专利名称：测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备摄像装置的测量装置和电子记录媒体，特别是涉及能够将利用摄像装置得到的背景图像与利用测量装置得到的测量数据加以组合，显示于显示单元的测量装置。
例如，在已有的场所进行施工时，首先进行现况的测量，根据现况的测量数据研究能够实施怎样的工程计划。一旦决定了工程计划，就根据该工程计划实施对计划的位置进行确定的测量，据此进行土木施工、进行建筑物等的建造。
但是，在规模比较小的测量公司，进行测量工作的人和根据测量数据确立工程计划的工程负责人往往是相同的人。在那种情况下，由于工程负责人充分把握现场情况，计划能够顺利确立。但是由于人的记忆不清楚，有时会发生细小的差错。有时这成了工程拖延、施工不当的原因，有时甚至发生重大问题。
如果是规模大的测量公司，从提高工作效率出发，往往进行分工，测量工作由测量工作人员实施，工程计划由工程负责人制订。工程负责人参考测量数据与现场照片等制订工程计划。因此测量工作人员和工程负责人在现场可能认识不同，其结果是，现场的工作人员产生无用的负担，导致工程大幅度拖延、错误施工和工程费用大幅度上升等深刻问题的发生。
图1是具备本发明第1实施例的摄像装置的测量机的说明图。
图2是具备本发明第1实施例的摄像装置的测量机的电气结构说明图。
图3是具备本发明第1实施例的摄像装置的动作说明图。
图4是具备本发明第1实施例的摄像装置的测量机的使用方法说明图。
图5是具备本发明第1实施例的摄像装置的测量机的使用方法说明图。
图6是具备本发明第1实施例的摄像装置的测量机的使用方法说明图。
图7是具备本发明第2实施例的摄像装置的测量机的电气结构说明图。
第1实施例图1表示使用具备测距目标2000与摄像装置100的测量机1000的情况下的测距状态。摄像装置100是用于把图像装置数据变换为数字数据的，例如是数字式摄像机等电子摄像机。
测量机1000设置测定到目标的距离用的测距单元300，在该测距单元300的上部设置摄像装置100。摄像装置100是使用CCD等摄像元件摄入图像的装置，可以是内藏于测量机1000的类型，还可以是后来安装的类型，只要与测量机1000形成一体即可。
来自测距单元300的测距光线的照准方向与摄像装置100的照准方向大致平行并保持一定的间隔。
测距目标2000具备放置于测定目标的位置上的反射棱镜2100(递归反射棱镜)，在不需要反射棱镜2100的情况下，测定目标成为直接测距目标。
图2表示具备摄像装置100的测量机1000的电气结构。
具备摄像装置100的测量机1000由摄像装置100、测距单元300、距离测定单元310、运算单元(CPU)400、角度运算单元410、水平角编码器420、俯仰角编码器430、存储单元500、显示单元600、以及输入输出单元700构成。
摄像装置100是用于对测距目标2000与该场所的背景进行摄像的。摄像装置100是能够实现图像数据的数字输出的装置。利用将图像元素的1个元素、即1个像素作为信息存储的方法，可以进行运算操作。
测距单元300用于发射测距光，并接收目标地点2000反射的反射光。距离测定单元310用于根据测距单元300得到的反射光的相位差和时间差等测定到测定目标2000的距离。
角度运算单元410用于计算水平角、俯仰角，水平角编码器420是检测偏离测距单元300的照准方向、即基准方向的水平旋转量的。
同样，俯仰角编码器430是用于检测对测距单元300的照准方向、即对水平或天顶的俯仰旋转量的。
角度运算单元410具有能够根据水平角编码器420与俯仰角编码器430检测出的水平旋转量及俯仰旋转量，计算出水平角和俯仰角的结构。
