JP4647797B2 - ガイドレーザ光の方向設定システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、測量作業を伴ってかつガイドレーザ光を用いて施工作業を行うときのガイドレーザ光の方向設定システムの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、測量作業を伴う施工作業の一例として、図13に示すパイプ(ヒューム管)の設置作業が知られている。この図13において、1は地盤、2,3は縦穴、4は縦穴2と縦穴3とを連通する溝であり、この溝4にパイプ5が施設される。
【0003】
縦穴2及び縦穴3には、パイプ5の施設後に図示を略すマンホールが設置され、そのパイプ5は上下水道等の液体又は液状物の流路に利用される。パイプ5は所定の勾配θを有して溝4に施設される。また、そのパイプ5は真っ直ぐに施設されることが要求される。パイプ5が左右上下に蛇行して施設されると、液状物がパイプ5内に詰まったり、地中に漏れ出したりする虞があるからである。したがって、パイプ5の施設の際には基準線が必要である。
【0004】
この種の基準線には、近時はガイドレーザ光が用いられている。以下、このガイドレーザ光を用いてのパイプ設置作業の手順を説明する。
【0005】
マンホールを設置すべき位置やマンホール間の距離及び方向は、施工図及び既知点に基づく測量によって決定される。この測量に基づいて縦穴2、縦穴3、溝4が掘削され、縦穴2、縦穴3に基準点7A,7Bが設定される。
【0006】
縦穴2内には、その基準点7上にガイドレーザ光照射装置6の回動中心が設置される。ガイドレーザ光照射装置6の回動中心はレーザ光の発光点に一致している。ガイドレーザ光照射装置6の回動中心の鉛直上方には、経緯儀(セオドライト)8が支持台9を介して設置されている。縦穴2のマンホールの基準点7Aと縦穴3のマンホールの基準点7Bとを含む鉛直平面内であって、7Bの後方、すなわち7Aと反対側の地盤上には、測量に基づいてポール11が立てられている。
【0007】
作業者は、まず経緯儀(セオドライト)8を用いて、望遠鏡8aを水平方向に旋回させてポール11を視準する。そして、このポール11を含む鉛直平面内で望遠鏡8aを高低角方向に旋回させて、施工図に基づきターゲット12を置くべき場所を視準する。なお、この望遠鏡8aの高低角方向の角度は、施工計画に基づきあらかじめわかっている。
【0008】
作業者はターゲット12の中心が望遠鏡8aの視準線に一致するようにしてターゲット12を縦穴3の基準点7Bの鉛直上に設置する。ターゲット12は拡散板12aを有しているので、作業者はガイドレーザ光照射装置6の側からターゲット12に当たったガイドレーザ光を視認できる。
【0009】
次に、作業者はガイドレーザ光照射装置6を操作して、ガイドレーザ光を水平方向に旋回させ、ガイドレーザ光の中心をターゲット12の中心に一致させる。
【0010】
続いて、パイプ5の勾配角度にガイドレーザ光を傾斜させるために、ガイドレーザ光照射装置に勾配角度を入力する。そして、ガイドレーザ光照射装置6を操作して、ガイドレーザ光を鉛直方向に旋回させる。これによって、ガイドレーザ光の水平方向設定作業、垂直方向設定作業が完了し、ガイドレーザ光によって基準線Lが設定される。
【0011】
その後、この基準線Lの中心にパイプ5の中心が位置するように、パイプ5を架台13を介して設置し、マンホール間をパイプ5により連結する。このパイプ5の施設作業後、パイプ5は埋設される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの従来の施工作業では、ガイドレーザ光の水平方向を設定するために、経緯儀8を用いてポール11を視準し、ガイドレーザ光の水平方向の設定作業を行わなければならないために、経緯儀8の操作に不慣れな人が作業を行うと、測量誤差が大きくなるという問題がある。
【0013】
特に、マンホール間にパイプ5を連結する設置作業の場合には、足場の不安定なマンホール上に経緯儀8を設置して測量作業を行わなければならず、経緯儀8の操作に熟練を要するとともにガイドレーザ光の水平方向の設定に時間がかかるという問題がある。
【0014】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、ガイドレーザ光の水平方向の設定作業の容易化を図ることのできるガイドレーザ光の方向設定システムを提供することを課題とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項1に記載のガイドレーザ光の方向設定システムは、
第1既知点に配置されかつ水平方向を基準として上下左右方向に傾斜させてガイドレーザ光を照射するガイドレーザ光照射装置と、
前記第1既知点の鉛直上方に配置された第1反射ミラーと、
