CN104567833A - 激光测量*** - Google Patents
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Abstract
激光测量***(10)具备旋转照射激光(L)的旋转激光射出装置(11)、以及接收从旋转激光射出装置(11)射出的激光而进行受光位置的测量的激光受光装置(12)。旋转激光射出装置(11)具有主体箱体(24)、以及将作为射出方向的照射光轴(Ai)支承成能够相对于主体箱体(24)旋转的激光射出机构(31),基于激光受光装置(12)所接收的激光的照射光轴(Ai)相对于主体箱体(24)的旋转姿态、以及激光受光装置(12)所接收的激光的相对于包含照射光轴(Ai)的基准面(Pb)的高低角(θv),来进行激光受光装置(12)所接收的激光是否是从旋转激光射出装置(11)恰当地射出的激光的判断。
Description
技术领域
本发明涉及通过利用激光受光装置来接收旋转激光射出装置所旋转照射的激光来进行测量该激光受光装置的位置的激光测量***。
背景技术
例如,已知有在伴随土木工程等的测量中,使用将激光进行旋转照射的旋转激光射出装置,利用靶将从上述装置旋转照射出的激光进行反射,基于该反射光来测量该靶的相对于与旋转轴正交的平面的倾斜角以及高度(例如,参照专利文献1)。
另外,在上述测量中,已知的激光测量***具备:旋转激光射出装置、以及可以接收从上述装置发出的激光来进行以旋转激光射出装置为基准的位置的测量的激光受光装置。在上述激光测量***中,可以基于激光受光装置中的激光的受光信号来测量上述激光受光装置所设置的位置的相对于旋转激光射出装置的照射光轴的高低角以及高度。
然而,上述旋转激光射出装置例如包括:可以相对于主体箱体绕旋转轴旋转的旋转体;以及设置在该旋转体上的射出规定的激光的激光射出机构的射出部。在该旋转激光射出装置中,为了对旋转体以及激光射出机构的射出部进行保护、防水而设置有覆盖旋转体(射出部)的上方的顶板部。由于该顶板部覆盖可以相对于主体箱体旋转的旋转体的上方,因此该顶板部与主体箱体之间且在旋转体的外侧需要设置上下方向上连续的支承柱。
在旋转激光射出装置中,在使旋转体相对于主体箱体旋转之时,从激光射出机构的射出部射出的激光横穿过支承柱,因此该支承柱有时会遮挡上述激光的一部分。因此,在旋转激光射出装置中,难以在旋转体(射出部)的旋转方向上的支承柱所设置的位置处恰当地射出激光。因此,在使用该旋转激光射出装置的激光测量***中,即便是利用激光受光装置接收到由支承柱遮挡的激光,也难以确保基于该接收的测量的精度。因此,对于该激光测量***而言,在旋转激光射出装置中,考虑到如下方案:在旋转体(射出部)的旋转方向上设定激光(其一部分)被支承柱遮挡的规定的区域(以下,也称为遮光区域),即便是激光受光装置接收到在该遮光区域射出的激光,也不实施基于该接收光的测量。
(现有技术文献)
(专利文献)
专利文献1:日本特开2003-65762号公报
发明内容
(发明所要解决的问题)
但是,在上述激光测量***中,根据旋转激光射出装置中的旋转体(射出部)的旋转方向的位置、即旋转体(射出部)的以旋转轴为中心的旋转姿态(旋转角)来设定遮光区域。因而,上述遮光区域也会包含激光(其一部分)未被支承柱遮挡的情况。因此,在上述激光测量***中,会发生无论激光受光装置所接收到的激光是否不被支承柱所遮挡而恰当地射出,由于包含于所设定的遮光区域而不实施基于激光受光装置所接收的激光的测量的情况。因而,在上述的激光测量***中,会不恰当地缩窄可以进行合适的测量的区域。
姿态本发明鉴于上述情况而提出,目的在于提供可以防止测量品质的降低,又可以防止将可以进行合适的测量的区域不恰当地缩窄的激光测量***。
(解决问题的措施)
为了解决上述的问题,基于本申请的一个实施方式的激光测量***是具备旋转照射激光的旋转激光射出装置、以及接收从上述旋转激光射出装置射出的激光而进行受光位置的测量的激光受光装置的激光测量***,其特征在于,上述旋转激光射出装置具有主体箱体、以及以作为出射方向的照射光轴可以相对于上述主体箱体旋转的方式支承于上述主体箱体的激光射出机构,基于上述激光受光装置所接收到的激光的上述照射光轴相对于上述主体箱体的旋转姿态、以及上述激光受光装置所接收到的激光的相对于包含上述照射光轴的基准面的高低角,来进行上述激光受光装置所接收到的激光是否是从上述旋转激光射出装置恰当地射出的激光的判断。
(发明效果)
根据本发明的激光测量***,可以防止测量品质的降低,又可以防止将可以进行测量的区域不恰当地缩窄。
在上述结构之外,上述旋转激光射出装置具有控制整体的动作的射出侧控制部,上述激光受光装置具有控制整体的动作的受光侧控制部,上述受光侧控制部从上述射出侧控制部获取上述旋转姿态,并且根据上述激光受光装置所接收到的激光来获取上述高低角,来进行上述激光受光装置所接收到的激光是否是从上述旋转激光射出装置恰当地射出的激光的判断,因此在激光受光装置(受光侧控制部)接收到激光的步骤中,可以恰当地进行上述激光是否是恰当地射出的激光的判断。
在上述结构之外,上述射出侧控制部将表示上述旋转姿态的旋转姿态信号叠加在上述旋转激光射出装置所旋转照射的激光上,上述受光侧控制部从上述激光受光装置所接收到的激光的上述旋转姿态信号中获取上述旋转姿态,据此受光侧控制部能够容易且可靠地获取激光受光装置所接收到的激光的照射光轴相对于主体箱体的旋转姿态的信息。
在上述结构之外,上述旋转激光射出装置将具有在与上述照射光轴正交的平面上隔开间隔而平行地延伸的2个照射光线以及在它们之间倾斜地架设在一方的上端与另一方的下端的照射光线的激光进行旋转照射,上述受光侧控制部基于上述激光受光装置所接收到的从上述旋转激光射出装置射出的激光的上述各照射光线的时间间隔来获取上述高低角,据此受光侧控制部能够更容易且可靠地恰当获取激光受光装置所接收到激光的相对于包含照射光轴的基准面的高低角。
在上述结构之外,上述旋转激光射出装置以随着远离射出位置而展宽的逐渐展开而呈扇状的扇状光束来形成上述各照射光线,因此无论激光受光装置(受光侧控制部)与旋转激光射出装置的距离如何,都能够容易且适当地从接收到激光求取相对于包含照射光轴的基准面的高低角。
在上述结构之外,上述主体箱体具有柱部分,在上述激光射出机构中使上述照射光轴旋转时上述照射光轴横切上述柱部分,上述受光侧控制部判断由上述旋转姿态和上述高低角所确定并由上述激光受光装置所接收到的激光的光线状态是否进入基于上述柱部分相对于上述激光射出机构的位置关系的遮光区域,据此进行上述激光受光装置所接收到的激光是否是从上述旋转激光射出装置恰当地射出的激光的判断。因而,能够容易且恰当地判断是起因于被柱部分遮挡而未从旋转激光射出装置恰当地射出的激光。
在上述结构之外,上述主体箱体能够将上述激光射出机构支承为倾斜,上述旋转激光射出装置具有检测上述激光射出机构相对于上述主体箱体的倾斜状态的倾斜状态检测部,上述受光侧控制部能够经由上述射出侧控制部获取上述倾斜状态检测部所检测出的上述倾斜状态,并根据上述倾斜状态的变化来变更上述遮光区域。因而,能够更恰当地与实际的旋转激光射出装置(激光射出机构相对于主体箱体的倾斜状态)对应,来判断接收到的激光是否是从上述旋转激光射出装置恰当地射出的激光,能够更可靠地防止将可以进行测量的区域不恰当地缩窄。
在上述结构之外,上述旋转激光射出装置具有检测上述激光射出机构相对于铅垂方向的倾斜的铅垂状态检测部和将上述激光射出机构相对于上述主体箱体的倾斜及其方向进行调节的倾斜机构,据此,即便对于基准面相对于水平面以任意的角度向任意的方向倾斜的激光,也能够根据旋转激光射出装置的状态(激光射出机构相对于主体箱体的倾斜状态)来恰当地进行是否是恰当地射出的激光的判断。
在具备将激光进行旋转照射的旋转激光射出装置和接收从上述旋转激光射出装置射出的激光来进行受光位置的测量的激光受光装置的激光测量***中,基于上述旋转激光射出装置中的旋转方向的、基于上述激光受光装置的受光位置的旋转角和相对于包含上述旋转激光射出装置的照射光轴的基准面的、基于上述激光受光装置的受光位置的高低角,来进行上述激光受光装置所接收到的来自上述旋转激光射出装置的激光是否是恰当地射出的激光的判断,据此能够防止测量品质的降低,并且能够防止将可以测量的区域不恰当地缩窄。
附图说明
图1是示意性地表示本发明所涉及的实施例的激光测量***10(旋转激光射出装置11以及激光受光装置12)的说明图。
图2是为了说明激光测量***10的旋转激光射出装置11的结构而用示意性的剖面表示的说明图。
图3是为了说明旋转激光射出装置11的激光射出机构31的结构而用示意性的剖面表示的说明图。
图4是旋转激光射出装置11的结构用功能模块表示的说明图。
图5是激光受光装置12的结构用功能模块表示的说明图。
图6是用于说明激光测量***10中的测量概要的说明图,(a)表示旋转激光射出装置11(上述射出部)和激光受光装置12(上述受光部71)处于相等的高度位置的情形,(b)表示(a)的状态下的由激光受光装置12的接收的情况,(c)表示激光受光装置12(受光部71)相对于旋转激光射出装置11(射出部)处于较高的高度位置的情形,(d)表示(c)的状态下的由激光受光装置12的接收的情况。
图7是旋转激光射出装置11的射出侧控制部61以及旋转角检测部65的结构用功能模块来表示的说明图。
图8是表示旋转角检测部65的编码器39所输出的旋转检测信号和射出侧控制部61的旋转姿态信号生成电路81(其VCO 81b)所输出的旋转姿态信号Sr的一个例子的图表,其中横轴表示旋转体23(照射光轴Ai)距离基准位置的旋转角度(度)。
图9是激光受光装置12的受光信号处理部72的结构用功能模块来表示的说明图。
图10是为了利用激光受光装置12的受光信号处理部72的光线状态检测处理来说明来自受光部71的受光信号的变化的情形的一个例子的图表,(a)是纵轴作为输出强度、横轴作为时间来表示来自受光部71的受光信号,(b)是纵轴作为输出强度、横轴作为时间来表示利用ADC 91b变换为数字信号的受光信号,(c)是纵轴作为强度、横轴作为频率来表示受光信号的频率的成分比。
图11是用于说明作为旋转激光射出装置11的射出位置的激光射出机构31的射出部相对于各支承柱26的位置关系的变化的形态的说明图,(a)是表示射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24不倾斜的状态,(b)是表示在(a)的状态下从与照射光轴Ai正交的方向观察的情形,(c)是表示射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24倾斜的状态。
图12是为了说明遮光区域As以及遮光区域As’而利用以从激光射出机构31的射出部观察的基准面Pb为基准(0度)的高低角θv来表示纵轴,利用以从激光射出机构31的射出部观察的以射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)作为中心的旋转方向(水平角方向)上的设置了支承柱26的位置作为基准(0度)的水平角(旋转角)来表示横轴的图表,(a)是表示射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24不倾斜的状态下的遮光区域As,(b)是表示射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24倾斜的状态下的遮光区域As,(c)是表示仅考虑射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24不倾斜的状态的遮光区域As’,(d)是表示考虑射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24倾斜的状态的所有的形态的遮光区域As’。
图13是表示本实施例中的受光侧控制部73所执行的操作判断处理内容的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图对本申请发明的激光测量***的发明的实施方式进行说明。
(实施例)
使用图1至图13对作为本发明所涉及的激光测量***的一个实施例的激光测量***10进行说明。如图1所示,本实施例的激光测量***10具备旋转激光射出装置11和激光受光装置12。在上述激光测量***10中,将旋转激光射出装置11设置在已知点X,将激光受光装置12设置在所希望的测量位置上。而且,在激光测量***10中,旋转激光射出装置11以恒定的速度将测量用激光光线L旋转照射,激光受光装置12接收所照射的测量用激光光线L来对其受光信号进行运算处理,据此测量以旋转激光射出装置11(已知点X)作为基准的激光受光装置12(所要测量的位置)的位置。
上述旋转激光射出装置11安装在设置于已知点X的三脚架13上,据此设置于上述已知点X。旋转激光射出装置11具有构成向三脚架13安装的部位的底座21、固定在上述底座21上的主体部22、以及以旋转自如的方式设置在上述主体部22上的旋转体23。如下所述,旋转激光射出装置11在主体部22的内侧使旋转体23以恒定的速度旋转,并且从下述的五棱镜54(射出部(参照图3等))射出测量用激光光线L,据此将测量用激光光线L(下述的照射光线S1、S2、S3)进行旋转照射。
