JP2000337876A

JP2000337876A - 位置計測作図用自動追尾装置

Info

Publication number: JP2000337876A
Application number: JP11151426A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Makimura; 和雄牧村; Yasuhiro Noguchi; 泰裕野口; Masami Yoneda; 正美米田
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2000-12-08
Anticipated expiration: 2019-05-31
Also published as: JP4175739B2

Abstract

(57)【要約】【課題】更なる広範囲の追尾を高精度の検出下に実現
した使い勝手のよい位置計測作図装置を得ると共に、追
尾動作を迅速に行う。【解決手段】標準範囲の追尾光の受光をする光波距離
計１７の受光素子１８と共に、この光波距離計１７の対
物光学系の焦点距離ｆ1 よりも小さい焦点距離ｆ2 を持
つ対物光学系と受光素子３５を有する広範囲追尾用受光
部２０を配置する。この受光素子３５は、第１広範囲の
光を追尾する横長の４分割の中心素子Ａ〜Ｄ、第２広範
囲の光を追尾する縦長の左右素子Ｇ1 〜Ｇ2 ，Ｒ1 〜Ｒ
2 ，Ｅ，Ｆを備える。そして、マイコン４１は上記左右
素子Ｇ1 〜Ｇ2 ，Ｒ1 〜Ｒ2 の受光位置により、追尾の
駆動角度を把握し、この駆動角度が大きい程、高速で上
記計測ヘッド部が回転するように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に交通事故見分
における現場見取図等を作成する位置計測作図装置に用
いられ、計測ヘッド部を測定点指示部へ自動的に向ける
ための自動追尾装置の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】交通事故処理業務等において、事故現場
の関係地点間の測定と見取図の作成を迅速かつ正確に行
うために位置計測作図装置が用いられ、このような位置
計測作図装置において計測部の位置決めのために自動追
尾装置が用いられる。従来において自動追尾装置を適用
した位置計測作図装置は、例えば図１２に示される構成
となっている。

【０００３】図１２において、位置計測作図装置は事故
処理車等に搭載される計測機１と道路等の測定地点にセ
ットされる測定点指示部（ターゲット）２を備えてお
り、この計測機１側では、俯仰方向、旋回方向に回動す
る計測ヘッド部１Ａが車載架台１Ｂに取り付けられ、こ
の計測ヘッド部１Ａ内に、ＴＶカメラ３や光波距離計４
が配置される。この光波距離計４は、受光部５を有し、
レーザー光等の測定光を出射しその反射光により距離を
測定すると共に、対物光学系４Ａを介して入射した追尾
用の光を受光部５で検出するようになっている。

【０００４】一方、道路等の測定地点のターゲットとし
て配置される上記測定点指示部２は、指示棒８の所定の
高さ位置に設けられたコーナーキューブ反射鏡９とこの
反射鏡９の外周部に配置され、追尾用の光を出力するた
めの複数の発光部（ＬＥＤ等）１０を備えている。

【０００５】このような装置によれば、測定点指示部２
をその反射鏡９が計測ヘッド部１Ａの方へ向くように測
定点に置くと、この発光部１０から出力される追尾用の
光Ｓ1が計測ヘッド部１Ａ側の受光部５で受光されるこ
とになり、これによって計測ヘッド部１Ａが反射鏡の正
面を向くように回動制御される。そして、この計測ヘッ
ド部１Ａの位置決めが行われた後に、上記光波距離計４
は測定光Ｓ2を出射し、上記反射鏡からの反射光を受光
することにより、測定点指示部２までの距離を測定す
る。