前記第1既知点とは異なる第2既知点の鉛直上方に配置された第2反射ミラーと、
前記第1反射ミラーと前記第2反射ミラーとにレーザ光を照射しかつ前記各反射ミラーによる反射レーザ光を受光することにより前記第1反射ミラーの位置と前記第2反射ミラーの位置とを特定する測量機と、
前記第1反射ミラーと前記第2反射ミラーとの間に配置されかつ前記ガイドレーザ光の照射方向を前記第1反射ミラーと前記第2反射ミラーとによって決定される鉛直平面内に誘導するための誘導用ミラーと、
前記誘導用ミラーの鉛直上に設けられて前記ガイドレーザ光を反射させるためのターゲットとを備え、
前記ガイドレーザ光照射装置は、前記ガイドレーザ光の反射光を受光するための受光部と、前記ガイドレーザ光に基づき前記ターゲットを走査してその反射光を前記受光部で受光することにより前記ガイドレーザ光が前記ターゲットの中心に照射されていることを検出する反射光検出回路とを有し、
前記測量機は、前記各反射ミラーの位置測量データを送信する位置測量データ送信装置を備え、
前記誘導用ミラーの側に前記各位置測量データを受信する位置測量データ受信装置と、前記各位置測量データに基づいて前記誘導用ミラーが前記鉛直平面内に位置するか否かを演算する演算手段とが設けられ、
前記測量機により特定された各ミラーの位置を位置測量データとして前記位置測量データ送信装置から前記位置測量データ受信装置に送信し、前記演算手段の演算結果に基づき前記誘導用ミラーが前記鉛直平面内に位置するか否かを判断させることにより前記ガイドレーザ光の照射方向を前記鉛直平面内に位置させることを特徴とする。
請求項5に記載のガイドレーザ光の方向設定システムは、
第1既知点に配置されかつ水平方向を基準として上下左右方向に傾斜させてガイドレーザ光を照射するガイドレーザ光照射装置と、
前記第1既知点の鉛直上方に配置された第1反射ミラーと、
前記第1既知点とは異なる第2既知点に配設されかつ前記第1反射ミラーにレーザ光を照射しかつ前記反射ミラーによる反射レーザ光を受光することにより前記第1反射ミラーの位置を特定する測量機と、
前記第1反射ミラーと前記測量機との間に配置されかつ前記ガイドレーザ光の照射方向を前記第1反射ミラーと前記測量機とによって決定される鉛直平面内に誘導するための誘導用ミラーと、
前記誘導用ミラーの鉛直上に設けられて前記ガイドレーザ光を反射させるためのターゲットとを備え、
前記ガイドレーザ光照射装置は、ガイドレーザ光の反射光を受光するための受光部と、前記ガイドレーザ光に基づき前記ターゲットを走査してその反射光を前記受光部で受光することにより前記ガイドレーザ光が前記ターゲットの中心に照射されていることを検出する反射光検出回路と有し、
前記測量機は、前記各反射ミラーの位置測量データを送信する位置測量データ送信装置を備え、
前記誘導用ミラーの側に前記各位置測量データを受信する位置測量データ受信装置と、前記各位置測量データに基づいて前記誘導用ミラーが前記鉛直平面内に位置するか否かを演算する演算手段とが設けられ、
前記測量機により特定された各ミラーの位置を位置測量データとして前記位置測量データ送信装置から前記位置測量データ受信装置に送信し、前記演算手段の演算結果に基づき 前記誘導用ミラーが前記鉛直平面内に位置するか否かを判断させることにより前記ガイドレーザ光の照射方向を前記鉛直平面内に位置させることを特徴とする。
その測量機は、誘導用ミラーを追尾する自動追尾装置を備えていることが望ましい。
【0016】
請求項1、請求項5に記載の発明によれば、足場の不安定なマンホール上に測量機を設置して測量作業を行う必要がないので、測量機の操作に不慣れな人が作業を行っても測量誤差が大きくなることもなく、短時間でガイドレーザ光の方向設定を行うことができる。
また、測量機が位置測量データ送信装置と自動追尾装置とを備え、誘導用ミラーの側に位置測量データ受信装置と演算手段とが設けられているので、誘導用ミラーの側にいながらにして、各反射ミラーの位置情報の確認、誘導用ミラーを移動させたときの測量機による追尾、誘導用ミラーが第1及び第2反射ミラーで決定される鉛直平面内に位置するか否かの確認等の作業を行うことができる。
【0017】
請求項2に記載のガイドレーザ光の方向設定システムは、請求項1に記載のガイドレーザ光の方向設定システムにおいて、第2反射ミラーと誘導用ミラーとが同一のものであることを特徴とする。
【0018】
請求項3に記載のガイドレーザ光の方向設定作業システムは、請求項1に記載のガイドレーザ光の方向設定システムにおいて、第1反射ミラーと第2反射ミラーと誘導用ミラーとが同一のものであることを特徴とする。
請求項2又は請求項3に記載の発明によれば、同一の反射ミラーを用いているので、反射ミラーを多数準備する必要がなく、費用を低減させることができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
