JP2000292162A - 方位角測量装置 - Google Patents
方位角測量装置Info
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Landscapes
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 測量者に大きな負担が掛からず、周囲の振動
等の悪影響を受け難く、短時間に測量対象点の方位角を
決定することができる方位角測量装置を提供する。 【解決手段】 回動機構部３と回転機構部４を操作し
て、反射体６が視準線近傍の視野内に入るように方位角
検出部１の姿勢を調整した後、拡散光源１５を点灯させ
て偏光反射プリズム１２に向かって拡散Ｓ偏光を射出さ
せ、その反射面で反射された拡散光が１／４波長板１１
を透過して反射体６で反射され、その反射光Ｒは１／４
波長板１１および偏光反射プリズム１２の反射面を透過
し、結像レンズ１３で集光されて固体撮像板１４上に結
像し、受光信号に変換され、画像処理部のＡＤ変換部で
デジタルビデオ信号に変換され、画像処理演算部で反射
光Ｒの結像位置座標からその結像レンズ１３の光軸Ｃか
らの離間距離が演算され、この離間距離に基づいて結像
レンズ１３の中心Ｏを通る反射光Ｒの光軸Ｃからのずれ
角αが演算され、さらに、反射体６の絶対極座標系にお
ける高度角と水平角が決定される。
等の悪影響を受け難く、短時間に測量対象点の方位角を
決定することができる方位角測量装置を提供する。 【解決手段】 回動機構部３と回転機構部４を操作し
て、反射体６が視準線近傍の視野内に入るように方位角
検出部１の姿勢を調整した後、拡散光源１５を点灯させ
て偏光反射プリズム１２に向かって拡散Ｓ偏光を射出さ
せ、その反射面で反射された拡散光が１／４波長板１１
を透過して反射体６で反射され、その反射光Ｒは１／４
波長板１１および偏光反射プリズム１２の反射面を透過
し、結像レンズ１３で集光されて固体撮像板１４上に結
像し、受光信号に変換され、画像処理部のＡＤ変換部で
デジタルビデオ信号に変換され、画像処理演算部で反射
光Ｒの結像位置座標からその結像レンズ１３の光軸Ｃか
らの離間距離が演算され、この離間距離に基づいて結像
レンズ１３の中心Ｏを通る反射光Ｒの光軸Ｃからのずれ
角αが演算され、さらに、反射体６の絶対極座標系にお
ける高度角と水平角が決定される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学装置を用いて測
量対象点を視準した時の光学装置の姿勢情報に基づいて
光学装置の基点から測量対象点を見込む方位角を測量す
る方位角測量装置に関する。
量対象点を視準した時の光学装置の姿勢情報に基づいて
光学装置の基点から測量対象点を見込む方位角を測量す
る方位角測量装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に道路や橋等を建設する土木工事、
ビル等の建設工、地下坑道等を掘削する推進工事等にお
いては、任意の２地点間の相対位置ベクトルを測定しな
ければならない場合が少なくない。図４は任意の２地点
Ｐ1 ，Ｐ2 の極座標（ｌ1 ，θ1 ，φ1 ），（ｌ2 ，θ
2 ，φ2 ）と直角座標との関係を示す説明図である。即
ち、地点Ｐ1 ，Ｐ2 の直角座標（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ），
（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）は極座標を用いて次のように表示
できる。 （ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）＝（ｌ1sinθ1cosφ1 ，ｌ1sinθ
1sinφ1 ，ｌ1cosθ1 ） （ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）＝（ｌ2sinθ2cosφ2 ，ｌ2sinθ
2sinφ2 ，ｌ2cosθ2 ） このように、相対位置の測量では極座標で表示すると簡
単に表示できる場合が多いので、２地点間の距離測量に
は光波距離計や薄い長尺鋼板製の巻尺が、また、高度
角、水平角等の角度測量には転鏡儀が一般的に多用さ
れ、測量された相対距離と相対角度で相対位置が表示さ
れる。
ビル等の建設工、地下坑道等を掘削する推進工事等にお
いては、任意の２地点間の相対位置ベクトルを測定しな
ければならない場合が少なくない。図４は任意の２地点
Ｐ1 ，Ｐ2 の極座標（ｌ1 ，θ1 ，φ1 ），（ｌ2 ，θ
2 ，φ2 ）と直角座標との関係を示す説明図である。即
ち、地点Ｐ1 ，Ｐ2 の直角座標（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ），
（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）は極座標を用いて次のように表示
できる。 （ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）＝（ｌ1sinθ1cosφ1 ，ｌ1sinθ
1sinφ1 ，ｌ1cosθ1 ） （ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）＝（ｌ2sinθ2cosφ2 ，ｌ2sinθ
2sinφ2 ，ｌ2cosθ2 ） このように、相対位置の測量では極座標で表示すると簡
単に表示できる場合が多いので、２地点間の距離測量に
は光波距離計や薄い長尺鋼板製の巻尺が、また、高度