【０００６】そうして、この距離データは、計測ヘッド
部１Ａの俯仰角度及び旋回角度情報と共に、不図示の作
図演算コンピュータに入力され、このコンピュータでは
３次元座標データを演算し、この３次元座標データに基
づいて作図処理を行うことになり、この作図データはプ
ロッタ等により出力することができ、これにより現場見
取図を得ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記位
置計測作図装置用の自動追尾装置では、上述のように、
光波距離計４の対物光学系４Ａを利用して追尾光Ｓ1を
同一の受光部へ導く構成となっていることから、追尾を
精度よく実行できるという利点がある反面、追尾範囲が
狭いという問題がある。即ち、上記対物光学系４Ａは距
離測定との関係から焦点距離ｆが比較的長いレンズ系を
用いており、追尾のための検出領域が狭くなる。従っ
て、自動追尾中に計測ヘッド部１Ａと測定点指示部２と
の間に障害物が通過したりすると、追尾動作ができなく
なる場合があり、この場合には計測者がＴＶモニタの映
像を見ながら手動で指令を与えて計測ヘッド部１Ａを動
かし、検出可能領域に入るようにしなければならなかっ
た。

【０００８】そこで、従来では、特開平１０−１９７２
４７号公報に示されるように、広範囲の追尾を可能とす
るために、焦点距離を短くした対物光学系及び横長の受
光素子からなる受光部を設けることが行われている。図
１３に、この受光部の受光素子１１の構成が示されてお
り、この受光素子１１では、４分割した受光領域（素
子）Ａ0〜Ｄ0の水平方向の長さ（横幅）を長くしたもの
であり、これによって受光できる水平方向の範囲、即ち
追尾範囲を広くすることができる。

【０００９】しかし、上記の受光素子１１で検出される
範囲よりも広い範囲の自動追尾が要請されており、この
追尾範囲の更なる拡張が可能となれば手動操作が少なく
なり使い勝手のよい便利な位置計測作図装置を得ること
ができる。一方、図１３の受光素子１１において受光領
域Ａ0〜Ｄ0の横幅を更に大きくすることも可能である
が、この横幅の拡張には限界があり、これによって追尾
光の検出精度が低下するという問題もある。

【００１０】また、交通事故処理業務等に使用される位
置計測作図装置では、短時間の作業が求められており、
自動追尾においても迅速な追尾動作が必要となる。

【００１１】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、更なる広範囲の追尾を高精度の検
出下に実現し、使い勝手のよい位置計測作図装置が得ら
れるようにすると共に、追尾動作を迅速に行うことがで
きる位置計測作図用自動追尾装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、測定点指示部から追尾用の光を出力する
追尾用発光部と、計測ヘッド部をその正面が上記測定点
指示部へ向くように回転駆動する駆動部と、上記追尾用
発光部からの追尾光を受光するために設けられ、中心部
に分割配置された中心素子及びこの中心素子の左右（水
平方向）両側に縦長（垂直方向に長い）の受光領域を持
つように多分割配置された左右素子からなる広範囲追尾
用受光素子と、この広範囲追尾用受光素子の出力に基づ
いて上記駆動部を制御し、上記計測ヘッド部正面が上記
測定点指示部へ向くまでの駆動角度が大きいときは小さ
いときと比べて高速で上記計測ヘッド部を回転させる制
御回路と、を含んでなることを特徴とする。なお、上記
中心素子の上下方向に上下素子を加えて配置することが
可能である。

【００１３】上記の構成によれば、中心素子で捉えられ
る範囲だけでなく、左右素子によって左右の広い範囲に
おいて追尾光が捉えられると共に、追尾光を受光した位
置により、測定点指示部の方向に対し計測ヘッド部の正
面が向く駆動角度が把握できることになる。そして、制
御回路は、駆動すべき方向の信号に加え、角度の大小に
応じた速度制御信号を駆動部に出力することになり、こ
れによって駆動部は角度が大きい程、高速で計測ヘッド
部を駆動する。従って、計測ヘッド部の正面が測定点指
示部の方向から離れている場合でも、測定点指示部を向
く位置に迅速に駆動可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１乃至図２には、実施形態の一
例に係る位置計測作図用自動追尾装置の構成が示され、
図４には位置計測作図装置が示されており、まずこの位
置計測作図装置の全体構成を説明する。図４において、
事故処理車等に搭載される計測機１２側には、計測ヘッ
ド部１３が車載架台１４により支持されており、この架
台１４によって計測ヘッド部１３が水平状態に維持され
る。また、この架台１４には回転機構を有する駆動部１
５が配置され、この駆動部１５によって計測ヘッド部１
３が俯仰方向及び旋回方向へ回転駆動されることにな
り、この俯仰角度及び旋回角度は作図データとして当該
ヘッド部１３から出力される。

