專利名稱：測量儀及標(biāo)記點移設(shè)處理程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子全站儀(電子測距測角儀)，更詳細地說，涉及適合進行設(shè)置地面標(biāo)記、將地面標(biāo)記移設(shè)到天花板上、鋼架的垂直度測量(立て入れ)等垂直方向的位置獲取工程(位置出し工事)等的標(biāo)記點移設(shè)處理程序。
背景技術(shù)：
以往，在將地面標(biāo)記移設(shè)到天花板等上時，采用下述方法使用能夠沿鉛直方向上下射出激光的激光鉛直儀，向下朝著地面標(biāo)記的位置發(fā)出激光，使激光與地面標(biāo)記的位置吻合，并且與向下激光同軸地發(fā)出向上激光，將地面標(biāo)記的位置移設(shè)到天花板上(參照下述專利文獻1)。
在測量儀中，也有的包括激光指向儀，通過沿照準軸出射可見激光，觀看照準點上產(chǎn)生的激光的照射點的激光點，不用觀察望遠鏡就能夠簡單地進行照準作業(yè)(參照下述專利文獻2)。
目前，也廣泛使用著稱為電子全站儀(電子測距測角儀)、能夠同時測定距離、水平角以及俯仰角的測量儀。在這種電子全站儀中，內(nèi)置了存儲測量所需的程序的微型計算機(參照下述專利文獻3)。
此外，在目前使用的測量儀中，也有的具有下述功能跟蹤功能，不僅能測定靜止的目標(biāo)，而且能測定打樁時等移動的目標(biāo)；自動跟蹤功能，能自動跟蹤移動的目標(biāo)進行位置測定(參照下述專利文獻4)。再者，也使用著免棱鏡型的測量儀，無需使用棱鏡作為目標(biāo)(參照下述專利文獻5)。
專利文獻1(日本)實開昭60-131809號公報
專利文獻2(日本)特開2000-88566號公報專利文獻3(日本)特許第2818610號公報專利文獻4(日本)特開平11-94549號公報專利文獻5(日本)特開2000-329517號公報以往，在設(shè)置地面標(biāo)記、將地面標(biāo)記移設(shè)到天花板上等情況下，將激光鉛直儀設(shè)置在進行地面標(biāo)記的點上，但是有下述問題在作為地面標(biāo)記的點不適合設(shè)置激光鉛直儀的場所，例如墻邊的位置、傾斜面或有大的凹凸的場所等，不能設(shè)置激光鉛直儀，不能設(shè)置地面標(biāo)記、在地面上移設(shè)地面標(biāo)記或者將地面標(biāo)記移設(shè)到天花板上。
此外，以往，在設(shè)置多個地面標(biāo)記、或者將它們移設(shè)到天花板上的情況下，也有下述問題必須在每個該場所設(shè)置激光鉛直儀，特別麻煩。
再者，在不是將地面標(biāo)記移設(shè)到鉛直位置的天花板上、而是將地面標(biāo)記移設(shè)到沿水平面僅移動了預(yù)定量的位置上的情況下，也有下述問題必須從地面標(biāo)記起用比例尺等來測定水平距離，確定移設(shè)點，特別麻煩，并且移設(shè)點的精度降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出的，其課題為提供一種測量儀，即使地面是不適合設(shè)置激光鉛直儀的場所，也能夠設(shè)置標(biāo)記點，而且用1臺測量儀，不用移動該測量儀，也不用使用比例尺(メジヤ一)等來測定水平距離，就能夠?qū)⑸鲜鰳?biāo)記點自由地移設(shè)到鉛直方向或水平方向的多個地點上。
為了實現(xiàn)上述課題，第1發(fā)明是一種測量儀，其包括與照準軸同軸地出射可見激光的激光指向儀，能夠測定從測量儀的機械點到照準點的距離和照準點方向的水平角及俯仰角，其特征在于，包括水平距離計算機構(gòu)，根據(jù)到上述照準點的距離的計測值、和上述照準點方向的俯仰角的計測值來計算從上述機械點到上述照準點的水平距離；初始值設(shè)定機構(gòu)，在將地面或天花板的標(biāo)記點作為照準點來進行測距測角時，將水平角的計測值設(shè)定為水平角初始值，將上述水平距離計算機構(gòu)算出的水平距離設(shè)定為水平距離初始值；以及偏差計算顯示機構(gòu)，在設(shè)定了上述初始值后，將上述天花板或地面的任意點作為照準點來進行測距測角，計算并顯示水平角的計測值和上述水平角初始值之間的偏差，并且計算并顯示上述水平距離計算機構(gòu)算出的水平距離和上述水平距離初始值之間的偏差。
第2發(fā)明是一種標(biāo)記點移設(shè)處理程序，用于使用測量儀將地面或天花板的標(biāo)記點移設(shè)到天花板或地面的鉛直對應(yīng)位置上，該測量儀包括與照準軸同軸地出射可見激光的激光指向儀，能夠測定從測量儀的機械點到照準點的距離和照準點方向的水平角及俯仰角，其特征在于，將下述機構(gòu)的功能賦予上述測量儀上搭載的計算機水平距離計算機構(gòu)，根據(jù)從上述機械點到上述照準點的距離的計測值、和上述照準點方向的俯仰角的計測值來計算從上述機械點到上述照準點的水平距離；初始值設(shè)定機構(gòu)，在將上述地面或天花板的標(biāo)記點作為照準點來進行了測距測角時，將水平角的計測值設(shè)定為水平角初始值，將上述水平距離計算機構(gòu)算出的水平距離設(shè)定為水平距離初始值；以及偏差計算顯示機構(gòu)，在設(shè)定了上述初始值后，將上述天花板或地面的任意點作為照準點來進行測距測角，從而計算并顯示水平角和上述水平角初始值之間的偏差，并且計算并顯示上述水平距離計算機構(gòu)算出的水平距離和上述水平距離初始值之間的偏差。
