JP2025006183A - Surveying Equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測定対象物の3次元座標を取得可能な測量装置に関するものである。 The present invention relates to a surveying device capable of acquiring the three-dimensional coordinates of a measurement object.
レーザスキャナやトータルステーション等の測量装置は、測定対象物として再帰反射性を有するプリズムを用いたプリズム測距、反射プリズムを用いないノンプリズム測距により測定対象物迄の距離を検出する光波距離測定装置を有している。 Surveying equipment such as laser scanners and total stations have optical distance measuring devices that detect the distance to the object being measured using prism distance measurement, which uses a retroreflective prism as the object being measured, and non-prism distance measurement, which does not use a reflecting prism.
測量装置には、測距光と同軸で追尾光を発し、該追尾光に基づき測定対象物を追尾する装置がある。然し乍ら、追尾光は画角が小さく、追尾光で測定対象物を検出するまでに時間を要していた。 Some surveying instruments emit a tracking light on the same axis as the distance measuring light, and use the tracking light to track the object being measured. However, the angle of view of the tracking light is small, and it takes time for the tracking light to detect the object being measured.
本発明は、測定対象物を検出する迄の時間の短縮を図る測量装置を提供するものである。 The present invention provides a surveying device that shortens the time it takes to detect a measurement target.
本発明は、測距光を発する発光素子と、測定対象物からの反射測距光を受光する受光素子とを有する距離測定部と、前記測距光を照射する回転部と、該回転部を鉛直方向に回転させる鉛直回転駆動部と、前記回転部が設けられる托架部と、該托架部を水平方向に回転させる水平回転駆動部と、検出光を発する検出光照射部と前記測定対象物で反射された反射検出光を受光する検出光受光素子を有する検出光受光部とを有し、前記回転部に向って前記測距光とは異なる波長の前記検出光を照射する検出部と、前記受光素子への前記反射測距光の受光結果に基づき測定対象物迄の距離を演算すると共に、前記検出光受光素子への前記反射検出光の受光結果に基づき前記測定対象物の方向を演算する演算制御部とを具備し、前記回転部は前記測距光を透過し前記検出光を反射する検出光分離光学部材を有し、前記検出光は前記回転部の回転により前記検出光の広がり角以上の範囲で照射される様構成された測量装置に係るものである。 The present invention relates to a distance measuring device having a light emitting element that emits distance measuring light and a light receiving element that receives the reflected distance measuring light from the object to be measured, a rotating unit that irradiates the distance measuring light, a vertical rotation drive unit that rotates the rotating unit in a vertical direction, a base unit on which the rotating unit is provided, a horizontal rotation drive unit that rotates the base unit in a horizontal direction, a detection light irradiating unit that emits detection light, and a detection light receiving unit that has a detection light receiving element that receives the reflected detection light reflected by the object to be measured, and a light emitting element that emits a light different from the distance measuring light toward the rotating unit. The surveying device is equipped with a detection unit that irradiates the detection light of a wavelength, and a calculation control unit that calculates the distance to the measurement object based on the reception result of the reflected distance measuring light to the light receiving element, and calculates the direction of the measurement object based on the reception result of the reflected detection light to the detection light receiving element, the rotating unit has a detection light separation optical member that transmits the distance measuring light and reflects the detection light, and the detection light is irradiated in a range equal to or greater than the spread angle of the detection light by the rotation of the rotating unit.
又本発明は、前記測定対象物に前記測距光と同軸且つ前記検出光よりも広がり角の小さい追尾光を射出する追尾発光素子を有する追尾光射出部と、前記測定対象物からの反射追尾光を前記反射測距光と同軸で受光する追尾光受光部とを更に具備し、前記演算制御部は前記反射検出光の受光結果に基づき前記測定対象物の方向を演算し、該測定対象物が前記追尾光の画角内に位置する様に前記回転部と前記托架部を回転させ、追尾を開始させる様構成された測量装置に係るものである。 The present invention also relates to a surveying device that further includes a tracking light emitting unit having a tracking light emitting element that emits tracking light coaxially with the distance measuring light and with a smaller spread angle than the detection light toward the object to be measured, and a tracking light receiving unit that receives the reflected tracking light from the object to be measured coaxially with the reflected distance measuring light, and the calculation control unit calculates the direction of the object to be measured based on the result of receiving the reflected detection light, rotates the rotation unit and the base unit so that the object to be measured is located within the angle of view of the tracking light, and starts tracking.
又本発明は、前記検出光受光部は、前記反射検出光のみを透過させるバンドパスフィルタを有する測量装置に係るものである。 The present invention also relates to a surveying instrument in which the detection light receiving unit has a bandpass filter that transmits only the reflected detection light.
又本発明は、前記検出光受光部は、前記反射検出光及び可視光を透過させるデュアルパスフィルタを有する測量装置に係るものである。 The present invention also relates to a surveying instrument in which the detection light receiving unit has a dual-pass filter that transmits the reflected detection light and visible light.
又本発明は、前記検出光受光部は、前記反射検出光のみを透過させるバンドパスフィルタと可視光のみを透過させるショートパスフィルタのいずれか一方を挿脱する様に構成された測量装置に係るものである。 The present invention also relates to a surveying instrument in which the detection light receiving unit is configured to insert or remove either a bandpass filter that transmits only the reflected detection light or a shortpass filter that transmits only visible light.
又本発明は、前記検出部は、前記検出光受光部を挟んで対称な位置に設けられた、第1検出光を照射する第1検出光照射部と第2検出光を照射する第2検出光照射部とを有し、前記測距光と前記追尾光が照射される平面と、前記第1検出光と前記第2検出光を照射する平面とが前記検出光受光部の受光光軸を中心に交差する様に構成された測量装置に係るものである。 The present invention also relates to a surveying device in which the detection unit has a first detection light irradiating unit that irradiates a first detection light and a second detection light irradiating unit that irradiates a second detection light, which are provided at symmetrical positions on either side of the detection light receiving unit, and the plane onto which the distance measuring light and the tracking light are irradiated and the plane onto which the first detection light and the second detection light are irradiated intersect with each other around the light receiving optical axis of the detection light receiving unit.
又本発明は、前記回転部は走査ミラーと、該走査ミラーと一体に回転する窓部とを有し、前記検出光分離光学部材は前記窓部に蒸着され、前記検出光のみを反射するダイクロイック膜である測量装置に係るものである。 The present invention also relates to a surveying instrument in which the rotating part has a scanning mirror and a window part that rotates together with the scanning mirror, and the detection light separating optical member is a dichroic film that is vapor-deposited on the window part and reflects only the detection light.
又本発明は、前記回転部を囲繞する窓部を更に具備し、前記回転部は、走査ミラーと、該走査ミラーと一体に回転する検出光反射ミラーとを有し、前記検出光分離光学部材は前記検出光反射ミラーに蒸着されたダイクロイック膜である測量装置に係るものである。 The present invention also relates to a surveying instrument that further includes a window portion surrounding the rotating portion, the rotating portion having a scanning mirror and a detection light reflecting mirror that rotates integrally with the scanning mirror, and the detection light separating optical member is a dichroic film vapor-deposited on the detection light reflecting mirror.
又本発明は、前記回転部は、走査ミラーと、該走査ミラーと一体に回転する窓部と少なくとも1つの検出光反射ミラーであり、前記検出光分離光学部材は、前記窓部に蒸着されたダイクロイック膜である測量装置に係るものである。 The present invention also relates to a surveying instrument in which the rotating part is a scanning mirror, a window part that rotates integrally with the scanning mirror, and at least one detection light reflecting mirror, and the detection light separating optical member is a dichroic film vapor-deposited on the window part.
又本発明は、前記回転部は、2つの三角プリズムを接合させた四角プリズムであり、前記検出光分離光学部材は、前記四角プリズムに入射した前記測距光の射出面に蒸着されたダイクロイック膜であり、前記射出面に隣接する少なくとも1面を検出光反射ミラーとした測量装置に係るものである。 The present invention also relates to a surveying instrument in which the rotating part is a square prism formed by joining two triangular prisms, the detection light separation optical element is a dichroic film deposited on the exit surface of the distance measuring light incident on the square prism, and at least one surface adjacent to the exit surface is a detection light reflecting mirror.