【００１５】この計測ヘッド部１３内には、測定地点の
周辺を撮影するＴＶカメラ１６、対物光学系１７Ａと受
光素子１８を有する光波距離計１７、広範囲追尾用受光
部２０が設けられる。この広範囲追尾用受光部２０は、
標準追尾用受光部（受光素子１８）の標準範囲よりも広
い第１広範囲の光を受光する中心素子及びこの中心素子
の左右（水平方向）両側の第２広範囲の光を受光する左
右素子から構成される。上記光波距離計１７は、対物光
学系１７Ａを介して測定光を出射し、その反射光を受光
して距離を測定することができ、また同一の対物光学系
１７Ａを介して入射した追尾光を受光素子１８で捉える
ことにより、後述の反射鏡部を自動追尾する。

【００１６】更に、上記計測機１２内には制御部２１
と、各部へ動作電力を供給する電源部２２が配置され、
上記制御部２１内には、ＴＶモニタ２３、自動追尾回路
２４、作図演算部（コンピュータ）２５、操作部２６が
設けられる。上記作図演算部２５は、上記計測ヘッド部
１３で得られた距離等のデータに基づき、３次元座標上
での各測定点の位置を演算し、また各測定点間の距離を
求める等、作図のための演算処理をする。上記操作部２
６には、測定、作図のための操作スイッチが設けられ、
作図モードや作図のためのデータも入力することができ
る。

【００１７】一方、上記計測機１２から離れた測定地点
には、測定点指示部（ターゲット）２８が設けられ、こ
の測定点指示部２８は、指示棒２９の途中に反射鏡部３
０を配置している。この反射鏡部３０は、コーナーキュ
ーブ反射鏡３１とこの外周部に配置された複数の発光部
３２を備えており、この発光部３２により、計測ヘッド
部１３の自動追尾機能のための追尾光を出射する。な
お、この発光部３２は操作制御のための信号も同時に出
力できるようになっており、例えば追尾光をビット情報
に対応したパルス光とし、このビット情報を制御情報と
して利用する。

【００１８】図１及び図２には、追尾機能に関する構成
が示されており、まず上述した光波距離計１７では、図
２のように、対物光学系１７Ａが焦点距離ｆ1 のレンズ
（又はレンズ群）からなり、受光素子１８は全体をａ〜
ｄの領域（略正方形）に４分割した素子からなる。この
受光素子１８と上記対物光学系１７Ａは、距離測定のた
めの受光部になると共に、標準追尾用受光部としても機
能する。

【００１９】また、この光波距離計１７の近傍に、広範
囲追尾用受光部２０が配置されており、この広範囲追尾
用受光部２０は、上記焦点距離ｆ1 よりも小さい焦点距
離ｆ2 （ｆ2 ＜ｆ1 ）を持つ対物光学（レンズ）系３４
と、第１広範囲と第２広範囲の光を受光する受光素子３
５から構成される。即ち、上記対物光学系３４は、標準
追尾用の対物光学系１７Ａよりも焦点距離を短くして、
広範囲の視野を捉えることができるようになっている。

【００２０】更に、上記受光素子３５は中心素子として
４分割された素子（受光領域）Ａ〜Ｄ、左右素子として
縦長（上下方向が長い）の素子（受光領域）Ｇ1 〜Ｇ6
，Ｒ1 〜Ｒ6 、上下素子として横長（水平方向が長
い）の素子（受光領域）Ｅ，Ｆが配置されており、上記
の中心素子Ａ〜Ｄは受光領域（受光面）が上記受光素子
１８と比較して大きく形成され、対物光学系の焦点距離
ｆが同じであった場合でも、広い範囲を検出できるもの
である。上記上下素子Ｅ，Ｆの受光面は、中心素子Ａ〜
Ｄの横幅の約２倍の横幅とされ、上記左右素子Ｇ，Ｒの
受光面は上記の中心素子Ａ〜Ｄと上下素子Ｅ，Ｆの配列
部の高さと同一の縦幅とされる。なお、これら受光領域
Ｇ，Ｒ，Ｅ，Ｆの数は任意である。

