專利名稱：具有攝像裝置的自動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有CCD攝像機(jī)等攝像裝置和圖像處理裝置的測(cè)量?jī)x，特別是涉及適合于測(cè)量橋梁、造船、隧道等大型構(gòu)件的各部位置的測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
作為具有攝像裝置的測(cè)量?jī)x，有特開平11-325883號(hào)公報(bào)中公開的總站。在該公報(bào)中公開的總站的望遠(yuǎn)鏡如圖18中所述，在光軸上有物鏡11、聚集透鏡12、為轉(zhuǎn)換成正立像的帕羅棱鏡13、射束分裂器16、焦點(diǎn)鏡14、目鏡15，還具有接收由射束分裂器16向直角方向反射光的CCD攝像機(jī)17、及配置在物鏡11背后的測(cè)距用光學(xué)系統(tǒng)18。由CCD攝像機(jī)17得到的圖像，經(jīng)圖中未畫出的圖像壓縮裝置，與測(cè)量結(jié)果(水平角、垂直角、距離、日時(shí)、天氣等)一起存儲(chǔ)在存儲(chǔ)媒體中。另外，如圖19所示，該總站31具有為顯示內(nèi)CCD攝像機(jī)17拍攝的圖像、測(cè)量結(jié)果、警報(bào)等的監(jiān)視器32、及為輸入日時(shí)、天氣等數(shù)據(jù)的數(shù)字鍵33。在記錄媒體中所記錄的圖像及測(cè)量結(jié)果輸入給個(gè)人計(jì)算機(jī)，利用從多個(gè)方向拍攝的圖像及測(cè)量結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而求出圖像上的各點(diǎn)位置。
另外，作為具有攝像裝置和圖像處理裝置的總站還有在特開2000-275044號(hào)公報(bào)中公開的裝置。在該公報(bào)中公開的裝置如圖20所示，在遠(yuǎn)程操作型總站31的望遠(yuǎn)鏡目鏡部上安裝CCD攝像機(jī)17，用電纜10a連接，CCD攝像機(jī)17、圖像處理裝置13a、及運(yùn)算控制裝置13b，并且用電纜10b連接圖像處理裝置13a、運(yùn)算控制裝置13b、及無線通信裝置4，構(gòu)成測(cè)量部10。另外，為了對(duì)總站31進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，還具有將個(gè)人計(jì)算機(jī)21、與無線通信裝置22用電纜22a連接的操作部20。
關(guān)于測(cè)量對(duì)象物上設(shè)置的目標(biāo)，當(dāng)將個(gè)人計(jì)算機(jī)21存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)通過無線通信裝置22、4發(fā)送給總站31時(shí)，總站31對(duì)設(shè)計(jì)坐標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)照準(zhǔn)，并且聚焦在該設(shè)計(jì)坐標(biāo)上。而且，從CCD攝像機(jī)17輸出的圖像信號(hào)、及由運(yùn)算控制裝置13b運(yùn)算的位置調(diào)整數(shù)據(jù)通過無線通信裝置4、22，發(fā)送給個(gè)人計(jì)算機(jī)21，并在該顯示器21a上進(jìn)行顯示。操作者通過看顯示器21a就可以知道目標(biāo)距設(shè)計(jì)上坐標(biāo)位置的偏差。
但是，圖18及圖19所示的特開平11-325883號(hào)公報(bào)中所公開的測(cè)量?jī)x，為了利用圖像及測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算大型建筑物的各測(cè)量點(diǎn)位置，需要從多個(gè)方向的圖像和測(cè)量數(shù)據(jù)，在得到多個(gè)地方全部圖像和測(cè)量數(shù)據(jù)之后，利用個(gè)人計(jì)算機(jī)等，根據(jù)記錄媒體中所記錄的圖像和測(cè)量數(shù)據(jù)，求出大型建筑構(gòu)件的各測(cè)量點(diǎn)位置，所以存在作業(yè)效率低的問題。而且，操作人員必須用手動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量點(diǎn)，操作人員的負(fù)擔(dān)重，存在不能進(jìn)行高效率測(cè)量的問題。
另外，圖20所示的特開2000-275044號(hào)公報(bào)中的公開的測(cè)量?jī)x，測(cè)量對(duì)象物一側(cè)的操作人員，可以一邊看顯示器21a一邊遠(yuǎn)程操作測(cè)量?jī)x，但是為了用該測(cè)量?jī)x測(cè)量大型構(gòu)件的各測(cè)量點(diǎn)位置，仍然只能一邊由顯示器21a對(duì)各測(cè)點(diǎn)進(jìn)行定位，一邊由手動(dòng)一個(gè)一個(gè)測(cè)量，操作人員的負(fù)擔(dān)很大，無法進(jìn)行高效率測(cè)量，并且在各測(cè)量?jī)x31和個(gè)人計(jì)算機(jī)21之間，需要有圖像處理裝置13a、運(yùn)算控制裝置13b(個(gè)人計(jì)算機(jī))及通信裝置4、22，存在整體上成為一個(gè)大規(guī)模的測(cè)量系統(tǒng)的問題。
可是，很早就有具有自動(dòng)照準(zhǔn)裝置，可以自動(dòng)照準(zhǔn)目標(biāo)，減輕操作人員照準(zhǔn)作業(yè)負(fù)擔(dān)的測(cè)量?jī)x。但是這樣的自動(dòng)照準(zhǔn)裝置由于在傳感器捕捉從目標(biāo)的反射光之后才能工作，所以操作人員必須在望遠(yuǎn)鏡的視野內(nèi)的標(biāo)度線(十字線)中心附近捕捉目標(biāo)，需要與手動(dòng)照準(zhǔn)差不多的作業(yè)負(fù)擔(dān)。
為了解決以上課題，發(fā)明的自動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量?jī)x具有對(duì)由望遠(yuǎn)鏡捕捉的測(cè)量對(duì)象物進(jìn)行攝像的攝像裝置，其特征在于包括顯示裝置，用于顯示由上述攝像裝置攝像的的圖像；圖像處理裝置，用于從以上圖像識(shí)別測(cè)量點(diǎn)；測(cè)量點(diǎn)指定裝置，用于指定上述圖像上的測(cè)量點(diǎn)；及自動(dòng)照準(zhǔn)裝置，對(duì)所指定的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)照準(zhǔn)。
在上述發(fā)明中，其特征在于上述顯示裝置是觸摸屏顯示器，通過在上述測(cè)量點(diǎn)指定裝置上觸摸上述圖像的測(cè)量點(diǎn)，可以指定測(cè)量點(diǎn)。
本發(fā)明的自動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量?jī)x，其特征在于與具有圖像顯示裝置的外部測(cè)量控制機(jī)相連接。
在上述發(fā)明中，其特征在于上述自動(dòng)照準(zhǔn)裝置為了對(duì)上述測(cè)量點(diǎn)的目標(biāo)進(jìn)行攝像而具有設(shè)置在上述望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的攝像裝置。
在上述發(fā)明中，其特征在于上述自動(dòng)照準(zhǔn)裝置具有設(shè)置在上述望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的十字形線傳感器，射入由上述測(cè)量點(diǎn)所反射的照明光。
