測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有電子水準儀和屬于多個群的任一群的標尺裝置的測量系統(tǒng)，以如下方式構(gòu)成，即，所述標尺裝置具備：附有與所屬的群對應的條形碼的標尺；以及設置在該標尺的移動式電臺裝置，該移動式電臺裝置具有：顯示施工數(shù)據(jù)的移動式電臺顯示部；以及與所述電子水準儀之間進行無線通信的移動式電臺通信部，所述電子水準儀具有：獲取施工范圍的圖像的攝影部；從圖像提取標尺圖像，判別提取的標尺圖像的條形碼圖案屬于哪個群，并且基于所述標尺圖像測定所述標尺的三維位置的控制裝置；以及將得到的三維位置發(fā)送給所述移動式電臺裝置的主體通信部，所述移動式電臺裝置將接收的所述標尺的三維位置與所述施工數(shù)據(jù)的關系顯示在所述移動式電臺顯示部。
【專利說明】測量系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及能設定多個基準面的測量系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 作為使用刻印有規(guī)定的條形碼的標尺（staff)進行高度測定、距離測定的設備，電 子水準儀（electronic level)正在普及。
[0003] 在以往的電子水準儀中，將標尺堅立設置在規(guī)定的地點，進行堅立設置了標尺的 地點的高度測定、距離測定，對預定的范圍、地點進行數(shù)據(jù)收集。
[0004] 進而，在基于施工數(shù)據(jù)來施工土木工程等所需工程的情況下，需要水平基準面，作 為形成水平基準面的裝置，有在水平方向上照射激光光線并使其旋轉(zhuǎn)的激光照射裝置。
[0005] 因而，以往用電子水準儀收集規(guī)定的數(shù)據(jù)，基于收集的數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)以及激光照 射裝置形成的基準面進行所需的工程。
[0006] 因此，在各作業(yè)的每一個中都需要電子水準儀、激光照射裝置等多個裝置。
[0007] 另外，在日本國特開平7 - 229737號公報、日本國專利3795190號公報中公開了 如下的情況，即，利用電子水準儀對各標尺進行準直，以電子方式解讀形成在各標尺的碼圖 (code pattern),自動求出準直高度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的課題 本發(fā)明的目的在于，提供一種在操作控制面板的操作中只用電子水準儀、標尺就能進 行數(shù)據(jù)的收集、基準面的設定的測量系統(tǒng)。
[0009] 用于解決課題的方案 為了達成上述目的，本發(fā)明的測量系統(tǒng)是具有電子水準儀和屬于多個群的任一群的標 尺裝置的測量系統(tǒng)，以如下方式構(gòu)成，即，所述標尺裝置具備：附有與所屬的群對應的條形 碼的標尺；以及設置在該標尺的移動式電臺裝置（mobile station)，該移動式電臺裝置具 有：顯示施工數(shù)據(jù)的移動式電臺顯示部；以及與所述電子水準儀之間進行無線通信的移動 式電臺通信部，所述電子水準儀具有：獲取施工范圍的圖像的攝影部；從圖像提取標尺圖 像，判別提取的標尺圖像的條形碼圖案屬于哪個群，并且基于所述標尺圖像測定所述標尺 的三維位置的控制裝置；以及將得到的三維位置發(fā)送給所述移動式電臺裝置的主體通信 部，所述移動式電臺裝置將接收的所述標尺的三維位置與所述施工數(shù)據(jù)的關系顯示在所述 移動式電臺顯示部。
[0010] 此外，在發(fā)明的測量系統(tǒng)中，利用屬于各群的所述標尺裝置設定多個地點中的標 尺的三維位置，按各群的每一個形成基準面。
[0011] 此外，本發(fā)明的測量系統(tǒng)以如下方式構(gòu)成，即，所述攝影部以包含施工對象物的方 式獲取圖像，所述移動式電臺顯示部區(qū)分所述施工對象物屬于多個群中的哪一群而進行顯 示，并且顯示關于所述施工對象物應設定的測設點，所述電子水準儀對所述標尺裝置按所 屬的每個群測定標尺的三維位置，將所述三維位置發(fā)送給對應的所述移動式電臺裝置，顯 示所述標尺與所述測設點的關系。
[0012] 此外，在本發(fā)明的測量系統(tǒng)中，所述標尺裝置具有檢測所述標尺的傾斜度的移動 式電臺傾斜傳感器，基于該移動式電臺傾斜傳感器的檢測結(jié)果對所述標尺的測距結(jié)果、水 平角進行補正。
