專利名稱：電子式測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)根據(jù)屏幕上的設(shè)計數(shù)據(jù)能顯示預(yù)想完工后對象的原型的電子式測量裝置。
背景技術(shù)：
至今，人們已知，電子式測量裝置包括照準(zhǔn)測量對象的望遠(yuǎn)鏡部、對照準(zhǔn)的對象進(jìn)行攝像的攝像部、將由攝像部拍攝的測量對象作為實(shí)際圖像在屏幕上顯示的顯示部、及存儲與測量對象對應(yīng)的設(shè)計數(shù)據(jù)的存儲部(例如參照特開2002-202126號公報)。
雖然土木工程建設(shè)等是按照設(shè)計數(shù)據(jù)來進(jìn)行，例如在道路工程中，要堆土，挖土，形成預(yù)定的形狀，在建筑工程中進(jìn)行基礎(chǔ)施工及房屋建筑，但上述的工程中，在其工程施工過程中，為了確認(rèn)工程是否按照設(shè)計數(shù)據(jù)那樣進(jìn)行，要邊用電子式測量裝置的望遠(yuǎn)鏡部照準(zhǔn)測量對象，同時邊對每個監(jiān)控點(diǎn)采集測量數(shù)據(jù)，將測量數(shù)據(jù)和設(shè)計數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，可是，監(jiān)控點(diǎn)未必代表設(shè)計數(shù)據(jù)。
但是，對每個監(jiān)控點(diǎn)都將測量數(shù)據(jù)和設(shè)計數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷工程是否如施工計劃那樣實(shí)施，就要過多地把時間耗在測量作業(yè)上，這就成為導(dǎo)致工程延誤的原因。另外，也很麻煩。
此外，由于在施工的最初階段，現(xiàn)成的結(jié)構(gòu)物或構(gòu)成基準(zhǔn)的目標(biāo)等什么都沒有，所以難以反映設(shè)計和現(xiàn)場的位置關(guān)系。特別是定位樁的設(shè)置，如沒有形象構(gòu)建完成形態(tài)，則費(fèi)時，又不能高效地進(jìn)行定位的打樁。因此，需要定位樁木工等熟練的工匠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為鑒于上述情形而提出的，其目的在于提供一種能通過視覺確認(rèn)測量對象是否如設(shè)計數(shù)據(jù)那樣在進(jìn)行施工的電子式測量裝置。
為達(dá)到上述目的，本申請第一方面的電子式測量裝置包括存儲測量裝置本體的位置信息和設(shè)計數(shù)據(jù)的存儲部、對目標(biāo)方向相對于基準(zhǔn)方向的角度進(jìn)行電子測量的角度測量部、根據(jù)該角度測量部測得的角度和前述設(shè)計數(shù)據(jù)通過計算求出對目標(biāo)方向預(yù)想能看到的預(yù)想完工后對象的原型的運(yùn)算處理部、和顯示所述預(yù)想完工后對象的原型用的顯示部。
另外，本申請的第二方面的電子式測量裝置包括照準(zhǔn)測量對象的望遠(yuǎn)鏡部、拍攝照準(zhǔn)后的測量對象的攝像部、能將該攝像部拍攝的測量對象作為實(shí)際圖像顯示的顯示部、存儲與所述測量對象想對應(yīng)的設(shè)計數(shù)據(jù)的存儲部、對照準(zhǔn)方向相對于作為基準(zhǔn)的方向的角度進(jìn)行電子式測量的角度測量部、根據(jù)該角度測量部測量的角度和所述設(shè)計數(shù)據(jù)通過運(yùn)算求出對于照準(zhǔn)方向預(yù)想能看到的預(yù)想完工后對象的原型的運(yùn)算處理部，用單獨(dú)或重疊在所述實(shí)際圖像上的方式顯示所述預(yù)想完工后對象的原型。


圖1為表示本發(fā)明涉及的電子式測量裝置一例的簡要圖。
圖2為表示本發(fā)明涉及的電子式測量裝置一例的光學(xué)圖。
圖3為本發(fā)明涉及的電子式測量裝置的電路方框圖。