在上述發(fā)明中，其特征在于上述望遠(yuǎn)鏡包括高倍率的照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)、及寬視野的廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)；上述自動(dòng)照準(zhǔn)裝置包括第1自動(dòng)照準(zhǔn)裝置，該裝置為了對(duì)上述測(cè)量點(diǎn)的目標(biāo)進(jìn)行攝像而具有設(shè)置在上述照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)上的攝像裝置；第2自動(dòng)照準(zhǔn)裝置，該裝置具有設(shè)置在上述照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)上的十字形線傳感器，射入由上述測(cè)量點(diǎn)的反射的照明光；以及預(yù)照準(zhǔn)裝置，該裝置具有為了對(duì)上述測(cè)量點(diǎn)的目標(biāo)進(jìn)行攝像，而設(shè)置在上述廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)上的攝像裝置。
在上述發(fā)明中，其特征在于具有照明裝置，用于射出與照準(zhǔn)軸同軸的可見光照明光。
在上述發(fā)明中，其特征在于具有測(cè)量到測(cè)量對(duì)象物距離的測(cè)距部及測(cè)量角度的測(cè)角部，上述測(cè)距部只在上述照明光熄滅時(shí)進(jìn)行距離測(cè)量。
在上述發(fā)明中，其特征在于上述攝像裝置、上述照明裝置、測(cè)距部光學(xué)系統(tǒng)，以同軸光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。
在上述發(fā)明中，其特征在于上述照明裝置具有以一定間隔閃爍的光源。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的測(cè)量?jī)x全體的方框圖。
圖2是說明上述測(cè)量?jī)x的光學(xué)系統(tǒng)及自動(dòng)照準(zhǔn)裝置的圖。
圖3是上述測(cè)量?jī)x的背面圖。
圖4是說明十字形線傳感器的圖。
圖5是表示對(duì)測(cè)量對(duì)象軸各部位置的方法的圖。
圖6是表示由上述測(cè)量?jī)x的廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)得到的圖像。
圖7是表示在上述測(cè)量?jī)x中，利用由上述廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)傳到的圖像進(jìn)行預(yù)照準(zhǔn)后，由上述廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)得到的圖像。圖8是表示在上述測(cè)量?jī)x中，利用由上述廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)得到的圖像進(jìn)行自動(dòng)照準(zhǔn)后，由上述廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)得到的圖像。
圖9是說明用上述測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量點(diǎn)的位置測(cè)量步驟的流程圖。
圖10是表示在上述測(cè)量?jī)x自動(dòng)照準(zhǔn)開始之前，由廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)得到的最廣角的圖像。
圖11是表示在圖10中測(cè)量點(diǎn)的目標(biāo)的中心距標(biāo)度線的中心的水平偏差和垂直偏差的圖。
圖12是表示在上述廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)的最廣角狀態(tài)，使目標(biāo)向照準(zhǔn)軸方向移動(dòng)途中的圖。
圖13是表示在上述廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)的最廣角狀態(tài)，使目標(biāo)的中心與照準(zhǔn)軸一致的狀態(tài)圖。
圖14是表示上述測(cè)量?jī)x在預(yù)照準(zhǔn)途中，使上述廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行小幅度變焦放大狀態(tài)圖。
圖15是表示在使上述廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)小幅度變焦放大的狀態(tài)，使目標(biāo)的中心和照準(zhǔn)軸一致的狀態(tài)圖。
圖16是表示轉(zhuǎn)換到照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)之后，由上述照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)捕捉的圖像。
圖17是表示由上述照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)捕捉的圖像，使目標(biāo)的中心和照準(zhǔn)軸一致的狀態(tài)圖。
圖18是表示具有現(xiàn)有攝像裝置的測(cè)量?jī)x光學(xué)系統(tǒng)。
圖19是上述現(xiàn)有測(cè)量?jī)x的背面圖。
圖20是表示具有現(xiàn)有攝像裝置的另一測(cè)量?jī)x。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明的一實(shí)施例的測(cè)量?jī)x的全體方框圖，圖2是說明該測(cè)量?jī)x光學(xué)系統(tǒng)和自動(dòng)照準(zhǔn)裝置的圖，圖3是該測(cè)量?jī)x的背面圖，圖4是說明在該測(cè)量?jī)x的自動(dòng)照準(zhǔn)裝置上采用的十字形線傳感器的圖。
本實(shí)施例的測(cè)量?jī)x110的望遠(yuǎn)鏡46如圖1、圖2及圖3中所示，除了用高倍率對(duì)測(cè)量對(duì)象物進(jìn)行攝像的攝影裝置的照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47之外，還有用低倍率廣視野對(duì)測(cè)量對(duì)象物進(jìn)行攝像的攝像裝置的廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)89。而且，如圖3中所示，該測(cè)量?jī)x110在校平臺(tái)40上安裝可水平轉(zhuǎn)動(dòng)的水平旋轉(zhuǎn)軸43，在該水平旋轉(zhuǎn)軸43上立設(shè)的一對(duì)柱部之間安裝有可垂直轉(zhuǎn)動(dòng)的望遠(yuǎn)鏡46。
另外，本實(shí)施例的測(cè)量?jī)x110與總站一樣，如圖1所示，包括測(cè)量到測(cè)量點(diǎn)距離的測(cè)距部(穩(wěn)光波距離計(jì))48、測(cè)量望遠(yuǎn)鏡46水平角的水平測(cè)角部(水平編碼器)50、測(cè)量望遠(yuǎn)鏡46垂直角的垂直測(cè)角部(垂直編碼器)52、控制望遠(yuǎn)鏡46水平角的水平控制部(水平伺服馬達(dá))54、控制望遠(yuǎn)鏡46垂直角的垂直控制部(垂直伺服馬達(dá))56、及控制各部并計(jì)算測(cè)量結(jié)果的CPU(運(yùn)算控制部)58。當(dāng)然望遠(yuǎn)鏡46也可以容易用手動(dòng)使其旋轉(zhuǎn)。
