JP3155188B2 - Automatic tracking device - Google Patents
Automatic tracking deviceInfo
- Publication number
- JP3155188B2 JP3155188B2 JP34478395A JP34478395A JP3155188B2 JP 3155188 B2 JP3155188 B2 JP 3155188B2 JP 34478395 A JP34478395 A JP 34478395A JP 34478395 A JP34478395 A JP 34478395A JP 3155188 B2 JP3155188 B2 JP 3155188B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- light
- light incident
- laser
- incident direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は特定の波長の光線
による入射光の方向を検出する光入射方向検出器に係
り、詳しくは凸レンズのみでカバーしきれない広角の入
射光に対し、レンズ系の中心のどちら側の入射光である
かの判断ができる光入射方向検出器、およびその光入射
方向検出器を用いた自動追尾装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light incident direction detector for detecting the direction of incident light by a light beam having a specific wavelength. The present invention relates to a light incident direction detector capable of determining which side of the center is incident light, and an automatic tracking device using the light incident direction detector.
【０００２】[0002]
【従来の技術とその課題】従来、移動する光の入射する
方向を検出し、その入射光に追従させるように装置を作
動させる自動追尾装置が各種提案されている。この自動
追尾装置に使われる光入射方向検出器としては、例えば
光軸に対して変位して入射された光を、その変位に応じ
た電気信号に変換する光位置検出センサが用いられてい
る。この光位置検出センサには単レンズを通して入光さ
せているため、所定範囲の角度を超えた入射光の場合は
検出不能となる。特に移動物体を視準する場合、検出可
能な角度範囲が狭いと、検出器を移動物体に向けるため
のイニシャライズに手間取り、測量効率を低下させるな
どの問題があった。本発明の目的は発信された特定の波
長の光線の方向を正確に検出することができる光入射方
向検出器を提供することである。また他の目的は離れた
二点間の物体の任意の面を、常に互いに正確に向かわせ
ることができる自動追尾装置を提供することにある。2. Description of the Related Art Conventionally, various automatic tracking devices have been proposed which detect the direction of incidence of moving light and operate the device so as to follow the incident light. As a light incident direction detector used in the automatic tracking device, for example, an optical position detection sensor that converts light incident upon being displaced with respect to the optical axis into an electric signal corresponding to the displacement is used. Since light enters the light position detection sensor through a single lens, it is impossible to detect incident light exceeding an angle in a predetermined range. In particular, when collimating a moving object, if the detectable angle range is narrow, there is a problem that it takes time to initialize the detector for the moving object, and the surveying efficiency is reduced. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a light incident direction detector capable of accurately detecting the direction of a light beam having a specific wavelength transmitted. It is another object of the present invention to provide an automatic tracking device that can always direct an arbitrary surface of an object between two distant points accurately to each other.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、光入射方向検出器と、レーザ光線を発射
するレーザ発信器と、光入射方向検出器を回動するサー
ボモータと、光入射方向検出器からの電気信号に基づい
て該光入射検出器をレーザ発信器に向けるようサーボモ
ータを制御するサーボ制御部と、を備えた自動追尾装置
であって、光入射方向検出器は、ハウジングと、該ハウ
ジングに取り付けられたレンズホルダと、該レンズホル
ダに取り付けられたレンズ系と、該レンズ系を通して入
射されたレーザ光線を検出するセンサとを備え、レンズ
系は、凸レンズを中央にして、該凸レンズの両側面に凹
レンズを接合して一体化し、該各凹レンズの光軸を凸レ
ンズの光軸に対し、交差させて凸レンズと凹レンズに異
なる所定角度の検出範囲を持たせ、センサは、レンズ系
の凸レンズを通して入射されるレーザ光線を検知する位
置検出センサと、レンズ系の凹レンズを通して入射され
るレーザ光線を検知する２つの光検出センサとから成
り、位置検出センサは、凸レンズの光軸に対して所定角
度の検出範囲にレーザ光線が入射すると、該レーザ光線
の入射方向に応じた電気信号を出力すると共に、位置検
出センサの検出範囲を超えた方向からレーザ光線が入射
したとき一方の光検出センサがＯＮ電気信号を出力し、
他方の光検出センサがＯＦＦ電気信号を出力することを
特徴とする。上記の構成によれば、１８０〜１４０゜前
方の特定の光源の発信源に対し、装置の必要な面を正直
させることができるため、無人による位置検出が可能と
なる。例えば、土木測量やいつも対象が移動しているも
のの捕捉等の光軸合わせに応用可能である。また、レン
ズ系の使用により、簡素化された広角検出機構が構築で
き、装置の単純化と低コスト化が実現できる。また、凸
レンズのみでカバーしきれない広角の入射光に対し中心
のどちら側に光の入射光があったのかの判断ができるの
で、凸レンズを広角にする必要がなく、超広角レンズが
可能となる。更に、左右の凹レンズと中央の凸レンズを
一体化することにより、レンズ系が取り扱い易くなると
ともに、取り付け部品の数量を低減し、組立ての簡略化