圖4為表示照準(zhǔn)測量對象的電子式測量裝置和測量對象間的關(guān)系的示意圖。
圖5為表示本發(fā)明涉及的顯示部屏幕上能看到的測量對象的一示例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1中，10為電子式測量裝置。該電子式測量裝置10有作為測量裝置本體用的底盤部11和托架部12，底盤部11可通過校平臺13裝在圖中未示出的三角架上。
底盤部11支承托架部12，能沿水平方向旋轉(zhuǎn)。托架部12的支持部上支承瞄準(zhǔn)具14，能沿垂直方向旋轉(zhuǎn)。該托架部12的下面設(shè)置作為操作及輸入部的操作及輸入面板15、作為顯示測量數(shù)據(jù)等顯示部的顯示器16。望遠(yuǎn)鏡部14有物鏡17。該操作及輸入面板15上設(shè)置操作及輸入按鈕15A。
圖2所示的光學(xué)系統(tǒng)安裝于該望遠(yuǎn)鏡部14的內(nèi)部。圖2中，符號0為望遠(yuǎn)鏡部14的光軸。在望遠(yuǎn)鏡部14中，在其物鏡17的后面設(shè)置二向色鏡18、聚光透鏡19、作為攝像部的圖像傳感器20、對焦透鏡21、波羅棱鏡22、焦點(diǎn)板23、目鏡24。
二向色鏡18由第一棱鏡25、第二棱鏡26、第三棱鏡27構(gòu)成。第一棱鏡25與第二棱鏡26之間形成第一半透半反鏡28，第一棱鏡25與第三棱鏡27之間形成第二半透半反鏡29。
從物鏡17射入望遠(yuǎn)鏡部14的光進(jìn)入二向色鏡18，測量光和可見光的一部分在第一半透半反鏡28上反射，通過聚光透鏡19在圖像傳感器20上成像。第二半透半反鏡29只反射測量光，并引至后述的測距部。
透過第一半透半反鏡28的可見光，通過對焦透鏡21、波羅棱鏡22成像于焦點(diǎn)板23上，通過目鏡24，再利用瞄準(zhǔn)鏡14瞄準(zhǔn)，從而照準(zhǔn)后述的測量對象。
該圖像傳感器20接受光后的輸出，作為圖3所示的圖像信號輸入至CPU30。該CPU30起到作為后述的運(yùn)算處理部的功能，CPU30對圖像傳感器20上拍攝的測量對象進(jìn)行圖像處理，完成的顯示器16的屏幕16A上顯示的作用。
如圖3所示，該測量裝置本體內(nèi)設(shè)有測距部31、水平驅(qū)動部32、高低驅(qū)動部33、水平角度測量部34、垂直角度測量部35、存儲部36。
測距部31根據(jù)CPU30的控制指令，驅(qū)動發(fā)光部37，利用受光部38接受從后述的測量對象反射的測距光，來測量電子式測量裝置10至測量對象的距離。該測距部31例如采用激光式光波測距儀。
水平驅(qū)動部32根據(jù)CPU30的控制指令，使托架部12沿水平方向旋轉(zhuǎn)。高低驅(qū)動部33根據(jù)CPU30的控制指令，使望遠(yuǎn)鏡部14沿垂直方向旋轉(zhuǎn)。其驅(qū)動機(jī)構(gòu)用電動機(jī)等構(gòu)成，因眾所周知，故說明從略。
水平角度測量部34、高度角度測量部35用人們熟悉的由轉(zhuǎn)子和定子組成的編碼器組成。利用該水平角度測量部34測量水平方向的角度，利用垂直角度測量部35求垂直方向的角度。
該電子式測量裝置10如圖4所示，架設(shè)在相對于基準(zhǔn)點(diǎn)B(X2、Y2、Z2)的已知點(diǎn)A(X1、Y1、Z1)處。另外，也可以用未圖示的GPS裝置，找到已知點(diǎn)A(X1、Y1、Z1)。
再在圖4中，40為作為測量對象的工程施工中道路附近的景物，沿道路邊隔開一定間隔植樹，道路中央設(shè)有人孔。
另外，符號[X]表示設(shè)計數(shù)據(jù)，符號G2表示作為預(yù)想完工后對象的人孔的原型，G2’表示作為預(yù)想完工后對象的植樹部位的原型，G2”表示作為預(yù)想完工后對象的道路界沿的原型，G2為表示作為預(yù)想完工后對象的混凝土塊下沿。
其水平角度測量部34、高度角度測量部35如圖4所示，起到作為運(yùn)算照準(zhǔn)方向(目標(biāo)方向)M1相對于基準(zhǔn)方向MO的角度θ的角度測量部的作用。
