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測(cè)定方法以及測(cè)定裝置制造方法
【專利摘要】一種測(cè)定方法，其為將測(cè)定裝置中的多個(gè)測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行監(jiān)視測(cè)定的測(cè)定方法，上述測(cè)定裝置具有：照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物的望遠(yuǎn)鏡部；經(jīng)由該望遠(yuǎn)鏡部照射測(cè)距光并測(cè)定到上述測(cè)定對(duì)象物為止的距離的測(cè)距部；照射照準(zhǔn)光并拍攝照準(zhǔn)方向，取得數(shù)字圖像的拍攝部；檢測(cè)上述望遠(yuǎn)鏡部的照準(zhǔn)方向的方向角的角度檢測(cè)部；以及使上述望遠(yuǎn)鏡部自動(dòng)照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物的自動(dòng)照準(zhǔn)部，其中，該測(cè)定方法具備：設(shè)定搜索范圍的工序；將照射的照準(zhǔn)光的光量切換為近距離用和遠(yuǎn)距離用的光量切換工序；作為近距離用光量，將搜索范圍進(jìn)行搜索，并對(duì)位于近距離的測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行粗測(cè)定的近距離搜索工序；作為遠(yuǎn)距離用光量，將搜索范圍進(jìn)行搜索，并對(duì)位于遠(yuǎn)距離的測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行粗測(cè)定的遠(yuǎn)距離搜索工序；以及基于上述近距離搜索的粗測(cè)定結(jié)果和上述遠(yuǎn)距離搜索的粗測(cè)定結(jié)果對(duì)全測(cè)定對(duì)象物自動(dòng)照準(zhǔn)，并將各測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行測(cè)距、測(cè)角的精密測(cè)定工序。
【專利說明】測(cè)定方法以及測(cè)定裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)多個(gè)點(diǎn)定期地或經(jīng)時(shí)地連續(xù)測(cè)定的測(cè)定方法以及測(cè)定裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]為了監(jiān)視地盤的下沉、為了監(jiān)視滑坡、為了監(jiān)視水庫等的建筑物的堤壩、墻體的位移，或者為了監(jiān)視隧道的墻面的位移，通過測(cè)定裝置將測(cè)定范圍內(nèi)設(shè)定的多個(gè)測(cè)定點(diǎn)，定期地或經(jīng)時(shí)地連續(xù)測(cè)定。
[0003]例如，在挖掘用于建設(shè)地下鐵的隧道的情況等中，為了監(jiān)視挖掘后的隧道的天花板、墻面是否位移，在天花板、墻面上設(shè)置多個(gè)作為目標(biāo)的棱鏡，將全部的棱鏡的位置位移通過測(cè)定裝置以無人方式按順序進(jìn)行測(cè)定(以下稱作監(jiān)視測(cè)定)。
[0004]在進(jìn)行監(jiān)視測(cè)定的情況下，測(cè)定裝置自動(dòng)地搜索棱鏡、即測(cè)定點(diǎn)，并照準(zhǔn)，進(jìn)行測(cè)距，來執(zhí)行測(cè)定。為了取得用于搜索已設(shè)定的測(cè)定點(diǎn)的初期值，對(duì)各測(cè)定點(diǎn)的示教變?yōu)楸匦琛?br> [0005]在現(xiàn)有的示教操作中，通過測(cè)定裝置操作者照準(zhǔn)各測(cè)定點(diǎn)，對(duì)各測(cè)定點(diǎn)進(jìn)行水平角、鉛直角、距離的測(cè)定，并對(duì)各測(cè)定點(diǎn)進(jìn)行三維測(cè)定，將得到的測(cè)定結(jié)果作為各測(cè)定點(diǎn)的初期值進(jìn)行設(shè)定。在該方法中，為操作者對(duì)測(cè)定點(diǎn)進(jìn)行一點(diǎn)一點(diǎn)地測(cè)定，進(jìn)而由于測(cè)定裝置所具備的照準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)角狹窄，所以在照準(zhǔn)中花費(fèi)時(shí)間，操作性差，需要很多的時(shí)間。特別是，在測(cè)定中有時(shí)間限制的情況下，例如在地下鐵用的隧道中的操作的情況下，在對(duì)隧道的天花板、墻面進(jìn)行監(jiān)視測(cè)定中，在地下鐵的非運(yùn)營(yíng)時(shí)間內(nèi)必須結(jié)束測(cè)定，要求測(cè)定時(shí)間的縮短。
[0006]本 申請(qǐng)人:，在日本特開2012-73201號(hào)公報(bào)中公開了一種測(cè)定方法以及測(cè)定裝置，其為邊掃描已設(shè)定的范圍邊按規(guī)定時(shí)間間隔取得圖像，從取得的圖像檢測(cè)出棱鏡，并求出棱鏡(測(cè)定點(diǎn))的坐標(biāo)位置取得用于進(jìn)行搜索的初期值，進(jìn)行對(duì)各棱鏡的示教，大幅度地縮短示教操作時(shí)間的同時(shí)，使示教操作的無人化成為可能的測(cè)定方法以及測(cè)定裝置。
[0007]一般情況下，在示教操作中，照射的測(cè)距光的光量變?yōu)楣潭ǎ瑴y(cè)定裝置自動(dòng)地掃描以固定的光量的測(cè)距光設(shè)定的測(cè)定范圍，搜索棱鏡、即測(cè)定點(diǎn)，并照準(zhǔn)檢測(cè)出的測(cè)定點(diǎn)，進(jìn)行測(cè)距、測(cè)角，取得示教中必需的測(cè)定點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0008]在這種情況下，即使在測(cè)定點(diǎn)處于近距離的情況下，以接收到反射光的受光元件不飽和的方式，較低地設(shè)定測(cè)距光的光量。為此，由于光量上的限制，對(duì)遠(yuǎn)距離的測(cè)定點(diǎn)沒有進(jìn)行示教操作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于，提供一種跨越從近距離到遠(yuǎn)距離的寬范圍并能進(jìn)行示教操作的測(cè)定方法以及測(cè)定裝置。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，涉及本發(fā)明的測(cè)定方法為將測(cè)定裝置中的多個(gè)測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行監(jiān)視測(cè)定的測(cè)定方法，上述測(cè)定裝置具有:照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物的望遠(yuǎn)鏡部；經(jīng)由該望遠(yuǎn)鏡部照射測(cè)距光并測(cè)定到上述測(cè)定對(duì)象物為止的距離的測(cè)距部；照射照準(zhǔn)光并拍攝照準(zhǔn)方向，取得數(shù)字圖像的拍攝部；檢測(cè)上述望遠(yuǎn)鏡部的照準(zhǔn)方向的方向角的角度檢測(cè)部；以及使上述望遠(yuǎn)鏡部自動(dòng)照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物的自動(dòng)照準(zhǔn)部，其中，該測(cè)定方法具備:設(shè)定搜索范圍的工序；將照射的照準(zhǔn)光的光量切換為近距離用和遠(yuǎn)距離用的光量切換工序；作為近距離用光量，將搜索范圍進(jìn)行搜索，并對(duì)位于近距離的測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行粗測(cè)定的近距離搜索工序；作為遠(yuǎn)距離用光量，將搜索范圍進(jìn)行搜索，并對(duì)位于遠(yuǎn)距離的測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行粗測(cè)定的遠(yuǎn)距離搜索工序；以及基于上述近距離搜索的粗測(cè)定結(jié)果和上述遠(yuǎn)距離搜索的粗測(cè)定結(jié)果對(duì)全測(cè)定對(duì)象物自動(dòng)照準(zhǔn)，并將各測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行測(cè)距、測(cè)角的精密測(cè)定工序，上述近距離搜索工序具備:通過上述望遠(yuǎn)鏡部將上述搜索范圍進(jìn)行掃描的掃描工序；在掃描的過程中，以規(guī)定時(shí)間間隔取得數(shù)字圖像的圖像取得工序；測(cè)定取得圖像時(shí)的方向角的方向角測(cè)定工序；檢測(cè)上述數(shù)字圖像中的測(cè)定對(duì)象物像，并檢測(cè)該測(cè)定對(duì)象物像的圖像位置的圖像位置檢測(cè)工序；以及基于方向角測(cè)定結(jié)果和圖像位置檢測(cè)結(jié)果測(cè)定各測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角的粗測(cè)定工序，上述遠(yuǎn)距離搜索工序具備:通過上述望遠(yuǎn)鏡部將上述搜索范圍進(jìn)行掃描的掃描工序；在掃描的過程中，以規(guī)定時(shí)間間隔取得數(shù)字圖像的圖像取得工序；測(cè)定取得圖像時(shí)的方向角的方向角測(cè)定工序；檢測(cè)上述數(shù)字圖像中的測(cè)定對(duì)象物像，并基于由上述近距離搜索取得的上述粗測(cè)定結(jié)果對(duì)位于近距離的測(cè)定對(duì)象物像進(jìn)行圖像的掩蔽處理，檢測(cè)位于遠(yuǎn)距離的測(cè)定對(duì)象物像的圖像位置的圖像位置檢測(cè)工序；以及基于方向角測(cè)定結(jié)果和圖像位置檢測(cè)結(jié)果測(cè)定各測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角的粗測(cè)定工序。