第3發(fā)明是一種測量儀，其包括與照準軸同軸地出射可見激光的激光指向儀，能夠測定從測量儀的機械點到照準點的距離和照準點方向的水平角及俯仰角，其特征在于，包括水平距離計算機構(gòu)，根據(jù)從上述機械點到上述照準點的距離的計測值、和上述照準點方向的俯仰角的計測值來計算從上述機械點到上述照準點的水平距離；標(biāo)記點坐標(biāo)計算機構(gòu)，根據(jù)將地面或天花板的標(biāo)記點作為照準點來進行了測距測角時的距離、水平角及俯仰角的各計測值和上述水平距離計算機構(gòu)算出的水平距離來計算上述標(biāo)記點的坐標(biāo)值；移設(shè)點坐標(biāo)計算機構(gòu)，根據(jù)從上述標(biāo)記點到期望的移設(shè)點的偏移量和上述標(biāo)記點的坐標(biāo)來計算移設(shè)點的坐標(biāo)值；偏移信息計算機構(gòu)，計算從上述機械點到上述移設(shè)點的水平距離、及上述標(biāo)記點方向和上述移設(shè)點方向之間的水平角；初始值設(shè)定機構(gòu)，將該偏移信息計算機構(gòu)算出的水平距離及水平角分別設(shè)定為水平距離初始值及水平角初始值；以及偏差計算顯示機構(gòu)，在設(shè)定了上述初始值后，在將上述地面或天花板的任意點作為照準點來進行了測距測角時，計算并顯示照準點方向的水平角和上述水平角初始值之間的偏差，并且計算并顯示上述水平距離計算機構(gòu)算出的水平距離和上述水平距離初始值之間的偏差。
第4發(fā)明是一種標(biāo)記點移設(shè)處理程序，用于使用測量儀將地面或天花板的標(biāo)記點移設(shè)到同一面內(nèi)的新的偏移點上，該測量儀包括與照準軸同軸地出射可見激光的激光指向儀，能夠測定從上述測量儀的機械點到照準點的距離和照準點方向的水平角及俯仰角，其特征在于，將下述機構(gòu)的功能賦予上述測量儀上搭載的計算機水平距離計算機構(gòu)，根據(jù)從上述測量儀的機械點到照準點的距離的計測值、和上述照準點的俯仰角的計測值來計算從上述機械點到上述照準點的水平距離；標(biāo)記點坐標(biāo)計算機構(gòu)，根據(jù)照準地面或天花板的標(biāo)記點來進行測距測角時的距離、水平角及俯仰角的各計測值和上述水平距離計算機構(gòu)算出的水平距離來計算上述標(biāo)記點的坐標(biāo)值；移設(shè)點坐標(biāo)計算機構(gòu)，根據(jù)從上述標(biāo)記點到期望的移設(shè)點的偏移量和上述標(biāo)記點的坐標(biāo)來計算移設(shè)點的坐標(biāo)值；偏移信息計算機構(gòu)，計算從上述機械點到上述移設(shè)點的水平距離、及照準方向和上述移設(shè)點方向之間的水平角；初始值設(shè)定機構(gòu)，將該偏移信息計算機構(gòu)算出的水平距離及水平角分別設(shè)定為水平距離初始值及水平角初始值；以及偏差計算機構(gòu)，在設(shè)定了上述初始值后，在將上述地面或天花板的任意點作為照準點來進行測距測角時，計算并顯示照準點方向的水平角和上述水平角初始值之間的偏差，并且計算并顯示上述水平距離計算機構(gòu)算出的水平距離和上述水平距離初始值之間的偏差。
第5發(fā)明是一種測量儀，其包括與照準軸同軸地出射可見激光的激光指向儀，能夠測定從測量儀的機械點到照準點的距離和照準點方向的水平角及俯仰角，其特征在于，包括標(biāo)記點坐標(biāo)計算機構(gòu)，根據(jù)將地面、天花板或墻面的標(biāo)記點作為照準點來進行測距測角時的距離、水平角及俯仰角的各計測值來計算上述標(biāo)記點的坐標(biāo)值；移設(shè)點坐標(biāo)計算機構(gòu)，根據(jù)從上述標(biāo)記點到期望的移設(shè)點的偏移量和上述標(biāo)記點的坐標(biāo)來計算移設(shè)點的坐標(biāo)值；偏移信息計算機構(gòu)，計算上述移設(shè)點方向的水平角和俯仰角；初始值設(shè)定機構(gòu)，將該偏移信息計算機構(gòu)算出的水平角及俯仰角分別設(shè)定為水平角初始值及俯仰角初始值；以及偏差計算顯示機構(gòu)，在設(shè)定了上述初始值后，在將上述移設(shè)點方向的上述地面或天花板的任意點作為照準點來進行測角時，計算并顯示照準點方向的水平角和上述水平角初始值之間的偏差及照準點方向的俯仰角和上述俯仰角初始值之間的偏差。
第6發(fā)明是一種標(biāo)記點移設(shè)處理程序，用于使用測量儀將地面、天花板或墻面的標(biāo)記點移設(shè)到新的偏移點上，該測量儀包括與照準軸同軸地出射可見激光的激光指向儀，能夠測定從上述測量儀的機械點到照準點的距離和照準點方向的水平角及俯仰角，其特征在于，將下述機構(gòu)的功能賦予上述測量儀上搭載的計算機標(biāo)記點坐標(biāo)計算機構(gòu)，根據(jù)將地面、天花板或墻面的標(biāo)記點作為照準點來進行測距測角時的距離、水平角及俯仰角的各計測值來計算上述標(biāo)記點的坐標(biāo)值；移設(shè)點坐標(biāo)計算機構(gòu)，根據(jù)從上述標(biāo)記點到期望的移設(shè)點的偏移量和上述標(biāo)記點的坐標(biāo)來計算移設(shè)點的坐標(biāo)值；偏移信息計算機構(gòu)，計算上述移設(shè)點方向的水平角和俯仰角；初始值設(shè)定機構(gòu)，將該偏移信息計算機構(gòu)算出的水平角及俯仰角分別設(shè)定為水平角初始值及俯仰角初始值；以及偏差計算顯示機構(gòu)，在設(shè)定了上述初始值后，在將上述移設(shè)點方向的上述地面或天花板的任意點作為照準點來進行測角時，計算并顯示照準點方向的水平角和上述水平角初始值之間的偏差及照準點方向的俯仰角和上述俯仰角初始值之間的偏差。
