match, the process proceeds to STEP 8, and if they match, the process proceeds to STEP 9.
[0049]
STEP 8: The pole 2 is moved in a direction in which the difference between the approximate distance measurement result and the distance information is reduced. After the movement, the process proceeds to STEP 4, and the difference between the approximate distance measurement result and the distance information is set to zero.
[0050]
STEP 9: When the difference between the approximate distance measurement result and the distance information becomes zero, the distance measurement unit 51 performs precise distance measurement.
[0051]
STEP 10: The difference between the precise distance measurement result and the distance information is calculated, and the calculation result is displayed on the distance display unit 27a.
[0052]
STEP11, STEP12: It is determined whether or not the difference between the precision distance measurement result and the distance information is 0 (STEP11). If not, the process proceeds to STEP12 and the pole 2 is moved by a distance corresponding to the calculation result. Precision ranging (STEP 9) is performed in the moved state, and the operations after STEP 10 are repeated.
[0053]
STEP13, STEP14: When the difference between the precision distance measurement result and the distance information is 0 and it is determined that a score is obtained (STEP 13), it is determined whether there is a score to be determined next (STEP 14). . If there is a next score, the process returns to STEP 3 and the score determination operation is repeated.
[0054]
STEP 15: If there is no score to be determined next, the stakeout operation is completed.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the automatic focusing means, the storage unit storing at least distance information related to the point finding, and the control calculation for controlling the automatic focusing means based on the distance information and performing focusing. Because it is not necessary to perform focusing at the time of collimation, and the work is simplified. In addition, the distance to the measurement object is measured based on the focusing, and the measurement object is positioned based on the difference between the distance measurement distance and the distance information. And exerts excellent effects such as significantly reducing the burden on the operator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an automatic focusing device of a surveying instrument according to the present invention.
FIG. 2 is a front view of an operation display unit of the automatic focusing device of the surveying instrument.
FIG. 3 is a perspective view of a focusing knob used when manual focusing is performed.
FIG. 4 is a block configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of an imaging optical system and a focusing control unit in the embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state of determining points by a total station.
FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams showing the relationship between the telescope field of view and the size of an object.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Total station 2 Pole 3 Prism 7 Collimating telescope part 9 Focusing knob 11 Objective lens part 12 Beam splitter 13 Focus plate 15 Linear sensor 16 Control calculating part 17 Focus drive part 20 Encoder 21 Storage part 22 Focusing part 26 Operation input part 27 Display section 51 Distance measuring section

Claims (5)

自動合焦手段と、少なくとも求点に関する距離情報が記憶された記憶部と、前記距離情報を基に前記自動合焦手段を制御し焦点合わせを行う制御演算部と、前記自動合焦手段が合焦状態を検出する検出手段を有し、前記制御演算部は、前記検出手段からの検出結果に基づき測定対象物迄の概略距離を求め、該概略距離と前記距離情報との比較によって測定対象物迄の精密距離測定を行うかどうかの判断を行うことを特徴とする測量機。  An automatic focusing unit, a storage unit that stores at least distance information related to the obtained point, a control calculation unit that controls the automatic focusing unit based on the distance information and performs focusing, and the automatic focusing unit Detecting means for detecting a focus state, wherein the control calculation unit obtains an approximate distance to the measurement object based on a detection result from the detection means, and compares the approximate distance with the distance information to determine the measurement object. A surveying instrument that judges whether or not to perform precise distance measurement. 距離表示部を更に具備し、前記制御演算部が前記概略距離と前記距離情報との差を演算し、演算結果を前記距離表示部に表示する様にした請求項1の測量機。  The surveying instrument according to claim 1, further comprising a distance display unit, wherein the control calculation unit calculates a difference between the approximate distance and the distance information, and displays a calculation result on the distance display unit. 前記記憶部は複数の求点に関する距離情報を記憶すると共に作業手順プログラムを記憶し、複数の求点について順次焦点合わせを行う様にし、更に前記制御演算部は前記精密距離測定の結果と前記距離情報との比較により、求点が求められたと判断された場合には、次の求点について焦点合わせを行うかどうか判断を行う請求項2の測量機。The storage unit stores distance information regarding a plurality of points and a work procedure program so that the plurality of points are sequentially focused, and the control calculation unit further includes the result of the precise distance measurement and the distance. 3. The surveying instrument according to claim 2, wherein when it is determined that a score has been obtained by comparison with information, it is determined whether or not to focus on the next score. 求点に対する距離情報を記憶し、測定対象物に焦点合わせし、焦点合わせの状態から測定対象物迄の距離を測距し、前記距離情報と測距距離との差を求め、該距離情報と測距距離との差によって精密距離測定を行うかどうかの判断を行い、精密距離測定を行うと判断した場合は、精密距離測定を行い、該精密距離測定の結果によって測定対象物を移動させ前記距離情報との差を0とする様に求点を求めることを特徴とする測量方法。The distance information for the point is stored, focused on the measurement object, the distance from the focused state to the measurement object is measured, the difference between the distance information and the distance measured is obtained, and the distance information and If it is determined whether to perform precision distance measurement based on the difference from the distance measurement, and if it is determined to perform precision distance measurement, perform the precision distance measurement , move the measurement object according to the result of the precision distance measurement , and A surveying method characterized in that a score is obtained so that a difference from distance information is zero. 前記距離情報と前記精密距離測定による距離情報との差が表示され、表示に基づき求点を求める請求項4の測量方法。The surveying method according to claim 4, wherein a difference between the distance information and the distance information by the precise distance measurement is displayed, and a score is obtained based on the display.
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