[0011]另外，涉及本發(fā)明的測(cè)定方法為，具備:上述圖像取得工序以包含相同的測(cè)定對(duì)象物的圖像變?yōu)槎鄠€(gè)的方式以規(guī)定時(shí)間間隔取得數(shù)字圖像，上述圖像位置檢測(cè)工序檢測(cè)該數(shù)字圖像中的測(cè)定對(duì)象物像，并設(shè)定包圍該測(cè)定對(duì)象物像的最小矩形的矩形設(shè)定工序；將由多個(gè)數(shù)字圖像得到的上述最小矩形進(jìn)行重疊，并以將重疊后的矩形全部包含的方式取得設(shè)定的矩形的數(shù)據(jù)的綜合處理工序；以及基于取得的矩形數(shù)據(jù)計(jì)算矩形的中心與照準(zhǔn)軸的偏差的工序。
[0012]另外，涉及本發(fā)明的測(cè)定方法為，還具備:基于存儲(chǔ)的上述方向角依次使上述望遠(yuǎn)鏡部自動(dòng)照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物，并執(zhí)行測(cè)距、測(cè)角的精密測(cè)定工序；以及將由該精密測(cè)定得到的測(cè)定結(jié)果與上述測(cè)定對(duì)象物相關(guān)聯(lián)，并作為初期值取得測(cè)定結(jié)果的工序。
[0013]另外，涉及本發(fā)明的測(cè)定裝置為，具備:照準(zhǔn)測(cè)定對(duì)象物的望遠(yuǎn)鏡部；經(jīng)由該望遠(yuǎn)鏡部照射測(cè)距光并測(cè)定到上述測(cè)定對(duì)象物為止的距離的測(cè)距部；拍攝照準(zhǔn)方向，取得數(shù)字圖像的拍攝部；檢測(cè)上述望遠(yuǎn)鏡部的照準(zhǔn)方向的方向角的角度檢測(cè)部；使上述望遠(yuǎn)鏡部自動(dòng)照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物的自動(dòng)照準(zhǔn)部；運(yùn)算處理部；以及存儲(chǔ)部，上述測(cè)距部能將測(cè)距光的光量變更為近距離用和遠(yuǎn)距離用，上述運(yùn)算處理部，以近距離用的光量和遠(yuǎn)距離用的光量，分別使上述望遠(yuǎn)鏡部在水平方向、鉛直方向旋轉(zhuǎn)，掃描以包含多個(gè)測(cè)定對(duì)象物的方式設(shè)定的規(guī)定范圍，在由上述拍攝部掃描的過程中，以包含相同的測(cè)定對(duì)象物的圖像包圍多個(gè)的方式以規(guī)定時(shí)間間隔取得數(shù)字圖像，檢測(cè)該數(shù)字圖像中的測(cè)定對(duì)象物像，基于圖像取得時(shí)的上述角度檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果和上述數(shù)字圖像中的測(cè)定對(duì)象物像的位置計(jì)算上述測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角，與各測(cè)定對(duì)象物相關(guān)聯(lián)并將該測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角作為自動(dòng)照準(zhǔn)用的目標(biāo)值存儲(chǔ)于上述存儲(chǔ)部，進(jìn)而上述運(yùn)算處理部，在以遠(yuǎn)距離用的光量計(jì)算測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角的情況下，基于由近距離用所取得的復(fù)合方向角進(jìn)行掩蔽處理，并限制位于近距離的測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角的取得。
[0014]另外，涉及本發(fā)明的測(cè)定裝置為，上述運(yùn)算處理部設(shè)定包圍測(cè)定對(duì)象物像的最小矩形，將由多個(gè)數(shù)字圖像得到的上述最小矩形重疊的同時(shí)，取得以將重疊后的矩形全部包含的方式設(shè)定的矩形的數(shù)據(jù)，基于根據(jù)取得的矩形數(shù)據(jù)獲得的矩形的中心與照準(zhǔn)軸的偏差和來自上述角度檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果計(jì)算上述測(cè)定對(duì)象物各個(gè)的復(fù)合方向角，將上述復(fù)合方向角與各測(cè)定對(duì)象物相關(guān)聯(lián)并將該測(cè)定對(duì)象物的方向角作為自動(dòng)照準(zhǔn)用的目標(biāo)值存儲(chǔ)于上述存儲(chǔ)部。
[0015]進(jìn)一步，另外，本發(fā)明的測(cè)定裝置為，上述運(yùn)算處理部基于上述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的上述目標(biāo)值，在上述自動(dòng)照準(zhǔn)部中依次使上述望遠(yuǎn)鏡部自動(dòng)照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物，執(zhí)行測(cè)距、測(cè)角的精密測(cè)定，將由該精密測(cè)定得到測(cè)定結(jié)果與上述測(cè)定對(duì)象物相關(guān)聯(lián)，并作為初期值取得測(cè)定結(jié)果。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，由于為將測(cè)定裝置中的多個(gè)測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行監(jiān)視測(cè)定的測(cè)定方法，上述測(cè)定裝置具有:照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物的望遠(yuǎn)鏡部；經(jīng)由該望遠(yuǎn)鏡部照射測(cè)距光并測(cè)定到上述測(cè)定對(duì)象物為止的距離的測(cè)距部；照射照準(zhǔn)光并拍攝照準(zhǔn)方向，取得數(shù)字圖像的拍攝部；檢測(cè)上述望遠(yuǎn)鏡部的照準(zhǔn)方向的方向角的角度檢測(cè)部；以及使上述望遠(yuǎn)鏡部自動(dòng)照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物的自動(dòng)照準(zhǔn)部，其中，該測(cè)定方法具備:設(shè)定搜索范圍的工序；將照射的照準(zhǔn)光的光量切換為近距離用和遠(yuǎn)距離用的光量切換工序；作為近距離用光量，將搜索范圍進(jìn)行搜索，并對(duì)位于近距離的測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行粗測(cè)定的近距離搜索工序；作為遠(yuǎn)距離用光量，將搜索范圍進(jìn)行搜索，并對(duì)位于遠(yuǎn)距離的測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行粗測(cè)定的遠(yuǎn)距離搜索工序；以及基于上述近距離搜索的粗測(cè)定結(jié)果和上述遠(yuǎn)距離搜索的粗測(cè)定結(jié)果對(duì)全測(cè)定對(duì)象物自動(dòng)照準(zhǔn)，并將各測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行測(cè)距、測(cè)角的精密測(cè)定工序，上述近距離搜索工序具備:通過上述望遠(yuǎn)鏡部將上述搜索范圍進(jìn)行掃描的掃描工序；在掃描的過程中，以規(guī)定時(shí)間間隔取得數(shù)字圖像的圖像取得工序；測(cè)定取得圖像時(shí)的方向角的方向角測(cè)定工序；檢測(cè)上述數(shù)字圖像中的測(cè)定對(duì)象物像，并檢測(cè)該測(cè)定對(duì)象物像的圖像位置的圖像位置檢測(cè)工序；以及基于方向角測(cè)定結(jié)果和圖像位置檢測(cè)結(jié)果測(cè)定各測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角的粗測(cè)定工序，上述遠(yuǎn)距離搜索工序具備:通過上述望遠(yuǎn)鏡部將上述搜索范圍進(jìn)行掃描的掃描工序；在掃描的過程中，以規(guī)定時(shí)間間隔取得數(shù)字圖像的圖像取得工序；測(cè)定取得圖像時(shí)的方向角的方向角測(cè)定工序；檢測(cè)上述數(shù)字圖像中的測(cè)定對(duì)象物像，并基于由上述近距離搜索取得的上述粗測(cè)定結(jié)果對(duì)位于近距離的測(cè)定對(duì)象物像進(jìn)行圖像的掩蔽處理，檢測(cè)位于遠(yuǎn)距離的測(cè)定對(duì)象物像的圖像位置的圖像位置檢測(cè)工序；以及基于方向角測(cè)定結(jié)果和圖像位置檢測(cè)結(jié)果測(cè)定各測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角的粗測(cè)定工序，所以從近距離的測(cè)定對(duì)象物到遠(yuǎn)距離的測(cè)定對(duì)象物為止，都成為示教的對(duì)象的同時(shí)成為監(jiān)視的對(duì)象，測(cè)定范圍顯著擴(kuò)大。
[0017]另外，根據(jù)本發(fā)明，由于具備:上述圖像取得工序以包含相同的測(cè)定對(duì)象物的圖像變?yōu)槎鄠€(gè)的方式以規(guī)定時(shí)間間隔取得數(shù)字圖像，上述圖像位置檢測(cè)工序檢測(cè)該數(shù)字圖像中的測(cè)定對(duì)象物像，并設(shè)定包圍該測(cè)定對(duì)象物像的最小矩形的矩形設(shè)定工序；將由多個(gè)數(shù)字圖像得到的上述最小矩形進(jìn)行重疊，并以將重疊后的矩形全部包含的方式取得設(shè)定的矩形的數(shù)據(jù)的綜合處理工序；以及基于取得的矩形數(shù)據(jù)計(jì)算矩形的中心與照準(zhǔn)軸的偏差的工序，所以在不能取得測(cè)定對(duì)象物的完整的圖像的情況下也能將測(cè)定對(duì)象物的正確的方向角進(jìn)行測(cè)定。
[0018]另外，根據(jù)本發(fā)明，由于還具備:基于存儲(chǔ)的上述方向角依次使上述望遠(yuǎn)鏡部自動(dòng)照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物，并執(zhí)行測(cè)距、測(cè)角的精密測(cè)定工序；以及將由該精密測(cè)定得到的測(cè)定結(jié)果與上述測(cè)定對(duì)象物相關(guān)聯(lián)，并作為初期值取得測(cè)定結(jié)果的工序，所以對(duì)寬范圍中存在的測(cè)定對(duì)象物能高效地監(jiān)視測(cè)定。
[0019]另外，根據(jù)本發(fā)明，由于具備:照準(zhǔn)測(cè)定對(duì)象物的望遠(yuǎn)鏡部；經(jīng)由該望遠(yuǎn)鏡部照射測(cè)距光并測(cè)定到上述測(cè)定對(duì)象物為止的距離的測(cè)距部；拍攝照準(zhǔn)方向，取得數(shù)字圖像的拍攝部；檢測(cè)上述望遠(yuǎn)鏡部的照準(zhǔn)方向的方向角的角度檢測(cè)部；使上述望遠(yuǎn)鏡部自動(dòng)照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物的自動(dòng)照準(zhǔn)部；運(yùn)算處理部；以及存儲(chǔ)部，上述測(cè)距部能將測(cè)距光的光量變更為近距離用和遠(yuǎn)距離用，上述運(yùn)算處理部，以近距離用的光量和遠(yuǎn)距離用的光量，分別使上述望遠(yuǎn)鏡部在水平方向、鉛直方向旋轉(zhuǎn)，掃描以包含多個(gè)測(cè)定對(duì)象物的方式設(shè)定的規(guī)定范圍，在由上述拍攝部掃描的過程中，以包含相同的測(cè)定對(duì)象物的圖像包圍多個(gè)的方式以規(guī)定時(shí)間間隔取得數(shù)字圖像，檢測(cè)該數(shù)字圖像中的測(cè)定對(duì)象物像，基于圖像取得時(shí)的上述角度檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果和上述數(shù)字圖像中的測(cè)定對(duì)象物像的位置計(jì)算上述測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角，與各測(cè)定對(duì)象物相關(guān)聯(lián)并將該測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角作為自動(dòng)照準(zhǔn)用的目標(biāo)值存儲(chǔ)于上述存儲(chǔ)部，進(jìn)而上述運(yùn)算處理部，在以遠(yuǎn)距離用的光量計(jì)算測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角的情況下，基于由近距離用所取得的復(fù)合方向角進(jìn)行掩蔽處理，并限制位于近距離的測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角的取得，所以從近距離的測(cè)定對(duì)象物到遠(yuǎn)距離的測(cè)定對(duì)象物為止，都成為示教的對(duì)象的同時(shí)能成為監(jiān)視的對(duì)象，測(cè)定范圍顯著擴(kuò)大。
[0020]另外，根據(jù)本發(fā)明，由于上述運(yùn)算處理部設(shè)定包圍測(cè)定對(duì)象物像的最小矩形，將由多個(gè)數(shù)字圖像得到的上述最小矩形重疊的同時(shí)，取得以將重疊后的矩形全部包含的方式設(shè)定的矩形的數(shù)據(jù)，基于根據(jù)取得的矩形數(shù)據(jù)獲得的矩形的中心與照準(zhǔn)軸的偏差和來自上述角度檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果計(jì)算上述測(cè)定對(duì)象物各個(gè)的復(fù)合方向角，將上述復(fù)合方向角與各測(cè)定對(duì)象物相關(guān)聯(lián)并將該測(cè)定對(duì)象物的方向角作為自動(dòng)照準(zhǔn)用的目標(biāo)值存儲(chǔ)于上述存儲(chǔ)部，所以在不能取得測(cè)定對(duì)象物的完整的圖像的情況下也能將測(cè)定對(duì)象物的正確的方向角進(jìn)行測(cè)定。
[0021]進(jìn)一步，另外根據(jù)本發(fā)明，由于上述運(yùn)算處理部基于上述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的上述目標(biāo)值，在上述自動(dòng)照準(zhǔn)部中依次使上述望遠(yuǎn)鏡部自動(dòng)照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物，執(zhí)行測(cè)距、測(cè)角的精密測(cè)定，將由該精密測(cè)定得到測(cè)定結(jié)果與上述測(cè)定對(duì)象物相關(guān)聯(lián)，并作為初期值取得測(cè)定結(jié)果，所以對(duì)寬范圍中存在的測(cè)定對(duì)象物能高效地監(jiān)視測(cè)定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是包含涉及本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)定裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖2是上述測(cè)定裝置所具備的光學(xué)系統(tǒng)的系統(tǒng)圖；
圖3是上述測(cè)定裝置的概略結(jié)構(gòu)圖；
圖4是本發(fā)明的實(shí)施例的流程圖；
圖5是表示本實(shí)施例中的掃描軌跡與望遠(yuǎn)鏡部的視場(chǎng)與反射目標(biāo)的關(guān)系的說明圖；
圖6 (A)是表示掃描中取得的圖像中的視場(chǎng)與受光區(qū)域與反射目標(biāo)像的關(guān)系的圖；圖6 (B)是表示用于測(cè)定反射目標(biāo)像的位置的圖像處理的說明圖，圖6 (C)是由圖像處理得到的矩形數(shù)據(jù)的綜合操作的說明圖；
圖7是表示包圍反射目標(biāo)像的矩形與掩蔽的范圍的關(guān)系的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面，邊參照附圖邊說明本發(fā)明的實(shí)施例。