[0013] 此外，本發(fā)明的測量系統(tǒng)以如下方式構(gòu)成，即，所述電子水準儀具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部， 能通過該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部在水平方向上旋轉(zhuǎn)，所述攝影部按每個規(guī)定時間獲取幀圖像或連續(xù)獲 取幀圖像，所述控制裝置按各幀圖像的每一個提取標尺圖像，以使提取的圖像不脫離幀圖 像的方式控制所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部而使所述電子水準儀旋轉(zhuǎn)，追隨所述標尺。
[0014] 此外，在本發(fā)明的測量系統(tǒng)中，所述攝影部是全周照相機，通過該攝影部獲取全周 圖像。
[0015] 發(fā)明效果 根據(jù)本發(fā)明的測量系統(tǒng)以如下方式構(gòu)成，即，具有電子水準儀和屬于多個群中的任一 群的標尺裝置，其中，所述標尺裝置具備：附有與所屬的群對應的條形碼的標尺；以及設置 在該標尺的移動式電臺裝置，該移動式電臺裝置具有：顯示施工數(shù)據(jù)的移動式電臺顯示部； 以及與所述電子水準儀之間進行無線通信的移動式電臺通信部，所述電子水準儀具有：獲 取施工范圍的圖像的攝影部；從圖像提取標尺圖像，判別提取的標尺圖像的條形碼圖案屬 于哪個群，并且基于所述標尺圖像測定所述標尺的三維位置的控制裝置；以及將得到的三 維位置發(fā)送給所述移動式電臺裝置的主體通信部，所述移動式電臺裝置將接收的所述標尺 的三維位置與所述施工數(shù)據(jù)的關系顯示在所述移動式電臺顯示部，因此，能以三維方式判 斷當前的標尺的位置與施工數(shù)據(jù)的關系，所以，能容易地進行基準面的設定、測設點的設 定。
[0016] 此外，根據(jù)本發(fā)明，因為利用屬于各群的所述標尺裝置來設定多個地點中的標尺 的三維位置、按各群的每一個形成基準面，所以，能利用標尺來設定多個基準面。
[0017] 此外，根據(jù)本發(fā)明，以如下方式構(gòu)成，即，所述攝影部以包含施工對象物的方式獲 取圖像，所述移動式電臺顯示部區(qū)分所述施工對象物屬于多個群中的哪一群進行顯示，并 且顯示關于所述施工對象物應設定的測設點，所述電子水準儀對所述標尺裝置按所屬的每 個群測定標尺的三維位置，將所述三維位置發(fā)送給對應的所述移動式電臺裝置，顯示所述 標尺與所述測設點的關系，因此，對多個施工對象物的測設點的設定，能利用多個附有不同 的條形碼的標尺并行地設定。
[0018] 此外，根據(jù)本發(fā)明，所述標尺裝置具有檢測所述標尺的傾斜度的移動式電臺傾斜 傳感器，基于該移動式電臺傾斜傳感器的檢測結(jié)果對所述標尺的測距結(jié)果、水平角進行補 正，因此，可得到高精度的測定結(jié)果，并且能進行水平角的測定。
[0019] 此外，根據(jù)本發(fā)明，以如下方式構(gòu)成，即，所述電子水準儀具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，能通過 該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部在水平方向上旋轉(zhuǎn)，所述攝影部按每個規(guī)定時間獲取幀圖像或連續(xù)獲取幀圖 像，所述控制裝置按各幀圖像的每一個提取標尺圖像，以使提取的圖像不脫離幀圖像的方 式控制所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部而使所述電子水準儀旋轉(zhuǎn)，追隨所述標尺，因此，不需要按每個測設 點對標尺進行準直，測設作業(yè)的效率大幅提高。
[0020] 此外，根據(jù)本發(fā)明，所述攝影部是全周照相機，通過該攝影部可獲取全周圖像，因 此，可省略旋轉(zhuǎn)機構(gòu)部，能進行遍及寬范圍的測定作業(yè)、測設作業(yè)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是示出本發(fā)明的實施例的測量系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0022] 圖2是該測量系統(tǒng)中的電子水準儀的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0023] 圖3 (A)是該測量系統(tǒng)中的標尺裝置的移動式電臺裝置的概略結(jié)構(gòu)圖，圖3 (B) 是示出該移動式電臺裝置的顯示部的一個例子的圖。
