電子レベル装置及びこの電子レベル装置に用いる標尺
【課題】複数個の標尺を同時に認識して各標尺の視準高さを自動的に求めることが可能な電子レベルを提供する。
【解決手段】本発明の電子レベル３は、コードパターンが割り当てられた標尺の像を含む画像が形成される二次元撮像素子１２を有する広角レンズ系６、画像から標尺の像を抽出する抽出部１４、抽出部１４により抽出された標尺の像における広角レンズ系６の視準光軸Ｏに相当する部位のコードパターンによりこのコードパターン部位が意味する高さ測定値ＲＨ’を求める高さ測定値演算部１５、高さ測定値ＲＨ’により視準高さＲＨを演算する演算部１６を備えている。
【解決手段】本発明の電子レベル３は、コードパターンが割り当てられた標尺の像を含む画像が形成される二次元撮像素子１２を有する広角レンズ系６、画像から標尺の像を抽出する抽出部１４、抽出部１４により抽出された標尺の像における広角レンズ系６の視準光軸Ｏに相当する部位のコードパターンによりこのコードパターン部位が意味する高さ測定値ＲＨ’を求める高さ測定値演算部１５、高さ測定値ＲＨ’により視準高さＲＨを演算する演算部１６を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個の標尺を同時に認識して、各標尺の視準高さを自動的に求めることのできる電子レベル（水準儀）及びこの電子レベルに用いる標尺に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子レベルには、各標尺を視準して、各標尺に形成されているコードパターンを電子的に解読して、視準高さを自動的に求めるものが知られている（例えば、特許文献１参照、特許文献２参照。）。
【０００３】
この種の電子レベルによれば、読み取り誤差が少なく、測量時間の短縮化を図ることができるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２２９７３７号公報
【特許文献２】特許第３７９５１９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の電子レベルでは、標尺を逐一視準してコードパターンを読み取り、視準高さを求めなければならず、同時に複数個の標尺を認識して視準高さを求めることができないという不都合がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、複数個の標尺を同時に認識して各標尺の視準高さを自動的に求めることが可能な電子レベルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子レベルは、コードパターンが割り当てられた標尺の像を含む画像が形成される二次元撮像素子を有する広角レンズ系と、前記画像から前記標尺の像を抽出する抽出部と、該抽出部により抽出された標尺の像における前記広角レンズ系の視準光軸に相当する部位のコードパターンにより該コードパターン部位が意味する高さ測定値を求める高さ測定値演算部と、前記高さ測定値により視準高さを演算する演算部とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、高さを測定可能でかつ異なる高さを意味する識別可能なコードパターンが割り当てられた複数個の標尺の像を含む画像が形成される二次元撮像素子を有する広角レンズ系と、前記画像から前記複数個の標尺の像をそれぞれ抽出する抽出部と、該抽出部により抽出された複数個の標尺の像における前記広角レンズ系の視準光軸に相当する部位のコードパターンにより該コードパターン部位が意味する高さ測定値をそれぞれ求める高さ測定値演算部と、該高さ測定値演算部により得られた高さ測定値から前記各標尺の実際の視準高さを得るためのオフセット値を求めかつ前記高さ測定値演算部により得られた高さ測定値から前記オフセット値を減算して実際の視準高さを標尺毎に求める視準高さ演算部とを備えているのが望ましい。
【０００９】
各標尺には、１個の標尺の実際の高さに対応するコードパターンを複数個に分割して実際の高さとは異なる高さ意味するコードパターンを割り当てるのがより望ましい。
二次元撮像素子は、前記広角レンズ系の視準光軸に対して縦方向に傾斜されていることが望ましい。
【００１０】
また、視準光軸の上側に設けられた上側スタジア線に相当するコードパターン部位により求められた上側高さ測定値と視準光軸の下側に設けられた下側スタジア線に相当するコードパターン部位により求められた下側高さ測定値との差により上下スタジア線間の標尺長を求め、求められた標尺長にスタジア乗数をかけ算することにより各標尺までの距離を求める距離演算部を有することがより望ましい。
【００１１】
標尺毎に求められた実際の視準高さのデータをそれぞれ記憶すると共に前記標尺毎に求められた距離を記憶する記憶部と、この記憶部に記憶されている視準高さのデータと距離のデータとを前記各標尺に設けられた受信装置に向けて送信する送信部とを有することが更に望ましい。
【００１２】
本発明に係る電子レベルに用いられる標尺は、1個の標尺の高さを意味するコードパターンが拡大されかつ複数個に分割されて実際の視準高さとは異なる高さを意味するコードパターンが割り当てられた標尺である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る電子レベル及び標尺によれば、複数個の標尺を同時に認識して各標尺の視準高さを自動的に求めることができる。
【００１４】
また、1個の標尺の実際の高さに対応するコードパターンを複数個に分割して実際の高さとは異なる高さを意味するコードパターンが割り当てられた複数個の標尺の像を含む画像が形成される二次元撮像素子を有する広角レンズ系と、前記画像から前記複数個の標尺の像をそれぞれ抽出する抽出部と、該抽出部により抽出された複数個の標尺の像毎に前記広角レンズ系の視準光軸に相当する部位のコードパターンにより該コードパターン部位が意味する高さ測定値をそれぞれ求める高さ測定値演算部と、該高さ測定値演算部により得られた高さ測定値から前記各標尺の実際の視準高さを得るためのオフセット値を求めかつ前記高さ測定値演算部により得られた高さ測定値から前記オフセット値を減算して実際の視準高さを標尺毎に求める視準高さ演算部とを備えることにすれば、１個の標尺の実際の高さに対応するコードパターンを拡大して複数個に分割して各標尺に割り当て、各標尺に割り当てたコードパターンにより得られた高さ測定値とオフセット値とにより、標尺毎に実際の視準高さを求めることができることになるので、近距離から遠距離までの範囲内に存在する標尺について、解像度を損なうことなく標尺毎の視準高さを同時に自動的に測定可能であるという効果を奏する。
【００１５】
また、1個の標尺の実際の高さに対応するコードパターンを複数個に分割して実際の視準高さとは異なる高さを意味するコードパターンを複数個の標尺に割り当てたので、各標尺に割り当てたコードパターンを読み取ることにより得られた高さ測定値により、自動的に各標尺を識別でき、各標尺を識別するための識別マーク等を設ける必要がないので、標尺の製作も容易であるという効果を奏する。