[0024]首先，在圖1中，將具備涉及本發(fā)明的實(shí)施例的測(cè)定裝置的測(cè)定系統(tǒng)進(jìn)行說明。
[0025]圖1中，I是測(cè)量小屋9中設(shè)置的測(cè)定裝置，該測(cè)定裝置I具備望遠(yuǎn)鏡部2，該望遠(yuǎn)鏡部2在水平方向、鉛直方向上能旋轉(zhuǎn)，具有自動(dòng)照準(zhǔn)功能。3是測(cè)定裝置PC，該測(cè)定裝置PC3電連接于上述測(cè)定裝置1，或者與該測(cè)定裝置I成一體化，對(duì)該測(cè)定裝置I發(fā)出涉及測(cè)定的指令。另外，上述測(cè)定裝置PC3蓄積由上述測(cè)定裝置I取得的測(cè)定數(shù)據(jù)，或者將測(cè)定數(shù)據(jù)發(fā)送到基地PC6。4是電源，該電源4對(duì)上述測(cè)定裝置1、上述測(cè)定裝置PC3供給電力。進(jìn)而，雖然未圖示，但上述測(cè)定裝置I具有檢測(cè)上述望遠(yuǎn)鏡部2的照準(zhǔn)方向的水平測(cè)角部32(參照?qǐng)D3)、鉛直測(cè)角部31 (參照?qǐng)D3)。另外，5-1、5-2、5-3、…、5_n表示在測(cè)定點(diǎn)設(shè)置的測(cè)定對(duì)象物。進(jìn)而，作為測(cè)定對(duì)象物，使用具有回歸反射性的反射目標(biāo)，進(jìn)一步作為反射目標(biāo)，使用棱鏡、反射板等。
[0026]上述基地PC6設(shè)置在管理隧道、水庫等的管理事務(wù)所10等中。上述基地PC6蓄積從上述測(cè)定裝置PC3發(fā)送來的監(jiān)視數(shù)據(jù)，另外，將接收的監(jiān)視數(shù)據(jù)與過去的監(jiān)視數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷隧道、水庫等的現(xiàn)狀。
[0027]進(jìn)而，上述測(cè)定裝置PC3與上述基地PC6，通過LAN、無線等所需要的通信單元7，變?yōu)槟芟嗷サ剡M(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0028]圖2表示上述測(cè)定裝置I的光學(xué)系統(tǒng)11，該光學(xué)系統(tǒng)11成為固定倍率。圖2中，12表不該光學(xué)系統(tǒng)11的光軸(視軸)，13表不測(cè)距用光源，14表不照準(zhǔn)用光源，15表不將來自上述測(cè)距用光源13的測(cè)距光導(dǎo)向上述光軸12的第一投光光學(xué)系統(tǒng)，16表示將來自上述照準(zhǔn)用光源14的照準(zhǔn)光導(dǎo)向上述光軸12的第二投光光學(xué)系統(tǒng)，17表不配置于上述光軸12上物鏡，18表不配置于上述光軸12上的聚焦透鏡,另外，19表不目鏡。
[0029]上述測(cè)距用光源13變?yōu)樽鳛闇y(cè)距光發(fā)出可見光，上述照準(zhǔn)用光源14變?yōu)樽鳛檎諟?zhǔn)光發(fā)出紅外光等的非可見光，從上述測(cè)距用光源13發(fā)出的測(cè)距光、從上述照準(zhǔn)用光源14發(fā)出的照準(zhǔn)光分別射出到上述光軸12上。測(cè)距光的反射光(以下稱作反射測(cè)距光)和照準(zhǔn)光的反射光(以下稱作反射照準(zhǔn)光)入射到上述物鏡17并且被聚光。
[0030]在上述光軸12上設(shè)置二向色棱鏡21。該二向色棱鏡21將反射照準(zhǔn)光22以一個(gè)反射面進(jìn)行反射，通過上述二向色棱鏡21，上述反射照準(zhǔn)光22被分離。分離后的該反射照準(zhǔn)光22入射到圖像傳感器23。
[0031]另外，上述二向色棱鏡21以其它的反射面將反射測(cè)距光24進(jìn)行反射，該反射測(cè)距光24被分離。分離后的該反射測(cè)距光24入射到測(cè)距用受光元件25。自然光22'透過上述二向色棱鏡21，透過的上述自然光22'經(jīng)過上述聚焦透鏡18入射到上述目鏡19。
[0032]上述圖像傳感器23，例如是作為像素的集合體的(XD，CMOS傳感器等，各像素變?yōu)槟艽_定受光面(拍攝面)上的位置。進(jìn)而，上述圖像傳感器23被設(shè)定成該圖像傳感器23的中心與上述光軸12 —致。
[0033]進(jìn)而,上述各像素,通過以該光軸12為原點(diǎn)的正交坐標(biāo)來確定位置。通過求出上述圖像傳感器23上的規(guī)定的像素的位置(坐標(biāo))，變?yōu)槟芮蟪鱿鄬?duì)該規(guī)定的像素的上述光軸12的視場(chǎng)角(從像素的位置得到的相對(duì)光軸的角度)。上述光學(xué)系統(tǒng)11、上述圖像傳感器23等構(gòu)成拍攝部26，該拍攝部26經(jīng)由上述圖像傳感器23取得數(shù)字圖像。
[0034]在本實(shí)施例中，從由上述圖像傳感器23取得的數(shù)字圖像檢測(cè)出上述反射目標(biāo)5的像，基于該反射目標(biāo)5的像求出該反射目標(biāo)5的圖像上的位置，從該位置與上述光軸12的相對(duì)關(guān)系能求出相對(duì)該光軸12的鉛直角、水平角。進(jìn)一步，變?yōu)樯鲜龉廨S12的鉛直角、水平角分別通過上述鉛直測(cè)角部31和上述水平測(cè)角部32被測(cè)定，基于上述光軸12的鉛直角、水平角與上述圖像傳感器23中的鉛直角、水平角，檢測(cè)上述反射目標(biāo)5的位置(鉛直角、水平角)。
[0035]圖3是表示上述測(cè)定裝置I的概略結(jié)構(gòu)的框圖，圖3中，27表示由CPU代表的運(yùn)算處理部，28表示存儲(chǔ)部，29表示測(cè)距部，31表示鉛直測(cè)角部，32表示水平測(cè)角部，33表示通信部，34表示顯示部，35表示自動(dòng)照準(zhǔn)部，36表示將上述望遠(yuǎn)鏡部2在鉛直方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的鉛直電動(dòng)機(jī)，37表示將上述望遠(yuǎn)鏡部2在水平方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的水平電動(dòng)機(jī)，38表示設(shè)置于上述鉛直電動(dòng)機(jī)36的鉛直電動(dòng)機(jī)編碼器,39表不設(shè)置于上述水平電動(dòng)機(jī)37的水平電動(dòng)機(jī)編碼器，40表示操作部。
[0036]上述測(cè)距部29由上述測(cè)距用光源13、上述測(cè)距用受光元件25、上述運(yùn)算處理部27、上述存儲(chǔ)部28等構(gòu)成。上述測(cè)距部29基于由上述測(cè)距用受光元件25受光的反射測(cè)距光進(jìn)行距離測(cè)定。
[0037]上述自動(dòng)照準(zhǔn)部35由上述照準(zhǔn)用光源14、上述圖像傳感器23、上述運(yùn)算處理部27、上述存儲(chǔ)部28等構(gòu)成。上述自動(dòng)照準(zhǔn)部35，進(jìn)行來自上述反射目標(biāo)5的反射照準(zhǔn)光被上述圖像傳感器23受光，并基于受光結(jié)果使照準(zhǔn)光軸一致于上述反射目標(biāo)5的自動(dòng)照準(zhǔn)。
[0038]上述鉛直測(cè)角部31測(cè)定上述望遠(yuǎn)鏡部2的照準(zhǔn)光軸的鉛直角，并將測(cè)定結(jié)果作為電信號(hào)發(fā)送到上述運(yùn)算處理部27。上述水平測(cè)角部32具有基準(zhǔn)點(diǎn)，并測(cè)定對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)的上述照準(zhǔn)光軸的水平角，將測(cè)定結(jié)果發(fā)送到上述運(yùn)算處理部27。
[0039]通過上述運(yùn)算處理部27驅(qū)動(dòng)控制上述鉛直電動(dòng)機(jī)36和上述水平電動(dòng)機(jī)37。通過該鉛直電動(dòng)機(jī)36中設(shè)置的上述鉛直電動(dòng)機(jī)編碼器38檢測(cè)上述鉛直電動(dòng)機(jī)36的旋轉(zhuǎn)量、旋轉(zhuǎn)速度，通過該水平電動(dòng)機(jī)37中設(shè)置的上述水平電動(dòng)機(jī)編碼器39檢測(cè)上述水平電動(dòng)機(jī)37的旋轉(zhuǎn)量、旋轉(zhuǎn)速度。
[0040]上述運(yùn)算處理部27，基于上述存儲(chǔ)部28中儲(chǔ)存的程序(后述)，進(jìn)行近距離示教控制、遠(yuǎn)距離示教控制的切換，對(duì)取得的圖像進(jìn)行圖像處理，驅(qū)動(dòng)上述測(cè)距部29進(jìn)行測(cè)距，驅(qū)動(dòng)上述自動(dòng)照準(zhǔn)部35進(jìn)行自動(dòng)照準(zhǔn)，另外，基于來自上述測(cè)距部29、上述鉛直測(cè)角部31、上述水平測(cè)角部32的測(cè)定結(jié)果對(duì)上述反射目標(biāo)5的各個(gè)進(jìn)行三維測(cè)定。得到的測(cè)定結(jié)果被發(fā)送到上述測(cè)定裝置PC3。