[0024] 圖4是利用該測量系統(tǒng)形成基準平面的情況下的實施例的說明圖。
[0025] 圖5是利用該測量系統(tǒng)設定測設點的情況下的實施例的說明圖。

【具體實施方式】
[0026] 以下，一邊參照附圖一邊說明本發(fā)明的實施例。
[0027] 圖1是示出本發(fā)明的實施例的測量系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的圖。其中，1表示電子水準 儀，2a表示屬于A組的標尺，2b表示屬于B組的標尺。
[0028] 所述電子水準儀1設置在能測定施工對象范圍整個區(qū)域的位置（以下，基準位置)。 所述標尺2a、2b依次堅立設置在施工對象范圍內(nèi)的多個測定點，通過所述電子水準儀1可 測定高度、距離、方向（三維位置)。
[0029] 所述標尺2a、2b分別刻印有具有已知的寬度、已知的高度的條形碼，通過該條形 碼能測定高度位置。此外，在屬于A組的標尺2a和屬于B組的標尺2b中，條形碼的圖案不 同，能通過識別條形碼的圖案來判別標尺屬于哪一組。在所述標尺2a、2b分別設置有移動 式電臺裝置21a、21b。另外，在不對所述標尺2a、2b、所述移動式電臺裝置21a、21b進行區(qū) 別的情況下，僅作為標尺2、移動式電臺裝置21進行說明。
[0030] 首先，參照圖1、圖2對所述電子水準儀1的概略進行說明。
[0031] 在基準位置設置有3個腳3,在該3個腳3經(jīng)由校平部4、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部5設置有電 子水準儀主體6。所述校平部4將所述電子水準儀主體6校平為水平狀態(tài)。
[0032] 所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部5使所述電子水準儀主體6以堅直軸心為中心進行旋轉(zhuǎn)。此外，所 述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部5具備編碼器等水平角檢測器12,使所述電子水準儀主體6以堅直軸心為中 心進行旋轉(zhuǎn)的情況下的旋轉(zhuǎn)角由所述水平角檢測器12檢測，檢測結(jié)果輸出到控制裝置8。
[0033] 所述電子水準儀主體6主要由攝影部7、所述控制裝置8、主體顯示部9、主體 通信部10、傾斜傳感器11等構(gòu)成。另外，作為該傾斜傳感器11，還包括MEMS (micro electro-mechanical system :微型機電系統(tǒng)）等傳感器。
[0034] 所述攝影部7具有光學系統(tǒng)13、二維攝影元件(區(qū)域傳感器（area sensor))14等， 所述光學系統(tǒng)13能使包括施工對象范圍的像成像在所述二維攝影元件14。此外，所述二維 攝影元件14是像素的集合體，例如，使用CCD或CMOS傳感器等。在所述二維攝影元件14 上設定有直角坐標系，在所述電子水準儀主體6校平為水平的情況下，該電子水準儀主體6 檢測的水平的0水平面（level)與所述直角坐標系的一個坐標軸一致。
[0035] 關于構(gòu)成所述二維攝影元件14的各像素，該二維攝影元件14上的像素的位置特 定在所述直角坐標系上，此外，通過來自各像素的信號來特定所述直角坐標系的坐標。用所 述二維攝影元件14獲取的圖像作為幀圖像數(shù)據(jù)輸入到所述控制裝置8,進而儲存在存儲部 16。
[0036] 所述控制裝置8主要由運算處理部（CPU) 15、所述存儲部16、圖像處理部17、組判 別部18以及測定部19構(gòu)成。所述運算處理部15進行對所述存儲部16的數(shù)據(jù)的輸入輸出 的控制、所述圖像處理部17中的圖像處理的控制、所述組判別部18中的信號處理的控制、 所述測定部19中的測距、高低角、水平角的運算處理的控制。
[0037] 此外，所述控制裝置8在所需的定時以所需的狀態(tài)控制所述校平部4、所述旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動部5、所述主體通信部10。
[0038] 所述圖像處理部17從所述幀圖像數(shù)據(jù)提取標尺2的圖像。所述組判別部18從提 取的標尺2的圖像識別條形碼的圖案，進而判別標尺屬于哪個組。所述測定部19基于提取 的標尺2的圖像執(zhí)行距離測定、高低角（準直高度）的測定、水平角的測定。進而，通過進行 距離測定、高低角(準直高度）的測定、水平角的測定，從而能測定標尺2的三維位置。
[0039] 另外，距離測定可通過識別圖像中的標尺2的大小來執(zhí)行。高低角可通過如下方 式來測定，即，從圖像讀取條形碼的圖案，判斷水平的〇水平面處于條形碼的哪個位置。