如图2所示,对于旋转激光射出装置11而言,固定在底座21上的主体部22具有整体上呈筒形形状的主体箱体24,利用上述主体箱体24形成主体部22的外壳部分。在上述主体箱体24的上部设置有顶板部25。上述顶板部25为了对旋转体23(下述的五棱镜54(激光射出机构31的射出部(参照图3等)))进行保护或防水而覆盖旋转体23(五棱镜54)的上方。顶板部25在本实施例中借助于以相互相等的间隔设置的4根支承柱26(参照图1等)而设置在主体箱体24上。
上述各支承柱26被设置成沿着主体箱体24的朝向铅垂方向的中心轴线笔直地延伸,并且相对于主体箱体24的中心轴线的位置关系是彼此相同。在上述主体箱体24中,以将与顶板部25之间堵住的方式设置有4个防护部件27。上述各防护部件27由允许从下述的激光射出机构31射出的测量用激光光线L透过的材料形成,并且呈搭架在4根支承柱26中的相邻的2根支承柱26之间的矩形的板状。在主体箱体24的上部与顶板部25之间,形成有来自激光射出机构31(上述射出部(五棱镜54))的测量用激光光线L的射出位置。
上述主体箱体24容纳设置有上述旋转体23,并且设置在旋转体23上的射出窗28位于上述射出位置。上述射出窗28能够使从容纳于旋转体23的下述的五棱镜54射出的来自激光射出机构31的测量用激光光线L通向旋转体23的外侧(参照图3)。在主体箱体24中,在上表面的中央部设置有截头圆锥体形的凹部29,在上述凹部29的中心设置有沿上下方向贯通的贯通孔29a。在上述主体箱体24中,穿过凹部29的贯通孔29a而设置有激光射出机构31。
上述激光射出机构31利用整体上在上下方向呈长筒状的射出部框体32来形成外壳部分。如下所述,上述射出部框体32用来容纳用于激光射出机构31的射出的结构(下述的激光光线发光部51、准直透镜52等(参照图3)),在上部设置有球面座33。上述球面座33构成射出部框体32(激光射出机构31)能够相对于主体箱体24倾斜并且上述射出部框体32(激光射出机构31)支承于凹部29的贯通孔29a(其内周缘部)的部位。在上述射出部框体32的上端设置有旋转体23。
如图3所示,上述旋转体23呈筒状,在上下方向的中间位置设置有朝向内侧突出的板状的缩径部34。如下所述,上述缩径部34构成用于设置衍射光栅53的部位,而能够使从激光光线发光部51射出的测量用激光光线L入射到衍射光栅53。旋转体23的下端借助于轴承部件35而安装在射出部框体32的上端,能够相对于上述射出部框体32以其中心轴线(下述的射出光轴Ae)为旋转中心而旋转。因而,射出部框体32的中心轴线(射出光轴Ae)成为旋转体23(上述射出窗28)、即用于旋转照射的激光射出机构31的旋转轴Ar。
如图2所示,在上述旋转体23上设置有扫描齿轮36,在射出部框体32上设置有扫描电机37。上述扫描电机37若被驱动则经由旋转轴部37a输出旋转驱动力,在下述的射出侧控制部61的控制下,借助于旋转驱动部63(参照图4)而被适当地驱动。在扫描电机37中,旋转轴部37a安装有驱动齿轮38。上述驱动齿轮38与设置在旋转体23上的扫描齿轮36啮合。对于旋转体23,通过驱动射出部框体32的扫描电机37,而借助驱动齿轮38以及扫描齿轮36来传递旋转驱动力,相对于射出部框体32以旋转轴Ar为中心而被旋转驱动。
另外,在旋转体23与射出部框体32之间设置有编码器39。上述编码器39具有设置在旋转体23上的狭缝圆板39a、以及设置在射出部框体32上的光检测部39b。上述光检测部39b具有配置成在上下方向上夹着狭缝圆板39a的一部分的一对突出部位,从一个突出部位射出的信号(光等)在另一个突出部位被检测。狭缝圆板39a由阻止从一个突出部位射出的信号(光等)通过的材料形成,并且构成为允许上述信号(光等)通过的多个狭缝在圆周方向上以等间隔的方式设置。对于上述编码器39,若旋转体23相对于射出部框体32被旋转驱动,则伴随上述的相对旋转,狭缝圆板39a相对于射出部框体32即光检测部39b旋转移动,光检测部39b经由狭缝圆板39a的多个狭缝,断续地检测信号(光等)。因此,编码器39伴随着旋转体23相对于射出部框体32的旋转,而输出重复高低的波形的旋转检测信号(参照图8的上侧的波形)。
在主体箱体24上还设置有一对倾斜机构41(其中一个未图示)。上述一对倾斜机构41是为了控制射出部框体32的相对于主体箱体24的倾斜以及倾斜的方向而设置的。如上所述,上述射出部框体32借助于球面座33被支承于主体箱体24的凹部29的贯通孔29a(其内周缘部),据此,能够相对于上述主体箱体24倾斜。上述两个倾斜机构41在与主体箱体24的中心轴线正交的平面上,位于从该中心轴线观察相互正交的方向上,除了位置不同的情况以外,二者具有相同的结构。因此,以下,仅对一个倾斜机构41的结构进行说明。
倾斜机构41具有倾斜用电机42、倾斜用螺栓(screw)43、倾斜螺母44和拉伸弹簧45。上述倾斜用电机42固定设置在主体箱体24上,若被驱动则经由旋转轴部42a输出旋转驱动力。倾斜用电机42的驱动齿轮46安装在旋转轴部42a上,在下述的射出侧控制部61的控制下,借助于倾斜驱动部64(参照图4)而被适当地驱动。倾斜用螺栓43沿着与主体箱体24的中心轴线平行的方向设置在该主体箱体24上,能够相对于主体箱体24以自身的中心轴线为旋转中心而旋转(自转)。在上述倾斜用螺栓43上固定有倾斜用齿轮47。上述倾斜用齿轮47与设置在倾斜用电机42的旋转轴部42a上的驱动齿轮46啮合。
倾斜螺母44被设置成与倾斜用螺栓43啮合,并且相对于主体箱体24的旋转被防止(图示略)。因而,若倾斜用螺栓43旋转(自转),则倾斜螺母44沿着上述的旋转方向而向上方或下方在上述倾斜用螺栓43上移动。上述倾斜螺母44上设置有朝向与轴线正交的方向突出的圆柱形状的螺母侧销44a。
拉伸弹簧45由螺旋状的线材构成,在无负荷状态下最短缩,发挥对抗使一端与另一端分离的动作的弹力。上述拉伸弹簧45被设置成在拉伸的状态下,架设在设置于主体箱体24的凹部29上的弹簧支承部29b和射出部框体32的比球面座33靠下方的位置上。上述弹簧支承部29b在与主体箱体24的中心轴线正交的平面上,该中心轴线的方向与倾斜机构41的设置方向一致。
在安装了上述的拉伸弹簧45的一端的射出部框体32上,设置有向与中心轴线(旋转轴Ar)正交的方向突出的一对倾斜臂48(其中一个未图示)。上述的一对倾斜臂48为了与同样成对的倾斜机构41对应,在与射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)正交的平面上,从该中心轴线观察时从射出部框体32突出的方向与设置倾斜机构41的方向一致。上述各倾斜臂48在突出端设置有臂侧销48a。上述臂侧销48a呈在与设置在倾斜螺母44上的螺母侧销44a正交的方向上延伸的圆柱形状,与上述的螺母侧销44a接触,能够相互地滑动以偏离上述接触位置。臂侧销48a位于对应的倾斜机构41中的倾斜螺母44的螺母侧销44a的下方。于是,射出部框体32被上述的拉伸弹簧45牵拉而相对于主体箱体24倾斜,因此倾斜臂48的臂侧销48a会向上方移动,因而上述臂侧销48a无论倾斜螺母44在倾斜用螺栓43上的位置如何都抵接于上述的螺母侧销44a。
由于具有这种结构,在倾斜机构41中,若在下述的射出侧控制部61的控制下,经由倾斜驱动部64(参照图4)对倾斜用电机42进行驱动,则能够经由驱动齿轮46以及倾斜用齿轮47而使倾斜用螺栓43旋转,可以与上述的旋转量以及旋转方向对应地使倾斜螺母44在上下方向上向倾斜用螺栓43的任意的位置移动。于是,倾斜臂48的位置借助于利用倾斜螺母44的位置而按压于螺母侧销44a的臂侧销48a而改变,并利用上述的倾斜臂48的位置的改变而使射出部框体32相对于主体箱体24的倾斜发生变化。因而,倾斜机构41可以在射出侧控制部61的控制下,调节射出部框体32相对于主体箱体24的倾斜。如上所述,倾斜机构41被设置成在相互正交的方向上成对。因此,一对倾斜机构41可以在射出侧控制部61的控制下,对射出部框体32相对于主体箱体24的倾斜及其方向进行调节。
在上述的射出部框体32上,成对地设置有可以检测一个方向的水平状态的水平传感器49。上述的一对水平传感器49被设置成使能够检测的方向相互正交,并且位置设定为若二者都检测到水平状态则射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)成为与铅垂方向平行的状态。一对水平传感器49将上述检测信号向下述的射出侧控制部61输出(参照图4)。因而,射出侧控制部61基于来自两个水平传感器49的检测信号,经由下述的倾斜驱动部64(参照图4)对一对倾斜机构41进行驱动控制,使得二者检测水平状态,据此可以使射出部框体32(上述中心轴线(旋转轴Ar))成为始终沿着铅垂方向延伸的状态(以下,也称为激光射出机构31的铅垂状态)。另外,射出侧控制部61可以基于来自两个水平传感器49的检测信号,使射出部框体32(其中心轴线(旋转轴Ar))成为向任意的方向倾斜成任意的角度的状态。
在上述射出部框体32上设置有激光射出机构31。如图3所示,上述激光射出机构31生成在照射光轴Ai上照射的测量用激光光线L,且具有射出部框体32内的激光光线发光部51和准直透镜52、以及旋转体23内的衍射光栅53和五棱镜54。
激光光线发光部51与下述的光源驱动部62连接,以将射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)作为射出光轴Ae的方式固定设置在该射出部框体32上。上述激光光线发光部51在下述的射出侧控制部61(参照图4)的控制下被光源驱动部62适当地驱动而在射出光轴Ae上射出测量用激光光线L。对于基于上述的射出侧控制部61(光源驱动部62)的激光光线发光部51的驱动控制,在后文进行说明。在上述射出光轴Ae上设置有准直透镜52。上述准直透镜52使从激光光线发光部51射出的测量用激光光线L成为平行光束,上述准直透镜52固定设置在射出部框体32上。经过上述准直透镜52而成为平行光束的测量用激光光线L经过缩径部34(其内侧)而到达旋转体23内。
如上所述,上述旋转体23能够相对于射出部框体32以旋转轴Ar为旋转中心进行旋转。在旋转体23中,在缩径部34的上方固定设置有衍射光栅53,在上述衍射光栅53的上方固定设置有五棱镜54。上述衍射光栅53是为了将从激光光线发光部51射出并经过准直透镜52而成为平行光束的测量用激光光线L分割为3个光线(参见照射光线S1、S2、S3)而设置。如下所述,衍射光栅53在测量用激光光线L在照射光轴Ai上从旋转体23的射出窗28射出的状态下,在与上述的照射光轴Ai正交的平面上观察时,使照射光线S1与照射光线S2成为隔开规定的间隔且相互平行的光线,并且,使照射光线S3成为在照射光线S1与照射光线S2之间相对于上述照射光线S1以及照射光线S2倾斜的光线。上述照射光线S3在本实施例中成为在照射光线S1与照射光线S2之间以架设于一方的上端与另一方的下端的方式倾斜地延伸的光线。因而,衍射光栅53将从激光光线发光部51射出并经过准直透镜52而成为平行光束的测量用激光光线L在与照射光轴Ai正交的平面上,形成为由照射光线S1、照射光线S2以及照射光线S3绘制出N字形状的光线。上述衍射光栅53在本实施例中使用二元光学元件(Binary Optics Element(BOE))。另外,如下所述,衍射光栅53也可以配置于从激光光线发光部51射出且经过准直透镜52而成为平行光束的测量用激光光线L在利用五棱镜54改变了行进方向后透过的位置。
五棱镜54将被衍射光栅53分割为3个光线的测量用激光光线L(照射光线S1、S2、S3)行进的朝向(方向)从沿着作为从激光光线发光部51射出的方向的射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)的方向,变为与其正交的方向。即,五棱镜54具有将激光射出机构31中的测量用激光光线L的行进方向从作为从激光光线发光部51射出的方向的射出光轴Ae向与该射出光轴Ae正交的照射光轴Ai改变的功能。上述的五棱镜54按照使旋转体23的射出窗28位于照射光轴Ai上的方式被设定在该旋转体23内的位置。
因此,衍射光栅53与五棱镜54在激光射出机构31中具有将从激光光线发光部51射出并经过准直透镜52在射出光轴Ae上行进的测量用激光光线L形成为从旋转体23的射出窗28射出为在照射光轴Ai上行进的3个照射光线S1、S2、S3的功能。由此,激光射出机构31的旋转体23中的五棱镜54(射出窗28)作为旋转激光射出装置11中的射出部发挥作用。上述3个照射光线S1、S2、S3利用衍射光栅53与五棱镜54而呈随着远离射出光轴Ae而展宽的逐渐展开的扇状,成为具有彼此相等的展宽角度的光束(所谓扇状光束)(参照图1等)。另外,3个照射光线S1、S2、S3为扇状光束,据此分别随着远离射出光轴Ae而展宽,但无论与射出光轴Ae的距离如何变化都不会使在与照射光轴Ai正交的平面上绘制的N字形状的形状发生变化。换言之,3个照射光线S1、S2、S3在与照射光轴Ai正交的平面上绘制的N字形状为对应于与射出光轴Ae的距离的变化而大小尺寸不同的相似形状。在旋转激光射出装置11中,由于衍射光栅53及五棱镜54固定在旋转体23上,因此在下述的射出侧控制部61(参照图4)的控制下,使旋转体23以恒定的速度相对于射出部框体32旋转驱动,据此可以将照射光轴Ai以恒定的速度相对于主体箱体24进行旋转驱动。因而,在旋转激光射出装置11中,可以将作为测量用激光光线L的3个照射光线S1、S2、S3进行旋转照射。由此,3个照射光线S1、S2、S3无论与旋转激光射出装置11(射出光轴Ae)的距离的差异如何,利用旋转而通过时的各个的时间间隔都是相等的。
