测量机以及测量操作系统的制作方法
【专利摘要】提供一种测量机，若锁定靶则熄灭引导光来实现节能，并将已锁定的状态通知给测量操作员。该测量机具有：旋转台座(4)，设置有照射向测量操作员表示测量机(2)的准直方向的引导光的光源的引导光照射部(12)、用于锁定靶(30A)的跟踪光学系统(14)、测量到靶为止的距离的测距光学系统(13)、利用测距光学系统的测距结果来计算测量数据的控制电路部(CPU)；以及发送接收部，接收与测设操作相关的测设点数据并发送由控制电路部(CPU)所求得的测量数据，控制电路部(CPU)在靶被锁定时熄灭光源(15)，当靶(30A)的锁定偏离时使旋转台座(4)转动成光轴(O)朝向测设点(P1)的方向而停止，并再次点亮光源(15)，并且利用跟踪光进行搜索扫描。
【专利说明】
测量机以及测量操作系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及设置有用于照射引导光的引导光照射部的测量机及测量操作系统。
【背景技术】
[0002]以往，已知有设置了用于照射向测量操作员表示测量机的准直方向的引导光的引导光照射部的测量机(例如，参照专利文献I)。
[0003]上述测量机具有基盘部和相对于上述基盘部在水平方向上旋转的旋转台座。在上述旋转台座上竖立设置有支承部件。在上述支承部件上，除了支承有垂直方向上能够旋转的测距光学系统的镜筒部之外，还设置有各种驱动机构、控制机构。
[0004]在上述旋转台座上安装有外壳部件，该外壳部件覆盖上述支承部件、测距光学系统的镜筒部，并同时覆盖各机构。弓I导光照射部设置在上述外壳部件的顶部。
[0005]在上述以往的测量机中，测量操作员携带着作为控制器的携带型无线发送接收装置，从上述携带型无线发送接收装置向测量机的无线发送接收装置发送测设点(surveysetting point)的坐标数据。
[0006]另外，若某个测设点的测量结束时，测量机的旋转台座朝向下一个测设点一边照射引导光一边在水平方向上旋转。
[0007](现有技术文献)
[0008](专利文献)
[0009]专利文献1:日本特开2012 - 202821号公报
【发明内容】
[0010](发明所要解决的问题)
[0011]但是，这种测量机的测量操作系统一边照射引导光一边使旋转台座旋转，因此从节能的角度来说是有问题的。
[0012]于是，可考虑当靶已被锁定时，停止引导光的照射而实现节能化并把已锁定的状态通知给测量操作员的结构。但是，在采用若靶已被锁定则停止引导光的照射的结构的情况下，当靶锁定后由于某种原因而锁定偏离时，由于熄灭了目标光，因此存在测量操作员的测量操作效率降低的担忧。
[0013]本发明鉴于上述情况而提出，提供一种若靶已被锁定则熄灭引导光而可以实现节能化并且还可以防止因目标光的熄灭而导致的测量操作效率降低的测量机及测量操作系统。
[0014](解决问题的手段)
[0015]本发明所涉及的测量机的特征在于，具有:旋转台座，其设置有用于照射向测量操作员表示测量机的准直方向的引导光的光源的引导光照射部、用于锁定目标的跟踪光学系统、用于测量到上述靶为止的距离的测距光学系统、以及使用该测距光学系统的测距结果来计算测量数据的控制电路部；以及发送接收部，其接收与测设操作相关的测设点数据，并发送由上述控制电路部所求出的测量数据，其中，上述控制电路部在靶被锁定时熄灭上述光源，并且在靶的锁定偏离时使旋转台座转动成光轴朝向测设点的方向而停止，并再次点亮上述光源。
[0016](发明效果)
[0017]根据本发明，若利用跟踪光学系统锁定靶，则熄灭引导光照射部的光源，因此可以在实现节能化的同时，将已锁定的情况告知测量操作员。
[0018]另外，若靶的锁定受到阻碍，则使旋转台座转动成使光轴朝向基于测设点数据指定的测设点的方向后使旋转台座停止，并再次点亮光源。
[0019]因此，与使光轴朝向靶的锁定偏离的方向而再次点亮光源的情况相比，靶的锁定概率得以提高，并且引导光的识别效率也得以提高，结果，可以实现测量操作效率的提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是表示本发明的测量机的示意结构的立体图。