が図れる。To achieve the above object, the present invention provides a light incident direction detector, a laser transmitter for emitting a laser beam, and a servomotor for rotating the light incident direction detector. A servo control unit that controls a servomotor to direct the light incident detector to the laser transmitter based on an electric signal from the light incident direction detector, and an automatic tracking device including the light incident direction detector includes a housing, a lens holder attached to the housing, a lens system mounted to the lens holder, and a sensor for detecting a laser beam that is incident through the lens system, the lens system includes a central convex lens Then, concave lenses are bonded to both sides of the convex lens to be integrated, and the optical axis of each concave lens is crossed with the optical axis of the convex lens so that the convex lens and the concave lens have different predetermined angles. The sensor has a range. The sensor includes a position detection sensor that detects a laser beam incident through a convex lens of a lens system, and two photodetection sensors that detects a laser beam incident through a concave lens of a lens system. When the laser beam enters a detection range at a predetermined angle with respect to the optical axis of the convex lens, the sensor outputs an electric signal corresponding to the incident direction of the laser beam and outputs the laser signal from a direction beyond the detection range of the position detection sensor. When a light beam enters, one of the light detection sensors outputs an ON electric signal,
The other light detection sensor outputs an OFF electric signal. According to the above configuration, the necessary surface of the device can be made straight with respect to the transmission source of the specific light source in front of 180 to 140 °, so that unmanned position detection becomes possible. For example, the present invention can be applied to optical axis alignment such as civil engineering surveying or capturing an object that is always moving. Further, by using the lens system, a simplified wide-angle detection mechanism can be constructed, and simplification of the apparatus and cost reduction can be realized. Also, since it is possible to determine on which side of the center incident light is incident on the wide-angle incident light that cannot be covered only by the convex lens, it is not necessary to make the convex lens wide-angle, and an ultra-wide-angle lens becomes possible. . Further, by integrating the left and right concave lenses and the central convex lens, the lens system becomes easy to handle, the number of attached parts is reduced, and assembly is simplified.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
を参照しながら説明する。図１は本発明の１つの実施形
態に於ける自動追尾の概念図である。レーザ発信器１は
図示を省略した支持装置に取り付けられ、一方の測定基
準点に設置される。このレーザ発信器１は水平方向に回
転自在な構造になっており、測定基準点を中心に３６０
°に回転でき、それらの方向にレーザ光線を発射する。
レーザ光線は適当にレンズ系で調整して、ある断面を有
する光束に仕上げて発射される。レーザ発信器１側には
サーボ制御装置が搭載されており、サーボモータ２を駆
動制御してレーザ光線の発射方向を制御する。このサー
ボ制御装置は双方向の自動追尾装置を構成する場合に必
要な装置であって、距離測量装置として構成する場合に
は少なくとも一方のみ装備すれば良い。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram of automatic tracking in one embodiment of the present invention. The laser transmitter 1 is attached to a support device (not shown) and is installed at one measurement reference point. The laser transmitter 1 has a structure rotatable in a horizontal direction, and is 360-degrees centered on a measurement reference point.
° can fire and emit laser beams in those directions.
The laser beam is appropriately adjusted by a lens system and is emitted into a light beam having a certain cross section. A servo control device is mounted on the side of the laser transmitter 1, and controls the drive of the servo motor 2 to control the emission direction of the laser beam. This servo control device is necessary when configuring a bidirectional automatic tracking device. When configuring as a distance measuring device, at least one servo control device may be provided.
【０００８】受光装置３はレーザ発信器１から発射され
るレーザ光線を入光できるように、他方の測定基準点、
または測定点に設置される。受光装置３には水平方向に
回動自在に設けられた光入射方向検出器４を設け、この
光入射方向検出器４の光入射部をレーザ発信器１に向か
って正直させるための回動機構（図示せず）を作動させ
るサーボモータ５を制御するＰＳＤ用サーボ制御装置が
搭載されている。光入射方向検出器４は中央に位置させ
て、位置検出を行うための第１検出部、この第１検出部
に対して水平方向の両側に光検出を行うための第２検出
部および第３検出部が配置されている。The light receiving device 3 receives the other measurement reference point, so that the laser beam emitted from the laser transmitter 1 can enter.