發(fā)明效果如上所述，根據(jù)第1或第2發(fā)明，照準地面或天花板的標(biāo)記點，求照準點方向的水平角、和從機械點到照準點的水平距離并作為初始值來存儲，然后，將望遠鏡指向天花板或地面，測定到照準點的水平距離和照準點方向的水平角，顯示這些水平距離及水平角分別的計測值和初始值之間的偏差，所以在這些距離及角度的偏差全為0時，使激光指向儀工作，則激光指向儀指示的點為移設(shè)點。通過進行同樣的處理，用1臺測量儀，不用移動該測量儀就能夠簡單地將多個標(biāo)記點從地面移設(shè)到天花板上或者從天花板移設(shè)到地面上。此外，無需將測量儀設(shè)置在標(biāo)記點的鉛直線上，所以即使在不能在標(biāo)記點附近的地面上設(shè)置測量儀的情況下，也能夠簡單地移設(shè)標(biāo)記點。
根據(jù)第3或第4發(fā)明，照準地面或天花板的標(biāo)記點，求標(biāo)記點的坐標(biāo)值，根據(jù)該坐標(biāo)值和水平面內(nèi)的偏移量來求移設(shè)點坐標(biāo)，求該移設(shè)點方向的水平角、和從機械點到移設(shè)點的水平距離并作為初始值來存儲，然后，將望遠鏡指向上述移設(shè)點附近，測定到當(dāng)前的照準點的水平距離和其水平角，顯示這些水平距離及水平角分別的計測值和初始值之間的偏差，所以在這些距離及角度的偏差全為0時，使激光指向儀工作，則激光指向儀指示的點為移設(shè)點。通過進行同樣的處理，用1臺測量儀，不用移動該測量儀，就能夠簡單地將標(biāo)記點移設(shè)到同一面內(nèi)的多個地點上。此外，無需將測量儀設(shè)置在標(biāo)記點的鉛直線上，所以即使在不能在標(biāo)記點附近的地面上設(shè)置測量儀的情況下，也能夠簡單地移設(shè)標(biāo)記點。
根據(jù)第5或第6發(fā)明，照準地面、天花板或墻面的標(biāo)記點，求標(biāo)記點的坐標(biāo)值，根據(jù)該坐標(biāo)值和偏移量來求移設(shè)點坐標(biāo)，求該移設(shè)點方向的水平角和俯仰角并作為初始值來存儲，然后，將望遠鏡指向上述移設(shè)點附近，測定當(dāng)前的照準點方向的水平角和俯仰角，顯示這些水平角和俯仰角分別的計測值和初始值之間的偏差，所以在這些角度的偏差全為0時，使激光指向儀工作，則激光指向儀指示的點為移設(shè)點。通過進行同樣的處理，用1臺測量儀，不用移動該測量儀，就能夠簡單地將標(biāo)記點移設(shè)到任意面內(nèi)的多個地點上。此外，無需將測量儀設(shè)置在標(biāo)記點的鉛直線上，所以即使在不能在標(biāo)記點附近的地面上設(shè)置測量儀的情況下，也能夠簡單地移設(shè)標(biāo)記點。


圖1是說明本發(fā)明一實施例的測量儀的功能的圖。
圖2是說明使用上述測量儀將地面標(biāo)記移設(shè)到天花板上的方法的圖。
圖3是說明使用上述測量儀將地面標(biāo)記移設(shè)到天花板上的標(biāo)記點移設(shè)處理程序的流程圖。
圖4是說明使用上述測量儀在地面上移設(shè)地面標(biāo)記的方法的圖。
圖5是說明使用上述測量儀在地面上移設(shè)地面標(biāo)記的標(biāo)記點移設(shè)處理程序的流程圖。
圖6是說明使用上述測量儀在同一墻面上移設(shè)墻面標(biāo)記的方法的圖。
圖7是說明使用上述測量儀在同一墻面上移設(shè)墻面標(biāo)記的標(biāo)記點移設(shè)處理程序的流程圖。
圖8是說明使用上述測量儀將地面標(biāo)記移設(shè)到墻面上的方法的圖。
具體實施例方式
本發(fā)明使用包括與照準軸同軸地出射可見激光的激光指向儀的1臺測量儀，不用移動該測量儀，就能夠設(shè)置地面標(biāo)記、將地面標(biāo)記移設(shè)到天花板上等。以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1是說明本發(fā)明一實施例的測量儀的概要的圖。圖2是說明使用該測量儀將地面標(biāo)記移設(shè)到天花板上的方法的圖。圖3是說明用該測量儀將地面標(biāo)記移設(shè)到天花板上的標(biāo)記點移設(shè)處理程序的流程圖。圖4是說明使用該測量儀在地面上移設(shè)地面標(biāo)記的方法的圖。圖5是說明使用該測量儀在地面上移設(shè)地面標(biāo)記的標(biāo)記點移設(shè)處理程序的流程圖。圖6是說明使用該測量儀在同一墻面上移設(shè)墻面標(biāo)記的方法的圖。圖7是說明使用該測量儀在同一墻面上移設(shè)墻面標(biāo)記的標(biāo)記點移設(shè)處理程序的流程圖。圖8是說明用該測量儀將地面標(biāo)記移設(shè)到墻面上的方法的圖。
本實施例的測量儀100如圖1所示，是一種電子全站儀，包括與照準軸10即望遠鏡14的照準軸同軸地出射可見激光12的未圖示的激光指向儀，能夠測定從測量儀100的機械點(望遠鏡14的旋轉(zhuǎn)軸和水平旋轉(zhuǎn)軸交叉的點)P0到照準點P的斜距L、基準方向(已知點方向)B和照準點P方向所成的水平角H、以及天頂方向(鉛直方向)Z和照準點P方向所成的俯仰角V。這種電子全站儀的結(jié)構(gòu)(參照上述專利文獻3)是公知的，所以省略其說明。