[0021]图2是表示本发明的测量机的内部结构的示意图。
[0022]图3是示意性地表示本发明的测量机主体部与外壳部件的关系的说明图。
[0023]图4是表示图1、图2所示的测量机的光学系统的结构的方框电路图。
[0024]图5是表示图4所示的柱面透镜的一例的说明图。
[0025]图6是表示图4所示的测距光学系统的一例的光学图。
[0026]图7是表示图4所示的跟踪光学系统的一例的光学图。
[0027]图8是表示测量操作员的测量操作的一例的说明图。
[0028]图9是表示锁定靶而熄灭了引导光的状态的说明图。
[0029]图10是表示测量机朝向下一测设点转动而停止之后，照射引导光的状态的说明图。
[0030]图1lA是表示本发明的引导光照射部的变形例的说明图，是示意的表示从上观察的情况的光路的说明图。
[0031]图1lB是表示本发明的引导光照射部的变形例的说明图，是示意地表示从侧面观察的情况的光路的说明图。
[0032](附图标记的说明)
[0033]2…测量机；4…旋转台座；13...测距光学系统；14…跟踪光学系统；12...引导光照射部；15…激光源(光源)；30A…角棱镜(靶)；CPU...控制电路部；0…光轴；P1，P2…测设点。
【具体实施方式】
[0034](实施例)
[0035]以下，参照附图对本发明的测量机的实施例进行说明。
[0036](测量机的结构)
[0037]在图1中，I是三脚架,2是测量机。测量机2包括:具备图2所示的基盘部3和相对于上述基盘部3在水平方向上旋转的旋转台座4的测量机主体部5、以及图1所示的外壳部件6。
[0038]基盘部3大致包括固定在三脚架I的固定座3a、具有校平螺钉(图示略)的校平台3b、内置有将旋转台座4在水平方向(图2所示的箭头方向A)上旋转驱动的水平方向驱动电机Ml (参照图4)等驱动机构的箱体部3c。
[0039]如图2、图3所示，旋转台座4竖立设置有支承部件7。如图3所示，上述支承部件7设置有用于垂直方向旋转可能地支承测距光学系统和跟踪光学系统的镜筒部8的水平轴8A、8A0
[0040]上述水平轴8A的一侧的端部固定有用于将镜筒部8在垂直方向上旋转驱动的垂直方向驱动电机M2，上述水平轴的另一侧的端部设置有用于检测上述镜筒部8的旋转角度的编码器10。
[0041]上述支承部件7的上端部固定有用于控制旋转台座4的水平方向的旋转和镜筒部8的垂直方向的旋转的控制电路基板11、以及引导光照射部12。水平方向驱动电机Ml、垂直方向驱动电机M2、以及编码器10等通过柔性印刷布线板11’而连接。
[0042]上述控制电路基板11设置有后述的CPU。上述引导光照射部12用于向测量操作员表不测量机主体部5的准直方向。
[0043]在此，引导光照射部12支承于从支承部件7的上端部切割而竖立的起立板部V、7”。控制电路基板11形成有供起立板部7”贯通的贯通孔。
[0044]如图3所不,夕卜壳部件6具有:嵌合于旋转台座4的外周部4a的嵌合开口 6a、覆盖引导光照射部12的覆盖部6b、把手部6c、以及沿上下方向延伸的窗部6d。另外，上述旋转台座4的外周部4a设置有用于防止雨水等浸入的密封部件(图示略)。
[0045]上述外壳部件6与引导光照射部12、控制电路基板11之间设置有间隙。据此，安装、拆卸外壳部件6时，可以防止外壳部件6接触到引导光照射部12。
[0046]如图4所示，镜筒部8设置有测距光学系统13和跟踪光学系统14。对于镜筒部8的光学系统的倾斜，利用编码器10来测量角度而求得。上述测距光学系统13和跟踪光学系统14的内容将在后文说明，首先对引导光照射部12的光学系统进行说明。
[0047](引导光照射部12的光学系统的结构)
[0048]如图4所示，引导光照射部12例如具有:激光源15、准直透镜16、图5所示的柱面透镜(cylindrical lens)17。激光源15可以产生例如可见白色激光。