Or it is installed at the measurement point. The light receiving device 3 is provided with a light incident direction detector 4 rotatably provided in a horizontal direction, and a turning mechanism for turning a light incident portion of the light incident direction detector 4 straight toward the laser transmitter 1. A PSD servo control device that controls a servo motor 5 that operates (not shown) is mounted. The light incident direction detector 4 is located at the center, a first detector for performing position detection, a second detector for performing light detection on both sides in the horizontal direction with respect to the first detector, and a third detector. A detection unit is provided.
【０００９】光入射方向検出器４を図２により詳しく説
明すると、ケーシング４１はレーザ発信器１に向けられ
る側（前部）４２が多角開放面４２ａを形成しており、
その前部４２に対し反対側の背部４３には内部空間４４
を介して前部の開放部分に通じる開口４３ａが設けられ
ている。ケーシング４１の前部４２にはレンズホルダ４
５が取り付けられている。レンズホルダ４５には中央部
分にレーザ発信器１に正対面する凸レンズ４７、この凸
レンズ４７の両側に凸レンズ４７の光軸に対して所定角
度の光軸を成す凹レンズ４８および４９が配置されてい
る。The light incident direction detector 4 will be described in more detail with reference to FIG. 2. The side (front) 42 of the casing 41 facing the laser transmitter 1 forms a polygonal open surface 42a.
On the back 43 opposite to the front 42, an internal space 44 is provided.
There is provided an opening 43a which communicates with the front open part through the opening. The lens holder 4 is provided on a front portion 42 of the casing 41.
5 is attached. The lens holder 45 is provided with a convex lens 47 facing the laser transmitter 1 at the center, and concave lenses 48 and 49 forming an optical axis at a predetermined angle with respect to the optical axis of the convex lens 47 on both sides of the convex lens 47.
【００１０】レンズ系は凸レンズ４７の両端面、および
凹レンズ４８，４９の一端面を研磨し、凸レンズ４７を
中央にして、両側に凹レンズ４８と４９を接合し、一体
化された１組のレンズ系を構成している。それぞれのレ
ンズの入光側は平らな表面に形成されており、多角面を
持ったレンズ系になっている。このレンズ系はサーボモ
ータ５と一体に構成されており、後述のサーボ制御装置
によって水平方向の回動が制御される。The lens system is constructed by polishing both end surfaces of the convex lens 47 and one end surfaces of the concave lenses 48 and 49, and joining the concave lenses 48 and 49 on both sides with the convex lens 47 at the center to form an integrated lens system. Is composed. The light entrance side of each lens is formed on a flat surface, and has a polygonal lens system. This lens system is formed integrally with the servo motor 5, and the rotation in the horizontal direction is controlled by a servo control device described later.
【００１１】ケーシング４１の背部４３には開口４３ａ
に合わせて位置検出センサ４６が配置され、この位置検
出センサ４６が凸レンズ４７の焦点に位置されている。
またケーシング４１内に位置した、レンズホルダ４５の
両側には凹レンズ４８，４９の光軸に直交し、凸レンズ
４７近傍に伸びるセンサ取付部５０，５１が光軸に直角
に設けられている。このセンサ取付部５０，５１には凹
レンズ４８，４９の焦点に光検出センサ５２，５３が配
置されており、凸レンズ５７では検出できない方向から
のレーザ光線を検出する。このような構成にすることに
より、位置検出センサ４６は凸レンズ４７の光軸に対し
て所定角度範囲のレーザ光線に応じた電気信号を出力す
る。具体的には入射した光が、センサの真ん中に当たれ
ば０ボルトの電気信号を出力する。入射した光がセンサ
の左右に当たれば位置に比例したプラス（＋），マイナ
ス（−）の電気信号を出力する。一方光検出センサ５
２，５３は位置検出センサ４６の検出範囲を超えた方向
からのレーザ光線に対して電気信号を出力する。具体的
には二つの凹レンズのどちらかに光が入射しているかを
判別して電気的にＯＮ−ＯＦＦ信号を出力する。それぞ
れのレンズ表面にはノイズとなる光をカットするフィル
タ５４が設けられている。The back 43 of the casing 41 has an opening 43a.
The position detection sensor 46 is arranged in accordance with the position of the lens, and the position detection sensor 46 is positioned at the focal point of the convex lens 47.