其中，該測量儀100在搭載的未圖示的微型計算機中，也內(nèi)置了以下要說明的標(biāo)記點移設(shè)處理程序。此外，該測量儀100最好具有激光指向儀功能、免棱鏡測距功能、跟蹤功能及自動跟蹤功能(對于激光指向儀功能、自動跟蹤功能、免棱鏡測距功能，請分別參照上述專利文獻2、4、5)首先，根據(jù)圖2及圖3，來說明用于使用測量儀100將地面16上的標(biāo)記點P1移設(shè)到天花板18的鉛直對應(yīng)位置的移設(shè)點P2上的標(biāo)記點移設(shè)處理程序。
最初，作業(yè)者將測量儀100設(shè)置在地面16上的基準點O上，起動該標(biāo)記點移設(shè)處理程序。接著，照準地面16上的標(biāo)記點P1(步驟S1)。標(biāo)記點P1被照準后，計測從測量儀100的機械點P0到標(biāo)記點P1的斜距L1、標(biāo)記點P1方向和基準方向B(方向角)所成的水平角H1、以及標(biāo)記點P1方向和天頂方向Z所成的俯仰角(將天頂設(shè)為0°)V1(步驟S2)。然后，用計測到的斜距L1和俯仰角V1，根據(jù)下面的(1)式來計算從機械點P0到標(biāo)記點P1的水平距離D1(步驟S3)。該步驟S3相當(dāng)于第1及第2發(fā)明所述的水平距離計算機構(gòu)。
水平距離D1＝L1×sin(180°-V1)……(1)然后，將計測到的水平角H1及算出的水平距離D1分別設(shè)定為水平角初始值及水平距離初始值(步驟S4)。該步驟S4相當(dāng)于權(quán)利要求1及2所述的初始值設(shè)定機構(gòu)。
然后，顯示設(shè)備顯示照準點P的水平角H和水平距離D與標(biāo)記點P1的位置的偏差。這里，旋轉(zhuǎn)望遠鏡14并指向天花板18(步驟S5)。因此，測定到照準點P的斜距L、和照準點P方向的水平角H及俯仰角V(步驟S6)，用下面的(2)式來計算從機械點P0到照準點P的水平距離D(步驟S7)。該步驟S7也相當(dāng)于權(quán)利要求1及2所述的水平距離計算機構(gòu)。
水平距離D＝L×sin(180°-V)……(2)進而，根據(jù)下面的(3)式來計算照準點P方向的水平角H和標(biāo)記點P1方向的水平角H之間的偏差ΔH，根據(jù)下面的(4)式來計算從機械點P0到照準點P的水平距離D和到標(biāo)記點P1的水平距離D1之間的偏差ΔD，將這些偏差ΔH、ΔD顯示在顯示設(shè)備上(步驟S8)。該步驟S8相當(dāng)于權(quán)利要求1及2所述的偏差計算機構(gòu)。
ΔH＝H-H1……(3)ΔD＝D-D1……(4)這里，作業(yè)者判斷兩個偏差ΔH、ΔD是否都為0(步驟S9)。在兩個偏差ΔH、ΔD不都為0時，作業(yè)者一邊旋轉(zhuǎn)望遠鏡14，一邊搜索兩個偏差ΔH、ΔD都為0的點(重復(fù)步驟S5-S9)。為了容易搜索兩個偏差ΔH、ΔD都為0的點，在兩個偏差為ΔH≈0且ΔD≈0時，用蜂鳴器或指示燈的點亮或閃爍等來通知望遠鏡14正指向適當(dāng)?shù)囊圃O(shè)點P2附近。
雖然可以如上所述人工慢慢地搜索兩個偏差ΔH、ΔD都為0的點，但是為了高效地移設(shè)標(biāo)記點P1，需要有跟蹤模式或自動跟蹤模式作為測量儀100的測距測角功能。所謂跟蹤模式，是能夠測定移動的目標(biāo)的位置的功能，所謂自動跟蹤功能，是下述功能對望遠鏡的照準軸方向和目標(biāo)方向檢測水平角之差及俯仰角之差，將與這些差相應(yīng)的信號分別送至水平伺服電機及鉛直伺服電機，通過將望遠鏡旋轉(zhuǎn)與這些差相應(yīng)的角度，使望遠鏡14自動跟蹤目標(biāo)。在具有這種自動跟蹤功能的測量儀中，通過將與兩個偏差ΔH和ΔD相應(yīng)的信號分別送至水平伺服電機及鉛直伺服電機，能夠容易地旋轉(zhuǎn)望遠鏡14，使得ΔH＝0且ΔD＝0。
在兩個偏差ΔH、ΔD都為0時，用望遠鏡14照準的點位于標(biāo)記點P1的正上方，成為新的移設(shè)點P2，所以激光指向儀打開(步驟S10)，移設(shè)點P2由激光束的照射點的激光點來指示。由此，能夠使地面16上的標(biāo)記點P1沿鉛直方向來移動并移設(shè)到天花板18上的對應(yīng)的移設(shè)點P2上(步驟S11)。在此情況下，不管天花板是傾斜的還是水平的，都能夠求出標(biāo)記點P1的鉛直上的點P2。
根據(jù)該標(biāo)記點移設(shè)處理程序，通過重復(fù)同樣的處理，用1臺測量儀100且不用移動測量儀100，就能夠?qū)⒌孛?6上的多個標(biāo)記點移設(shè)到天花板18的新的移設(shè)點上。此外，也同樣能夠?qū)⑻旎ò?8上的標(biāo)記點移設(shè)到地面16上。再者，無需將測量儀100設(shè)置在標(biāo)記點P1上，所以即使在不能在標(biāo)記點P1上設(shè)置測量儀100的情況下，也能夠簡單地移設(shè)標(biāo)記點P1。
其中，為了防止兩個偏差ΔH、ΔD都為0的點為原來的標(biāo)記點P1的情況，需要包括下述機構(gòu)在成為與最初的標(biāo)記點P1相等的水平角H、俯仰角V、水平距離D的情況下、和在俯仰角V(由于移設(shè)到天花板18上，所以V＜90°。)為90度左右的情況下，在顯示設(shè)備上通知不是適當(dāng)?shù)囊圃O(shè)點，并且用蜂鳴器等來發(fā)出警報。
接著，根據(jù)圖4和圖5，來說明將地面16上的標(biāo)記點P1移動到在同一地面16上只偏移了指定的距離的移設(shè)點P3上的標(biāo)記點移設(shè)處理程序。