まず、最初に本発明のガイドレーザ光の方向設定作業方法に使用するガイドレーザ光照射装置の構成とターゲットとを説明する。
【0026】
[ガイドレーザ光照射装置の構成及びターゲットの構成]
図1は本発明に係るガイドレーザ光照射装置20の外観図である。このガイドレーザ光照射装置20はガイドレーザ光Pを出射する。ガイドレーザ光照射装置20にはその前部に受光窓21が設けられている。この受光窓21は光リモコン受光部とガイドレーザ光反射受光部とに兼用されている。
【0027】
23はターゲットである。そのターゲット23は図2(a)に示すように拡散面24と一対の再帰反射面25とを有する。拡散面24はガイドレーザ光を拡散させ、これによって作業者はその拡散面24に当たったガイドレーザ光Pを視認することができる。一対の再帰反射面25は所定間隔をあけて設けられている。
【0028】
一対の再帰反射面25はこれに当たったガイドレーザ光Pの反射レーザ光をもとの方向に反射させる。この反射レーザ光は受光窓21を通じて後述する光電変換素子に受光される。
【0029】
ガイドレーザ光照射装置20は、図3に示す反射光検出回路26を有する。反射光検出回路部26は、発振器27、LD駆動回路28、LD発光部29、ガイドレーザ光反射受光部としての光電変換素子30、変調信号検出部31、ダブルパルス判別部32、制御部33、モータ駆動回路34、水平角調整モータ35から構成されている。
【0030】
LD駆動回路28は発振器27の発振信号に基づいてLD発光部29を変調駆動する。これにより、ガイドレーザ光Pがターゲット23に向かって照射される。ガイドレーザ光Pが再帰反射面25によって反射されると、その反射レーザ光P’がもとの方向に反射され、光電変換素子30に受光される。
【0031】
変調信号検出部31は外来光と反射レーザ光P’とを識別する役割を果たし、反射レーザ光P’に対応するパルスQ(図2(b)参照)を検出する。ダブルパルス判別部32は変調信号検出部31から出力されるパルスQがダブルパルスであるか否かを判定する。
【0032】
制御部33はダブルパルス判別部32がダブルパルスを検出すると、モータ駆動回路34を駆動し、水平角調整モータ35を反対方向に駆動してガイドレーザ光Pをターゲット23の中心に向ける。
【0033】
すなわち、図4にフローチャートで示すように、ガイドレーザ光照射装置20を駆動し、ターゲット23の走査を開始させ(S.1)、一定方向に水平角調整モータ35を回転させ、反射レーザ光P’に基づくパルスQの立ち上がりを検出すると(S.2)、ダブルパルス判別部32がパルスQがダブルパルスか否かを判別し(S.3)、これによって、再帰反射面25の間隔が特定され(S.4),制御部33がターゲット23の中央位置を演算する(S.5)。これによって、制御部33はターゲット23の中央位置にガイドレーザ光Pの照射方向が向くように水平角調整モータ35を反転駆動する(S.6)。
【0034】
このターゲット23の中心位置の探査は、光リモートコントロール装置を用いても行うことができる。この光リモートコントロール装置によるターゲットの中心位置の探査については後述する。
【0035】
ガイドレーザ光照射装置20の内部には、図5〜図7に示すように、レーザ光発振装置40が設けられている。このレーザ光発振装置40は水平軸41を中心に傾動可能なスイングフレーム42に設けられている。このスイングフレーム42は本体フレーム43に鉛直軸44を介して支持されている。そのスイングフレーム42は鉛直軸44を中心に水平方向に回動可能である。
【0036】
水平軸41には傾動フレーム45が設けられている。傾動フレーム45には傾動機構46が連結されている。傾動機構46には水平状態を示すチルトセンサ(図8に符号55で示す)が設けられている。傾動機構46はレーザ光発振装置40の支持体に一体に設けられ、レーザ光発振装置40と一体に傾動される。
【0037】
水平軸41にはレーザ光発振装置40の傾斜角を検出するエンコーダ47が取り付けられている。エンコーダ47の回転角検出信号は図8に示すモータ駆動部54に入力される。
【0038】
スイングフレーム42には水平角調節機構49が連結して設けられている。レーザ光発振装置40には垂直角調整機構50が連結して設けられている。水平角調整機構49は水平角調整モータ35によって駆動される。これによって、レーザ光発振装置40が水平方向に回動される。その結果、ガイドレーザ光Pが水平方向に走査される。
【0039】
垂直角調整機構50は垂直角調整モータ51によって駆動される。これによって、レーザ光発振装置40が垂直方向に回動される。傾動機構46は垂直角調整機構50によってレーザ光発振装置40とともに垂直方向に傾動される。この傾動機構46は勾配設定モータ52により駆動され、ガイドレーザ光Pの垂直方向の勾配を設定する。その垂直角調整モータ51は図8に示すモータ駆動部53によって駆動され、その勾配設定モータ52はモータ駆動部54によって駆動される。