本實(shí)施例的測(cè)量?jī)x110還包括圖像處理裝置60，從由各攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47、89得到的圖像中除去噪聲，變成鮮明的圖像，并且識(shí)別測(cè)量對(duì)象物的輪廓及測(cè)量點(diǎn)等；疊印裝置62，在從各攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47、89得到的圖像上重疊各種信息等；觸摸屏顯示器64，用于顯示由各攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47、89得到的圖像，并且可以通過用觸筆68或手指等測(cè)量點(diǎn)指定裝置進(jìn)行觸摸來指定測(cè)量點(diǎn)；及輸入各種數(shù)據(jù)及命令等；以及輸入輸出裝置66，與測(cè)量?jī)x110分開設(shè)置的測(cè)量控制機(jī)(個(gè)人計(jì)算機(jī))65等外部設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入輸出。
圖像處理裝置60和疊印裝置62安裝在測(cè)量?jī)x110的內(nèi)部，觸摸屏顯示器64安裝在水平旋轉(zhuǎn)部42的下部背面。觸摸屏顯示器64不僅顯示由各攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47、89所拍攝的圖像，而且對(duì)表示廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)或照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)的照準(zhǔn)軸(光軸)○1、○方向的標(biāo)度線(十字線)92、輸入各種命令的圖符、輸入數(shù)據(jù)的數(shù)字鍵、測(cè)距部48及測(cè)角部50、52得到的測(cè)量結(jié)果等也可以通過疊印裝置62進(jìn)行重疊顯示。
當(dāng)然，代替觸摸屏顯示器64，也可以另外配備普通液晶顯示器等顯示裝置、及輸入各種命令及數(shù)據(jù)的鍵盤，而測(cè)量點(diǎn)指定裝置也可采用光標(biāo)移動(dòng)鍵、鼠標(biāo)器、跟蹤球、控制桿等。另外，本實(shí)施例的測(cè)量?jī)x110有測(cè)距部48和測(cè)角部50、52，具有與總站相同的功能，但是由于目標(biāo)的大小是已知的，所以只要有測(cè)角部50、52，就可根據(jù)由廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)89拍攝的目標(biāo)像的大小求出距離，所以不一定需要與總站相同的功能。
廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)89由廣角透鏡87和廣角CCD攝像機(jī)器件88構(gòu)成，廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)89的光軸○1與照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47的照準(zhǔn)軸○平行構(gòu)成。另外，廣角CCD攝像機(jī)89具有包括聚焦透鏡19′的變焦裝置，具有調(diào)整目標(biāo)遠(yuǎn)近的變焦型自動(dòng)焦距機(jī)構(gòu)。當(dāng)然，為了小型化及控制價(jià)格等，可以省去變焦裝置，或者也可以省去廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)89，還可以采用其他適當(dāng)?shù)臄z像裝置代替廣角CCD攝像機(jī)器件88。
照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47在照準(zhǔn)軸○上設(shè)置物鏡11、反射棱鏡70、二色鏡72、射束分裂器120、照準(zhǔn)CCD攝像機(jī)器件45。另外，照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47具有由射出測(cè)距光的紅外線LED等發(fā)光器件74、對(duì)該測(cè)距光進(jìn)行聚光的聚光鏡76、及使所聚光的測(cè)距光向反射棱鏡70反射的二色鏡78構(gòu)成的測(cè)距部光學(xué)系統(tǒng)，該測(cè)距部光學(xué)系統(tǒng)的光軸○2是與照準(zhǔn)軸○共軛的光學(xué)系統(tǒng)、并構(gòu)成與照準(zhǔn)軸○同軸的光學(xué)系統(tǒng)。照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47還具有由可見光照明的LED等光源80、對(duì)該照明光進(jìn)行聚光的聚光鏡82、及使所聚光的照明光向反射棱鏡70反射的反射鏡84構(gòu)成的照明裝置，該照明裝置的光軸○3是與照準(zhǔn)軸○共軛的光學(xué)系統(tǒng)、并構(gòu)成與照準(zhǔn)軸○同軸的光學(xué)系統(tǒng)。
另外，照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47還包括由目標(biāo)所反射的測(cè)距光由二色鏡72反射、射入的光電二極管等光敏器件86；使由目標(biāo)反射的照明光分成兩部分的射束分裂器120；由射束分裂器120分成兩部分之一照明光經(jīng)過聚焦透鏡19，使所照明的目標(biāo)像成像，并使該成像變換成數(shù)字圖像的照準(zhǔn)CCD攝像機(jī)器件45；以及識(shí)別另一部分照明光輸入位置的十字形線傳感器122。當(dāng)然也可以采用其他適當(dāng)?shù)臄z像裝置代替照準(zhǔn)CCD攝像機(jī)器件45，用4分割傳感器等適當(dāng)?shù)膫鞲衅鞔媸中尉€傳感器122。
照明光也可以是紅外線激光，但是由于激光很難對(duì)廣角CCD攝像機(jī)器件88的全體視野進(jìn)行照明，所以在本實(shí)施例中，為了使照明光易于擴(kuò)展到全體視野，而具有射出由LED等光源80的可見光照明光的照明裝置。因此，在室內(nèi)暗處測(cè)量時(shí)，操作人員很容易看出由目標(biāo)反射的照明光，很方便。另外，在本實(shí)施例中，通過從CPU58發(fā)出的ON/OFF切換命令可以使光源80閃爍。當(dāng)然也可以通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)制電路使光源80閃爍。當(dāng)使光源80閃爍時(shí)，由于在暗處直接看的目標(biāo)，以及在觸摸屏顯示器64上的目標(biāo)像都閃爍，所以更容易識(shí)別目標(biāo)，更容易進(jìn)行測(cè)量點(diǎn)的指定。
從發(fā)光器件74射出的測(cè)距光(LED或紅外線激光)經(jīng)過聚光鏡76、二色鏡78、反射棱鏡70、物鏡11，向測(cè)量對(duì)象物的目標(biāo)送光。然后，由目標(biāo)反射的測(cè)距光按來的光路返回，穿過物鏡11，由二色鏡72向直角方向反射，并入射到光敏器件86。到目標(biāo)的距離與現(xiàn)有的同樣，由從發(fā)光器件74通過圖中未畫的光纖直接向光敏器件86射入的參照光、與由目標(biāo)反射，入射光敏器件86的測(cè)距光間的相位差算出。
另一方面，從光源80射出的照明光，經(jīng)過聚光透鏡82、反射鏡84、反射棱鏡70、物鏡11，向設(shè)置在測(cè)量對(duì)象物的測(cè)量點(diǎn)上的目標(biāo)送光。然后，由目標(biāo)反射的照明光按來的光路返回，透過物鏡11和二色鏡72，由射束分裂器120使照明光分成兩部分，其中一部分經(jīng)過聚焦透鏡19，使所照明的目標(biāo)像成像，入射到將該成像變換成數(shù)字圖像的照準(zhǔn)CCD攝像機(jī)器件45，另一部分聚光在十字形線傳感器122上。
