測設点指示装置及び測量システム
【課題】容易に測設点の決定、杭打ち作業が行える様にした測設点指示装置及び測量システムを提供する。
【解決手段】レーザ光線１７を発するレーザ発光器１６と、中心部に空洞１４を有する全周プリズム９と、空洞に設けられ、直交する２軸で回転可能であり、レーザ発光器１６から発せられたレーザ光線１７を任意の方向に偏向可能に設けられたミラー１８と、ミラー１８の姿勢又は回転を制御する制御部１９とを有するプリズム装置５と、プリズム装置５を支持する支持体とを具備し、レーザ光線１７がプリズム装置５の中心位置を所要の転写面に転写する様構成された。
【解決手段】レーザ光線１７を発するレーザ発光器１６と、中心部に空洞１４を有する全周プリズム９と、空洞に設けられ、直交する２軸で回転可能であり、レーザ発光器１６から発せられたレーザ光線１７を任意の方向に偏向可能に設けられたミラー１８と、ミラー１８の姿勢又は回転を制御する制御部１９とを有するプリズム装置５と、プリズム装置５を支持する支持体とを具備し、レーザ光線１７がプリズム装置５の中心位置を所要の転写面に転写する様構成された。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測量作業、例えば測設点の決定等の作業に用いられる測設点指示装置、及び測設点指示装置を具備する測量システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
測量作業、例えば測設点に杭打ちを行う測設作業では、既知点に測量装置が設けられ、測量装置から測設点（座標）を指示し、測設点に杭打ちを行う作業者（以下杭打ち作業者）に測設点の情報を伝達する。
【０００３】
杭打ち作業者は測設点指示装置を支持し、測量装置から測設点指示装置の位置を測定し、測設点指示装置の現在位置と測設点とのずれを杭打ち作業者に伝達する。杭打ち作業者は、ずれがなくなる位置に測設点指示装置を支持して、該測設点指示装置が示す点を測設点として決定している。
【０００４】
従来の測設点指示装置としては、プリズムが装着されたポールがあり、ポールの下端が測設点を示し、測量装置はプリズムの位置を測定している。ポールを垂直に支持した状態で、前記測量装置が測定する値が測設点の値と一致した場合に測設点が決定される。
【０００５】
従って、ポールには、ポールが垂直であることを確認する為、気泡管等の傾き検出器が設けられている。
【０００６】
この為、前記測量装置が測定する値が測設点の値と一致した場合でも、ポールが傾斜していると、ポールを垂直に修正（整準）する必要がある。ポールの傾斜を調整するとプリズムの位置は水平方向に変位し、測設点からずれてしまう。この為、更に測設点指示装置の位置を調整する必要がある。従って、正確な測設点の設定には測設点指示装置の位置調整と、整準とを繰返す面倒な作業となっていた。
【０００７】
尚、特許文献１には、ポールにプリズムが装着された測設点指示装置が示され、特許文献２には３脚に水平方向に延出するアームが設けられ、アームの先端にプリズム、該プリズムの位置を地表に転写する下げ振りを具備する測設点指示装置が示され、特許文献３には３脚に水平方向に延出するアームが設けられ、アームの先端にプリズム、該プリズムの位置を地表に転写する手段としてレーザポインタを具備する測設点指示装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２０４５５７号公報
【特許文献２】実開平３−２７３１０号公報
【特許文献３】特開２００１−２２７９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は斯かる実情に鑑み、容易に測設点の決定、杭打ち作業が行える様にした測設点指示装置及び測量システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、レーザ光線を発するレーザ発光器と、中心部に空洞を有する全周プリズムと、前記空洞に設けられ、直交する２軸で回転可能であり、前記レーザ発光器から発せられたレーザ光線を任意の方向に偏向可能に設けられたミラーと、該ミラーの姿勢又は回転を制御する制御部とを有するプリズム装置と、該プリズム装置を支持する支持体とを具備し、前記レーザ光線が前記プリズム装置の中心位置を所要の転写面に転写する様構成された測設点指示装置に係るものである。
【００１１】
又本発明は、前記制御部は、転写面での前記レーザ光線の照射点の軌跡が所定のパターンとなる様に、前記ミラーを制御する測設点指示装置に係るものである。
【００１２】
又本発明は、前記プリズム装置が傾斜センサを有し、前記制御部は前記傾斜センサの検出結果に基づき、前記レーザ光線を鉛直又は水平に射出する様、前記ミラーを制御する測設点指示装置に係るものである。
【００１３】
又本発明は、前記支持体は傾動可能であり、該支持体の傾動により、前記レーザ光線の転写位置の調整を可能とした測設点指示装置に係るものである。
【００１４】
又本発明は、レーザ光線を発するレーザ発光器と、中心部に空洞を有する全周プリズムと、前記空洞に設けられ、直交する２軸で回転可能であり、前記レーザ発光器から発せられたレーザ光線を任意の方向に偏向可能に設けられたミラーと、傾斜センサと、前記ミラーの回転を制御する制御部とを有するプリズム装置と、該プリズム装置を支持する支持体と、第１通信部とを具備する測設点指示装置と、第２通信部を有すると共に既知点に設置され、前記測設点指示装置の位置を測定する測量機とを具備し、該測量機は測定した前記全周プリズムの位置と測設点の位置とを前記測設点指示装置に送信し、前記制御部は前記第１通信部が受信した全周プリズムの位置と測設点の位置とに基づき前記レーザ光線が測設点を照射する様、前記ミラーを制御する測量システムに係るものである。
【００１５】
又本発明は、前記制御部は、転写面での前記レーザ光線の照射点の軌跡が、前記測設点及び全周プリズムの現在位置を含む所定のパターンとなる様に、前記ミラーを制御する測量システムに係り、又、前記所定のパターンは、直線であり、直線の一端は前記全周プリズムの現在位置であり、他端は測設点である測量システムに係り、又、前記所定のパターンは、前記全周プリズムの現在位置を中心とする円であり、円の半径は前記全周プリズムの現在位置から測設点迄の距離である測量システムに係るものであり、又、前記所定のパターンは、前記全周プリズムの現在位置を中心とする楕円であり、楕円の長軸の一端が測設点である測量システムに係るものである。
【００１６】
又本発明は、前記制御部は、前記レーザ光線が鉛直下方に照射される様、前記ミラーの姿勢を制御する測量システムに係るものである。
【００１７】
又本発明は、前記測設点指示装置は案内告知部を有し、前記全周プリズムの位置が測設点に対し、測定誤差範囲内となった場合、前記案内告知部が測定誤差範囲内となったことを告知する測量システムに係るものである。
【００１８】
又本発明は、前記ミラーがＭＥＭＳミラーである測設点指示装置、又は、測量システムに係るものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、レーザ光線を発するレーザ発光器と、中心部に空洞を有する全周プリズムと、前記空洞に設けられ、直交する２軸で回転可能であり、前記レーザ発光器から発せられたレーザ光線を任意の方向に偏向可能に設けられたミラーと、該ミラーの姿勢又は回転を制御する制御部とを有するプリズム装置と、該プリズム装置を支持する支持体とを具備し、前記レーザ光線が前記プリズム装置の中心位置を所要の転写面に転写する様構成されたので、前記支持体の状態に拘らず前記プリズム装置の中心位置を所要の転写面に容易に転写することができ、本測設点指示装置を用いて測設作業を行うことで、測設作業が容易となる。