角、水平角等の角度測量には転鏡儀が一般的に多用さ
れ、測量された相対距離と相対角度で相対位置が表示さ
れる。
【０００３】図５および図６はそれぞれ転鏡儀の斜視図
およびその原理の説明図である。図６の（ａ）は測量対
象点Ｐが視準線Ｌに一致した時の対象点Ｐの像形成の様
子を示したものであり、（ｂ）は目盛盤２２の構成を示
したものである。図５に示すように、転鏡儀は測量対象
点Ｐを視準して視準線Ｌを対象点Ｐに合致させるために
対象点Ｐを覗く望遠鏡２と、望遠鏡２を水平軸Ｈの回り
に回動させる回動機構部３と、望遠鏡２を基台５に対し
て鉛直軸Ｖの回りに回転させる回転機構部４を具えてい
る。望遠鏡２は対物レンズ１１、対物レンズ１１の焦点
位置に配置された視準線合わせのための目盛盤２２およ
び対象点Ｐの像を拡大して見るための接眼レンズ１３で
構成されている。
およびその原理の説明図である。図６の（ａ）は測量対
象点Ｐが視準線Ｌに一致した時の対象点Ｐの像形成の様
子を示したものであり、（ｂ）は目盛盤２２の構成を示
したものである。図５に示すように、転鏡儀は測量対象
点Ｐを視準して視準線Ｌを対象点Ｐに合致させるために
対象点Ｐを覗く望遠鏡２と、望遠鏡２を水平軸Ｈの回り
に回動させる回動機構部３と、望遠鏡２を基台５に対し
て鉛直軸Ｖの回りに回転させる回転機構部４を具えてい
る。望遠鏡２は対物レンズ１１、対物レンズ１１の焦点
位置に配置された視準線合わせのための目盛盤２２およ
び対象点Ｐの像を拡大して見るための接眼レンズ１３で
構成されている。
【０００４】測量者は接眼レンズ１３を通して望遠鏡２
を覗き、回動機構部３および回転機構部４を回動操作し
て測量対象点Ｐを視野内に見つける。そして、回動機構
部３と回転機構部４を微操作して、測量対象点Ｐが目盛
盤２２の中心Ｏと一致するようにする。測量対象点Ｐが
目盛盤２２の中心Ｏと一致した時は、測量対象点Ｐは視
準線Ｌ上に乗っている。そこで、この時の望遠鏡２の姿
勢、つまり、高度角と水平角を回動機構部３および回転
機構部４の回転目盛りで読み取って測量対象点Ｐの方位
角を決定する。
を覗き、回動機構部３および回転機構部４を回動操作し
て測量対象点Ｐを視野内に見つける。そして、回動機構
部３と回転機構部４を微操作して、測量対象点Ｐが目盛
盤２２の中心Ｏと一致するようにする。測量対象点Ｐが
目盛盤２２の中心Ｏと一致した時は、測量対象点Ｐは視
準線Ｌ上に乗っている。そこで、この時の望遠鏡２の姿
勢、つまり、高度角と水平角を回動機構部３および回転
機構部４の回転目盛りで読み取って測量対象点Ｐの方位
角を決定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】転鏡儀を用いた測量対
象点Ｐの方位角の決定においては上述のように、測量者
が望遠鏡２を覗いて測量対象点Ｐが目盛盤２２の中心Ｏ
と一致するように、回動機構部３と回転機構部４を微操
作しなければならない。こうして決定された測量対象点
Ｐの方位角の測定精度は測量対象点Ｐと目盛盤２２の中
心Ｏとの一致精度にほぼ対応するため、上述の測量対象
点Ｐの方位角の決定作業はかなり神経を使うと共に時間
も掛かる面倒な作業であった。
象点Ｐの方位角の決定においては上述のように、測量者
が望遠鏡２を覗いて測量対象点Ｐが目盛盤２２の中心Ｏ
と一致するように、回動機構部３と回転機構部４を微操
作しなければならない。こうして決定された測量対象点
Ｐの方位角の測定精度は測量対象点Ｐと目盛盤２２の中
心Ｏとの一致精度にほぼ対応するため、上述の測量対象
点Ｐの方位角の決定作業はかなり神経を使うと共に時間
も掛かる面倒な作業であった。
【０００６】また、上述の測量作業は一般に工事現場、
建設現場、掘削作業中の坑道内、生活道路の側等、振動
が伝達され易く、視野が遮られ易い場所で行われること
が多いため、望遠鏡２を通して見た測量対象点Ｐの像が
揺れたり見えなくなることが度々起きる。このようなこ
とが上述の測量作業を一層煩わしいものにしていた。悪
環境の下で精度良く測量対象点Ｐの方位角の決定作業を
行うにはある程度の熟練を要し、測量者の作業疲労も大
きかった。
建設現場、掘削作業中の坑道内、生活道路の側等、振動
が伝達され易く、視野が遮られ易い場所で行われること
が多いため、望遠鏡２を通して見た測量対象点Ｐの像が
揺れたり見えなくなることが度々起きる。このようなこ
とが上述の測量作業を一層煩わしいものにしていた。悪
環境の下で精度良く測量対象点Ｐの方位角の決定作業を
行うにはある程度の熟練を要し、測量者の作業疲労も大
きかった。
【０００７】本発明は従来技術におけるかかる問題点を
解消すべく為されたものであり、測量者に大きな負担が
掛からず、周囲の振動等の悪影響を受け難く、短時間に
測量対象点の方位角を決定することができる方位角測量
装置を提供することを目的とする。
解消すべく為されたものであり、測量者に大きな負担が
掛からず、周囲の振動等の悪影響を受け難く、短時間に
測量対象点の方位角を決定することができる方位角測量
装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、光学装置は測量対象点の像を結像させる結
像レンズと、該結像レンズが結像させた測量対象点の像
を受光信号に変換する撮像手段を含み、かつ、該撮像手
段から出力された受光信号に基づいて測量対象点の像の
結像位置の結像レンズの光軸からの離間距離を演算する
距離演算手段と、該距離演算手段が演算した離間距離に
基づいて結像レンズの中心から光軸に対して測量対象点
を見込むずれ角を演算するずれ角演算手段と、結像レン
ズの光軸が基準方位と成す相対角度を検出する相対角検