又本発明は、前記回転部は、三角プリズムであり、前記検出光分離光学部材は、前記三角プリズムに入射した前記測距光の射出面に蒸着されたダイクロイック膜である測量装置に係るものである。 The present invention also relates to a surveying instrument in which the rotating part is a triangular prism, and the detection light separating optical member is a dichroic film deposited on the exit surface of the distance measuring light incident on the triangular prism.
又本発明は、前記回転部は、前記距離測定部が収納された測定部であり、前記検出光分離光学部材は、前記測定部の下面に設けられた検出光反射ミラーである測量装置に係るものである。 The present invention also relates to a surveying instrument in which the rotating unit is a measuring unit that houses the distance measuring unit, and the detection light separating optical member is a detection light reflecting mirror provided on the underside of the measuring unit.
又本発明は、前記托架部に凹部が形成され、該凹部内に前記回転部が設けられ、前記検出部は検出光軸が前記凹部の底面から前記回転部に向って延出し、前記測距光の光軸と同一平面内に位置する様前記検出光分離光学部材に偏向される様構成された測量装置に係るものである。 The present invention also relates to a surveying device in which a recess is formed in the support section, the rotating section is provided within the recess, and the detection section is configured so that the detection optical axis extends from the bottom surface of the recess toward the rotating section and is deflected by the detection light separation optical member so as to be located in the same plane as the optical axis of the distance measuring light.
又本発明は、前記托架部に凹部が形成され、該凹部内に前記回転部が設けられ、前記凹部に掛渡って設けられたハンドル部と、該ハンドル部に設けられた前記検出部とを有し、該検出部は検出光軸が前記ハンドル部から前記回転部に向って延出し、前記測距光の光軸と同一平面内に位置する様前記検出光分離光学部材に偏向される様構成された測量装置に係るものである。 The present invention also relates to a surveying device in which a recess is formed in the support section, the rotating section is provided within the recess, the handle section is provided across the recess, and the detection section is provided on the handle section, and the detection section is configured so that the detection optical axis extends from the handle section toward the rotating section and is deflected by the detection light separation optical member so as to be located on the same plane as the optical axis of the distance measuring light.
又本発明は、前記托架部に凹部が形成され、該凹部内に前記回転部が設けられ、前記凹部に隣接して設けられたハンドル部と、該ハンドル部に設けられた前記検出部とを有し、該検出部は検出光軸が前記ハンドル部から前記回転部に向って延出し、前記測距光の光軸と同軸又は略同軸となる様前記検出光分離光学部材に偏向される様構成された測量装置に係るものである。 The present invention also relates to a surveying device in which a recess is formed in the support section, the rotating section is provided within the recess, the handle section is provided adjacent to the recess, and the detection section is provided on the handle section, and the detection section is configured so that the detection optical axis extends from the handle section toward the rotating section and is deflected by the detection light separation optical member so as to be coaxial or approximately coaxial with the optical axis of the distance measuring light.
更に又本発明は、前記托架部に凹部が形成され、該凹部内に前記回転部が設けられ、前記凹部に隣接して設けられたハンドル部と、該ハンドル部に設けられたミラーとを有し、前記検出部は検出光軸が前記ミラーに向って延出する様前記托架部に設けられ、前記検出光軸は前記ミラーと前記検出光分離光学部材により前記測距光の光軸と同軸又は略同軸となる様構成された測量装置に係るものである。 The present invention also relates to a surveying instrument having a recess formed in the support section, the rotating section provided within the recess, a handle section provided adjacent to the recess, and a mirror provided on the handle section, the detection section provided on the support section such that the detection optical axis extends toward the mirror, and the detection optical axis is configured to be coaxial or approximately coaxial with the optical axis of the distance measuring light by the mirror and the detection light separating optical member.
本発明によれば、測距光を発する発光素子と、測定対象物からの反射測距光を受光する受光素子とを有する距離測定部と、前記測距光を照射する回転部と、該回転部を鉛直方向に回転させる鉛直回転駆動部と、前記回転部が設けられる托架部と、該托架部を水平方向に回転させる水平回転駆動部と、検出光を発する検出光照射部と前記測定対象物で反射された反射検出光を受光する検出光受光素子を有する検出光受光部とを有し、前記回転部に向って前記測距光とは異なる波長の前記検出光を照射する検出部と、前記受光素子への前記反射測距光の受光結果に基づき測定対象物迄の距離を演算すると共に、前記検出光受光素子への前記反射検出光の受光結果に基づき前記測定対象物の方向を演算する演算制御部とを具備し、前記回転部は前記測距光を透過し前記検出光を反射する検出光分離光学部材を有し、前記検出光は前記回転部の回転により前記検出光の広がり角以上の範囲で照射される様構成されたので、前記検出光の照射範囲が拡大され、測定対象物を検出する迄の時間の短縮を図ることができるという優れた効果を発揮する。 According to the present invention, a distance measuring unit having a light emitting element that emits distance measuring light and a light receiving element that receives reflected distance measuring light from a measurement object, a rotating unit that irradiates the distance measuring light, a vertical rotation drive unit that rotates the rotating unit in a vertical direction, a base unit on which the rotating unit is provided, a horizontal rotation drive unit that rotates the base unit in a horizontal direction, a detection light irradiating unit that emits detection light and a detection light receiving unit having a detection light receiving element that receives reflected detection light reflected by the measurement object, a detection unit that irradiates the detection light of a wavelength different from that of the distance measuring light toward the rotating unit, and a detection light receiving unit having a detection light receiving element that receives reflected detection light reflected by the measurement object. The device is equipped with a calculation control unit that calculates the distance to the measurement object based on the result of receiving the reflected distance measuring light to the optical element, and calculates the direction of the measurement object based on the result of receiving the reflected detection light to the detection light receiving element. The rotating unit has a detection light separation optical member that transmits the distance measuring light and reflects the detection light, and the detection light is configured to be irradiated in a range greater than the spread angle of the detection light due to the rotation of the rotating unit, so that the irradiation range of the detection light is expanded, and the time until the measurement object is detected can be shortened.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
先ず、図1~図3に於いて、本発明の第1の実施例に係る測量装置について説明する。 First, a surveying device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 3.