存储单元500用于存储对具备摄像装置100的测量机1000的总体进行控制的基本程序，同时存储从摄像装置100得到的图像数据、从测距单元300得到的测距数据、水平角和俯仰角数据等。
基本程序具有数据显示等作为测量机1000的基本程序、处理数据用的程序、数据输入输出程序等。
显示单元600能够显示角度数据、距离数据等，使用液晶显示面板等。在显示图像数据时，至少能够显示出灰度等级的黑白液晶、彩色液晶显示面板等是最合适的，可以采用合适的显示手段。
输入输出单元700能够输出存储单元500存储的数据，同时输入从外部装置、例如计算机来的数据、测量程序等。
图3是图像数据、测量数据的处理流程图。
首先，在步骤1(下面简称S1)，利用摄像装置100取得图像数据。接着，在S2，测距单元300发射出测距光，接收从测距目标2000反射的反射光，根据反射光的相位差、时间差等测定到测距目标2000的距离。还有，在S2角度运算单元410计算出水平角、俯仰角。
接着在S3，将在S1得到的图像数据和在S2得到的距离数据、摄像装置照准偏差量(平行偏差量)等输送到运算单元(CPU)400，根据作为测量数据的测距数据与摄像装置的照准偏差量，在图像数据上显示测量照准位置的符号。
接着在S4，运算单元(CPU)400根据到测距目标2000的距离与偏差量计算出离开摄像装置100的照准位置几个像素。即确定与X轴、Y轴上的坐标点X、Y的对应关系，进行定位。
然后，在S5，将在S4计算出的数据存储于第2存储单元520，同时有选择地在显示部600显示。
又，在S6根据在S2得到的测量数据计算测量目标2000的位置。再在S7求在S1得到的图像数据与在S6得到的测量目标2000的位置(X轴、Y轴上的坐标点X、Y)的对应关系。
再在S8将在S7计算出的数据存储于第1存储单元510，同时将其在显示单元600显示。
还有，存储单元500包含第1存储单元510和第2存储单元520。
下面对本发明的使用方法加以说明。
图4是测量目标2000利用完全不使用反射棱镜2100(递归反射棱镜)的无棱镜方式的情况。本实施例是测量目标2000为危险的悬崖的情况。作为背景的悬崖的图像用摄像装置100拍摄，作为测量目标2000的地点P1、P2、P3用十字线号表示，显示该地点的3维坐标(X、Y、Z)。还有，十字线号相当于测定目标位置符号。
亦即如上所述，运算单元(CPU)400根据从距离测定单元310与角度运算单元410得到的数据计算出测量目标2000的3维坐标，算出离开摄像装置100的照准位置几个像素，根据这些对应关系，以十字线号显示测量目标2000的地点。从而能够把测量目标2000与背景图像同时显示。
特别是还能够把作为测量目标2000的P1、P2、P3的背景部分放大显示。
接着如图5所示，使具备摄像装置100的测量机1000在水平方向上间歇旋转，利用摄像装置100拍摄多个图像，利用使其在水平方向上旋转的方法，也可以拍摄+180度、-180度的全景图像。然后可以对合适的测量目标2000进行测定，将测量目标2000与其背景图像同时显示。
以此可以在+180度、-180度的全景对测量目标2000进行测定。
还可以根据具备摄像装置100的测量机1000得到的测定数据与图像数据，把上述多个图像数据以根据测量数据得到的间隔同时显示，同时对于图像数据重复的部分则只显示图像数据之一，以此也可以显示+180度、-180度的全景图像。
还有，在图6中，也可以利用摄像装置100对背景图像进行拍摄，决定多个测量目标2000，以连续的显示线显示这些测量目标2000。在图6中，可以使点在大楼3000的特定的高度上连续，以决定该目标。
然后选择在连续的图像上显示的十字线号(测定目标位置符号)，以此可以利用与该十字线号(测定目标位置符号)关联的摄像装置100显示放大的背景图像。