首先，作業(yè)者在地面16上的基準點O上設(shè)置測量儀100，起動該標(biāo)記點移設(shè)處理程序，接著照準標(biāo)記點P1(步驟S21)。標(biāo)記點P1被照準后，計測從機械點P0到標(biāo)記點P1的斜距L1，并且分別計測標(biāo)記點P1方向的水平角H1及俯仰角V1(步驟S22)。接著，根據(jù)下面的(5)式來計算從機械點P0到標(biāo)記點P1的水平距離D1(步驟S23)。該步驟S23相當(dāng)于第3及4發(fā)明所述的水平距離計算機構(gòu)。進而，將測量儀100的機械點P0的正下方設(shè)為原點0(X0，Y0，Z0)，將機械點P0的高度設(shè)為h，將標(biāo)記點P1的照準方向設(shè)為XYZ坐標(biāo)系的X軸，根據(jù)下面的(6)、(7)、(8)式來計算標(biāo)記點P1的坐標(biāo)(X1，Y0，Z0)(步驟S24)。該步驟S24相當(dāng)于第3及4發(fā)明所述的標(biāo)記點坐標(biāo)計算機構(gòu)。
D1＝L1×sin(180°-V1)……(5)X1＝D1 ……(6)Y0＝0.000……(7)Z0＝L1×cos(V1)+h＝0.000 ……(8)這里，作為地面16上的偏移量，作業(yè)者例如輸入X方向上的偏移量作為Xs，輸入Y方向上的偏移量作為Ys后(步驟S25)，應(yīng)求的移設(shè)點P3的水平坐標(biāo)值(X3，Y3)由下面的(9)、(10)式來表示(步驟S26)。該步驟S26相當(dāng)于第3及4發(fā)明所述的移設(shè)點坐標(biāo)計算機構(gòu)。
X3＝X1+Xs……(9)Y3＝Y(jié)s ……(10)
接著，用下面的(11)式來求從原點O(X0，Y0，Z0)到移設(shè)點P3(X3，Y3，Z0)的水平距離D3，D3＝√[(X1+Xs)2+Ys2]……(11)用下面的(12)式來求移設(shè)點P3相對于X軸的水平角H3(步驟S27)。該步驟S27相當(dāng)于第3及4所述的偏移信息計算機構(gòu)。
H3＝tan-1[Ys/(X1+Xs)]……(12)根據(jù)(11)式求出水平距離D3，并且根據(jù)(12)式求出水平角H3后，將水平角H3和水平距離D3分別設(shè)定為水平角初始值及水平距離初始值(步驟S28)。該步驟S28相當(dāng)于第3及4發(fā)明所述的初始值設(shè)定機構(gòu)。
然后，顯示設(shè)備顯示照準點P的水平角H和水平距離D與移設(shè)點P3的位置的偏差。這里，旋轉(zhuǎn)望遠鏡14并指向地面16上的新的移設(shè)點P3附近(步驟29)，測定到照準點P的斜距L、和照準點P方向的水平角H及俯仰角V(步驟S30)，用下面的(13)式來求從機械點P0到照準點P的水平距離D(步驟S31)。該步驟S31也相當(dāng)于第3及4發(fā)明所述的水平距離計算機構(gòu)。然后，根據(jù)下面的(14)、(15)式來計算照準點P和移設(shè)點P3之間的水平角的偏差ΔH及到兩者的水平距離的偏差ΔD，顯示在顯示設(shè)備上(步驟S32)。該步驟S32相當(dāng)于第3及4發(fā)明所述的偏差計算機構(gòu)。
D＝L×sin(180°-V) ……(13)ΔH＝H-H3 ……(14)ΔD＝D-D3 ……(15)這里，作業(yè)者判斷兩個偏差ΔH、ΔD是否都為0(步驟S33)。在兩個偏差ΔH、ΔD不都為0時，作業(yè)者一邊旋轉(zhuǎn)望遠鏡14，一邊搜索兩個偏差ΔH、ΔD都為0的點(重復(fù)步驟S29-S33)。為了容易搜索兩個偏差ΔH、ΔD都為0的點，在兩個偏差為ΔH≈0且ΔD≈0時，用蜂鳴器或指示燈的點亮或閃爍等來通知望遠鏡14正指向適當(dāng)?shù)囊圃O(shè)點附近。
雖然可以如上所述人工慢慢地搜索兩個偏差ΔH、ΔD都為0的點，但是為了高效地移設(shè)標(biāo)記點P1，需要有跟蹤功能或自動跟蹤功能作為測量儀100的測距測角功能。在具有自動跟蹤功能的測量儀中，通過將與ΔH和ΔD相應(yīng)的信號送至水平伺服電機及鉛直伺服電機，能夠旋轉(zhuǎn)望遠鏡14，使得ΔH＝0且ΔD＝0。
在兩個偏差ΔH、ΔD都為0時，用望遠鏡14照準的點成為新的移設(shè)點P3，所以激光指向儀打開(步驟S34)，移設(shè)點P3由激光束的照射點的激光點來指示。由此，能夠?qū)⒌孛?6上的標(biāo)記點P1移設(shè)到偏移了期望量的移設(shè)點P3上(步驟S35)。
根據(jù)該標(biāo)記點移設(shè)處理程序，通過重復(fù)同樣的處理，用1臺測量儀100且不用移動測量儀100，就能夠?qū)⒌孛?6上的標(biāo)記點P1移設(shè)到同一地面16上的多個地點上。此外，無需將測量儀100設(shè)置在最初的標(biāo)記點P1上，所以即使在不能在標(biāo)記點P1上設(shè)置測量儀100的情況下，也能夠簡單地移設(shè)標(biāo)記點P1。再者，也能夠?qū)⑻旎ò?8上的多個標(biāo)記點同樣移設(shè)到天花板18上的新的移設(shè)點上。
接著，根據(jù)圖6和圖7，來說明將墻面19上的標(biāo)記點P1移動到在同一墻面19上僅偏移了指定的距離的移設(shè)點P4上的側(cè)面標(biāo)記點移設(shè)處理程序。