如图4所示,上述旋转激光射出装置11具有射出侧控制部61、光源驱动部62、旋转驱动部63、倾斜驱动部64、旋转角检测部65、铅垂状态检测部66、倾斜状态检测部67、以及射出侧通信部68。上述射出侧控制部61能够获取来自旋转角检测部65、铅垂状态检测部66以及倾斜状态检测部67的检测信号、与省略图示的操作部所作的操作相对应的操作信号。射出侧控制部61利用保存在存储部61a中的程序,对旋转激光射出装置11的驱动即光源驱动部62、旋转驱动部63、倾斜驱动部64和射出侧通信部68的驱动统一地控制。具体而言,射出侧控制部61基于来自旋转角检测部65、铅垂状态检测部66以及倾斜状态检测部67的检测内容、操作部(未图示)所作的操作,进行使测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)旋转照射的驱动处理、射出部框体32的姿态控制处理(例如,将激光射出机构31形成为铅垂状态)、在测量用激光光线L上叠加通信信息的信息叠加处理、或使用射出侧通信部68的与激光受光装置12的下述的受光侧控制部73(参照图5)的通信处理等。从省略图示的电源经由射出侧控制部61向上述光源驱动部62、旋转驱动部63、倾斜驱动部64、旋转角检测部65、铅垂状态检测部66、倾斜状态检测部67以及射出侧通信部68供给电力,而可以执行各自的动作。上述射出侧控制部61构成为在主基板上安装电容器、电阻等多个电子部件(图示略),上述主基板被设置成在主体箱体24(参照图2)的内侧固定于上述主体箱体24。
光源驱动部62在射出侧控制部61的控制下驱动激光光线发光部51(参照图3),据此从上述激光光线发光部51射出测量用激光光线L。此时,光源驱动部62在射出侧控制部61的控制下叠加通信信息而射出测量用激光光线L,相关内容在下文中进行说明。
旋转驱动部63在射出侧控制部61的控制下对设置在射出部框体32上的扫描电机37(参照图2)进行驱动。即,旋转驱动部63在射出侧控制部61的控制下驱动扫描电机37,据此经由安装在上述的旋转轴部37a上的驱动齿轮38以及与其啮合的扫描齿轮36,而将旋转体23相对于射出部框体32进行旋转驱动(参照图2)。因此,旋转驱动部63在激光射出机构31中将照射光轴Ai相对于射出部框体32即主体箱体24进行旋转驱动。
倾斜驱动部64在射出侧控制部61的控制下,对设置在主体箱体24上的一对倾斜机构41的各倾斜用电机42(参照图2)进行驱动。即,倾斜驱动部64在射出侧控制部61的控制下,驱动各倾斜用电机42,据此可以调节射出部框体32即激光射出机构31相对于主体箱体24的倾斜及其方向(参照图2)。
旋转角检测部65检测旋转体23相对于射出部框体32的旋转姿态(旋转角),在本实施例中,由编码器39(参照图2)和计数器69(参照图7)构成。上述旋转姿态表示作为来自旋转体23的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)的照射方向的照射光轴Ai(参照图3)在以射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)为旋转中心的旋转方向上,朝向相对于射出部框体32中的基准位置的哪个的方向的状态。换言之,旋转姿态可以以上述旋转方向的照射光轴Ai与基准位置所成的旋转角表示,表示上述旋转方向中的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)相对于射出部框体32即主体箱体24射出的方向(照射光轴Ai所朝向的方向)。如上所述,上述的编码器39将随着旋转体23相对于射出部框体32的旋转而重复高低的波形的旋转检测信号(参照图8的上侧的波形)输出至计数器69(参照图7)。上述计数器69以旋转体23相对于射出部框体32的旋转姿态的基准位置为基准,对来自编码器39的旋转检测信号中的高低的波形的数量进行计数,并将上述计数信号输出至射出侧控制部61(参照图7)。上述的射出侧控制部61可以根据来自编码器39的计数信号,来判断旋转体23相对于射出部框体32的、距离基准位置的旋转姿态(照射光轴Ai与基准位置所成的旋转角)。
铅垂状态检测部66检测相对于射出部框体32(激光射出机构31)的铅垂方向的姿态。在本实施例中,由一对水平传感器49(参照图2)构成。如上所述,上述一对水平传感器49被设定成分别可以检测一个方向的水平状态,并且若二者均检测到水平状态时,则成为射出部框体32(上述中心轴线(激光射出机构31的旋转轴Ar))沿着铅垂方向延伸的姿态。因而,射出侧控制部61通过使作为铅垂状态检测部66的两个水平传感器49成为检测水平状态的状态,可以形成为始终使射出部框体32沿着铅垂方向延伸的姿态(使激光射出机构31为铅垂状态),通过使作为铅垂状态检测部66的各水平传感器49的每一个成为检测目标值的状态,可以使射出部框体32成为相对于铅垂方向朝向任意的方向倾斜成任意的角度的姿态。
倾斜状态检测部67检测射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜。上述倾斜状态检测部67利用设置在主体箱体24与射出部框体32之间的、检测相对的位置关系的变化的机构(例如,光射出部与受光部的组合)构成(图示略)。另外,倾斜状态检测部67只要可以检测射出部框体32相对于主体箱体24的倾斜,也可以是其他的结构,而不限定于本实施的结构。作为其他的结构,例如,可以举出设置用于检测主体箱体24相对于的铅垂方向的倾斜及其方向的一对水平传感器,根据来自各个水平传感器的检测信号和来自一对水平传感器49的检测信号,来掌握射出部框体32相对于主体箱体24的倾斜。
射出侧通信部68可以借助于激光受光装置12的下述的受光侧通信部80(参照图5),来进行射出侧控制部61与激光受光装置12的下述的受光侧控制部73(参照图5)之间的信息(数据)的收发。在本实施例中,射出侧通信部68将由倾斜状态检测部67检测出的射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜的信息、设置有旋转激光射出装置11的已知点X的位置信息从射出侧控制部61向受光侧控制部73发送。
由于具有这种结构,在旋转激光射出装置11中,射出侧控制部61利用旋转驱动部63而将旋转体23(照射光轴Ai)相对于射出部框体32进行旋转驱动,并且利用光源驱动部62来驱动激光光线发光部51,据此可以将作为测量用激光光线L的3个照射光线S1、S2、S3进行旋转照射。在上述的旋转照射之际,将由以射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)为旋转中心旋转的照射光轴Ai(旋转体23)形成的面作为旋转激光射出装置11所形成的基准面Pb(参照图6等)。即,上述基准面Pb平行于与将测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)旋转照射的激光射出机构31(射出部框体32)的旋转轴Ar正交的面。在上述的旋转激光射出装置11中,在旋转照射之际,射出侧控制部61以作为铅垂状态检测部66的两个水平传感器49始终成为检测水平状态的状态的方式,利用倾斜驱动部64来调节射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜及其方向,据此可以始终使激光射出机构31为铅垂状态,可以使基准面Pb沿着水平面将作为测量用激光光线L的3个照射光线S1、S2、S3进行旋转照射。因此,在旋转激光射出装置11中,即便在经由三脚架13设置在已知点X上时主体箱体24是倾斜的情况下,也可以始终使激光射出机构31成为铅垂状态,可以使基准面Pb沿着水平面将3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)进行旋转照射。另外,在旋转激光射出装置11中,射出侧控制部61以作为铅垂状态检测部66的各水平传感器49的每一个始终成为检测目标值的状态的方式,利用倾斜驱动部64来对射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜及其方向进行调节,据此可以使激光射出机构31(射出部框体32)成为始终向任意的方向倾斜成任意的角度的姿态,可以使基准面Pb相对于水平面向任意的方向以任意的角度倾斜而将作为测量用激光光线L的3个照射光线S1、S2、S3进行旋转照射。
如上所述,在激光测量***10中,为了使用从旋转激光射出装置11射出的作为测量用激光光线L的3个照射光线S1、S2、S3来进行测量,将激光受光装置12设置在所要测量的位置上接收上述照射光线S1、S2、S3(参照图1)。如图1所示,上述激光受光装置12由规定的支承单元支承而设置在所要测量的位置。上述激光受光装置12在图1所示的例子中,使用可由操作者手持的杆14作为规定的支承单元。即,激光受光装置12安装于杆14上的规定的高度位置,通过使操作者手持的杆14的下端靠在所要测量的位置并且将上述杆14立起,而设置在所要测量的位置。在图1所示的例子中,上述杆14的上端设置有GPS定位装置15。上述GPS定位装置15是为了利用GPS(全球定位***;Global Positioning System)进行定位而能够从GPS卫星(未图示)接收电波信号的接收终端机。另外,支承激光受光装置12的规定的支承单元也可以是建筑机械的操作工具(例如推土机的推土板等),也可以固定于墙面等,而不限于本实施例。
如图5所示,上述激光受光装置12具有受光部71、受光信号处理部72、受光侧控制部73、显示部74、报警部75、输入部76、存储部77、信号输出部78、倾斜检测部79以及受光侧通信部80。
受光部71接收从旋转激光射出装置11射出的作为测量用激光光线L的3个照射光线S1、S2、S3。上述受光部71具有例如有±10度的方向性的非球面透镜和Si光电二极管,若经过非球面透镜的光入射到Si光电二极管的受光面(接收面),则输出与受光面上接收到的光的光量相对应的大小(强度)的模拟值、即受光信号(参照图10(a))。受光部71与受光信号处理部72连接,所输出的受光信号被传输到受光信号处理部72。
上述受光信号处理部72对从受光部71输入的照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)的受光信号进行处理,根据上述受光信号来计算旋转激光射出装置11形成的基准面Pb与受光位置(受光部71)的高低差H(参照图6(c)),并且进行从叠加在照射光线S1、S2、S3上的通信信息(下述的旋转姿态信号Sr(参照图7)等)提取所接收到的照射光线S1、S2、S3被射出时的旋转体23相对于射出部框体32的旋转姿态的光线状态检测处理。这些内容在下面说明。受光信号处理部72与受光侧控制部73连接,将计算出的信息(检测出的光线状态)向上述受光侧控制部73输出。
上述受光侧控制部73能够获取利用受光信号处理部72计算(提取)出的信息、与输入部76所作的操作相对应的操作信号、从倾斜检测部79输出的倾斜检测信号、以及经过受光侧通信部80输入的信息。受光侧控制部73利用保存在存储部77或内置的存储部(未图示)中的程序来进行用于激光受光装置12的驱动、即基于照射光线S1、S2、S3的测量的运算处理,并且统一地控制显示部74、报警部75、信号输出部78、倾斜检测部79、以及受光侧通信部80的驱动。具体而言,受光侧控制部73基于从受光信号处理部72以及受光侧通信部80获取的信息来进行受光部71所接收的照射光线S1、S2、S3的操作判断处理、设置有基于上述照射光线S1、S2、S3的激光受光装置12的所要测量的位置的位置信息计算处理。另外,受光侧控制部73基于来自倾斜检测部79的检测内容、输入部76所作的操作,来进行显示部74中的显示控制处理、报警部75中的用于报警的动作处理、信号输出部78中的输出信息生成处理等。从省略图示的电源经由受光侧控制部73向上述受光部71、受光信号处理部72、显示部74、报警部75、输入部76、存储部77、信号输出部78、倾斜检测部79以及受光侧通信部80供给电力,能够执行各自的动作。上述受光侧控制部73构成为在主基板上安装电容器、电阻等多个电子部件(图示略),上述主基板在激光受光装置12的框体的内侧固定设置于该框体。
显示部74在受光侧控制部73的控制下显示各种信息。作为上述的各种信息,例如有:设置在支承激光受光装置12的杆14上的GPS定位装置15所检测的绝对位置的信息;基于上述的GPS定位装置15的检测运算出的激光受光装置12的位置信息;上述的激光受光装置12的高度信息;旋转激光射出装置11的测量用激光光线L的射出位置、即从激光射出机构31的射出部(五棱镜54)观察的激光受光装置12的受光部71相对于基准面Pb所成的高低角θv的信息(参照图6);利用倾斜检测部79检测出的杆14(激光受光装置12)的倾斜信息等。
报警部75在受光侧控制部73的控制下,对从旋转激光射出装置11射出的3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)无法由受光部71接收的情况进行报警。在本实施例中,报警部75在3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)无法由受光部71接收的情况下、即在受光部71偏离3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)的旋转照射范围的情况下,发出作为报警音的蜂鸣音,而提醒操作者注意。