出手段とを有したものであり、好ましくは、ずれ角演算
手段が演算したずれ角と相対角検出手段が検出した相対
角度とから、基準方位に対して光学装置の基点から測量
対象点を見込む方位角を演算する方位角演算手段を有
し、測量対象点に設置された立方体頂角プリズムから成
る反射体と、光学装置側から反射体に向けて拡散光を照
射する拡散光源を有したものである。
するために、光学装置は測量対象点の像を結像させる結
像レンズと、該結像レンズが結像させた測量対象点の像
を受光信号に変換する撮像手段を含み、かつ、該撮像手
段から出力された受光信号に基づいて測量対象点の像の
結像位置の結像レンズの光軸からの離間距離を演算する
距離演算手段と、該距離演算手段が演算した離間距離に
基づいて結像レンズの中心から光軸に対して測量対象点
を見込むずれ角を演算するずれ角演算手段と、結像レン
ズの光軸が基準方位と成す相対角度を検出する相対角検
出手段とを有したものであり、好ましくは、ずれ角演算
手段が演算したずれ角と相対角検出手段が検出した相対
角度とから、基準方位に対して光学装置の基点から測量
対象点を見込む方位角を演算する方位角演算手段を有
し、測量対象点に設置された立方体頂角プリズムから成
る反射体と、光学装置側から反射体に向けて拡散光を照
射する拡散光源を有したものである。
【０００９】さらに、結像レンズの光軸上に配置され、
拡散光源から射出された拡散光の少なくとも一部を光軸
方向に反射すると共に、反射体により反射された拡散光
の少なくとも一部を透過させる反射面を具えた反射プリ
ズムを有し、拡散光源は測量対象点の像の結像位置と等
価な位置に配置され、反射プリズムの反射面に平行な振
動ベクトルを有した直線偏光を射出するものであり、反
射プリズムの反射面は入射した直線偏光をほぼ１００％
結像レンズの光軸方向に反射する偏光反射プリズムであ
り、結像レンズの光軸上の結像レンズの反射体側に配置
され、偏光反射プリズムで反射された直線偏光を円偏光
に変換して透過させると共に、反射体により反射された
円偏光を前記反射プリズムの反射面に垂直な面に平行な
振動ベクトルを有した直線偏光に変換して透過させる１
／４波長板を有したものである。
拡散光源から射出された拡散光の少なくとも一部を光軸
方向に反射すると共に、反射体により反射された拡散光
の少なくとも一部を透過させる反射面を具えた反射プリ
ズムを有し、拡散光源は測量対象点の像の結像位置と等
価な位置に配置され、反射プリズムの反射面に平行な振
動ベクトルを有した直線偏光を射出するものであり、反
射プリズムの反射面は入射した直線偏光をほぼ１００％
結像レンズの光軸方向に反射する偏光反射プリズムであ
り、結像レンズの光軸上の結像レンズの反射体側に配置
され、偏光反射プリズムで反射された直線偏光を円偏光
に変換して透過させると共に、反射体により反射された
円偏光を前記反射プリズムの反射面に垂直な面に平行な
振動ベクトルを有した直線偏光に変換して透過させる１
／４波長板を有したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を詳細に説明する。図１および図２はそれぞれ本
発明の実施例に係る方位角測量装置の構成を示す斜視図
および測量原理を示す説明図である。従来例と同一また
は同一と見做せる個所には同一の符号を付し、その重複
する説明を省略する。これらの図において、１は方位角
測量装置の要部を成す方位角検出部、６はその姿勢に拘
らず入射光をそれに平行な反射光として反射する立方体
頂角（コーナーキューブ）プリズムから成る反射体、１
１は入射した直線偏光を円偏光に、また入射した円偏光
を直線偏光に変換して透過する１／４波長板、１２は反
射面に平行な振動ベクトルを有した入射光をほぼ１００
％反射すると共に反射面に垂直な面に平行な振動ベクト
ルを有した直線偏光をほぼ１００％透過させる偏光反射
プリズム、１３は反射体６で反射された反射光を結像さ
せる結像（凸）レンズ、１４は二次元的に多数配列され
た電荷結合素子（ＣＣＤ）で構成された固体撮像板、１
５は結像レンズ１３の中心Ｏと等価の位置に配置され、
偏光反射プリズム１２に対してＳ偏光、即ち、反射面に
平行な振動ベクトルを有した直線偏光を射出する半導体
レーザーから成る拡散光源である。
実施例を詳細に説明する。図１および図２はそれぞれ本
発明の実施例に係る方位角測量装置の構成を示す斜視図
および測量原理を示す説明図である。従来例と同一また
は同一と見做せる個所には同一の符号を付し、その重複
する説明を省略する。これらの図において、１は方位角
測量装置の要部を成す方位角検出部、６はその姿勢に拘
らず入射光をそれに平行な反射光として反射する立方体
頂角（コーナーキューブ）プリズムから成る反射体、１
１は入射した直線偏光を円偏光に、また入射した円偏光
を直線偏光に変換して透過する１／４波長板、１２は反
射面に平行な振動ベクトルを有した入射光をほぼ１００
％反射すると共に反射面に垂直な面に平行な振動ベクト
ルを有した直線偏光をほぼ１００％透過させる偏光反射
プリズム、１３は反射体６で反射された反射光を結像さ
せる結像（凸）レンズ、１４は二次元的に多数配列され
た電荷結合素子（ＣＣＤ）で構成された固体撮像板、１
５は結像レンズ１３の中心Ｏと等価の位置に配置され、
偏光反射プリズム１２に対してＳ偏光、即ち、反射面に
平行な振動ベクトルを有した直線偏光を射出する半導体
レーザーから成る拡散光源である。
【００１１】図３は固体撮像板１４から出力された受光
信号を処理する画像処理部の内部構成を示すブロック図
である。同図において、７は画像処理部、１６は固体撮