首先，作業(yè)者在地面16上的基準點O上設(shè)置測量儀100。然后，在此起動該側(cè)面標(biāo)記點移設(shè)處理程序，照準標(biāo)記點P1(步驟S41)。標(biāo)記點P1被照準后，計測從機械點P0到標(biāo)記點P1的斜距L1，并且分別計測標(biāo)記點P1方向的水平角H1及俯仰角V1(步驟S42)。接著，根據(jù)下面的(25)式來計算從機械點P0到標(biāo)記點P1的水平距離D1(步驟S43)。進而，將測量儀100的機械點P0設(shè)為原點(X0，Y0，Z0)，與墻面19平行地設(shè)定X軸，與墻面19垂直地設(shè)定Y軸，沿鉛直方向來設(shè)定Z軸，并且將測量儀100的機械點高度設(shè)為h，將從墻面19到機械點P0的距離設(shè)為Yw。這里，水平角(方位角)設(shè)為與X軸所成的角度，并且預(yù)先用測量儀100測定并輸入Yw。然后，根據(jù)下面的(26)、(27)、(28)式來計算標(biāo)記點P1的坐標(biāo)(X1，Y1，Z1)(步驟S44)。該步驟S44相當(dāng)于第5及6發(fā)明所述的標(biāo)記點坐標(biāo)計算機構(gòu)。
D1＝L1×sin(180°-V1)……(25)X1＝D1×cos(H1) ……(26)Y1＝Y(jié)w ……(27)Z1＝L1×cos(V1) ……(28)這里，作為墻面19內(nèi)的偏移量，作業(yè)者例如輸入X方向上的偏移量作為Xs，輸入Z方向上的偏移量作為Zs后(步驟S45)，應(yīng)求的移設(shè)點P4的墻面19上的坐標(biāo)值(X4，Y4，Z4)由下面的(29)、(30)、(31)式來表示(步驟S46)。該步驟S46相當(dāng)于第5及6發(fā)明所述的移設(shè)點坐標(biāo)計算機構(gòu)。
X4＝X1+Xs……(29)Y4＝Y(jié)w ……(30)Z4＝Z1+Zs……(31)接著，用下面的(32)式來求從機械點(原點)P0(X0，Y0，Z0)到移設(shè)點P4(X4，Y4，Z4)的水平距離D4。
D4＝√(X42+Y42)＝√[(X1+Xs)2+Yw2] ……(32)因此，用下面的(33)、(34)式來求移設(shè)點P4相對于X軸的水平角H4和俯仰角V4(步驟S47)。該步驟S47相當(dāng)于第5及6發(fā)明所述的偏移信息計算機構(gòu)。
H4＝tan-1(Y4/X4)＝tan-1[Yw/(X1+Xs)] ……(33)V4＝tan-1(D4/Z4)＝tan-1{√[(X1+Xs)2+Yw2]/(X1+Xs)}……(34)
根據(jù)(33)、(34)式求出移設(shè)點P4方向的水平角H4和俯仰角V4后，將水平角H4和俯仰角V4分別設(shè)定為水平角初始值及俯仰角初始值(步驟S48)。該步驟S48相當(dāng)于第5及6發(fā)明所述的初始值設(shè)定機構(gòu)。
然后，顯示設(shè)備顯示照準點P的水平角H和俯仰角V與移設(shè)點P4的位置的偏差。這里，旋轉(zhuǎn)望遠鏡14并指向墻面19上的新的移設(shè)點P4附近后(步驟49)，測定照準點P方向的水平角H及俯仰角V(步驟S50)。然后，根據(jù)下面的(35)、(36)式來計算照準點P和移設(shè)點P4之間的水平角的偏差ΔH、和兩者的俯仰角的偏差ΔV，顯示在顯示設(shè)備上(步驟S51)。該步驟S51相當(dāng)于第5及6發(fā)明所述的偏差計算機構(gòu)。
ΔH＝H-H4……(35)ΔV＝V-V4……(36)這里，作業(yè)者判斷兩個偏差ΔH、ΔV是否都為0(步驟S52)。在兩個偏差ΔH、ΔV不都為0時，作業(yè)者一邊旋轉(zhuǎn)望遠鏡14，一邊搜索兩個偏差ΔH、ΔV都為0的點(重復(fù)步驟S49-S52)。為了容易搜索兩個偏差ΔH、ΔV都為0的點，在兩個偏差為ΔH≈0且ΔV≈0時，用蜂鳴器或指示燈的點亮或閃爍等來通知望遠鏡14正指向適當(dāng)?shù)囊圃O(shè)點P4附近。
雖然可以如上所述人工慢慢地搜索兩個偏差ΔH、ΔV都為0的點，但是為了高效地移設(shè)標(biāo)記點P1，需要有跟蹤功能或自動跟蹤功能作為測量儀100的測距測角功能。在具有自動跟蹤功能的測量儀中，通過將與兩個偏差ΔH和ΔV相應(yīng)的信號送至水平伺服電機及鉛直伺服電機，能夠旋轉(zhuǎn)望遠鏡14，使得ΔH＝0且ΔV＝0。
在兩個偏差ΔH、ΔV都為0時，用望遠鏡14照準的點成為新的移設(shè)點P4，所以激光指向儀打開(步驟S53)，移設(shè)點P4由激光束的照射點的激光點來指示。由此，能夠?qū)γ?9上的標(biāo)記點P1移設(shè)到偏移了期望量的移設(shè)點P4上(步驟S54)。
根據(jù)該標(biāo)記點移設(shè)處理程序，通過重復(fù)同樣的處理，用1臺測量儀100且不用移動測量儀100，就能夠?qū)γ?9上的標(biāo)記點P1移設(shè)到同一墻面19上的多個地點上。此外，無需將測量儀100設(shè)置在最初的標(biāo)記點P1上，所以即使在不能在標(biāo)記點P1上設(shè)置測量儀100的情況下，也能夠簡單地移設(shè)標(biāo)記點P1。
接著，根據(jù)圖8來說明將地面16上的標(biāo)記點P1移動到在墻面19上僅偏移了指定的距離的移設(shè)點P5上的標(biāo)記點移設(shè)處理程序。
首先，作業(yè)者在地面16上的基準點O上設(shè)置測量儀100。然后，起動該標(biāo)記點移設(shè)處理程序，照準標(biāo)記點P1。標(biāo)記點P1被照準后，計測從機械點P0到標(biāo)記點P1的斜距L1，并且分別計測標(biāo)記點P1方向的水平角H1及俯仰角V1。接著，根據(jù)下面的(45)式來計算從機械點P0到標(biāo)記點P1的水平距離D1。這里，將測量儀100的機械點P0設(shè)為原點(X0，Y0，Z0)，與墻面19平行地設(shè)定X軸，與墻面19垂直地設(shè)定Y軸，沿鉛直方向來設(shè)定Z軸，并且將測量儀100的機械點P0的高度設(shè)為h，將從墻面19到機械點P0的距離設(shè)為Yw。然后，水平角(方位角)設(shè)為與X軸所成的角度，并且預(yù)先用測量儀100測定并輸入Yw。