On both sides of the lens holder 45 located in the casing 41, sensor mounting portions 50 and 51 which are orthogonal to the optical axes of the concave lenses 48 and 49 and extend near the convex lens 47 are provided at right angles to the optical axis. Light detecting sensors 52 and 53 are arranged at the focal points of the concave lenses 48 and 49 in the sensor mounting portions 50 and 51, and detect laser beams from directions that cannot be detected by the convex lens 57. With this configuration, the position detection sensor 46 outputs an electric signal corresponding to the laser beam within a predetermined angle range with respect to the optical axis of the convex lens 47. Specifically, when the incident light hits the center of the sensor, it outputs an electric signal of 0 volt. If the incident light hits the left and right of the sensor, it outputs plus (+) and minus (-) electric signals proportional to the position. On the other hand, light detection sensor 5
Reference numerals 2 and 53 output an electric signal to the laser beam from a direction beyond the detection range of the position detection sensor 46. Specifically, it determines whether light is incident on one of the two concave lenses, and electrically outputs an ON-OFF signal. Each lens surface is provided with a filter 54 for cutting off light that becomes noise.
【００１２】位置検出センサ（ＰＳＤ）４６は入射した
光の位置に応じた電気信号を出力する半導体素子により
構成されており、また光検出センサ（ＰＤ）５２，５３
は、例えばホトダイオードにより構成されている。ここ
で、第１検出部は凸レンズ４７と位置検出センサ４６、
第２検出部は凹レンズ４８と光検出センサ５２、第３検
出部は凹レンズ５９と光検出センサ５２からなってい
る。The position detection sensor (PSD) 46 is composed of a semiconductor element that outputs an electric signal corresponding to the position of the incident light, and the light detection sensors (PD) 52 and 53.
Is composed of, for example, a photodiode. Here, the first detection unit includes a convex lens 47 and a position detection sensor 46,
The second detection unit includes the concave lens 48 and the light detection sensor 52, and the third detection unit includes the concave lens 59 and the light detection sensor 52.
【００１４】次に上記構成による自動追尾について説明
する。レーザ発信器は任意の位置、例えば距離測定の基
準点などに設置する。受信装置はレーザ発信器から離れ
た位置、例えば、距離Ｓの測定位置に設置する。レーザ
発信器と受光装置が所定角度範囲内に対峙されていない
場合、レーザ発信器から発射されたレーザ光線は受光装
置のいずれかの凹レンズに入光するので、光検出センサ
は二つの凹レンズのどちらかに光が入射しているかを判
別して電気的にＯＮ−ＯＦＦ信号を出力する。この電気
信号に基づいてサーボモータの回転方向を制御して、光
入射方向検出器をレーザ発信器に向くように回動する。
即ち、光検出センサからのＯＮ信号が制御系に入力され
ると、サーボモータを右回転、左回転させてレンズ系の
中心に来るように作動させる。このとき、レンズ系も一
緒に回転するので、凸レンズの領域に光が入射するよう
になる。凸レンズにレーザ光線が入光される領域に位置
されると、ＰＳＤ制御系はレーザ光線の入射角ａに応じ
た位置検出センサの出力に基づいてサーボモータを制御
し、レンズ系の中心を常に光の来る方向に、正確に位置
させる。このようにレーザ光線の入射位置を検出するた
め、位置検出センサよりの出力電圧を電気的に細分化す
れば、正対する角度精度を上げることができる。Next, automatic tracking according to the above configuration will be described. The laser transmitter is installed at an arbitrary position, for example, a reference point for distance measurement. The receiving device is installed at a position distant from the laser transmitter, for example, at a measurement position of the distance S. If the laser transmitter and the light receiving device do not face each other within the predetermined angle range, the laser beam emitted from the laser transmitter enters one of the concave lenses of the light receiving device. Then, it is determined whether or not light is incident, and an ON-OFF signal is electrically output. The rotation direction of the servomotor is controlled based on the electric signal, and the light incident direction detector is turned so as to face the laser transmitter.
That is, when an ON signal from the light detection sensor is input to the control system, the servo motor is rotated clockwise and counterclockwise to operate so as to come to the center of the lens system. At this time, the lens system also rotates, so that light enters the area of the convex lens. When the lens is located in the area where the laser beam enters the convex lens, the PSD control system controls the servomotor based on the output of the position detection sensor corresponding to the incident angle a of the laser beam, so that the center of the lens system is always light Position exactly in the direction of coming. In order to detect the incident position of the laser beam in this way, if the output voltage from the position detection sensor is electrically subdivided, it is possible to improve the accuracy of the angle to face.