測量装置1は、例えばレーザスキャナであり、三脚(図示せず)に取付けられる整準部2と、該整準部2に取付けられた測量装置本体3とから構成される。
The
前記整準部2は整準ネジ10を有し、該整準ネジ10により前記測量装置本体3を水平に整準する。
The
該測量装置本体3は、固定部4と、托架部5と、水平回転軸6と、水平回転軸受7と、水平回転駆動部としての水平回転モータ8と、水平角検出部としての水平角エンコーダ9と、鉛直回転軸11と、鉛直回転軸受12と、鉛直回転駆動部としての鉛直回転モータ13と、鉛直角検出部としての鉛直角エンコーダ14と、走査ミラー15と、操作部と表示部とを兼用する操作パネル16と、演算制御部17と、記憶部18と、距離測定部19と、検出部21等を具備(収納)している。尚、前記演算制御部17としては、本装置に特化したCPU、或は汎用CPUが用いられる。
The surveying device
前記水平回転軸受7は前記固定部4に固定される。前記水平回転軸6は鉛直な軸心6aを有し、前記水平回転軸6は前記水平回転軸受7に回転自在に支持される。又、前記托架部5は前記水平回転軸6に支持され、前記托架部5は水平方向に前記水平回転軸6と一体に回転する様になっている。
The horizontal rotation bearing 7 is fixed to the
前記水平回転軸受7と前記托架部5との間には前記水平回転モータ8が設けられ、該水平回転モータ8は前記演算制御部17により制御される。該演算制御部17は、前記水平回転モータ8により、前記托架部5を前記軸心6aを中心に回転させる。
The
前記托架部5の前記固定部4に対する相対回転角は、前記水平角エンコーダ9によって検出される。該水平角エンコーダ9からの検出信号は前記演算制御部17に入力され、該演算制御部17により水平角データが演算される。該演算制御部17は、前記水平角データに基づき、前記水平回転モータ8に対するフィードバック制御を行う。
The relative rotation angle of the
又、前記托架部5には、水平な軸心11aを有する前記鉛直回転軸11が設けられている。該鉛直回転軸11は、前記鉛直回転軸受12を介して回転自在となっている。尚、前記軸心6aと前記軸心11aの交点が、測距光の射出位置であり、前記測量装置本体3の座標系の原点となっている。
The
前記托架部5には、凹部22が形成されている。前記鉛直回転軸11は、一端部が前記凹部22内に延出し、前記一端部に前記走査ミラー15が固着され、該走査ミラー15は前記凹部22に収納されている。又、前記鉛直回転軸11の他端部には、前記鉛直角エンコーダ14が設けられている。
A
前記軸心6a上であり、前記走査ミラー15と対向する位置は、ガラス等の透明材料で形成され、該走査ミラー15と一体に回転する窓部23が設けられている。該窓部23は、前記軸心6aに対して所定角度傾斜すると共に、後述する測距光と追尾光を透過し、検出光を反射する検出光分離光学部材としてのダイクロイック膜が蒸着され、検出光分離面24が形成される。ダイクロイック膜は、前記窓部23の裏面に蒸着されていてもよい。尚、前記走査ミラー15と前記窓部23と前記検出光分離面24とで、前記鉛直回転モータ13により前記鉛直回転軸11を介して一体に鉛直方向に回転される回転部20を構成する。
A
又、前記凹部22の下面(底面)は、中心部に形成された水平部22aと、該水平部22aの両端部から外側に向ってそれぞれ下り傾斜する傾斜部22b、22cとからなっている。尚、本実施例では、前記傾斜部22bが設けられる側を前記測量装置1の正面側、前記傾斜部22cが設けられる側を前記測量装置1の背面側としている。
The lower surface (bottom surface) of the
前記托架部5には、前記傾斜部22bに開口する前記検出部21が設けられている。該検出部21の検出光軸25は、上方に向って、特に前記托架部5が水平姿勢の場合は鉛直上方に向って延出する。即ち、前記検出光軸25は前記回転部20に向って延出し、前記検出光軸25に沿って検出光26が照射される。又、前記回転部20が所定の回転位置に位置する場合に、前記検出光26は前記検出光分離面24で所定の方向に反射される様に構成されている。
The
前記鉛直回転軸11に前記鉛直回転モータ13が設けられ、該鉛直回転モータ13は前記演算制御部17に制御される。該演算制御部17は、前記鉛直回転モータ13により前記鉛直回転軸11を回転させ、前記走査ミラー15は前記軸心11aを中心に回転される。
The
前記走査ミラー15の回転角は、前記鉛直角エンコーダ14によって検出され、検出信号は前記演算制御部17に入力される。該演算制御部17は、検出信号に基づき前記走査ミラー15の鉛直角データを演算し、該鉛直角データに基づき前記鉛直回転モータ13に対するフィードバック制御を行う。
The rotation angle of the
又、前記演算制御部17で演算された水平角データ、鉛直角データや測定結果は、前記記憶部18に保存される。該記憶部18としては、磁気記憶装置としてのHDD、光記憶装置としてのCD、DVD、半導体記憶装置としてのメモリカード、USBメモリ等種々の記憶手段が用いられる。該記憶部18は、前記托架部5に対して着脱可能であってもよく、或は図示しない通信手段を介して外部記憶装置や外部データ処理装置にデータを送出可能としてもよい。
The horizontal angle data, vertical angle data, and measurement results calculated by the
前記記憶部18には、測距作動を制御するシーケンスプログラム、測距作動により距離を演算する演算プログラム、水平角データ及び鉛直角データに基づき角度を演算する演算プログラム、距離と角度に基づき所望の測定点の3次元座標を演算するプログラム、前記検出部21を制御する為の制御プログラム、前記鉛直角データに基づき前記検出光26の照射方向を制御する為の制御プログラム、反射検出光に基づき測定対象物の方向を検出する方向検出プログラム、ターゲットを追尾する為の追尾プログラム等の各種プログラムが格納される。又、前記演算制御部17により各種プログラムが実行されることで、各種処理が実行される。
The
前記操作パネル16は、例えばタッチパネルであり、測距の指示や測定条件、例えば測定点間隔の変更等を行う操作部と、測距結果や画像等を表示する表示部とを兼用している。
The
次に、図3を参照して、前記距離測定部19について説明する。尚、図3中では、前記距離測定部19は便宜上正面図として図示している。又、本実施例では、測定対象物として、再帰反射性を有するターゲット、例えばプリズムが用いられる。
Next, the
該距離測定部19は、測距光射出部27と測距光受光部28と追尾光射出部29と追尾光受光部31とを有している。尚、前記測距光射出部27と前記測距光受光部28とにより測距部が構成され、前記追尾光射出部29と前記追尾光受光部31とにより追尾部が構成される。
The
前記測距光射出部27は、測距光軸32を有している。又、前記測距光射出部27は、発光側から順に、前記測距光軸32上に設けられた発光素子33、例えば所定の波長の近赤外光を測距光34として射出するレーザダイオード(LD)と、投光レンズ35と、ダイクロイックミラー36と、該ダイクロイックミラー36の透過光軸上に設けられたミラー37とを有している。又、該ミラー37の反射光軸上に反射プリズム38が設けられ、該反射プリズム38の反射光軸上に前記走査ミラー15が設けられている。更に、該走査ミラー15の反射光軸上に、前記窓部23が設けられている。
The distance measurement
尚、本実施例では、前記測距光軸32と、前記ミラー37で反射された前記測距光軸32と、前記反射プリズム38で反射された前記測距光軸32とを総称して、該測距光軸32としている。
In this embodiment, the distance measurement
前記ダイクロイックミラー36は、前記測距光34を透過し、追尾光39(後述)を反射する光学特性を有している。又、前記ダイクロイックミラー36は、前記測距光34と前記追尾光39の共通光路上(前記測距光軸32と追尾光軸41(後述)の交差位置)に設けられ、前記追尾光軸41が前記測距光軸32と合致する様に前記追尾光軸41を偏向(反射)する。従って、前記測距光34と前記追尾光39とは同軸で測定対象物に向って照射される。
The
前記反射プリズム38は、2つの台形状のプリズムを接合させて形成され、各プリズムの接合面42で前記測距光34と前記追尾光39を反射する様に構成されている。前記反射プリズム38の射出面は、前記接合面42で反射された前記測距光軸32が僅かに傾斜して入射する様構成されており、前記反射プリズム38の射出面で内部反射された前記測距光34が受光素子43(後述)に受光されるのを防止している。尚、前記接合面42の傾斜角は、前記測距光軸32が受光光軸44(後述)及び前記軸心11aと合致する様、前記測距光軸32を偏向(反射)させる角度となっている。又、前記受光素子43としては、例えばアバランシェフォトダイオード(APD)、或は同等の光電変換素子が用いられる。