顯示器16的屏幕16A上如圖5所示，顯示通過望遠(yuǎn)鏡部14在圖像傳感器20上成像的與其測量對象40對應(yīng)的實(shí)際圖像G1。
CPU30除了測距運(yùn)算處理、圖像處理之外，還根據(jù)操作及輸入部15的控制指令的其它指令進(jìn)行各種運(yùn)算處理。
存儲部36中，存儲與測量對象40對應(yīng)的作為工程有關(guān)的數(shù)據(jù)即設(shè)計數(shù)據(jù)[X]。該設(shè)計數(shù)據(jù)[X]以三維數(shù)據(jù)(xi’、yi’、zi’)形式保存，這一三維數(shù)據(jù)(xi’、yi’、zi’)例如為基于平面直角坐標(biāo)和高度的數(shù)據(jù)。圖4中與測量對象40相對應(yīng)表示該三維數(shù)據(jù)(xi’、yi’、zi’)。
CPU30所起的作用，根據(jù)該角度測量部測得的角度θ和設(shè)計數(shù)據(jù)(xi’、yi’、zi’)，為利用運(yùn)算求出對照準(zhǔn)方向M1預(yù)想能看到的預(yù)想完工后對象的原型G2、G2’、G2”、G2，如圖5所示，在顯示器16的屏幕16A上將預(yù)想完工后對象的原型G2、G2’、G2”、G2重疊在實(shí)際圖像G1上進(jìn)行顯示。這里，各原型G2、G2’、G2”、G2在屏幕16A上都用點(diǎn)劃線表示。
即，由于電子式測量裝置10的架設(shè)位置A(X1、Y1、Z1)為已知，對于測量對象40的照準(zhǔn)方向M1為已知，故就能利用運(yùn)算對于地圖上的設(shè)計數(shù)據(jù)(xi’、yi’、zi’)確定與屏幕16A上的設(shè)計數(shù)據(jù)(xi’、yi’、zi’)對應(yīng)的象素Pi(xi、yi)的屏幕中心M1’對應(yīng)的位置，能使預(yù)想完工后對象的原型G2、G2’、G2”、G2在屏幕16A上顯示。
還有，最好在旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)方向M1時，即改變照準(zhǔn)方向M1時，隨著照準(zhǔn)方向的旋轉(zhuǎn)，根據(jù)角度測量部34、35的檢測結(jié)果，將CPU(運(yùn)算處理部)30運(yùn)算出的預(yù)想完工后對象的原型依次在顯示器(顯示部)16上顯示。
以上對本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)作了說明，但也可以使得CPU30根據(jù)測距部31所測得的距離和角度θ，通過運(yùn)算求出預(yù)想完工后對象的原型G2、G2’、G2”、G2。
另外，在望遠(yuǎn)鏡部14上設(shè)置變焦光學(xué)系統(tǒng)時，CPU30還可以將預(yù)想完工后對象根據(jù)倍率在顯示器16的屏幕16A上放大縮小顯示，使得預(yù)想完工后對象的原型G2、G2’、G2”、G2的大小和實(shí)際看到的測量對象40的大小一致。
CPU30也可以這樣構(gòu)成，使得用點(diǎn)或線的形式在屏幕16A上顯示預(yù)想完工后對象的原型G2、G2’、G2”、G2。
另外，CPU30也可以這樣構(gòu)成，使得根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)計算對于預(yù)想完工后對象的原型G2、G2’、G2”、G2的允許范圍δ，然后在屏幕16A上顯示表示該允許范圍δ的上限和下限的線。
再有，存儲部36中可存儲設(shè)計數(shù)據(jù)、和表示電子式測量裝置本體10的架設(shè)位置A(X1、Y1、Z1)的、包括電子式測量裝置本體10的高度的位置信息。另外，CPU30也可以采用以下的構(gòu)成，即根據(jù)電子式測量裝置本體10的位置信息、角度測量部作為水平角及垂直角檢測出的照準(zhǔn)方向(目標(biāo)方向)的角度、以及設(shè)計數(shù)據(jù)，計算預(yù)想完工后對象的原型，計算出的預(yù)想完工后對象的原型在顯示器16的屏幕16A上顯示。