像板１４の各結合素子を縦横に走査して受光信号を取り
出すＣＣＤ制御部、７１はＣＣＤ制御部１６から出力さ
れたビデオ信号ＡＶＤを増幅するビデオアンプ、７２は
アナログビデオ信号ＡＶＤをデジタルビデオ信号ＤＶＤ
に変換するＡＤ変換部、７３はＡＤ変換部７２から出力
されたデジタルビデオ信号ＤＶＤを処理して反射体６で
反射された反射光Ｒの結像位置座標を演算し、さらに、
その座標から反射光Ｒと結像レンズ１３の光軸Ｃとが成
すずれ角αを演算する画像処理演算部である。
信号を処理する画像処理部の内部構成を示すブロック図
である。同図において、７は画像処理部、１６は固体撮
像板１４の各結合素子を縦横に走査して受光信号を取り
出すＣＣＤ制御部、７１はＣＣＤ制御部１６から出力さ
れたビデオ信号ＡＶＤを増幅するビデオアンプ、７２は
アナログビデオ信号ＡＶＤをデジタルビデオ信号ＤＶＤ
に変換するＡＤ変換部、７３はＡＤ変換部７２から出力
されたデジタルビデオ信号ＤＶＤを処理して反射体６で
反射された反射光Ｒの結像位置座標を演算し、さらに、
その座標から反射光Ｒと結像レンズ１３の光軸Ｃとが成
すずれ角αを演算する画像処理演算部である。
【００１２】次に、本実施例の動作を説明する。始め
に、測量者は方位角測量装置に付設された図示しない水
準器により方位角測量装置を水平状態に固定すると共
に、磁石を用いて方位角測量装置の方位を確定する。次
に、図示しない照準器を覗きながら回動機構部３と回転
機構部４を操作して、反射体６が視野内に入るように、
好ましくは、視準線近傍の視野内に入るように方位角検
出部１の姿勢を調整する。そして、拡散光源１５を点灯
させて偏光反射プリズム１２に向かって反射面に平行な
振動ベクトルを有した拡散Ｓ偏光を射出させる。偏光反
射プリズム１２に入射した拡散Ｓ偏光はその反射面でほ
ぼ１００％反射されて約９０°光路を変えて、光軸Ｃに
沿って拡散して行く。
に、測量者は方位角測量装置に付設された図示しない水
準器により方位角測量装置を水平状態に固定すると共
に、磁石を用いて方位角測量装置の方位を確定する。次
に、図示しない照準器を覗きながら回動機構部３と回転
機構部４を操作して、反射体６が視野内に入るように、
好ましくは、視準線近傍の視野内に入るように方位角検
出部１の姿勢を調整する。そして、拡散光源１５を点灯
させて偏光反射プリズム１２に向かって反射面に平行な
振動ベクトルを有した拡散Ｓ偏光を射出させる。偏光反
射プリズム１２に入射した拡散Ｓ偏光はその反射面でほ
ぼ１００％反射されて約９０°光路を変えて、光軸Ｃに
沿って拡散して行く。
【００１３】この拡散光が１／４波長板１１を透過する
と、円偏光の拡散光Ｄとなって反射体６に向かって進行
して行く。そして、拡散光Ｄの一部が反射体６に入射し
て入射光とほぼ平行な反射光Ｒとして反射される。円偏
光の反射光Ｒは１／４波長板１１を透過する過程で偏光
反射プリズム１２の反射面に垂直な面内に振動ベクトル
を有したＰ偏光となって偏光反射プリズム１２に入射す
る。このＰ偏光の反射光Ｒは偏光反射プリズム１２の反
射面をほぼ１００％透過し、結像レンズ１３で集光され
て固体撮像板１４上に結像する。
と、円偏光の拡散光Ｄとなって反射体６に向かって進行
して行く。そして、拡散光Ｄの一部が反射体６に入射し
て入射光とほぼ平行な反射光Ｒとして反射される。円偏
光の反射光Ｒは１／４波長板１１を透過する過程で偏光
反射プリズム１２の反射面に垂直な面内に振動ベクトル
を有したＰ偏光となって偏光反射プリズム１２に入射す
る。このＰ偏光の反射光Ｒは偏光反射プリズム１２の反
射面をほぼ１００％透過し、結像レンズ１３で集光され
て固体撮像板１４上に結像する。
【００１４】結像位置のＣＣＤから出力された受光信号
はＣＣＤ制御部１６を介して画像処理部７のビデオアン
プ７１に入力されて増幅される。ビデオアンプ７１で増
幅されたアナログビデオ信号ＡＶＤはＡＤ変換部７２で
デジタルビデオ信号ＤＶＤに変換され、画像処理演算部
７３に入力される。画像処理演算部７３では反射光Ｒの
結像位置座標を演算して当該結像位置の結像レンズ１３
の光軸Ｃ（視準線）からの離間距離ｄを演算する。そし
て、この離間距離ｄと、結像レンズ１３と固体撮像板１
４との間の既知の距離Ｔから、結像レンズ１３の中心Ｏ
を通る反射光Ｒの光軸Ｃからのずれ角αを算式α＝ tan
-1（ｄ／Ｔ）により演算する。こうして求められた反射
光Ｒのずれ角αと、回動機構部３と回転機構部４の操作
により決定された方位角検出部１の結像レンズ１３の光
軸Ｃの水平面に対する角度偏差、即ち、高度角θと、光
軸Ｃの水平方向基準方位に対する角度偏差、即ち、水平
角φとから、結像レンズ１３の中心Ｏから見た反射体６
の絶対極座標系における高度角Θと水平角Φを決定する
ことができる。
はＣＣＤ制御部１６を介して画像処理部７のビデオアン
プ７１に入力されて増幅される。ビデオアンプ７１で増
幅されたアナログビデオ信号ＡＶＤはＡＤ変換部７２で
デジタルビデオ信号ＤＶＤに変換され、画像処理演算部
７３に入力される。画像処理演算部７３では反射光Ｒの
結像位置座標を演算して当該結像位置の結像レンズ１３
の光軸Ｃ（視準線）からの離間距離ｄを演算する。そし
て、この離間距離ｄと、結像レンズ１３と固体撮像板１
４との間の既知の距離Ｔから、結像レンズ１３の中心Ｏ
を通る反射光Ｒの光軸Ｃからのずれ角αを算式α＝ tan
-1（ｄ／Ｔ）により演算する。こうして求められた反射
光Ｒのずれ角αと、回動機構部３と回転機構部４の操作
により決定された方位角検出部１の結像レンズ１３の光
軸Ｃの水平面に対する角度偏差、即ち、高度角θと、光
軸Ｃの水平方向基準方位に対する角度偏差、即ち、水平