【００２１】このような受光部の構成によれば、例えば
図７に示されるように、左右（水平）方向で説明する
と、受光素子（ａ〜ｄ）１８を含む光波距離計１７（標
準追尾用受光部）では、角度αの範囲の追尾光を受光す
ることになる。また、広範囲追尾用受光部２０では、中
心素子Ａ〜Ｄにて角度βの範囲、左右素子Ｇ1 〜Ｇ6 ，
Ｒ1 〜Ｒ6 にて角度γの範囲で角度βの外側の範囲の追
尾光を受光し、全体ではγの広い範囲の追尾光を受光で
きることになる。ここで、上記角度は、α＜β＜γの関
係にある。

【００２２】図１において、上記の受光素子１８，３５
には図４で説明した自動追尾回路２４が接続されてお
り、この自動追尾回路２４として、アンプ３７Ａ，３７
Ｂ、フィルタ回路３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ、同期検波器
３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ、Ａ／Ｄ変換器４０Ａ，４０
Ｂ，４０Ｃ及びマイコン４１が設けられる。即ち、上記
フィルタ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ及び検波器３９Ａ，３
９Ｂ，３９Ｃにより、上記測定点指示部２８の発光部３
２から出力された発光パルス信号を抽出し、受光素子１
８ではａ〜ｄの各素子の光量、受光素子３５ではＡ〜
Ｆ，Ｇ1 〜Ｇ6 ，Ｒ1〜Ｒ6 の各素子の光量を検出す
る。

【００２３】そして、上記マイコン４１では、４分割受
光素子１８，多分割受光素子３５の検出光量により自動
追尾制御のための追尾信号を演算し、上下（俯仰）方向
へ上記計測ヘッド部１３を回動させる上下方向追尾信号
と、左右（旋回）方向へ回動させる左右方向追尾信号を
計測ヘッド部１３へ出力する。

【００２４】また、上記多分割受光素子３５及びマイコ
ン４１によれば、図３に示されるように、計測ヘッド部
（受光素子３５）１３の正面が測定点指示部２８を向く
までの角度を判定することができる。即ち、図３では、
各結像点毎の主光線が示されており、中心素子Ａ〜Ｄ及
び上下素子Ｅ，Ｆで追尾光を検出したときは、角度０〜
θ₀の範囲であるが、例えば左右素子Ｒ1 〜Ｒ6 で検出
したときは、左方向への角度θ1 〜θ6 、即ちＲ1 のと
きθ1 、Ｒ2 のときθ2 、Ｒ3 のときθ3 、Ｒ4 のとき
θ4 、Ｒ5 のときθ5 、Ｒ6 のときθ6 が把握され、逆
に左右素子Ｇ1〜Ｇ6 で検出したときは、右方向への角
度θ1 〜θ6 が特定できることになる。

【００２５】図５には、上記計測ヘッド部１３の回転機
構の速度制御が示されており、上記マイコン４１は駆動
すべき角度θが大きい程、速い速度で計測ヘッド部１３
を回転させるような制御を行う。図５には、中心素子Ａ
〜Ｄから素子Ｇ1 〜Ｇ6 側の制御（素子Ｒ1 〜Ｒ6 の側
も同様となる）が示されており、例えば追尾光（受光位
置Ｐ）が素子Ｇ6 又はＧ5 で検出されたとき角速度Ｖ1
の制御信号を中心素子Ａ〜Ｄの領域の境界位置に至るま
で出力する。同様に、素子Ｇ4 又はＧ3 で検出されたと
き角速度Ｖ3 、素子Ｇ2 又はＧ1 で検出されたとき角速
度Ｖ5 の制御信号を出力し、中心素子Ａ〜Ｄで追尾光が
検出されたときは、角速度Ｖ7 の制御信号を出力する。