【００１６】
更に、既存の標尺のコードパターンを用いることができるので、視準高さを求めるための演算処理に用いるプログラムを大幅に変更することなく、標尺の同時測定が可能である。
【００１７】
視準光軸に対して二次元撮像素子を縦に傾けて配設すれば、近距離の画像のぼけ量を低減することができるので、近距離側に存在する標尺のコードパターンの読み取り精度の劣化を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明に係る電子レベルに用いる標尺の一例を示す説明図であって、（Ａ）は既存の標尺に形成されているコードパターンの説明図、（Ｂ）は既存の標尺に形成されているコードパターンを５倍に拡大した状態の説明図、（Ｃ）は（Ｂ）に示すコードパターンを複数個のコードパターンに分割して割り当てた複数個の標尺を示す説明図である。
【図２】図２は電子レベルの概略構成を示す斜視図である。
【図３】図３は電子レベル本体の内部構成を示すブロック図である。
【図４】図４は測量作業の一例を説明するための説明図であって、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）はフレームメモリに記憶されている画像を可視化して示す模式図である。
【図５】図５はフレームメモリに記憶されている画像から標尺の像を抽出する一例を示す説明図であって、（Ａ）は標尺Ａのコードパターンに対応するコードパターン信号の一例を示し、（Ｂ）は標尺Ａ、Ｂ、Ｈが存在しない場合の信号の一例を示し、（Ｃ）は標尺Ｂのコードパターンに対応するコードパターン信号の一例を示し、（Ｄ）は標尺Ｈのコードパターンに対応するコードパターン信号の一例を示している。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１９】
（本発明に係る電子レベルに用いる標尺）
図１は本発明に係る電子レベルに用いる標尺の一例を示す説明図であって、（Ａ）は既存の標尺に形成されているコードパターンの説明図、（Ｂ）は既存の標尺に形成されているコードパターンを５倍に拡大した状態の説明図、（Ｃ）は（Ｂ）に示すコードパターンを複数個のコードパターンに分割して割り当てた複数個の標尺を示す説明図である。
【００２０】
その図１（Ａ）において、１は既存の標尺である。この既存の標尺１には高さ方向にコードパターンＣＰが形成されている。このコードパターンＣＰは標尺１の実際の高さに対応し、例えば、このコードパターンＣＰは白部ＣＰＷの高さ方向幅と黒部ＣＰＢの高さ方向幅と白部ＣＰＷ及び黒部ＣＰＢのピッチ間隔ＰＣＨにより標尺１の高さが決定可能とされている。
標尺１の長さを例えば５ｍとすると、このコードパターンＣＰの各部位は０ｍ〜５ｍの範囲内の各高さに対応している。
【００２１】
この既存の標尺１を５倍に拡大して形成することにより図１（Ｂ）に示す標尺２が得られる。この標尺２の全長は２５ｍであり、この標尺２に形成されているコードパターンＣＰ’は、図１（Ａ）に示すコードパターンＣＰが５倍に拡大して形成されている。
【００２２】
コードパターンＣＰ’の白部ＣＰＷの高さ方向幅及び黒部ＣＰＢの高さ方向幅、白部ＣＰＷ及び黒部ＣＰＢのピッチＰＣＨも図１（Ａ）に示すコードパターンＣＰの白部ＣＰＷの高さ方向幅及び黒部ＣＰＢの高さ方向幅、ピッチＰＣＨに対して５倍に拡大される。
【００２３】
コードパターンＣＰ’のコードパターン部位は、全長２５ｍの標尺２の実際の高さに対応している。この標尺２を分割して得られた標尺が図１（Ｃ）に示されている。その図１（Ｃ）には、図１（Ｂ）に示す標尺が３ｍ毎に分割されている。
【００２４】
図１（Ｂ）に示す標尺２を３ｍ毎に分割することにより、符号Ａないし符号Ｈで示す全長３ｍの８本の標尺が作成される。
各標尺Ａ〜Ｈに形成されたコードパターンＣＰ”は、それぞれ図１（Ｂ）に示すコードパターンＣＰ’の高さを意味し、各標尺Ａ〜Ｈの実際の視準高さＲＨとは異なる高さを意味するコードパターンＣＰ”が割り当てられている。
【００２５】
（オフセット値の説明）
各標尺Ａ〜Ｈに割り当てられているコードパターンＣＰ”は、図１（Ｂ）に示すコードパターンＣＰ’の高さを意味しているので、各標尺Ａ〜Ｈについての実際の視準高さＲＨを意味しておらず、この意味で各標尺Ａ〜Ｈに割り当てられているコードパターンＣＰ”により求められる高さ測定値ＲＨ’は、各標尺Ａ〜Ｈの実際の視準高さＲＨに対してオフセットしている。
【００２６】
従って、標尺Ａ〜Ｈ毎に得られたコードパターンＣＰ”の高さ測定値ＲＨ’から実際の視準高さＲＨを求めるためには、標尺Ａ〜Ｈ毎にオフセット値Ｏｆを減算しなければならない。
【００２７】
例えば、標尺Ａのオフセット値Ｏｆは「０」、標尺Ｂのオフセット値Ｏｆは「３」、標尺Ｃのオフセット値Ｏｆは「６」、標尺Ｄのオフセット値Ｏｆは「９」、標尺Ｅのオフセット値Ｏｆは「１２」、標尺Ｆのオフセット値Ｏｆは「１５」、標尺Ｇのオフセット値Ｏｆは「１８」、標尺Ｈのオフセット値Ｏｆは「２１」である。これらのオフセット値Ｏｆは、標尺Ａ〜Ｈ毎に得られたコードパターンＣＰ”の高さ測定値ＲＨ’を用いて判断できる。
【００２８】
このようにして、各標尺Ａ〜Ｈに1個の標尺２の実際の高さに対応するコードパターンＣＰ’を複数個に分割して、実際の高さとは異なる高さを意味するコードパターンＣＰ”を各標尺Ａ〜Ｈに割り当てることにより、各標尺Ａ〜Ｈを識別すると共に、その標尺Ａ〜Ｈの実際の高さとは異なる高さを意味するコードパターンＣＰ”の部位により得られた高さ測定値からオフセット値Ｏｆを減算することにより、各標尺Ａ〜Ｈの実際の視準高さＲＨを求めることが可能となる。
【００２９】
（電子レベルの説明）
図２は電子レベルの概略構成を示す斜視図である。この図２において、３は電子レベルであり、この電子レベル３は整準装置４と電子レベル本体５とから概略構成されている。
電子レベル本体５には、図３に示すように、広角レンズ系６と、画像処理部７と表示部８と、記憶部９と、送信部１０と、チルトセンサ１５’とが設けられている。なお、表示部８は撮像された画像を表示するものであるが、この表示部８はあってもなくとも良い。
【００３０】
広角レンズ系６は、対物レンズ部１１とＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の二次元撮像素子１２とから概略構成されている。二次元撮像素子１２は、広角レンズ系６の焦点近傍に設けられている。その二次元撮像素子１２は、視準光軸Ｏに対して縦方向に傾斜されている。この二次元撮像素子１２には、被写体画像が縮小結像され、広角レンズ系６の焦点深度は、略無限大である。
【００３１】
画像処理部７は、フレームメモリＦＭと、ＣＰＵ１３と、抽出部１４と、高さ測定値演算部１５と、視準高さ演算部１６と、距離演算部１７とを備えている。
【００３２】