角φとから、結像レンズ１３の中心Ｏから見た反射体６
の絶対極座標系における高度角Θと水平角Φを決定する
ことができる。
【００１５】このように、本実施例では反射体６が照準
器の視野内に入るように測量者が方位角検出部１の姿勢
を調整した後、結像レンズ１３の中心Ｏと等価の位置に
配置した拡散光源１５から射出された拡散光Ｄを反射体
６に照射し、その反射光Ｒを結像レンズ１３で集光して
固体撮像板１４上に結像させ、その受光信号を画像処理
部７で処理して反射光Ｒの結像位置座標を演算させ、さ
らに、反射光Ｒの結像レンズ１３の光軸Ｃからのずれ角
αを演算させることにより、反射体６の絶対極座標系に
おける高度角Θと水平角Φを自動的に決定することがで
きるから、視準線を測量対象点に正確に合わせる等の煩
わしい作業をする必要がなく、しかも、上記方位角の測
量は瞬時に行われるから、機械的な振動等の外力による
悪影響や視野の断続的な遮断の影響を殆ど受けずに精密
な方位角の測量を行うことができる。
器の視野内に入るように測量者が方位角検出部１の姿勢
を調整した後、結像レンズ１３の中心Ｏと等価の位置に
配置した拡散光源１５から射出された拡散光Ｄを反射体
６に照射し、その反射光Ｒを結像レンズ１３で集光して
固体撮像板１４上に結像させ、その受光信号を画像処理
部７で処理して反射光Ｒの結像位置座標を演算させ、さ
らに、反射光Ｒの結像レンズ１３の光軸Ｃからのずれ角
αを演算させることにより、反射体６の絶対極座標系に
おける高度角Θと水平角Φを自動的に決定することがで
きるから、視準線を測量対象点に正確に合わせる等の煩
わしい作業をする必要がなく、しかも、上記方位角の測
量は瞬時に行われるから、機械的な振動等の外力による
悪影響や視野の断続的な遮断の影響を殆ど受けずに精密
な方位角の測量を行うことができる。
【００１６】また、拡散光源１５から射出された拡散Ｓ
偏光を偏光反射プリズム１２の反射面で反射させ、その
反射光を１／４波長板１１を透過させた後、立方体頂角
プリズムから成る反射体６に照射させ、その反射光Ｒを
１／４波長板１１を透過させてＰ偏光に変換させた後、
偏光反射プリズム１２の反射面を透過させて結像レンズ
１３で集光させるようにしたので、拡散光源１５から射
出された拡散光は偏光反射プリズム１２の反射面でほぼ
１００％反射され、また、反射体６からの反射光Ｒは偏
光反射プリズム１２の反射面をほぼ１００％透過するこ
とができ、さらに、反射体６に照射された拡散光Ｄを結
像レンズ１３に向けて極めて効率良く反射させることが
できるから、拡散光源１５から射出された拡散光の測光
効率を高めることができ、測量対象点に立方体頂角プリ
ズムから成る反射体６を設置するだけで済むから、測量
作業の経験が乏しい作業者であっても容易に測量作業を
行うことができる。なお、本実施例では方位角測量装置
を水平状態に固定するようにしたが、必ずしもそうする
必要はなく、所望の姿勢で固定して、その時の結像レン
ズ１３の光軸Ｃが水平面と成す角度を検出しても良い。
偏光を偏光反射プリズム１２の反射面で反射させ、その
反射光を１／４波長板１１を透過させた後、立方体頂角
プリズムから成る反射体６に照射させ、その反射光Ｒを
１／４波長板１１を透過させてＰ偏光に変換させた後、
偏光反射プリズム１２の反射面を透過させて結像レンズ
１３で集光させるようにしたので、拡散光源１５から射
出された拡散光は偏光反射プリズム１２の反射面でほぼ
１００％反射され、また、反射体６からの反射光Ｒは偏
光反射プリズム１２の反射面をほぼ１００％透過するこ
とができ、さらに、反射体６に照射された拡散光Ｄを結
像レンズ１３に向けて極めて効率良く反射させることが
できるから、拡散光源１５から射出された拡散光の測光
効率を高めることができ、測量対象点に立方体頂角プリ
ズムから成る反射体６を設置するだけで済むから、測量
作業の経験が乏しい作業者であっても容易に測量作業を
行うことができる。なお、本実施例では方位角測量装置
を水平状態に固定するようにしたが、必ずしもそうする
必要はなく、所望の姿勢で固定して、その時の結像レン
ズ１３の光軸Ｃが水平面と成す角度を検出しても良い。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、結像レンズの光軸が基準方位と成す相対角度
を検出すると共に、結像レンズが結像させた測量対象点
の像を受光信号に変換し、その受光信号に基づいて測量
対象点の像の結像位置の結像レンズの光軸からの離間距
離を演算し、その離間距離に基づいて結像レンズの中心
から上記光軸に対して測量対象点を見込むずれ角を演算
するようにしたので、結像レンズの光軸を測量対象点方
向に向けるだけで上記ずれ角を直ちに測量できるから、
測量者に大きな負担が掛からず、周囲の振動等の悪影響
を受け難く、短時間に測量対象点の方位角を決定するこ
とができる。請求項２記載の発明によれば、ずれ角演算
手段が演算したずれ角と相対角検出手段が検出した相対
角度とから、基準方位に対して光学装置の基点から測量
対象点を見込む方位角を演算するようにしたので、測量
者の手を煩わすことなく、直ちに測量対象点を見込む方
位角を測量することができる。
によれば、結像レンズの光軸が基準方位と成す相対角度
を検出すると共に、結像レンズが結像させた測量対象点
の像を受光信号に変換し、その受光信号に基づいて測量
対象点の像の結像位置の結像レンズの光軸からの離間距
離を演算し、その離間距離に基づいて結像レンズの中心
から上記光軸に対して測量対象点を見込むずれ角を演算
するようにしたので、結像レンズの光軸を測量対象点方
向に向けるだけで上記ずれ角を直ちに測量できるから、