The reflecting
前記測距光受光部28は、前記受光光軸44を有している。又、前記測距光受光部28は、受光側から順に、前記受光光軸44上に設けられた前記受光素子43と、受光プリズム45を有すると共に、該受光プリズム45で反射された前記受光光軸44上に設けられた所定のNA(Numerical Aperture)を有する受光レンズ46を有している。
The distance measuring
前記受光プリズム45は、分離面としてのダイクロイック膜47を有している。前記受光プリズム45は、測定対象物で反射された前記測距光34(反射測距光48)と、該反射測距光48と同軸で入射した前記追尾光39(反射追尾光49)とを少なくとも1回内部反射させる様構成されている。又、前記ダイクロイック膜47は、前記反射測距光48を反射し、前記反射追尾光49を透過する光学特性を有している。
The
尚、本実施例では、前記受光光軸44と、前記受光プリズム45及び前記ダイクロイック膜47で反射された前記受光光軸44とを総称して、該受光光軸44としている。
In this embodiment, the light receiving
前記追尾光射出部29は、前記追尾光軸41を有している。又、前記追尾光射出部29は、発光側から順に、前記追尾光軸41上に設けられた追尾発光素子51、例えば前記測距光34とは波長の異なる近赤外光を前記追尾光39として射出するレーザダイオード(LD)、追尾投光レンズ52、前記ダイクロイックミラー36を有すると共に、該ダイクロイックミラー36の反射光軸上に設けられた前記ミラー37と、該ミラー37の反射光軸上に設けられた前記反射プリズム38とを有している。
The tracking
前記追尾光受光部31は、追尾受光光軸53を有している。又、前記追尾光受光部31は、受光側から順に、前記追尾受光光軸53上に設けられた追尾受光素子54、前記受光プリズム45及び該受光プリズム45の反射光軸上に設けられた前記受光レンズ46を有している。尚、本実施例では、前記追尾受光光軸53と前記受光プリズム45で反射された前記追尾受光光軸53とを総称して、該追尾受光光軸53としている。
The tracking
前記追尾受光素子54は、画素の集合体であるCCD、或はCMOSセンサであり、各画素は前記追尾受光素子54上での位置が特定できる様になっている。例えば、各画素は、前記追尾受光素子54の中心を原点とした画素座標を有し、該画素座標によって前記追尾受光素子54上での位置が特定される。
The tracking
前記距離測定部19は、前記演算制御部17により制御される。前記発光素子33から前記測距光軸32上に射出されたパルス状の前記測距光34は、前記投光レンズ35、前記ダイクロイックミラー36を透過し、前記ミラー37で反射される。前記測距光34は、前記反射プリズム38に入射し、前記接合面42で前記受光光軸44及び前記軸心11aと同軸となる様反射される。前記反射プリズム38から射出される前記測距光34は、前記走査ミラー15によって直角に偏向され、前記窓部23と前記検出光分離面24を透過して前記測定対象物に照射される。前記走査ミラー15が前記軸心11aを中心に回転することで、前記測距光34は前記軸心11aと直交し、且つ前記軸心6aを含む平面内で回転(走査)される。
The
尚、前記窓部23は、前記測距光軸32に対して所定角度傾斜しているので、前記窓部23で反射された前記測距光34の前記受光素子43への入射が防止される。又、前記走査ミラー15に於ける前記測距光34の射出位置、即ち該測距光34の反射位置は、前記測量装置1の機械中心55であり、該機械中心55は前記軸心6aと前記軸心11aとの交点上に位置している。
The
測定対象物で反射された前記反射測距光48は、前記検出光分離面24及び前記窓部23を透過し、前記走査ミラー15で直角に反射され、前記受光レンズ46及び前記受光プリズム45を通過する過程で前記ダイクロイック膜47に反射され、前記受光素子43で受光される。
The reflected
前記演算制御部17は、前記発光素子33の発光タイミングと、前記受光素子43の受光タイミングの時間差(即ち、パルス光の往復時間)と光速に基づき、前記測距光34の1パルス毎に測距を実行し(Time Of Flight)、測定対象物迄の距離を演算する。尚、前記発光素子33の発光のタイミング、即ちパルス間隔は、前記操作パネル16を介して変更可能となっている。又、測距結果と前記水平角エンコーダ9及び前記鉛直角エンコーダ14で得られた水平角データ及び鉛直角データに基づき、測定対象物(前記測距光34の照射点)の3次元座標を演算できる。
The
又、前記測距光34を所定のパルス間隔で射出しつつ、前記托架部5と前記走査ミラー15とをそれぞれ定速で回転させることで、該走査ミラー15の鉛直方向の回転と、前記托架部5の水平方向の回転との協動により、前記測距光34が2次元に走査される。又、各パルス光毎に前記鉛直角エンコーダ14、前記水平角エンコーダ9により鉛直角、水平角を検出することで、鉛直角データ、水平角データが取得できる。鉛直角データ、水平角データ、測距データとにより、測定対象物の3次元座標及び測定対象物に対応する3次元の点群データが取得できる。
In addition, by rotating the
又、測距作動と並行して、追尾発光素子51から発せられた前記測距光34とは異なる波長の前記追尾光39は、前記追尾投光レンズ52で僅かに発散され、所定の広がり角とされた後、前記ダイクロイックミラー36により前記測距光34と同軸となる様に偏向される。
In parallel with the distance measurement operation, the tracking
前記測距光34と同軸で測定対象物に照射され、測定対象物で反射された前記反射追尾光49は、前記検出光分離面24及び前記窓部23を透過し、前記受光レンズ46及び前記受光プリズム45を通過する過程で、前記ダイクロイック膜47で前記反射測距光48と分離され、前記ダイクロイック膜47を透過して前記追尾受光素子54で受光される。又、該追尾受光素子54への前記反射追尾光49の受光により、追尾像(図示せず)を得ることができる。尚、前記受光レンズ46による前記追尾光受光部31の画角は、例えば1°~3°程度となっている。
The reflected
前記演算制御部17は、前記追尾受光素子54の中心と、該追尾受光素子54に対する前記反射追尾光49の受光位置との位置偏差を演算し、該位置偏差に基づき、前記水平回転モータ8と前記鉛直回転モータ13を駆動させ、測定対象物を追尾する様に構成される。
The
次に、図4を参照して、前記検出部21について説明する。該検出部21は、前記演算制御部17によって制御される。
Next, the
前記検出部21は、検出光照射部56と検出光受光部57とを有している。前記検出光照射部56は、検出光軸25を有している。又、前記検出光照射部56は、発光側から順に、検出光発光素子59と、照射系レンズ62と、ビームスプリッタ63と、保護ガラス64とを有している。
The
前記検出光発光素子59は、例えば前記測距光34や前記反射測距光48とは異なる波長の近赤外光又は可視光を検出光26として射出するLED又はレーザ光源である。又、前記照射系レンズ62は、前記検出光発光素子59から射出された前記検出光26を、所定の広がり角で発散する様構成されている。前記検出光26の広がり角は、前記追尾光39の広がり角よりも大きくなっており、例えば3.5°~35°の間で適宜設定される。
The detection
前記ビームスプリッタ63は、入射する光の50%を透過し、50%を反射する光学特性を有している。又、前記保護ガラス64には、AR(Anti Reflection)コートが施され、前記検出光発光素子59から射出された前記検出光26が前記保護ガラス64で反射しない様構成されている。
The
又、前記検出光受光部57は、検出光受光光軸65を有している。又、前記検出光受光部57は、受光側から順に、前記検出光受光光軸65上に設けられた検出光受光素子66と、外光除去フィルタとしてのバンドパスフィルタ67と、複数のレンズから構成される受光系レンズ群68と、前記ビームスプリッタ63と、該ビームスプリッタ63の反射光軸上に設けられた前記保護ガラス64とを有している。
The detection
前記受光系レンズ群68による前記検出光受光部57の画角は、前記追尾光受光部31の画角よりも大きくなっている。又、前記検出光受光部57の画角は、前記検出光照射部56の広がり角よりも小さくなる様に、3°~30°の範囲から適宜選択される。尚、本実施例では、前記検出光受光光軸65と前記ビームスプリッタ63で反射された前記検出光受光光軸65とを総称して、該検出光受光光軸65としている。
The angle of view of the detection
又、前記バンドパスフィルタ67は、前記検出光26と同じ波長、又は該検出光26の波長を中心とした所定範囲の波長の光を透過させ、それ以外の波長の光を遮断する様に構成されている。即ち、前記バンドパスフィルタ67は、外光(背景光)を遮断する様に構成されている。
The