ＣＰＵ１３は、表示部８、記憶部９、送信部１０、二次元撮像素子１２、フレームメモリＦＭ、抽出部１４、高さ測定値演算部１５、視準高さ演算部１６、距離演算部１７を制御する機能を有する。
【００３３】
また、ＣＰＵ１３は、チルトセンサ１５’のチルト信号により画像内の基準位置ＬＨ（図４（Ｃ）参照）を設定する機能を有する。
すなわち、整準装置４により電子レベル本体５を水平に整準すると、視準光軸Ｏが水平に保たれ、視準光軸Ｏが画像中心Ｏ’の基準位置に設定される。
【００３４】
撮像スイッチＳＷ１をオンすると、二次元撮像素子１２に蓄積されている画素データが逐次読み出されて、フレームメモリＦＭに向けて出力され、フレームメモリＦＭに画像が記憶される。
【００３５】
ついで、ＣＰＵ１３はフレームメモリＦＭに記憶されている画素データを読み出して抽出部１４に向けて出力する。
抽出部１４は、フレームメモリＦＭに記憶されている画像の中から複数個の標尺の像をそれぞれ抽出する機能を有する。
【００３６】
高さ測定値演算部１５は、抽出部１４により抽出された複数個の標尺の像毎に広角レンズ系６の視準光軸Ｏに相当する部位（基準位置ＬＨ（図４（Ｃ）参照）に相当する部位）のコードパターンＣＰ”によりこのコードパターンＣＰ”の部位が意味する高さ測定値ＲＨ’をそれぞれ求める機能を有する。
【００３７】
視準高さ演算部１６は、高さ測定値演算部１５により得られた高さ測定値ＲＨ’から各標尺Ａ〜Ｈの実際の視準高さＲＨを得るためのオフセット値Ｏｆを求めかつ高さ測定値演算部１５により得られた高さ測定値ＲＨ’からオフセット値Ｏｆを減算して実際の視準高さＲＨを標尺毎に求める機能を有する。
【００３８】
距離演算部１７は、視準光軸Ｏの上側に設けられた上側スタジア線に相当するコードパターン部位により求められた上側高さ測定値と視準光軸Ｏの下側に設けられた下側スタジア線に相当するコードパターン部位により求められた下側高さ測定値との差により上下スタジア線間の標尺長ｌを求め、求められた標尺長ｌにスタジア乗数αをかけ算することにより電子レベル本体５の機械中心から標尺Ａ〜Ｈまでの距離ＬＡ〜ＬＨをそれぞれ求める機能を有している。
距離（ＬＡ〜ＬＨ）＝スタジア乗数（α）×標尺長（ｌ）
【００３９】
記憶部９は、標尺Ａ〜Ｈ毎に求められた実際の視準高さＲＨのデータをそれぞれ記憶すると共に標尺Ａ〜Ｈ毎に求められた距離（ＬＡ〜ＬＨ）のデータを記憶する機能を有する。
送信部１０は、送信スイッチＳＷ２がオンされると、ＣＰＵ１３の制御に基づいて記憶部９に記憶されている視準高さＲＨのデータと距離（ＬＡ〜ＬＨ）のデータとを各標尺Ａ〜Ｈに設けられている各受信装置１８に向けて送信する機能を有する。
【００４０】
各受信装置１８は、図２に示すように、視準高さＲＨと距離（ＬＡ〜ＬＨ）とを表示する表示部１９を有する。送信部１０は、各受信装置１８に向けて視準高さＲＨのデータと距離（ＬＡ〜ＬＨ）のデータとを公知の無線手段により送信し、各受信装置１８はその標尺Ａ〜Ｈに対応する視準高さＲＨとその標尺に対応する距離ＬＡ〜ＬＨとを標尺毎に表示する。
【００４１】
（測量作業の一例）
図４は測量作業の一例を説明するための説明図であって、図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）は側面図、図４（Ｃ）はフレームメモリＦMに撮像された画像を可視化して示した模式図である。
【００４２】
ここでは、図４（Ａ）に示すように、３本の標尺Ａ、Ｂ、Ｈの視準高さＲＨを求める場合について説明することにし、標尺Ａは電子レベル３から近距離の測点に立てられ、標尺Ｂは電子レベル３から遠距離の測点に立てられ、標尺Ｈは電子レベル３から中距離の測点に立てられているものとする。
【００４３】
また、図４（Ｂ）に示すように、遠距離の測点に立てられている標尺Ｂの地面の高さは、近距離の測点に立てられている標尺Ａの地面の高さよりも低く、中距離の測点に立てられている標尺Ｈの地面の高さは、近距離の測点に立てられている標尺Ａの地面高さよりも高いものとする。
【００４４】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示す位置関係にある各標尺Ａ、Ｂ、Ｈを同時に撮像すると、図４（Ｃ）に模式的に示す画像が得られる。
その図４（Ｃ）において、符号Ａ’は標尺Ａに対応する像であり、符号Ｂ’は標尺Ｂに対応する像であり、符号Ｈ’は標尺Ｈに対応する像である。
【００４５】
図４（Ｃ）に示すように、標尺Ａは近距離に存在しているので、像Ａ’は画像中で大きく映っており、標尺Ｂは遠距離に存在しているので、像Ｂ’は画像中で小さく映っており、標尺Ｈは近距離と遠距離との間の中間位置にあるので、像Ｈ’は画像中で像Ａ’の大きさと像Ｂ’の大きさとの中間の大きさで映っている。
像Ａ’、像Ｂ’、像Ｈ’はコードパターンＣＰ”からなる像であるので、白黒模様のパターン像である。
【００４６】
図４（Ｃ）に示す画像中には、標尺Ａ、Ｂ、Ｈ以外の物体の像も映っているが、ここでは、説明の便宜のため、捨象されている。
抽出部１４は、各画素（Ｇｉｊ）の列ｊ毎に画素データＧiをｉ＝１番目からｉ＝ｍ番目まで読み出し、画素データＧiが白レベルと黒レベルとを繰り返すコードパターン信号ＣＰＳを含むか否かを判断する。
【００４７】
列ｊがコードパターンＣＰ”に対応する像を含む場合、例えば、図５（Ａ）に示すコードパターン信号ＣＰＳが得られ、列ｊがコードパターンＣＰ”に対応する像を含まない場合、図５（Ｂ）に示すようにコードパターン信号ＣＰＳは得られない。
抽出部１４は、この処理を各画素（Ｇｉｊ）の列ｊについて、ｊ＝１番目からｊ＝ｎ番目まで繰り返す。
【００４８】
図５（Ａ）は、例えば、ｊ＝２についてのコードパターン信号ＣＰＳを示している。標尺Ａは電子レベル３に対して近距離に位置して、その像Ａ’の横幅が広いため、各画素（Ｇｉｊ）の列ｊについて、ｊ＝３、ｊ＝４等の数列に渡って繰り返して同様のコードパターン信号ＣＰＳが得られる。
【００４９】
これに対して、例えば、標尺Ｂは電子レベル３に対して遠距離に位置して、その像Ｂ’は横幅が狭いため、各画素（Ｇｉｊ）の列ｊについて、同様のコードパターン信号ＣＰＳが繰り返し得られる回数は少ない。
【００５０】
また、像Ｂ’に対応するコードパターン信号ＣＰＳは遠距離にあるので、図５（Ｃ）に示すように、白レベルと黒レベルとの間の間隔は密である。なお、図５（Ｄ）は像Ｈ’のコードパターンＣＰ”に対応するコードパターン信号ＣＰＳを示している。
【００５１】
この各画素（Ｇｉｊ）の列ｊ毎に画素データＧiをｉ＝１番目からｉ＝ｍ番目まで読み出す処理を、ｊ＝１からｊ＝ｎについて繰り返し行うことにより、像Ａ’、像Ｂ’、像Ｈ’が抽出される。
【００５２】
抽出部１４は、像Ａ’、像Ｂ’、像Ｈ’を抽出した後、その像Ａ’、像Ｂ’、像Ｈ’のコードパターンＣＰ”に対応するコードパターン信号ＣＰＳを高さ測定値演算部１５と距離演算部１７とに向かって出力する。
【００５３】