还有，为了在显示着测定数据(测量目标2000的3维坐标(X、Y、Z))时，有选择地显示与该测量数据相关的图像数据，在显示着图像数据时有选择地显示该图像数据或在该图像上显示的十字线号(测定目标位置符号)关联的测定数据，也可以另行设置分体的显示操作装置。
第2实施例其次，具备第2实施例的摄像装置100的测量机1002由第1摄像装置110、第2摄像装置120、测距单元300、距离测定单元310、运算单元(CPU)400、角度运算单元410、水平角编码器420、俯仰角编码器430、存储单元500、显示单元600、以及输入输出单元700构成。
第1摄像装置110用于在与测量装置1002的照准方向平行的方向上进行望远摄影。
第2摄像装置120用于对包含第1摄像装置110的摄像范围的广泛范围进行摄影。
第1摄像装置110、第2摄像装置120及测量装置1002的照准方向是平行的。
可以使测量装置1002的测定数据与第1摄像装置110及第2摄像装置120的图像数据取相关，同时在图像数据上显示十字线号(测定目标位置符号)。
又，第1存储单元510存储与图像数据对应相关的测定数据，第2存储单元520存储与测定数据对应相关的图像数据。然后可以根据需要在显示单元显示在第1存储单元510或第2存储单元520存储的测定数据、图像数据或测定数据与图像数据。
还有，第1摄像装置110也可以采用与测量装置1002的测距光学系统同轴的光学系统。测距光由于通常是不可视光，可以使用进行波长分割的二色棱镜与可视光分离并且保持同轴。这种光学系统在具有照准光学系统与测距光学系统的情况下，形成用二色棱镜分离测距光，用单向透视镜在摄像装置进行分割的结构。
又，第1摄像装置110的图像数据与第2摄像装置120的图像数据用测定数据取相关，同时用十字线号(测定目标位置符号)取相关，使得从第2摄像装置120的图像数据上附带的十字线号(测定目标位置符号)容易将其读出作为放大图像。
亦即在本第2实施例利用选择第2摄像装置120得到的图像数据的十字线号(测定目标位置符号)的方法，可以显示在相关的第1摄像装置110得到的图像数据。而且第1摄像装置110和第2摄像装置120的图像数据可以利用测定数据取相关，同时也可以利用十字线号(测定目标位置符号)取相关。
利用这种结构，将数字数据加以放大可以得到更加鲜明的图像，同时可以进一步加大图像数据的通用性。
第2实施例的其他结构、作用与第1实施例相同，因此省略其说明。
又可以准备存储程序的FD、CD、DVD、RAM、ROM、存储卡等电子记录媒体，该程序表示的步骤用于使运算单元(400)执行得使具备摄像装置100的测量机1000得到的到测定目标2000的距离和水平角及仰角等测定数据与光轴与测量机1000大致平行的摄像装置100得到的图像数据取相关，同时在该图像数据上显示十字线号(测定目标位置符号)，并且将与图像数据对应相关的测定数据存储于第1存储单元，将与测定数据对应相关的图像数据存储于第2存储单元520，根据需要将第1存储单元510或第2存储单元520存储的测定数据、图像数据中的至少一种显示于显示单元600。还有，电子记录媒体只要是能够存储控制运算单元(CPU)400等的程序的记录媒体都可以使用。
采用如上所述的本发明，是利用反射光测定到测量目标的距离和水平角及仰角用的测量装置，能够将测量装置与光轴大致平行的摄像装置形成连接结构，运算单元使测量装置的测定数据与摄像装置的图像数据对应相关，同时在图像数据上显示测定目标位置符号，第1存储单元存储与图像数据对应相关的测定数据，第2存储单元存储与测定数据对应相关的图像数据，显示单元能够根据需要显示第1存储单元或第2存储单元存储的测定数据、图像数据中的至少一种，因此具有能够在图像数据上显示测定目标位置符号，而且还能够显示测定数据等，测定效率高的卓越效果。