接著，根據(jù)下面的(46)、(47)、(48)式來計算標(biāo)記點P1的坐標(biāo)(X1，Y1，Z1)。根據(jù)(48)式來求機械點P0的高度h。
D1＝L1×sin(180°-V1)……(45)X1＝D1×cos(H1)＝L1×sin(180°-V1)×cos(H1) ……(46)Y1＝D1×sin(H1) ……(47)Z1＝L1×cos(V1)＝-h ……(48)這里，作為在墻面19內(nèi)的移設(shè)點的偏移量，作業(yè)者例如將X方向上的偏移量設(shè)為0，將離開地面16的高度Zs設(shè)為偏移量來輸入后，應(yīng)求的移設(shè)點P5的墻面19上的坐標(biāo)值(X5，Y5，Z5)由下面的(49)、(50)、(51)式來表示。
X5＝X1……(49)Y5＝Y(jié)w……(50)Z5＝Zs-h ……(51)這樣，如果求出了移設(shè)點P5的坐標(biāo)，則其后與圖6及圖7所示的在墻面19內(nèi)將標(biāo)記點P1移設(shè)到移設(shè)點P4上的前述方法相同。因此，該標(biāo)記點移設(shè)處理程序只是在圖7的流程圖中將移設(shè)點P4的水平角H4和俯仰角V4變更為H5和V5，所以省略進一步的說明。
根據(jù)該標(biāo)記點移設(shè)處理程序，通過重復(fù)同樣的處理，用1臺測量儀100，且不用移動測量儀100，就能夠?qū)⒌孛?6上的標(biāo)記點P1移設(shè)到墻面19上的多個地點上。當(dāng)然，也能夠?qū)⒌孛?6、墻面19或天花板18上的標(biāo)記點P1移設(shè)到任意的面上。此外，無需將測量儀100設(shè)置在最初的標(biāo)記點P1上，所以即使在不能在標(biāo)記點P1上設(shè)置測量儀100的情況下，也能夠簡單地移設(shè)標(biāo)記點P1。
權(quán)利要求
1.一種測量儀，其包括與照準軸同軸地出射可見激光的激光指向儀，能夠測定從測量儀的機械點到照準點的距離和照準點方向的水平角及俯仰角，其特征在于，包括水平距離計算機構(gòu)，根據(jù)到上述照準點的距離的計測值、和上述照準點方向的俯仰角的計測值來計算從上述機械點到上述照準點的水平距離；初始值設(shè)定機構(gòu)，在將地面或天花板的標(biāo)記點作為照準點來進行測距測角時，將水平角的計測值設(shè)定為水平角初始值，將上述水平距離計算機構(gòu)算出的水平距離設(shè)定為水平距離初始值；以及偏差計算顯示機構(gòu)，在設(shè)定了上述初始值后，將上述天花板或地面的任意點作為照準點來進行測距測角，計算并顯示水平角的計測值和上述水平角初始值之間的偏差，并且計算并顯示上述水平距離計算機構(gòu)算出的水平距離和上述水平距離初始值之間的偏差。
2.一種標(biāo)記點移設(shè)處理程序，用于使用測量儀將地面或天花板的標(biāo)記點移設(shè)到天花板或地面的鉛直對應(yīng)位置上，該測量儀包括與照準軸同軸地出射可見激光的激光指向儀，能夠測定從測量儀的機械點到照準點的距離和照準點方向的水平角及俯仰角，其特征在于，將下述機構(gòu)的功能賦予上述測量儀上搭載的計算機水平距離計算機構(gòu)，根據(jù)從上述機械點到上述照準點的距離的計測值、和上述照準點方向的俯仰角的計測值來計算從上述機械點到上述照準點的水平距離；初始值設(shè)定機構(gòu)，在將上述地面或天花板的標(biāo)記點作為照準點來進行了測距測角時，將水平角的計測值設(shè)定為水平角初始值，將上述水平距離計算機構(gòu)算出的水平距離設(shè)定為水平距離初始值；以及偏差計算顯示機構(gòu)，在設(shè)定了上述初始值后，將上述天花板或地面的任意點作為照準點來進行測距測角，從而計算并顯示水平角和上述水平角初始值之間的偏差，并且計算并顯示上述水平距離計算機構(gòu)算出的水平距離和上述水平距離初始值之間的偏差。
3.一種測量儀，其包括與照準軸同軸地出射可見激光的激光指向儀，能夠測定從測量儀的機械點到照準點的距離和照準點方向的水平角及俯仰角，其特征在于，包括水平距離計算機構(gòu)，根據(jù)從上述機械點到上述照準點的距離的計測值、和上述照準點方向的俯仰角的計測值來計算從上述機械點到上述照準點的水平距離；標(biāo)記點坐標(biāo)計算機構(gòu)，根據(jù)將地面或天花板的標(biāo)記點作為照準點來進行了測距測角時的距離、水平角及俯仰角的各計測值和上述水平距離計算機構(gòu)算出的水平距離來計算上述標(biāo)記點的坐標(biāo)值；移設(shè)點坐標(biāo)計算機構(gòu)，根據(jù)從上述標(biāo)記點到期望的移設(shè)點的偏移量和上述標(biāo)記點的坐標(biāo)來計算移設(shè)點的坐標(biāo)值；偏移信息計算機構(gòu)，計算從上述機械點到上述移設(shè)點的水平距離、及上述標(biāo)記點方向和上述移設(shè)點方向之間的水平角；初始值設(shè)定機構(gòu)，將該偏移信息計算機構(gòu)算出的水平距離及水平角分別設(shè)定為水平距離初始值及水平角初始值；以及偏差計算顯示機構(gòu)，在設(shè)定了上述初始值后，在將上述地面或天花板的任意點作為照準點來進行了測距測角時，計算并顯示照準點方向的水平角和上述水平角初始值之間的偏差，并且計算并顯示上述水平距離計算機構(gòu)算出的水平距離和上述水平距離初始值之間的偏差。