[0049]准直透镜16具有将可见白色激光变换成平行光束PBl的作用。柱面透镜17具有将上述平行光束PBl变换成在垂直上下方向上延伸得长的扇状的引导光PB2的作用。
[0050]例如，如图5所示，上述柱面透镜17形成有在具有焦度(power)的方向上延伸得长并使绿色光透过的狭缝状滤光器17a和同样地在具有焦度的方向上延伸得长并使红色光透过的狭缝状滤光器17b。17c是狭缝状遮蔽部。
[0051]上述激光源15由图4所示的CPU控制，若省略图示的电源开关接通，则开始发光。
[0052](测距光学系统13的结构)
[0053]如图4所示，测距光学系统13具有投光部13A和受光部13B。如图6所示，投光部13A具有光源13A’。受光部13B具有受光元件14B’。
[0054]光源13A’射出红外激光束。上述红外激光束被分束器(beam splitter) 18的二向色镜面18a朝向物镜19反射，经由外壳玻璃20从镜筒部8作为平行光束PB3射出。
[0055]上述平行光束PB3由图4所示的角棱镜(corner cube)(靶)30A反射，作为反射光束PB3’经由外壳玻璃20返回至物镜19，由分束器18的二向色镜面18b反射，而汇聚到受光元件13B’。
[0056]上述受光元件13B’的受光输出(测距结果)输入到设置在控制电路基板11上的CPU的运算部。CPU基于上述受光元件13B’的受光输出来计算到角棱镜30A为止的距离。另外，上述角棱镜30A固定在测量操作员所携带的测量用杆30B上。
[0057](跟踪光学系统14的光学系统的结构)
[0058]跟踪光学系统14用于锁定角棱镜30A。如图7所示，上述跟踪光学系统14具有:激光二极管23、准直透镜24、反射镜25、26、物镜30、外壳玻璃20、噪声光去除用滤光器33、以及受光元件34。
[0059]激光二极管23、准直透镜24、反射镜25、26大体构成为投光部14A。
[0060]物镜30、噪声光去除用滤光器33、受光兀件34大体构成为受光部14B。
[0061]激光二极管23射出作为跟踪光的与测距光学系统13的测距光的波长不同波长的红外激光PB4。上述红外激光PB4通过准直透镜24而成为大致平行光束。
[0062]由上述反射镜25、26反射的红外激光PB4射出到测量机2的外部，利用上述红外激光PB4进行角棱镜30A的搜索扫描。若在搜索范围内有角棱镜30A，则红外激光PB4由角棱镜30A反射而返回至物镜30。
[0063]上述红外激光PB4的反射光PB4’由上述物镜30汇聚，经过噪声光去除用滤光器33并成像在受光元件34上。噪声光去除用滤光器33具有使与红外激光束的波长相同波长的光透过的功能。
[0064](驱动部的结构)
[0065]测量机2具有图4所示的驱动电路部35。上述驱动电路部35连接有水平方向驱动电机Ml及垂直方向驱动电机M2。
[0066]上述驱动电路部35由CPU控制，CPU具有若无线发送接收部37收到镜筒部转动许可信号，则向驱动电路部35输出水平方向驱动电机Ml的转动许可信号的功能。
[0067]CPU是利用作为基准的方位信号和镜筒部转动许可信号来运算从测量机2的镜筒部8所朝向的水平方向的当前角度到下一个测设点P2为止的水平方向的旋转角度。
[0068]也就是说，根据当前测量机2照射引导光PB2的方向(测设点Pl所存在的方向)并利用测设点数据通过运算来求取出下一次应照射引导光PB2的方向。由此，可以使镜筒部8在水平方向上转动以便朝向后述的下一个测设点P2所在的方向，且在上述位置上使镜筒部8停止转动。
[0069](CPU功能的一个例子)
[0070]上述CPU具有当上述镜筒部8在下一次要测量的测设点P2的方向上停止转动时，向驱动电路部35输出垂直方向驱动电机M2的转动许可信号的功能。
[0071]驱动电路部35具有使垂直方向驱动电机M2交替地正反旋转的功能，由此，在一个测设点P2，红外激光PB4在上下方向上进行往复扫描。
[0072]如图8所示，若测量操作员以引导光PB2为目标朝向测设点Pl所处的方向走去，则测量操作员就可以看到由红色光和绿色光所构成的引导光PB2。
