專利名稱：測量裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具備攝像裝置的測量裝置和電子記錄媒體，特別是涉及能夠?qū)⒗脭z像裝置得到的背景圖像與利用測量裝置得到的測量數(shù)據(jù)加以組合，顯示于顯示單元的測量裝置。
例如，在已有的場所進行施工時，首先進行現(xiàn)況的測量，根據(jù)現(xiàn)況的測量數(shù)據(jù)研究能夠?qū)嵤┰鯓拥墓こ逃媱?。一旦決定了工程計劃，就根據(jù)該工程計劃實施對計劃的位置進行確定的測量，據(jù)此進行土木施工、進行建筑物等的建造。
但是，在規(guī)模比較小的測量公司，進行測量工作的人和根據(jù)測量數(shù)據(jù)確立工程計劃的工程負責人往往是相同的人。在那種情況下，由于工程負責人充分把握現(xiàn)場情況，計劃能夠順利確立。但是由于人的記憶不清楚，有時會發(fā)生細小的差錯。有時這成了工程拖延、施工不當?shù)脑?，有時甚至發(fā)生重大問題。
如果是規(guī)模大的測量公司，從提高工作效率出發(fā)，往往進行分工，測量工作由測量工作人員實施，工程計劃由工程負責人制訂。工程負責人參考測量數(shù)據(jù)與現(xiàn)場照片等制訂工程計劃。因此測量工作人員和工程負責人在現(xiàn)場可能認識不同，其結(jié)果是，現(xiàn)場的工作人員產(chǎn)生無用的負擔，導致工程大幅度拖延、錯誤施工和工程費用大幅度上升等深刻問題的發(fā)生。


圖1是具備本發(fā)明第1實施例的攝像裝置的測量機的說明圖。
圖2是具備本發(fā)明第1實施例的攝像裝置的測量機的電氣結(jié)構說明圖。
圖3是具備本發(fā)明第1實施例的攝像裝置的動作說明圖。
圖4是具備本發(fā)明第1實施例的攝像裝置的測量機的使用方法說明圖。
圖5是具備本發(fā)明第1實施例的攝像裝置的測量機的使用方法說明圖。
圖6是具備本發(fā)明第1實施例的攝像裝置的測量機的使用方法說明圖。
圖7是具備本發(fā)明第2實施例的攝像裝置的測量機的電氣結(jié)構說明圖。
第1實施例圖1表示使用具備測距目標2000與攝像裝置100的測量機1000的情況下的測距狀態(tài)。攝像裝置100是用于把圖像裝置數(shù)據(jù)變換為數(shù)字數(shù)據(jù)的，例如是數(shù)字式攝像機等電子攝像機。
測量機1000設置測定到目標的距離用的測距單元300，在該測距單元300的上部設置攝像裝置100。攝像裝置100是使用CCD等攝像元件攝入圖像的裝置，可以是內(nèi)藏于測量機1000的類型，還可以是后來安裝的類型，只要與測量機1000形成一體即可。
來自測距單元300的測距光線的照準方向與攝像裝置100的照準方向大致平行并保持一定的間隔。
測距目標2000具備放置于測定目標的位置上的反射棱鏡2100(遞歸反射棱鏡)，在不需要反射棱鏡2100的情況下，測定目標成為直接測距目標。
圖2表示具備攝像裝置100的測量機1000的電氣結(jié)構。
具備攝像裝置100的測量機1000由攝像裝置100、測距單元300、距離測定單元310、運算單元(CPU)400、角度運算單元410、水平角編碼器420、俯仰角編碼器430、存儲單元500、顯示單元600、以及輸入輸出單元700構成。
攝像裝置100是用于對測距目標2000與該場所的背景進行攝像的。攝像裝置100是能夠?qū)崿F(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的數(shù)字輸出的裝置。利用將圖像元素的1個元素、即1個像素作為信息存儲的方法，可以進行運算操作。
測距單元300用于發(fā)射測距光，并接收目標地點2000反射的反射光。距離測定單元310用于根據(jù)測距單元300得到的反射光的相位差和時間差等測定到測定目標2000的距離。