[0040] 另外，關于基于標尺2的圖像來進行條形碼的圖案的提取、該圖案的識別、判別、 距離測定、準直高度的測定，在日本國特開2012 - 145463號公報中有所公開。
[0041] 此外，關于水平角，可根據(jù)標尺2的條形碼的幀圖像中的位置，S卩，根據(jù)所述二維 攝影元件14上的位置來求出。
[0042] 所述存儲部16具有程序儲存部、數(shù)據(jù)儲存部。在所述程序儲存部儲存有測定、施 工所需的各種程序，例如，儲存有用于在所述圖像處理部17執(zhí)行圖像處理的圖像處理程 序、用于在所述組判別部18識別條形碼的圖案、判別屬于哪個組的判別程序、用于執(zhí)行距 離測定、高低角的測定、水平角的測定的測定運算程序、數(shù)據(jù)輸入輸出控制程序、通信程序、 用于進行所述主體顯示部9的顯示控制的顯示程序、用于執(zhí)行校平的校平程序等。
[0043] 此外，在所述數(shù)據(jù)儲存部儲存有幀圖像數(shù)據(jù)、標尺2的判別結(jié)果、測定結(jié)果，儲存 有施工所需的施工數(shù)據(jù)。
[0044] 在所述主體顯示部9顯示有所述攝影部7獲取的圖像，或顯示有各標尺2的測定 結(jié)果或標尺2的組判別結(jié)果。另外，作為顯示組判別結(jié)果的方法，有按每個組對標尺2進行 分色顯示的方法或按每個組對標尺2以擇一方式進行顯示的方法等。
[0045] 所述主體通信部10能與所述移動式電臺裝置21之間進行無線通信，所述主體通 信部10將測定結(jié)果、組判別結(jié)果、施工數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)發(fā)送給所述標尺2a、2b的所述移動式電 臺裝置21a、21b，此外，接收從該移動式電臺裝置21a、21b發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0046] 所述傾斜傳感器11檢測所述電子水準儀主體6的傾斜，檢測結(jié)果輸入到所述控制 裝置8。所述運算處理部15基于輸入的檢測結(jié)果對所述校平部4進行驅(qū)動控制，將所述電 子水準儀主體6調(diào)整(校平）為水平。
[0047] 接著，說明所述標尺2a、2b。另外，因為該標尺2a和所述標尺2b基本上是相同的 結(jié)構(gòu)，所以，在不區(qū)別所述標尺2a、2b的情況下，僅作為標尺2進行說明。
[0048] 此外，在本實施例中，所述移動式電臺裝置21與該標尺2進行一體化，由所述標尺 2和所述移動式電臺裝置21構(gòu)成標尺裝置。
[0049] 參照圖3對所述移動式電臺裝置21進行說明。
[0050] 該移動式電臺裝置21主要具備CPU23、移動式電臺存儲部24、移動式電臺顯示部 25、移動式電臺通信部26、移動式電臺傾斜傳感器27。
[0051] 在所述移動式電臺存儲部24儲存有數(shù)據(jù)的輸入輸出的控制所需的程序、顯示動 作所需的程序、對發(fā)送接收進行控制的程序等各種程序，此外，儲存有施工數(shù)據(jù)、從所述電 子水準儀1發(fā)送的各種測定數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)。
[0052] 所述CPU23運用所述程序來控制對所述移動式電臺存儲部24的數(shù)據(jù)的輸入輸出， 控制所述移動式電臺顯示部25的顯示動作，控制所述移動式電臺通信部26的發(fā)送接收。
[0053] 以下，參照圖4對本實施例的作用進行說明。
[0054] 在以下的實施例中，對形成以不同的傾斜角傾斜的兩個基準平面的情況進行說 明。作為形成基準面的準備，將施工數(shù)據(jù)輸入到所述移動式電臺裝置21。作為輸入的方法， 適當?shù)剡x擇直接將施工數(shù)據(jù)輸入到所述移動式電臺裝置21，或從所述控制裝置8對所述移 動式電臺裝置21發(fā)送施工數(shù)據(jù)而進行輸入。
[0055] 另外，設所述光學系統(tǒng)13具有所需的視場角，例如，100°，使所述攝影部7以90° 步長進行旋轉(zhuǎn)，在4個方向上進行攝影，使鄰接的圖像彼此各交疊10°而獲取各方向的圖 像。獲取的圖像存儲在所述存儲部16。所述圖像處理部17利用鄰接的圖像制作全周的全 景圖像。
[0056] 另外，可以使用全周照相機作為獲取全周圖像的攝影部7。