【0040】
モータ駆動部53,54は、モータ駆動部34とともに制御部33によって制御される。この制御部33にはチルトセンサ55の検出信号が入力される。制御部33はガイドレーザ光照射装置20の起動、その停止、ガイドレーザ光の勾配設定を行う操作盤56、勾配の設定値を表示する表示部57、光電変換素子30に接続されている。
【0041】
傾動フレーム45の下端部には図6に示すように二股部が設けられている。この二股部には鉛直ビーム射出部58が設けられている。その二股部の一方にはレーザ光線発光部59が設けられ、その二股部の他方には、反射鏡60が設けられている。また、レーザ光線発光部59と反射鏡60との間には、ビームスプリッタ61が設けられている。ビームスプリッタ61はレーザ光線発光部59から射出されたレーザ光線を上下方向に二分割し、レーザ光線は鉛直上方と鉛直下方に向けて反射され、このレーザ光線は求心に用いられる。その図6において、符号LVは鉛直上方に指向されたレーザ光線を示す。
【0042】
このガイドレーザ光照射装置20は、水平方向を基準にして上下左右方向にガイドレーザ光Pを照射可能である。このガイドレーザ光照射装置20の詳細構成については、例えば、特開平9−257477号公報を参照されたい。
【0043】
[ガイドレーザ光の照射方向設定作業の実施例1]
次に、本発明に係るガイドレーザ光の方向設定システムによるガイドレーザ光Pの照射方向設定作業の実施例1を、図9を参照しつつ説明する。
【0044】
図9(a)、図9(b)において、70は地盤72に掘られた縦穴、71は地盤72に掘られるべき予定の縦穴、73はマンホールである。マンホール73は模式的に示されている。縦穴70と縦穴71との間には、パイプを埋設するための溝74が途中まで掘られている。縦穴71には、これが掘られた後にマンホールが設置される。
【0045】
縦穴70内には、レーザ光照射装置20内部のレーザ光発振装置40の回動中心がマンホール73の中心位置としての基準点77(第1既知点)に一致するようにして、ガイドレーザ光照射装置20が設置される。この基準点77は、施工図に従ってあらかじめ測量によりその位置が求められている。ガイドレーザ光照射装置20は、その鉛直上方に向けてレーザ光線LVを照射している。
【0046】
このガイドレーザ光Pの照射方向の設定作業には、第1反射ミラー75、第2反射ミラー76、誘導用ミラー76’及び測量機101が用いられる。
【0047】
第1反射ミラー75は、後述する測量機101からの測量用レーザ光を反射する反射位置がガイドレーザ光照射装置20の回動中心の鉛直上方すなわちレーザ光線LV上に位置するように、支持台78を介して設置されている。
【0048】
第2反射ミラー76は、その反射位置が縦穴71の中心位置としての基準点83(第2既知点)の鉛直上方に位置するように、ポール81に取り付けられて設置されている。この基準点83は、施工図に従ってあらかじめ測量によりその位置が求められている。また、第2反射ミラー76の位置は、基準点77と基準点83とを結ぶ延長線上であってもよい。
【0049】
誘導用ミラー76’は、後述するように測量機101によって第1及び第2反射ミラー75,76の位置が測量された後、溝74内に設置される。誘導用ミラー76’はポール81’に取り付けられている。
【0050】
そのポール81’には、測量機101から送信される位置測量データを受信するための位置測量データ受信装置82と、その位置測量データに基づいて、誘導用ミラー76’が第1反射ミラー75と第2反射ミラー76とで決定される鉛直平面内に位置するか否かを演算する演算手段としてのデータコレクタ104とが設けられている。さらにポール81’には、施工計画に基づいたガイドレーザ光Pの勾配角に対応する位置にターゲット23も設けられている。
【0051】
第1反射ミラー75、第2反射ミラー76及び誘導用ミラー76’としては例えば公知のコーナーキューブ等の反射プリズム等が用いられる。
【0052】
測量機101は、図9(a)、図9(b)に示すように第1反射ミラー75及び第2反射ミラー76を見通せる地点102に設置される。この測量機101の概略構成を示すブロック図を図10に示す。
【0053】
測量機101は、制御演算部116、測距部151、測角部154、合焦部122を備えており、制御演算部116には記憶部121、データ入出力部123、操作入力部126、表示部127、鉛直方向駆動モータ170、水平方向駆動モータ180が接続されている。図中103は測定対象物としての反射ミラーを示す。
【0054】