再有，在以上的本發(fā)明實(shí)施形態(tài)中，是使預(yù)想完工后對象的原型和實(shí)際圖像重疊后顯示的形式，但不一定必須要顯示實(shí)際圖像。在這樣的情況下，也可以采用配合旋轉(zhuǎn)只顯示預(yù)想完工后的對象。
在這樣的情況下，為了看到目標(biāo)方向的預(yù)想完工后對象的原型時，電子式測量裝置上不需要望遠(yuǎn)鏡部和攝像部，只要由存儲設(shè)計數(shù)據(jù)的存儲部、電子式測量目標(biāo)方向的角度的角度測量部、計算預(yù)想完工后對象的原型的預(yù)算處理部、和顯示其原型的顯示部而構(gòu)成就可。
如采用上述構(gòu)成，因?yàn)槟茉谄聊簧巷@示預(yù)想完工后對象的原型并能形象地顯示工程等完成的形態(tài)，所以，例如在提高定坡板樁打樁效率上有其優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明采用以上說明的構(gòu)成，故能在屏幕上憑視覺迅速確認(rèn)測定對象是否按照設(shè)計數(shù)據(jù)那樣在施工。
權(quán)利要求
1.一種電子式測量裝置，其特征在于，包括存儲測量裝置本體的位置信息和設(shè)計數(shù)據(jù)的存儲部、對目標(biāo)方向相對于基準(zhǔn)方向的角度進(jìn)行電子式測量的角度測量部、根據(jù)該角度測量部測量的角度和所述設(shè)計數(shù)據(jù)通過運(yùn)算求出對目標(biāo)方向預(yù)想能看到的預(yù)想完工后對象的原型的運(yùn)算處理部、及用于顯示所述預(yù)想完工后對象的原型的顯示部。
2.如權(quán)利要求1所述的電子式測量裝置，其特征在于，還包括照準(zhǔn)與所述預(yù)想完工后對象相對應(yīng)的測量對象的望遠(yuǎn)鏡部、及對照準(zhǔn)的測量對象進(jìn)行拍攝的攝像部，所述目標(biāo)方向是照準(zhǔn)方向，所示顯示部能將所述攝像部拍攝的測量對象作為實(shí)際圖像顯示，所述運(yùn)算處理部能將所述預(yù)想完工后對象的原型以單獨(dú)或重疊在所述實(shí)際圖像上的形式在所述顯示部上顯示。
3.一種電子式測量裝置，其特征在于，包括照準(zhǔn)測量對象的望遠(yuǎn)鏡部、對照準(zhǔn)的測量對象進(jìn)行拍攝的攝像部、能將該攝像部拍攝的測量對象作為實(shí)體圖像顯示的顯示部、存儲與所述測量對象相對應(yīng)的設(shè)計數(shù)據(jù)的存儲部、對照準(zhǔn)方向相對于作為基準(zhǔn)的方向的角度進(jìn)行電子式測量的角度測量部、及根據(jù)該角度測量部測量的角度和所述設(shè)計數(shù)據(jù)通過運(yùn)算求出對于照準(zhǔn)方向預(yù)想能看到的預(yù)想完工后對象的原型的運(yùn)算處理部，將所述預(yù)想完工后對象的原型以單獨(dú)或重疊在所述實(shí)體圖像上的形式進(jìn)行顯示。
4.如權(quán)利要求1所述的電子式測量裝置，其特征在于，所述運(yùn)算處理部隨著目標(biāo)方向的改變，根據(jù)所述角度測量部的檢測結(jié)果，將所述預(yù)想完工后對象的原型在所述顯示部上顯示。
5.如權(quán)利要求2所述的電子式測量裝置，其特征在于，所述運(yùn)算處理部隨著照準(zhǔn)方向的改變，根據(jù)所述角度測量部的檢測結(jié)果，將所述預(yù)想完工后對象的原型在所述顯示部上顯示。
6.如權(quán)利要求1所述的電子式測量裝置，其特征在于，所述運(yùn)算處理部根據(jù)包括高度在內(nèi)的測量裝置本體的位置信息、所述角度測量部以水平角度或垂直角度檢測出的目標(biāo)方向或角度、和設(shè)計數(shù)據(jù)，計算所述預(yù)想完工后對象的原型在所述顯示部上顯示。