前記検出光受光素子66は、画素の集合体であるCCD、或はCMOSセンサであり、各画素は前記検出光受光素子66上での位置が特定できる様になっている。例えば、各画素は、前記検出光受光素子66の中心を原点とした画素座標を有し、該画素座標によって前記検出光受光素子66上での位置が特定される。
The detection
前記検出光発光素子59から射出された前記検出光26は、前記照射系レンズ62で所定の広がり角となる様発散された後、前記ビームスプリッタ63及び前記保護ガラス64を透過し、前記回転部20の前記検出光分離面24に入射する。前記検出光26は、前記回転部20の回転位置、即ち前記検出光分離面24に対する入射角に対応して所定の方向に偏向される。又、前記検出光軸25と、前記測距光軸32と、前記追尾光軸41とは、前記軸心6a及び前記機械中心55を含む同一平面内に位置する。即ち、前記検出光26は、前記測距光34と同一平面内で照射される。
The
尚、前記検出光軸25は、前記回転部20が所定の回転位置に位置する時に、水平な検出光軸25aとなり、該検出光軸25aは水平な測距光軸32aと平行且つ既知の距離だけ下方にオフセットされた状態となる。
When the
又、前記検出光26の照射方向と前記回転部20の回転位置との関係は、予め前記記憶部18に保存されており、前記演算制御部17が前記鉛直角エンコーダ14の検出結果に基づき前記回転部20の回転位置を制御することで、前記検出光26を所望の方向に照射可能となっている。更に、前記演算制御部17は、前記回転部20の回転位置と前記検出光26の照射方向との関係に基づき、前記検出光軸25に対する前記測距光軸32及び前記追尾光軸41の位置関係を演算可能となっている。
The relationship between the irradiation direction of the
前記検出光発光素子59から発せられた前記検出光26は、前記検出光分離面24で反射される。測定対象物等で反射された反射検出光69は、前記検出光分離面24で反射され、前記保護ガラス64を透過して前記ビームスプリッタ63に入射する。該ビームスプリッタ63に入射した前記反射検出光69の一部が前記ビームスプリッタ63により直角に反射され、前記受光系レンズ群68及び前記バンドパスフィルタ67を透過して前記検出光受光素子66に受光され、検出画像が取得される。
The
尚、前記バンドパスフィルタ67を透過する過程で、前記反射検出光69と共に入射した外光が除去され、該反射検出光69のみが前記検出光受光素子66に受光される。
In addition, in the process of passing through the
前記演算制御部17は、検出画像に基づき、或は受光量に基づき、プリズム等の測定対象物を検出すると共に、前記検出光受光素子66の中心と前記反射検出光69の受光位置との位置偏差を演算し、該位置偏差と前記回転部20の回転位置に基づき、測定対象物の方向、即ち前記検出光軸25に対する前記測定対象物の方向を演算する。
The
尚、前記検出光発光素子59から前記検出光26を射出していない状態で検出画像を取得し、前記演算制御部17に前記検出光26を射出した状態で取得した検出画像と、前記検出光26を射出していない状態で取得した検出画像との差分を演算させることで、より高精度に測定対象物を検出する様にしてもよい。
In addition, a detection image may be acquired in a state where the
又、前記演算制御部17は、前記回転部20の回転位置に基づき、前記測距光軸32及び前記追尾光軸41に対する前記検出光軸25の方向を演算し、演算した該検出光軸25の方向と、該検出光軸25に対する測定対象物の方向に基づき前記測距光軸32及び前記追尾光軸41に対する測定対象物の方向を演算する。
The
前記演算制御部17は、演算した前記検出光軸25の方向に基づき、測定対象物が前記追尾光軸41上に位置する様、前記水平回転モータ8を駆動させ、前記托架部5を水平回転させると共に、鉛直回転モータ13とを駆動させ、前記走査ミラー15を鉛直回転させる。
The
測定対象物が前記追尾光39の照射範囲(画角内)に位置し、測定対象物からの前記反射追尾光49が前記追尾受光素子54に受光されると、前記演算制御部17は前記追尾光射出部29及び前記追尾光受光部31を用いた測定対象物の追尾を開始させる。
When the measurement object is positioned within the irradiation range (angle of view) of the tracking
上記した様に、前記検出部21は、測距及び追尾の前段階として、再帰反射性を有するプリズム等の測定対象物を検出する検出処理を実行する為の検出部となっている。或は、前記追尾光射出部29と前記追尾光受光部31を検出範囲は狭いが分解能の高い精密追尾部とした場合に、前記検出部21は検出範囲は広いが分解能は低い概略追尾部とみなすことができる。
As described above, the
尚、前記検出部21が測定対象物の追尾に充分な分解能を有している場合には、前記追尾光射出部29及び前記追尾光受光部31を省略してもよい。
If the
上述の様に、第1の実施例では、前記検出光受光部57の画角が前記追尾光受光部31の画角よりも大きくなっており、追尾の前段階として前記検出部21によって測定対象物を検出する様に構成されている。従って、前記追尾光39のみにより測定対象物を検出する場合に比べて、測定対象物を検出しやすくなるので、検出する迄の時間を短縮することができ、作業時間の短縮及び作業性の向上を図ることができる。
As described above, in the first embodiment, the angle of view of the detection
又、前記検出光軸25は前記回転部20の回転位置に応じて反射方向が変化し、前記検出光26の照射方向が変化する。従って、前記検出光26の広がり角以上の範囲で該検出光26を照射できるので、該検出光26の照射範囲が拡大され、測定対象物を検出する迄の時間を更に短縮することができる。
The reflection direction of the
又、前記検出部21が前記距離測定部19とは異なる位置、即ち前記凹部22の傾斜部22bに開口する様に設けられている。又、前記走査ミラー15と一体に回転する前記窓部23の表面に、前記検出光26を反射し、前記測距光34と前記追尾光39を透過する検出光分離光学部材としてのダイクロイック膜が蒸着されて前記検出光分離面24が形成されている。この為、前記反射測距光48と前記反射追尾光49のみが前記距離測定部19に入射し、前記反射検出光69は前記検出光分離面24で反射され、前記検出光受光部57に入射する様に構成されている。
The
従って、前記検出部21を前記距離測定部19内に組込む必要がないので、該距離測定部19の光学系を小型化することができ、前記測量装置1全体の小型化を図ることができる。
Therefore, since there is no need to incorporate the
又、前記検出部21が前記距離測定部19に組込まれておらず、前記検出部21に存在する光源が前記検出光発光素子59だけとなっているので、前記検出光26以外の光により生じる迷光を防止でき、迷光による測定対象物の誤検出を抑制することができる。
In addition, since the
又、前記検出部21は、前記検出光26を照射した状態で取得した検出画像と、前記検出光26を照射しない状態で取得した検出画像とを取得可能であり、2つの検出画像の差分を演算することで、外光等の前記反射検出光69以外の光を完全に除去することができるので、プリズム等の再帰反射性を有する測定対象物を高精度に検出することができる。
The
更に、前記測距光軸32と前記検出光軸25が同一平面内に位置し、該検出光軸25が水平に偏向された場合に於いては、前記測距光軸32と平行かつ所定のオフセット距離だけ下方に位置し、前記距離測定部19と前記検出部21の視差が小さくなるので、測定対象物が近距離に位置する場合であっても該測定対象物を検出することができる。
Furthermore, when the distance measurement
尚、第1の実施例では、前記検出部21の前記検出光軸25は、前記回転部20に向って延出する構成となっているが、該回転部20が所定の回転位置である場合には、例えば前記測距光軸32が水平な測距光軸32aと合致している場合には、前記検出光軸25が前記回転部20と交差せず、前記検出光26が鉛直上方に照射される様、前記検出部21を配置してもよい。
In the first embodiment, the detection
次に、図5を参照して、本発明の第2の実施例について説明する。尚、図5中、図4中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. In FIG. 5, the same reference numerals are used to designate the same parts as in FIG. 4, and their description will be omitted.