測距部151は、発光部152を駆動制御し、測量用レーザ光を反射ミラー103に照射する。反射ミラー103により反射された反射レーザ光は受光部153で受光され、その受光信号が測距部151に入力されると、測距部151において反射ミラー103までの距離が演算される。その演算結果は制御演算部116に入力され、制御演算部116は、演算された反射ミラー103までの距離を表示部27に表示する。
【0055】
測角部154には、測定対象物としての反射ミラー103を視準するための視準望遠鏡部(図示省略)の傾斜角を検出する鉛直角エンコーダ155からの検出信号が入力されるとともに、視準望遠鏡部の水平方向の回転角を検出する水平角エンコーダ156からの検出信号が入力され、視準望遠鏡部で反射ミラー103を視準したときの視準方向の角度が測定される。その測定結果は制御演算部116に入力され、制御演算部116は、測定された反射ミラー103の視準方向の角度を表示部27に表示する。
【0056】
合焦部122は、視準望遠鏡部の自動焦点合わせを行うためのものである。
【0057】
記憶部121にはステークアウト等の特定の作業手順に関する作業手順プログラムが格納され、操作入力部126より入力された作業条件等が格納されている。
【0058】
この測量機101では、測量用レーザ光の照射方向と視準望遠鏡部の視準方向とが、あらかじめ平行となるように調整されているので、測量用レーザ光により反射ミラー103までの距離が測定され、視準望遠鏡部により反射ミラー103の視準方向が測定されることにより、測量機101に対する反射ミラー103の位置を相対的に特定することができる。
【0059】
この測量機101は、反射ミラーの位置測量データを位置測量データ受信装置82に向けて送信する位置測量データ送信装置105と自動追尾装置106とを備えている(図9を参照)。
【0060】
この測量機101は、自動追尾装置106を備えているので、鉛直方向駆動モータ170、水平方向駆動モータ180を駆動して、測定対象物としての反射ミラー103を鉛直・水平方向に走査させて自動追尾することができるものとなっている。この測量機101の詳細構成については、例えば、特開平5−322570号公報を参照されたい。
【0061】
ガイドレーザ光Pの照射方向設定作業の作業手順をフローチャートにしたものを図11に示す。
【0062】
まず測量機101を無線等により作動させ、第1反射ミラー75の位置測量を行う(S.11)。すなわち、第1反射ミラー75に向けて測量用レーザ光を照射させて、第1反射ミラー75までの距離ΔL1、方向角Δφ1、高低角Δθ1を測定し、これを第1反射ミラー75の位置測量データ(ΔL1,Δφ1,Δθ1)とする。方向角は、測量機101を中心とする水平面内において反射ミラーの視準方向が任意の基準方向となす角であり、本実施の形態においては図9(a)中測量機101から真右の方向を基準とし、例えばΔφ1は、図9(a)に示すものとなる。高低角は、測量機101を含む水平面を基準とする仰角であり、例えばΔθ1は図9(b)に示すものとなる。
【0063】
続いて測量機101を無線等により作動させ、第2反射ミラー76の位置測量を行う(S.12)。すなわち、第2反射ミラー76に向けて測量用レーザ光を照射し、第1反射ミラー75の場合と同様に第2反射ミラー76までの距離ΔL2、方向角Δφ2、高低角Δθ2を測定する。これを第2反射ミラー76の位置測量データ(ΔL2,Δφ2,Δθ2)とする。
【0064】
これらの第1、第2反射ミラーの位置測量データ(ΔL1,Δφ1,Δθ1),(ΔL2,Δφ2,Δθ2)は位置測量データ送信装置105によって、ポール81’に設けられた位置測量データ受信装置82に送信される(S.13)。
【0065】
ポール81’に設けられたデータコレクタ104は、位置測量データ受信装置82に接続されていて、第1反射ミラー75の位置測量データ(ΔL1,Δφ1,Δθ1)と第2反射ミラー76の位置測量データ(ΔL2,Δφ2,Δθ2)とに基づいて、第1反射ミラー75と第2反射ミラー76とを含む鉛直平面Zを決定する(S.14)。第1反射ミラー75、第2反射ミラー76は、それぞれ基準点77、基準点83の鉛直上に位置しているので、この鉛直平面Zは基準点77と基準点83とをその平面内に含んでいる。
【0066】
次に、溝74内にポール81’を鉛直に立てて誘導用ミラー76’を設置する。測量機101を無線等により作動させ誘導用ミラー76’の位置測量を行う(S.15)。すなわち、誘導用ミラー76’に向けて測量用レーザ光を照射し、誘導用ミラー76’までの距離ΔL3、方向角Δφ3、高低角Δθ3を測定する。これを誘導用ミラー76’の位置測量データ(ΔL3,Δφ3,Δθ3)とする。
【0067】