而且可以不必一边参考测量数据和现场照片一边制订工程计划，能够在现场消除偏差，防止工程延迟或不合适的施工等情况发生。
权利要求
1.一种测量装置，是利用反射光测定到测量目标的距离和水平角及仰角用的测量装置，其特征在于，具有所述测量装置与光轴大致平行的摄像装置形成能够连接的结构，使所述测量装置的测定数据与所述摄像装置的图像数据对应相关，同时在所述图像数据上显示测定目标位置符号用的运算单元、存储与所述图像数据对应相关的测定数据用的第1存储单元、存储与所述测定数据对应相关的图像数据的第2存储单元、以及根据需要显示所述第1存储单元或所述第2存储单元存储的所述测定数据、图像数据中的至少一种用的显示单元。
2.一种测量装置，是利用反射光测定到测量目标的距离和水平角及仰角用的测量装置，其特征在于，具有拍摄所述测量装置的照准方向用的第1摄像装置、拍摄包含所述第1摄像装置的拍摄范围的广泛范围用的第2摄像装置、使所述测量装置的测定数据与所述第1摄像装置和所述第2摄像装置的图像数据对应相关，同时在所述图像数据上显示测定目标位置符号用的运算单元、存储与所述图像数据对应相关的测定数据用的第1存储单元、存储与所述测定数据对应相关的图像数据的第2存储单元、以及根据需要显示所述第1存储单元或所述第2存储单元存储的所述测定数据、图像数据、或测定数据和图像数据用的显示单元。
3.根据权利要求1或2所述的测量装置，其特征在于，具备为了根据测量装置得到的测定数据与图像数据，在显示测定数据时有选择地显示与该测定数据相关的图像数据，并且在显示图像数据时，有选择地显示该图像数据或在该图像上显示的测定目标位置符号相关的测定数据，而分体设置的显示操作装置。
4.根据权利要求1或2或3所述的测量装置，其特征在于，根据测量装置得到的测定数据与图像数据，以根据测定数据决定的间隔同时显示多个图像数据，同时，图像数据的重复的部分只显示一方面的图像数据，以此作为连续的图像。
5.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，选择在连续的图像上显示的测定目标位置符号，以此显示与该测定目标位置符号相关的图像数据
6.根据权利要求2～5中的任一项所述的测量装置，其特征在于，选择用第2摄像装置得到的图像数据的目标位置符号，以此显示相关的由第1摄像装置得到的图像数据。
7.根据权利要求2～5中的任一项所述的测量装置，其特征在于，第1摄像装置的图像数据与第2摄像装置的图像数据用测定数据取相关，同时用目标位置符号取相关。
8.一种测量系统，其特征在于，使运算单元执行得使测量装置得到的到测量目标的距离和水平角及仰角等测定数据与光轴与测量装置大致平行的摄像装置得到的图像数据取相关，同时在该图像数据上显示测定目标位置符号，并且使第1存储单元存储与所述图像数据对应相关的测定数据，使第2存储单元存储与所述测定数据对应相关的图像数据，根据需要在显示单元显示第1存储单元或第2存储单元存储的测定数据、图像数据中的至少一种。
全文摘要
本发明涉及具备摄像装置的测量装置与电子记录媒体,特别是涉及能够将利用摄像装置得到的背景图像与利用测量装置得到的测量数据加以组合,显示于显示单元的测量装置,测量装置能够与光轴大致平行的摄像装置连接,运算单元使测量装置的测定数据与摄像装置的图像数据对应相关,同时在图像数据上显示测定目标位置的符号,第1存储单元存储与图像数据对应相关的测定数据,第2存储单元存储与测定数据对应相关的图像数据,显示单元根据需要显示第1存储单元或第2存储单元存储的测定数据、图像数据中的至少一种。
文档编号G01C3/06GK1362612SQ0114522
公开日2002年8月7日 申请日期2001年12月27日 优先权日2000年12月28日
发明者大友文夫, 堀口极, 大谷仁志 申请人:株式会社拓普康