【００２０】
又本発明によれば、前記制御部は、転写面での前記レーザ光線の照射点の軌跡が所定のパターンとなる様に、前記ミラーを制御するので、レーザ光線は測設点を示すだけでなく、作業者を測設点迄誘導する機能を奏する。
【００２１】
又本発明によれば、前記プリズム装置が傾斜センサを有し、前記制御部は前記傾斜センサの検出結果に基づき、前記レーザ光線を鉛直又は水平に射出する様、前記ミラーを制御するので、地表での位置、座標を示すだけでなく、高さも示すことができる。
【００２２】
又本発明によれば、前記支持体は傾動可能であり、該支持体の傾動により、前記レーザ光線の転写位置の調整を可能としたので、前記支持体の立設位置が測設点からずれていた場合でも、容易に測設点の決定が可能となる。
【００２３】
又本発明によれば、レーザ光線を発するレーザ発光器と、中心部に空洞を有する全周プリズムと、前記空洞に設けられ、直交する２軸で回転可能であり、前記レーザ発光器から発せられたレーザ光線を任意の方向に偏向可能に設けられたミラーと、傾斜センサと、前記ミラーの回転を制御する制御部とを有するプリズム装置と、該プリズム装置を支持する支持体と、第１通信部とを具備する測設点指示装置と、第２通信部を有すると共に既知点に設置され、前記測設点指示装置の位置を測定する測量機とを具備し、該測量機は測定した前記全周プリズムの位置と測設点の位置とを前記測設点指示装置に送信し、前記制御部は前記第１通信部が受信した全周プリズムの位置と測設点の位置とに基づき前記レーザ光線が測設点を照射する様、前記ミラーを制御するので、前記支持体の状態に拘らず前記プリズム装置の中心位置を所要の転写面に容易に転写することができ、測設作業が容易且つ能率よく行える。
【００２４】
又本発明によれば、前記制御部は、転写面での前記レーザ光線の照射点の軌跡が、前記測設点及び全周プリズムの現在位置を含む所定のパターンとなる様に、前記ミラーを制御するので、レーザ光線は測設点を示すだけでなく、作業者を測設点迄誘導する機能を奏する。
【００２５】
又本発明によれば、前記制御部は、前記レーザ光線が鉛直下方に照射される様、前記ミラーの姿勢を制御するので、前記支持体の状態に拘らず、常にプリズム装置の中心を地表に転写することができる。
【００２６】
又本発明によれば、前記測設点指示装置は案内告知部を有し、前記全周プリズムの位置が測設点に対し、測定誤差範囲内となった場合、前記案内告知部が測定誤差範囲内となったことを告知するので、作業者は、レーザ光線の照射位置を見ているだけで、測設作業を行え、作業性が向上する。
【００２７】
又本発明によれば、前記ミラーはＭＥＭＳミラーであるので、プリズム装置を軽量化でき、又高速での回転が可能であるので、又任意方向に高速でレーザ光線を偏向できるので、任意のパターンでレーザ光線の照射が可能となるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】測設点指示装置を具備した測量システムの概略図である。
【図２】本発明に係る実施例に用いられるプリズム装置の概略断面図である。
【図３】該実施例に於ける誘導装置と測量機の概略ブロック図である。
【図４】前記プリズム装置の作動説明図であり、（Ａ）はプリズム装置が鉛直状態に支持されている場合、（Ｂ）はプリズム装置が傾斜して支持されている場合を示している。
【図５】本実施例のフローチャートである。
【図６】第２の実施例のプリズム装置の要部説明図である。
【図７】第２の実施例の作動説明図である。
【図８】第２の実施例の他の作動説明図である。
【図９】第１の応用例を示す作動説明図である。
【図１０】第２の応用例を示す作動説明図である。
【図１１】第３の応用例を示す作動説明図である。
【図１２】第４の応用例を示す作動説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００３０】
図１は、本発明の本実施例に係る測設点指示装置、及び該測設点指示装置を具備した測量システムを示しており、図中、１は測設点指示装置、２は既知の点に設置される測量機を示し、前記測設点指示装置１と前記測量機２は、それぞれ測設作業を実行するに必要な情報を授受できる通信部を具備している。
【００３１】
該測量機２が前記測設点指示装置１の位置（測定座標）を測定し、測定座標と杭打ちする位置（杭打ち座標）とを比較し、測定座標が杭打ち座標に合致する様、誘導の情報を前記測設点指示装置１側に通信する。
【００３２】
前記測設点指示装置１は棒状の支持体３、誘導装置４及びプリズム装置５を具備している。前記誘導装置４は前記支持体３の上端に設けられ、該支持体３に対して直角、水平方向に延出している。前記誘導装置４は前記プリズム装置５の支持体として機能し、前記誘導装置４の下面に前記プリズム装置５が設けられている。
【００３３】
前記プリズム装置５の基本構成について、図２を参照して説明する。
【００３４】
複数のプリズム８が、全周方向の任意の方向から入射する測距光を反射する様、周方向に配設され、前記複数のプリズム８は全周プリズム９を構成する。該全周プリズム９はプリズムホルダ１０によって保持され、又該プリズムホルダ１０を介してプリズム支持部６に固定される。前記プリズムホルダ１０の底部には投光窓１１が設けられる。
【００３５】
前記プリズム装置５は、密閉構造となっており、内部には前記全周プリズム９の上下に空間１２，１３が形成されると共に前記全周プリズム９の中心部には空洞１４が形成される。
【００３６】
前記空間１２には、傾斜センサ１５、例えば加速度センサが設けられ、又レーザ光線１７を射出するレーザ発光器１６、例えばレーザポインタが設けられている。前記空洞１４にはＭＥＭＳミラー１８が設けられ、前記レーザ発光器１６から射出されるレーザ光線１７は、前記ＭＥＭＳミラー１８の中心に入射する様になっており、又該ＭＥＭＳミラー１８によって反射され、前記投光窓１１を透して射出される様になっている。射出された前記レーザ光線１７は、転写面、例えば地表に前記プリズム装置５の中心位置を転写する。
【００３７】
該ＭＥＭＳミラー１８は、鉛直線を中心に回転可能であると共に紙面に対して垂直な水平線に対して回転可能であり、同一の回転中心で２方向に回転可能となっている。又、前記ＭＥＭＳミラー１８の回転中心に前記レーザ光線１７が入射し、更に前記回転中心は前記全周プリズム９のプリズム中心と合致している。
【００３８】
又、前記レーザ発光器１６、前記ＭＥＭＳミラー１８を駆動制御する為の制御部１９が前記空間１２の所要位置に収納され、又前記傾斜センサ１５からの検出結果は前記ＭＥＭＳミラー１８を制御する為の信号として前記制御部１９に入力される。尚、該制御部１９は、前記プリズム装置５の外部に設けてもよい。
【００３９】
図３により、本実施例に係る測量システムの概略について説明する。
【００４０】
上述した様に、該測量システムは、主に前記測設点指示装置１、前記測量機２から構成される。尚、前記測設点指示装置１は、以下に述べる前記誘導装置４を備えてもよい。
【００４１】
図３に示される様に、前記誘導装置４は、作業状態、測設点迄の情報等を表示する表示部２１、第１制御演算部２２、測設点の座標等のデータ、前記測量機２から送信されたデータ等を保存する記憶部２３、前記測量機２とデータの通信を行う第１通信部２４、測設点と前記測設点指示装置１の位置合せ状態を告知する案内告知部２５を有している。
【００４２】
又、前記測量機２は、レーザ光線（測距光）１７を照射し、測定対象物からの反射レーザ光線（反射測距光）を受光して測定対象物迄の測距を行い、又受光した時点の測定対象物の方向を測定する測距・測角部２７、前記測量機２の測距作動を制御する第２制御演算部２８、前記測設点指示装置１、前記誘導装置４との間でデータ通信を行う第２通信部２９を具備している。