【００１５】次に上記の光入射方向検出器を用いた自動
追尾装置の実施形態を説明する。図３に双方向の自動追
尾装置のシステム構成を示す。本例は同じ構造のレーザ
発信／受信器を２定点に設置するものである。一方のレ
ーザ発信／受信器６は光入射方向検出器６０を上側にし
てレーザ発信器６１を、基台６２に回動自在に設けられ
た本体６３の上部に配置する。他方のレーザ発信／受信
器７はレーザ発信器７０を上側にして光入射方向検出器
７１を、基台７２に回動自在に設けられた本体７３の上
部に配置する。Next, an embodiment of an automatic tracking device using the above-mentioned light incident direction detector will be described. FIG. 3 shows a system configuration of the bidirectional automatic tracking device. In this example, laser transmission / reception devices having the same structure are installed at two fixed points. One laser transmitter / receiver 6 has a laser transmitter 61 disposed above a main body 63 rotatably provided on a base 62 with the light incident direction detector 60 facing upward. The other laser transmitter / receiver 7 has a laser transmitter 70 placed on the upper side, and a light incident direction detector 71 arranged above a main body 73 rotatably provided on a base 72.
【００１６】図４において、サーボ制御部はＰＳＤまた
はＰＤの出力に基づいてサーボモータの右回転または左
回転の制御を行って、光入射方向検出器６０，７０を入
射光の方向に向くように回動する。またサーボ制御装置
（３）は光入射方向検出器のＰＳＤの出力に基づいてサ
ーボモータＢの回転制御を行って、本体６３，７３をレ
ーザ光線の入射方向に回動する。上記の装置構成による
双方向追尾の動作を図４により説明する。図示の制御フ
ローでは２台のレーザ発信／受信器の内、一方を親機、
他方を子機とする。なお、イニシャルスキャンは親機、
子機とも基本的に同じなので、ここでは親機側のイニシ
ャルスキャンについて説明する。In FIG. 4, the servo control unit controls the clockwise or counterclockwise rotation of the servomotor based on the output of the PSD or PD, and directs the light incident direction detectors 60 and 70 in the direction of the incident light. Rotate. Further, the servo controller (3) controls the rotation of the servomotor B based on the output of the PSD of the light incident direction detector, and rotates the main bodies 63 and 73 in the incident direction of the laser beam. The operation of bidirectional tracking according to the above-described device configuration will be described with reference to FIG. In the illustrated control flow, one of the two laser transmitters / receivers is a master unit,
The other is a slave unit. The initial scan is the master unit,
Since the slave unit is basically the same, the initial scan on the master unit side will be described here.
【００１８】親機と子機は予め−４５〜＋４５°の範囲
で回転するようにプログラムされており、装置がＯＮす
ると、始めに同方向に、追尾動作時のモータスピードよ
り、遅いスピード、例えば２分の１で４５°回転させ
る。設置初期の状態では通常正直されていないため、同
方向に４５°回転させても互いのレーザ光線をキャッチ
できない場合がある。しかし、反転し、逆方向に９０°
回転すると、この間にレーザ光線はキャッチされる。レ
ーザ光線がいずれかの凹レンズで受光され、当該ＰＤか
らＯＮ信号がサーボ制御部に入力されると、追尾動作時
より速いスピード、例えば５倍のスピードでサーボモー
タを駆動し、光入射方向検出器を回動してＰＳＤの急転
スキャンを実行する。即ち、レーザ光線の入射方向に凸
レンズを向けるように、光入射方向検出器を急速回転さ
せる。ＰＤからのＯＦＦ信号、つまりレーザ光線の入射
が検出されなくなると、続いてレーザ光線は凸レンズで
受光されるようになる。サーボ制御装置はＰＳＤからの
電気信号に応じて、例えば追尾動作時より遅い２分の１
のスピードでサーボモータを駆動する。レーザ光がＰＳ
Ｄに入射されるようになると、その入射光の方向に応じ
た電気信号によりサーボモータの回転方向と変位量の制
御が行われる。これにより、親機は子機に正直され、同
様に子機についてもイニシャルスキャンが実行され、子
機も親機に対して正直され、双方向追尾可能な状態にな
る。The master unit and the slave unit are programmed in advance to rotate in the range of -45 to + 45 °. When the device is turned on, first, in the same direction, a speed lower than the motor speed during the tracking operation, for example, Rotate 45 ° in half. In the initial state of installation, since the camera is usually not honest, it may not be possible to catch each other's laser beams even if it is rotated 45 ° in the same direction. However, it turns around and reverses 90 °
During rotation, the laser beam is caught during this time. When a laser beam is received by any of the concave lenses and an ON signal is input from the PD to the servo control unit, the servo motor is driven at a speed higher than that at the time of the tracking operation, for example, five times faster, and a light incident direction detector is provided. Is rotated to execute a rapid scan of the PSD. That is, the light incident direction detector is rapidly rotated so that the convex lens is directed to the incident direction of the laser beam. When the OFF signal from the PD, that is, the detection of the incidence of the laser beam is no longer detected, the laser beam is subsequently received by the convex lens. The servo control device responds to the electric signal from the PSD by, for example, a half that is slower than the time of the tracking operation.