7.如權(quán)利要求2所述的電子式測量裝置，其特征在于，所述運(yùn)算處理部根據(jù)包括高度在內(nèi)的測量裝置本體的位置信息、所述角度測量部以水平角及垂直角檢測出的照準(zhǔn)方向的角度、和設(shè)計數(shù)據(jù)，計算所述預(yù)想完工后對象的原型，并在所述的顯示部上顯示。
8.如權(quán)利要求1所述的電子式測量裝置，其特征在于，還包括測量至所述測量對象的距離的測距部，所述運(yùn)算處理部根據(jù)所述測距部測得的距離和所述角度，通過運(yùn)算求出所述預(yù)想完工后對象的原型。
9.如權(quán)利要求2所述的電子式測量裝置，其特征在于，還包括測量至所述測量對象的距離的測距部，所述運(yùn)算處理部根據(jù)所述測距部測得的距離和所述角度，通過運(yùn)算求出所述預(yù)想完工后對象的原型。
10.如權(quán)利要求1所述的電子式測量裝置，其特征在于，所述運(yùn)算處理部能根據(jù)倍率將顯示所述預(yù)想完工后對象的原型在所述顯示部上放大縮小顯示。
11.如權(quán)利要求2所述的電子式測量裝置，其特征在于，所述運(yùn)算處理部能根據(jù)倍率將所述預(yù)想完工后對象的原型在所述顯示部上放大縮小顯示。
12.如權(quán)利要求1所述的電子式測量裝置，其特征在于，所述運(yùn)算處理部根據(jù)所述設(shè)計數(shù)據(jù)，計算對于所述預(yù)想完工后對象的原型的允許范圍，使該允許范圍與所述預(yù)想完工后對象的原型重疊在所述顯示部上顯示。
13.如權(quán)利要求2所述的電子式測量裝置，其特征在于，所述運(yùn)算處理部根據(jù)所述設(shè)計數(shù)據(jù)，計算對于所述預(yù)想完工后對象的原型的允許范圍，將該允許范圍和所述預(yù)想完工后對象的原型重疊在所述顯示部上顯示。
14.如權(quán)利要求3所述的電子式測量裝置，其特征在于，隨著照準(zhǔn)方向的改變，根據(jù)所述角度測量部的檢測結(jié)果，所述運(yùn)算處理部在所述顯示部上顯示所述預(yù)想完工后對象的原型。
15.如權(quán)利要求3所述的電子式測量裝置，其特征在于，所述運(yùn)算處理部根據(jù)包括高度在內(nèi)的測量裝置本體的位置信息、所述角度測量部以水平角及垂直角檢測出的照準(zhǔn)方向的角度、和設(shè)計數(shù)據(jù)，計算所述預(yù)想完工后對象的原型，并在顯示部上顯示。
16.如權(quán)利要求3所述的電子式測量裝置，其特征在于，還包括測量至所述測量對象的測距部，所述運(yùn)算處理部根據(jù)所述測距部測得的距離和所述角度，通過運(yùn)算求得所述預(yù)想完工后對象的原型。
17.如權(quán)利要求3所述的電子式測量裝置，其特征在于，所述運(yùn)算處理部根據(jù)倍率將所述預(yù)想完工后對象的原型在所述顯示部上放大縮小顯示。
18.如權(quán)利要求3所述的電子式測量裝置，其特征在于，所述運(yùn)算處理部根據(jù)所述設(shè)計數(shù)據(jù)，計算對所述預(yù)想完工后對象的原型的允許范圍，使該允許范圍與所述預(yù)想完工后對象的原型重疊在所述顯示部上顯示。
全文摘要
本發(fā)明的電子式測量裝置，包括存儲測量裝置本體的位置信息和設(shè)計數(shù)據(jù)的存儲部、對目標(biāo)方向相對于基準(zhǔn)方向的角度進(jìn)行電子式測量的角度測量部、根據(jù)該角度測量部測量的角度和所述設(shè)計數(shù)據(jù)通過運(yùn)算求出對目標(biāo)方向預(yù)想能看到的預(yù)想完工后對象的原型的運(yùn)算處理部、及顯示所述預(yù)想完工后對象的原型用的顯示部。
文檔編號E21B21/00GK1538147SQ20041003461
公開日2004年10月20日 申請日期2004年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月14日
發(fā)明者大友文夫, 先村律雄, 雄 申請人:株式會社拓普康