输入部76可以通过操作者的操作而输入信息,并且由用于通过操作者的操作来进行激光受光装置12的动作的执行、设定的各种开关构成。另外,对于输入部76,也可以使显示部74具有触摸面板功能而使用该显示部74作为输入部。
存储部77在受光侧控制部73的控制下,适当写入(保存)各种信息,并且读出(获取)上述所保存的各种信息。作为上述的各种信息,例如有来自受光信号处理部72的用于计算相对于基准面Pb的高低角θv(参照图6)的信息、来自受光信号处理部72的叠加于照射光线S1、S2、S3上的通信信息(下述的旋转姿态信号Sr(参照图7等))、设置在支承激光受光装置12的杆14上的GPS定位装置15所检测出的绝对位置的信息、基于上述GPS定位装置15的检测计算出的激光受光装置12的位置的信息、在支承于杆14的状态下的激光受光装置12的高度信息、从旋转激光射出装置11中的作为射出测量用激光光线L的位置的激光射出机构31的射出部(五棱镜54)观察的激光受光装置12的受光部71相对于基准面Pb所成的高低角θv的信息(参照图6)、由倾斜检测部79检测的杆14(激光受光装置12)的倾斜信息等。
信号输出部78输出受光侧控制部73所获取的信号、作为受光侧控制部73计算所得的结果的测量信息。来自上述的信号输出部78的输出,其用于外部设备中的测量信息的获取及其显示、经由外部设备对建筑设备等的控制(图示略)。
倾斜检测部79检测激光受光装置12自身的倾斜、即支承该激光受光装置12的杆14的倾斜角。上述倾斜检测部79与受光侧控制部73连接,将表示检测出的杆14的倾斜角的倾斜角信号输出至该受光侧控制部73。
受光侧通信部80能够经由旋转激光射出装置11的射出侧通信部68(参照图4),在该旋转激光射出装置11的射出侧控制部61(参照图4)与受光侧控制部73之间进行信息(数据)的收发。在本实施例中,对于受光侧通信部80而言,受光侧控制部73从射出侧控制部61接收由旋转激光射出装置11的倾斜状态检测部67检测出的射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜的信息、设置有旋转激光射出装置11的已知点X的位置信息。
接下来,对使用上述的激光测量***10执行测量的情形进行说明。首先,如图1所示,操作者将旋转激光射出装置11经由三脚架13设置在已知点X上。操作者进行在旋转激光射出装置11中使基准面Pb(参照图6等)与水平面平行的设定。于是,旋转激光射出装置11在射出侧控制部61(参照图4)的控制下,驱动各倾斜机构41,以使一对的两个水平传感器49都检测水平状态,将激光射出机构31调节成为铅垂状态(参照图2)。因此,旋转激光射出装置11沿着与水平面平行的基准面Pb,将3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)进行旋转照射。
操作者将支承激光受光装置12的杆14的下端置于所要测量的位置(目标位置)并将上述杆14立起。由于在上述杆14中,在规定的高度位置上安装了激光受光装置12,因此该激光受光装置12位于距离地面(所要测量的位置)的已知的高度位置。操作者使激光受光装置12的受光部71接收从旋转激光射出装置11射出的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)。在此,由于测量用激光光线L由呈扇状光束的3个照射光线S1、S2、S3构成,因此即使受光部71是点状的受光元件也能够接收到光线,因此即使没有正确地进行激光受光装置12(的受光部71)的对位也没有问题。在上述激光受光装置12的受光侧控制部73中,受光侧通信部80经由旋转激光射出装置11的射出侧通信部68,从旋转激光射出装置11的射出侧控制部61获取设置有该旋转激光射出装置11的已知点X的位置信息,并保存(存储)于存储部77。另外,在上述受光侧控制部73中的已知点X的信息的获取也可以使用激光受光装置12的输入部76(参照图5)而由操作者输入。在激光受光装置12(的受光侧控制部73)中,从基于GPS定位装置15的定位信息中获取杆14的水平方向的绝对位置的信息,并且获取包含GPS定位装置15的绝对高度的杆14的绝对位置的信息。然而,上述的基于GPS定位装置15的定位信息难以确保高度信息的精度,因此使用设置在已知点X的旋转激光射出装置11和设置在所要测量的位置(目标位置)上的激光受光装置12来进行测量。
在此,由于GPS定位装置15与激光受光装置12的位置关系是已知的,因此可以基于上述的位置关系与GPS定位装置15的位置信息来求取激光受光装置12的水平位置。激光受光装置12的高度可以通过基于3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)来计算受光部71相对于旋转激光射出装置11的基准面Pb的高度位置而求出。上述受光部71的高度位置例如可以如下计算。
如图6(a)所示,在高度方向(铅垂方向)上,激光受光装置12的受光部71的中心位置与旋转激光射出装置11的射出位置(照射光轴Ai(基准面Pb))完全一致的情况(高低角θv=0度)下,激光受光装置12接收3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)的高度方向(铅垂方向)的中心位置C。上述的高低角θv是指从旋转激光射出装置11的射出位置(激光射出机构31的射出部(五棱镜54))观察的、激光受光装置12的受光部71(其中心位置)相对于基准面Pb(照射光轴Ai)所成的角度。因此,如图6(b)所示,从激光受光装置12以相等的时间间隔输出与照射光线S1、照射光线S3以及照射光线S2对应的受光信号。
另一方面,如图6(c)所示,在激光受光装置12的受光部71的中心位置位于相对于旋转激光射出装置11的射出位置(照射光轴Ai(基准面Pb))在以射出角度为θi(高低角θv=θi)的上方的情况下,激光受光装置12接收在高度方向上测量用激光光线L中的靠上方角度θi的位置U。于是,如图6(d)所示,与照射光线S1、照射光线S3以及照射光线S2相对应的受光信号从激光受光装置12以与上述的上方位置U处的间隔相对应的时间差输出。
在此,3个照射光线S1、S2、S3在与照射光轴Ai正交的面上形成为绘制N字形状的光线,因此在激光受光装置12的受光部71的中心位置位于相对于旋转激光射出装置11的射出位置(照射光轴Ai(基准面Pb))的下方的情况下,与照射光线S1、照射光线S3以及照射光线S2相对应的受光信号的时间差的产生方式反转。另外,由于3个照射光线S1、S2、S3在与照射光轴Ai正交的平面上绘制的N字形状根据距离射出光轴Ae的间隔的变化而成为大小尺寸不同的相似形状,因此无论距离射出光轴Ae的间隔的变化如何,上述的时间差相对于高低角θv(射出角度θi)的关系性是恒定的。因此,在激光受光装置12中,通过准确地测量3个照射光线S1、S2、S3的受光信号的时间间隔,可以准确地计算从旋转激光射出装置11的射出位置观察的受光位置(受光部71的中心位置)上的高低角θv。在上述激光受光装置12中,在受光侧控制部73的控制下,利用受光信号处理部72的下述的高低角检测电路92(参照图9)来计算上述高低角θv。
在上述的激光受光装置12(受光侧控制部73)中,可以基于保存(存储)于存储部77的已知点X(旋转激光射出装置11)的位置信息、从GPS定位装置15的测量结果得到的激光受光装置12的水平位置信息来求出已知点X(旋转激光射出装置11)与激光受光装置12(的设置位置)的距离以及方向性。另外,在由操作者立起的杆14倾斜的情况下,基于倾斜检测部79(参照图5)检测的杆14的倾斜角来修正已知点X(旋转激光射出装置11)与激光受光装置12(的设置位置)的距离。在激光受光装置12(受光侧控制部73)中,如上所述,高低角检测电路92准确地测量从受光部71输出的受光信号的时间间隔,据此可以准确地计算该激光受光装置12(受光部71)相对于设置在已知点X上的旋转激光射出装置11的高低角θv。除此之外,在本实施例中,3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)从旋转激光射出装置11沿着与水平面平行的基准面Pb而被旋转照射。
因此,在激光受光装置12(受光侧控制部73)中,可以基于上述计算出的高低角θv、以及旋转激光射出装置11(激光射出机构31的射出部(五棱镜54))与激光受光装置12(受光部71)的距离及方向性来计算该激光受光装置12的受光部71相对于基准面Pb的高低差H。据此,在激光测量***10中,不用升降激光受光装置12也可以测量出激光受光装置12相对于旋转激光射出装置11的高低差H。在激光测量***10中,基于已知点X(旋转激光射出装置11)的位置信息、已知点X(旋转激光射出装置11)与激光受光装置12(的设置位置)的距离以及方向性、上述的高低差H、以及已知点X与旋转激光射出装置11的射出位置的位置关系来计算包含所要测量的位置(目标位置)的高度位置的测量值。因此,在激光测量***10中,可以基于GPS定位装置15的定位信息和3个照射光线S1、S2、S3来进行所要测量的位置(目标位置)的测量。
接下来,对本申请发明的激光测量***10的特征性的结构进行说明。在上述激光测量***10中,旋转激光射出装置11进行在旋转照射的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)上叠加旋转体23相对于射出部框体32的旋转姿态的信息作为通信信息的信息叠加处理。另外,在激光测量***10中,激光受光装置12进行检测由受光部71接收到的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)的光线状态的光线状态检测处理和基于该检测出的光线状态的由受光部71接收的测量用激光光线L的操作判断处理。
首先,对旋转激光射出装置11的射出侧控制部61中的信息叠加处理进行说明。在旋转激光射出装置11中,如图7所示,射出侧控制部61作为用于进行信息叠加处理的结构,其具有旋转姿态信号生成电路81、载波生成电路82、以及输出信号生成电路83。在上述射出侧控制部61中,设定传输用(载波)的频率,按照作为通信信息的信号对上述已设定频率的载波进行调制,据此在测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)上叠加通信信息。这是为了可以减小激光受光装置12的受光信号处理部72(下述的ADC91b(参照图9))的频率特性。
旋转姿态信号生成电路81生成作为通信信息的旋转姿态信号Sr并输出。上述旋转姿态信号生成电路81与上述的旋转角检测部65连接,基于从该旋转角检测部65输出的计数信号,生成表示距离基准位置的旋转体23相对于射出部框体32的旋转姿态、即旋转方向上照射光轴Ai与基准位置所成的旋转角(照射光轴Ai所朝的方向)的旋转姿态信号Sr。在本实施例中,旋转姿态信号生成电路81具有DAC(Digital To AnalogConverter;数字-模拟转换器)81a和VCO(Voltage Controlled Oscillator;压控振荡器)81b。DAC 81a将从作为旋转角检测部65的计数器69输出的数字信号即计数信号转换为作为模拟信号的计数信号并向VCO 81b输出。上述VCO 81b是压控振荡器,随着从DAC 81a输入的计数信号的电压的变化而使振荡频率变化(参照图8的下侧的波形)。因此,旋转姿态信号生成电路81利用DAC 81a将从旋转角检测部65(计数器69)输出的计数信号变为模拟信号,VCO 81b生成随着作为上述模拟信号的计数信号的变化而使频率变化的旋转姿态信号Sr(参照图8的下侧的波形)。在此,旋转姿态如上述那样可以用在以射出部框体32的中心轴线(激光射出机构31的旋转轴Ar)为旋转中心的旋转方向上,基准位置与照射光轴Ai所成的旋转角来表示。因此,旋转姿态信号Sr为频率在上述旋转方向的相对于基准位置的0度以上、小于360度的范围内连续地变化的信号,频率与相对于基准位置的角度(旋转角)是一一对应的(参照图8的下侧的波形)。上述旋转姿态信号生成电路81(的VCO 81b)与输出信号生成电路83(的下述的混合器83a)连接,将生成的旋转姿态信号Sr向输出信号生成电路83(混合器83a)输出。
载波生成电路82生成载波并输出。上述载波用于传输作为通信信息的旋转姿态信号Sr,是旋转激光射出装置11所设定的频带的信号。上述旋转激光射出装置11所设定的频带是指与作为激光测量***10使用的激光受光装置12的受光信号处理部72(的下述的ADC 91b(参照图9))所设定的频率特性一致。载波被设定为与上述的旋转姿态信号Sr不同的频率。上述载波生成电路82与输出信号生成电路83(的下述的混合器83a)连接,将生成的载波向输出信号生成电路83(混合器83a)输出。
上述输出信号生成电路83将旋转姿态信号生成电路81所生成的旋转姿态信号Sr与载波生成电路82所生成的载波合成而生成作为输出信号的载波。输出信号生成电路83在本实施例中具有混合器83a。