角度運算單元410用于計算水平角、俯仰角，水平角編碼器420是檢測偏離測距單元300的照準方向、即基準方向的水平旋轉(zhuǎn)量的。
同樣，俯仰角編碼器430是用于檢測對測距單元300的照準方向、即對水平或天頂?shù)母┭鲂D(zhuǎn)量的。
角度運算單元410具有能夠根據(jù)水平角編碼器420與俯仰角編碼器430檢測出的水平旋轉(zhuǎn)量及俯仰旋轉(zhuǎn)量，計算出水平角和俯仰角的結(jié)構。
存儲單元500用于存儲對具備攝像裝置100的測量機1000的總體進行控制的基本程序，同時存儲從攝像裝置100得到的圖像數(shù)據(jù)、從測距單元300得到的測距數(shù)據(jù)、水平角和俯仰角數(shù)據(jù)等。
基本程序具有數(shù)據(jù)顯示等作為測量機1000的基本程序、處理數(shù)據(jù)用的程序、數(shù)據(jù)輸入輸出程序等。
顯示單元600能夠顯示角度數(shù)據(jù)、距離數(shù)據(jù)等，使用液晶顯示面板等。在顯示圖像數(shù)據(jù)時，至少能夠顯示出灰度等級的黑白液晶、彩色液晶顯示面板等是最合適的，可以采用合適的顯示手段。
輸入輸出單元700能夠輸出存儲單元500存儲的數(shù)據(jù)，同時輸入從外部裝置、例如計算機來的數(shù)據(jù)、測量程序等。
圖3是圖像數(shù)據(jù)、測量數(shù)據(jù)的處理流程圖。
首先，在步驟1(下面簡稱S1)，利用攝像裝置100取得圖像數(shù)據(jù)。接著，在S2，測距單元300發(fā)射出測距光，接收從測距目標2000反射的反射光，根據(jù)反射光的相位差、時間差等測定到測距目標2000的距離。還有，在S2角度運算單元410計算出水平角、俯仰角。
接著在S3，將在S1得到的圖像數(shù)據(jù)和在S2得到的距離數(shù)據(jù)、攝像裝置照準偏差量(平行偏差量)等輸送到運算單元(CPU)400，根據(jù)作為測量數(shù)據(jù)的測距數(shù)據(jù)與攝像裝置的照準偏差量，在圖像數(shù)據(jù)上顯示測量照準位置的符號。
接著在S4，運算單元(CPU)400根據(jù)到測距目標2000的距離與偏差量計算出離開攝像裝置100的照準位置幾個像素。即確定與X軸、Y軸上的坐標點X、Y的對應關系，進行定位。
然后，在S5，將在S4計算出的數(shù)據(jù)存儲于第2存儲單元520，同時有選擇地在顯示部600顯示。
又，在S6根據(jù)在S2得到的測量數(shù)據(jù)計算測量目標2000的位置。再在S7求在S1得到的圖像數(shù)據(jù)與在S6得到的測量目標2000的位置(X軸、Y軸上的坐標點X、Y)的對應關系。
再在S8將在S7計算出的數(shù)據(jù)存儲于第1存儲單元510，同時將其在顯示單元600顯示。
還有，存儲單元500包含第1存儲單元510和第2存儲單元520。
下面對本發(fā)明的使用方法加以說明。
圖4是測量目標2000利用完全不使用反射棱鏡2100(遞歸反射棱鏡)的無棱鏡方式的情況。本實施例是測量目標2000為危險的懸崖的情況。作為背景的懸崖的圖像用攝像裝置100拍攝，作為測量目標2000的地點P1、P2、P3用十字線號表示，顯示該地點的3維坐標(X、Y、Z)。還有，十字線號相當于測定目標位置符號。
亦即如上所述，運算單元(CPU)400根據(jù)從距離測定單元310與角度運算單元410得到的數(shù)據(jù)計算出測量目標2000的3維坐標，算出離開攝像裝置100的照準位置幾個像素，根據(jù)這些對應關系，以十字線號顯示測量目標2000的地點。從而能夠把測量目標2000與背景圖像同時顯示。
特別是還能夠把作為測量目標2000的P1、P2、P3的背景部分放大顯示。
接著如圖5所示，使具備攝像裝置100的測量機1000在水平方向上間歇旋轉(zhuǎn)，利用攝像裝置100拍攝多個圖像，利用使其在水平方向上旋轉(zhuǎn)的方法，也可以拍攝+180度、-180度的全景圖像。然后可以對合適的測量目標2000進行測定，將測量目標2000與其背景圖像同時顯示。