この誘導用ミラー76’の位置測量データ(ΔL3,Δφ3,Δθ3)も位置測量データ送信装置105によって、ポール81’に設けられた位置測量データ受信装置82に送信される(S.16)。位置測量データ受信装置82に接続されたデータコレクタ104は、この誘導用ミラー76’の位置測量データ(ΔL3,Δφ3,Δθ3)に基づいて、誘導用ミラー76’が鉛直平面Z内に位置するか否かを演算して判断する(S.17)。
【0068】
データコレクタ104の表示部104aには、鉛直平面Z及び誘導用ミラー76’の座標又は位置関係を示す模式図が表示される。それにより、誘導用ミラー76’が鉛直平面Z内に位置するか否かが容易に把握できる。さらに、誘導用ミラー76’が鉛直平面Z内に位置しない場合には、そのずれ量とずれ方向とが容易に把握できる。
【0069】
誘導用ミラー76’が鉛直平面Z内に位置しない場合は、データコレクタ104の表示部104aに表示されたずれ量とずれ方向とに基づいて、誘導用ミラー76’が鉛直平面Z内に位置するように移動させて設置する(S.18)。
【0070】
測量機101は、誘導用ミラー76’を追尾する自動追尾装置106を備えているので、誘導用ミラー76’を自動的に追尾しつつ(S.19)測量用レーザ光を照射し、再び誘導用ミラー76’の位置測量を行う。位置測量データ送信装置105は、その誘導用ミラー76’の位置測量データを位置測量データ受信装置105に再び送信する。
【0071】
データコレクタ104は、再び送信されたこの誘導用ミラーの位置測量データに基づいて、誘導用ミラー76’が鉛直平面Z内に位置するか否かを演算して判断する。誘導用ミラー76’が鉛直平面Z内に位置しない場合は、鉛直平面Z内に位置するまで、誘導用ミラー76’の移動設置と位置測量とを上記のごとく繰り返し行う。
【0072】
誘導用ミラー76’が鉛直平面Z内に位置すると、ガイドレーザ光照射装置20の水平角調整モータ35及び垂直角調整モータ51を駆動して、既に述べた方法によってターゲット23の中心位置を探査させ、ガイドレーザ光Pをポール81’に設けられたターゲット23の中心に向けて方向設定する(S.20)。このように、誘導用ミラー76’によって、ガイドレーザ光Pの照射方向は鉛直平面Z内に誘導され、ガイドレーザ光照射方向の設定は完了する。
【0073】
なお、このガイドレーザ光の方向設定システムによるガイドレーザ光Pの照射方向設定作業の実施例1においては、測量機101が位置測量データ送信装置105と自動追尾装置106とを備え、誘導用ミラー76’の側のポール81’には位置測量データ受信装置82とデータコレクタ104とが設けられているので、作業者はわざわざ測量機101の設置された場所に出向いて直接操作する必要がなく、誘導用ミラー76’の側にいながらにして、各反射ミラーの位置情報の確認、誘導用ミラー76’を移動させたときの測量機による追尾等の殆どの作業を行うことができる。
【0074】
[変形例1]
本発明のガイドレーザ光の方向設定作業方法の実施例では、第2反射ミラー76と誘導用ミラー76’とを別々に準備して用いたが、第2反射ミラーと誘導用ミラーとが同一のものであってもよい。
【0075】
まずポール81’に取り付けられた誘導用ミラー76’を、その反射位置が基準点83の鉛直上方に位置するように設置する。ポール81’には、施工計画に基づいたガイドレーザ光Pの勾配角に対応する位置にターゲット23が設けられ、位置測量データ受信装置82及びデータコレクタ104も設けられている。第1反射ミラー75は、実施例と同様にその反射位置が基準点77の鉛直上方に位置するように設置されている。
【0076】
無線等により測量機101を作動させ、第1反射ミラー75と基準点83の鉛直上方に設置された誘導用ミラー76’との位置測量を行い、それらの位置測量データを位置測量データ受信装置82に送信する。データコレクタ104は、受信した位置測量データに基づいて、基準点77及び基準点83を含む鉛直平面Zを演算して決定する。
【0077】
位置測量データを送信した後は、誘導用ミラー76’を移動させても問題はないので、誘導用ミラー76’を基準点83の鉛直上方から移動させて溝74内にポール81’を鉛直に立てて設置する。その後は、実施例と同様の作業に基づいて、ガイドレーザ光Pの方向設定作業を行う。
【0078】
この変形例1では、第2反射ミラーと誘導用ミラーとに同一のものを用いているので、反射ミラーを多数準備する必要がなく、費用を低減させることができる。
【0079】
[変形例2]
本発明のガイドレーザ光の方向設定作業方法の実施例では、第1反射ミラー75と第2反射ミラー76と誘導用ミラー76’とを別々に準備して用いたが、第1反射ミラーと第2反射ミラーと誘導用ミラーとが同一のものであってもよい。
【0080】
まずポール81’に取り付けられた誘導用ミラー76’を、その反射位置が基準点77の鉛直上方に位置するように設置する。ポール81’には、施工計画に基づいたガイドレーザ光Pの勾配角に対応する位置にターゲット23が設けられ、位置測量データ受信装置82及びデータコレクタ104も設けられている。