測量者に大きな負担が掛からず、周囲の振動等の悪影響
を受け難く、短時間に測量対象点の方位角を決定するこ
とができる。請求項２記載の発明によれば、ずれ角演算
手段が演算したずれ角と相対角検出手段が検出した相対
角度とから、基準方位に対して光学装置の基点から測量
対象点を見込む方位角を演算するようにしたので、測量
者の手を煩わすことなく、直ちに測量対象点を見込む方
位角を測量することができる。
【００１８】請求項３記載の発明によれば、立方体頂角
プリズムから成る反射体を測量対象点に設置し、拡散光
源からの拡散光を光学装置側から反射体に向けて照射す
るようにしたので、単に測量対象点に反射体を設置する
だけで、反射体から常に強い強度の反射光を反射させる
ことができるから、拡散光の測光効率が高く、Ｓ／Ｎ比
の高い受光信号を得ることができる。請求項４記載の発
明によれば、反射プリズムを結像レンズの光軸上に配置
し、拡散光源から射出された拡散光の少なくとも一部を
その反射面で光軸方向に反射すると共に、反射体により
反射された拡散光の少なくとも一部をその反射面で透過
させるようにしたので、拡散光源から射出された拡散光
を結像レンズの光軸に沿って照射することができるか
ら、反射体から反射された拡散光の強度をより高めるこ
とができる。
プリズムから成る反射体を測量対象点に設置し、拡散光
源からの拡散光を光学装置側から反射体に向けて照射す
るようにしたので、単に測量対象点に反射体を設置する
だけで、反射体から常に強い強度の反射光を反射させる
ことができるから、拡散光の測光効率が高く、Ｓ／Ｎ比
の高い受光信号を得ることができる。請求項４記載の発
明によれば、反射プリズムを結像レンズの光軸上に配置
し、拡散光源から射出された拡散光の少なくとも一部を
その反射面で光軸方向に反射すると共に、反射体により
反射された拡散光の少なくとも一部をその反射面で透過
させるようにしたので、拡散光源から射出された拡散光
を結像レンズの光軸に沿って照射することができるか
ら、反射体から反射された拡散光の強度をより高めるこ
とができる。
【００１９】請求項５記載の発明によれば、拡散光源を
測量対象点の像の結像位置と等価な位置に配置し、反射
プリズムの反射面に平行な振動ベクトルを有した直線偏
光を射出させ、入射した直線偏光を反射プリズムの反射
面でほぼ１００％結像レンズの光軸方向に反射させるよ
うにしたので、拡散光の測光効率をより高めることがで
きる。請求項６記載の発明によれば、結像レンズの光軸
上の結像レンズの反射体側に配置され、偏光反射プリズ
ムで反射された直線偏光を１／４波長板で円偏光に変換
して透過させると共に、反射体により反射された円偏光
を反射プリズムの反射面に垂直な面に平行な振動ベクト
ルを有した直線偏光に変換して透過させるようにしたの
で、反射プリズムで反射および透過する拡散光はその過
程で殆ど減衰しないから、拡散光の測光効率をより高め
ることができる。
測量対象点の像の結像位置と等価な位置に配置し、反射
プリズムの反射面に平行な振動ベクトルを有した直線偏
光を射出させ、入射した直線偏光を反射プリズムの反射
面でほぼ１００％結像レンズの光軸方向に反射させるよ
うにしたので、拡散光の測光効率をより高めることがで
きる。請求項６記載の発明によれば、結像レンズの光軸
上の結像レンズの反射体側に配置され、偏光反射プリズ
ムで反射された直線偏光を１／４波長板で円偏光に変換
して透過させると共に、反射体により反射された円偏光
を反射プリズムの反射面に垂直な面に平行な振動ベクト
ルを有した直線偏光に変換して透過させるようにしたの
で、反射プリズムで反射および透過する拡散光はその過
程で殆ど減衰しないから、拡散光の測光効率をより高め
ることができる。
【図１】本発明の実施例に係る方位角測量装置の構成を
示す斜視図
示す斜視図
【図２】同じく、その測量原理を示す説明図
【図３】画像処理部の内部構成を示すブロック図
【図４】任意の２地点の極座標と直角座標との関係を示
す説明図
す説明図
【図５】従来例に係る転鏡儀の斜視図
【図６】同じく、その原理の説明図
１ 方位角検出部 ３ 回動機構部 ４ 回転機構部 ６ 反射体 ７ 画像処理部 １１ １／４波長板 １２ 偏光反射プリズム １３ 結像レンズ １４ 固体撮像板 １５ 拡散光源 １６ ＣＣＤ制御部 ７２ ＡＤ変換部 ７３ 画像処理演算部
Claims (6)
- 【請求項１】 光学装置を用いて測量対象点を視準した
時の前記光学装置の姿勢情報に基づいて前記光学装置の
基点から前記測量対象点を見込む方位角を測量する方位
角測量装置において、前記光学装置は前記測量対象点の
像を結像させる結像レンズと、該結像レンズが結像させ
た前記測量対象点の像を受光信号に変換する撮像手段を
含み、かつ、該撮像手段から出力された受光信号に基づ
いて前記測量対象点の像の結像位置の前記結像レンズの
光軸からの離間距離を演算する距離演算手段と、該距離
演算手段が演算した前記離間距離に基づいて前記結像レ
ンズの中心から前記光軸に対して前記測量対象点を見込
むずれ角を演算するずれ角演算手段と、前記結像レンズ
の光軸が基準方位と成す相対角度を検出する相対角検出
手段とを有したことを特徴とする方位角測量装置。 - 【請求項２】 ずれ角演算手段が演算したずれ角と相対
角検出手段が検出した相対角度とから、基準方位に対し
て光学装置の基点から測量対象点を見込む方位角を演算
する方位角演算手段を有したことを特徴とする請求項１
記載の方位角測量装置。 - 【請求項３】 測量対象点に設置された立方体頂角プリ
ズムから成る反射体と、光学装置側から前記反射体に向
けて拡散光を照射する拡散光源を有したことを特徴とす