[0041]上述存儲(chǔ)部28中儲(chǔ)存有:用于進(jìn)行近距離示教控制與遠(yuǎn)距離示教控制的切換的程序、用于使上述測(cè)定裝置I進(jìn)行測(cè)定工作并取得測(cè)定點(diǎn)(上述反射目標(biāo)5)的三維數(shù)據(jù)的測(cè)定程序、或依次搜索測(cè)定點(diǎn)并執(zhí)行由上述圖像傳感器23進(jìn)行圖像取得等的工作的順序程序、從由上述圖像傳感器23取得的數(shù)字圖像檢測(cè)反射目標(biāo)像的圖像處理程序、將檢測(cè)出的反射目標(biāo)像進(jìn)行圖像處理并檢測(cè)圖像上的反射目標(biāo)位置的程序、基于圖像上的反射目標(biāo)位置求出上述反射目標(biāo)5的位置(水平角、鉛直角)的目標(biāo)位置測(cè)定程序、用于基于測(cè)定的上述反射目標(biāo)5的位置使上述望遠(yuǎn)鏡部2照準(zhǔn)上述反射目標(biāo)5的自動(dòng)照準(zhǔn)程序、或使該自動(dòng)照準(zhǔn)程序、上述測(cè)定程序執(zhí)行并基于針對(duì)上述反射目標(biāo)5的各個(gè)所測(cè)定的數(shù)據(jù)執(zhí)行示教的示教程序、或基于示教結(jié)果以規(guī)定時(shí)間間隔使上述自動(dòng)照準(zhǔn)程序、上述測(cè)定程序執(zhí)行，并檢測(cè)各測(cè)定點(diǎn)的位置，將檢測(cè)結(jié)果按時(shí)間序列儲(chǔ)存于上述存儲(chǔ)部28的監(jiān)視程序等的各種程序。
[0042]接下來，對(duì)上述測(cè)定裝置PC3進(jìn)行說明。
[0043]通過上述測(cè)定裝置1，執(zhí)行示教或監(jiān)視所得到的測(cè)定點(diǎn)數(shù)據(jù)被發(fā)送到上述測(cè)定裝置PC3。該測(cè)定裝置PC3將測(cè)定點(diǎn)數(shù)據(jù)按時(shí)間序列，或與各反射目標(biāo)5相對(duì)應(yīng)地按時(shí)間序列進(jìn)行保存儲(chǔ)存。
[0044]進(jìn)一步，上述測(cè)定裝置PC3具有:用于使上述測(cè)定裝置I執(zhí)行示教、或監(jiān)視的控制程序、或基于測(cè)定數(shù)據(jù)，按每一各反射目標(biāo)(測(cè)定點(diǎn))計(jì)算位移的有無、位移的程度，并判斷是否為異常的異常判斷程序等的程序。
[0045]下面，對(duì)本實(shí)施例的示教作用參照?qǐng)D4進(jìn)行說明。
[0046]在本實(shí)施例中，執(zhí)行近距離搜索和遠(yuǎn)距離搜索。
[0047]步驟:01指定基準(zhǔn)點(diǎn)和測(cè)定點(diǎn)存在的范圍(搜索范圍)。作為具體的范圍的指定方法，作為一個(gè)例子，對(duì)進(jìn)行示教操作的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置朝向上述望遠(yuǎn)鏡部2并通過上述鉛直測(cè)角部31、上述水平測(cè)角部32取得此時(shí)的測(cè)角值。進(jìn)而，將上述望遠(yuǎn)鏡部2朝向進(jìn)行示教操作的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置，操作者直接使該望遠(yuǎn)鏡部2動(dòng)作也可以，或者通過上述測(cè)定裝置PC3以遠(yuǎn)程操作使該望遠(yuǎn)鏡部2動(dòng)作也可以。或者，從上述測(cè)定裝置I的上述操作部40直接指定測(cè)角值也可以，從上述測(cè)定裝置PC3以遠(yuǎn)程操作指定測(cè)角值也可以。另外，在上述顯示部34為觸摸面板的情況下，在該顯示部34上設(shè)定起點(diǎn)、終點(diǎn)。
[0048]如果基準(zhǔn)點(diǎn)和測(cè)定點(diǎn)跨越全周而存在的情況下，或?qū)挿秶嬖诘那闆r下，不進(jìn)行起點(diǎn)位置和終點(diǎn)位置的指定，而使上述望遠(yuǎn)鏡部2相對(duì)鉛直軸360°旋轉(zhuǎn)，在全周上進(jìn)行示教也可以。重要的是，能比基準(zhǔn)點(diǎn)和測(cè)定點(diǎn)存在的范圍稍寬地指定，并可靠地發(fā)現(xiàn)全部的上述反射目標(biāo)5。
[0049]步驟:02當(dāng)搜索范圍的指定結(jié)束時(shí)，為了搜索而發(fā)出的照準(zhǔn)光的光量被設(shè)定。作為設(shè)定的光量，被設(shè)定為存在于搜索范圍，并能檢測(cè)由最遠(yuǎn)的反射目標(biāo)5反射的照準(zhǔn)光的遠(yuǎn)距離搜索用光量(例如最大光量)、檢測(cè)來自比規(guī)定的距離近的反射目標(biāo)5的反射光的近距離搜索用光量(小光量)的任一光量。在本實(shí)施例中，執(zhí)行遠(yuǎn)距離搜索和近距離搜索，首先為了近距離搜索而設(shè)定為近距離搜索用光量。
[0050]步驟:03當(dāng)光量的設(shè)定結(jié)束時(shí)，通過設(shè)定的掃描模式執(zhí)行搜索。
[0051]在搜索中，利用上述測(cè)定裝置I的搜索功能，驅(qū)動(dòng)上述鉛直電動(dòng)機(jī)36、上述水平電動(dòng)機(jī)37。上述望遠(yuǎn)鏡部2在水平方向以規(guī)定速度來回掃描，另外，在水平掃描端，以規(guī)定速度在規(guī)定角度鉛直方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過水平方向的來回掃描和在水平掃描端的向鉛直方向的旋轉(zhuǎn)，搜索范圍無遺漏地被掃描。此時(shí)，鉛直方向的規(guī)定旋轉(zhuǎn)角度被設(shè)定成比上述望遠(yuǎn)鏡部2的視場(chǎng)42 (參照?qǐng)D5)的鉛直方向的視場(chǎng)角小，使得在上面的掃描的視場(chǎng)與在下面的掃描的視場(chǎng)在所需要的范圍重疊。
[0052]步驟:04在掃描過程中，以規(guī)定時(shí)間間隔，通過上述拍攝部26取得數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，取得的數(shù)字圖像儲(chǔ)存于上述存儲(chǔ)部28。雖然未特別限定掃描模式，但由于上述望遠(yuǎn)鏡部2的上述視場(chǎng)42為圓形，所以例如在水平方向掃描的狀態(tài)下，在上述望遠(yuǎn)鏡部2的上述視場(chǎng)42的上下端附近有上述反射目標(biāo)5的情況下，該反射目標(biāo)5只在一瞬間加入上述視場(chǎng)42內(nèi)。為此，由于存在不能取得上述反射目標(biāo)5的像的可能性，所以在水平方向掃描的情況下，在上述視場(chǎng)42的上下方向稍有重疊地掃描(參照?qǐng)D5)。同樣,在鉛直方向掃描的情況下，以在上述視場(chǎng)42的左右方向能稍有重疊地取得圖像的方式，設(shè)定取得圖像的時(shí)間間隔、掃描速度。
[0053]另外，上述水平方向的掃描速度與取得圖像的時(shí)間間隔的關(guān)系被設(shè)定成，相同的目標(biāo)出現(xiàn)在多個(gè)、即至少2個(gè)以上的圖像中。
[0054]步驟:05在步驟:04取得圖像時(shí)，與圖像的取得同步地測(cè)定水平角、鉛直角(包含水平角、鉛直角而稱作方向角)，將方向角與取得的圖像相關(guān)聯(lián)，儲(chǔ)存于上述存儲(chǔ)部28。
[0055]步驟:06對(duì)該存儲(chǔ)部28中儲(chǔ)存的各圖像進(jìn)行圖像處理。確認(rèn)圖像中是否有反射目標(biāo)像。進(jìn)一步從包含該反射目標(biāo)像的圖像檢測(cè)出該反射目標(biāo)像。另外，求出各圖像中的上述反射目標(biāo)像的圖像中的位置(在上述圖像傳感器23的受光面上的位置)。
[0056]進(jìn)而，在近距離搜索中，由于照準(zhǔn)光的光量被較低的設(shè)定，所以存在從位于遠(yuǎn)距離的上述反射目標(biāo)5，不能得到僅能識(shí)別目標(biāo)的反射光的情況，但來自位于近距離的上述反射目標(biāo)5的反射光，變?yōu)椴皇股鲜鰣D像傳感器23飽和的光量。
[0057]進(jìn)一步，由于上述光學(xué)系統(tǒng)11為固定倍率，所以上述反射目標(biāo)像變?yōu)榕c距離對(duì)應(yīng)的大小，對(duì)遠(yuǎn)距離的反射目標(biāo)5而言，得到小的反射目標(biāo)像，對(duì)近距離而言得到大的反射目標(biāo)像。