高さ測定値演算部１５は、図４に示す視準軸（画像中心Ｏ’）Ｏを含む水平線（基準位置）ＬＨの上下に存在する上側のスタジア相当線ＬＨＵと下側のスタジア相当線ＬＨＬの範囲内のコードパターンＣＰ”の部位に対応するコードパターン信号ＣＰＳ’の黒レベルの幅ＣＰＢ’と白レベルの幅ＣＰＷ’と黒レベル及び白レベルのピッチＰＣＨ’により、高さ測定値ＲＨ’を演算する。
【００５４】
その高さ測定値ＲＨ’のデータは、標尺毎に視準高さ演算部１６に向けて出力される。視準高さ演算部１６は、高さ測定値ＲＨ’から減算すべきオフセット値Ｏｆを求める。このオフセット値Ｏｆは、得られた高さ測定値ＲＨ’が、「０から３未満」の範囲内、「３から６未満」、「６から９未満」、「９から１２未満」、「１２から１５未満」、「１５から１８未満」、「１８から２１未満」、「２１から２４未満」のいずれの値であるかを判断することにより決定される。
【００５５】
また、その高さ測定値ＲＨ’がどの範囲内の数値であるかを判断することにより、その得られた高さ測定値ＲＨ’が、複数の標尺Ａ〜Ｈうち、いずれの標尺であるか否かを識別できる。
【００５６】
視準高さ演算部１６は、高さ測定値演算部１５により得られた高さ測定値ＲＨ’からオフセット値Ｏｆを減算することにより、実際の視準高さＲＨを求める。
すなわち、ＲＨ＝ＲＨ’−Ｏｆ
【００５７】
この実際の視準高さＲＨのデータは、記憶部９に向けて出力され、記憶部９の該当する標尺Ａ〜Ｈの記憶領域にそれぞれ記憶される。
ここでは、標尺Ａ、Ｂ、Ｈに対応する視準高さＲＨのデータが記憶部９の各記憶領域にそれぞれ記憶される。
【００５８】
距離演算部１７は、スタジア相当線ＬＨＵに存在するコードパターンＣＰ”の部位により得られた上側高さ測定値ＲＨ”とスタジア相当線ＬＨＬに存在するコードパターンＣＰ”により得られた下側高さ測定値ＲＨ”との差により、上下スタジア相当線間の標尺長ｌを求め、既述したように電子レベル３の機械中心から各標尺Ａ、Ｂ、Ｈまでの距離Ｌをそれぞれ求める。
【００５９】
距離演算部１７により求められた各標尺Ａ〜Ｈの距離Ｌのデータは、記憶部９に送られて記憶部９の該当する標尺Ａ〜Ｈの記憶領域にそれぞれ記憶される。
送信スイッチＳＷ２を操作すると、ＣＰＵ１３は、記憶部９に記憶されている視準高さＲＨのデータと距離Ｌのデータとが送信部１０に向かって出力させ、送信部１０は各標尺Ａ〜Ｈに割り当てられているチャネルに基づいて、各標尺Ａ〜Ｈの受信部１８に向けて視準高さＲＨのデータと距離のデータとを送信する。
【００６０】
以上、この実施例では、1個の標尺の実際の高さに対応するコードパターンを複数個に分割して実際の視準高さとは異なる高さを意味するコードパターンを複数個の標尺に割り当てることにして説明したが、これに限るものではない。
【００６１】
例えば、高さを測定可能でかつ異なる高さを意味する識別可能なコードパターンが割り当てられた複数個の標尺の像を含む画像が形成される二次元撮像素子を有する広角レンズ系と、前記画像から前記複数個の標尺の像をそれぞれ抽出する抽出部と、該抽出部により抽出された複数個の標尺の像における前記広角レンズ系の視準光軸に相当する部位のコードパターンにより該コードパターン部位が意味する高さ測定値をそれぞれ求める高さ測定値演算部と、該高さ測定値演算部により得られた高さ測定値から前記各標尺の実際の視準高さを得るためのオフセット値を求めかつ前記高さ測定値演算部により得られた高さ測定値から前記オフセット値を減算して実際の視準高さを標尺毎に求める視準高さ演算部とを備える構成としても良い。
【００６２】
また、例えば、コードパターンが割り当てられた標尺の像を含む画像が形成される二次元撮像素子を有する広角レンズ系と、前記画像から前記標尺の像を抽出する抽出部と、該抽出部により抽出された標尺の像における前記広角レンズ系の視準光軸に相当する部位のコードパターンにより該コードパターン部位が意味する高さ測定値を求める高さ測定値演算部と、前記高さ測定値により視準高さを演算する演算部とを備える構成としても良い。
【符号の説明】
【００６３】
３…電子レベル
６…広角レンズ系
１２…二次元撮像素子
１５…高さ測定値演算部
１６…視準高さ演算部
ＲＨ…視準高さ
ＲＨ’…高さ測定値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数個の標尺を同時に認識して、各標尺の視準高さを自動的に求めることのできる電子レベル（水準儀）及びこの電子レベルに用いる標尺に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子レベルには、各標尺を視準して、各標尺に形成されているコードパターンを電子的に解読して、視準高さを自動的に求めるものが知られている（例えば、特許文献１参照、特許文献２参照。）。
【０００３】
この種の電子レベルによれば、読み取り誤差が少なく、測量時間の短縮化を図ることができるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２２９７３７号公報
【特許文献２】特許第３７９５１９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の電子レベルでは、標尺を逐一視準してコードパターンを読み取り、視準高さを求めなければならず、同時に複数個の標尺を認識して視準高さを求めることができないという不都合がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、複数個の標尺を同時に認識して各標尺の視準高さを自動的に求めることが可能な電子レベルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子レベルは、コードパターンが割り当てられた標尺の像を含む画像が形成される二次元撮像素子を有する広角レンズ系と、前記画像から前記標尺の像を抽出する抽出部と、該抽出部により抽出された標尺の像における前記広角レンズ系の視準光軸に相当する部位のコードパターンにより該コードパターン部位が意味する高さ測定値を求める高さ測定値演算部と、前記高さ測定値により視準高さを演算する演算部とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、高さを測定可能でかつ異なる高さを意味する識別可能なコードパターンが割り当てられた複数個の標尺の像を含む画像が形成される二次元撮像素子を有する広角レンズ系と、前記画像から前記複数個の標尺の像をそれぞれ抽出する抽出部と、該抽出部により抽出された複数個の標尺の像における前記広角レンズ系の視準光軸に相当する部位のコードパターンにより該コードパターン部位が意味する高さ測定値をそれぞれ求める高さ測定値演算部と、該高さ測定値演算部により得られた高さ測定値から前記各標尺の実際の視準高さを得るためのオフセット値を求めかつ前記高さ測定値演算部により得られた高さ測定値から前記オフセット値を減算して実際の視準高さを標尺毎に求める視準高さ演算部とを備えているのが望ましい。
【０００９】