[0073]若在上述位置上竖立测量用杆30B，则通过CPU来锁定角棱镜30A。另外，若位于测设点Pl上，则执行到角棱镜30A为止的测距、或测距和测角。
[0074]接下来，CPU通过运算来求得到角棱镜30A为止的距离、或者距离和角度(三维坐标)。从上述测设点Pl的角棱镜30A到测量机2为止的距离数据、或者距离数据和角度数据(三维坐标)作为测量数据暂时存入存储部36中。
[0075]如图4所示，上述测量机2具有上述存储部36，并且还具有无线发送接收部37。上述存储部36和无线发送接收部37与CPU连接。
[0076]上述无线发送接收部37具有向携带型无线发送接收装置30C发送测量操作员的当前位置(从测量机2到角棱镜30A的距离数据、或者距离数据和角度数据(三维坐标))等测量数据的功能。
[0077]旋转台座4在发送测量数据后，朝向下一个测设点P2转动。
[0078](测量操作系统的详细说明)
[0079]下面，参照图8至图10对利用了本发明的测量机的测量操作系统进行详细说明。
[0080]如图8所示，测量机2设置在已知的点PO处。测量操作员利用上述携带型无线发送接收装置30C(参照图4)发送与测设操作相关的测设点数据(发送步骤)。
[0081]CPU根据相对于已知的点PO的位置关系和作为基准的方位信号来计算测设点P1、测设点P2、…的位置关系，例如，使旋转台座4转动，以使光轴朝向测设点Pl的方向，并在上述位置上使旋转台座4停止转动(旋转步骤)。
[0082]接下来，控制CPU而点亮引导光照射部12的激光源15(点亮步骤)。由此，如图8所示，在垂直方向上延伸得长的扇状的引导光PB2向光轴所朝向的方向上照射。
[0083]另外，如图9所示，CPU进行基于跟踪光的搜索扫描。也就是说，上述镜筒部8绕水平轴8A往复地转动，据此进行靶的搜索扫描。
[0084]测量操作员朝向上述引导光PB2所照射的方向移动。引导光PB2由红色光和绿色光所构成，在边界位置上，红色光射入左眼，绿色光射入右眼，由于测量操作员感觉到这些颜色混合后的光，因此容易找到测量机的光轴O朝向的方向。
[0085]若测量操作员在上述测设点Pl的附近的位置上竖立测量用杆30A，则利用基于跟踪光的搜索扫描来锁定靶，旋转台座4旋转而使光轴O朝向上述靶的中心。若上述测量操作员一侧的靶被锁定，则熄灭激光源15 (熄灭步骤)。
[0086]另外，可以采用在锁定上述靶的同时，使携带型无线接收装置30C振动的结构。由此，即便测量操作员未看到携带型无线接收装置30C的画面，也可以确认靶已被锁定。
[0087]另外，也可以采用当靶虽未被锁定，但靶处于可以锁定靶的位置的附近时，使携带型无线接收装置30C振动的结构。
[0088]由此，对靶进行自动跟踪并开始测距。测量操作员携带测量用杆30A而朝向测设点Pl的位置移动。于是，CPU利用从已知的点PO到靶之间的测距数据和测设点数据来计算测设点Pi与靶之间的距离差。
[0089]上述距离差的数据从无线发送接收部37发送到携带型无线发送接收装置30C，并在上述携带型无线发送接收装置30C的显示部(图示略)上显示出靶相对于已知的点PO的位置。
[0090]若测设点Pl与靶的距离差进入规定范围(例如，5m以内)，则使靶相对于测设点Pl的距离差的缩放倍率以减小的方式变化，并且显示在显示部上。
[0091]由此，测量操作员可以精密地掌握相对于测设点Pl的位置关系，若进入容许范围，则CPU计算测距数据、测角数据等测量数据，并且上述测量结果发送到携带型无线发送接收装置30C。另外，若靶进入相对于测设点Pl的容许范围，则测量操作员实施打桩作业。
[0092]若在测设点Pl的附近，由于某种原因而阻碍了靶的锁定，则暂时熄灭跟踪光，使旋转台座4返回至由测设点数据指定的测设点Pl的方向而重新再次点亮激光源15，并且再次开始基于跟踪光的搜索扫描。
[0093]若在测设点Pl获得测量数据，则如图10所示，旋转台座4朝向由测设点数据指定的下一个测设点P2的方向转动后停止，再次点亮激光源15 (再点亮步骤)。
[0094]接下来，若靶在下一个测设点P2的方向附近被锁定，则再次熄灭激光源15(再熄灭步骤)。