る請求項１記載の方位角測量装置。 - 【請求項４】 結像レンズの光軸上に配置され、拡散光
源から射出された拡散光の少なくとも一部を前記光軸方
向に反射すると共に、反射体により反射された拡散光の
少なくとも一部を透過させる反射面を具えた反射プリズ
ムを有したことを特徴とする請求項１または請求項３記
載の方位角測量装置。 - 【請求項５】 拡散光源は測量対象点の像の結像位置と
等価な位置に配置され、反射プリズムの反射面に平行な
振動ベクトルを有した直線偏光を射出するものであり、
前記反射プリズムの反射面は入射した前記直線偏光をほ
ぼ１００％結像レンズの光軸方向に反射する偏光反射プ
リズムであることを特徴とする請求項４記載の方位角測
量装置。 - 【請求項６】 結像レンズの光軸上の結像レンズの反射
体側に配置され、偏光反射プリズムで反射された直線偏
光を円偏光に変換して透過させると共に、反射体により
反射された円偏光を前記反射プリズムの反射面に垂直な
面に平行な振動ベクトルを有した直線偏光に変換して透
過させる１／４波長板を有したことを特徴とする請求項
５記載の方位角測量装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10286099A JP2000292162A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 方位角測量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10286099A JP2000292162A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 方位角測量装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000292162A true JP2000292162A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14338684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10286099A Pending JP2000292162A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 方位角測量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000292162A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008520986A (ja) * | 2004-11-19 | 2008-06-19 | ライカ ジオシステムズ アクチェンゲゼルシャフト | 方位指示器の方位測定方法 |
| CN102927963A (zh) * | 2012-10-24 | 2013-02-13 | 天津市亚安科技股份有限公司 | 监控装置的预置位的检测方法 |
| CN106017364A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-10-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种高精度激光大工作距自准直装置与方法 |
| CN106052548A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-10-26 | 哈尔滨工业大学 | 一种便携式高精度大工作距自准直装置与方法 |
| CN106052597A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-10-26 | 哈尔滨工业大学 | 一种便携式高频响大工作距自准直装置与方法 |
| CN106052547A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-10-26 | 哈尔滨工业大学 | 便携式组合调零高精度大工作距自准直装置与方法 |
| CN106091990A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-11-09 | 哈尔滨工业大学 | 便携式阵列调零高动态精度大工作距自准直装置与方法 |
| CN106225730A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-12-14 | 哈尔滨工业大学 | 便携式组合调零高精度激光大工作距自准直装置与方法 |
| CN106225725A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-12-14 | 哈尔滨工业大学 | 便携式阵列调零激光大工作距自准直装置与方法 |
| CN106225729A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-12-14 | 哈尔滨工业大学 | 便携式组合调零高动态精度大工作距自准直装置与方法 |
| CN106225726A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-12-14 | 哈尔滨工业大学 | 阵列调零高精度激光大工作距自准直装置与方法 |
| CN106247993A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-12-21 | 哈尔滨工业大学 | 一种宽范围、大工作距自准直装置与方法 |