【0081】
無線等により測量機101を作動させ、基準点77の鉛直上方に設置された誘導用ミラー76’の位置測量を行い、その位置測量データを位置測量データ受信装置82に送信する。位置測量データを送信した後は、誘導用ミラー76’を基準点77の鉛直上方から移動させても問題はない。
【0082】
続いて誘導用ミラー76’を、その反射位置が基準点83の鉛直上方に位置するように設置し、無線等により測量機101を作動させ、基準点83の鉛直上方に設置された誘導用ミラー76’の位置測量を行う。その位置測量データを位置測量データ受信装置82に送信する。
【0083】
データコレクタ104は、基準点77の鉛直上方に設置された誘導用ミラー76’の位置測量データと、基準点83の鉛直上方に設置された誘導用ミラー76’の位置測量データとに基づいて、基準点77及び基準点83を含む鉛直平面Zを演算して決定する。
【0084】
位置測量データを送信した後は、誘導用ミラー76’を基準点83の鉛直上方から移動させても問題はないので、誘導用ミラー76’を基準点83から移動させて溝74内にポール81’を鉛直に立てて設置する。その後は、実施例と同様の作業に基づいて、ガイドレーザ光Pの方向設定作業を行う。
【0085】
この変形例2では、第1反射ミラーと第2反射ミラーと誘導用ミラーとに同一のものを用いているので、反射ミラーを多数準備する必要がなく、さらに費用を低減させることができる。
【0086】
[変形例3]
本発明のガイドレーザ光の方向設定作業方法の実施例では、第2反射ミラー76を、その反射位置が基準点83の鉛直上方に位置するように配置し、測量機101を第1反射ミラー75及び第2反射ミラー76を見通せる地点102に設置したが、図12に示すように、第2反射ミラー76を省略して、測量機101を基準点83に設置してもよい。
【0087】
無線等により測量機101を作動させ、第1反射ミラー75の位置測量を行い、その位置測量データを位置測量データ受信装置82に送信する。
【0088】
データコレクタ104は、受信した第1反射ミラー75の位置測量データと測量機101自身の位置データ(すなわち原点位置)とに基づいて、基準点77と基準点83とを含む鉛直平面Zを演算して決定する。その後は、実施例と同様の作業に基づいて、ガイドレーザ光Pの方向設定作業を行う。
【0089】
この変形例3では、測量機101を基準点83に設置して作業を行うことができるので、広い作業エリアを使用する必要がない。また第2反射ミラーを省略することができるので、費用も低減させることができる。
【0090】
【発明の効果】
本発明のガイドレーザ光の方向設定方法によれば、足場の不安定なマンホールの上に経緯儀を設置する必要がなく、足場の安定する地点を選んで経緯儀を設置することができる。したがって、経緯儀の操作が容易となり、熟練作業者でなくても効率よく精度の高い測量作業を行うことができ、ひいては精度の高いパイプ接続を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のガイドレーザ光の方向設定作業システムに用いるガイドレーザ光照射装置の外観図である。
【図2】 図1に示すターゲットと、ターゲットによる反射レーザ光に基づくパルスとの関係を示し、(a)はターゲットの平面図、(b)は反射レーザ光により得られるパルスの一例を示す図である。
【図3】 図1に示すガイドレーザ光照射装置の反射光検出回路のブロック図である。
【図4】 図3に示す反射光検出回路を用いてのガイドレーザ光の走査を説明するためのフローチャートである。
【図5】 図1に示すガイドレーザ光照射装置の内部構成を示す側面図である。
【図6】 図1に示すガイドレーザ光照射装置の内部構成を示す縦面図である。
【図7】 図1に示すガイドレーザ光照射装置の内部構成を示す正面断面図である。
【図8】 図1に示すガイドレーザ光照射装置の駆動回路を説明するためのブロック図である。
【図9】 本発明に係るガイドレーザ光の方向設定システムによるガイドレーザ光の照射方向設定作業の実施例1の説明図であって、(a)は平面図であり、(b)は断面図である。
【図10】 本発明の実施例1に係るガイドレーザ光の照射方向設定作業に用いられる測量機の内部構成を示すブロック図である。
【図11】 本発明の実施例1に係るガイドレーザ光の照射方向設定作業の作業手順を説明するフローチャートである。
【図12】 本発明に係るガイドレーザ光の方向設定システムによるガイドレーザ光の照射方向設定作業の変形例3の説明図であって、(a)は平面図であり、(b)は断面図である。
【図13】 従来のガイドレーザ光の方向設定作業の一例を示す図である。
【符号の説明】
P…ガイドレーザ光
Z…鉛直平面
20…ガイドレーザ照射装置
23…ターゲット
25…再帰反射面