【００２６】なお、回転機構の制御範囲は両端のリミッ
タで設定されており、例えば追尾光Ｐが図のように検出
外の位置にある場合は、何れかの方向に例えば角速度Ｖ
1 回転させることになり、図示のように左側へ移動して
リミッタ位置に到達したときは、モータを反転駆動して
例えば角速度Ｖ1 で回転させることになる。

【００２７】実施形態例は以上の構成からなり、以下に
その作用を説明する。図７には、計測ヘッド部１３の追
尾動作が示され、図８乃至図１１には、上記マイコン４
１で実行される追尾処理制御が示されている。まず、現
場見取図の作成では、図４の測定点指示部２８の指示棒
２９の先端を測定点に置き、反射鏡部３０を計測ヘッド
部１３へ向ける。このとき、この反射鏡部３０の発光部
３２から追尾光（Ｓ1）が出射されることになり、この
追尾光を計測ヘッド部１３の標準追尾用受光部（１７
Ａ，１８）と広範囲追尾用受光部２０で受光し、図８の
追尾処理を行う。

【００２８】図８において、ステップ１０１では、標準
追尾用の受光素子１８のａ〜ｄの素子で検出された光量
Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄがしきい値Ｊよりも大きいか否
かが検出され、何れかの光量がＪ値よりも大きい［Ｙ
（YES）］とき、ステップ１０２の標準範囲追尾制御
（図９）へ移行する。また、Ｊ値よりも小さい［Ｎ（N
O）］ときは、ステップ１０３にて、第１広範囲を追尾
するための受光素子３５のＡ〜Ｄの中心素子で検出され
た光量ＳA ，ＳB ，ＳC ，ＳD がしきい値ｊよりも大き
いか否かが検出され、何れかの光量がｊ値よりも大きい
（Ｙ）ときは、ステップ１０４の第１広範囲追尾制御
（図１０）へ移行する。

【００２９】更に、上記ステップ１０３にて上記ｊ値よ
りも小さい（Ｎ）ときは、ステップ１０５により、第２
広範囲を追尾するための受光素子３５のＧ1 〜Ｇ6 ，Ｒ
1 〜Ｒ6の左右素子とＥ，Ｆの上下素子で検出された光
量ＳG1〜ＳG6，ＳR1〜ＳR6，ＳE ，ＳF がしきい値ｉよ
りも大きいか否かが検出され、何れかの光量がｉ値より
も大きい（Ｙ）ときは、ステップ１０６の第２広範囲追
尾制御（図１１）へ移行する。一方、何れの光量もｉ値
より小さい［Ｎ］ときは、距離が遠いか或いは光路が遮
られた場合で、ステップ１０７の検出外処理を行う。

【００３０】図９には、標準範囲追尾制御の動作、図１
０には第１広範囲追尾制御の動作、図１１には第２広範
囲追尾制御の動作が示されており、これらの動作を図７
の（Ａ）の状態から（Ｃ）の状態まで追尾されるものと
して説明する。この図７（Ａ）の状態では、上記図８の
追尾処理にて図１１の第２広範囲追尾制御が実行され
る。

【００３１】図１１において、ステップ４０１では、
（ＳG5−ＳR5）又は（ＳG6−ＳR6）がＫ4 （Ｋ4 ：定
数）以上であるか否かの判定が行われ、Ｙのとき、即ち
左方向から追尾光が検出されたとき、左方向で角速度Ｖ
1 の追尾信号を出力し（ステップ４０２）、ステップ４
０３では、（ＳG3−ＳR3）又は（ＳG4−ＳR4）がＫ4以
上であるか否かの判定が行われ、Ｙのとき、左方向で角
速度Ｖ3 の追尾信号を出力し（ステップ４０４）、ステ
ップ４０５では、（ＳG1−ＳR1）又は（ＳG2−ＳR2）が
Ｋ4 以上であるか否かの判定が行われ、Ｙのとき、左方
向で角速度Ｖ5 の追尾信号を出力する（ステップ４０
６）。そして、上記各判定ステップ４０５でＮのときは
所定方向への追尾信号を出力しない（ステップ４０
７）。