第2の実施例に於ける検出部21は、検出光発光素子71として、例えば800nm~900nm付近の波長の近赤外光を検出光26として射出するLED又はレーザ光源を有している。
In the second embodiment, the
又、ビームスプリッタ72は、可視光を反射する光学特性を有すると共に、800nm~900nm付近の近赤外光、即ち前記検出光26及び反射検出光69を50%透過させ、50%透過反射させる光学特性を有している。
更に、検出光受光部57は、第1の実施例におけるバンドパスフィルタ67(図4参照)に代えて、検出光受光素子70と受光系レンズ群68との間に、外光除去フィルタとしてのデュアルパスフィルタ73が設けられている。
Furthermore, in place of the bandpass filter 67 (see FIG. 4) in the first embodiment, the detection
該デュアルパスフィルタ73は、図6に示される様に、例えば400nm~700nm付近の可視光と、850nm付近の近赤外光の2波長の光を透過させる光学特性を有している。
As shown in FIG. 6, the
又、図7は、検出光受光素子70のRGB感度と波長との関係を示すグラフである。図7中、実線はR、即ち赤色の光に対する感度を示すグラフ74、波線はG、即ち緑色の光に対する感度を示すグラフ75、一点鎖線はB、即ち青色の光に対する感度を示すグラフ76となっている。図7に示される様に、前記検出光受光素子70は、800nm~900nm付近の波長に於いて、3つの光に対する感度(RGB感度)が同程度となる様に構成されている。
Figure 7 is a graph showing the relationship between the RGB sensitivity of the detection
第2の実施例に於いては、前記ビームスプリッタ72が可視光を反射し、前記デュアルパスフィルタ73が可視光及び近赤外光を透過する様に構成されている。従って、前記検出部21(検出光受光部57)は測定対象物の検出だけではなく、撮像部としても機能する。
In the second embodiment, the
該撮像部としては、回転部20(図4参照)が所定の回転位置にある場合に、検出光軸25は水平な測距光軸32a(図4参照)と平行且つ既知の距離だけ下方にオフセットされた検出光軸25aとなり、該検出光軸25aを中心とした画像を取得することができる。
When the rotating unit 20 (see FIG. 4) is in a predetermined rotational position, the imaging unit has a detection
従って、前記検出光受光部57は、距離測定部19(図3参照)に対して視差の少ない状態で画像を取得することができるので、取得した画像を視準画像として高精度な視準を行うことができる。
The detection
又、前記検出光軸25aと平行となるときの前記測距光軸32aと測距光軸32との角度差が既知であり、該角度差に基づき測距結果と画像とを対応付けることができるので、測量装置1(図1参照)が取得した点群に対する色付けが可能であると共に、各画素毎に3次元座標が付与された3次元座標付きの画像を作成することができる。
In addition, the angular difference between the distance measurement
又、前記デュアルパスフィルタ73が前記検出光受光素子70のRGB感度がそれぞれ同程度となる800nm~900nmの波長帯域の近赤外光を透過する様構成されているので、近赤外光による画像の色味への影響を低減でき、点群データに対する色付け精度を向上させることができる。
In addition, the dual-
次に、図8に於いて、本発明の第3の実施例について説明する。尚、図8中、図7中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8. In FIG. 8, the same reference numerals are used to designate the same parts as in FIG. 7, and their description will be omitted.
第3の実施例では、検出光受光素子70と受光系レンズ群68との間に第1の実施例に於けるバンドパスフィルタ67(図4参照)に代えてフィルタ部77が設けられている。
In the third embodiment, a
該フィルタ部77は、検出光発光素子59から発せられる検出光26、例えば800nm~900nm付近の波長帯域の近赤外光を透過させ、それ以外の波長帯域の光を遮断するバンドパスフィルタ78と、可視光を透過し近赤外光を反射するショートパスフィルタ79とを有している。又、前記フィルタ部77は、前記バンドパスフィルタ78と前記ショートパスフィルタ79のいずれか一方が検出光受光光軸65上に位置しており、図示しないソレノイド等の切替え手段により前記バンドパスフィルタ78と前記ショートパスフィルタ79とを入替え可能に構成されている。その他の構成は第2の実施例と同様である。
The
第3の実施例では、プリズム等の測定対象物の検出処理を行う際には、前記バンドパスフィルタ78を前記検出光受光光軸65上に挿入し、可視光により視準画像等の画像を取得する際には、前記ショートパスフィルタ79を前記検出光受光光軸65上に挿入する。
In the third embodiment, when performing detection processing of a measurement object such as a prism, the
従って、測定対象物の検出処理に於いては、第2の実施例よりもSN比を向上させることができるので、測定対象物の検出確率及び検出精度を向上させることができる。 Therefore, in the detection process of the measurement object, the signal-to-noise ratio can be improved compared to the second embodiment, and the detection probability and detection accuracy of the measurement object can be improved.
又、画像を取得する際には、800nm~900nm付近の波長帯域の近赤外光、即ち反射検出光69を前記ショートパスフィルタ79で遮断することができるので、第2の実施例よりも画像の色味への影響を低減でき、点群データに対する色付け精度を更に向上させることができる。
In addition, when acquiring an image, near-infrared light in the wavelength band of about 800 nm to 900 nm, i.e., reflected
次に、図9(A)、図9(B)を参照し、本発明の第4の実施例について説明する。尚、図9(A)、図9(B)中、図4中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 9(A) and 9(B). In Figs. 9(A) and 9(B), the same reference numerals are used to designate the same parts as in Fig. 4, and their description will be omitted.
第4の実施例では、検出部21が第1検出光照射部81と、第2検出光照射部82と、検出光受光部83とを有している。
In the fourth embodiment, the
前記第1検出光照射部81は、第1検出光軸84と、発光側から順に該第1検出光軸84上に設けられた第1検出光発光素子85と第1照射系レンズ86と第1保護ガラス87とを有している。又、前記第1検出光照射部81は、傾斜部22b(図4参照)に開口し、前記第1検出光軸84は回転部20(図4参照)に向って上方に延出する。更に、前記第1検出光発光素子85は、前記第1検出光軸84に沿って第1検出光88を照射する。
The first detection light irradiating unit 81 has a first detection
前記第2検出光照射部82は、第2検出光軸89と、発光側から順に該第2検出光軸89上に設けられた第2検出光発光素子91と第2照射系レンズ92と第2保護ガラス93とを有している。又、前記第2検出光照射部82は、前記傾斜部22bに開口し、前記第2検出光軸89は前記回転部20に向って上方に延出する。更に、前記第2検出光発光素子91は、前記第2検出光軸89に沿って第2検出光94を照射する。尚、前記第1検出光88と前記第2検出光94は、第1の実施例に於ける検出光26と同一波長の近赤外光であり、同一の広がり角を有している。
The second detection
前記検出光受光部83は、検出光受光光軸95と、受光側から順に該検出光受光光軸95上に設けられた検出光受光素子96と、バンドパスフィルタ97と受光系レンズ群98と保護ガラス99とを有している。又、前記検出光受光部83は、前記傾斜部22bに開口し、前記検出光受光光軸95は前記回転部20に向って上方に延出している。尚、前記検出光受光素子96の構成は、第1の実施例に於ける検出光受光素子66と同等であるので、説明を省略する。
The detection
又、前記第1検出光照射部81と前記第2検出光照射部82は前記検出光受光部83を挟んで対称な位置に設けられている。即ち、前記第1検出光軸84と前記第2検出光軸89は前記検出光受光光軸95に関して対照であり、前記第1検出光軸84と前記第2検出光軸89と前記検出光受光光軸95は同一平面上に位置している。
The first detection light emitting unit 81 and the second detection
尚、第1検出光照射部81と前記第2検出光照射部82と前記検出光受光部83は、前記検出光受光光軸95が測距光軸32(図4参照)及び追尾光軸41(図3参照)と最も近くなる様配置されるのが望ましい。従って、前記検出光受光光軸95は、前記測距光軸32と前記追尾光軸41と同一平面上に位置し、前記第1検出光軸84と前記第2検出光軸89と前記検出光受光光軸95を含む平面は、前記測距光軸32と前記追尾光軸41を含む平面と前記検出光受光光軸95を中心に交差する。
The first detection light emitting unit 81, the second detection
前記第1検出光照射部81から所定の広がり角で前記第1検出光88が照射され、前記第2検出光照射部82から所定の広がり角で前記第2検出光94が照射されると、プリズム等の測定対象物で反射された反射第1検出光が前記検出光受光素子96に受光され、第1追尾像101が結像される。又、測定対象物で反射された反射第2検出光が前記検出光受光素子96に受光され、第2追尾像102が結像される。
When the
前記第1検出光軸84は前記検出光受光光軸95と非同軸である為、前記検出光受光素子96上での前記第1追尾像101の位置と測定対象物の位置は合致していない。同様に、第2検出光軸89は前記検出光受光光軸95と非同軸である為、前記検出光受光素子96上での前記第2追尾像102の位置と測定対象物の位置は合致していない。
Since the first detection
一方で、前記第1検出光軸84と前記第2検出光軸89と前記検出光受光光軸95とが同一平面上に位置し、前記第1検出光軸84と前記第2検出光軸89は前記検出光受光光軸95に関して対照な配置となっているので、前記第1追尾像101の中心と前記第2追尾像102の中心を結んだ直線の中心を、測定対象物の位置100として演算することができる。
On the other hand, since the first detection
第4の実施例に於いては、前記第1検出光軸84と前記第2検出光軸89と前記検出光受光光軸95とが非同軸且つ平行となる様に、前記第1検出光照射部81と前記第2検出光照射部82と前記検出光受光部83とを配置している。
In the fourth embodiment, the first detection light irradiating section 81, the second detection
従って、光学系内のビームスプリッタ等の偏向光学部材により減光されることがなく、前記第1検出光88と前記第2検出光94の光量を増大させることができるので、前記第1検出光88と前記第2検出光94の到達距離を延長することができ、測定対象物の検出範囲を拡大及び検出時間の短縮を図ることができる。
Therefore, the amount of light of the
又、前記検出光受光部83が前記バンドパスフィルタ97を有しているので、外光等の前記第1検出光88と前記第2検出光94以外の波長の光を除去することができ、測定対象物の検出精度を向上させることができる。
In addition, since the detection
又、前記バンドパスフィルタ97をデュアルパスフィルタとし、前記第1検出光88と前記第2検出光94だけではなく可視光も透過可能とすることで、前記検出光受光部83を視準の為、或は点群データに対する色付けする為の撮像部としても用いることができる。
In addition, by making the bandpass filter 97 a dual-pass filter and allowing not only the
更に、前記バンドパスフィルタ97と、可視光を透過し近赤外光を遮断するショートパスフィルタとのいずれか一方を、前記検出光受光光軸95上に選択的に挿脱可能とすることで、測定対象物の検出精度を向上させることができると共に、画像の色味への影響を低減でき、点群データに対する色付け精度を更に向上させることができる。
Furthermore, by making it possible to selectively insert or remove either the
次に、図10に於いて、本発明の第5の実施例について説明する。尚、図10中、図4中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10. In FIG. 10, the same reference numerals are used for the same parts as in FIG. 4, and their description will be omitted.