[0057] 在施工對象范圍設置標尺2。該標尺2具有兩種（A、B)條形碼圖案。設具有A條 形碼圖案的標尺2屬于A群，此外，將屬于A群的標尺2設為標尺2 &1、2&2、2&3。此外，設具 有B條形碼圖案的標尺2屬于B群，此外，將屬于B群的標尺2設為標尺2bl、2b2、2b3。此 夕卜，各條形碼圖案具有各標尺的基準位置。
[0058] 所述電子水準儀1設置在規(guī)定的位置，通過所述校平部4將所述電子水準儀1校 平為水平。以使設置的位置中的成為所述電子水準儀1的測定的基準的點(例如，機器中 心，以下稱為基準點）存在于形成的A基準面31、B基準面32內(nèi)的方式進行設定。此外，基 準點基于施工數(shù)據(jù)進行設定，是已知的。
[0059] 首先，對形成所述A基準面31的情況進行說明。
[0060] 將屬于A群的所述標尺2al、2a2、2a3設置在所述A基準面31的范圍內(nèi)的規(guī)定的 位置，例如，設置位置Pal、Pa2、Pa3。此外，將屬于B群的所述標尺2bl、2b2、2b3設置在所 述B基準面32的范圍內(nèi)的規(guī)定的位置，例如，設置位置Pbl、Pb2、Pb3。
[0061] 接著，所述圖像處理部17從所述幀圖像或所述全景圖像提取所述標尺2al、2a2、 2a3、所述標尺2bl、2b2、2b3的標尺圖像。由所述組判別部18基于標尺圖像的條形碼圖案 從所述標尺圖像之中將所述標尺2al、2a2、2a3的標尺圖像判別為A組。
[0062] 所述測定部19基于所述標尺圖像的條形碼圖案求出A組的各標尺2的準直高度 (與所述〇水平面的偏差)、高低角。此外，基于用所述水平角檢測器12檢測的準直方向角 度和所述標尺圖像的在所述二維攝影元件14上的位置(相對于坐標系的原點的水平方向 偏差)，所述測定部19求出水平角。進而，根據(jù)所述標尺圖像的大小，所述測定部19通過運 算求出（測定）從所述電子水準儀1的基準點到所述標尺2的距離。另外，關于求出準直高 度、高低角、水平角、距離的情況，在日本國特開2012 - 145463號公報中有所記載。
[0063] 此外，雖然在所述標尺2傾斜的情況下會對測距和水平角的測定造成影響，但是， 因為該標尺2的傾斜角由所述移動式電臺傾斜傳感器27測定，所以，能對根據(jù)由該移動式 電臺傾斜傳感器27檢測的傾斜角測定的水平角、測距結(jié)果進行補正。此外，在基于傾斜角 進行的測定結(jié)果的補正中，傾斜角從所述移動式電臺裝置21發(fā)送到所述電子水準儀1?？?以將在該電子水準儀1補正的測定結(jié)果發(fā)送到所述移動式電臺裝置21，或者，也可以將測 定結(jié)果發(fā)送到所述移動式電臺裝置21，在該移動式電臺裝置21基于所述移動式電臺傾斜 傳感器27的檢測結(jié)果來補正測定結(jié)果。
[0064] 基于測定的水平角、距離可特定成為測定的對象的標尺2的位置。例如，可特定所 述標尺2a的設置位置Pal。該設置位置Pal中的所述A基準面31的準直高度可基于施工 數(shù)據(jù)通過所述運算處理部15的運算來求出。
[0065] 求出的準直高度和設置位置Pal由所述主體通信部10進行發(fā)送，在所述移動式電 臺通信部26進行接收。接收的準直高度經(jīng)由所述CPU23顯示在所述移動式電臺顯示部25。 此外，所述CPU23基于儲存在所述移動式電臺存儲部24的施工數(shù)據(jù)和接收的所述設置位置 Pal，運算該設置位置Pal中的施工數(shù)據(jù)上的所述A基準面31的高度。
[0066] 在所述移動式電臺顯示部25顯示在所述電子水準儀1測定的準直高度和在所述 移動式電臺裝置21運算的施工高度。另外，準直高度和施工高度可以用數(shù)值顯示?；蛘撸?也可以示出上下方向和準直高度與施工高度之間的偏差。
[0067] 在用數(shù)值示出準直高度和施工高度的情況下，可知施工高度相對于所設置的所述 標尺2a處于上下的哪個方向、哪個位置。
[0068] 進而，也可以將所述移動式電臺顯示部25構(gòu)成為如圖3 (B)所示。
[0069] S卩，所述移動式電臺顯示部25具有引導顯示部25a、25b，該引導顯示部25a進行對 高度方向的引導顯示，此外，所述引導顯示部25b進行對水平方向的引導顯示。
[0070] 例如，所述引導顯示部25a具有在準直高度與施工高度一致的情況下點亮(或閃 爍)的一致線41以及在準直高度相對于施工高度向上或向下偏離的情況下點亮(或閃爍)的 方向指示標志42、43。進而，在準直高度比施工高度高的情況下，所述方向指示標志42點 亮，在準直高度比施工高度低的情況下，所述方向指示標志43點亮。
[0071] 同樣地，對于所述標尺2b、2c，也依次特定設置位置Pa2、Pa3,此外，求出準直高 度、施工高度，將求出的結(jié)果分別顯示在各移動式電臺裝置21b、21c的所述移動式電臺顯 示部25。