各標尺には、１個の標尺の実際の高さに対応するコードパターンを複数個に分割して実際の高さとは異なる高さ意味するコードパターンを割り当てるのがより望ましい。
二次元撮像素子は、前記広角レンズ系の視準光軸に対して縦方向に傾斜されていることが望ましい。
【００１０】
また、視準光軸の上側に設けられた上側スタジア線に相当するコードパターン部位により求められた上側高さ測定値と視準光軸の下側に設けられた下側スタジア線に相当するコードパターン部位により求められた下側高さ測定値との差により上下スタジア線間の標尺長を求め、求められた標尺長にスタジア乗数をかけ算することにより各標尺までの距離を求める距離演算部を有することがより望ましい。
【００１１】
標尺毎に求められた実際の視準高さのデータをそれぞれ記憶すると共に前記標尺毎に求められた距離を記憶する記憶部と、この記憶部に記憶されている視準高さのデータと距離のデータとを前記各標尺に設けられた受信装置に向けて送信する送信部とを有することが更に望ましい。
【００１２】
本発明に係る電子レベルに用いられる標尺は、1個の標尺の高さを意味するコードパターンが拡大されかつ複数個に分割されて実際の視準高さとは異なる高さを意味するコードパターンが割り当てられた標尺である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る電子レベル及び標尺によれば、複数個の標尺を同時に認識して各標尺の視準高さを自動的に求めることができる。
【００１４】
また、1個の標尺の実際の高さに対応するコードパターンを複数個に分割して実際の高さとは異なる高さを意味するコードパターンが割り当てられた複数個の標尺の像を含む画像が形成される二次元撮像素子を有する広角レンズ系と、前記画像から前記複数個の標尺の像をそれぞれ抽出する抽出部と、該抽出部により抽出された複数個の標尺の像毎に前記広角レンズ系の視準光軸に相当する部位のコードパターンにより該コードパターン部位が意味する高さ測定値をそれぞれ求める高さ測定値演算部と、該高さ測定値演算部により得られた高さ測定値から前記各標尺の実際の視準高さを得るためのオフセット値を求めかつ前記高さ測定値演算部により得られた高さ測定値から前記オフセット値を減算して実際の視準高さを標尺毎に求める視準高さ演算部とを備えることにすれば、１個の標尺の実際の高さに対応するコードパターンを拡大して複数個に分割して各標尺に割り当て、各標尺に割り当てたコードパターンにより得られた高さ測定値とオフセット値とにより、標尺毎に実際の視準高さを求めることができることになるので、近距離から遠距離までの範囲内に存在する標尺について、解像度を損なうことなく標尺毎の視準高さを同時に自動的に測定可能であるという効果を奏する。
【００１５】
また、1個の標尺の実際の高さに対応するコードパターンを複数個に分割して実際の視準高さとは異なる高さを意味するコードパターンを複数個の標尺に割り当てたので、各標尺に割り当てたコードパターンを読み取ることにより得られた高さ測定値により、自動的に各標尺を識別でき、各標尺を識別するための識別マーク等を設ける必要がないので、標尺の製作も容易であるという効果を奏する。
【００１６】
更に、既存の標尺のコードパターンを用いることができるので、視準高さを求めるための演算処理に用いるプログラムを大幅に変更することなく、標尺の同時測定が可能である。
【００１７】
視準光軸に対して二次元撮像素子を縦に傾けて配設すれば、近距離の画像のぼけ量を低減することができるので、近距離側に存在する標尺のコードパターンの読み取り精度の劣化を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明に係る電子レベルに用いる標尺の一例を示す説明図であって、（Ａ）は既存の標尺に形成されているコードパターンの説明図、（Ｂ）は既存の標尺に形成されているコードパターンを５倍に拡大した状態の説明図、（Ｃ）は（Ｂ）に示すコードパターンを複数個のコードパターンに分割して割り当てた複数個の標尺を示す説明図である。
【図２】図２は電子レベルの概略構成を示す斜視図である。
【図３】図３は電子レベル本体の内部構成を示すブロック図である。
【図４】図４は測量作業の一例を説明するための説明図であって、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）はフレームメモリに記憶されている画像を可視化して示す模式図である。
【図５】図５はフレームメモリに記憶されている画像から標尺の像を抽出する一例を示す説明図であって、（Ａ）は標尺Ａのコードパターンに対応するコードパターン信号の一例を示し、（Ｂ）は標尺Ａ、Ｂ、Ｈが存在しない場合の信号の一例を示し、（Ｃ）は標尺Ｂのコードパターンに対応するコードパターン信号の一例を示し、（Ｄ）は標尺Ｈのコードパターンに対応するコードパターン信号の一例を示している。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１９】
（本発明に係る電子レベルに用いる標尺）
図１は本発明に係る電子レベルに用いる標尺の一例を示す説明図であって、（Ａ）は既存の標尺に形成されているコードパターンの説明図、（Ｂ）は既存の標尺に形成されているコードパターンを５倍に拡大した状態の説明図、（Ｃ）は（Ｂ）に示すコードパターンを複数個のコードパターンに分割して割り当てた複数個の標尺を示す説明図である。
【００２０】
その図１（Ａ）において、１は既存の標尺である。この既存の標尺１には高さ方向にコードパターンＣＰが形成されている。このコードパターンＣＰは標尺１の実際の高さに対応し、例えば、このコードパターンＣＰは白部ＣＰＷの高さ方向幅と黒部ＣＰＢの高さ方向幅と白部ＣＰＷ及び黒部ＣＰＢのピッチ間隔ＰＣＨにより標尺１の高さが決定可能とされている。
標尺１の長さを例えば５ｍとすると、このコードパターンＣＰの各部位は０ｍ〜５ｍの範囲内の各高さに対応している。
【００２１】
この既存の標尺１を５倍に拡大して形成することにより図１（Ｂ）に示す標尺２が得られる。この標尺２の全長は２５ｍであり、この標尺２に形成されているコードパターンＣＰ’は、図１（Ａ）に示すコードパターンＣＰが５倍に拡大して形成されている。
【００２２】
コードパターンＣＰ’の白部ＣＰＷの高さ方向幅及び黒部ＣＰＢの高さ方向幅、白部ＣＰＷ及び黒部ＣＰＢのピッチＰＣＨも図１（Ａ）に示すコードパターンＣＰの白部ＣＰＷの高さ方向幅及び黒部ＣＰＢの高さ方向幅、ピッチＰＣＨに対して５倍に拡大される。
【００２３】
コードパターンＣＰ’のコードパターン部位は、全長２５ｍの標尺２の実際の高さに対応している。この標尺２を分割して得られた標尺が図１（Ｃ）に示されている。その図１（Ｃ）には、図１（Ｂ）に示す標尺が３ｍ毎に分割されている。
【００２４】
図１（Ｂ）に示す標尺２を３ｍ毎に分割することにより、符号Ａないし符号Ｈで示す全長３ｍの８本の標尺が作成される。
各標尺Ａ〜Ｈに形成されたコードパターンＣＰ”は、それぞれ図１（Ｂ）に示すコードパターンＣＰ’の高さを意味し、各標尺Ａ〜Ｈの実際の視準高さＲＨとは異なる高さを意味するコードパターンＣＰ”が割り当てられている。