第5の実施例では、走査ミラー15と、該走査ミラー15と一体に回転する検出光分離光学部材としての検出光反射ミラー103とにより回転部104が構成される。該検出光反射ミラー103は、例えば検出光26を反射し、該検出光26以外の波長帯域の光を透過するダイクロイック膜が蒸着されたガラス板となっている。即ち、前記検出光反射ミラー103は、測距光34と反射測距光48を透過し、前記検出光26を反射する。
In the fifth embodiment, the
又、前記回転部104の正面側には、傾斜部22bに垂直に立設されたガラス板105aが設けられ、前記回転部104の背面側には、傾斜部22cに垂直に立設されたガラス板105bが設けられると共に、前記回転部104の上側には前記ガラス板105aと前記ガラス板105bとに掛渡ってガラス板105cが設けられている。前記ガラス板105a,105b,105cは、それぞれ近赤外光、及び可視光を透過する光学特性を有しており、前記ガラス板105a,105b,105cにより前記回転部104を囲繞する窓部105が構成されている。
The front side of the
従って、前記走査ミラー15で反射され、前記検出光反射ミラー103を透過した前記測距光34と前記検出光26は、前記窓部105を透過して測定対象物に照射され、測定対象物で反射された反射測距光48は、前記窓部105を透過して前記回転部104に入射する様に構成されている。
Therefore, the
第5の実施例に於いては、前記検出部21が第1の実施例よりも中心側に設けられており、凹部22の水平部22a且つ前記機械中心55よりも正面側に開口している。即ち、検出光軸25と機械中心55との距離が第1の実施例よりも近くなっている。
In the fifth embodiment, the
従って、前記回転部104が1周するうちで、前記検出光26が前記検出光反射ミラー103に入射する鉛直角度範囲を第1の実施例よりも大きくすることができるので、前記検出光26の鉛直方向に於ける照射範囲を更に大きくすることができ、測定対象物の検出範囲を拡大することができる。
As a result, the vertical angle range in which the
次に、図11、図12に於いて、本発明の第6の実施例について説明する。尚、図11、図12中、図2、図4中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 11 and 12. In Figures 11 and 12, the same reference numerals are used for the same parts as in Figures 2 and 4, and their description will be omitted.
第6の実施例に於いては、凹部22に上方から掛渡る様に、上方に突出するコ字状のハンドル部106が托架部5に着脱可能に設けられている。該ハンドル部106の水平方向に延出する長手部106aは、例えば軸心11a(図1参照)と平行となっている。
In the sixth embodiment, a
又、前記長手部106aには、下方に開口する検出部107が設けられ、該検出部107の検出光軸108は鉛直下方、即ち軸心6a(図1参照)と平行に前記回転部20に向って下方に延出している。尚、第6の実施例に於いては、傾斜部22bに設けられた検出部21(図4参照)は省略されている。その他の構成は、第1の実施例と同様である。又、前記検出部107の構成は前記検出部21の構成と同様となっている。
The
第6の実施例に於いても、前記検出光軸108は前記回転部20の回転位置に応じて反射方向が変化し、前記検出光26の照射範囲が変化するので、前記検出光26の広がり角以上の範囲で測定対象物の検出を行うことができる。
In the sixth embodiment, the reflection direction of the detection
次に、図13に於いて、本発明の第7の実施例について説明する。尚、図13中、図12中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。 Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 13. In FIG. 13, the same reference numerals are used for the same parts as in FIG. 12, and their description will be omitted.
第7の実施例では、長手部106a且つ前記機械中心55よりも正面側に、下方に開口する第1検出部109が設けられると共に、凹部22の水平部22a且つ前記機械中心55よりも正面側に、上方に開口する第2検出部111が設けられている。
In the seventh embodiment, a
前記第1検出部109の第1検出光軸112は、軸心6a(図1参照)と平行に前記回転部20に向って下方に延出している。又、前記第2検出部111の第2検出光軸113は鉛直上方、即ち前記軸心6aと平行に前記回転部20に向って上方に延出している。更に、前記第1検出部109と前記第2検出部111は、前記第1検出光軸112と前記第2検出光軸113とが合致する様に配置されている。その他の構成は、第6の実施例と同様である。又、前記第1検出部109と前記第2検出部111の構成は、第1の実施例に於ける検出部21(図4参照)と同様となっている。
The first detection
第7の実施例に於いては、前記第1検出部109から照射される第1検出光114と、前記第2検出部111から照射される第2検出光115のうちのいずれかが検出光分離面24で反射され、測量装置1の正面側に向って照射される。
In the seventh embodiment, either the
従って、前記検出光分離面24に前記検出光114,115が入射する前記回転部20の角度範囲が広がり、前記検出光114,115の鉛直方向の照射範囲を広げることができるので、測定対象物の検出範囲を更に拡大することができる。
As a result, the angular range of the rotating
次に、図14、図15に於いて、本発明の第8の実施例について説明する。尚、図14、図15中、図11、図12中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。 Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 14 and 15. In Figures 14 and 15, the same reference numerals are used for the same parts as in Figures 11 and 12, and their description will be omitted.
第8の実施例では、托架部5の正面側であり、凹部22と隣接する位置に正面側に突出するコ字状のハンドル部116が着脱可能に設けられている。該ハンドル部116の上下方向に延出する長手部116aは、例えば軸心6a(図1参照)と平行となっている。
In the eighth embodiment, a
前記長手部116aには、検出部117が設けられ、検出光軸118は回転部20に向って延出し、検出光分離面24で反射される様に構成されている。又、前記検出部117は、測距光軸32が走査ミラー15で水平に変更された際に、前記検出光軸118が前記検出光分離面24上で測距光軸32aと交差し、且つ前記検出光分離面24で水平に偏向された検出光軸118aが前記測距光軸32aと完全に同軸となる様に配置されている。即ち、測距光34と追尾光39は検出光119と同軸で射出される。その他の構成は第6の実施例と同様である。
The
第8の実施例では、水平に偏向された前記測距光軸32と前記検出光軸118aとが完全に同軸となる様、前記検出部117が前記ハンドル部116に設けられている。従って、測定対象物の検出精度を更に増大させることができる。
In the eighth embodiment, the
又、第8の実施例に於いても、前記検出光119の広がり角以上の範囲で該検出光119を照射できるので、測定対象物の検出範囲を拡大でき、測定対象物の検出迄の時間を短縮することができる。
Also, in the eighth embodiment, the
次に、図16に於いて、本発明の第9の実施例について説明する。尚、図16中、図15中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。 Next, a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 16. In FIG. 16, the same reference numerals are used for the same parts as in FIG. 15, and their description will be omitted.