[0072] 在所述A基準面31是平面的情況下，只要確定該A基準面31的平面內(nèi)的3點，就 可確定該A基準面31。進而，通過利用所述電子水準儀1測定設置的標尺2的位置、準直高 度并將測定的位置發(fā)送給所述移動式電臺裝置21，從而根據(jù)施工數(shù)據(jù)求出所述A基準面31 的高度，通過與準直高度的比較，能設定任意的位置中的該A基準面31的高度。
[0073] 另外，在已知所述A基準面31的傾斜方向的情況下，還能用兩個設置位置Pal、Pa2 設定基準面。
[0074] 接著，對形成所述B基準面32的情況進行說明。
[0075] 在形成所述B基準面32的情況下，提取所述標尺圖像，由所述組判別部18基于所 述標尺圖像的條形碼圖案從所述標尺圖像之中將所述標尺2bl、2b2、2b3的標尺圖像判別 為B組。
[0076] 利用所述電子水準儀1測定屬于B群的所述標尺2bl、2b2、2b3的設置位置Pbl、 Pb2、Pb3,進而測定各所述標尺2bl、2b2、2b3的準直高度。
[0077] 通過測定設置位置Pbl、Pb2、Pb3和各所述標尺2bl、2b2、2b3的準直高度，從而可 與設定上述A基準面31同樣地進行所述B基準面32的設定。
[0078] S卩，通過使用A群的所述標尺2al、2a2、2a3和B群的所述標尺2bl、2b2、2b3,從而 能形成兩個基準面。進而，能利用3個以上的不同的條形碼圖案形成3個以上的標尺群，通 過使用該標尺群，從而形成3個以上的不同的基準面。
[0079] 另外，通過所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部5以規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)所述電子水準儀主體6。利用 得到的幀圖像制作全周全景圖像，依次更新全周全景圖像。進而，通過進行從更新的全周全 景圖像提取標尺圖像、組判別、基于標尺圖像的測距、高低角的測定、準直高度的測定，從而 即使在使標尺2移動的情況下也能進行基準面的形成或基準面的檢測。
[0080] 進而，在施工對象范圍收容于所述攝影部7的光學系統(tǒng)的視場角的范圍內(nèi)的情況 下，無需使所述電子水準儀主體6旋轉(zhuǎn)，只要獲取同一方向的圖像即可。進而，只要將光學 系統(tǒng)的視場角做成為廣角，使得與寬的施工對象范圍對應，就能省略所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部5。
[0081] 此外，只要將屬于相同的群的標尺2設為4個以上，或?qū)⒂脴顺?檢測基準面的地 點設為4個以上，就能設定彎曲的基準面。
[0082] 另外，如果將在所述電子水準儀1中測定的結(jié)果自動地發(fā)送給所述移動式電臺裝 置21側(cè)，在所述電子水準儀1側(cè)就不需要作業(yè)人員。
[0083] 另外，雖然在上述說明中使用具有相同條形碼圖案的3個以上的標尺設定了基準 面，但是，也可以在1個群中使用1個標尺，移動標尺而設置在不同的3個點以上，分別設定 基準面的高度。
[0084] 接著，對在圖5中以三維方式設定測設點的情況進行說明。
[0085] 另外，在圖5所示的例子中，示出施工對象范圍收容于光學系統(tǒng)的視場角的范圍 內(nèi)的情況。
[0086] 將A群所包含的施工對象物設為施工對象物33a、34a，將B群所包含的施工對象物 設為施工對象物35b、36b。此外，將對所述施工對象物33a、34a使用的標尺設為標尺2a，將 對所述施工對象物35b、36b使用的標尺設為標尺2b。
[0087] 當作業(yè)開始時，所述攝影部7以規(guī)定時間間隔獲取施工對象范圍的圖像，獲取的 圖像作為幀圖像數(shù)據(jù)依次儲存在所述移動式電臺存儲部24。
[0088] 所述圖像處理部17從幀圖像提取標尺圖像，對提取的該標尺圖像判別是所述標 尺2a的還是所述標尺2b的。
[0089] 在所述移動式電臺裝置21a、21b的所述移動式電臺存儲部24分別儲存有施工數(shù) 據(jù)、施工對象物的圖像數(shù)據(jù)。
[0090] 首先，對于A群所包含的所述施工對象物33a、34a，對設定測設點的情況進行說 明。
[0091] 在設定所述施工對象物33a的測設點Qal的情況下，在所述標尺2a的所述移動式 電臺裝置21的所述移動式電臺顯示部25顯示有所述施工對象物33a、34a，并且顯示有測設 點Qal。測設點的顯示包括如下模式，即，一次顯示所述全部測設點的顯示模式、只顯示接下 來應設定的測設點的顯示模式、一次顯示所述測設點，對于接下來應設定的測設點進行分 色顯示或使其閃爍等的顯示模式等，能適當?shù)剡x擇顯示模式。