【００２５】
（オフセット値の説明）
各標尺Ａ〜Ｈに割り当てられているコードパターンＣＰ”は、図１（Ｂ）に示すコードパターンＣＰ’の高さを意味しているので、各標尺Ａ〜Ｈについての実際の視準高さＲＨを意味しておらず、この意味で各標尺Ａ〜Ｈに割り当てられているコードパターンＣＰ”により求められる高さ測定値ＲＨ’は、各標尺Ａ〜Ｈの実際の視準高さＲＨに対してオフセットしている。
【００２６】
従って、標尺Ａ〜Ｈ毎に得られたコードパターンＣＰ”の高さ測定値ＲＨ’から実際の視準高さＲＨを求めるためには、標尺Ａ〜Ｈ毎にオフセット値Ｏｆを減算しなければならない。
【００２７】
例えば、標尺Ａのオフセット値Ｏｆは「０」、標尺Ｂのオフセット値Ｏｆは「３」、標尺Ｃのオフセット値Ｏｆは「６」、標尺Ｄのオフセット値Ｏｆは「９」、標尺Ｅのオフセット値Ｏｆは「１２」、標尺Ｆのオフセット値Ｏｆは「１５」、標尺Ｇのオフセット値Ｏｆは「１８」、標尺Ｈのオフセット値Ｏｆは「２１」である。これらのオフセット値Ｏｆは、標尺Ａ〜Ｈ毎に得られたコードパターンＣＰ”の高さ測定値ＲＨ’を用いて判断できる。
【００２８】
このようにして、各標尺Ａ〜Ｈに1個の標尺２の実際の高さに対応するコードパターンＣＰ’を複数個に分割して、実際の高さとは異なる高さを意味するコードパターンＣＰ”を各標尺Ａ〜Ｈに割り当てることにより、各標尺Ａ〜Ｈを識別すると共に、その標尺Ａ〜Ｈの実際の高さとは異なる高さを意味するコードパターンＣＰ”の部位により得られた高さ測定値からオフセット値Ｏｆを減算することにより、各標尺Ａ〜Ｈの実際の視準高さＲＨを求めることが可能となる。
【００２９】
（電子レベルの説明）
図２は電子レベルの概略構成を示す斜視図である。この図２において、３は電子レベルであり、この電子レベル３は整準装置４と電子レベル本体５とから概略構成されている。
電子レベル本体５には、図３に示すように、広角レンズ系６と、画像処理部７と表示部８と、記憶部９と、送信部１０と、チルトセンサ１５’とが設けられている。なお、表示部８は撮像された画像を表示するものであるが、この表示部８はあってもなくとも良い。
【００３０】
広角レンズ系６は、対物レンズ部１１とＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の二次元撮像素子１２とから概略構成されている。二次元撮像素子１２は、広角レンズ系６の焦点近傍に設けられている。その二次元撮像素子１２は、視準光軸Ｏに対して縦方向に傾斜されている。この二次元撮像素子１２には、被写体画像が縮小結像され、広角レンズ系６の焦点深度は、略無限大である。
【００３１】
画像処理部７は、フレームメモリＦＭと、ＣＰＵ１３と、抽出部１４と、高さ測定値演算部１５と、視準高さ演算部１６と、距離演算部１７とを備えている。
【００３２】
ＣＰＵ１３は、表示部８、記憶部９、送信部１０、二次元撮像素子１２、フレームメモリＦＭ、抽出部１４、高さ測定値演算部１５、視準高さ演算部１６、距離演算部１７を制御する機能を有する。
【００３３】
また、ＣＰＵ１３は、チルトセンサ１５’のチルト信号により画像内の基準位置ＬＨ（図４（Ｃ）参照）を設定する機能を有する。
すなわち、整準装置４により電子レベル本体５を水平に整準すると、視準光軸Ｏが水平に保たれ、視準光軸Ｏが画像中心Ｏ’の基準位置に設定される。
【００３４】
撮像スイッチＳＷ１をオンすると、二次元撮像素子１２に蓄積されている画素データが逐次読み出されて、フレームメモリＦＭに向けて出力され、フレームメモリＦＭに画像が記憶される。
【００３５】
ついで、ＣＰＵ１３はフレームメモリＦＭに記憶されている画素データを読み出して抽出部１４に向けて出力する。
抽出部１４は、フレームメモリＦＭに記憶されている画像の中から複数個の標尺の像をそれぞれ抽出する機能を有する。
【００３６】
高さ測定値演算部１５は、抽出部１４により抽出された複数個の標尺の像毎に広角レンズ系６の視準光軸Ｏに相当する部位（基準位置ＬＨ（図４（Ｃ）参照）に相当する部位）のコードパターンＣＰ”によりこのコードパターンＣＰ”の部位が意味する高さ測定値ＲＨ’をそれぞれ求める機能を有する。
【００３７】
視準高さ演算部１６は、高さ測定値演算部１５により得られた高さ測定値ＲＨ’から各標尺Ａ〜Ｈの実際の視準高さＲＨを得るためのオフセット値Ｏｆを求めかつ高さ測定値演算部１５により得られた高さ測定値ＲＨ’からオフセット値Ｏｆを減算して実際の視準高さＲＨを標尺毎に求める機能を有する。
【００３８】
距離演算部１７は、視準光軸Ｏの上側に設けられた上側スタジア線に相当するコードパターン部位により求められた上側高さ測定値と視準光軸Ｏの下側に設けられた下側スタジア線に相当するコードパターン部位により求められた下側高さ測定値との差により上下スタジア線間の標尺長ｌを求め、求められた標尺長ｌにスタジア乗数αをかけ算することにより電子レベル本体５の機械中心から標尺Ａ〜Ｈまでの距離ＬＡ〜ＬＨをそれぞれ求める機能を有している。
距離（ＬＡ〜ＬＨ）＝スタジア乗数（α）×標尺長（ｌ）
【００３９】
記憶部９は、標尺Ａ〜Ｈ毎に求められた実際の視準高さＲＨのデータをそれぞれ記憶すると共に標尺Ａ〜Ｈ毎に求められた距離（ＬＡ〜ＬＨ）のデータを記憶する機能を有する。
送信部１０は、送信スイッチＳＷ２がオンされると、ＣＰＵ１３の制御に基づいて記憶部９に記憶されている視準高さＲＨのデータと距離（ＬＡ〜ＬＨ）のデータとを各標尺Ａ〜Ｈに設けられている各受信装置１８に向けて送信する機能を有する。
【００４０】
各受信装置１８は、図２に示すように、視準高さＲＨと距離（ＬＡ〜ＬＨ）とを表示する表示部１９を有する。送信部１０は、各受信装置１８に向けて視準高さＲＨのデータと距離（ＬＡ〜ＬＨ）のデータとを公知の無線手段により送信し、各受信装置１８はその標尺Ａ〜Ｈに対応する視準高さＲＨとその標尺に対応する距離ＬＡ〜ＬＨとを標尺毎に表示する。
【００４１】
（測量作業の一例）
図４は測量作業の一例を説明するための説明図であって、図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）は側面図、図４（Ｃ）はフレームメモリＦMに撮像された画像を可視化して示した模式図である。
【００４２】
ここでは、図４（Ａ）に示すように、３本の標尺Ａ、Ｂ、Ｈの視準高さＲＨを求める場合について説明することにし、標尺Ａは電子レベル３から近距離の測点に立てられ、標尺Ｂは電子レベル３から遠距離の測点に立てられ、標尺Ｈは電子レベル３から中距離の測点に立てられているものとする。
【００４３】
また、図４（Ｂ）に示すように、遠距離の測点に立てられている標尺Ｂの地面の高さは、近距離の測点に立てられている標尺Ａの地面の高さよりも低く、中距離の測点に立てられている標尺Ｈの地面の高さは、近距離の測点に立てられている標尺Ａの地面高さよりも高いものとする。