[0058]因此，通過判斷上述反射目標(biāo)像的大小，能判斷與該反射目標(biāo)像對(duì)應(yīng)的反射目標(biāo)5的大概的距離。例如，當(dāng)將近距離搜索設(shè)為10m以內(nèi)，將10m以上設(shè)為遠(yuǎn)距離搜索時(shí)，將在10m得到的反射目標(biāo)像的大小作為判斷基準(zhǔn)，進(jìn)行以近距離搜索檢測(cè)的反射目標(biāo)5與以遠(yuǎn)距離搜索檢測(cè)的反射目標(biāo)5的切換。
[0059]步驟:07直到針對(duì)全搜索范圍掃描結(jié)束為止，重復(fù)步驟:03?步驟:06。
[0060]步驟:08當(dāng)針對(duì)全搜索范圍掃描結(jié)束時(shí)，能判斷結(jié)束的搜索為近距離搜索還是遠(yuǎn)距離搜索。
[0061]步驟:09當(dāng)判斷為近距離搜索已結(jié)束時(shí)，基于包含由近距離搜索取得的反射目標(biāo)像的圖像、與該圖像相關(guān)聯(lián)的方向角、該圖像中的反射目標(biāo)像的位置，執(zhí)行綜合處理。在此成為綜合處理的對(duì)象的圖像是，以反射目標(biāo)像的大小判斷為位于近距離的目標(biāo)的圖像。
[0062]另外，綜合處理是，進(jìn)一步考慮圖像中的反射目標(biāo)像的位置，測(cè)定正確的反射目標(biāo)的方向角(稱作復(fù)合方向角)的處理。
[0063]參照?qǐng)D6 (A)?圖6 (C)，對(duì)綜合處理進(jìn)行說明。
[0064]首先，對(duì)圖像處理以及求出反射目標(biāo)像的圖像中的位置的情況進(jìn)行說明。
[0065]圖6 (A)示出了在掃描中取得的圖像中，上述視場(chǎng)42和受光區(qū)域43以及反射目標(biāo)像44的關(guān)系。另外，在圖6 (A)中，示出了相同的反射目標(biāo)5包含于3個(gè)圖像中的情況。
[0066]進(jìn)而，雖然在圖6(A)中，在I個(gè)圖像中示出3個(gè)上述反射目標(biāo)像44，但實(shí)際上在I個(gè)圖像中包含I個(gè)反射目標(biāo)像44。圖6 (A)示出了使3個(gè)圖像以光軸為中心重疊的狀態(tài)。
[0067]在時(shí)刻tl、t2、t3分別取得圖像。在時(shí)刻tl取得的圖像(以下稱作圖像tl)中包含反射目標(biāo)像44-1，在時(shí)刻t2取得的圖像(以下稱作圖像t2)中包含反射目標(biāo)像44-2，在時(shí)刻t3取得的圖像(以下稱作圖像t3)中包含反射目標(biāo)像44-3。
[0068]因?yàn)榕臄z的時(shí)刻，上述反射目標(biāo)像44-1為完整的像，但上述反射目標(biāo)像44-2、上述反射目標(biāo)像44-3變?yōu)槿笔б徊糠值南瘛?br> [0069]如圖6 (B)所示，對(duì)各圖像捕捉到上述視場(chǎng)42，并且將包圍上述受光區(qū)域43內(nèi)包含的上述反射目標(biāo)像44的最小的矩形進(jìn)行設(shè)定(矩形識(shí)別)。根據(jù)圖6 (B)的例子，圖像tl中的上述反射目標(biāo)像44-1的全部的像包含在圖像tl中，變?yōu)橥暾膱A形的像。包圍該反射目標(biāo)像44-1的最小的矩形45-1，變?yōu)榕c該反射目標(biāo)像44-1相接的正方形。另外，此時(shí)的矩形45-1的面積，在包圍反射目標(biāo)像的矩形之中變?yōu)樽畲?。進(jìn)而，在以橢圓等得到上述反射目標(biāo)像44的情況下，變?yōu)榕c橢圓的形狀對(duì)應(yīng)的矩形。
[0070]進(jìn)一步，當(dāng)?shù)玫缴鲜鼍匦?5-1時(shí)，取得該矩形45-1的對(duì)角的位置的坐標(biāo)tl (xl,yl)、tl' (x2, y2)。此時(shí)的坐標(biāo)變?yōu)樵谝陨鲜龉廨S12為原點(diǎn)的上述受光區(qū)域43內(nèi)的坐標(biāo)。
[0071]同樣，設(shè)定包圍圖像t2中的上述反射目標(biāo)像44-2的最小的矩形45-2。此時(shí)的該矩形45-2，由于上述反射目標(biāo)像44-2的右側(cè)缺失，所以變?yōu)榭v向?qū)挼木匦?。進(jìn)一步，取得上述矩形45-2的對(duì)角的坐標(biāo)。
[0072]另外，設(shè)定包圍圖像t3中的上述反射目標(biāo)像44-3的最小的矩形45_3。此時(shí)的上述反射目標(biāo)像44-3缺失大部分，僅有上述反射目標(biāo)像44-3的右上部分，變?yōu)樵谏鲜鲆晥?chǎng)42、上述受光區(qū)域43中共同被包含的部分。因此，上述矩形45-3，變?yōu)樾〉臋M向?qū)挼木匦?。同樣取得該矩?5-3的對(duì)角的坐標(biāo)。該對(duì)角的坐標(biāo)變?yōu)楸硎揪匦蔚奈恢谩⒕匦蔚拇笮?、形狀的矩形?shù)據(jù)。
[0073]進(jìn)而，在2組的對(duì)角的坐標(biāo)內(nèi)，到底要選擇哪一組，根據(jù)上述反射目標(biāo)像44的狀態(tài)適當(dāng)?shù)剡x擇即可。關(guān)鍵是，若能取得矩形數(shù)據(jù)即可。
[0074]對(duì)相同的反射目標(biāo)5，取得3個(gè)圖像，進(jìn)一步取得在各圖像的坐標(biāo)。
[0075]由于在時(shí)刻tl、t2、t3取得上述3個(gè)圖像，所以上述光軸12的水平角、鉛直角對(duì)應(yīng)于時(shí)刻tl、t2、t3進(jìn)行變化。從上述反射目標(biāo)像44-1、44-2、44-3得到的、矩形的對(duì)角的坐標(biāo)(上述受光區(qū)域43內(nèi)的坐標(biāo))和從各圖像的上述光軸12的方向角(水平角、鉛直角)得到上述對(duì)角的絕對(duì)坐標(biāo)(二維坐標(biāo))，并基于該絕對(duì)坐標(biāo)將矩形進(jìn)行重疊進(jìn)而，通過上述鉛直測(cè)角部31、上述水平測(cè)角部32測(cè)定方向角。
[0076]或者，基于上述鉛直測(cè)角部31、上述水平測(cè)角部32的檢測(cè)結(jié)果，使上述光軸12的方向一致。例如，使3個(gè)圖像，與在時(shí)刻tl取得的上述光軸12的方向一致，進(jìn)一步使3個(gè)矩形 45-1、45-2、45-3 重疊。
[0077]當(dāng)上述反射目標(biāo)像44是通過相同的反射目標(biāo)5得到的像時(shí)，上述矩形45-1、45_2、45-3由于表示上述反射目標(biāo)像44的一部分或全部，所以必然重合。即，當(dāng)?shù)玫降亩鄠€(gè)上述反射目標(biāo)像44的一部分也重合時(shí)，反射目標(biāo)像被判斷為相同的反射目標(biāo)5的反射目標(biāo)像44。
[0078]矩形的重合的樣子示于圖6 (C)。取得的上述反射目標(biāo)像44由于為相同的倍率、相同的距離，所以關(guān)于完整的像的上述矩形45-1變?yōu)樽畲蟆Ａ硗?，上述矩?5-2、45-3分別被包含在上述矩形45-1中。包含全部矩形的矩形(在圖示中為矩形45-1)的對(duì)角的2點(diǎn)的坐標(biāo)的中點(diǎn)，變?yōu)樯鲜龇瓷淠繕?biāo)5的方向角。
[0079]進(jìn)而，在得不到上述反射目標(biāo)5的完整的像的情況下，若求出包含得到的多個(gè)矩形45的最小的正方形，則看作該正方形為包圍完整的像的矩形。
[0080]在此，將由綜合處理得到的矩形，即包圍完整的反射目標(biāo)像44的矩形作為主矩形46。涉及該主矩形46的矩形數(shù)據(jù)表示上述反射目標(biāo)5的位置(方向角)的同時(shí)也表示上述反射目標(biāo)像44的大小。
[0081]針對(duì)各反射目標(biāo)5得到的上述主矩形46的矩形數(shù)據(jù)，與各反射目標(biāo)5相關(guān)聯(lián)地被儲(chǔ)存到上述存儲(chǔ)部28?；蛘?，發(fā)送到上述基地PC6，并在該基地PC6保存。儲(chǔ)存的矩形數(shù)據(jù)作為進(jìn)行遠(yuǎn)距離搜索的情況下的掩蔽數(shù)據(jù)來使用。
[0082]對(duì)位于近距離的全部的反射目標(biāo)(以下，稱作近距離反射目標(biāo))5執(zhí)行上述的綜合處理，測(cè)定全部的近距離反射目標(biāo)5的方向角(測(cè)角)。另外，將測(cè)角的數(shù)據(jù)，與各近距離反射目標(biāo)5相關(guān)聯(lián)地儲(chǔ)存于上述存儲(chǔ)部28?；蛘?，發(fā)送到上述基地PC6，并在該基地PC6保存。
[0083]當(dāng)針對(duì)全部的近距離反射目標(biāo)5，綜合處理結(jié)束時(shí)，返回至步驟:02，在遠(yuǎn)距離搜索用光量(例如最大光量)中設(shè)定光量。
[0084]當(dāng)在遠(yuǎn)距離搜索用光量中設(shè)定光量時(shí)，與近距離搜索相同地執(zhí)行步驟:03?步驟:07，對(duì)位于遠(yuǎn)距離的反射目標(biāo)5執(zhí)行搜索。在由遠(yuǎn)距離搜索得到的圖像中，包含位于近距離和遠(yuǎn)距離的全部的反射目標(biāo)5。