以此可以在+180度、-180度的全景對測量目標2000進行測定。
還可以根據(jù)具備攝像裝置100的測量機1000得到的測定數(shù)據(jù)與圖像數(shù)據(jù)，把上述多個圖像數(shù)據(jù)以根據(jù)測量數(shù)據(jù)得到的間隔同時顯示，同時對于圖像數(shù)據(jù)重復的部分則只顯示圖像數(shù)據(jù)之一，以此也可以顯示+180度、-180度的全景圖像。
還有，在圖6中，也可以利用攝像裝置100對背景圖像進行拍攝，決定多個測量目標2000，以連續(xù)的顯示線顯示這些測量目標2000。在圖6中，可以使點在大樓3000的特定的高度上連續(xù)，以決定該目標。
然后選擇在連續(xù)的圖像上顯示的十字線號(測定目標位置符號)，以此可以利用與該十字線號(測定目標位置符號)關聯(lián)的攝像裝置100顯示放大的背景圖像。
還有，為了在顯示著測定數(shù)據(jù)(測量目標2000的3維坐標(X、Y、Z))時，有選擇地顯示與該測量數(shù)據(jù)相關的圖像數(shù)據(jù)，在顯示著圖像數(shù)據(jù)時有選擇地顯示該圖像數(shù)據(jù)或在該圖像上顯示的十字線號(測定目標位置符號)關聯(lián)的測定數(shù)據(jù)，也可以另行設置分體的顯示操作裝置。
第2實施例其次，具備第2實施例的攝像裝置100的測量機1002由第1攝像裝置110、第2攝像裝置120、測距單元300、距離測定單元310、運算單元(CPU)400、角度運算單元410、水平角編碼器420、俯仰角編碼器430、存儲單元500、顯示單元600、以及輸入輸出單元700構成。
第1攝像裝置110用于在與測量裝置1002的照準方向平行的方向上進行望遠攝影。
第2攝像裝置120用于對包含第1攝像裝置110的攝像范圍的廣泛范圍進行攝影。
第1攝像裝置110、第2攝像裝置120及測量裝置1002的照準方向是平行的。
可以使測量裝置1002的測定數(shù)據(jù)與第1攝像裝置110及第2攝像裝置120的圖像數(shù)據(jù)取相關，同時在圖像數(shù)據(jù)上顯示十字線號(測定目標位置符號)。
又，第1存儲單元510存儲與圖像數(shù)據(jù)對應相關的測定數(shù)據(jù)，第2存儲單元520存儲與測定數(shù)據(jù)對應相關的圖像數(shù)據(jù)。然后可以根據(jù)需要在顯示單元顯示在第1存儲單元510或第2存儲單元520存儲的測定數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)或測定數(shù)據(jù)與圖像數(shù)據(jù)。
還有，第1攝像裝置110也可以采用與測量裝置1002的測距光學系統(tǒng)同軸的光學系統(tǒng)。測距光由于通常是不可視光，可以使用進行波長分割的二色棱鏡與可視光分離并且保持同軸。這種光學系統(tǒng)在具有照準光學系統(tǒng)與測距光學系統(tǒng)的情況下，形成用二色棱鏡分離測距光，用單向透視鏡在攝像裝置進行分割的結(jié)構。
又，第1攝像裝置110的圖像數(shù)據(jù)與第2攝像裝置120的圖像數(shù)據(jù)用測定數(shù)據(jù)取相關，同時用十字線號(測定目標位置符號)取相關，使得從第2攝像裝置120的圖像數(shù)據(jù)上附帶的十字線號(測定目標位置符號)容易將其讀出作為放大圖像。
亦即在本第2實施例利用選擇第2攝像裝置120得到的圖像數(shù)據(jù)的十字線號(測定目標位置符號)的方法，可以顯示在相關的第1攝像裝置110得到的圖像數(shù)據(jù)。而且第1攝像裝置110和第2攝像裝置120的圖像數(shù)據(jù)可以利用測定數(shù)據(jù)取相關，同時也可以利用十字線號(測定目標位置符號)取相關。