【００４４】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示す位置関係にある各標尺Ａ、Ｂ、Ｈを同時に撮像すると、図４（Ｃ）に模式的に示す画像が得られる。
その図４（Ｃ）において、符号Ａ’は標尺Ａに対応する像であり、符号Ｂ’は標尺Ｂに対応する像であり、符号Ｈ’は標尺Ｈに対応する像である。
【００４５】
図４（Ｃ）に示すように、標尺Ａは近距離に存在しているので、像Ａ’は画像中で大きく映っており、標尺Ｂは遠距離に存在しているので、像Ｂ’は画像中で小さく映っており、標尺Ｈは近距離と遠距離との間の中間位置にあるので、像Ｈ’は画像中で像Ａ’の大きさと像Ｂ’の大きさとの中間の大きさで映っている。
像Ａ’、像Ｂ’、像Ｈ’はコードパターンＣＰ”からなる像であるので、白黒模様のパターン像である。
【００４６】
図４（Ｃ）に示す画像中には、標尺Ａ、Ｂ、Ｈ以外の物体の像も映っているが、ここでは、説明の便宜のため、捨象されている。
抽出部１４は、各画素（Ｇｉｊ）の列ｊ毎に画素データＧiをｉ＝１番目からｉ＝ｍ番目まで読み出し、画素データＧiが白レベルと黒レベルとを繰り返すコードパターン信号ＣＰＳを含むか否かを判断する。
【００４７】
列ｊがコードパターンＣＰ”に対応する像を含む場合、例えば、図５（Ａ）に示すコードパターン信号ＣＰＳが得られ、列ｊがコードパターンＣＰ”に対応する像を含まない場合、図５（Ｂ）に示すようにコードパターン信号ＣＰＳは得られない。
抽出部１４は、この処理を各画素（Ｇｉｊ）の列ｊについて、ｊ＝１番目からｊ＝ｎ番目まで繰り返す。
【００４８】
図５（Ａ）は、例えば、ｊ＝２についてのコードパターン信号ＣＰＳを示している。標尺Ａは電子レベル３に対して近距離に位置して、その像Ａ’の横幅が広いため、各画素（Ｇｉｊ）の列ｊについて、ｊ＝３、ｊ＝４等の数列に渡って繰り返して同様のコードパターン信号ＣＰＳが得られる。
【００４９】
これに対して、例えば、標尺Ｂは電子レベル３に対して遠距離に位置して、その像Ｂ’は横幅が狭いため、各画素（Ｇｉｊ）の列ｊについて、同様のコードパターン信号ＣＰＳが繰り返し得られる回数は少ない。
【００５０】
また、像Ｂ’に対応するコードパターン信号ＣＰＳは遠距離にあるので、図５（Ｃ）に示すように、白レベルと黒レベルとの間の間隔は密である。なお、図５（Ｄ）は像Ｈ’のコードパターンＣＰ”に対応するコードパターン信号ＣＰＳを示している。
【００５１】
この各画素（Ｇｉｊ）の列ｊ毎に画素データＧiをｉ＝１番目からｉ＝ｍ番目まで読み出す処理を、ｊ＝１からｊ＝ｎについて繰り返し行うことにより、像Ａ’、像Ｂ’、像Ｈ’が抽出される。
【００５２】
抽出部１４は、像Ａ’、像Ｂ’、像Ｈ’を抽出した後、その像Ａ’、像Ｂ’、像Ｈ’のコードパターンＣＰ”に対応するコードパターン信号ＣＰＳを高さ測定値演算部１５と距離演算部１７とに向かって出力する。
【００５３】
高さ測定値演算部１５は、図４に示す視準軸（画像中心Ｏ’）Ｏを含む水平線（基準位置）ＬＨの上下に存在する上側のスタジア相当線ＬＨＵと下側のスタジア相当線ＬＨＬの範囲内のコードパターンＣＰ”の部位に対応するコードパターン信号ＣＰＳ’の黒レベルの幅ＣＰＢ’と白レベルの幅ＣＰＷ’と黒レベル及び白レベルのピッチＰＣＨ’により、高さ測定値ＲＨ’を演算する。
【００５４】
その高さ測定値ＲＨ’のデータは、標尺毎に視準高さ演算部１６に向けて出力される。視準高さ演算部１６は、高さ測定値ＲＨ’から減算すべきオフセット値Ｏｆを求める。このオフセット値Ｏｆは、得られた高さ測定値ＲＨ’が、「０から３未満」の範囲内、「３から６未満」、「６から９未満」、「９から１２未満」、「１２から１５未満」、「１５から１８未満」、「１８から２１未満」、「２１から２４未満」のいずれの値であるかを判断することにより決定される。
【００５５】
また、その高さ測定値ＲＨ’がどの範囲内の数値であるかを判断することにより、その得られた高さ測定値ＲＨ’が、複数の標尺Ａ〜Ｈうち、いずれの標尺であるか否かを識別できる。
【００５６】
視準高さ演算部１６は、高さ測定値演算部１５により得られた高さ測定値ＲＨ’からオフセット値Ｏｆを減算することにより、実際の視準高さＲＨを求める。
すなわち、ＲＨ＝ＲＨ’−Ｏｆ
【００５７】
この実際の視準高さＲＨのデータは、記憶部９に向けて出力され、記憶部９の該当する標尺Ａ〜Ｈの記憶領域にそれぞれ記憶される。
ここでは、標尺Ａ、Ｂ、Ｈに対応する視準高さＲＨのデータが記憶部９の各記憶領域にそれぞれ記憶される。
【００５８】
距離演算部１７は、スタジア相当線ＬＨＵに存在するコードパターンＣＰ”の部位により得られた上側高さ測定値ＲＨ”とスタジア相当線ＬＨＬに存在するコードパターンＣＰ”により得られた下側高さ測定値ＲＨ”との差により、上下スタジア相当線間の標尺長ｌを求め、既述したように電子レベル３の機械中心から各標尺Ａ、Ｂ、Ｈまでの距離Ｌをそれぞれ求める。
【００５９】
距離演算部１７により求められた各標尺Ａ〜Ｈの距離Ｌのデータは、記憶部９に送られて記憶部９の該当する標尺Ａ〜Ｈの記憶領域にそれぞれ記憶される。
送信スイッチＳＷ２を操作すると、ＣＰＵ１３は、記憶部９に記憶されている視準高さＲＨのデータと距離Ｌのデータとが送信部１０に向かって出力させ、送信部１０は各標尺Ａ〜Ｈに割り当てられているチャネルに基づいて、各標尺Ａ〜Ｈの受信部１８に向けて視準高さＲＨのデータと距離のデータとを送信する。
【００６０】
以上、この実施例では、1個の標尺の実際の高さに対応するコードパターンを複数個に分割して実際の視準高さとは異なる高さを意味するコードパターンを複数個の標尺に割り当てることにして説明したが、これに限るものではない。
【００６１】
例えば、高さを測定可能でかつ異なる高さを意味する識別可能なコードパターンが割り当てられた複数個の標尺の像を含む画像が形成される二次元撮像素子を有する広角レンズ系と、前記画像から前記複数個の標尺の像をそれぞれ抽出する抽出部と、該抽出部により抽出された複数個の標尺の像における前記広角レンズ系の視準光軸に相当する部位のコードパターンにより該コードパターン部位が意味する高さ測定値をそれぞれ求める高さ測定値演算部と、該高さ測定値演算部により得られた高さ測定値から前記各標尺の実際の視準高さを得るためのオフセット値を求めかつ前記高さ測定値演算部により得られた高さ測定値から前記オフセット値を減算して実際の視準高さを標尺毎に求める視準高さ演算部とを備える構成としても良い。
【００６２】
また、例えば、コードパターンが割り当てられた標尺の像を含む画像が形成される二次元撮像素子を有する広角レンズ系と、前記画像から前記標尺の像を抽出する抽出部と、該抽出部により抽出された標尺の像における前記広角レンズ系の視準光軸に相当する部位のコードパターンにより該コードパターン部位が意味する高さ測定値を求める高さ測定値演算部と、前記高さ測定値により視準高さを演算する演算部とを備える構成としても良い。
【符号の説明】
【００６３】
３…電子レベル
６…広角レンズ系
１２…二次元撮像素子
１５…高さ測定値演算部