[0085]當(dāng)搜索范圍全領(lǐng)域的搜索結(jié)束時(shí)，在步驟:08中，判斷已結(jié)束的搜索為近距離搜索還是遠(yuǎn)距離搜索。當(dāng)判斷為遠(yuǎn)距離搜索時(shí)，移至步驟:10。
[0086]步驟:10基于由遠(yuǎn)距離搜索取得的圖像執(zhí)行綜合處理。
[0087]基于在步驟:08獲得的目標(biāo)位置的近距離、遠(yuǎn)距離的判斷以及在步驟:09的綜合處理得到的、矩形數(shù)據(jù)，去除近距離目標(biāo)像，僅基于遠(yuǎn)距離目標(biāo)像執(zhí)行綜合處理。
[0088]為了去除近距離目標(biāo)像，基于在步驟:09 (綜合處理)取得的近距離目標(biāo)的位置、大小(矩形數(shù)據(jù))，對(duì)圖像中的近距離目標(biāo)像進(jìn)行掩蔽。
[0089]通過掩蔽的執(zhí)行，僅對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)像進(jìn)行綜合處理。由于綜合處理與對(duì)近距離目標(biāo)像進(jìn)行的處理相同所以省略說明。
[0090]當(dāng)對(duì)全部的遠(yuǎn)距離反射目標(biāo)5復(fù)合方向角測(cè)定(粗測(cè)定)結(jié)束時(shí)，將粗測(cè)定的結(jié)果儲(chǔ)存于上述存儲(chǔ)部28。
[0091]通過步驟:09的綜合處理、步驟:10的追加了掩蔽的綜合處理，得到對(duì)全部的反射目標(biāo)5的粗測(cè)定結(jié)果。
[0092]在此,掩蔽的范圍變?yōu)樵谙喈?dāng)?shù)姆瓷淠繕?biāo)5的位置,針對(duì)該反射目標(biāo)5所得到的主矩形46的大小。進(jìn)而，實(shí)際的掩蔽的范圍，比上述主矩形46稍大也可以?；蛘?，在限制來自上述圖像傳感器23的受光信號(hào)的檢測(cè)的情況下，考慮飽和對(duì)周邊的像素帶來影響，或者，以將由近距離目標(biāo)像的飽和產(chǎn)生的光學(xué)疊影不誤識(shí)別為遠(yuǎn)距離目標(biāo)像的方式，對(duì)上述主矩形46以具有規(guī)定的余裕的方式設(shè)定掩模47的大小(參照?qǐng)D7)。
[0093]如圖7所示，通過對(duì)該掩模47給予余裕，在進(jìn)行了遠(yuǎn)距離搜索的情況下，存在遠(yuǎn)距離目標(biāo)像48被包含在上述掩模47的范圍的情況。在這種情況下，對(duì)該掩模47中包含的上述遠(yuǎn)距離目標(biāo)像48不作為反射目標(biāo)5進(jìn)行識(shí)別。另外，對(duì)從上述掩模47離開的遠(yuǎn)距離目標(biāo)像48作為反射目標(biāo)5進(jìn)行識(shí)別。
[0094]基于粗測(cè)定結(jié)果(目標(biāo)值)，對(duì)搜索范圍中存在的全部的反射目標(biāo)5開始精密測(cè)定(三維測(cè)定)。
[0095]步驟:11基于粗測(cè)定的結(jié)果，按規(guī)定的順序，例如按反射目標(biāo)5中賦予的識(shí)別編號(hào)順序使上述望遠(yuǎn)鏡部2朝向上述目標(biāo)值的方向。由于由上述粗測(cè)定得到的方向角是正確的，所以基于該方向角若將上述望遠(yuǎn)鏡部2朝向上述反射目標(biāo)5，則該望遠(yuǎn)鏡部2的光軸與上述反射目標(biāo)5的方向一致。
[0096]步驟:12當(dāng)基于粗測(cè)定的復(fù)合方向角的、上述望遠(yuǎn)鏡部2的方向設(shè)定結(jié)束時(shí)，執(zhí)行自動(dòng)照準(zhǔn)。
[0097]作為對(duì)象的反射目標(biāo)5經(jīng)由上述望遠(yuǎn)鏡部2使上述圖像傳感器23受光，檢測(cè)出上述圖像傳感器23的圖像中的上述反射目標(biāo)5，并求出相對(duì)該反射目標(biāo)5的上述光軸12的偏差，以該偏差變?yōu)镺的方式驅(qū)動(dòng)控制上述鉛直電動(dòng)機(jī)36、上述水平電動(dòng)機(jī)37。求出上述偏差的情況下的、上述反射目標(biāo)5的位置，作為該反射目標(biāo)5的圖像中心也可以。
[0098]如上所述，上述望遠(yuǎn)鏡部2的光軸與上述反射目標(biāo)5的方向一致，能簡(jiǎn)單且迅速地進(jìn)行基于上述望遠(yuǎn)鏡部2的自動(dòng)照準(zhǔn)。
[0099]步驟:13當(dāng)照準(zhǔn)結(jié)束時(shí)，進(jìn)行基于上述測(cè)距部29的測(cè)距，另外，通過上述鉛直測(cè)角部31、上述水平測(cè)角部32，進(jìn)行鉛直角、水平角的測(cè)角。根據(jù)被自動(dòng)照準(zhǔn)的順序，依次執(zhí)行測(cè)距、測(cè)角。
[0100]針對(duì)上述反射目標(biāo)5的測(cè)距結(jié)果、測(cè)角結(jié)果，作為示教數(shù)據(jù)與反射目標(biāo)5相關(guān)聯(lián)、以及與測(cè)定時(shí)間相關(guān)聯(lián)，并記錄、儲(chǔ)存于上述存儲(chǔ)部28。進(jìn)而，示教數(shù)據(jù)經(jīng)由上述通信部33發(fā)送到上述測(cè)定裝置PC3，并在該測(cè)定裝置PC3中被記錄、儲(chǔ)存也可以。
[0101]步驟:14當(dāng)對(duì)全部的反射目標(biāo)5執(zhí)行測(cè)距、測(cè)角時(shí)，示教工作結(jié)束。
[0102]對(duì)全部的反射目標(biāo)5的測(cè)距結(jié)果、測(cè)角結(jié)果，作為示教數(shù)據(jù)與反射目標(biāo)5相關(guān)聯(lián)，以及與測(cè)定時(shí)間相關(guān)聯(lián)，并記錄、儲(chǔ)存于上述存儲(chǔ)部28。進(jìn)而，示教數(shù)據(jù)經(jīng)由上述通信部33發(fā)送到上述測(cè)定裝置PC3，并記錄、儲(chǔ)存于該測(cè)定裝置PC3也可以。
[0103]上述測(cè)定裝置PC3，以按規(guī)定時(shí)間間隔，基于上述示教數(shù)據(jù)上述測(cè)定裝置I搜索全部的棱鏡，按順序照準(zhǔn)，并測(cè)距，執(zhí)行監(jiān)視測(cè)定的方式控制上述測(cè)定裝置I。根據(jù)反射目標(biāo)5的存在位置邊進(jìn)行光量的增減邊進(jìn)行監(jiān)視測(cè)定也可以，或者將光量保持為近距離用的光量對(duì)近距離的反射目標(biāo)5進(jìn)行監(jiān)視測(cè)定，之后將光量切換為遠(yuǎn)距離用，邊進(jìn)行掩蔽處理邊對(duì)遠(yuǎn)距離的反射目標(biāo)5進(jìn)行監(jiān)視測(cè)定也可以。
[0104]由于判斷反射目標(biāo)5位于近距離或位于遠(yuǎn)距離，并基于判斷將測(cè)距光切換為近距離用的光量和遠(yuǎn)距離用的光量，進(jìn)行搜索或監(jiān)視測(cè)定，所以測(cè)定范圍大幅度地?cái)U(kuò)大。
[0105]進(jìn)而，在上述實(shí)施例中，對(duì)近距離的反射目標(biāo)5執(zhí)行搜索動(dòng)作、粗測(cè)定，并變更光量對(duì)遠(yuǎn)距離的反射目標(biāo)5執(zhí)行搜索動(dòng)作、粗測(cè)定，基于兩個(gè)粗測(cè)定的結(jié)果，對(duì)全反射目標(biāo)5執(zhí)行了精密測(cè)定。但是，在對(duì)近距離的反射目標(biāo)5執(zhí)行了搜索動(dòng)作、粗測(cè)定和精密測(cè)定之后，改變光量對(duì)遠(yuǎn)距離的反射目標(biāo)5執(zhí)行搜索動(dòng)作、粗測(cè)定和精密測(cè)定也可以。