可是，在本實(shí)施例中，將測(cè)量點(diǎn)定位在照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47的照準(zhǔn)軸○上的自動(dòng)照準(zhǔn)裝置69包括由照準(zhǔn)CCD攝像機(jī)器件45、CPU58、圖像處理裝置60、水平控制部54、垂直控制部構(gòu)成的第1自動(dòng)照準(zhǔn)裝置；由十字形線傳感器122、CPU58、水平控制部54、垂直控制部56構(gòu)成的第2自動(dòng)照準(zhǔn)裝置；及由廣角CCD攝像機(jī)器件88、CPU58、圖像處理裝置60、水平控制部54、垂直控制部56、圖中未畫出的變焦裝置構(gòu)成的預(yù)照準(zhǔn)裝置。
首先，參照?qǐng)D2及圖6對(duì)有照準(zhǔn)CCD攝像機(jī)器件45的第1自動(dòng)照準(zhǔn)裝置進(jìn)行更詳細(xì)地說明。照準(zhǔn)CCD攝像機(jī)器件45的受光部中心。與照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47的照準(zhǔn)軸○一致。由于沿著照準(zhǔn)軸○的光線射入照準(zhǔn)CCD攝像機(jī)器件45的受光部中心，所以如圖6所示，在觸摸屏顯示器64上，照準(zhǔn)軸○和目標(biāo)像90間的水平方向偏差h和垂直方向偏差v，對(duì)應(yīng)于照準(zhǔn)軸○和目標(biāo)方向的夾角。因此，通過使兩偏差h、v都為0，可以自動(dòng)照準(zhǔn)目標(biāo)。
為此，從照準(zhǔn)CCD攝像機(jī)器件45輸出的圖像信號(hào)，經(jīng)過圖中未畫出的信號(hào)處理部(放大器、波形整形器、A/D變換器等)，輸入到CPU58。CPU58在圖像處理裝置60上對(duì)從照準(zhǔn)CCD攝像機(jī)器件45得到的圖像識(shí)別測(cè)量對(duì)象物的輪廓及目標(biāo)像90進(jìn)行識(shí)別，使這些顯示在觸摸屏顯示器64上。另外，標(biāo)度線92也顯示在觸摸屏顯示器64的中心，標(biāo)度線92的交點(diǎn)與照準(zhǔn)軸○一致。當(dāng)用觸筆68接觸在觸摸屏顯示器64上想指定的目標(biāo)像90上時(shí)，CPU58求出由觸筆68接觸的點(diǎn)和照準(zhǔn)軸○之間的水平方向偏差h和垂直方向偏差v，將對(duì)應(yīng)于這兩個(gè)偏差h、v的控制信號(hào)分別傳輸給水平控制部54、垂直控制部56。這樣，兩控制部54、56通過對(duì)應(yīng)于兩偏差h、v的控制信號(hào)使望遠(yuǎn)鏡46旋轉(zhuǎn)，使由觸筆68接觸的點(diǎn)，即指定的目標(biāo)像90移動(dòng)到照準(zhǔn)軸○上。當(dāng)目標(biāo)像90移動(dòng)到照準(zhǔn)軸○附近時(shí)，CPU58識(shí)別所指定的目標(biāo)像90，然后，求出目標(biāo)像90和照準(zhǔn)軸○之間的水平方向偏差h和垂直方向偏差v，將對(duì)應(yīng)于這兩個(gè)偏差h、v的控制信號(hào)分別傳輸給水平部控制54、垂直控制部56，進(jìn)行自動(dòng)照準(zhǔn)。
下面參照?qǐng)D2及圖4對(duì)有十字形線傳感器122的第2自動(dòng)照準(zhǔn)裝置進(jìn)行說明。如圖4所示，十字形線傳感器122是將2條線傳感器123、124組合成十字形，使其中心125與沿著照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)的照準(zhǔn)軸○的光線入射的位置一致。兩個(gè)線傳感器123、124的輸出信號(hào)，經(jīng)過圖中未畫出的信號(hào)處理部(放大器、波形整形器、A/D變換器等)，輸入到CPU58。CPU58通過求出兩個(gè)線傳感器123、124的各受光部分126、127的各中點(diǎn)128、129，求出對(duì)十字形線傳感器122的中心125的光源80反射光的照射點(diǎn)130中心131的水平方向偏差h1和垂直方向偏差v1。由于兩偏差h1、v1對(duì)應(yīng)于照準(zhǔn)軸○和目標(biāo)方向的夾角，所以CPU將對(duì)應(yīng)于兩偏差h1、v1的控制信號(hào)分別傳輸給水平控制部54、垂直控制部56，旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡使兩偏差h1、v1都為0，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)照準(zhǔn)。在該第2自動(dòng)照準(zhǔn)裝置上除了十字形線傳感器122以外，也可以采用4分割光傳感器等現(xiàn)有的適當(dāng)傳感器。
下面參照?qǐng)D2對(duì)有廣角CCD攝像機(jī)器件88的預(yù)照準(zhǔn)裝置進(jìn)行說明。使廣角CCD攝像機(jī)器件88的受光部中心與廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)89的照準(zhǔn)軸○1一致，由于沿著該照準(zhǔn)軸○1的光線射入廣角CCD攝像機(jī)器件88受光部的中心，所以由廣角CCD攝像機(jī)器件88得到的圖像也可以與上述的照準(zhǔn)CCD攝像機(jī)器件45得到的圖像同樣處理，自動(dòng)進(jìn)行照準(zhǔn)。不過，由于廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)89的照準(zhǔn)軸○1只是與照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)89的照準(zhǔn)軸○平行錯(cuò)開距離d，而且是低倍率，所以預(yù)照準(zhǔn)裝置用于最初使望遠(yuǎn)鏡46預(yù)先大體照準(zhǔn)目標(biāo)附近，最后利用包括照準(zhǔn)CCD攝像機(jī)器件45的第1自動(dòng)照準(zhǔn)裝置、或包括十字形線傳感器122的第2自動(dòng)照準(zhǔn)裝置進(jìn)行高精度自動(dòng)照準(zhǔn)。
上述的第2自動(dòng)照準(zhǔn)裝置主要在戶外測(cè)量時(shí)使用，上述的第1自動(dòng)照準(zhǔn)裝置主要在室內(nèi)暗處測(cè)量時(shí)使用。其理由是第1自動(dòng)照準(zhǔn)裝置當(dāng)白天在戶外測(cè)量時(shí)，接受自然光的強(qiáng)干擾，容易產(chǎn)生測(cè)量誤差，而第2自動(dòng)照準(zhǔn)裝置抗外部干擾強(qiáng)的緣故。
在測(cè)量大型構(gòu)件各測(cè)量點(diǎn)位置時(shí)，采用下面的方法。如圖5中所示，大型構(gòu)件的測(cè)量對(duì)象物100，為了避開自然光的干擾，設(shè)置在測(cè)量室102內(nèi)的暗處，在多數(shù)測(cè)量點(diǎn)上安裝各個(gè)目標(biāo)(在反射棱鏡片上設(shè)置十字線)104。在測(cè)量室102的地板106等上，設(shè)置為表示基準(zhǔn)點(diǎn)的目標(biāo)108、及為測(cè)量各目標(biāo)104、102位置的測(cè)量?jī)x110。
開始說明只使用1臺(tái)測(cè)量?jī)x110的測(cè)量方法。首先在規(guī)定位置設(shè)置測(cè)量?jī)x110，接通測(cè)量?jī)x110的主開關(guān)，如圖6中所示，將用廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)89所得到的測(cè)量對(duì)象物100的像和標(biāo)度線92顯示在觸摸屏顯示器64上。這時(shí)，當(dāng)使光源80點(diǎn)亮并閃爍時(shí)，由于目標(biāo)104、108只對(duì)光射來的方向反射光，在觸摸屏顯示器64上目標(biāo)像90顯示特別亮并進(jìn)行閃爍，所以操作人員容易看出目標(biāo)像90，以后的測(cè)量作業(yè)就容易了。另外，圖像處理裝置60也容易識(shí)別目標(biāo)像90，圖像處理也變得容易了。