【００３２】次のステップ４０８は、右方向へ追尾する
ために上記ステップ４０１〜４０７と同様の動作を行
う。即ち、ステップ４０８では、（ＳGn−ＳRn）［ｎ＝
１〜６］が−Ｋ4 よりも小さいか否かの判定を行い、−
Ｋ4 以下であるときは、右方向から追尾光が検出されて
いるときであるから、右方向で受光位置（角度）に応じ
て上記角速度Ｖ1 ，Ｖ3 ，Ｖ5 の信号を出力することに
なる。そうして、上記制御信号に基づき、駆動部１５は
計測ヘッド部１３を測定点指示部２８に向くように回転
させることになるが、図５に示されるように、追尾光P
が素子Ｇ6 又はＧ5で検出されたときは（θ4 ＜θ≦θ6
）、角度θ0 の位置まで速度Ｖ1 で回転駆動され、同
様に素子Ｇ4 又はＧ3 で検出されたときは（θ2 ＜θ≦
θ4 ）、速度Ｖ3 で回転駆動され、素子Ｇ2 又はＧ1 で
検出されたときは（θ0 ＜θ≦θ2）、速度Ｖ5 で回転
駆動される。従って、計測ヘッド部１３が遠くの位置に
ある程、速い速度で追尾光を向く方向へ動かされること
になる。

【００３３】次に、ステップ４０９では、（ＳE −ＳF
）＞Ｋ3 （Ｋ3 ：定数）を満たすか否かの判定が行わ
れ、Ｙのとき、即ち下方向から追尾光が検出されたと
き、下方向への追尾信号を出力し（ステップ４１０）、
ステップ４１２では（ＳE −ＳF）＜−Ｋ3 を満たすか
否かの判定が行われ、Ｙのとき、即ち上方向から追尾光
が検出されたとき、上方向への追尾信号を出力する（ス
テップ４１３）。そして、上記各判定ステップ４０９，
４１２でＮのときは所定方向への追尾信号を出力しない
（ステップ４１１，４１４）ことになり、このような動
作による追尾信号に基づき、計測ヘッド部１３は、図７
（Ａ）の角度γの範囲内から図７（Ｃ）の角度βの範囲
内まで駆動され、この後に、図１０の第１広範囲追尾制
御が行われる。

【００３４】図１０において、ステップ３０１では（Ｓ
A ＋ＳB ）−（ＳC ＋ＳD ）＞Ｋ1（Ｋ1 ：定数）を満
たすか否かの判定が行われ、Ｙのとき、即ち下方向から
追尾光が検出されたとき、下方向への追尾信号を出力し
（ステップ３０２）、ステップ３０４では（ＳA ＋ＳB
）−（ＳC ＋ＳD ）＜−Ｋ1 を満たすか否かの判定が
行われ、Ｙのとき、即ち上方向から追尾光が検出された
とき、上方向への追尾信号を出力し（ステップ３０
５）、ステップ３０７では（ＳA ＋ＳD ）−（ＳB ＋Ｓ
C ）＞Ｋ2 （Ｋ2 ：定数）を満たすか否かの判定が行わ
れ、Ｙのとき、即ち左方向から追尾光が検出されたと
き、左方向への追尾信号を出力し（ステップ３０８）、
ステップ３１０では（ＳA ＋ＳD ）−（ＳB ＋ＳC ）＜
−Ｋ2 を満たすか否かの判定が行われ、Ｙのとき、即ち
右方向から追尾光が検出されたとき、右方向への追尾信
号を出力する（ステップ３１１）。

【００３５】また、各判定ステップ３０１，３０４，３
０７，３１０でＮのときは追尾信号を出力しない（ステ
ップ３０３，３０６，３０９，３１２）ことになり、こ
のような動作によって計測ヘッド部１３は、図６（Ｂ）
の角度βの範囲内から図６（Ｃ）の角度αの範囲内まで
駆動され、この後に、図９の標準範囲追尾制御が行われ
る。