１６…視準高さ演算部
ＲＨ…視準高さ
ＲＨ’…高さ測定値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コードパターンが割り当てられた標尺の像を含む画像が形成される二次元撮像素子を有する広角レンズ系と、前記画像から前記標尺の像を抽出する抽出部と、該抽出部により抽出された標尺の像における前記広角レンズ系の視準光軸に相当する部位のコードパターンにより該コードパターン部位が意味する高さ測定値を求める高さ測定値演算部と、前記高さ測定値により視準高さを演算する演算部とを備えていることを特徴とする電子レベル。
【請求項２】
高さを測定可能でかつ異なる高さを意味する識別可能なコードパターンが割り当てられた複数個の標尺の像を含む画像が形成される二次元撮像素子を有する広角レンズ系と、前記画像から前記複数個の標尺の像をそれぞれ抽出する抽出部と、該抽出部により抽出された複数個の標尺の像における前記広角レンズ系の視準光軸に相当する部位のコードパターンにより該コードパターン部位が意味する高さ測定値をそれぞれ求める高さ測定値演算部と、該高さ測定値演算部により得られた高さ測定値から前記各標尺の実際の視準高さを得るためのオフセット値を求めかつ前記高さ測定値演算部により得られた高さ測定値から前記オフセット値を減算して実際の視準高さを標尺毎に求める視準高さ演算部とを備えていることを特徴とする電子レベル。
【請求項３】
前記各標尺には、１個の標尺の実際の高さに対応するコードパターンを複数個に分割して実際の高さとは異なる高さ意味するコードパターンが割り当てられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子レベル。
【請求項４】
前記二次元撮像素子が前記広角レンズ系の視準光軸に対して縦方向に傾斜されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電子レベル。
【請求項５】
前記視準光軸の上側に設けられた上側スタジア線に相当するコードパターン部位により求められた上側高さ測定値と前記視準光軸の下側に設けられた下側スタジア線に相当するコードパターン部位により求められた下側高さ測定値との差により上下スタジア線間の標尺長を求め、求められた標尺長にスタジア乗数をかけ算することにより各標尺までの距離を求める距離演算部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電子レベル。
【請求項６】
標尺毎に求められた実際の視準高さのデータをそれぞれ記憶すると共に前記標尺毎に求められた距離を記憶する記憶部と、この記憶部に記憶されている視準高さのデータと距離のデータとを前記各標尺に設けられた受信装置に向けて送信する送信部とを有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか1項に記載の電子レベル。
【請求項７】
請求項３に記載の電子レベルに用いられる標尺であって、1個の標尺の高さを意味するコードパターンが拡大されかつ複数個に分割されて実際の視準高さとは異なる高さを意味するコードパターンが割り当てられた標尺。
【請求項１】
コードパターンが割り当てられた標尺の像を含む画像が形成される二次元撮像素子を有する広角レンズ系と、前記画像から前記標尺の像を抽出する抽出部と、該抽出部により抽出された標尺の像における前記広角レンズ系の視準光軸に相当する部位のコードパターンにより該コードパターン部位が意味する高さ測定値を求める高さ測定値演算部と、前記高さ測定値により視準高さを演算する演算部とを備えていることを特徴とする電子レベル。
【請求項２】
高さを測定可能でかつ異なる高さを意味する識別可能なコードパターンが割り当てられた複数個の標尺の像を含む画像が形成される二次元撮像素子を有する広角レンズ系と、前記画像から前記複数個の標尺の像をそれぞれ抽出する抽出部と、該抽出部により抽出された複数個の標尺の像における前記広角レンズ系の視準光軸に相当する部位のコードパターンにより該コードパターン部位が意味する高さ測定値をそれぞれ求める高さ測定値演算部と、該高さ測定値演算部により得られた高さ測定値から前記各標尺の実際の視準高さを得るためのオフセット値を求めかつ前記高さ測定値演算部により得られた高さ測定値から前記オフセット値を減算して実際の視準高さを標尺毎に求める視準高さ演算部とを備えていることを特徴とする電子レベル。
【請求項３】
前記各標尺には、１個の標尺の実際の高さに対応するコードパターンを複数個に分割して実際の高さとは異なる高さ意味するコードパターンが割り当てられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子レベル。
【請求項４】
前記二次元撮像素子が前記広角レンズ系の視準光軸に対して縦方向に傾斜されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電子レベル。
【請求項５】
前記視準光軸の上側に設けられた上側スタジア線に相当するコードパターン部位により求められた上側高さ測定値と前記視準光軸の下側に設けられた下側スタジア線に相当するコードパターン部位により求められた下側高さ測定値との差により上下スタジア線間の標尺長を求め、求められた標尺長にスタジア乗数をかけ算することにより各標尺までの距離を求める距離演算部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電子レベル。
【請求項６】
標尺毎に求められた実際の視準高さのデータをそれぞれ記憶すると共に前記標尺毎に求められた距離を記憶する記憶部と、この記憶部に記憶されている視準高さのデータと距離のデータとを前記各標尺に設けられた受信装置に向けて送信する送信部とを有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか1項に記載の電子レベル。
【請求項７】
請求項３に記載の電子レベルに用いられる標尺であって、1個の標尺の高さを意味するコードパターンが拡大されかつ複数個に分割されて実際の視準高さとは異なる高さを意味するコードパターンが割り当てられた標尺。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１４５４６３（Ｐ２０１２−１４５４６３Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４４９２（Ｐ２０１１−４４９２）
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（０００２２０３４３）株式会社トプコン (904)
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（０００２２０３４３）株式会社トプコン (904)
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