[0092] 此外，關于測設點顯示，以使能以視覺方式容易地進行判斷的方式在所述施工對 象物33a、34a重疊地進行點顯示，進而通過選擇，從而一并顯示測設點的三維坐標。
[0093] 所述電子水準儀1獲取圖像，從圖像提取標尺圖像，選擇所述標尺2a的標尺圖像， 基于選擇的該標尺圖像進行測距、高低角的測定、準直高度的測定，測定當前的所述標尺2a 的三維位置，將測定結(jié)果發(fā)送給所述移動式電臺裝置21。
[0094] 在該移動式電臺裝置21中，接收的測定結(jié)果顯示在所述移動式電臺顯示部25。作 為顯示測定結(jié)果的方式，在施工對象物的圖像中通過著色來顯示位置，使得相對于應設定 的測設點，能以視覺方式知道當前地點。
[0095] 或者，如圖3(B)所示，關于上下方向，在引導顯示部25a中使用方向指示標志42、 43來引導移動方向。在水平方向上，在引導顯不部25b中使用方向指不標志45、46來引導 移動方向。在所述標尺2a的上下位置、水平位置與所述測設點Qal -致的情況下，分別使 所述一致線41、所述一致線44閃爍。
[0096] 或者，在對所述標尺2a的實測三維坐標與測設點Qal的施工數(shù)據(jù)的偏差進行數(shù)值 顯示、所述標尺2a與所述測設點Qal -致的情況下，進行0顯示等。因而，作業(yè)人員可知， 為了將標尺設定在所述測設點Qal需要向哪個方向移動多少。
[0097] 所述圖像處理部17從最新的幀圖像提取所述標尺2a的標尺圖像，進而，所述測定 部19測定所述標尺2a的最新的位置，將測定結(jié)果發(fā)送給所述移動式電臺裝置21。作業(yè)人 員根據(jù)所述移動式電臺顯示部25的顯示，例如，根據(jù)所述引導顯示部25a、所述引導顯示部 25b可知移動中的最新的位置，能不費勁地將所述標尺2a設定在所述測設點Qal。
[0098] 當利用所述標尺2a設定了所述測設點Qal時，在所述移動式電臺顯示部25顯示 接下來進行設定的測設點Qa2。另外，對于完成設定的所述測設點Qal，為了防止誤設定，也 可以改變顏色并保持對該測設點Qal進行點顯示的狀態(tài)。
[0099] 作業(yè)人員能根據(jù)顯示的所述測設點Qa2和顯示的當前位置，以視覺方式判斷需要 在哪個方向上移動多少，可不費勁地、有效地進行設定下一個該測設點Qa2的情況下的移 動。該測設點Qa2的設定也與所述測設點Qal同樣地進行。進而，同樣地，依次設定測設點 Qa3、Qa4、…。
[0100] 接著，在對B群的所述施工對象物35b、36b設定測設點的情況下，也以與對A群的 所述施工對象物33a、34a設定測設點同樣的順序來進行。
[0101] 在此，在所述移動式電臺裝置21中，在設定所述施工對象物35b、36b的測設點的 情況下，使用所述標尺2b。但是，該標尺2b具有與所述標尺2a不同的條形碼圖案，根據(jù)該 條形碼圖案，所述電子水準儀1能判別兩者。
[0102] 因而，能與所述標尺2a的測定并行地進行對所述標尺2b的測定。通過所述電子 水準儀1對所述標尺2b的所述移動式電臺裝置21b發(fā)送該標尺2b的測定結(jié)果、將測定結(jié) 果顯示在所述移動式電臺裝置21b，從而，B群的所述施工對象物35b、36b的測設點的設定 能與A群的所述施工對象物33a、34a的測設點的設定以同時進行方式進行。
[0103] 另外，通過使用具有3個以上的不同的條形碼圖案的標尺，從而能對屬于3個以上 的群的施工對象物同時進行測設點的設定。因而，測設點的作業(yè)效率大幅提高。
[0104] 接著，對如下情況進行說明，即，在所述光學系統(tǒng)13的視場角不是廣角的情況下， 通過圖像處理來跟蹤標尺，依次設定測設點。在該情況下，所述電子水準儀主體6通過旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動部5進行旋轉(zhuǎn)，進而由所述水平角檢測器12檢測所述攝影部7的準直方向的水平角。
[0105] 首先，在開始作業(yè)的時點，使所述攝影部7朝向最初設定的測設點的方向，將所述 水平角檢測器12檢測的角度(所述攝影部7的準直方向的角度）設定為基準角度。
[0106] 通過所述攝影部7獲取圖像，從圖像中提取標尺圖像。另外，在該情況下，所述攝 影部7獲取動態(tài)圖像或者以可跟蹤的規(guī)定的時間間隔獲取靜止圖像。在任一種情況下，數(shù) 據(jù)都作為幀圖像數(shù)據(jù)而儲存在所述存儲部16。