上述混合器83a与载波生成电路82连接,从该载波生成电路82输入载波。混合器83a在从载波生成电路82输入的载波上叠加旋转姿态信号Sr。在上述混合器83a中,将来自旋转姿态信号生成电路81的旋转姿态信号Sr叠加于旋转激光射出装置11所设定的频带的信号即载波。
因此,输出信号生成电路83生成叠加有旋转姿态信号Sr的载波。输出信号生成电路83(的混合器83a)与光源驱动部62连接,将叠加了旋转姿态信号Sr的载波(的信号)向光源驱动部62输出。因而,上述的动作成为射出侧控制部61中的信息叠加处理。另外,在上述射出侧控制部61中,除了旋转姿态信号Sr之外,也可以合并叠加与该旋转姿态信号Sr不同频带的信息(的信号)(图示略)。作为这样的信息,例如,可以举出用于识别照射测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)的旋转激光射出装置11的信道信号。
于是,光源驱动部62基于所输入的载波(的信号),响应所叠加的旋转姿态信号Sr对振幅(强度)进行调制,并且驱动激光光线发光部51。据此,激光光线发光部51(参照图3)射出与叠加有旋转姿态信号Sr的载波相对应的测量用激光光线L,激光射出机构31将与叠加有旋转姿态信号Sr的载波相对应的3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)进行旋转照射。因此,在3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)叠加有表示旋转体23相对于旋转激光射出装置11的射出部框体32的旋转姿态(在旋转方向上,照射光轴Ai与基准位置所成的旋转角(照射光轴Ai朝向的方向))的旋转姿态信号Sr。由于上述旋转姿态信号Sr如上述那样生成,因此其表示出了在射出3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)时,旋转体23相对于射出部框体32作出何种旋转姿态。换言之,旋转姿态信号Sr表示出了在射出3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)时,照射光轴Ai相对于射出部框体32朝向哪个方向。因此,在旋转激光射出装置11中,可以利用叠加于3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)的旋转姿态信号Sr来掌握旋转体23相对于射出部框体32作出何种旋转姿态时被射出,换言之,照射光轴Ai相对于射出部框体32朝向哪个方向时被射出。
为了获取上述旋转姿态信号Sr,在激光受光装置12中,在从受光部71输入受光信号的受光信号处理部72中,进行检测由受光部71接收的3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)的状态的光线状态检测处理。如图9所示,上述受光信号处理部72具有提取前处理电路91、高低角检测电路92、以及旋转姿态检测电路93。在上述受光信号处理部72中,当3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)的受光信号从受光部71输入时,基于上述受光信号来求出该3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)射出时的旋转体23相对于射出部框体32的旋转姿态(在旋转方向上,照射光轴Ai与基准位置所成的旋转角(照射光轴Ai朝的方向))和设置有激光受光装置12的所要测量的位置(目标位置)相对于基准面Pb的高低角θv。即,该旋转姿态(旋转角)与高低角θv为接收到的3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)的光线状态。
提取前处理电路91与上述的受光部71连接,由接收3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)而产生的受光信号(参照图10(a))从该受光部71输入。上述提取前处理电路91能够进行高低角检测电路92和旋转姿态检测电路93中的受光信号的各信号处理,并且去除受光信号中的多余的成分。在本实施例中,提取前处理电路91具有LPF(Low Pass Filter;低通滤波器)91a和ADC(Analog to Digital Converter;模拟-数字转换器)91b。LPF 91a将从受光部71输入的受光信号中去除超出规定的频率的频率成分。ADC 91b将通过LPF 91a去除了高频成分的作为模拟信号的受光信号转换为作为数字信号的受光信号(参照图10(b))而向高低角检测电路92以及旋转姿态检测电路93输出。在上述ADC 91b中,响应在旋转激光射出装置11中针对载波设定的频带来设定采样周期。由此,在ADC 91b(受光信号处理部72)中,可以减小频率特性。因而,提取前处理电路91在利用LPF 91a去除了从受光部71输入的受光信号中的噪声(noise)成分后,利用ADC 91b对该受光信号进行解调。
高低角检测电路92基于从提取前处理电路91输入的受光信号,如上述那样计算接收了测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)的激光受光装置12(的受光部71)相对于基准面Pb的高低角θv(参照图6)。上述高低角检测电路92与受光侧控制部73连接,将计算出的高低角θv(的信息)向该受光侧控制部73输出。
旋转姿态检测电路93基于从提取前处理电路91输入的受光信号,计算射出3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)时的旋转体23相对于射出部框体32的旋转姿态、即旋转方向上照射光轴Ai与基准位置所成的旋转角(照射光轴Ai朝的方向)。如上述那样,在3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)上叠加有表示旋转体23相对于射出部框体32作出何种旋转姿态时射出、换言之、表示照射光轴Ai相对于射出部框体32朝向哪个方向时射出的旋转姿态信号Sr(参照图8的下侧的波形)。因而,旋转姿态检测电路93从上述的受光信号中提取旋转姿态信号Sr而计算旋转体23相对于射出部框体32的旋转姿态。在本实施例中,上述旋转姿态检测电路93具有FFT电路(FastFourier Transform Circuit;快速傅里叶变换电路)93a、BPF(Band Pass Filter;带通滤波器)93b以及LUT(Look Up Table;查找表)93c。
FFT电路93a是快速傅里叶变换电路,将从ADC 91b(提取前处理电路91)输入的解调波即受光信号进行傅里叶变换,据此求出该受光信号中的频率的成分比(参照图10(c))。上述FFT电路93a将受光信号中的频率的成分比(上述信息)向BPF 93b输出。
BPF 93b使从FFT电路93a输入的受光信号中的频率的成分比中的、规定的频带的成分(频率成分)通过,而阻止除此以外的频率成分的通过。上述BPF 93b将对叠加在载波上的旋转姿态信号Sr所设定的频带设定为允许通过的规定的频带。因而,BPF 93b从FFT电路93a所输出的受光信号中的频率的成分比中,仅提取设定为旋转姿态信号Sr的频带。
LUT 93c输出与所输入的频率对应的角度。上述LUT 93c对照旋转姿态信号生成电路81(上述VCO 81b(参照图7))中设定的、频率与相对于基准位置的角度(旋转角)一一对应的旋转姿态信号Sr,来设定与频率对应的角度(旋转角)。在LUT 93c中,从利用BPF 93b而设定为旋转姿态信号Sr的频带中的受光信号的频率的成分比中,检测强度最大的频率(峰值(最高点)),据此提取作为旋转姿态信号Sr的频率。LUT 93c检测与所提取的频率相对应的角度,据此计算射出3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)时的照射光轴Ai与基准位置所成的旋转角。上述旋转角如上述那样设定了旋转姿态信号Sr,因此表示由激光受光装置12的受光部71接收的射出3个照射光线S1、S2、S3时的旋转体23相对于射出部框体32的旋转姿态(照射光轴Ai所朝的方向)。
由于此原因,旋转姿态检测电路93利用FFT电路93a求出从ADC 91b(提取前处理电路91)输入的解调波、即受光信号中的频率的成分比,从中利用BPF 93b提炼(筛选)出与旋转姿态信号Sr相符的频带,利用LUT 93c提取旋转姿态信号Sr,计算射出3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)时的旋转体23相对于射出部框体32的旋转姿态(照射光轴Ai所朝的方向)、即在旋转方向上照射光轴Ai与基准位置所成的旋转角。上述旋转姿态检测电路93(上述LUT 93c)与受光侧控制部73连接,将计算出的旋转体23相对于射出部框体32的旋转姿态(旋转角(上述信息))向该受光侧控制部73输出。
于是,在受光信号处理部72中,可以求出3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)射出时的旋转体23相对于射出部框体32的旋转姿态(在旋转方向上照射光轴Ai与基准位置所成的旋转角(照射光轴Ai所朝的方向))和接收到3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)的激光受光装置12(的受光部71)相对于基准面Pb的高低角θv。即,在受光信号处理部72中,可以求出由受光部71接收到的3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)的光线状态、即由激光受光装置12(其受光部71)接收到的3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)的照射光轴Ai相对于主体箱体24的旋转姿态(旋转角)和由激光受光装置12(的受光部71)接收到的3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)的相对于基准面Pb(照射光轴Ai)的高低角θv。因而,上述的提取前处理电路91、高低角检测电路92以及旋转姿态检测电路93中的动作为检测所接收到的3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)的光线状态的受光信号处理部72的光线状态检测处理。
激光受光装置12基于检测到的光线状态,进行由受光部71接收到的照射光线S1、S2、S3的操作判断处理。以下,对上述操作判断处理进行说明。首先,使用图11以及图12,对于在旋转激光射出装置11中,存在难以确保基于射出的3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)的测量的精度的情况进行说明。另外,在图11(b)中,为了便于理解,夸张地表示了作为扇状光束的3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)的展宽。另外,在图11(c)中,为了便于理解,夸张地表示了射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜。进而,在图12中,示出了针对4个支承柱26中的一个(支承柱26)的遮光区域As。这是因为,对于任意的支承柱26,与下述的射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜及其方向的变化对应的遮光区域As的移动(偏移)的方式是相同的。
如上所述,对于旋转激光射出装置11,在激光射出机构31中作为使测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)射出的位置的射出部(旋转体23中的五棱镜54(射出窗28))位于主体箱体24的上部与顶板部25之间的射出部位。上述射出部位构成为在主体箱体24的上部与顶板部25之间,在4根支承柱26之间分别设置防护部件27(参照图1以及图2等)。因而,在旋转激光射出装置11中,若激光射出机构31使测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)从作为射出部的五棱镜54(旋转体23的射出窗28)旋转照射,则在旋转体23(照射光轴Ai)相对于射出部框体32的旋转方向的4根支承柱26的任意一个的位置处测量用激光光线L(的一部分)会被该支承柱26遮挡(参照图11(a)、(b)),而难以恰当地射出测量用激光光线L。因而,在本实施例的旋转激光射出装置11中,4根支承柱26成为在使照射光轴Ai旋转时该照射光轴Ai横穿过的柱部分。因而,激光受光装置12即使从旋转激光射出装置11接收到旋转体23(照射光轴Ai)的旋转方向上的、被支承柱26遮挡的规定的范围(以下也称为遮光区域As(参照图12(a)、(b)))***出的测量用激光光线L,也难以确保基于该接收的测量的精度。