75…第1反射ミラー
76…第2反射ミラー
76’…誘導用ミラー
77…基準点(第1既知点)
81,81’…ポール
82…位置測量データ受信装置
83…基準点(第2既知点)
101…測量機
104…データコレクタ(演算手段)
104a…表示部
105…位置測量データ送信装置
106…自動追尾装置
Claims (6)
- 第1既知点に配置されかつ水平方向を基準として上下左右方向に傾斜させてガイドレーザ光を照射するガイドレーザ光照射装置と、
前記第1既知点の鉛直上方に配置された第1反射ミラーと、
前記第1既知点とは異なる第2既知点の鉛直上方に配置された第2反射ミラーと、
前記第1反射ミラーと前記第2反射ミラーとにレーザ光を照射しかつ前記各反射ミラーによる反射レーザ光を受光することにより前記第1反射ミラーの位置と前記第2反射ミラーの位置とを特定する測量機と、
前記第1反射ミラーと前記第2反射ミラーとの間に配置されかつ前記ガイドレーザ光の照射方向を前記第1反射ミラーと前記第2反射ミラーとによって決定される鉛直平面内に誘導するための誘導用ミラーと、
前記誘導用ミラーの鉛直上に設けられて前記ガイドレーザ光を反射させるためのターゲットとを備え、
前記ガイドレーザ光照射装置は、前記ガイドレーザ光の反射光を受光するための受光部と、前記ガイドレーザ光に基づき前記ターゲットを走査してその反射光を前記受光部で受光することにより前記ガイドレーザ光が前記ターゲットの中心に照射されていることを検出する反射光検出回路とを有し、
前記測量機は、前記各反射ミラーの位置測量データを送信する位置測量データ送信装置を備え、
前記誘導用ミラーの側に前記各位置測量データを受信する位置測量データ受信装置と、前記各位置測量データに基づいて前記誘導用ミラーが前記鉛直平面内に位置するか否かを演算する演算手段とが設けられ、
前記測量機により特定された各ミラーの位置を位置測量データとして前記位置測量データ送信装置から前記位置測量データ受信装置に送信し、前記演算手段の演算結果に基づき前記誘導用ミラーが前記鉛直平面内に位置するか否かを判断させることにより前記ガイドレーザ光の照射方向を前記鉛直平面内に位置させることを特徴とするガイドレーザ光の方向設定システム。 - 前記測量機は、前記誘導用ミラーを追尾する自動追尾装置を備えていることを特徴とする請求項1に記載のガイドレーザ光の方向設定システム。
- 前記第2反射ミラーと前記誘導用ミラーとが同一のものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のガイドレーザ光の方向設定システム。
- 前記第1反射ミラーと前記第2反射ミラーと前記誘導用ミラーとが同一のものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のガイドレーザ光の方向設定システム。
- 第1既知点に配置されかつ水平方向を基準として上下左右方向に傾斜させてガイドレーザ光を照射するガイドレーザ光照射装置と、
前記第1既知点の鉛直上方に配置された第1反射ミラーと、
前記第1既知点とは異なる第2既知点に配設されかつ前記第1反射ミラーにレーザ光を照射しかつ前記反射ミラーによる反射レーザ光を受光することにより前記第1反射ミラーの位置を特定する測量機と、
前記第1反射ミラーと前記測量機との間に配置されかつ前記ガイドレーザ光の照射方向を前記第1反射ミラーと前記測量機とによって決定される鉛直平面内に誘導するための誘導用ミラーと、
前記誘導用ミラーの鉛直上に設けられて前記ガイドレーザ光を反射させるためのターゲットとを備え、
前記ガイドレーザ光照射装置は、ガイドレーザ光の反射光を受光するための受光部と、前記ガイドレーザ光に基づき前記ターゲットを走査してその反射光を前記受光部で受光することにより前記ガイドレーザ光が前記ターゲットの中心に照射されていることを検出する反射光検出回路と有し、
前記測量機は、前記各反射ミラーの位置測量データを送信する位置測量データ送信装置を備え、
前記誘導用ミラーの側に前記各位置測量データを受信する位置測量データ受信装置と、前記各位置測量データに基づいて前記誘導用ミラーが前記鉛直平面内に位置するか否かを演算する演算手段とが設けられ、
前記測量機により特定された各ミラーの位置を位置測量データとして前記位置測量データ送信装置から前記位置測量データ受信装置に送信し、前記演算手段の演算結果に基づき 前記誘導用ミラーが前記鉛直平面内に位置するか否かを判断させることにより前記ガイドレーザ光の照射方向を前記鉛直平面内に位置させることを特徴とするガイドレーザ光の方向設定システム。 - 前記測量機は、前記誘導用ミラーを追尾する自動追尾装置を備えていることを特徴とする請求項5に記載のガイドレーザ光の方向設定システム。
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