【００４３】
前記第２制御演算部２８には、予め測設点の座標が入力されている。前記測距・測角部２７で前記全周プリズム９の位置（測定座標）を測定し、測定結果と測設点の座標とを比較し、前記第２通信部２９を介して前記誘導装置４に、測定結果、測設点の座標、測設点と現在位置の相違、測設点への誘導についての情報等の情報をリアルタイムで無線通信する。
【００４４】
前記誘導装置４は、前記第１通信部２４を介して測定結果、測設点の座標に関する情報等、前記第２通信部２９から送信される情報を受信する。前記第１制御演算部２２は、受信した測設点の座標と、前記支持体３即ち前記全周プリズム９の現在位置を前記表示部２１に表示し、或は測設点の座標と現在位置とのずれ量、更にずれ量を０にする為の移動方向等を前記表示部２１に表示する。
【００４５】
更に、前記測設点の座標と現在位置とのずれ量、更にずれ量を０にする為の移動方向等の情報を前記制御部１９に入力する。
【００４６】
該制御部１９は、前記傾斜センサ１５からの傾斜検出結果及び前記情報に基づき、前記ＭＥＭＳミラー１８の向き（姿勢）、動きを制御する。該ＭＥＭＳミラー１８の姿勢、動きが制御されることで、即ち前記レーザ光線１７の射出方向、該レーザ光線１７の動きが制御される。
【００４７】
尚、前記制御部１９には、入力される情報に応じた、前記ＭＥＭＳミラー１８の制御パターンが予め設定されており、制御パターンを選択することで、前記レーザ光線１７の動きのパターンが決定され、前記レーザ光線１７の照射点の軌跡が所定のパターンを描く様、前記制御部１９が前記ＭＥＭＳミラー１８の動きを制御する。
【００４８】
制御パターンとしては、前記レーザ光線１７が直線上を往復走査する、或は円或は楕円を描く様に照射する等である。
【００４９】
図４（Ａ）（Ｂ）を参照して、前記ＭＥＭＳミラー１８の姿勢の制御、前記レーザ光線１７の照射方向の制御の一例を説明する。尚、図４（Ａ）（Ｂ）は、前記全周プリズム９の中心位置（座標）を地表にレーザ光線１７で点として転写する場合を示しており、レーザ光線１７は常に鉛直下方に照射される様、前記ＭＥＭＳミラー１８の姿勢が制御される。又、前記測量機２は、前記全周プリズム９の中心位置を測定する。
【００５０】
図４（Ａ）は、前記支持体３が鉛直な状態であり、鉛直な状態は前記傾斜センサ１５で検出され、前記制御部１９は前記ＭＥＭＳミラー１８で反射された前記レーザ光線１７が鉛直下方に照射される様に前記ＭＥＭＳミラー１８の姿勢を制御する。
【００５１】
図４（Ｂ）は、例えば前記全周プリズム９が、紙面上を時計方向にθ回転した状態を示している。前記全周プリズム９の傾斜は前記傾斜センサ１５によって検出され、前記制御部１９は前記傾斜センサ１５の検出信号に基づき前記ＭＥＭＳミラー１８を反時計方向にθ／２回転させる。而して、前記ＭＥＭＳミラー１８で反射された前記レーザ光線１７は鉛直下方に照射され、該レーザ光線１７は前記全周プリズム９の中心を地表に転写する。
【００５２】
而して、前記支持体３の傾きに拘らず、前記全周プリズム９の中心位置を正確に地表に転写することができる。
【００５３】
更に、前記支持体３を測設点の近傍に立設し、該支持体３を立設点を中心に傾斜させ、或は該支持体３を中心に回転させ（捻転させ）、或は前記全周プリズム９の位置を調整することで、容易に全周プリズム９の位置を測設点に合致させることができる。又、該全周プリズム９の位置が、測設点の座標と合致した場合、或は前記全周プリズム９の位置が誤差範囲となった場合、前記案内告知部２５から告知音、或は振動させ作業者に前記全周プリズム９の位置があったことを知らせる。
【００５４】
前記案内告知部２５が告知音、振動を発することで、作業者は、前記表示部２１の表示を確認しなくても杭打ち作業が行える。或は、前記案内告知部２５が告知音、振動を発する代りに、並行して前記レーザ光線１７を点滅させる様にしてもよい。
【００５５】
又、前記支持体３の姿勢に拘らず、前記レーザ光線１７により正確に全周プリズム９の位置を地表に転写できるので、一度の位置合せで直ちに測設点のマーキング、更に杭打ちが可能となる。
【００５６】
前記測量機２は、追尾機能を有するもの、追尾機能がないもの、いずれでもよいが、追尾機能を有する測量機では、１人作業で杭打ちが行える。
【００５７】
図５を参照して、本実施例に係る杭打ち作業の流れを説明する。尚、以下は、追尾機能を有する測量機２、例えばトータルステーションを用いて、測設作業を行う場合について説明する。
【００５８】
ＳＴＥＰ：０１ 前記測量機２に、測設点の情報を設定入力する。
【００５９】
ＳＴＥＰ：０２ 前記測量機２を測設点の方向に向け、又測設点指示装置１を測設点の方向に保持する。
【００６０】
ＳＴＥＰ：０３ 前記測量機２を動作させ、前記全周プリズム９の追尾を開始する。追尾の開始と共に前記全周プリズム９の測距と角度（水平角、鉛直角）を連続測定する。測定結果、及び測設点の座標データが前記測設点指示装置１に送信される。
【００６１】
ＳＴＥＰ：０４ 前記測設点指示装置１では、前記測量機２から送信された情報に基づき、現在位置と測設点迄のずれ量が演算され、ずれ量が表示される。尚、ずれ量の表示としては、ＸＹの座標値、或はずれの方向を示す矢印であり、又ずれ量に対応して矢印の長さを変えてもよい。
【００６２】
ＳＴＥＰ：０５，ＳＴＥＰ：０６ 前記全周プリズム９が、測設点に近づき、概略測設点となると、前記支持体３を地面に立てる。
【００６３】
ＳＴＥＰ：０７ 前記全周プリズム９の位置を前記測量機２の測距結果で確認し、前記全周プリズム９が測設点の鉛直上にあるかどうかを確認する。
【００６４】
ＳＴＥＰ：０８ 前記全周プリズム９が測設点の鉛直上にない場合は、前記支持体３を下端を中心に鉛直に対して傾動させ、或は前記支持体３の軸心を中心に回転（捻転）させ、前記全周プリズム９の位置が測設点の鉛直上となる様に前記全周プリズム９の位置調整を行う。
【００６５】
ＳＴＥＰ：０９ 前記全周プリズム９が測設点の鉛直上にあると確認できた状態で、前記レーザ発光器１６からレーザ光線１７を照射させる。射出される前記レーザ光線１７は測設点を照射する。或は、前記レーザ発光器１６からレーザ光線１７を照射させつつ位置調整を行ってもよい。
【００６６】
ＳＴＥＰ：１０ 測設点をマーキングする（杭を打つ）。１つの測設作業が完了し、次の測設点の決定に移行する。
【００６７】
上記測設点指示装置１の測設点、決定作業では、前記支持体３の姿勢（傾斜、捻転）に拘らず、前記レーザ発光器１６は常に、前記全周プリズム９の中心の鉛直下方を照射するので、作業者は、前記支持体３を鉛直姿勢に維持することに注意を払わず、前記レーザ発光器１６の照射位置を測設点に合致させることだけに専念すればよいので、作業性が著しく向上する。
【００６８】
尚、測設点の情報については、前記誘導装置４の前記記憶部２３に予め設定入力しておいてもよい。
【００６９】
上記実施例では、前記レーザ光線１７を鉛直方向に射出する様にしたが、前記制御部１９によって前記ＭＥＭＳミラー１８の姿勢を制御して、所望の方向に前記レーザ光線１７を射出する様にしてもよい。
【００７０】
図６、図７は、第２の実施例を示している。第２の実施例では、レーザ光線１７を鉛直方向でなく、所要の角度で射出させ、前記レーザ光線１７の照射点が、測設点となる様に制御したものである。
【００７１】
第２の実施例に於けるプリズム装置５は、傾斜センサ１５の他に方位センサ３１（例えば磁気センサ）を具備しており、傾斜の他にプリズム装置５の方位（向き）を検出できる様になっている。
【００７２】
前記プリズム装置５の中心（プリズム中心）は、測量機２によって測定でき、更に前記プリズム装置５は前記支持体３の既知の高さに設けられているので、水平位置Ｄと高さ位置ｈが既知となる。