在本发明申请中,利用在3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)中的、从旋转激光射出装置11的作为射出测量用激光光线L的部位的激光射出机构31的射出部(五棱镜54(旋转体23的射出窗28))观察的、以射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)为中心的旋转方向上的照射光轴Ai的旋转姿态(旋转角(本实施例中为水平角))与相对于基准面Pb(照射光轴Ai)的高低角θv来定义上述遮光区域As。这是基于以下的理由。关于遮光区域As,由于是利用各支承柱26相对于旋转的激光射出机构31的射出部的位置关系而确定的,因此,基本上,如图12所示,若将以作为旋转体23(激光射出机构31)的旋转中心的射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)为中心的旋转方向(水平角方向)上的、设置有支承柱26的位置作为基准(0度)时,则从上述基准(0度)开始产生规定的角度范围。另外,遮光区域As即便在旋转方向上观察的旋转体23相对于射出部框体32的旋转姿态(照射光轴Ai所朝的方向)相同的情况下,也根据3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)的相对于基准面Pb的高低角θv的变化而变化(参照图12(a))。即,关于遮光区域As,若以射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24不倾斜的状态(参照图11(a))为例,则如图12(a)所示,相对于照射光轴Ai(基准面Pb)的高低角θv为0度的情况下的在旋转方向(水平角方向)上所观察到的角度范围最小,而高低角θv的绝对值越大,则在旋转方向(水平角方向)上所观察到的角度范围越大。其原因可以认为是,如图11(b)所示,在照射光轴Ai上行进的情况下,到支承柱26的间隔最小,并且随着行进方向相对于照射光轴Ai向上方(仰角方向)移位或者行进方向相对于照射光轴Ai向下方(俯角方向)移位,到支承柱26的间隔变大。
另外,如上述那样,旋转激光射出装置11可以调节射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜及其方向,若上述射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24倾斜,则上述的遮光区域As移动(偏移)(参照图12(b))。作为这样的例子,可以举出旋转激光射出装置11以主体箱体24倾斜的状态设置,并且激光射出机构31为铅垂状态(射出部框体32(上述中心轴线(旋转轴Ar)沿着铅垂方向延伸的姿态)的情况(参照图11(c))。于是,在旋转激光射出装置11中,比较图11的(a)和(c)可以明确,各支承柱26相对于旋转的激光射出机构31的射出部(五棱镜54(旋转体23的射出窗28))的位置关系是变化的。遮光区域As相对于上述各支承柱26中的、正面观察图11(c)时跟前侧(靠近观察者一侧)的支承柱26移动(偏移)的情形在图12(b)中示出。如图12(b)所示,遮光区域As从接收3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)的一侧观察,向射出窗28(射出部)相对于支承柱26的移动方向的相反侧移动(偏移),并且旋转方向的角度范围的大小相对于高低角θv的变化而变化的关系性也移动(偏移)。这样的遮光区域As的移动(偏移)的方式根据射出窗28(射出部)相对于支承柱26的位置关系的变化而变化。因而,遮光区域As利用射出部框体32(上述中心轴线(旋转轴Ar))即激光射出机构31相对于主体箱体24的倾斜及其方向(以下,也称为射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜状态),来确定在旋转方向上设置了4个支承柱26的位置处的形态。
因此,在激光受光装置12(的受光侧控制部73)中,若获取射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜状态(倾斜及其方向)的信息,则可以求出与其对应的旋转方向的至少4个支承柱26的附近位置的遮光区域As(的信息)。在本实施例的激光测量***10中,与射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜状态相对应地预先设定多个遮光区域As(的信息),并且将各个遮光区域As(的信息)保存(存储)于激光受光装置12的存储部77,激光受光装置12的受光侧控制部73可以获取该信息。在激光测量***10中,使用旋转激光射出装置11的射出侧通信部68(参照图4)和激光受光装置12的受光侧通信部80(参照图5),由旋转激光射出装置11的射出侧控制部61将由倾斜状态检测部67检测出的射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜状态(的信息)向激光受光装置12的受光侧控制部73发送。因而,激光受光装置12(的受光侧控制部73)从存储部77读出适合于所获取的射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜状态的遮光区域As(的信息),据此可以求出适合于目前的旋转激光射出装置11的遮光区域As(的信息)。
激光受光装置12使用遮光区域As(的信息),进行由受光部71接收到的照射光线S1、S2、S3的操作判断处理。上述操作判断处理利用保存(存储)于存储部77(参照图5)或者内置的存储部(未图示)中的程序,在受光侧控制部73的控制下执行。图13是表示本实施例中的由受光侧控制部73执行的操作判断处理内容的流程图。以下,对图13的流程图的各步骤进行说明。上述操作判断处理通过在输入部76(参照图5)中输入要执行测量的意思的操作而开始。在激光受光装置12(受光侧控制部73)中,在开始操作判断处理之前,如上述那样获取作为对象的旋转激光射出装置11的射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜状态,从存储部77读出并设定与上述倾斜状态相适合的遮光区域As(的信息)。在上述操作判断处理的说明中,假设为主体箱体24的中心轴线沿着铅垂方向并且射出部框体32(的中心轴线(旋转轴Ar))相对于主体箱体24不倾斜的状态(激光射出机构31为铅垂状态),选择图12(a)所示的图作为适合的遮光区域As(的信息)。
在步骤S1中,由受光部71接收测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3),并移向步骤S2。在该步骤S1中,若受光部71接收测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3),并将与其相伴的受光信号向受光信号处理部72输出,则移向为了从该受光信号检测测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)的光线状态的步骤S2。
在步骤S2中,继步骤S1中的测量用激光光线L的接收之后,进行光线状态检测处理,并移向步骤S3。在该步骤S2中,如上述那样在受光信号处理部72中进行光线状态检测处理,求出光线状态、即由激光受光装置12(上述受光部71)接收到的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)的照射光轴Ai相对于主体箱体24的旋转姿态(旋转角(水平角))和由激光受光装置12(上述受光部71)接收到的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)的相对于基准面Pb(照射光轴Ai)的高低角θv。
在步骤S3中,继步骤S2中的光线状态检测处理的执行之后,基于在步骤S2中求出的光线状态来判断是否进入了遮光区域As,在“是”的情况下移向步骤S4,在“否”的情况下移向步骤S5。在该步骤S3中,使用通过步骤S2的光线状态检测处理求出的作为光线状态的旋转姿态(旋转角(水平角))和高低角θv,来判断接收到的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)是否是进入了遮光区域As的光线。具体而言,如下进行判断。首先,图12(a)所示的图表示相对于正面观察图11(a)时跟前侧(靠近观察者一侧)的支承柱26的遮光区域As。在受光侧控制部73中,获取上述支承柱26的、相对于旋转激光射出装置11的基准位置的、从旋转体23(激光射出机构31)的旋转方向观察的位置(旋转角)的信息。由于该信息是预先确定了旋转激光射出装置11中的4个支承柱26的位置(旋转角)的信息,因此可以预先保存(存储)于存储部77(参照图5)。另外,也可以是受光侧控制部73经由受光侧通信部80和射出侧通信部68从射出侧控制部61获取的信息。另外,受光侧控制部73将作为光线状态的旋转姿态(旋转角)换算成以支承柱26的位置(旋转角)为基准的旋转角(图12(a)所示的例子中为水平角),将以该旋转角(水平角)和作为光线状态的高低角θv表示的点记录在图12(a)所示的图上。受光侧控制部73判断所记录的点是否在遮光区域As(在图12(a)中加点的位置)上,据此判断在步骤S2中求出的光线状态是否是进入了遮光区域As。于是,在步骤S3中,将步骤S2中求出的旋转姿态(旋转角)和高低角θv适用于图12(a)所示的图表,据此来判断到达受光位置(受光部71)的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)是否进入了遮光区域As。在进入了遮光区域As的情况下,移向要执行与通常的测量不同的处理的步骤S4。另外,在未进入遮光区域As的情况下,移向要执行通常的测量的步骤S5。
在步骤S4中,继步骤S3中的判断为进入遮光区域As之后,执行作为遮光区域As内数据的处理,而结束操作判断处理。在该步骤S4中,由于在步骤S3中判断为进入遮光区域As,因此,判断为接收到的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)被支承柱26遮挡而难以确保基于该接收的测量的精度,而进行作为遮光区域As内数据的处理。在上述作为遮光区域As内数据的处理中,在本实施例中使用接收到的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)与通常同样地进行测量,将表示是遮光区域As内的数据的信息与上述测量结果(上述数据)建立关联,并将它们适当保存(存储)。除此之外,在本实施例中,在进行测量之时,针对难以确保测量的精度的意思进行报警。该报警例如可以举出在显示部74上显示上述意思、使报警部75发出作为报警音的蜂鸣音、或者同时执行它们等。另外,在作为遮光区域As内数据的处理中,可以举出与上述的内容同样地针对难以确保测量的精度的意思而不进行测量进行报警、或者不特别地报警而不执行测量。另外,也可以构成为在上述报警时,在显示部74上显示是在遮光区域As内。
在步骤S5中,继步骤S3中的判断为未进入遮光区域As之后,执行通常的测量,而结束操作判断处理。在该步骤S5中,由于在步骤S3中判断为未进入遮光区域As,因此接收到的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)未被支承柱26遮挡,而判断为可以确保基于该接收的测量的精度,因此使用所接收到的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)进行与通常同样的测量,并适当保存(存储)其测量结果(上述数据)。
在使用该激光测量***10进行测量的情况下,操作者经由杆14将激光受光装置12设置在所要测量的位置(目标位置),接收从经由三脚架13设置在已知点X的旋转激光射出装置11射出的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)(参照图1)。于是,激光受光装置12(受光侧控制部73)在图13的流程图中,按步骤S1→步骤S2进行,据此求出到达受光位置(受光部71)的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)的从旋转激光射出装置11(上述激光射出机构31的射出部(五棱镜54(旋转体23的射出窗28)))观察的旋转姿态(旋转角(水平角))与高低角θv。在到达受光位置(受光部71)的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)(的光线状态)未进入遮光区域As的情况下,在激光受光装置12(受光侧控制部73)中,在图13的流程图中按步骤S3→步骤S5进行,据此使用接收到的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)来进行测量。另外,在到达受光位置(受光部71)的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)(的光线状态)为进入了遮光区域As的情况下,在激光受光装置12(受光侧控制部73)中,在图13的流程图中按步骤S3→步骤S4进行,据此进行作为遮光区域As内数据的处理,使用接收到的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)进行测量,将表示是遮光区域As内的数据的信息与上述测量结果(的数据)建立关联。因此,在激光测量***10的激光受光装置12(受光侧控制部73)中,在接收到测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)的步骤中,进行该测量用激光光线L是否被支承柱26遮挡的判断,并且基于该判断来进行测量用激光光线L的受光信号的处理的区分,因此在完成测量后不进行判断测量结果(上述数据)的处理的操作,而可以恰当地对测量结果(上述数据)进行处理。