[0106]另外，在上述實(shí)施例中，在進(jìn)行精密測(cè)定的情況下，執(zhí)行綜合處理求出了反射目標(biāo)5的圖像上的位置。但是，若考慮掩蔽的大小，即若將掩蔽作為具有余裕的大小，則不用進(jìn)行綜合處理而從圖像直接求出反射目標(biāo)像的圖像中的位置也可以。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)定方法，其為將測(cè)定裝置中的多個(gè)測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行監(jiān)視測(cè)定的測(cè)定方法，上述測(cè)定裝置具有:照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物的望遠(yuǎn)鏡部；經(jīng)由該望遠(yuǎn)鏡部照射測(cè)距光并測(cè)定到上述測(cè)定對(duì)象物為止的距離的測(cè)距部；照射照準(zhǔn)光并拍攝照準(zhǔn)方向，取得數(shù)字圖像的拍攝部；檢測(cè)上述望遠(yuǎn)鏡部的照準(zhǔn)方向的方向角的角度檢測(cè)部；以及使上述望遠(yuǎn)鏡部自動(dòng)照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物的自動(dòng)照準(zhǔn)部，其中， 該測(cè)定方法具備: 設(shè)定搜索范圍的工序； 將照射的照準(zhǔn)光的光量切換為近距離用和遠(yuǎn)距離用的光量切換工序； 作為近距離用光量，將搜索范圍進(jìn)行搜索，并對(duì)位于近距離的測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行粗測(cè)定的近距離搜索工序； 作為遠(yuǎn)距離用光量，將搜索范圍進(jìn)行搜索，并對(duì)位于遠(yuǎn)距離的測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行粗測(cè)定的遠(yuǎn)距離搜索工序；以及 基于上述近距離搜索的粗測(cè)定結(jié)果和上述遠(yuǎn)距離搜索的粗測(cè)定結(jié)果對(duì)全測(cè)定對(duì)象物自動(dòng)照準(zhǔn)，并將各測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行測(cè)距、測(cè)角的精密測(cè)定工序， 上述近距離搜索工序具備: 通過上述望遠(yuǎn)鏡部將上述搜索范圍進(jìn)行掃描的掃描工序； 在掃描的過程中，以規(guī)定時(shí)間間隔取得數(shù)字圖像的圖像取得工序； 測(cè)定取得圖像時(shí)的方向角的方向角測(cè)定工序； 檢測(cè)上述數(shù)字圖像中的測(cè)定對(duì)象物像，并檢測(cè)該測(cè)定對(duì)象物像的圖像位置的圖像位置檢測(cè)工序；以及 基于方向角測(cè)定結(jié)果和圖像位置檢測(cè)結(jié)果測(cè)定各測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角的粗測(cè)定工序， 上述遠(yuǎn)距離搜索工序具備: 通過上述望遠(yuǎn)鏡部將上述搜索范圍進(jìn)行掃描的掃描工序； 在掃描的過程中，以規(guī)定時(shí)間間隔取得數(shù)字圖像的圖像取得工序； 測(cè)定取得圖像時(shí)的方向角的方向角測(cè)定工序； 檢測(cè)上述數(shù)字圖像中的測(cè)定對(duì)象物像，并基于由上述近距離搜索取得的上述粗測(cè)定結(jié)果對(duì)位于近距離的測(cè)定對(duì)象物像進(jìn)行圖像的掩蔽處理，檢測(cè)位于遠(yuǎn)距離的測(cè)定對(duì)象物像的圖像位置的圖像位置檢測(cè)工序；以及 基于方向角測(cè)定結(jié)果和圖像位置檢測(cè)結(jié)果測(cè)定各測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角的粗測(cè)定工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定方法，其中， 具備: 上述圖像取得工序以包含相同的測(cè)定對(duì)象物的圖像變?yōu)槎鄠€(gè)的方式以規(guī)定時(shí)間間隔取得數(shù)字圖像，上述圖像位置檢測(cè)工序檢測(cè)該數(shù)字圖像中的測(cè)定對(duì)象物像，并設(shè)定包圍該測(cè)定對(duì)象物像的最小矩形的矩形設(shè)定工序； 將由多個(gè)數(shù)字圖像得到的上述最小矩形進(jìn)行重疊，并以將重疊后的矩形全部包含的方式取得設(shè)定的矩形的數(shù)據(jù)的綜合處理工序；以及 基于取得的矩形數(shù)據(jù)計(jì)算矩形的中心與照準(zhǔn)軸的偏差的工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)定方法，其中， 還具備: 基于存儲(chǔ)的上述方向角依次使上述望遠(yuǎn)鏡部自動(dòng)照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物，并執(zhí)行測(cè)距、測(cè)角的精密測(cè)定工序；以及 將由該精密測(cè)定得到的測(cè)定結(jié)果與上述測(cè)定對(duì)象物相關(guān)聯(lián)，并作為初期值取得測(cè)定結(jié)果的工序。
4.一種測(cè)定裝置，其具備: 照準(zhǔn)測(cè)定對(duì)象物的望遠(yuǎn)鏡部； 經(jīng)由該望遠(yuǎn)鏡部照射測(cè)距光并測(cè)定到上述測(cè)定對(duì)象物為止的距離的測(cè)距部； 拍攝照準(zhǔn)方向，取得數(shù)字圖像的拍攝部； 檢測(cè)上述望遠(yuǎn)鏡部的照準(zhǔn)方向的方向角的角度檢測(cè)部； 使上述望遠(yuǎn)鏡部自動(dòng)照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物的自動(dòng)照準(zhǔn)部； 運(yùn)算處理部；以及 存儲(chǔ)部， 上述測(cè)距部能將測(cè)距光的光量變更為近距離用和遠(yuǎn)距離用，上述運(yùn)算處理部，以近距離用的光量和遠(yuǎn)距離用的光量，分別使上述望遠(yuǎn)鏡部在水平方向、鉛直方向旋轉(zhuǎn)，掃描以包含多個(gè)測(cè)定對(duì)象物的方式設(shè)定的規(guī)定范圍，在由上述拍攝部掃描的過程中，以包含相同的測(cè)定對(duì)象物的圖像包圍多個(gè)的方式以規(guī)定時(shí)間間隔取得數(shù)字圖像，檢測(cè)該數(shù)字圖像中的測(cè)定對(duì)象物像，基于圖像取得時(shí)的上述角度檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果和上述數(shù)字圖像中的測(cè)定對(duì)象物像的位置計(jì)算上述測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角，與各測(cè)定對(duì)象物相關(guān)聯(lián)并將該測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角作為自動(dòng)照準(zhǔn)用的目標(biāo)值存儲(chǔ)于上述存儲(chǔ)部，進(jìn)而上述運(yùn)算處理部，在以遠(yuǎn)距離用的光量計(jì)算測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角的情況下，基于由近距離用所取得的復(fù)合方向角進(jìn)行掩蔽處理，并限制位于近距離的測(cè)定對(duì)象物的復(fù)合方向角的取得。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)定裝置，其中， 上述運(yùn)算處理部設(shè)定包圍測(cè)定對(duì)象物像的最小矩形，將由多個(gè)數(shù)字圖像得到的上述最小矩形重疊的同時(shí)，取得以將重疊后的矩形全部包含的方式設(shè)定的矩形的數(shù)據(jù)，基于根據(jù)取得的矩形數(shù)據(jù)獲得的矩形的中心與照準(zhǔn)軸的偏差和來自上述角度檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果計(jì)算上述測(cè)定對(duì)象物各個(gè)的復(fù)合方向角，將上述復(fù)合方向角與各測(cè)定對(duì)象物相關(guān)聯(lián)并將該測(cè)定對(duì)象物的方向角作為自動(dòng)照準(zhǔn)用的目標(biāo)值存儲(chǔ)于上述存儲(chǔ)部。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)定裝置，其中， 上述運(yùn)算處理部基于上述存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的上述目標(biāo)值，在上述自動(dòng)照準(zhǔn)部中依次使上述望遠(yuǎn)鏡部自動(dòng)照準(zhǔn)上述測(cè)定對(duì)象物，執(zhí)行測(cè)距、測(cè)角的精密測(cè)定，將由該精密測(cè)定得到的測(cè)定結(jié)果與上述測(cè)定對(duì)象物相關(guān)聯(lián)，并作為初期值取得測(cè)定結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G01C1/00GK104515497SQ201410517004
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月1日
【發(fā)明者】西田信幸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社拓普康