Drive the servo motor at the speed of. Laser light is PS
When the light enters D, the rotation direction and displacement of the servomotor are controlled by an electric signal corresponding to the direction of the incident light. As a result, the parent device is honest with the child device, the initial scan is similarly performed on the child device, and the child device is also honest with respect to the parent device, so that bidirectional tracking is possible.
【００１９】双方向追尾動作が開始されると、双方のレ
ーザ発信器からレーザ光線が互いの相手方の光入射方向
検出器に向けて発射される。それぞれのレーザ光線を受
信する光入射方向検出器はレンズ系の中心に常にレーザ
光線が入光されるように、つまりＰＳＤの出力が０ボル
トとなるように、それぞれのサーボモータが制御され
る。ＰＳＤの出力＝０ボルトになれば、双方が正直に向
かい合うことになる。例えば、親機または子機のどちら
か一方、または双方が動くと、それぞれの光入射方向検
出器に入射されるレーザ光の方向が変化するため、その
変位に応じて各サーボモータの回転方向、つまり一方が
右回転のとき、他方が左回転に制御され、互いに正直す
る方向に制御される。従って、所定角度範囲内の移動の
ときはＰＳＤの出力によりサーボモータを駆動させ、直
ちに本体を相手方に向けるように追尾動作する。双方の
凸レンズに入射される光の方角が大きくずれた位置に移
動したとき、それぞれのＰＤのＯＮ信号によって、サー
ボモータを駆動させ、光入射方向検出器をＰＳＤの出力
があるまで回動される。ＰＳＤの出力があれば、その出
力によって位置制御が行われ、互いに正直に位置決めさ
れる。When the bidirectional tracking operation is started, laser beams are emitted from both laser transmitters toward the light incident direction detectors of each other. The servo motors of the light incident direction detectors receiving the respective laser beams are controlled so that the laser beams are always incident on the center of the lens system, that is, the output of the PSD becomes 0 volt. If the output of the PSD = 0 volts, both will face honestly. For example, when one or both of the master unit and the slave unit move, since the direction of the laser beam incident on each light incident direction detector changes, the rotation direction of each servo motor according to the displacement, That is, when one of them rotates clockwise, the other is controlled to rotate left, and is controlled to be honest with each other. Therefore, when the movement is within the predetermined angle range, the servo motor is driven by the output of the PSD, and the tracking operation is performed so that the main body is immediately turned to the other party. When the light incident on both convex lenses moves to a position where the direction of the light greatly shifts, the servo motor is driven by the ON signal of each PD, and the light incident direction detector is rotated until there is an output of the PSD. . If there is an output of the PSD, position control is performed by the output, and positioning is performed honestly with each other.
【００２０】本発明は移動しつつある物体と距離や角度
を絶えずチェックしておく必要のある場合、または建物
や構築物の変形や地殻の変動に伴う、地形の変化をモニ
タするシステムに適用できる。The present invention can be applied to a system for monitoring changes in the terrain when it is necessary to constantly check the distance and angle with a moving object, or deformation of a building or a structure or fluctuation of the crust.
【００２１】次に双方向追尾による測量への応用例を説
明する。本発明の双方向追尾装置に既知の光波測定機を
装備して、図５に示す親機の位置Ｏ点から子機の位置Ａ
点、Ｂ点の距離を測る場合、親機に測定機本体を載せ、
子機に反射プリズムを載せる。親機の測定機の元点をＯ
点とし、子機のプリズムの測定点をＡ点とする。測定機
とプリズムの光軸は自動追尾の親機と子機の光軸に正確
に合わせる。この状態から自動追尾スタンバイのスイッ
チを押し、親機と子機を正直させる。このときに親機か
らの光波が子機のプリズムを捕えて距離Ｌ１を測定す
る。この測定データは親機に記録される。親機は測定デ
ータに基づいて良否判断を行って、その結果を作業者に
音声にて知らせる。測定の結果が良い場合は子機をＢ点
へ移動させる。このとき、子機を水平移動させた場合は
自動追尾をしながら移動ができるため、その移動直後に
距離Ｌ２の測定が始まる。一方子機を水平移動させない
場合は自動追尾スタンバイのスイッチを押し、Ａ点のと
きと同様な作業を行う。このようにして、図示せずＣ〜
Ｎ点の多点測定は前述の作業を繰り返し行うことにより
一人で可能となる。Next, an example of application to surveying by bidirectional tracking will be described. The bidirectional tracking device of the present invention is equipped with a known lightwave measuring device, and the position A of the child device is shifted from the position O of the parent device shown in FIG.