然后，用觸筆接觸觸摸屏顯示器64上所顯示的目標(biāo)像(測(cè)量點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn))90，指定測(cè)量的目標(biāo)104、108。這時(shí)，預(yù)照準(zhǔn)裝置工作，如圖7中所示，旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡46，直到觸摸屏顯示器64上表示照準(zhǔn)軸○的標(biāo)度線92的中心與指定的目標(biāo)像90一致為止，將指定的目標(biāo)像90移動(dòng)到畫面的中央。
這樣，當(dāng)大體照準(zhǔn)指定的目標(biāo)104、108時(shí)，為了進(jìn)一步準(zhǔn)確地照準(zhǔn)，通過程序從廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)89自動(dòng)切換到照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47，如圖8的示，在觸摸屏顯示器64上顯示目標(biāo)像90和標(biāo)度線92。在此，當(dāng)通過第1或第2自動(dòng)照準(zhǔn)裝置對(duì)目標(biāo)104或108準(zhǔn)確進(jìn)行自動(dòng)照準(zhǔn)時(shí)，在自動(dòng)進(jìn)行距離測(cè)量的同時(shí)，也測(cè)量水平角及垂直角。這時(shí)，這些測(cè)量值變換成所指定的坐標(biāo)系上的坐標(biāo)，也記錄在圖中未畫出的適當(dāng)記錄媒體上。
下面參照?qǐng)D9的流程圖、及圖10-圖17中所示的觸摸屏顯示器64上所顯示的圖像，對(duì)上述的測(cè)量方法的步驟進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)說明。不過，在以下的附圖中，為了說明簡(jiǎn)單，在觸摸屏顯示器64上，只顯示目標(biāo)104的像90及表示照準(zhǔn)方向的標(biāo)度線92。
首先，在規(guī)定位置設(shè)置測(cè)量?jī)x110，接通測(cè)量?jī)x110的圖中未畫出的主開關(guān)，進(jìn)入步驟S0，如圖10中所示，以廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)89為最廣角使測(cè)量對(duì)象物100(圖中省略)、目標(biāo)像90、及圖像上的標(biāo)度線92顯示在觸摸屏顯示器64上。這時(shí)，通過圖中未畫出的自動(dòng)聚焦控制裝置，調(diào)整聚集透鏡19′的位置，聚焦在目標(biāo)104、108上。另外，標(biāo)度線92的中心，即使使望遠(yuǎn)鏡46上下左右旋轉(zhuǎn)，也總是表示廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)89或照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47的照準(zhǔn)軸○。因此，以下在標(biāo)度線的中心上也加符號(hào)○。
然后，進(jìn)入步驟S1，通過用觸筆68接觸位于觸摸屏顯示器64上所顯示的測(cè)量點(diǎn)上的目標(biāo)像90，指定要測(cè)量的目標(biāo)104、108。如果要測(cè)量的目標(biāo)104、108未顯示在觸摸屏顯示器64上時(shí)，用手動(dòng)使測(cè)量?jī)x110的望遠(yuǎn)鏡46朝向有測(cè)量點(diǎn)的方向移動(dòng)，使測(cè)量點(diǎn)顯示在觸摸屏64上，指定要測(cè)量的目標(biāo)104、108。當(dāng)用觸筆68接觸觸摸屏顯示器64上的適當(dāng)點(diǎn)上時(shí)，如下所述，可以使該點(diǎn)向觸摸屏顯示器64的中心移動(dòng)，也可以便此前未顯示的測(cè)量點(diǎn)顯示在觸摸屏顯示器64上。
當(dāng)指定測(cè)量的目標(biāo)104、108時(shí)，進(jìn)入步驟S2，預(yù)照準(zhǔn)裝置工作，如圖11中所示，通過CPU58檢測(cè)由觸筆68接觸的點(diǎn)和標(biāo)度線的中心○間的水平偏差h和垂直偏差v(用點(diǎn)數(shù)表示)。然后進(jìn)入步驟S3，將兩偏差h、v傳輸給水平控制部54和垂直控制部56，使兩控制部54、56工作，旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡46使兩偏差x、y部為0，如圖12中所示，使用觸筆68接觸的點(diǎn)移動(dòng)到觸摸屏顯示器64畫面中央的標(biāo)度線92的中心○。這樣，由于所指定的目標(biāo)像90大體移動(dòng)到標(biāo)度線92的中心○上，所以可通過CPU58進(jìn)行可靠地識(shí)別。
可是，由于用觸筆68準(zhǔn)確接觸在目標(biāo)像90的中心○′上是困難的，所以如圖12中所示，有時(shí)目標(biāo)像90的中心○′與標(biāo)度線92的中心○不一致。這時(shí)進(jìn)入步驟S4，預(yù)照準(zhǔn)裝置為了更準(zhǔn)確地使目標(biāo)像90的中心○′和標(biāo)度線的中心○一致，點(diǎn)亮光源80，射出照明光，接收目標(biāo)104的成像，檢測(cè)出目標(biāo)像90的位置，即目標(biāo)像90的中心○′和標(biāo)度線92的中心○間的水平偏差h和垂直偏差v。當(dāng)求出兩偏差h、v時(shí)，熄滅光源80。然后進(jìn)行入步驟S5，將兩偏差h、v傳輸給水平控制部54和垂直控制部56，使兩控制部54、56工作，旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡46使兩偏差h、v都為0，如圖13中所示，使指定的目標(biāo)像90的中心向標(biāo)度線92的中心○上移動(dòng)，進(jìn)行暫定的預(yù)照準(zhǔn)。
當(dāng)該預(yù)照準(zhǔn)結(jié)束時(shí)，為了更準(zhǔn)確地照準(zhǔn)，進(jìn)入步驟S6，使廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)89小幅度變焦放大，小幅度變焦放大是因?yàn)楫?dāng)一次就變焦到最大倍率時(shí)，由于照準(zhǔn)誤差等原因會(huì)使目標(biāo)104跑到視野之外，恐怕不能進(jìn)行自動(dòng)照準(zhǔn)的緣故，當(dāng)將廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)89進(jìn)行變焦放大時(shí)，如圖14中所示，通常目標(biāo)像90的中心○′和標(biāo)度線92的中心○只偏差一點(diǎn)點(diǎn)。然后進(jìn)入步驟S7，與步驟S4一樣，點(diǎn)亮光源80，再次檢測(cè)目標(biāo)線90的位置，然后熄滅光源80。然后進(jìn)步驟S8，與步驟S5一樣，使兩控制部54、56工作，如圖15中所示，進(jìn)行使目標(biāo)像90的中心○′向標(biāo)度線92的中心○上移動(dòng)的暫定預(yù)照準(zhǔn)。
然后進(jìn)入步驟S9，檢查廣角CCD攝像機(jī)器件88是否變?yōu)樽畲蟊堵?。?dāng)廣角CCD攝像機(jī)器件88未達(dá)到最大倍率時(shí)，返回步驟S6，而當(dāng)達(dá)到最大倍率時(shí)，進(jìn)入步驟S10，點(diǎn)亮光源80，測(cè)量到目標(biāo)104的距離，然后熄滅光源80。在該距離測(cè)量中，利用目標(biāo)104的大小是已知的情況，從觸摸屏顯示器64上的目標(biāo)像90的大小計(jì)算出距離。
當(dāng)求出到目標(biāo)104的距離時(shí)，進(jìn)入步驟S11，從該距離、及兩攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47、48的照準(zhǔn)軸間的距離d，計(jì)算望遠(yuǎn)鏡46朝向的調(diào)整角，調(diào)整望遠(yuǎn)鏡46的朝向，使目標(biāo)104定位在照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47的照準(zhǔn)軸○上。然后，為了進(jìn)一步進(jìn)行準(zhǔn)確照準(zhǔn)，進(jìn)入步驟S12，如圖16中所示，當(dāng)目標(biāo)像90進(jìn)入標(biāo)度線92的中央?yún)^(qū)域時(shí)，通過程序自動(dòng)從廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)89切換到高倍率的照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47，調(diào)整聚集透鏡19的位置，將焦點(diǎn)對(duì)在目標(biāo)104上。在這時(shí)的照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)47的聚集控制中采用由步驟S10的距離測(cè)量中求出的距離。
然后，進(jìn)入步驟S13，與步驟S4同樣，點(diǎn)亮光源80，檢測(cè)目標(biāo)像90的位置。然后進(jìn)入步驟S14，與步驟S5一樣，再次使兩控制部54、56工作，通過第1自動(dòng)照準(zhǔn)裝置進(jìn)行暫定的自動(dòng)照準(zhǔn)。然后進(jìn)入步驟S15，熄滅光源80，通過測(cè)距部(光波距離計(jì))48求出到目標(biāo)104的準(zhǔn)確距離，利用該距離使聚集準(zhǔn)確對(duì)在目標(biāo)104上。然后進(jìn)入步驟S16，與步驟S4同樣，點(diǎn)亮光源80，檢測(cè)目標(biāo)像90的位置。然后進(jìn)入步驟S17，與步驟S5同樣，使兩控制部54、56工作，通過第1自動(dòng)照準(zhǔn)裝置進(jìn)入最后的自動(dòng)照準(zhǔn)，如圖17中所示，使目標(biāo)像90的中心○′準(zhǔn)確定位在標(biāo)度線的中心○上。
然后進(jìn)入步驟S18，檢查目標(biāo)像90的中心○′是否準(zhǔn)確地在標(biāo)度線72的中心○上，即目標(biāo)像90的中心○′和○的水平偏差h和垂直偏差v是否在規(guī)定范圍內(nèi)(例如，在控制部54、56的伺服馬達(dá)的控制精度以下)。當(dāng)兩偏差h、v都在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，進(jìn)入步驟S19，熄滅光源80，通過測(cè)距部(光波距離計(jì))48求出到目標(biāo)104的距離，同時(shí)通過水平測(cè)角部50和垂直測(cè)角部52求出望遠(yuǎn)鏡46的水平角和垂直角。這些角度可由光學(xué)式編碼器求出。如果指定坐標(biāo)系，則變換為由這些距離和角度所指定的坐標(biāo)系上的坐標(biāo)。當(dāng)兩偏差h、v都在規(guī)定范圍之外時(shí)，返回步驟S16。
在上述的測(cè)量中，當(dāng)在步驟S4、S7、S13、S16檢測(cè)出測(cè)量點(diǎn)的位置時(shí)，由于光源80只在步驟S10計(jì)算距離時(shí)點(diǎn)亮，而由測(cè)量部48測(cè)量距離的步驟S15、S19則必須熄滅，所以光源80的照明光對(duì)距離測(cè)量不會(huì)產(chǎn)生誤差。這樣光源80只在需要時(shí)短時(shí)間點(diǎn)亮，所以可得到節(jié)能的測(cè)量?jī)x。
這樣，當(dāng)結(jié)束一個(gè)測(cè)量點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量時(shí)，由于再次切換到廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)89，顯示圖6所示的圖像，所以由觸筆68指定下一個(gè)想測(cè)量的目標(biāo)像90。以下同樣，依次測(cè)量目標(biāo)104、108的位置。
另一方面，當(dāng)接通圖中未畫出的自動(dòng)測(cè)量開關(guān)時(shí)，CPU58對(duì)安裝在測(cè)量對(duì)象物100上的目標(biāo)104、及表示基準(zhǔn)點(diǎn)108，從一端到另一端自動(dòng)依次進(jìn)行指定，對(duì)上述的測(cè)量全部自動(dòng)進(jìn)行。這時(shí)，通過從測(cè)量控制機(jī)65等外部設(shè)備預(yù)先輸入測(cè)量點(diǎn)及基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)，可以高效進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。
這樣，在一個(gè)位置結(jié)束上述測(cè)量后，將測(cè)量?jī)x110移動(dòng)到下個(gè)位置，如上所述，對(duì)目標(biāo)104、108從一端到另一端進(jìn)行測(cè)量，在預(yù)定的全部位置進(jìn)行這樣的測(cè)量。這樣對(duì)所有預(yù)定位置上的測(cè)量結(jié)束后，將該測(cè)量結(jié)果顯示在觸摸屏顯示器64上，同時(shí)記錄在圖中未畫出的適當(dāng)?shù)挠涗浢襟w中，結(jié)束測(cè)量。
以上只用1臺(tái)測(cè)量?jī)x說明了測(cè)量標(biāo)法，但是通常在測(cè)量室102的地面106上設(shè)置多臺(tái)測(cè)量?jī)x110，在這些測(cè)量?jī)x110與觀測(cè)室112內(nèi)所設(shè)置的具有顯示器(圖像顯示裝置)的測(cè)量控制機(jī)(個(gè)人計(jì)算機(jī))65之間，用電源電纜116、圖像電纜117、及通信電纜118進(jìn)行連接，通過測(cè)量控制機(jī)65對(duì)各測(cè)量?jī)x110進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，同時(shí)由各測(cè)量?jī)x110得到的圖像及測(cè)量結(jié)果立即傳輸給測(cè)量控制機(jī)65，可以高效地測(cè)量。當(dāng)然也可以將測(cè)量控制機(jī)65設(shè)置在更遠(yuǎn)的事務(wù)所內(nèi)，通過適當(dāng)?shù)耐ㄐ叛b置(電話、移動(dòng)電話、無線機(jī)等)，與各測(cè)量?jī)x110和測(cè)量控制機(jī)65相連接。
當(dāng)遠(yuǎn)程操作這樣的測(cè)量?jī)x110時(shí)，如果從測(cè)量控制機(jī)65對(duì)一個(gè)測(cè)量?jī)x110發(fā)送測(cè)量開始命令，則該測(cè)量?jī)x110的主開關(guān)接通，由于該測(cè)量?jī)x110將由廣角CCD攝像機(jī)器件88所得到的測(cè)量對(duì)象物100的圖像傳輸給測(cè)量控制機(jī)65，所以在測(cè)量控制機(jī)65的顯示器上顯示測(cè)量對(duì)象物100的像。由于測(cè)量控制機(jī)65的顯示器上顯示測(cè)量對(duì)象物100的像。由于測(cè)量控制機(jī)65與測(cè)量?jī)x110同樣，裝有測(cè)量控制程序，所以以后與上述的由測(cè)量?jī)x110進(jìn)行的方法一樣，對(duì)目標(biāo)104、108從一端到另一端進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)由該測(cè)量?jī)x110進(jìn)行的全部測(cè)量結(jié)束時(shí)，該測(cè)量?jī)x110的主開關(guān)斷開，向下一個(gè)測(cè)量?jī)x110發(fā)出測(cè)量開始命令，以下同樣，進(jìn)行由所有測(cè)量?jī)x110的測(cè)量。當(dāng)用所有的測(cè)量?jī)x110的測(cè)量結(jié)束時(shí)，測(cè)量控制機(jī)65將該測(cè)量結(jié)果顯示在顯示器上，同時(shí)將測(cè)量結(jié)果記錄在適當(dāng)?shù)挠涗浢襟w中，根據(jù)需要對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行打印，結(jié)束測(cè)量。
在戶外測(cè)量時(shí)，當(dāng)從由CCD攝像機(jī)器件45得到的圖像進(jìn)行自動(dòng)照準(zhǔn)時(shí)，由于自然光的強(qiáng)烈干擾等容易引起誤照準(zhǔn)，所以CPU58在照準(zhǔn)CCD攝像機(jī)器件45或廣角CCD攝像機(jī)器88得到的背景亮度在規(guī)定值以上時(shí)，通過照準(zhǔn)CCD攝像機(jī)器件45判斷背景亮度，通過程序自動(dòng)切換到采用十字形線傳感器122的第2自動(dòng)照準(zhǔn)。這時(shí)在測(cè)量控制機(jī)65的顯示器或者測(cè)量?jī)x110的觸摸屏顯示器64上，只從由廣角CCD攝像機(jī)器件88得到的廣視野的圖像中指定目標(biāo)像90，就可以進(jìn)行自動(dòng)照準(zhǔn)。
從以上的說明中可知，在本實(shí)施例中，對(duì)于大型構(gòu)件等測(cè)量對(duì)象物100，即使由測(cè)量控制機(jī)65一側(cè)或測(cè)量?jī)x110一側(cè)的1個(gè)操作人員，也可以高效率測(cè)量多個(gè)測(cè)量點(diǎn)位置。這時(shí)，操作人員在測(cè)量控制機(jī)65的顯示器或測(cè)量?jī)x110的觸摸屏顯示器64上，可以從廣角CCD攝像機(jī)器件88得到的廣視野畫面，指定目標(biāo)像90，此后由于通過自動(dòng)照準(zhǔn)裝置69進(jìn)行自動(dòng)照準(zhǔn)，接著自動(dòng)測(cè)量測(cè)量點(diǎn)的位置，所以具有操作人員的負(fù)擔(dān)很少，也不發(fā)生人為的照準(zhǔn)誤差的優(yōu)點(diǎn)。而且，通過使測(cè)量?jī)x110移動(dòng)，即使1個(gè)操作人員、1臺(tái)測(cè)量?jī)x110，也可以進(jìn)行該測(cè)量。另外，即使通過設(shè)置在遠(yuǎn)離測(cè)量?jī)x110的地方的測(cè)量控制機(jī)65進(jìn)行測(cè)量?jī)x110的遠(yuǎn)程控制，操作人員也可以一邊用測(cè)量控制機(jī)65的顯示器確認(rèn)測(cè)量狀態(tài)，一邊可靠地進(jìn)行操作。
另外，由于從光源80以可見光、容易擴(kuò)散的照明光與照準(zhǔn)軸○同軸射出，充分的照明光從測(cè)量點(diǎn)反射回來，所以在觸摸屏顯示器64上可以大范圍鮮明地顯示測(cè)量對(duì)象物100，而且具有足夠的照準(zhǔn)精度，對(duì)距離測(cè)量產(chǎn)生的誤差很少。特別是由于照明光只在需要時(shí)射出，在用測(cè)距部(光波距離計(jì))48測(cè)距時(shí)不射出，所以對(duì)距離測(cè)量不會(huì)產(chǎn)生誤差，并可以節(jié)能。
發(fā)明的效果從以上的說明中可以看出，本發(fā)明由于通過圖像處理裝置可以從由攝像裝置拍攝的圖像中辨別測(cè)量點(diǎn)，所以當(dāng)用顯示裝置上的圖像指定一個(gè)測(cè)量點(diǎn)時(shí)，通過自動(dòng)照準(zhǔn)裝置對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)照準(zhǔn)，因此操作人員的負(fù)擔(dān)少，也不發(fā)生人為的照準(zhǔn)誤差。而且，即使對(duì)大型構(gòu)件等測(cè)量對(duì)象物，也可以對(duì)多數(shù)測(cè)量點(diǎn)位置非常沒有負(fù)擔(dān)地高效率測(cè)量。另外，通過使測(cè)量?jī)x移動(dòng)，即使只有一個(gè)操作人員一臺(tái)測(cè)量?jī)x，也可以容易進(jìn)行這樣的測(cè)量。
本發(fā)明由于只用測(cè)量點(diǎn)指定裝置接觸觸摸屏顯示器上所顯示的圖像測(cè)量點(diǎn)，就可以指定測(cè)量點(diǎn)，所以消除了對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行照準(zhǔn)的煩惱及人為的照準(zhǔn)誤差，可減少操作人員的負(fù)擔(dān)，且可提高測(cè)量精度。而且，不需要現(xiàn)有的鍵盤等，可以使觸摸屏顯示器作成大畫面，從而使測(cè)量點(diǎn)的指定更為容易。
本發(fā)明由于從在遠(yuǎn)離測(cè)量?jī)x的地方所設(shè)置的具有圖像顯示裝置的測(cè)量控制機(jī)，遠(yuǎn)程控制測(cè)量?jī)x，所以操作人員可以一邊用圖像顯示裝置確認(rèn)可靠的測(cè)量一邊進(jìn)行操作，而且可以對(duì)接近時(shí)有危險(xiǎn)的地方進(jìn)行測(cè)量，并且還可以用圖像監(jiān)視這樣危險(xiǎn)的地方。
本發(fā)明由于還根據(jù)望遠(yuǎn)鏡內(nèi)設(shè)置的攝像裝置拍攝的圖像，進(jìn)行自動(dòng)照準(zhǔn)，所以與現(xiàn)有的用十字形線傳感器等的自動(dòng)照準(zhǔn)裝置相比死角少，可以進(jìn)行可靠的自動(dòng)照準(zhǔn)。
本發(fā)明由于還根據(jù)從望遠(yuǎn)鏡內(nèi)設(shè)置的十字形線傳感器的輸出，進(jìn)行自動(dòng)照準(zhǔn)，所以即使是在有自然光強(qiáng)烈干擾的戶外的測(cè)量，也很難產(chǎn)生測(cè)量錯(cuò)誤。
本發(fā)明由于用廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)可以看到測(cè)量對(duì)象物的很大部分，所以測(cè)量點(diǎn)的指定更容易，并且由于利用由高倍率的照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)得到的圖像進(jìn)行自動(dòng)照準(zhǔn)后進(jìn)行測(cè)量，所以可以高精度的照準(zhǔn)及測(cè)量。
本發(fā)明由于使兼作照準(zhǔn)光的可見光照明光與照準(zhǔn)軸同軸射出，所以可從目標(biāo)返回足夠的反射光，可以以大范圍、鮮明的輪廓在顯示裝置上顯示測(cè)量對(duì)象物，測(cè)量點(diǎn)的指定更為容易，并可以進(jìn)行更高精度的照準(zhǔn)和測(cè)量。
本發(fā)明由于兼作照準(zhǔn)光的照明光只在需要時(shí)射出，而在由測(cè)距部測(cè)距時(shí)不射出，所以可以防止因照明光而產(chǎn)生測(cè)距誤差，而且可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
本發(fā)明由于攝像裝置、照明裝置、測(cè)距部光學(xué)系統(tǒng)以同軸光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成，所以可以使照明光可靠地與照準(zhǔn)軸同軸射出。不僅使測(cè)量點(diǎn)的指定更為容易，還可以進(jìn)行更高精度的照準(zhǔn)及測(cè)量。
本發(fā)明由于照明光具有閃爍的光源，所以當(dāng)使光源閃爍時(shí)，在暗處直接看見的目標(biāo)、及顯示裝置上的目標(biāo)像都閃爍看得見，使目標(biāo)更容易看出，測(cè)量點(diǎn)的指定更容易。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量?jī)x，具有對(duì)由望遠(yuǎn)鏡捕捉的測(cè)量對(duì)象物進(jìn)行攝像的攝像裝置，其特征在于包括顯示裝置，用于顯示由上述攝像裝置攝像的圖像；圖像處理裝置，用于從上述圖像識(shí)別測(cè)量點(diǎn)；測(cè)量點(diǎn)指定裝置，用于指定上述圖像上的測(cè)量點(diǎn)；及自動(dòng)照準(zhǔn)裝置，對(duì)所指定的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)照準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量?jī)x，其特征在于上述顯示裝置是觸摸屏顯示器，通過上述測(cè)量點(diǎn)指定裝置觸摸上述圖像的測(cè)量點(diǎn)，可以指定測(cè)量點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量?jī)x，其特征在于與具有圖像顯示裝置的外部測(cè)量控制機(jī)相連接。
4.如權(quán)利要求1、2、或3所述的自動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量?jī)x，其特征在于上述自動(dòng)照準(zhǔn)裝置為了對(duì)上述測(cè)量點(diǎn)的目標(biāo)進(jìn)行攝像而具有設(shè)置在上述望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的攝像裝置。
5.如權(quán)利要求1、2、3、或4所述的自動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量?jī)x，其特征于上述自動(dòng)照準(zhǔn)裝置具有設(shè)置在上述望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的十字形線傳感器，射入由上述測(cè)量點(diǎn)所反射的照明光。
6.如權(quán)利要求1、2、或3所述的自動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量?jī)x，其特征在于上述望遠(yuǎn)鏡包括高倍率的照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)、及寬視野的廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)；上述自動(dòng)照準(zhǔn)裝置包括第1自動(dòng)照準(zhǔn)裝置，該裝置為了對(duì)上述測(cè)量點(diǎn)的目標(biāo)進(jìn)行攝像而具有設(shè)置在上述照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)上的攝像裝置；第2自動(dòng)照準(zhǔn)裝置，該裝置具有設(shè)置在上述照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)上的十字形線傳感器，射入由上述測(cè)量點(diǎn)反射的照明光；以及預(yù)照準(zhǔn)裝置，該裝置具有為了對(duì)上述測(cè)量點(diǎn)的目標(biāo)進(jìn)行攝像，而設(shè)置在上述廣角攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)上的攝像裝置。
7.如權(quán)利要求1-6的任一項(xiàng)所述的自動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量?jī)x，其特征在于具有照明裝置，用于射出與照準(zhǔn)軸同軸的可見光照明光。
8.如權(quán)利要求7所述的自動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量?jī)x，其特征在于具有測(cè)量到測(cè)量對(duì)象物距離的測(cè)距部及測(cè)量角度的測(cè)角部，上述測(cè)距部只在上述照明光熄滅時(shí)進(jìn)行距離測(cè)量。
9.如權(quán)利要求7或8所述的自動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量?jī)x，其特征在于上述攝像裝置、上述照明裝置、測(cè)距部光學(xué)系統(tǒng)以同軸光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求7、8、或9所述的自動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量?jī)x，其特征在于上述照明裝置具有以一定間隔閃爍的光源。
全文摘要
本發(fā)明提供一種測(cè)量?jī)x，在減輕操作人員照準(zhǔn)測(cè)量點(diǎn)的負(fù)擔(dān)同時(shí)，即使只是一個(gè)操作人員一臺(tái)測(cè)量?jī)x也可以對(duì)大型構(gòu)件等測(cè)量對(duì)像物，在沒有大的負(fù)擔(dān)情況下高效率地測(cè)量多數(shù)測(cè)量點(diǎn)位置。在自動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量?jī)x中包括高倍率的照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)(47)、廣視野的廣角CCD攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)(89)、顯示由兩CCD攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)所拍攝的圖像的觸摸屏顯示器(64)、從圖像辨別測(cè)量點(diǎn)的圖像處理裝置(60)、指定圖像上的測(cè)量點(diǎn)的觸筆、及對(duì)所指定的測(cè)量點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行照準(zhǔn)的自動(dòng)照準(zhǔn)裝置(69)。從光源(80)發(fā)出的兼作照準(zhǔn)光的照明光，可以沿著照準(zhǔn)攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)的照準(zhǔn)軸(○)射出。還可以從外部的個(gè)人計(jì)算機(jī)等測(cè)量控制機(jī)對(duì)該測(cè)量?jī)x進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。
文檔編號(hào)G01C15/00GK1405529SQ02128679
公開日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2002年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月10日
發(fā)明者下山雄二, 小川邦利, 栗山弦 申請(qǐng)人:株式會(huì)社掃佳