【００３６】図９において、この標準範囲追尾制御動作
も定数ｋ1 ，ｋ2 の相違があるだけで上記図１０の動作
と基本的には同じとなる。即ち、ステップ２０１にて
（Ｓａ＋Ｓｂ）−（Ｓｃ＋Ｓｄ）＞ｋ1を満たすか否か
の判定が行われ、Ｙのとき、下方向への追尾信号を出力
し（ステップ２０２）、ステップ２０４にて（Ｓａ＋Ｓ
ｂ）−（Ｓｃ＋Ｓｄ）＜−ｋ1の判定が行われ、Ｙのと
き、上方向への追尾信号を出力し（ステップ２０５）、
ステップ２０７では（Ｓａ＋Ｓｄ）−（Ｓｂ＋Ｓｃ）＞
ｋ2の判定が行われ、Ｙのとき、左方向への追尾信号を
出力し（ステップ２０８）、ステップ２１０では（Ｓａ
＋Ｓｄ）−（Ｓｂ＋Ｓｃ）＜−ｋ2 の判定が行われ、Ｙ
のとき、右方向への追尾信号を出力する（ステップ２１
１）。

【００３７】なお、各判定ステップ２０１，２０４，２
０７，２１０でＮのときは追尾信号を出力しない（ステ
ップ２０３，２０６，２０９，２１２）ことになり、こ
のような標準範囲追尾制御により、図７（Ｃ）に示され
るように、上記計測ヘッド部１３は測定点指示部２８の
反射鏡部３０の正面を向くことになる。

【００３８】その後、上記光波距離計１７において、図
４に示されるように、測定光を出射し、コーナーキュー
ブ反射鏡３１から反射された反射光（Ｓ2 ）を受光して
距離測定が行われ、この距離測定値は上記の自動追尾の
際に動かした計測ヘッド部１３の現在の俯仰角度及び旋
回角度と共に、作図演算部２５へ出力される。そして、
この作図演算部２５からプロッターへ作図データを出力
することにより、現場見取図が印刷される。

【００３９】図６には、検出された角度に基づいた速度
制御の他の例が示されており、図６（Ａ）の制御は、左
右の素子（受光領域）Ｇ6 〜Ｇ1 のそれぞれで、θ0 ま
で回転させるための角速度Ｖ1 〜Ｖ6 を設定するもので
あり、追尾光が素子Ｇ6 で検出されたとき速度Ｖ1 、同
様にＧ5 のときＶ2 、Ｇ4 のときＶ3 、Ｇ3 のときＶ
4、Ｇ2 のときＶ5 、Ｇ1 のときＶ6 の制御信号が出力
される。なお、各検出位置で一旦設定された速度は、図
５の場合と同様に、追尾光が中央素子Ａ〜Ｄで検出され
るまで維持され、中央素子領域では速度Ｖ7 が設定され
る。

【００４０】図６（Ｂ）の制御は、追尾光が検出された
各素子Ｇ6 〜Ｇ1 毎に速度を設定するものであり、素子
Ｇ6 で検出されたとき速度Ｖ1 、同様にＧ5 のときＶ2
、Ｇ4 のときＶ3 、Ｇ3 のときＶ4 、Ｇ2 のときＶ5
、Ｇ1 のときＶ6 の制御信号が出力される。図６
（Ｃ），（Ｄ）の制御は、所定のパターンで変化する速
度を設定するものであり、図６（Ｃ）では素子Ｇ6 又は
Ｇ5 で検出されたときパターンＰa1、Ｇ4 又はＧ3 のと
きパターンＰa2、Ｇ2 又はＧ1 のときパターンＰa1の制
御信号が出力される。また、図６（Ｄ）では素子Ｇ6 で
検出されたときパターンＰb1、同様にＧ5 のときパター
ンＰb2、Ｇ4 のときパターンＰb3、Ｇ3 のときパターン
Ｐb4、Ｇ2 のときパターンＰb5、Ｇ1 のときパターンＰ
b6の制御信号が出力される。