When measuring the distance between point B and point B, put the measuring machine body on the master unit,
Place the reflection prism on the slave unit. Set the origin of the parent measuring machine to O
A point is set as a point, and a measurement point of the prism of the slave unit is set as a point A. The optical axes of the measuring machine and the prism are precisely aligned with the optical axes of the master unit and slave unit for automatic tracking. From this state, the auto tracking standby switch is pressed to make the master unit and the slave unit honest. At this time, the light wave from the master unit captures the prism of the slave unit and measures the distance L1. This measurement data is recorded in the master unit. The parent machine makes a pass / fail decision based on the measurement data, and notifies the operator of the result by voice. If the measurement result is good, move the slave unit to point B. At this time, when the child device is horizontally moved, the child device can be moved while performing automatic tracking, so that the measurement of the distance L2 starts immediately after the movement. On the other hand, when the slave unit is not moved horizontally, the automatic tracking standby switch is pressed, and the same operation as that at the point A is performed. In this way, not shown C-
The multipoint measurement of N points can be performed by one person by repeating the above-mentioned operation.
【００２２】上記の実施形態ではレーザ光を用いたもの
で説明したが、本発明は特定の波長の光にも同様に適用
できる。本実施形態ではレンズの入光側を平らな表面に
形成された、多角面を持ったレンズ系について説明した
が、レンズ系は両方またはいずれか一方を凸または凹形
状のレンズでも構わない。Although the above embodiment has been described using laser light, the present invention can be similarly applied to light of a specific wavelength. In the present embodiment, a lens system having a polygonal surface in which the light incident side of the lens is formed on a flat surface has been described. However, the lens system may be a lens having both or any one of a convex or concave shape.
【図１】 本発明の１つの実施形態に於ける自動追尾の
概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of automatic tracking according to one embodiment of the present invention.
【図２】 光入射方向検出器の構成を示す平面図であ
る。FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a light incident direction detector.
【図３】 双方向の自動追尾装置のシステム構成を示す
説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a system configuration of a bidirectional automatic tracking device.
【図４】 双方向追尾の制御フローを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a control flow of bidirectional tracking.
【図５】 双方向追尾による測量への応用例の説明図で
ある。FIG. 5 is an explanatory diagram of an application example to surveying by bidirectional tracking.
１…レーザ発信器、２…サーボモータ、３…受光装置、
４…光入射方向検出器、５…サーボモータ、６，７…レ
ーザ発信／受信器、４１…ケーシング、４５…レンズホ
ルダ、４６…位置検出センサ（ＰＳＤ）、４７…凸レン
ズ、４８，４９…凹レンズ、５２，５３…光検出センサ
（ＰＤ）、５４…フィルタDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser transmitter, 2 ... Servo motor, 3 ... Light receiving device,
4 ... light incident direction detector, 5 ... servo motor, 6,7 ... laser transmitter / receiver, 41 ... casing, 45 ... lens holder, 46 ... position detection sensor (PSD), 47 ... convex lens, 48,49 ... concave lens , 52, 53 ... light detection sensor (PD), 54 ... filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−232213（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−17689（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−173505（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−294332（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−246689（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−111799（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−14895（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−172282（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−37615（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−200087（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05D 3/00 G01S 3/786 G05D 3/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-1-232213 (JP, A) JP-A-50-17689 (JP, A) JP-A-2-173505 (JP, A) JP-A-7- 294332 (JP, A) JP-A-63-246689 (JP, A) JP-A-8-111799 (JP, A) JP-A-5-14895 (JP, A) JP-A-4-172282 (JP, A) JP-A-8-37615 (JP, A) JP-A-3-200087 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G05D 3/00 G01S 3/786 G05D 3/12
Claims (1)
するレーザ発信器と、前記光入射方向検出器を回動する
サーボモータと、前記光入射方向検出器からの電気信号
に基づいて該光入射検出器を前記レーザ発信器に向ける
よう前記サーボモータを制御するサーボ制御部と、を備
えた自動追尾装置であって、 前記光入射方向検出器は、 ハウジングと、該ハウジング
に取り付けられたレンズホルダと、該レンズホルダに取
り付けられたレンズ系と、該レンズ系を通して入射され
たレーザ光線を検出するセンサとを備え、 前記レンズ系は、凸レンズを中央にして、該凸レンズの
両側面に凹レンズを接合して一体化し、該各凹レンズの
光軸を前記凸レンズの光軸に対し、交差させて凸レンズ
と凹レンズに異なる所定角度の検出範囲を持たせ、 前記センサは、前記凸レンズの光軸に入射するレーザ光
線を０゜とし、該０゜に対し±所定角度以下で入射され
るレーザ光線を検知する位置検出センサと、前記凸レン
ズの光軸に対し±所定角度を超えて入射されるレーザ光
線のそれぞれを前記凹レンズを通して検知する２つの光
検出センサとから構成されていることを特徴とする自動
追尾装置。 (1)Light incident direction detector and emits laser beam
To rotate the laser transmitter and the light incident direction detector
Servo motor and electric signal from the light incident direction detector
Directs the light incident detector to the laser transmitter based on
A servo control unit for controlling the servo motor.