【００７３】
前記測量機２によって、前記プリズム装置５の位置（座標）を測定することで、該プリズム装置５の現在位置と測設点Ｏの位置（座標）との比較により、現在位置に対する測設点Ｏの距離、方向が演算できる。更に、レーザ光線１７の照射点を前記測設点Ｏに合致させる為の照射角αも演算できる。従って、前記ＭＥＭＳミラー１８の姿勢を制御することで、前記レーザ光線１７を測設点Ｏに向って反射させることができる。
【００７４】
従って、完全に前記プリズム装置５を測設点Ｏの位置に合致させなくとも、前記レーザ光線１７により、測設点Ｏを地表に転写することができる。第２の実施例では、測設点指示装置１を測設点Ｏ近傍に立設することで、自動的に前記レーザ光線１７による測設点Ｏの転写が行え、作業性は更に向上する。
【００７５】
上記実施例では、レーザ光線１７を静止させた状態で照射し、測設点を１点で示したが、前記レーザ光線１７を動的に照射させ、該レーザ光線１７の照射で測設点へと導く案内機能を付加してもよい。
【００７６】
図８は、前記レーザ光線１７を往復走査させる様、前記ＭＥＭＳミラー１８を動的に制御するものであり、該ＭＥＭＳミラー１８を動的に制御することで、地表に測設点Ｏを通過する、或は測設点Ｏを含む直線３３を形成することができる。更に、該直線３３の方向を測設点Ｏへの移動方向と合致させ、更に前記直線３３の長さを現在位置と測設点Ｏ迄の距離に対応させた長さとする。従って描かれる直線３３の方向と長さによって、杭打ち作業者は移動方向と、移動量を理解することができる。即ち、前記直線３３によって、作業者が適切な移動ができる様に案内することができる。更に、前記直線３３が示されることによって、作業者は誘導装置４の表示部２１を見なくても作業が行える。
【００７７】
尚、前記レーザ光線１７を往復走査させるパターンの１つとしては、前記プリズム装置５の現在位置を始点（該プリズム装置５から鉛直下方に前記レーザ光線１７を照射した点）として、現在位置と測設点Ｏとの間を往復走査させる等である。
【００７８】
図９は、動的に照射する場合の応用例である。
【００７９】
図９に示す応用例では、前記レーザ光線１７によって円３４が描かれる様に前記ＭＥＭＳミラー１８の姿勢を動的に制御するものである。
【００８０】
前記円３４は、測設点Ｏを通過する円であり、該円３４はプリズム装置５の鉛直下を中心とし、測設点Ｏ迄の距離が半径となる。従って、円３４の大きさが移動量（現在位置と測設点Ｏ迄の偏差）となる。従って、前記プリズム装置５が測設点Ｏに近づくと前記円３４は小さくなる。従って、作業者は円３４の大きさの変化を見ることで、移動方向が正しいかどうかを判断できる。尚、前記円３４を描くと合わせて、前記直線３３を描く様にしてもよい。或は、前記レーザ光線１７により楕円を描く様にし、楕円の長軸の方向が作業者の移動方向である様にしてもよい。この場合、楕円の中心が測設点指示装置１の現在位置であり、楕円の長軸の一端が測設点Ｏとなる。
【００８１】
図１０は、第２の応用例を示している。第２の応用例では、前記プリズム装置５を上向きにしたものであり、上向きにすることで、鉛直上に測定された座標位置を転写することができる。
【００８２】
図１１は、第３の応用例を示し、第３の応用例では、前記プリズム装置５を横向きにし、水平方向にレーザ光線１７を照射する様にしたものであり、第３の応用例では測定した高さを壁等に転写することができる。
【００８３】
図１２は、第４の応用例を示している。第４の応用例では、レーザ光線１７を水平方向に射出すると共に往復走査させたものであり、壁面に水平ラインを形成するものである。
【００８４】
第２の応用例〜第４の応用例のいずれも、プリズム装置５が傾斜センサ１５を持っているので、該傾斜センサ１５の検出結果に基づき、前記プリズム装置５の姿勢に応じて、所望の方向に、位置の転写、線の描写が行える。
【００８５】
尚、上記実施例では、１つのＭＥＭＳミラー１８により直交する２軸に関して回転可能としたが、１軸に関して回転可能なＭＥＭＳミラー１８を回転軸が直交する様に組合わせてもよい。
【００８６】
又、ＭＥＭＳミラー１８に限らず、回転可能に支持されたミラーと該ミラーを回転させる駆動部を備えていればよい。
【符号の説明】
【００８７】
１ 測設点指示装置
２ 測量機
３ 支持体
４ 誘導装置
５ プリズム装置
８ プリズム
９ 全周プリズム
１０ プリズムホルダ
１４ 空洞
１５ 傾斜センサ
１６ レーザ発光器
１７ レーザ光線
１８ ＭＥＭＳミラー
１９ 制御部
２１ 表示部
２２ 第１制御演算部
２３ 記憶部
２４ 第１通信部
２５ 案内告知部
２７ 測距・測角部
２８ 第２制御演算部
２９ 第２通信部
３１ 方位センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は測量作業、例えば測設点の決定等の作業に用いられる測設点指示装置、及び測設点指示装置を具備する測量システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
測量作業、例えば測設点に杭打ちを行う測設作業では、既知点に測量装置が設けられ、測量装置から測設点（座標）を指示し、測設点に杭打ちを行う作業者（以下杭打ち作業者）に測設点の情報を伝達する。
【０００３】
杭打ち作業者は測設点指示装置を支持し、測量装置から測設点指示装置の位置を測定し、測設点指示装置の現在位置と測設点とのずれを杭打ち作業者に伝達する。杭打ち作業者は、ずれがなくなる位置に測設点指示装置を支持して、該測設点指示装置が示す点を測設点として決定している。
【０００４】
従来の測設点指示装置としては、プリズムが装着されたポールがあり、ポールの下端が測設点を示し、測量装置はプリズムの位置を測定している。ポールを垂直に支持した状態で、前記測量装置が測定する値が測設点の値と一致した場合に測設点が決定される。
【０００５】
従って、ポールには、ポールが垂直であることを確認する為、気泡管等の傾き検出器が設けられている。
【０００６】
この為、前記測量装置が測定する値が測設点の値と一致した場合でも、ポールが傾斜していると、ポールを垂直に修正（整準）する必要がある。ポールの傾斜を調整するとプリズムの位置は水平方向に変位し、測設点からずれてしまう。この為、更に測設点指示装置の位置を調整する必要がある。従って、正確な測設点の設定には測設点指示装置の位置調整と、整準とを繰返す面倒な作業となっていた。
【０００７】
尚、特許文献１には、ポールにプリズムが装着された測設点指示装置が示され、特許文献２には３脚に水平方向に延出するアームが設けられ、アームの先端にプリズム、該プリズムの位置を地表に転写する下げ振りを具備する測設点指示装置が示され、特許文献３には３脚に水平方向に延出するアームが設けられ、アームの先端にプリズム、該プリズムの位置を地表に転写する手段としてレーザポインタを具備する測設点指示装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２０４５５７号公報
【特許文献２】実開平３−２７３１０号公報
【特許文献３】特開２００１−２２７９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は斯かる実情に鑑み、容易に測設点の決定、杭打ち作業が行える様にした測設点指示装置及び測量システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、レーザ光線を発するレーザ発光器と、中心部に空洞を有する全周プリズムと、前記空洞に設けられ、直交する２軸で回転可能であり、前記レーザ発光器から発せられたレーザ光線を任意の方向に偏向可能に設けられたミラーと、該ミラーの姿勢又は回転を制御する制御部とを有するプリズム装置と、該プリズム装置を支持する支持体とを具備し、前記レーザ光線が前記プリズム装置の中心位置を所要の転写面に転写する様構成された測設点指示装置に係るものである。
【００１１】
又本発明は、前記制御部は、転写面での前記レーザ光線の照射点の軌跡が所定のパターンとなる様に、前記ミラーを制御する測設点指示装置に係るものである。
【００１２】
又本発明は、前記プリズム装置が傾斜センサを有し、前記制御部は前記傾斜センサの検出結果に基づき、前記レーザ光線を鉛直又は水平に射出する様、前記ミラーを制御する測設点指示装置に係るものである。
【００１３】
又本発明は、前記支持体は傾動可能であり、該支持体の傾動により、前記レーザ光線の転写位置の調整を可能とした測設点指示装置に係るものである。
【００１４】
又本発明は、レーザ光線を発するレーザ発光器と、中心部に空洞を有する全周プリズムと、前記空洞に設けられ、直交する２軸で回転可能であり、前記レーザ発光器から発せられたレーザ光線を任意の方向に偏向可能に設けられたミラーと、傾斜センサと、前記ミラーの回転を制御する制御部とを有するプリズム装置と、該プリズム装置を支持する支持体と、第１通信部とを具備する測設点指示装置と、第２通信部を有すると共に既知点に設置され、前記測設点指示装置の位置を測定する測量機とを具備し、該測量機は測定した前記全周プリズムの位置と測設点の位置とを前記測設点指示装置に送信し、前記制御部は前記第１通信部が受信した全周プリズムの位置と測設点の位置とに基づき前記レーザ光線が測設点を照射する様、前記ミラーを制御する測量システムに係るものである。
【００１５】
又本発明は、前記制御部は、転写面での前記レーザ光線の照射点の軌跡が、前記測設点及び全周プリズムの現在位置を含む所定のパターンとなる様に、前記ミラーを制御する測量システムに係り、又、前記所定のパターンは、直線であり、直線の一端は前記全周プリズムの現在位置であり、他端は測設点である測量システムに係り、又、前記所定のパターンは、前記全周プリズムの現在位置を中心とする円であり、円の半径は前記全周プリズムの現在位置から測設点迄の距離である測量システムに係るものであり、又、前記所定のパターンは、前記全周プリズムの現在位置を中心とする楕円であり、楕円の長軸の一端が測設点である測量システムに係るものである。
【００１６】
又本発明は、前記制御部は、前記レーザ光線が鉛直下方に照射される様、前記ミラーの姿勢を制御する測量システムに係るものである。
【００１７】
又本発明は、前記測設点指示装置は案内告知部を有し、前記全周プリズムの位置が測設点に対し、測定誤差範囲内となった場合、前記案内告知部が測定誤差範囲内となったことを告知する測量システムに係るものである。
【００１８】
又本発明は、前記ミラーがＭＥＭＳミラーである測設点指示装置、又は、測量システムに係るものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、レーザ光線を発するレーザ発光器と、中心部に空洞を有する全周プリズムと、前記空洞に設けられ、直交する２軸で回転可能であり、前記レーザ発光器から発せられたレーザ光線を任意の方向に偏向可能に設けられたミラーと、該ミラーの姿勢又は回転を制御する制御部とを有するプリズム装置と、該プリズム装置を支持する支持体とを具備し、前記レーザ光線が前記プリズム装置の中心位置を所要の転写面に転写する様構成されたので、前記支持体の状態に拘らず前記プリズム装置の中心位置を所要の転写面に容易に転写することができ、本測設点指示装置を用いて測設作業を行うことで、測設作業が容易となる。
【００２０】
又本発明によれば、前記制御部は、転写面での前記レーザ光線の照射点の軌跡が所定のパターンとなる様に、前記ミラーを制御するので、レーザ光線は測設点を示すだけでなく、作業者を測設点迄誘導する機能を奏する。
【００２１】
又本発明によれば、前記プリズム装置が傾斜センサを有し、前記制御部は前記傾斜センサの検出結果に基づき、前記レーザ光線を鉛直又は水平に射出する様、前記ミラーを制御するので、地表での位置、座標を示すだけでなく、高さも示すことができる。
【００２２】
又本発明によれば、前記支持体は傾動可能であり、該支持体の傾動により、前記レーザ光線の転写位置の調整を可能としたので、前記支持体の立設位置が測設点からずれていた場合でも、容易に測設点の決定が可能となる。
【００２３】
又本発明によれば、レーザ光線を発するレーザ発光器と、中心部に空洞を有する全周プリズムと、前記空洞に設けられ、直交する２軸で回転可能であり、前記レーザ発光器から発せられたレーザ光線を任意の方向に偏向可能に設けられたミラーと、傾斜センサと、前記ミラーの回転を制御する制御部とを有するプリズム装置と、該プリズム装置を支持する支持体と、第１通信部とを具備する測設点指示装置と、第２通信部を有すると共に既知点に設置され、前記測設点指示装置の位置を測定する測量機とを具備し、該測量機は測定した前記全周プリズムの位置と測設点の位置とを前記測設点指示装置に送信し、前記制御部は前記第１通信部が受信した全周プリズムの位置と測設点の位置とに基づき前記レーザ光線が測設点を照射する様、前記ミラーを制御するので、前記支持体の状態に拘らず前記プリズム装置の中心位置を所要の転写面に容易に転写することができ、測設作業が容易且つ能率よく行える。
【００２４】
又本発明によれば、前記制御部は、転写面での前記レーザ光線の照射点の軌跡が、前記測設点及び全周プリズムの現在位置を含む所定のパターンとなる様に、前記ミラーを制御するので、レーザ光線は測設点を示すだけでなく、作業者を測設点迄誘導する機能を奏する。
【００２５】
又本発明によれば、前記制御部は、前記レーザ光線が鉛直下方に照射される様、前記ミラーの姿勢を制御するので、前記支持体の状態に拘らず、常にプリズム装置の中心を地表に転写することができる。
【００２６】
又本発明によれば、前記測設点指示装置は案内告知部を有し、前記全周プリズムの位置が測設点に対し、測定誤差範囲内となった場合、前記案内告知部が測定誤差範囲内となったことを告知するので、作業者は、レーザ光線の照射位置を見ているだけで、測設作業を行え、作業性が向上する。
【００２７】
又本発明によれば、前記ミラーはＭＥＭＳミラーであるので、プリズム装置を軽量化でき、又高速での回転が可能であるので、又任意方向に高速でレーザ光線を偏向できるので、任意のパターンでレーザ光線の照射が可能となるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】測設点指示装置を具備した測量システムの概略図である。
【図２】本発明に係る実施例に用いられるプリズム装置の概略断面図である。
【図３】該実施例に於ける誘導装置と測量機の概略ブロック図である。
【図４】前記プリズム装置の作動説明図であり、（Ａ）はプリズム装置が鉛直状態に支持されている場合、（Ｂ）はプリズム装置が傾斜して支持されている場合を示している。
【図５】本実施例のフローチャートである。
【図６】第２の実施例のプリズム装置の要部説明図である。
【図７】第２の実施例の作動説明図である。
【図８】第２の実施例の他の作動説明図である。
【図９】第１の応用例を示す作動説明図である。
【図１０】第２の応用例を示す作動説明図である。
【図１１】第３の応用例を示す作動説明図である。
【図１２】第４の応用例を示す作動説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００３０】
図１は、本発明の本実施例に係る測設点指示装置、及び該測設点指示装置を具備した測量システムを示しており、図中、１は測設点指示装置、２は既知の点に設置される測量機を示し、前記測設点指示装置１と前記測量機２は、それぞれ測設作業を実行するに必要な情報を授受できる通信部を具備している。
【００３１】
該測量機２が前記測設点指示装置１の位置（測定座標）を測定し、測定座標と杭打ちする位置（杭打ち座標）とを比較し、測定座標が杭打ち座標に合致する様、誘導の情報を前記測設点指示装置１側に通信する。
【００３２】
前記測設点指示装置１は棒状の支持体３、誘導装置４及びプリズム装置５を具備している。前記誘導装置４は前記支持体３の上端に設けられ、該支持体３に対して直角、水平方向に延出している。前記誘導装置４は前記プリズム装置５の支持体として機能し、前記誘導装置４の下面に前記プリズム装置５が設けられている。
【００３３】
前記プリズム装置５の基本構成について、図２を参照して説明する。
【００３４】
複数のプリズム８が、全周方向の任意の方向から入射する測距光を反射する様、周方向に配設され、前記複数のプリズム８は全周プリズム９を構成する。該全周プリズム９はプリズムホルダ１０によって保持され、又該プリズムホルダ１０を介してプリズム支持部６に固定される。前記プリズムホルダ１０の底部には投光窓１１が設けられる。
【００３５】
前記プリズム装置５は、密閉構造となっており、内部には前記全周プリズム９の上下に空間１２，１３が形成されると共に前記全周プリズム９の中心部には空洞１４が形成される。
【００３６】
前記空間１２には、傾斜センサ１５、例えば加速度センサが設けられ、又レーザ光線１７を射出するレーザ発光器１６、例えばレーザポインタが設けられている。前記空洞１４にはＭＥＭＳミラー１８が設けられ、前記レーザ発光器１６から射出されるレーザ光線１７は、前記ＭＥＭＳミラー１８の中心に入射する様になっており、又該ＭＥＭＳミラー１８によって反射され、前記投光窓１１を透して射出される様になっている。射出された前記レーザ光線１７は、転写面、例えば地表に前記プリズム装置５の中心位置を転写する。
【００３７】
該ＭＥＭＳミラー１８は、鉛直線を中心に回転可能であると共に紙面に対して垂直な水平線に対して回転可能であり、同一の回転中心で２方向に回転可能となっている。又、前記ＭＥＭＳミラー１８の回転中心に前記レーザ光線１７が入射し、更に前記回転中心は前記全周プリズム９のプリズム中心と合致している。
【００３８】
又、前記レーザ発光器１６、前記ＭＥＭＳミラー１８を駆動制御する為の制御部１９が前記空間１２の所要位置に収納され、又前記傾斜センサ１５からの検出結果は前記ＭＥＭＳミラー１８を制御する為の信号として前記制御部１９に入力される。尚、該制御部１９は、前記プリズム装置５の外部に設けてもよい。
【００３９】
図３により、本実施例に係る測量システムの概略について説明する。
【００４０】
上述した様に、該測量システムは、主に前記測設点指示装置１、前記測量機２から構成される。尚、前記測設点指示装置１は、以下に述べる前記誘導装置４を備えてもよい。
【００４１】
図３に示される様に、前記誘導装置４は、作業状態、測設点迄の情報等を表示する表示部２１、第１制御演算部２２、測設点の座標等のデータ、前記測量機２から送信されたデータ等を保存する記憶部２３、前記測量機２とデータの通信を行う第１通信部２４、測設点と前記測設点指示装置１の位置合せ状態を告知する案内告知部２５を有している。
【００４２】
又、前記測量機２は、レーザ光線（測距光）１７を照射し、測定対象物からの反射レーザ光線（反射測距光）を受光して測定対象物迄の測距を行い、又受光した時点の測定対象物の方向を測定する測距・測角部２７、前記測量機２の測距作動を制御する第２制御演算部２８、前記測設点指示装置１、前記誘導装置４との間でデータ通信を行う第２通信部２９を具備している。
【００４３】
前記第２制御演算部２８には、予め測設点の座標が入力されている。前記測距・測角部２７で前記全周プリズム９の位置（測定座標）を測定し、測定結果と測設点の座標とを比較し、前記第２通信部２９を介して前記誘導装置４に、測定結果、測設点の座標、測設点と現在位置の相違、測設点への誘導についての情報等の情報をリアルタイムで無線通信する。
【００４４】
前記誘導装置４は、前記第１通信部２４を介して測定結果、測設点の座標に関する情報等、前記第２通信部２９から送信される情報を受信する。前記第１制御演算部２２は、受信した測設点の座標と、前記支持体３即ち前記全周プリズム９の現在位置を前記表示部２１に表示し、或は測設点の座標と現在位置とのずれ量、更にずれ量を０にする為の移動方向等を前記表示部２１に表示する。
【００４５】
更に、前記測設点の座標と現在位置とのずれ量、更にずれ量を０にする為の移動方向等の情報を前記制御部１９に入力する。
【００４６】
該制御部１９は、前記傾斜センサ１５からの傾斜検出結果及び前記情報に基づき、前記ＭＥＭＳミラー１８の向き（姿勢）、動きを制御する。該ＭＥＭＳミラー１８の姿勢、動きが制御されることで、即ち前記レーザ光線１７の射出方向、該レーザ光線１７の動きが制御される。
【００４７】
尚、前記制御部１９には、入力される情報に応じた、前記ＭＥＭＳミラー１８の制御パターンが予め設定されており、制御パターンを選択することで、前記レーザ光線１７の動きのパターンが決定され、前記レーザ光線１７の照射点の軌跡が所定のパターンを描く様、前記制御部１９が前記ＭＥＭＳミラー１８の動きを制御する。
【００４８】
制御パターンとしては、前記レーザ光線１７が直線上を往復走査する、或は円或は楕円を描く様に照射する等である。
【００４９】
図４（Ａ）（Ｂ）を参照して、前記ＭＥＭＳミラー１８の姿勢の制御、前記レーザ光線１７の照射方向の制御の一例を説明する。尚、図４（Ａ）（Ｂ）は、前記全周プリズム９の中心位置（座標）を地表にレーザ光線１７で点として転写する場合を示しており、レーザ光線１７は常に鉛直下方に照射される様、前記ＭＥＭＳミラー１８の姿勢が制御される。又、前記測量機２は、前記全周プリズム９の中心位置を測定する。
【００５０】
図４（Ａ）は、前記支持体３が鉛直な状態であり、鉛直な状態は前記傾斜センサ１５で検出され、前記制御部１９は前記ＭＥＭＳミラー１８で反射された前記レーザ光線１７が鉛直下方に照射される様に前記ＭＥＭＳミラー１８の姿勢を制御する。
【００５１】
図４（Ｂ）は、例えば前記全周プリズム９が、紙面上を時計方向にθ回転した状態を示している。前記全周プリズム９の傾斜は前記傾斜センサ１５によって検出され、前記制御部１９は前記傾斜センサ１５の検出信号に基づき前記ＭＥＭＳミラー１８を反時計方向にθ／２回転させる。而して、前記ＭＥＭＳミラー１８で反射された前記レーザ光線１７は鉛直下方に照射され、該レーザ光線１７は前記全周プリズム９の中心を地表に転写する。
【００５２】
而して、前記支持体３の傾きに拘らず、前記全周プリズム９の中心位置を正確に地表に転写することができる。
【００５３】
更に、前記支持体３を測設点の近傍に立設し、該支持体３を立設点を中心に傾斜させ、或は該支持体３を中心に回転させ（捻転させ）、或は前記全周プリズム９の位置を調整することで、容易に全周プリズム９の位置を測設点に合致させることができる。又、該全周プリズム９の位置が、測設点の座標と合致した場合、或は前記全周プリズム９の位置が誤差範囲となった場合、前記案内告知部２５から告知音、或は振動させ作業者に前記全周プリズム９の位置があったことを知らせる。
【００５４】
前記案内告知部２５が告知音、振動を発することで、作業者は、前記表示部２１の表示を確認しなくても杭打ち作業が行える。或は、前記案内告知部２５が告知音、振動を発する代りに、並行して前記レーザ光線１７を点滅させる様にしてもよい。
【００５５】
又、前記支持体３の姿勢に拘らず、前記レーザ光線１７により正確に全周プリズム９の位置を地表に転写できるので、一度の位置合せで直ちに測設点のマーキング、更に杭打ちが可能となる。
【００５６】
前記測量機２は、追尾機能を有するもの、追尾機能がないもの、いずれでもよいが、追尾機能を有する測量機では、１人作業で杭打ちが行える。
【００５７】
図５を参照して、本実施例に係る杭打ち作業の流れを説明する。尚、以下は、追尾機能を有する測量機２、例えばトータルステーションを用いて、測設作業を行う場合について説明する。
【００５８】
ＳＴＥＰ：０１ 前記測量機２に、測設点の情報を設定入力する。
【００５９】
ＳＴＥＰ：０２ 前記測量機２を測設点の方向に向け、又測設点指示装置１を測設点の方向に保持する。
【００６０】
ＳＴＥＰ：０３ 前記測量機２を動作させ、前記全周プリズム９の追尾を開始する。追尾の開始と共に前記全周プリズム９の測距と角度（水平角、鉛直角）を連続測定する。測定結果、及び測設点の座標データが前記測設点指示装置１に送信される。
【００６１】
ＳＴＥＰ：０４ 前記測設点指示装置１では、前記測量機２から送信された情報に基づき、現在位置と測設点迄のずれ量が演算され、ずれ量が表示される。尚、ずれ量の表示としては、ＸＹの座標値、或はずれの方向を示す矢印であり、又ずれ量に対応して矢印の長さを変えてもよい。
【００６２】
ＳＴＥＰ：０５，ＳＴＥＰ：０６ 前記全周プリズム９が、測設点に近づき、概略測設点となると、前記支持体３を地面に立てる。
【００６３】
ＳＴＥＰ：０７ 前記全周プリズム９の位置を前記測量機２の測距結果で確認し、前記全周プリズム９が測設点の鉛直上にあるかどうかを確認する。
【００６４】
ＳＴＥＰ：０８ 前記全周プリズム９が測設点の鉛直上にない場合は、前記支持体３を下端を中心に鉛直に対して傾動させ、或は前記支持体３の軸心を中心に回転（捻転）させ、前記全周プリズム９の位置が測設点の鉛直上となる様に前記全周プリズム９の位置調整を行う。
【００６５】
ＳＴＥＰ：０９ 前記全周プリズム９が測設点の鉛直上にあると確認できた状態で、前記レーザ発光器１６からレーザ光線１７を照射させる。射出される前記レーザ光線１７は測設点を照射する。或は、前記レーザ発光器１６からレーザ光線１７を照射させつつ位置調整を行ってもよい。
【００６６】
ＳＴＥＰ：１０ 測設点をマーキングする（杭を打つ）。１つの測設作業が完了し、次の測設点の決定に移行する。
【００６７】
上記測設点指示装置１の測設点、決定作業では、前記支持体３の姿勢（傾斜、捻転）に拘らず、前記レーザ発光器１６は常に、前記全周プリズム９の中心の鉛直下方を照射するので、作業者は、前記支持体３を鉛直姿勢に維持することに注意を払わず、前記レーザ発光器１６の照射位置を測設点に合致させることだけに専念すればよいので、作業性が著しく向上する。
【００６８】
尚、測設点の情報については、前記誘導装置４の前記記憶部２３に予め設定入力しておいてもよい。
【００６９】
上記実施例では、前記レーザ光線１７を鉛直方向に射出する様にしたが、前記制御部１９によって前記ＭＥＭＳミラー１８の姿勢を制御して、所望の方向に前記レーザ光線１７を射出する様にしてもよい。
【００７０】
図６、図７は、第２の実施例を示している。第２の実施例では、レーザ光線１７を鉛直方向でなく、所要の角度で射出させ、前記レーザ光線１７の照射点が、測設点となる様に制御したものである。
【００７１】
第２の実施例に於けるプリズム装置５は、傾斜センサ１５の他に方位センサ３１（例えば磁気センサ）を具備しており、傾斜の他にプリズム装置５の方位（向き）を検出できる様になっている。
【００７２】
前記プリズム装置５の中心（プリズム中心）は、測量機２によって測定でき、更に前記プリズム装置５は前記支持体３の既知の高さに設けられているので、水平位置Ｄと高さ位置ｈが既知となる。
【００７３】
前記測量機２によって、前記プリズム装置５の位置（座標）を測定することで、該プリズム装置５の現在位置と測設点Ｏの位置（座標）との比較により、現在位置に対する測設点Ｏの距離、方向が演算できる。更に、レーザ光線１７の照射点を前記測設点Ｏに合致させる為の照射角αも演算できる。従って、前記ＭＥＭＳミラー１８の姿勢を制御することで、前記レーザ光線１７を測設点Ｏに向って反射させることができる。
【００７４】
従って、完全に前記プリズム装置５を測設点Ｏの位置に合致させなくとも、前記レーザ光線１７により、測設点Ｏを地表に転写することができる。第２の実施例では、測設点指示装置１を測設点Ｏ近傍に立設することで、自動的に前記レーザ光線１７による測設点Ｏの転写が行え、作業性は更に向上する。
【００７５】
上記実施例では、レーザ光線１７を静止させた状態で照射し、測設点を１点で示したが、前記レーザ光線１７を動的に照射させ、該レーザ光線１７の照射で測設点へと導く案内機能を付加してもよい。
【００７６】
図８は、前記レーザ光線１７を往復走査させる様、前記ＭＥＭＳミラー１８を動的に制御するものであり、該ＭＥＭＳミラー１８を動的に制御することで、地表に測設点Ｏを通過する、或は測設点Ｏを含む直線３３を形成することができる。更に、該直線３３の方向を測設点Ｏへの移動方向と合致させ、更に前記直線３３の長さを現在位置と測設点Ｏ迄の距離に対応させた長さとする。従って描かれる直線３３の方向と長さによって、杭打ち作業者は移動方向と、移動量を理解することができる。即ち、前記直線３３によって、作業者が適切な移動ができる様に案内することができる。更に、前記直線３３が示されることによって、作業者は誘導装置４の表示部２１を見なくても作業が行える。
【００７７】
尚、前記レーザ光線１７を往復走査させるパターンの１つとしては、前記プリズム装置５の現在位置を始点（該プリズム装置５から鉛直下方に前記レーザ光線１７を照射した点）として、現在位置と測設点Ｏとの間を往復走査させる等である。
【００７８】
図９は、動的に照射する場合の応用例である。
【００７９】
図９に示す応用例では、前記レーザ光線１７によって円３４が描かれる様に前記ＭＥＭＳミラー１８の姿勢を動的に制御するものである。
【００８０】
前記円３４は、測設点Ｏを通過する円であり、該円３４はプリズム装置５の鉛直下を中心とし、測設点Ｏ迄の距離が半径となる。従って、円３４の大きさが移動量（現在位置と測設点Ｏ迄の偏差）となる。従って、前記プリズム装置５が測設点Ｏに近づくと前記円３４は小さくなる。従って、作業者は円３４の大きさの変化を見ることで、移動方向が正しいかどうかを判断できる。尚、前記円３４を描くと合わせて、前記直線３３を描く様にしてもよい。或は、前記レーザ光線１７により楕円を描く様にし、楕円の長軸の方向が作業者の移動方向である様にしてもよい。この場合、楕円の中心が測設点指示装置１の現在位置であり、楕円の長軸の一端が測設点Ｏとなる。
【００８１】
図１０は、第２の応用例を示している。第２の応用例では、前記プリズム装置５を上向きにしたものであり、上向きにすることで、鉛直上に測定された座標位置を転写することができる。
【００８２】
図１１は、第３の応用例を示し、第３の応用例では、前記プリズム装置５を横向きにし、水平方向にレーザ光線１７を照射する様にしたものであり、第３の応用例では測定した高さを壁等に転写することができる。
【００８３】
図１２は、第４の応用例を示している。第４の応用例では、レーザ光線１７を水平方向に射出すると共に往復走査させたものであり、壁面に水平ラインを形成するものである。
【００８４】
第２の応用例〜第４の応用例のいずれも、プリズム装置５が傾斜センサ１５を持っているので、該傾斜センサ１５の検出結果に基づき、前記プリズム装置５の姿勢に応じて、所望の方向に、位置の転写、線の描写が行える。
【００８５】
尚、上記実施例では、１つのＭＥＭＳミラー１８により直交する２軸に関して回転可能としたが、１軸に関して回転可能なＭＥＭＳミラー１８を回転軸が直交する様に組合わせてもよい。
【００８６】
又、ＭＥＭＳミラー１８に限らず、回転可能に支持されたミラーと該ミラーを回転させる駆動部を備えていればよい。
【符号の説明】
【００８７】
１ 測設点指示装置
２ 測量機
３ 支持体
４ 誘導装置
５ プリズム装置
８ プリズム
９ 全周プリズム
１０ プリズムホルダ
１４ 空洞
１５ 傾斜センサ
１６ レーザ発光器
１７ レーザ光線
１８ ＭＥＭＳミラー
１９ 制御部
２１ 表示部
２２ 第１制御演算部
２３ 記憶部
２４ 第１通信部
２５ 案内告知部
２７ 測距・測角部
２８ 第２制御演算部
２９ 第２通信部
３１ 方位センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光線を発するレーザ発光器と、中心部に空洞を有する全周プリズムと、前記空洞に設けられ、直交する２軸で回転可能であり、前記レーザ発光器から発せられたレーザ光線を任意の方向に偏向可能に設けられたミラーと、該ミラーの姿勢又は回転を制御する制御部とを有するプリズム装置と、該プリズム装置を支持する支持体とを具備し、前記レーザ光線が前記プリズム装置の中心位置を所要の転写面に転写する様構成されたことを特徴とする測設点指示装置。
【請求項２】
前記制御部は、転写面での前記レーザ光線の照射点の軌跡が所定のパターンとなる様に、前記ミラーを制御する請求項１の測設点指示装置。
【請求項３】
前記プリズム装置が傾斜センサを有し、前記制御部は前記傾斜センサの検出結果に基づき、前記レーザ光線を鉛直又は水平に射出する様、前記ミラーを制御する請求項１又は請求項２の測設点指示装置。
【請求項４】
前記支持体は傾動可能であり、該支持体の傾動により、前記レーザ光線の転写位置の調整を可能とした請求項１〜請求項３のいずれかの測設点指示装置。
【請求項５】
レーザ光線を発するレーザ発光器と、中心部に空洞を有する全周プリズムと、前記空洞に設けられ、直交する２軸で回転可能であり、前記レーザ発光器から発せられたレーザ光線を任意の方向に偏向可能に設けられたミラーと、傾斜センサと、前記ミラーの回転を制御する制御部とを有するプリズム装置と、該プリズム装置を支持する支持体と、第１通信部とを具備する測設点指示装置と、第２通信部を有すると共に既知点に設置され、前記測設点指示装置の位置を測定する測量機とを具備し、該測量機は測定した前記全周プリズムの位置と測設点の位置とを前記測設点指示装置に送信し、前記制御部は前記第１通信部が受信した全周プリズムの位置と測設点の位置とに基づき前記レーザ光線が測設点を照射する様、前記ミラーを制御することを特徴とする測量システム。
【請求項６】
前記制御部は、転写面での前記レーザ光線の照射点の軌跡が、前記測設点及び全周プリズムの現在位置を含む所定のパターンとなる様に、前記ミラーを制御する請求項５の測量システム。
【請求項７】
前記所定のパターンは、直線であり、直線の一端は前記全周プリズムの現在位置であり、他端は測設点である請求項６の測量システム。
【請求項８】
前記所定のパターンは、前記全周プリズムの現在位置を中心とする円であり、円の半径は前記全周プリズムの現在位置から測設点迄の距離である請求項６の測量システム。
【請求項９】
前記所定のパターンは、前記全周プリズムの現在位置を中心とする楕円であり、楕円の長軸の一端が測設点である請求項６の測量システム。
【請求項１０】
前記制御部は、前記レーザ光線が鉛直下方に照射される様、前記ミラーの姿勢を制御する請求項６の測量システム。
【請求項１１】
前記測設点指示装置は案内告知部を有し、前記全周プリズムの位置が測設点に対し、測定誤差範囲内となった場合、前記案内告知部が測定誤差範囲内となったことを告知する請求項５又は請求項１０の測量システム。
【請求項１２】
前記ミラーはＭＥＭＳミラーである請求項１〜請求項３のいずれかの測設点指示装置、又は、請求項５又は請求項６又は請求項１０の測量システム。
【請求項１】
レーザ光線を発するレーザ発光器と、中心部に空洞を有する全周プリズムと、前記空洞に設けられ、直交する２軸で回転可能であり、前記レーザ発光器から発せられたレーザ光線を任意の方向に偏向可能に設けられたミラーと、該ミラーの姿勢又は回転を制御する制御部とを有するプリズム装置と、該プリズム装置を支持する支持体とを具備し、前記レーザ光線が前記プリズム装置の中心位置を所要の転写面に転写する様構成されたことを特徴とする測設点指示装置。
【請求項２】
前記制御部は、転写面での前記レーザ光線の照射点の軌跡が所定のパターンとなる様に、前記ミラーを制御する請求項１の測設点指示装置。
【請求項３】
前記プリズム装置が傾斜センサを有し、前記制御部は前記傾斜センサの検出結果に基づき、前記レーザ光線を鉛直又は水平に射出する様、前記ミラーを制御する請求項１又は請求項２の測設点指示装置。
【請求項４】
前記支持体は傾動可能であり、該支持体の傾動により、前記レーザ光線の転写位置の調整を可能とした請求項１〜請求項３のいずれかの測設点指示装置。
【請求項５】
レーザ光線を発するレーザ発光器と、中心部に空洞を有する全周プリズムと、前記空洞に設けられ、直交する２軸で回転可能であり、前記レーザ発光器から発せられたレーザ光線を任意の方向に偏向可能に設けられたミラーと、傾斜センサと、前記ミラーの回転を制御する制御部とを有するプリズム装置と、該プリズム装置を支持する支持体と、第１通信部とを具備する測設点指示装置と、第２通信部を有すると共に既知点に設置され、前記測設点指示装置の位置を測定する測量機とを具備し、該測量機は測定した前記全周プリズムの位置と測設点の位置とを前記測設点指示装置に送信し、前記制御部は前記第１通信部が受信した全周プリズムの位置と測設点の位置とに基づき前記レーザ光線が測設点を照射する様、前記ミラーを制御することを特徴とする測量システム。
【請求項６】
前記制御部は、転写面での前記レーザ光線の照射点の軌跡が、前記測設点及び全周プリズムの現在位置を含む所定のパターンとなる様に、前記ミラーを制御する請求項５の測量システム。
【請求項７】
前記所定のパターンは、直線であり、直線の一端は前記全周プリズムの現在位置であり、他端は測設点である請求項６の測量システム。
【請求項８】
前記所定のパターンは、前記全周プリズムの現在位置を中心とする円であり、円の半径は前記全周プリズムの現在位置から測設点迄の距離である請求項６の測量システム。
【請求項９】
前記所定のパターンは、前記全周プリズムの現在位置を中心とする楕円であり、楕円の長軸の一端が測設点である請求項６の測量システム。
【請求項１０】
前記制御部は、前記レーザ光線が鉛直下方に照射される様、前記ミラーの姿勢を制御する請求項６の測量システム。
【請求項１１】
前記測設点指示装置は案内告知部を有し、前記全周プリズムの位置が測設点に対し、測定誤差範囲内となった場合、前記案内告知部が測定誤差範囲内となったことを告知する請求項５又は請求項１０の測量システム。
【請求項１２】
前記ミラーはＭＥＭＳミラーである請求項１〜請求項３のいずれかの測設点指示装置、又は、請求項５又は請求項６又は請求項１０の測量システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２３３７７０（Ｐ２０１２−２３３７７０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０１９１２（Ｐ２０１１−１０１９１２）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００２２０３４３）株式会社トプコン (904)
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００２２０３４３）株式会社トプコン (904)
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