【００４１】このような各種の制御によっても、角度が
大きい程、高速度の回転駆動が行われることになり、測
定点指示部２８の方向に対し計測ヘッド部１３が大きく
離れた方向を向いていても、この計測ヘッド部１３の正
面を測定点指示部２８に迅速に対向させることが可能と
なる。なお、上記実施例の速度制御は、左右素子のＧ1
〜Ｇ6 について説明したが、左右素子の他方のＲ1 〜Ｒ
6 についても同様に適用される。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
中心素子とこの中心素子の左右両側に縦長の受光領域を
持つように多分割配置された左右素子とを有する広範囲
追尾用受光素子を設け、この受光素子の受光位置、即ち
追尾の駆動角度の検出に基づき、この駆動角度が大きい
ときは小さいときと比べて高速で計測ヘッド部を回転さ
せるように駆動制御したので、更なる広範囲の追尾を高
精度の検出下に実現した使い勝手のよい位置計測作図装
置が得られると共に、追尾動作を迅速に行うことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態例に係る位置計測作図用自動
追尾装置の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の自動追尾装置の受光部の構成を示し、図
（Ａ）は標準範囲追尾用受光部、図（Ｂ）は広範囲追尾
用受光部の図である。

【図３】実施形態例の広範囲追尾用受光部で得られる追
尾光に対する角度情報を示す図である。

【図４】実施形態例の位置計測作図装置の全体構成を示
すブロック図である。

【図５】実施形態例の左右受光素子の受光位置に対応し
て設定される計測ヘッド部の駆動角速度を示すグラフ図
である。

【図６】上記計測ヘッド部における角速度制御の他の例
を示すグラフ図である。

【図７】図４の計測ヘッド部の追尾動作を示す図であ
る。

【図８】図１のマイコンでの追尾処理を示すフローチャ
ートである。

【図９】図８の追尾処理における標準範囲追尾制御動作
を示すフローチャートである。

【図１０】図８の追尾処理における第１広範囲追尾制御
動作を示すフローチャートである。

【図１１】図８の追尾処理における第２広範囲追尾制御
動作を示すフローチャートである。

【図１２】従来の位置計測作図装置の構成を示す図であ
る。

【図１３】従来の受光素子の構成を示す図である。

【符号の説明】

１Ｂ，１４ … 車載架台、１Ａ，１３ … 計測ヘ
ッド部、２，２８ … 測定点指示部、１２ … 計測
機、１５ … 駆動部、１７ … 光波距離計
（追尾用受光素子を含む）、１７Ａ，３４ … 対物光
学系、１８，３５ … 受光素子、２０ … 広範囲追
尾用受光部、２４ … 自動追尾回路、３０ … 反
射鏡部、３２ … 発光部、４１ … マイコ
ン、Ａ〜Ｄ … 中心素子、Ｇ1 〜Ｇ6 ，Ｒ1 〜Ｒ6
… 左右素子、Ｅ，Ｆ … 上下素子。

フロントページの続き (72)発明者米田正美埼玉県大宮市植竹町１丁目324番地富士写真光機株式会社内Ｆターム(参考） 2C032 HA01 2F065 AA02 AA22 DD06 FF04 FF28 FF65 GG04 GG13 JJ01 JJ03 JJ16 JJ24 JJ26 LL12 LL17 QQ03 QQ33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定点指示部から追尾用の光を出力する
追尾用発光部と、計測ヘッド部をその正面が上記測定点指示部へ向くよう
に回転駆動する駆動部と、上記追尾用発光部からの追尾光を受光するために設けら
れ、中心部に分割配置された中心素子及びこの中心素子
の左右両側に縦長の受光領域を持つように多分割配置さ
れた左右素子からなる広範囲追尾用受光素子と、この広範囲追尾用受光素子の出力に基づいて上記駆動部
を制御し、上記計測ヘッド部正面が上記測定点指示部へ
向くまでの駆動角度が大きいときは小さいときと比べて
高速で上記計測ヘッド部を回転させる制御回路と、を含
んでなる位置計測作図用自動追尾装置。