利用這種結(jié)構，將數(shù)字數(shù)據(jù)加以放大可以得到更加鮮明的圖像，同時可以進一步加大圖像數(shù)據(jù)的通用性。
第2實施例的其他結(jié)構、作用與第1實施例相同，因此省略其說明。
又可以準備存儲程序的FD、CD、DVD、RAM、ROM、存儲卡等電子記錄媒體，該程序表示的步驟用于使運算單元(400)執(zhí)行得使具備攝像裝置100的測量機1000得到的到測定目標2000的距離和水平角及仰角等測定數(shù)據(jù)與光軸與測量機1000大致平行的攝像裝置100得到的圖像數(shù)據(jù)取相關，同時在該圖像數(shù)據(jù)上顯示十字線號(測定目標位置符號)，并且將與圖像數(shù)據(jù)對應相關的測定數(shù)據(jù)存儲于第1存儲單元，將與測定數(shù)據(jù)對應相關的圖像數(shù)據(jù)存儲于第2存儲單元520，根據(jù)需要將第1存儲單元510或第2存儲單元520存儲的測定數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)中的至少一種顯示于顯示單元600。還有，電子記錄媒體只要是能夠存儲控制運算單元(CPU)400等的程序的記錄媒體都可以使用。
采用如上所述的本發(fā)明，是利用反射光測定到測量目標的距離和水平角及仰角用的測量裝置，能夠?qū)y量裝置與光軸大致平行的攝像裝置形成連接結(jié)構，運算單元使測量裝置的測定數(shù)據(jù)與攝像裝置的圖像數(shù)據(jù)對應相關，同時在圖像數(shù)據(jù)上顯示測定目標位置符號，第1存儲單元存儲與圖像數(shù)據(jù)對應相關的測定數(shù)據(jù)，第2存儲單元存儲與測定數(shù)據(jù)對應相關的圖像數(shù)據(jù)，顯示單元能夠根據(jù)需要顯示第1存儲單元或第2存儲單元存儲的測定數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)中的至少一種，因此具有能夠在圖像數(shù)據(jù)上顯示測定目標位置符號，而且還能夠顯示測定數(shù)據(jù)等，測定效率高的卓越效果。
而且可以不必一邊參考測量數(shù)據(jù)和現(xiàn)場照片一邊制訂工程計劃，能夠在現(xiàn)場消除偏差，防止工程延遲或不合適的施工等情況發(fā)生。
權利要求
1.一種測量裝置，是利用反射光測定到測量目標的距離和水平角及仰角用的測量裝置，其特征在于，具有所述測量裝置與光軸大致平行的攝像裝置形成能夠連接的結(jié)構，使所述測量裝置的測定數(shù)據(jù)與所述攝像裝置的圖像數(shù)據(jù)對應相關，同時在所述圖像數(shù)據(jù)上顯示測定目標位置符號用的運算單元、存儲與所述圖像數(shù)據(jù)對應相關的測定數(shù)據(jù)用的第1存儲單元、存儲與所述測定數(shù)據(jù)對應相關的圖像數(shù)據(jù)的第2存儲單元、以及根據(jù)需要顯示所述第1存儲單元或所述第2存儲單元存儲的所述測定數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)中的至少一種用的顯示單元。
2.一種測量裝置，是利用反射光測定到測量目標的距離和水平角及仰角用的測量裝置，其特征在于，具有拍攝所述測量裝置的照準方向用的第1攝像裝置、拍攝包含所述第1攝像裝置的拍攝范圍的廣泛范圍用的第2攝像裝置、使所述測量裝置的測定數(shù)據(jù)與所述第1攝像裝置和所述第2攝像裝置的圖像數(shù)據(jù)對應相關，同時在所述圖像數(shù)據(jù)上顯示測定目標位置符號用的運算單元、存儲與所述圖像數(shù)據(jù)對應相關的測定數(shù)據(jù)用的第1存儲單元、存儲與所述測定數(shù)據(jù)對應相關的圖像數(shù)據(jù)的第2存儲單元、以及根據(jù)需要顯示所述第1存儲單元或所述第2存儲單元存儲的所述測定數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、或測定數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)用的顯示單元。