Automatic tracking device, The light incident direction detector, Housing and the housing
And a lens holder attached to the lens holder.
And a lens system that is incident through the lens system.
And a sensor for detecting the laser beam.IsWith the convex lens at the center, the convex lens
Concave concave lenses on both sides and unite,Of each concave lens
An optical axis intersecting the optical axis of the convex lens
And the concave lens have a detection range of a predetermined angle different from each other.Laser light incident on the optical axis
A line is defined as 0 °, and ± 0 ° or less from the 0 °Incident
A position detecting sensor for detecting a laser beam,
OfLaser light that enters the optical axis beyond a specified angle
Each of the linesTwo lights detected through the concave lens
From the detection sensorAutomatic characterized by the configuration
Tracking device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34478395A JP3155188B2 (en) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | Automatic tracking device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34478395A JP3155188B2 (en) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | Automatic tracking device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09160649A JPH09160649A (en) | 1997-06-20 |
| JP3155188B2 true JP3155188B2 (en) | 2001-04-09 |
Family
ID=18371955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34478395A Expired - Fee Related JP3155188B2 (en) | 1995-12-06 | 1995-12-06 | Automatic tracking device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3155188B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101106051B1 (en) * | 2004-02-17 | 2012-01-18 | 한국항공우주산업 주식회사 | Laser tracker adapter to measure hinge for precision processing and the like airplane |
| CN108572370A (en) * | 2017-03-07 | 2018-09-25 | 李军 | A kind of laser ranging system and its distance measuring method |
| CN107414287A (en) * | 2017-08-31 | 2017-12-01 | 广东工业大学 | A kind of laser welding defocus amount determining device and assay method |
-
1995
- 1995-12-06 JP JP34478395A patent/JP3155188B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09160649A (en) | 1997-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3741477B2 (en) | Surveying system | |
| JP4350385B2 (en) | Method for automatically searching for target marks, device for automatically searching for target marks, receiving unit, geodometer and geodetic system | |
| US6646732B2 (en) | Position determination and adjustment system and light sensing device used for the same | |
| JP5644437B2 (en) | Distance measuring device and distance measuring method | |
| EP1061335B1 (en) | Position detecting apparatus | |
| US20030136901A1 (en) | Position determining apparatus and rotary laser apparatus used with the same | |
| KR20100019576A (en) | Distance sensor system and method | |
| JPS60187810A (en) | Method of measuring traverse and device with laser head and optical eye for executing said method | |
| US11561287B2 (en) | LIDAR sensors and methods for the same | |
| US7869006B2 (en) | Laser measuring device | |
| JP3155188B2 (en) | Automatic tracking device | |
| JP2907139B2 (en) | In-vehicle laser radar device | |
| CA2007289A1 (en) | Mirror scanner | |
| JP3381233B2 (en) | Autofocus device and focus adjustment method | |
| JP2000244408A (en) | Optical space communication equipment | |
| JPH08292262A (en) | Electronic distance meter | |
| JPH07117414B2 (en) | Automatic collimating lightwave rangefinder | |
| JPS63231286A (en) | Tracking distance measuring instrument for moving body using laser beam | |
| JPH0219404B2 (en) | ||
| WO2024071288A1 (en) | Light transmitter and surveying system, and method for automatically resuming tracking | |
| KR19990032866A (en) | Scanning Laser Radar | |
| JPH0629727B2 (en) | Tracking device for moving body using laser beam | |
| JPH06109847A (en) | Optical distance-measuring apparatus | |
| JPH07218633A (en) | Distance measuring equipment | |
| JPH0551864B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |