专利名称：电子式测量装置的制作方法
技术领域：
本发明有关根据屏幕上的设计数据能显示预想完工后对象的原型的电子式测量装置。
背景技术：
至今，人们已知，电子式测量装置包括照准测量对象的望远镜部、对照准的对象进行摄像的摄像部、将由摄像部拍摄的测量对象作为实际图像在屏幕上显示的显示部、及存储与测量对象对应的设计数据的存储部(例如参照特开2002-202126号公报)。
虽然土木工程建设等是按照设计数据来进行，例如在道路工程中，要堆土，挖土，形成预定的形状，在建筑工程中进行基础施工及房屋建筑，但上述的工程中，在其工程施工过程中，为了确认工程是否按照设计数据那样进行，要边用电子式测量装置的望远镜部照准测量对象，同时边对每个监控点采集测量数据，将测量数据和设计数据进行比较，可是，监控点未必代表设计数据。
但是，对每个监控点都将测量数据和设计数据进行比较，判断工程是否如施工计划那样实施，就要过多地把时间耗在测量作业上，这就成为导致工程延误的原因。另外，也很麻烦。
此外，由于在施工的最初阶段，现成的结构物或构成基准的目标等什么都没有，所以难以反映设计和现场的位置关系。特别是定位桩的设置，如没有形象构建完成形态，则费时，又不能高效地进行定位的打桩。因此，需要定位桩木工等熟练的工匠。
发明内容
本发明为鉴于上述情形而提出的，其目的在于提供一种能通过视觉确认测量对象是否如设计数据那样在进行施工的电子式测量装置。
为达到上述目的，本申请第一方面的电子式测量装置包括存储测量装置本体的位置信息和设计数据的存储部、对目标方向相对于基准方向的角度进行电子测量的角度测量部、根据该角度测量部测得的角度和前述设计数据通过计算求出对目标方向预想能看到的预想完工后对象的原型的运算处理部、和显示所述预想完工后对象的原型用的显示部。
另外，本申请的第二方面的电子式测量装置包括照准测量对象的望远镜部、拍摄照准后的测量对象的摄像部、能将该摄像部拍摄的测量对象作为实际图像显示的显示部、存储与所述测量对象想对应的设计数据的存储部、对照准方向相对于作为基准的方向的角度进行电子式测量的角度测量部、根据该角度测量部测量的角度和所述设计数据通过运算求出对于照准方向预想能看到的预想完工后对象的原型的运算处理部，用单独或重叠在所述实际图像上的方式显示所述预想完工后对象的原型。
图1为表示本发明涉及的电子式测量装置一例的简要图。
图2为表示本发明涉及的电子式测量装置一例的光学图。
图3为本发明涉及的电子式测量装置的电路方框图。
图4为表示照准测量对象的电子式测量装置和测量对象间的关系的示意图。
图5为表示本发明涉及的显示部屏幕上能看到的测量对象的一示例的示意图。
具体实施例方式
图1中，10为电子式测量装置。该电子式测量装置10有作为测量装置本体用的底盘部11和托架部12，底盘部11可通过校平台13装在图中未示出的三角架上。
底盘部11支承托架部12，能沿水平方向旋转。托架部12的支持部上支承瞄准具14，能沿垂直方向旋转。该托架部12的下面设置作为操作及输入部的操作及输入面板15、作为显示测量数据等显示部的显示器16。望远镜部14有物镜17。该操作及输入面板15上设置操作及输入按钮15A。
图2所示的光学系统安装于该望远镜部14的内部。图2中，符号0为望远镜部14的光轴。在望远镜部14中，在其物镜17的后面设置二向色镜18、聚光透镜19、作为摄像部的图像传感器20、对焦透镜21、波罗棱镜22、焦点板23、目镜24。
二向色镜18由第一棱镜25、第二棱镜26、第三棱镜27构成。第一棱镜25与第二棱镜26之间形成第一半透半反镜28，第一棱镜25与第三棱镜27之间形成第二半透半反镜29。
从物镜17射入望远镜部14的光进入二向色镜18，测量光和可见光的一部分在第一半透半反镜28上反射，通过聚光透镜19在图像传感器20上成像。第二半透半反镜29只反射测量光，并引至后述的测距部。
透过第一半透半反镜28的可见光，通过对焦透镜21、波罗棱镜22成像于焦点板23上，通过目镜24，再利用瞄准镜14瞄准，从而照准后述的测量对象。
该图像传感器20接受光后的输出，作为图3所示的图像信号输入至CPU30。该CPU30起到作为后述的运算处理部的功能，CPU30对图像传感器20上拍摄的测量对象进行图像处理，完成的显示器16的屏幕16A上显示的作用。
如图3所示，该测量装置本体内设有测距部31、水平驱动部32、高低驱动部33、水平角度测量部34、垂直角度测量部35、存储部36。
测距部31根据CPU30的控制指令，驱动发光部37，利用受光部38接受从后述的测量对象反射的测距光，来测量电子式测量装置10至测量对象的距离。该测距部31例如采用激光式光波测距仪。
水平驱动部32根据CPU30的控制指令，使托架部12沿水平方向旋转。高低驱动部33根据CPU30的控制指令，使望远镜部14沿垂直方向旋转。其驱动机构用电动机等构成，因众所周知，故说明从略。
水平角度测量部34、高度角度测量部35用人们熟悉的由转子和定子组成的编码器组成。利用该水平角度测量部34测量水平方向的角度，利用垂直角度测量部35求垂直方向的角度。
该电子式测量装置10如图4所示，架设在相对于基准点B(X2、Y2、Z2)的已知点A(X1、Y1、Z1)处。另外，也可以用未图示的GPS装置，找到已知点A(X1、Y1、Z1)。
再在图4中，40为作为测量对象的工程施工中道路附近的景物，沿道路边隔开一定间隔植树，道路中央设有人孔。
另外，符号[X]表示设计数据，符号G2表示作为预想完工后对象的人孔的原型，G2’表示作为预想完工后对象的植树部位的原型，G2”表示作为预想完工后对象的道路界沿的原型，G2为表示作为预想完工后对象的混凝土块下沿。
其水平角度测量部34、高度角度测量部35如图4所示，起到作为运算照准方向(目标方向)M1相对于基准方向MO的角度θ的角度测量部的作用。
显示器16的屏幕16A上如图5所示，显示通过望远镜部14在图像传感器20上成像的与其测量对象40对应的实际图像G1。
CPU30除了测距运算处理、图像处理之外，还根据操作及输入部15的控制指令的其它指令进行各种运算处理。
存储部36中，存储与测量对象40对应的作为工程有关的数据即设计数据[X]。该设计数据[X]以三维数据(xi’、yi’、zi’)形式保存，这一三维数据(xi’、yi’、zi’)例如为基于平面直角坐标和高度的数据。图4中与测量对象40相对应表示该三维数据(xi’、yi’、zi’)。
CPU30所起的作用，根据该角度测量部测得的角度θ和设计数据(xi’、yi’、zi’)，为利用运算求出对照准方向M1预想能看到的预想完工后对象的原型G2、G2’、G2”、G2，如图5所示，在显示器16的屏幕16A上将预想完工后对象的原型G2、G2’、G2”、G2重叠在实际图像G1上进行显示。这里，各原型G2、G2’、G2”、G2在屏幕16A上都用点划线表示。
即，由于电子式测量装置10的架设位置A(X1、Y1、Z1)为已知，对于测量对象40的照准方向M1为已知，故就能利用运算对于地图上的设计数据(xi’、yi’、zi’)确定与屏幕16A上的设计数据(xi’、yi’、zi’)对应的象素Pi(xi、yi)的屏幕中心M1’对应的位置，能使预想完工后对象的原型G2、G2’、G2”、G2在屏幕16A上显示。
还有，最好在旋转照准方向M1时，即改变照准方向M1时，随着照准方向的旋转，根据角度测量部34、35的检测结果，将CPU(运算处理部)30运算出的预想完工后对象的原型依次在显示器(显示部)16上显示。
以上对本发明的实施形态作了说明，但也可以使得CPU30根据测距部31所测得的距离和角度θ，通过运算求出预想完工后对象的原型G2、G2’、G2”、G2。
另外，在望远镜部14上设置变焦光学系统时，CPU30还可以将预想完工后对象根据倍率在显示器16的屏幕16A上放大缩小显示，使得预想完工后对象的原型G2、G2’、G2”、G2的大小和实际看到的测量对象40的大小一致。
CPU30也可以这样构成，使得用点或线的形式在屏幕16A上显示预想完工后对象的原型G2、G2’、G2”、G2。
另外，CPU30也可以这样构成，使得根据设计数据计算对于预想完工后对象的原型G2、G2’、G2”、G2的允许范围δ，然后在屏幕16A上显示表示该允许范围δ的上限和下限的线。
再有，存储部36中可存储设计数据、和表示电子式测量装置本体10的架设位置A(X1、Y1、Z1)的、包括电子式测量装置本体10的高度的位置信息。另外，CPU30也可以采用以下的构成，即根据电子式测量装置本体10的位置信息、角度测量部作为水平角及垂直角检测出的照准方向(目标方向)的角度、以及设计数据，计算预想完工后对象的原型，计算出的预想完工后对象的原型在显示器16的屏幕16A上显示。
再有，在以上的本发明实施形态中，是使预想完工后对象的原型和实际图像重叠后显示的形式，但不一定必须要显示实际图像。在这样的情况下，也可以采用配合旋转只显示预想完工后的对象。
在这样的情况下，为了看到目标方向的预想完工后对象的原型时，电子式测量装置上不需要望远镜部和摄像部，只要由存储设计数据的存储部、电子式测量目标方向的角度的角度测量部、计算预想完工后对象的原型的预算处理部、和显示其原型的显示部而构成就可。
如采用上述构成，因为能在屏幕上显示预想完工后对象的原型并能形象地显示工程等完成的形态，所以，例如在提高定坡板桩打桩效率上有其优点。
本发明采用以上说明的构成，故能在屏幕上凭视觉迅速确认测定对象是否按照设计数据那样在施工。
权利要求
1.一种电子式测量装置，其特征在于，包括存储测量装置本体的位置信息和设计数据的存储部、对目标方向相对于基准方向的角度进行电子式测量的角度测量部、根据该角度测量部测量的角度和所述设计数据通过运算求出对目标方向预想能看到的预想完工后对象的原型的运算处理部、及用于显示所述预想完工后对象的原型的显示部。
2.如权利要求1所述的电子式测量装置，其特征在于，还包括照准与所述预想完工后对象相对应的测量对象的望远镜部、及对照准的测量对象进行拍摄的摄像部，所述目标方向是照准方向，所示显示部能将所述摄像部拍摄的测量对象作为实际图像显示，所述运算处理部能将所述预想完工后对象的原型以单独或重叠在所述实际图像上的形式在所述显示部上显示。
3.一种电子式测量装置，其特征在于，包括照准测量对象的望远镜部、对照准的测量对象进行拍摄的摄像部、能将该摄像部拍摄的测量对象作为实体图像显示的显示部、存储与所述测量对象相对应的设计数据的存储部、对照准方向相对于作为基准的方向的角度进行电子式测量的角度测量部、及根据该角度测量部测量的角度和所述设计数据通过运算求出对于照准方向预想能看到的预想完工后对象的原型的运算处理部，将所述预想完工后对象的原型以单独或重叠在所述实体图像上的形式进行显示。
4.如权利要求1所述的电子式测量装置，其特征在于，所述运算处理部随着目标方向的改变，根据所述角度测量部的检测结果，将所述预想完工后对象的原型在所述显示部上显示。
5.如权利要求2所述的电子式测量装置，其特征在于，所述运算处理部随着照准方向的改变，根据所述角度测量部的检测结果，将所述预想完工后对象的原型在所述显示部上显示。
6.如权利要求1所述的电子式测量装置，其特征在于，所述运算处理部根据包括高度在内的测量装置本体的位置信息、所述角度测量部以水平角度或垂直角度检测出的目标方向或角度、和设计数据，计算所述预想完工后对象的原型在所述显示部上显示。
7.如权利要求2所述的电子式测量装置，其特征在于，所述运算处理部根据包括高度在内的测量装置本体的位置信息、所述角度测量部以水平角及垂直角检测出的照准方向的角度、和设计数据，计算所述预想完工后对象的原型，并在所述的显示部上显示。
8.如权利要求1所述的电子式测量装置，其特征在于，还包括测量至所述测量对象的距离的测距部，所述运算处理部根据所述测距部测得的距离和所述角度，通过运算求出所述预想完工后对象的原型。
9.如权利要求2所述的电子式测量装置，其特征在于，还包括测量至所述测量对象的距离的测距部，所述运算处理部根据所述测距部测得的距离和所述角度，通过运算求出所述预想完工后对象的原型。
10.如权利要求1所述的电子式测量装置，其特征在于，所述运算处理部能根据倍率将显示所述预想完工后对象的原型在所述显示部上放大缩小显示。
11.如权利要求2所述的电子式测量装置，其特征在于，所述运算处理部能根据倍率将所述预想完工后对象的原型在所述显示部上放大缩小显示。
12.如权利要求1所述的电子式测量装置，其特征在于，所述运算处理部根据所述设计数据，计算对于所述预想完工后对象的原型的允许范围，使该允许范围与所述预想完工后对象的原型重叠在所述显示部上显示。
13.如权利要求2所述的电子式测量装置，其特征在于，所述运算处理部根据所述设计数据，计算对于所述预想完工后对象的原型的允许范围，将该允许范围和所述预想完工后对象的原型重叠在所述显示部上显示。
14.如权利要求3所述的电子式测量装置，其特征在于，随着照准方向的改变，根据所述角度测量部的检测结果，所述运算处理部在所述显示部上显示所述预想完工后对象的原型。
15.如权利要求3所述的电子式测量装置，其特征在于，所述运算处理部根据包括高度在内的测量装置本体的位置信息、所述角度测量部以水平角及垂直角检测出的照准方向的角度、和设计数据，计算所述预想完工后对象的原型，并在显示部上显示。
16.如权利要求3所述的电子式测量装置，其特征在于，还包括测量至所述测量对象的测距部，所述运算处理部根据所述测距部测得的距离和所述角度，通过运算求得所述预想完工后对象的原型。
17.如权利要求3所述的电子式测量装置，其特征在于，所述运算处理部根据倍率将所述预想完工后对象的原型在所述显示部上放大缩小显示。
18.如权利要求3所述的电子式测量装置，其特征在于，所述运算处理部根据所述设计数据，计算对所述预想完工后对象的原型的允许范围，使该允许范围与所述预想完工后对象的原型重叠在所述显示部上显示。
全文摘要
本发明的电子式测量装置，包括存储测量装置本体的位置信息和设计数据的存储部、对目标方向相对于基准方向的角度进行电子式测量的角度测量部、根据该角度测量部测量的角度和所述设计数据通过运算求出对目标方向预想能看到的预想完工后对象的原型的运算处理部、及显示所述预想完工后对象的原型用的显示部。
文档编号E21B21/00GK1538147SQ20041003461
公开日2004年10月20日 申请日期2004年4月14日 优先权日2003年4月14日
发明者大友文夫, 先村律雄, 雄 申请人:株式会社拓普康