| CN106323197A (zh) * | 2016-08-07 | 2017-01-11 | 哈尔滨工业大学 | 便携式阵列调零高精度激光大工作距自准直装置与方法 |
| CN106711607A (zh) * | 2015-07-31 | 2017-05-24 | 中国电信股份有限公司 | 一种天线方位角的远程测量方法、装置及网管系统 |
| CN111076697A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-28 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种多目标同步定向装置及定向方法 |
| CN111623775A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-09-04 | 天津时空经纬测控技术有限公司 | 运载体姿态测量系统、方法、装置以及存储介质 |
| CN112379399A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-19 | 衡阳市智谷科技发展有限公司 | 一种基于多配置鱼眼相机的偏振光导航定位方法 |
-
1999
- 1999-04-09 JP JP10286099A patent/JP2000292162A/ja active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008520986A (ja) * | 2004-11-19 | 2008-06-19 | ライカ ジオシステムズ アクチェンゲゼルシャフト | 方位指示器の方位測定方法 |
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| CN106711607B (zh) * | 2015-07-31 | 2020-06-05 | 中国电信股份有限公司 | 一种天线方位角的远程测量方法、装置及网管系统 |
| CN106711607A (zh) * | 2015-07-31 | 2017-05-24 | 中国电信股份有限公司 | 一种天线方位角的远程测量方法、装置及网管系统 |
| CN106225725A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-12-14 | 哈尔滨工业大学 | 便携式阵列调零激光大工作距自准直装置与方法 |
| CN106247993A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-12-21 | 哈尔滨工业大学 | 一种宽范围、大工作距自准直装置与方法 |
| CN106091990A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-11-09 | 哈尔滨工业大学 | 便携式阵列调零高动态精度大工作距自准直装置与方法 |
| CN106225730A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-12-14 | 哈尔滨工业大学 | 便携式组合调零高精度激光大工作距自准直装置与方法 |
| CN106052597A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-10-26 | 哈尔滨工业大学 | 一种便携式高频响大工作距自准直装置与方法 |
| CN106225729A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-12-14 | 哈尔滨工业大学 | 便携式组合调零高动态精度大工作距自准直装置与方法 |
| CN106225726A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-12-14 | 哈尔滨工业大学 | 阵列调零高精度激光大工作距自准直装置与方法 |
| CN106052547A (zh) * | 2016-08-07 | 2016-10-26 | 哈尔滨工业大学 | 便携式组合调零高精度大工作距自准直装置与方法 |
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| CN111076697A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-04-28 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种多目标同步定向装置及定向方法 |
| CN111623775A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-09-04 | 天津时空经纬测控技术有限公司 | 运载体姿态测量系统、方法、装置以及存储介质 |
| CN112379399A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-19 | 衡阳市智谷科技发展有限公司 | 一种基于多配置鱼眼相机的偏振光导航定位方法 |
| CN112379399B (zh) * | 2020-10-27 | 2023-12-26 | 衡阳市智谷科技发展有限公司 | 一种基于多配置鱼眼相机的偏振光导航定位方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
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