[0107] 從最新的幀圖像提取標尺圖像，基于提取的該標尺圖像求出測距、準直高度(高低 角)、水平角。在該情況下，因為水平角是根據(jù)圖像求出的水平角，所以，通過在求出的水平 角加上由所述水平角檢測器12檢測的檢測角度，從而可求出實際的水平角。
[0108] 當完成1個測設點的設定而移動標尺時，所述圖像處理部17對各幀提取標尺圖 像，以使提取的該標尺圖像維持在幀圖像的中心的方式，或者以至少使該標尺圖像不會從 幀圖像脫離的方式，通過所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部5使所述電子水準儀主體6旋轉(zhuǎn)。
[0109] 所述測定部19基于從各幀圖像提取的標尺圖像來測定到標尺的距離、標尺的準 直高度、水平角，將測定結(jié)果發(fā)送給所述移動式電臺裝置21。該移動式電臺裝置21將測定 結(jié)果實時地顯示在所述移動式電臺顯示部25。
[0110] 在該移動式電臺顯示部25顯示施工圖。通過同時顯示施工圖和測定結(jié)果，從而作 業(yè)人員可知相對于測設點的當前位置，可高效地進行測設點的設定。進而，通過進行跟蹤， 從而能進行所述攝影部7具有的視場角以上的范圍中的測設點的設定，進而，通過在所述 移動式電臺顯示部25顯示施工圖，從而在所述電子水準儀1側(cè)不需要作業(yè)人員，能進行單 人作業(yè)。
【權(quán)利要求】
1. 一種測量系統(tǒng)，具有：電子水準儀；以及標尺裝置，屬于多個群的任一群，所屬測量 系統(tǒng)以如下方式構(gòu)成，即， 所述標尺裝置具備： 標尺，附有與所屬的群對應的條形碼；以及 移動式電臺裝置，設置在該標尺， 該移動式電臺裝置具有： 移動式電臺顯示部，顯示施工數(shù)據(jù)；以及 移動式電臺通信部，與所述電子水準儀之間進行無線通信， 所述電子水準儀具有： 攝影部，獲取施工范圍的圖像； 控制裝置，從圖像提取標尺圖像，判別提取的標尺圖像的條形碼圖案屬于哪個群，并且 基于所述標尺圖像測定所述標尺的三維位置；以及 主體通信部，將得到的三維位置發(fā)送給所述移動式電臺裝置， 所述移動式電臺裝置將接收的所述標尺的三維位置與所述施工數(shù)據(jù)的關系顯示在所 述移動式電臺顯示部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中， 通過屬于各群的所述標尺裝置設定多個地點中的標尺的三維位置，按各群的每一個形 成基準面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，以如下方式構(gòu)成，即， 所述攝影部以包含施工對象物的方式獲取圖像，所述移動式電臺顯示部區(qū)分所述施工 對象物屬于多個群中的哪一群進行顯示，并且顯示關于所述施工對象物應設定的測設點， 所述電子水準儀對所述標尺裝置按所屬的每個群測定標尺的三維位置，將所述三維位置發(fā) 送給對應的所述移動式電臺裝置，顯示所述標尺與所述測設點的關系。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?權(quán)利要求3的任一項所述的測量系統(tǒng)，其中， 所述標尺裝置具有移動式電臺傾斜傳感器，檢測所述標尺的傾斜度， 基于該移動式電臺傾斜傳感器的檢測結(jié)果，對所述標尺的測距結(jié)果、水平角進行補正。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中， 所述電子水準儀具有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，能通過該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部在水平方向上進行旋轉(zhuǎn)，所述 攝影部按每個規(guī)定時間獲取幀圖像，或連續(xù)獲取幀圖像，所述控制裝置按各幀圖像的每一 個提取標尺圖像，以使提取的圖像不會從幀圖像脫離的方式控制所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部而使所述 電子水準儀旋轉(zhuǎn)，跟隨所述標尺。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng)，其中， 所述攝影部是全周照相機，通過該攝影部獲取全周圖像。
【文檔編號】G01C15/00GK104101336SQ201410144493
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月11日
【發(fā)明者】熊谷薰, 古平純一 申請人:株式會社拓普康