[0095]在上述再熄灭步骤中，若由于某种原因而阻碍了靶的锁定，则暂时熄灭跟踪光，使旋转台座4再次朝向由测设点数据指定的测设点P2的方向而再次点亮激光源15，并且再次执行基于跟踪光的搜索扫描。
[0096]根据上述实施例，若利用跟踪光学系统14锁定了角棱镜30A，则引导光照射部12的激光源15熄灭，从而可以实现节能化。
[0097]另外，若由于某种原因而阻碍了角棱镜30A的锁定，则暂时熄灭跟踪光，使旋转台座4转动，以使光轴O朝向基于测设点数据而指定的测设点Pl (或者测设点P2)的方向后停止，再次点亮激光源15，并且再次开始基于跟踪光的搜索扫描。
[0098]也经常会发生当由于某种原因而角棱镜30A的锁定偏离时，即便再点亮激光源15而朝向镜筒部8的光轴所向的方向照射引导光PB2并且执行了基于跟踪光的搜索扫描,测量操作员不知锁定偏离的情况下还朝向测设点Pl (或者测设点P2)的方向移动。因此，识别引导光PB2的概率低。另外，再度锁定角棱镜30A的概率也低。
[0099]与此相反，根据上述实施例，使光轴朝向由测设点数据所指定的方向并等待。因此，测量操作员识别引导光PB2的概率提高。另外，锁定角棱镜30A的概率也提高。结果，可以实现测量操作效率的提高。
[0100](变形例)
[0101]图11A、图1lB是表示引导光照射部12的变形例的说明图。在该变形例中，如图1lA所示，引导光照射部12具有产生绿色光PG的发光二极管LED G和产生红色光PR的发光二极管LED R0
[0102]发光二极管LED G和发光二极管LED R的正前方设置有光阑部件40a、40b。上述光阑部件40a、40b具有遮挡掉各个光束的一半的作用。
[0103]上述绿色光PG和红色光RG被棱镜反射镜41反射而引导到柱状透镜(lenticularlens)42 上。
[0104]上述绿色光PG和红色光RG作为扇状的引导光PB2，从引导光照射部12射出。
[0105]另外，在该实施例中，跟踪光学系统14的物镜30和测距光学系统13的物镜19分别为独立的结构，也可以将它们形成为一体。
[0106](其它的变形例)
[0107]还可以采用不是完全熄灭引导光，而是通过变更弓丨导光的闪烁模式来实现节能化并同时告知测量操作员锁定偏离的情况。
【权利要求】
1.一种测量机，其特征在于，具有: 旋转台座，其设置有用于照射向测量操作员表示测量机的准直方向的引导光的光源的引导光照射部、用于锁定靶的跟踪光学系统、用于测量到所述靶为止的距离的测距光学系统、以及使用该测距光学系统的测距结果来计算测量数据的控制电路部；以及 发送接收部，其接收与测设操作相关的测设点数据，并发送由所述控制电路部所求出的测量数据， 所述控制电路部在靶被锁定时熄灭所述光源，并且当靶的锁定偏离时使所述旋转台座转动成光轴朝向测设点的方向而停止并再次点亮所述光源，并利用跟踪光进行搜索扫描。
2.一种测量操作系统，其特征在于，包括: 发送步骤，利用权利要求1所述的测量机，朝向设置在测量操作员一侧的权利要求1所述的发送接收部发送测设点数据； 旋转步骤，基于所述测设点数据使权利要求1所述的旋转台座转动成所述测量机的光轴朝向测设点的方向而停止； 点亮步骤，将权利要求1所述的引导光照射部的光源点亮； 熄灭步骤，若利用权利要求1所述的跟踪光学系统锁定测量操作员一侧的靶，则熄灭所述光源； 再点亮步骤，若在所述测设点获取测量数据，则使所述旋转台座转动至由所述测设点数据指定的下一个测设点的方向而使所述旋转台座停止后，再次点亮所述光源；以及 重新搜索扫描步骤，若在锁定所述靶后所述靶的锁定受到阻碍，则暂时熄灭跟踪光，再次使所述旋转台座旋转成光轴朝向由所述测设点数据指定的测设点的方向而再次点亮所述光源，并且利用跟踪光来再次执行搜索扫描。
【文档编号】G01C15/00GK104422430SQ201410400032
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】熊谷薫, 千叶稔, 村木胜 申请人:株式会社拓普康