接下来,使用图12(c)、(d)对现有的技术课题进行说明。上述以往的技术课题与不进行上述的信息叠加处理、光线状态检测处理以及操作判断处理的本实施例的激光测量***10(旋转激光射出装置11以及激光受光装置12)相同,因此使用与本实施例的激光测量***10相同的附图标记进行说明。
如上所述,在旋转激光射出装置11中,若激光射出机构31从射出部(五棱镜54(旋转体23的射出窗28))将测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)进行旋转照射,则在旋转体23相对于射出部框体32的旋转方向上,在4个支承柱26中的任意一个的位置上,测量用激光光线L(其一部分)会被该支承柱26遮挡,难以恰当地射出测量用激光光线L。因此,在激光受光装置12中,即便接收被支承柱26遮挡的测量用激光光线L,也难以确保基于上述接收的测量的精度。
由此,在旋转激光射出装置11中,预先设定遮光区域As’(参照图12(c)、(d))作为旋转体23(激光射出机构31)的旋转方向上的、测量用激光光线L(其一部分)被支承柱26遮挡的规定的范围,并且将表示是否与该遮光区域As’相符合的符合与否信号叠加在测量用激光光线L上。据此,在激光受光装置12中,通过获取叠加于测量用激光光线L的符合与否信号,可以在不与遮光区域As’相符合的情况下使用接收的测量用激光光线L来进行测量,而当与遮光区域As’相符合时,可以作出不使用接收的测量用激光光线L进行测量等操作的判断。
然而,在上述结构的情况下,仅利用旋转激光射出装置11中的旋转体23(激光射出机构31)的旋转方向的位置来定义遮光区域As’。这是因为,在上述结构的情况下,将符合与否信号叠加在从旋转激光射出装置11旋转照射的测量用激光光线L上,因此无法考虑该测量用激光光线L相对于基准面Pb的高低角的变化。因而,在上述结构中,需要使遮光区域As’包含测量用激光光线L(的一部分)被旋转方向的支承柱26遮挡的范围的全部。具体如下所示。例如,在射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24不倾斜的情况(参照图11(a)、(b))下,如上所述,遮光区域As成为图12(a)所示的情况。与此相对,由于遮光区域As’仅利用旋转方向的位置来定义,因此需要设定为在遮光区域As中处于最大的角度范围的位置,因此,如图11(c)所示,与遮光区域As中的最大的角度范围相符合。因而,遮光区域As’会包含未包含于遮光区域As的区域(区划出遮光区域As的两个侧边a1和区划出遮光区域As’的两个侧边a2所夹的区域)。在此,在遮光区域As’中的未包含于遮光区域As的区域中,测量用激光光线L(的一部分)不被支承柱26遮挡,可以确保测量的精度。然而,在上述的结构中,不论由激光受光装置12接收的测量用激光光线L是否未被支承柱26遮挡而从旋转激光射出装置11恰当地射出,激光受光装置12都获取包含于遮光区域As’的符合与否信号,据此会判断为无法确保测量的精度。
尤其是,在旋转激光射出装置11中,由于可以调节射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜及其方向,因此,如上所述,遮光区域As与上述倾斜状态(倾斜及其方向)相对应地移动(偏移)(参照图12(a)到(b))。因此,在上述的结构中,由于需要考虑上述移动(偏移)来设定遮光区域As’,因此需要包含针对倾斜状态的变化的所有的方式的在上述旋转方向上测量用激光光线L(其一部分)被支承柱26遮挡的范围的全部。具体如下所述。若以在主体箱体24倾斜的状态下设置旋转激光射出装置11,射出部框体32(激光射出机构31)成为沿着铅垂方向延伸的姿态的状态(参照图11(c))为例,则遮光区域As如上述的图12(b)所示。另外,射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24以与图11(c)所示的例子左右相反侧都相等的角度倾斜,因此,此时的遮光区域As为将图12(b)所示的图的左右反转(参照在图12(d)中用双点划线表示的右侧的遮光区域As)。这里,图11(c)及图12(b)所示的例子是射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜达到最大。于是,由于遮光区域As’仅利用旋转方向的位置来定义,因此需要设定为在移动(偏移)的全部的方式的遮光区域As中最大的角度范围的位置,因此,如图12(d)所示,与该全部的方式的遮光区域As中最大的角度范围(图12(b)所示的遮光区域As)相当。因而,在遮光区域As’中,不论射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜状态的方式如何,都会包含全部的方式的遮光区域As。此外,在遮光区域As’中,会包含区划出倾斜最大的遮光区域As的外侧的侧边a3与区划出遮光区域As’的外侧的侧边a4所夹的区域(在相反侧也一样)。
由此,在上述的结构中,即使在实际上测量用激光光线L(的一部分)未被支承柱26遮挡的情况下,也设为与设定的遮光区域As’相符合,因此在可以确保测量的精度的情况下,也会判断为无法确保测量的精度。在上述的结构中,无论实际上测量用激光光线L(的一部分)是否未被支承柱26遮挡,与设定的遮光区域As’相符合的情况都会变多。例如,在激光射出机构31的倾斜状态如图11(a)、(b)所示的情况下,虽然与图12(d)的遮光区域As’相符合,但处于图12(a)的遮光区域As以外的情况下,实际上测量用激光光线L(其一部分)未被支承柱26遮挡。同样地,在激光射出机构31的倾斜状态如图11(c)所示的情况下,虽然与图12(d)的遮光区域As’相符合,但处于图12(b)的遮光区域As以外的情况下,实际上测量用激光光线L(的一部分)未被支承柱26遮挡。因而,在现有技术的激光测量***中,会不恰当地将可以恰当测量的区域缩小。
与此相对,作为本发明所涉及的激光测量***的一个实施例的激光测量***10,利用在由激光受光装置12(上述受光部71)所接收的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)中,从旋转激光射出装置11中的作为射出测量用激光光线L的位置的激光射出机构31的射出部观察的、以射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)为中心的旋转方向上的照射光轴Ai的旋转姿态(旋转角(水平角))与相对于基准面Pb(照射光轴Ai)的高低角θv来定义遮光区域As。因此,在激光测量***10中,可以使遮光区域As适合于测量用激光光线L(其一部分)被支承柱26遮挡的情况,可以更恰当地判断测量用激光光线L是否是恰当地射出的光线。由此,在激光测量***10中,与上述的结构相比较,能够使接收的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)是否从旋转激光射出装置11恰当地射出的判断适合于实际上测量用激光光线L(的一部分)是否被支承柱26遮挡,可以防止不恰当地缩小可以测量的区域。换言之,在激光测量***10中,可以精确地进行接收的测量用激光光线L是否从旋转激光射出装置11恰当地射出的判断,可以使是否是恰当的测量的判断成为精确的判断。
另外,在激光测量***10中,激光受光装置12(受光侧控制部73)利用遮光区域As来进行接收的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)的操作判断处理。因而,在激光测量***10中,在激光受光装置12(受光侧控制部73)接收测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)的步骤中,可以恰当地进行该测量用激光光线L是否恰当地射出的判断。
进而,在激光测量***10中,由于在旋转激光射出装置11所旋转照射的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)上叠加了旋转姿态信号Sr,因此,为了用于判断测量用激光光线L是否恰当地射出,激光受光装置12(受光侧控制部73)可以容易且可靠地获取以旋转激光射出装置11中的射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)为中心的旋转方向的照射光轴Ai的旋转姿态(旋转角)的信息。这是由于,无需设置仅用于以旋转激光射出装置11的射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)为中心的旋转方向上的照射光轴Ai的旋转姿态(旋转角)的信息的收发的通信单元,并且可以利用激光受光装置12(上述受光部71)可靠地获取上述测量用激光光线L。
在激光测量***10中,在旋转激光射出装置11所旋转照射的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)上叠加有旋转姿态信号Sr。上述旋转姿态信号Sr表示旋转体23相对于射出部框体32的、距离基准位置的旋转姿态,即表示在旋转方向上照射光轴Ai与基准位置所成的旋转角(照射光轴Ai所朝的方向)。因而,在激光测量***10中,可以容易而且恰当地进行基于激光受光装置12(受光侧控制部73)的测量用激光光线L是否恰当地射出的判断。这是基于下述的原因。在测量用激光光线L是否恰当地射出的判断中,需要恰当地掌握测量用激光光线L相对于各支承柱26的位置的照射的方向。因而,在激光测量***10中,必须在同一坐标上对各支承柱26相对于作为旋转激光射出装置11中的射出位置的激光射出机构31的射出部(五棱镜54(旋转体23的射出窗28))的位置、以及激光受光装置12(上述受光部71)相对于旋转激光射出装置11的位置进行处理。于是,需要精确地对每一个进行测量,并且需要以高精度掌握每个的坐标的相关性。与此相对,在激光测量***10中,由于使叠加的旋转姿态信号Sr表示旋转体23相对于射出部框体32的、距离基准位置的旋转姿态、即表示在旋转方向上照射光轴Ai与基准位置所成的旋转角(照射光轴Ai朝的方向),因此可以基于各支承柱26相对于旋转激光射出装置11的基准位置的旋转方向(旋转角)的位置来设定遮光区域As。另外,在激光测量***10中,由于将旋转姿态信号Sr叠加在旋转照射的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)上,因此与通常的测量一样,使激光受光装置12(上述受光部71)接收测量用激光光线L即可。因而,在激光测量***10中,不执行为了在同一坐标上处理各支承柱26相对于作为旋转激光射出装置11中的射出位置的激光射出机构31的射出部的位置、以及激光受光装置12(上述受光部71)相对于旋转激光射出装置11的位置的测量和计算,就可以恰当地判断测量用激光光线L是否恰当地射出。因此,在激光测量***10中,可以容易而且恰当地作出测量用激光光线L是否恰当地射出的判断。
在激光测量***10中,在旋转激光射出装置11所旋转照射的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)上叠加有旋转姿态信号Sr。上述旋转姿态信号Sr作为在旋转方向上相对于基准位置在0度以上且小于360度的范围内使频率连续地变化的信号,使频率与相对于基准位置的角度一一地对应。因而,在激光测量***10中,可以利用简单的结构使激光受光装置12(受光侧控制部73)获取旋转激光射出装置11中的射出测量用激光光线L时旋转体23(激光射出机构31)的旋转方向的具体的位置。由此,在激光测量***10中,可以更细致地设定遮光区域As,可以更恰当地进行测量用激光光线L是否恰当地射出的判断。
在激光测量***10中,激光受光装置12(受光侧控制部73)可以从接收到的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)获取从旋转激光射出装置11的激光射出机构31的射出部观察的、以射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)为中心的旋转方向上的照射光轴Ai的旋转姿态(旋转角)与相对于基准面Pb(照射光轴Ai)的高低角θv。因而,在激光测量***10中,若激光受光装置12(受光侧控制部73)接收到测量用激光光线L,则可以根据旋转姿态(旋转角)与高低角θv来判断是否进入遮光区域As。由此,激光测量***10与通常的测量同样地,仅使激光受光装置12接收旋转激光射出装置11所旋转照射的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3),就可以更恰当地进行该接收的测量用激光光线L是否恰当地射出的判断。