第9の実施例では、検出部117が托架部5内に設けられ、検出光軸118は測量装置1の正面側に向って延出している。又、ハンドル部116には、前記検出光軸118を偏向するミラー121が設けられている。該ミラー121は、検出光分離面24上で前記検出光軸118が測距光軸32aと交差し、且つ前記検出光分離面24で偏向された検出光軸118aが前記測距光軸32aと完全に同軸となる様に前記検出光軸118を偏向する。即ち、検出光119は測距光34及び追尾光39と同軸で射出される。その他の構成は第8の実施例と同様である。
In the ninth embodiment, the
第9の実施例に於いても、前記測距光軸32aと前記検出光軸118aが同軸となり、測定対象物の検出精度を向上させることができると共に、距離測定部19に前記検出部117を組込む必要がないので、該距離測定部19の光学系を小型化することができ、前記測量装置1全体の小型化を図ることができる。
In the ninth embodiment, the distance measurement
又、前記検出光119の広がり角以上の範囲で該検出光119を照射できるので、測定対象物の検出範囲を拡大でき、測定対象物を検出する迄の時間を短縮することができる。
In addition, since the
次に、図17、図18に於いて、本発明の第10の実施例について説明する。尚、図17、図18中、図4中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。 Next, a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 17 and 18. In Figures 17 and 18, the same reference numerals are used for the same parts as in Figure 4, and their description will be omitted.
第10の実施例では、測距光34を回転照射させる為の鉛直回転部として、走査ミラーに代えて走査プリズム122が用いられている。該走査プリズム122は2つの三角形のプリズムを接合させて形成された略立方体の四角プリズムであり、図18(A)に示される様に、各三角プリズムの接合面は近赤外光、即ち測距光34や追尾光39を反射する反射面123となっている。
In the tenth embodiment, a
又、図18(B)に示される様に、前記走査プリズム122の面のうち、測距光34の射出面である検出光反射面124aには検出光分離部材としてのダイクロイック膜が蒸着される。又、前記測距光34の入射面と鉛直回転軸11(図1参照)に固着された面以外の面、即ち軸心6a(図1参照)と交差する4つの面のうち、前記検出光反射面124aを除く3つの面には、それぞれ該検出光反射面124aと同様のダイクロイック膜、又は検出光反射膜が蒸着され、検出光反射ミラーとしての検出光反射面124b,124c,124dが形成される。前記検出光反射面124a~124dにより検出光反射面124が形成される。尚、図18(B)中では、4つの面に前記検出光反射面124が形成されているが、該検出光反射面124は、4つの面のうち前記走査プリズム122に入射した前記測距光34の射出面と該射出面に隣接する少なくとも1面即ち少なくとも2面であればよい。又、前記検出光反射面124のうち、前記測距光34の射出面は戻り光防止の為前記測距光軸32に対して僅かに傾斜させてもよい。尚、前記走査プリズム122が回転部を構成する。
18B, a dichroic film is deposited as a detection light separation member on the detection
第10の実施例では、検出部21が托架部5に設けられ、凹部22の水平部22a且つ前記機械中心55よりも正面側に開口している。前記検出部21の検出光軸25は、前記走査プリズム122に向って鉛直上方、即ち軸心6a(図1参照)と平行な方向に延出している。
In the tenth embodiment, the
第10の実施例では、前記走査プリズム122が4つの前記検出光反射面124a~124dを有し、前記走査プリズム122に向って照射された検出光26は、前記検出光反射面124a~124dのいずれかによって前記測量装置1の正面側に常時照射され続ける様に構成されている。従って、測定対象物の検出範囲が拡大されると共に、1回転当りに前記走査プリズム122が前記検出光26を上下方向に偏向させる回数が増加し、測定対象物の検出精度を向上させることができる。
In the tenth embodiment, the
図19(A)、図19(B)は、第10の実施例の変形例を示している。該変形例では、鉛直回転部として走査ミラー15が用いられる。又、検出光分離面としては、検出光26のみを反射させるダイクロイック膜が蒸着された窓部23と、検出光反射ミラーとして検出光反射膜が蒸着された1枚~3枚のガラス板125とが用いられる。尚、図19(A)は該ガラス板125が1枚である場合を示し、図19(B)は該ガラス板125が3枚(図示では125a~125c)である場合を示している。該ガラス板125は検出光反射ミラーとして機能し、前記検出光軸25と交差する位置に配置されることで、前記検出光反射面124と同等の効果を得ることができる。又、前記走査ミラー15と各ガラス板125とで回転部126が構成される。
Figures 19(A) and 19(B) show a modified example of the tenth embodiment. In this modified example, a
次に、図20、図21に於いて、本発明の第11の実施例について説明する。尚、図20、図21中、図17、図18中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。 Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 20 and 21. Note that in Figures 20 and 21, the same reference numerals are used for the same parts as in Figures 17 and 18, and their description will be omitted.
第11の実施例では、測距光34を回転照射させる為の鉛直回転部として、走査ミラーに代えて走査プリズム127が用いられている。又、托架部5には、凹部22の水平部22a且つ前記機械中心55よりも正面側に開口する検出部21が設けられている。検出部21は、図4の第1の実施例に於ける前記検出部21と同様の構成となっている。
In the eleventh embodiment, a
前記走査プリズム127は三角プリズムであり、図21(A)、図21(B)に示される様に、近赤外光、即ち測距光34や追尾光39を反射する反射面128を有している。又、図21(A)、図21(B)に示される様に、前記測距光34の射出面には検出光分離部材としてのダイクロイック膜が蒸着され、検出光26のみを反射する検出光反射面129を形成し、検出光軸25が前記検出光反射面129で偏向される様構成されている。
The
第11の実施例に於いても、検出光26は前記検出光反射面129により水平に対して上下方向に偏向される。従って、前記検出光26の広がり角以上の範囲で前記検出光26を照射することができ、測定対象物の検出範囲が拡大し、測定対象物を検出する迄の時間を短縮することができる。
In the eleventh embodiment, the
次に、図22、図23に於いて、本発明の第12の実施例について説明する。尚、図22、図23中、図4中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。 Next, a twelfth embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 22 and 23. Note that in Figures 22 and 23, the same reference numerals are used for the same parts as in Figure 4, and their description will be omitted.
第12の実施例に於いては、測量装置1はトータルステーションとなっている。該測量装置1は、托架部5に凹部22が形成され、該凹部22に回転部としての測定部131が設けられている。
In the twelfth embodiment, the
該測定部131は、鉛直回転軸11(図1参照)を介して前記托架部5に回転可能に支持され、鉛直回転駆動部としての鉛直回転モータ13によって機械中心55を中心として鉛直方向に回転される。又、前記測定部131には、距離測定部19が収納され、前記測定部131の回転と対応して、測距光軸32の方向も鉛直方向に変化する。尚、前記測定部131の回転位置に拘らず、前記機械中心55は前記測距光軸32の延長線上に位置しており、前記測定部131の回転角と前記測距光軸32の回転角とは合致している。
The measuring
前記托架部5には、前記凹部22の傾斜部22bに開口する検出部21が設けられ、該検出部21は、検出光軸25が鉛直上方、即ち軸心6a(図1参照)と平行な方向、即ち前記測定部131に向って延出する様に配置されている。
The
又、該測定部131の下面には、検出光26を反射する検出光分離光学部材としての検出光反射ミラー132が設けられている。該検出光反射ミラー132は、例えば前記検出光26を反射する検出光反射膜が蒸着されたガラス板となっている。前記検出光26は、前記検出光反射ミラー132で反射されることで、前記測量装置1の正面側に向って照射される。
A detection
第12の実施例に於いても、検出光26は前記検出光反射ミラー132により水平に対して上下方向に偏向される。従って、前記検出光26の広がり角以上の範囲で前記検出光26を照射することができ、測定対象物の検出範囲が拡大し、測定対象物を検出するまでの時間を短縮することができる。
In the twelfth embodiment, the
1 測量装置
3 測量装置本体
5 托架部
8 水平回転モータ
13 鉛直回転モータ
15 走査ミラー
17 演算制御部
19 距離測定部
20 回転部
21 検出部
23 窓部
24 検出光分離面
26 検出光
27 測距光射出部
28 測距光受光部
29 追尾光射出部
31 追尾光受光部
REFERENCE SIGNS
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