4.一種標(biāo)記點移設(shè)處理程序，用于使用測量儀將地面或天花板的標(biāo)記點移設(shè)到同一面內(nèi)的新的偏移點上，該測量儀包括與照準軸同軸地出射可見激光的激光指向儀，能夠測定從上述測量儀的機械點到照準點的距離和照準點方向的水平角及俯仰角，其特征在于，將下述機構(gòu)的功能賦予上述測量儀上搭載的計算機水平距離計算機構(gòu)，根據(jù)從上述測量儀的機械點到照準點的距離的計測值、和上述照準點的俯仰角的計測值來計算從上述機械點到上述照準點的水平距離；標(biāo)記點坐標(biāo)計算機構(gòu)，根據(jù)照準地面或天花板的標(biāo)記點來進行測距測角時的距離、水平角及俯仰角的各計測值和上述水平距離計算機構(gòu)算出的水平距離來計算上述標(biāo)記點的坐標(biāo)值；移設(shè)點坐標(biāo)計算機構(gòu)，根據(jù)從上述標(biāo)記點到期望的移設(shè)點的偏移量和上述標(biāo)記點的坐標(biāo)來計算移設(shè)點的坐標(biāo)值；偏移信息計算機構(gòu)，計算從上述機械點到上述移設(shè)點的水平距離、及照準方向和上述移設(shè)點方向之間的水平角；初始值設(shè)定機構(gòu)，將該偏移信息計算機構(gòu)算出的水平距離及水平角分別設(shè)定為水平距離初始值及水平角初始值；以及偏差計算機構(gòu)，在設(shè)定了上述初始值后，在將上述地面或天花板的任意點作為照準點來進行測距測角時，計算并顯示照準點方向的水平角和上述水平角初始值之間的偏差，并且計算并顯示上述水平距離計算機構(gòu)算出的水平距離和上述水平距離初始值之間的偏差。
5.一種測量儀，其包括與照準軸同軸地出射可見激光的激光指向儀，能夠測定從測量儀的機械點到照準點的距離和照準點方向的水平角及俯仰角，其特征在于，包括標(biāo)記點坐標(biāo)計算機構(gòu)，根據(jù)將地面、天花板或墻面的標(biāo)記點作為照準點來進行測距測角時的距離、水平角及俯仰角的各計測值來計算上述標(biāo)記點的坐標(biāo)值；移設(shè)點坐標(biāo)計算機構(gòu)，根據(jù)從上述標(biāo)記點到期望的移設(shè)點的偏移量和上述標(biāo)記點的坐標(biāo)來計算移設(shè)點的坐標(biāo)值；偏移信息計算機構(gòu)，計算上述移設(shè)點方向的水平角和俯仰角；初始值設(shè)定機構(gòu)，將該偏移信息計算機構(gòu)算出的水平角及俯仰角分別設(shè)定為水平角初始值及俯仰角初始值；以及偏差計算顯示機構(gòu)，在設(shè)定了上述初始值后，在將上述移設(shè)點方向的上述地面或天花板的任意點作為照準點來進行測角時，計算并顯示照準點方向的水平角和上述水平角初始值之間的偏差及照準點方向的俯仰角和上述俯仰角初始值之間的偏差。
6.一種標(biāo)記點移設(shè)處理程序，用于使用測量儀將地面、天花板或墻面的標(biāo)記點移設(shè)到新的偏移點上，該測量儀包括與照準軸同軸地出射可見激光的激光指向儀，能夠測定從上述測量儀的機械點到照準點的距離和照準點方向的水平角及俯仰角，其特征在于，將下述機構(gòu)的功能賦予上述測量儀上搭載的計算機標(biāo)記點坐標(biāo)計算機構(gòu)，根據(jù)將地面、天花板或墻面的標(biāo)記點作為照準點來進行測距測角時的距離、水平角及俯仰角的各計測值來計算上述標(biāo)記點的坐標(biāo)值；移設(shè)點坐標(biāo)計算機構(gòu)，根據(jù)從上述標(biāo)記點到期望的移設(shè)點的偏移量和上述標(biāo)記點的坐標(biāo)來計算移設(shè)點的坐標(biāo)值；偏移信息計算機構(gòu)，計算上述移設(shè)點方向的水平角和俯仰角；初始值設(shè)定機構(gòu)，將該偏移信息計算機構(gòu)算出的水平角及俯仰角分別設(shè)定為水平角初始值及俯仰角初始值；以及偏差計算顯示機構(gòu)，在設(shè)定了上述初始值后，在將上述移設(shè)點方向的上述地面或天花板的任意點作為照準點來進行測角時，計算并顯示照準點方向的水平角和上述水平角初始值之間的偏差及照準點方向的俯仰角和上述俯仰角初始值之間的偏差。
全文摘要
本發(fā)明提供一種測量儀，其用1臺測量儀，不用移動該測量儀，且也不用比例尺等來測定水平距離，就能夠?qū)?biāo)記點自由地移設(shè)到鉛直方向或水平方向的多個地點上。用測量儀的望遠鏡來照準地面上的標(biāo)記點，計測斜距、水平角(H1)以及俯仰角(V1)，根據(jù)這些計測值來計算從機械點到標(biāo)記點的水平距離(D1)，將水平角和水平距離設(shè)為初始值。然后，將望遠鏡指向天花板的移設(shè)點附近，對照準點計測斜距、水平角(H)以及俯仰角(V)，根據(jù)這些計測值來求水平距離(D)，進而計算并顯示與水平距離的初始值的偏差(ΔD＝D－D1)、和與水平角的初始值的偏差(ΔH＝H－H1)。這里，在兩個偏差(ΔD、ΔH)都為0時，用激光指向儀來指示移設(shè)點。
文檔編號G01C3/00GK1719196SQ20051000648
公開日2006年1月11日 申請日期2005年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月9日
發(fā)明者清水克昭 申請人:株式會社掃佳