在激光测量***10中,激光受光装置12(受光侧控制部73)可以从叠加于所接收的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)上的旋转姿态信号Sr来获取从旋转激光射出装置11的激光射出机构31的射出部观察的、以射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)为中心的旋转方向上的照射光轴Ai的旋转姿态(旋转角)。因此,激光测量***10的结构简单,并且可以可靠地使激光受光装置12(受光侧控制部73)获取旋转激光射出装置11的旋转体23(激光射出机构31)的旋转方向的位置。这是由于,在使用旋转激光射出装置11与激光受光装置12进行测量的情况下,使激光受光装置12(的受光部71)接收测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)的操作是必须的。
在激光测量***10中,旋转激光射出装置11将3个照射光线S1、S2、S3进行旋转照射作为测量用激光光线L。因而,在激光测量***10中,激光受光装置12(受光侧控制部73)可以根据接收到的3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)来求出从旋转激光射出装置11的激光射出机构31的射出部观察的相对于基准面Pb(照射光轴Ai)的高低角θv。由此,激光测量***10的结构简单,并且可以可靠地使激光受光装置12(受光侧控制部73)获取从旋转激光射出装置11的激光射出机构31的射出部观察的、以射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)为中心的旋转方向上的照射光轴Ai的旋转姿态(旋转角)和相对于基准面Pb(照射光轴Ai)的高低角θv。
在激光测量***10中,旋转激光射出装置11将作为扇状光束的3个照射光线S1、S2、S3进行旋转照射作为测量用激光光线L。因而,在激光测量***10中,无论激光受光装置12(受光侧控制部73)距旋转激光射出装置11的距离如何,都可以根据所接收的3个照射光线S1、S2、S3(测量用激光光线L)而容易且恰当地求出从旋转激光射出装置11的激光射出机构31的射出部观察的、相对于基准面Pb(照射光轴Ai)的高低角θv。由此,在激光测量***10中,无论距旋转激光射出装置11的距离如何,都可以容易且恰当地使激光受光装置12(受光侧控制部73)获取从旋转激光射出装置11的激光射出机构31的射出部观察的、以射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)为中心的旋转方向上的照射光轴Ai的旋转姿态(旋转角)和相对于基准面Pb(照射光轴Ai)的高低角θv。
在激光测量***10中,根据支承柱26相对于旋转激光射出装置11中射出测量用激光光线L的部位、即激光射出机构31的射出部(五棱镜54(旋转体23的射出窗28))的位置来设定遮光区域As。另外,在激光测量***10中,判断由激光受光装置12(的受光部71)接收的测量用激光光线L的光线状态是否进入遮光区域As,据此可以进行测量用激光光线L是否恰当地射出的判断。因而,在激光测量***10中,可以对起因于被支承柱26遮挡而未从旋转激光射出装置11恰当地射出的测量用激光光线L进行容易且恰当的判断。
在激光测量***10中,根据旋转激光射出装置11的射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜状态(倾斜及其方向)的变化,使遮光区域As(的信息)变化。因而,在激光测量***10中,可以通过判断由激光受光装置12(的受光部71)接收的测量用激光光线L的光线状态是否进入与实际的倾斜状态对应的遮光区域As,来判断接收的测量用激光光线L是否从旋转激光射出装置11恰当地射出。由此,在激光测量***10中,由激光受光装置12(的受光部71)接收的测量用激光光线L的光线状态进入与不同的倾斜状态对应的遮光区域As,据此可以防止无论是否是恰当地射出的测量用激光光线L都判断为不是从旋转激光射出装置11恰当地射出的光线的情况。因此,在激光测量***10中,与上述的结构进行比较,可以更恰当地与实际的旋转激光射出装置11(射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜状态)对应地判断接收的测量用激光光线L是否从该旋转激光射出装置11恰当地射出,可以更可靠地防止将可以测量的区域不恰当地缩窄。换言之,在激光测量***10中,可以更精确地判断所接收的测量用激光光线L是否是从旋转激光射出装置11恰当地射出的光线,可以使是否能够进行恰当的测量的判断更精确。
在激光测量***10中,旋转激光射出装置11利用倾斜驱动部64对射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜及其方向进行调节,使得作为铅垂状态检测部66的各水平传感器49的每个始终为检测目标值的状态,据此可以使激光射出机构31(射出部框体32)为始终向任意的方向倾斜成任意的角度的姿态,可以以任意的角度使基准面Pb相对于水平面向任意的方向倾斜而将测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)旋转照射。在激光测量***10中,由于根据旋转激光射出装置11中射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜状态(倾斜及其方向)的变化,而使遮光区域As(上述信息)变化,因此对于基准面Pb相对于水平面向任意的方向以任意的角度倾斜的测量用激光光线L,都可以根据旋转激光射出装置11的状态(射出部框体32(激光射出机构31)相对于主体箱体24的倾斜状态)恰当地进行是否是恰当地射出的光线的判断。
因此,作为本发明的激光测量***的实施例的激光测量***10可以防止测量品质的降低,并且可以防止将可以进行恰当的测量的区域不恰当地缩窄。
另外,在上述的实施例中,对作为本发明的激光测量***的一个例子的激光测量***10进行了说明,但只要是具备将激光进行旋转照射的旋转激光射出装置和接收从上述旋转激光射出装置射出的激光而进行受光位置的测量的激光受光装置的激光测量***,而且是上述旋转激光射出装置具有主体箱体和可以将作为射出方向的照射光轴相对于上述主体箱体旋转且支承于上述主体箱体的激光射出机构,可以基于由上述激光受光装置接收的激光的上述照射光轴相对于上述主体箱体的旋转姿态和由上述激光受光装置接收的激光的相对于包含上述照射光轴的基准面的高低角,来进行由上述激光受光装置接收的激光是否是从上述旋转激光射出装置恰当地射出的激光的判断的激光测量***即可,而不限于上述的实施例。
另外,在上述实施例中,判断了激光受光装置12(受光侧控制部73)所接收的测量用激光光线L是否从旋转激光射出装置11恰当地射出,但只要使用由激光受光装置12(的受光部71)接收的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)的、从旋转激光射出装置11中的射出测量用激光光线L的位置即激光射出机构31的射出部观察的、以射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)为中心的旋转方向上的照射光轴Ai的旋转姿态(旋转角)与相对于基准面Pb(照射光轴Ai)的高低角θv来判断由激光受光装置12接收的测量用激光光线L是否从旋转激光射出装置11恰当地射出即可,而不限于上述的实施例。
进而,在上述的实施例中,激光受光装置12(受光侧控制部73)从所接收的测量用激光光线L(3个照射光线S1、S2、S3)获取从旋转激光射出装置11的激光射出机构31的射出部观察的、以射出部框体32的中心轴线(旋转轴Ar)为中心的旋转方向上的照射光轴Ai的旋转姿态(旋转角)与相对于基准面Pb(照射光轴Ai)的高低角θv,但只要为了判断接收的测量用激光光线L是否从旋转激光射出装置11恰当地射出而获取旋转姿态(旋转角)和高低角θv,则也可以使用其他单元(使用受光侧通信部80或用输入部76输入)获取任意一方或双方,而不限于上述的实施例。
在上述的实施例中,旋转激光射出装置11将3个照射光线S1、S2、S3旋转照射来作为测量用激光光线L,但也可以将单一的光线进行旋转照射,而不限于上述的实施例。在此情况下,在激光受光装置12(受光侧控制部73)中,优选构成为可以判断相对于基准面Pb(照射光轴Ai)的高低角θv。作为这样的结构,例如,将激光受光装置12的受光部的整体形成为与铅垂方向以及水平方向平行的矩形形状,并且设置用相对于铅垂方向以及水平方向倾斜的分割线区划出的2个接收区域,据此可以使用与上述的实施例同样的考虑方法来判断相对于基准面Pb(照射光轴Ai)的高低角θv。
在上述的实施例中,利用衍射光栅53将从激光光线发光部51射出的测量用激光光线L形成为3个照射光线S1、S2、S3,但也可以使各照射光线S1、S2、S3从分别的光源(相当于激光光线发光部51)射出,而不限于上述的实施例。在具有这样的结构的情况下,将旋转姿态信号Sr叠加于3个照射光线S1、S2、S3中的至少1个上即可。即,对于射出3个照射光线S1、S2、S3的3个光源中的至少1个,进行与上述的激光光线发光部51同样的信息叠加处理即可。
在上述的实施例中,在旋转激光射出装置11的主体箱体24上设置了4个支承柱26,但支承柱26的个数、形状可以适当地设定,而不限于上述的实施例。
以上,基于实施例对本发明的激光测量***进行了说明,具体的结构不限于实施例,只要不脱离本发明的主旨,允许进行设计的变更、追加等。
Claims (9)
1.一种激光测量***,具备将激光旋转照射的旋转激光射出装置、以及接收从所述旋转激光射出装置射出的激光而进行受光位置的测量的激光受光装置,其特征在于,
所述旋转激光射出装置具有主体箱体、以及以能够使作为射出方向的照射光轴相对于所述主体箱体旋转的方式支承于所述主体箱体的激光射出机构,
基于所述激光受光装置所接收到的激光的所述照射光轴相对于所述主体箱体的旋转姿态、以及所述激光受光装置所接收到的激光的相对于包含所述照射光轴的基准面的高低角,来进行所述激光受光装置所接收到的激光是否是从所述旋转激光射出装置恰当地射出的激光的判断。
2.根据权利要求1所述的激光测量***,其特征在于,
所述旋转激光射出装置具有控制整体的动作的射出侧控制部,
所述激光受光装置具有控制整体的动作的受光侧控制部,
所述受光侧控制部从所述射出侧控制部获取所述旋转姿态,并且从所述激光受光装置所接收的激光中获取所述高低角,来进行所述激光受光装置所接收的激光是否是从所述旋转激光射出装置恰当地射出的激光的判断。
3.根据权利要求2所述的激光测量***,其特征在于,
所述射出侧控制部将表示所述旋转姿态的旋转姿态信号叠加在所述旋转激光射出装置所旋转照射的激光上,
所述受光侧控制部从所述激光受光装置所接收的激光的所述旋转姿态信号获取所述旋转姿态。
4.根据权利要求3所述的激光测量***,其特征在于,
所述旋转激光射出装置将具有在与所述照射光轴正交的平面上隔开间隔而平行地延伸的2个照射光线和在所述2个照射光线之间相对于所述2个照射光线倾斜的照射光线的激光进行旋转照射,
所述受光侧控制部基于所述激光受光装置所接收的从所述旋转激光射出装置射出的激光的所述的各个照射光线的时间间隔来获取所述高低角。
5.根据权利要求4所述的激光测量***,其特征在于,
所述旋转激光射出装置以随着远离射出位置而展宽的逐渐展开而呈扇状的扇状光束来形成所述的各个照射光线。
6.根据权利要求2~5中任一项所述的激光测量***,其特征在于,
所述主体箱体具有柱部分,在所述激光射出机构中使所述照射光轴旋转时所述照射光轴横切所述柱部分,
所述受光侧控制部判断由所述旋转姿态与所述高低角所确定的、所述激光受光装置所接收的激光的光线状态是否是进入基于所述柱部分相对于所述激光射出机构的位置关系的遮光区域的光线状态,据此来进行所述激光受光装置所接收的激光是否是从所述旋转激光射出装置恰当地射出的激光的判断。
7.根据权利要求6所述的激光测量***,其特征在于,
所述主体箱体能够将所述激光射出机构支承为倾斜,
所述旋转激光射出装置具有检测所述激光射出机构相对于所述主体箱体的倾斜状态的倾斜状态检测部,
所述受光侧控制部能够经由所述射出侧控制部而获取所述倾斜状态检测部所检测的所述倾斜状态,并根据所述倾斜状态的变化来变更所述遮光区域。
8.根据权利要求7所述的激光测量***,其特征在于,
所述旋转激光射出装置具有检测所述激光射出机构相对于铅垂方向的倾斜的铅垂状态检测部和调节所述激光射出机构相对于所述主体箱体的倾斜与倾斜方向的倾斜机构。
9.一种激光测量***,具备将激光旋转照射的旋转激光射出装置、以及接收从所述旋转激光射出装置射出的激光来进行受光位置的测量的激光受光装置,其特征在于,
基于所述旋转激光射出装置的旋转方向的、基于所述激光受光装置的受光位置的旋转角和相对于包含所述旋转激光射出装置的照射光轴的基准面的、基于所述激光受光装置的受光位置的高低角,来进行所述激光受光装置所接收的来自所述旋转激光射出装置的激光是否是恰当地射出的激光的判断。
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