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的測量裝置，其特征在于，具備為了根據(jù)測量裝置得到的測定數(shù)據(jù)與圖像數(shù)據(jù)，在顯示測定數(shù)據(jù)時有選擇地顯示與該測定數(shù)據(jù)相關的圖像數(shù)據(jù)，并且在顯示圖像數(shù)據(jù)時，有選擇地顯示該圖像數(shù)據(jù)或在該圖像上顯示的測定目標位置符號相關的測定數(shù)據(jù)，而分體設置的顯示操作裝置。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的測量裝置，其特征在于，根據(jù)測量裝置得到的測定數(shù)據(jù)與圖像數(shù)據(jù)，以根據(jù)測定數(shù)據(jù)決定的間隔同時顯示多個圖像數(shù)據(jù)，同時，圖像數(shù)據(jù)的重復的部分只顯示一方面的圖像數(shù)據(jù)，以此作為連續(xù)的圖像。
5.根據(jù)權利要求4所述的測量裝置，其特征在于，選擇在連續(xù)的圖像上顯示的測定目標位置符號，以此顯示與該測定目標位置符號相關的圖像數(shù)據(jù)
6.根據(jù)權利要求2～5中的任一項所述的測量裝置，其特征在于，選擇用第2攝像裝置得到的圖像數(shù)據(jù)的目標位置符號，以此顯示相關的由第1攝像裝置得到的圖像數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權利要求2～5中的任一項所述的測量裝置，其特征在于，第1攝像裝置的圖像數(shù)據(jù)與第2攝像裝置的圖像數(shù)據(jù)用測定數(shù)據(jù)取相關，同時用目標位置符號取相關。
8.一種測量系統(tǒng)，其特征在于，使運算單元執(zhí)行得使測量裝置得到的到測量目標的距離和水平角及仰角等測定數(shù)據(jù)與光軸與測量裝置大致平行的攝像裝置得到的圖像數(shù)據(jù)取相關，同時在該圖像數(shù)據(jù)上顯示測定目標位置符號，并且使第1存儲單元存儲與所述圖像數(shù)據(jù)對應相關的測定數(shù)據(jù)，使第2存儲單元存儲與所述測定數(shù)據(jù)對應相關的圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)需要在顯示單元顯示第1存儲單元或第2存儲單元存儲的測定數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及具備攝像裝置的測量裝置與電子記錄媒體,特別是涉及能夠?qū)⒗脭z像裝置得到的背景圖像與利用測量裝置得到的測量數(shù)據(jù)加以組合,顯示于顯示單元的測量裝置,測量裝置能夠與光軸大致平行的攝像裝置連接,運算單元使測量裝置的測定數(shù)據(jù)與攝像裝置的圖像數(shù)據(jù)對應相關,同時在圖像數(shù)據(jù)上顯示測定目標位置的符號,第1存儲單元存儲與圖像數(shù)據(jù)對應相關的測定數(shù)據(jù),第2存儲單元存儲與測定數(shù)據(jù)對應相關的圖像數(shù)據(jù),顯示單元根據(jù)需要顯示第1存儲單元或第2存儲單元存儲的測定數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)中的至少一種。
文檔編號G01C3/06GK1362612SQ0114522
公開日2002年8月7日 申請日期2001年12月27日 優(yōu)先權日2000年12月28日
發(fā)明者大友文夫, 堀口極, 大谷仁志 申請人:株式會社拓普康