JP4732564B2 - Angle measuring device for surveying instrument equipped with absolute encoder - Google Patents
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Description
【0001】
【技術分野】
この発明は、ロータリエンコーダと発光部及び受光部からなるセンサとを用いて測角を行う測量機の測角装置に係り、特に測角作業の際に逐次その測定された角度を表示していくアブソリュートエンコーダを備えた測量機の測角装置に関する。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】
測量機の測角装置に使用するロータリエンコーダとして、全周に亙り等間隔で同一パターンの目盛りを持つインクリメンタル方式のものや、方位角や高度角に対応して全周上の目盛りのパターンが相互に異なり、方位角や高度角と目盛り位置とが1:1で対応付けられたアブソリュート方式のものが知られている。
【0003】
通常、このアブソリュート方式のロータリエンコーダでは、全周に亙り広狭異なる2種類の目盛り等が、全て等ピッチ間隔であるが、相互に異なる固有のパターンで設けられている。
【0004】
また、このようなアブソリュート方式のロータリエンコーダを備えた測角装置では、例えば図4に示すように、このロータリエンコーダ1の他に、このロータリエンコーダ1の目盛りのある周縁部に向けて読取り光を出射するLEDなどの発光部2と、この発光部2からの光のうちロータリエンコーダ1の目盛り1A、1B部分で反射(反射型)したり、透過(透過型)したものを受光するCCDなどの受光部3と、この受光部3から出力される信号データに基づき所定の内挿演算式から内挿量を演算して測定角度の内挿を行う演算部(図略)と、この演算結果から測角データを表示する表示部(図略)とを備えている。
【0005】
ところで、このような構成の測角装置では、回動中のロータリエンコーダに刻まれた目印を、逐次読取って現在位置を算出していくことが必要となっているが、ロータリエンコーダの回動速度やLEDの発光タイミング或いはCCDの動作タイミングによっては、うまく目盛りを読取れずに角度を表示できないときもある。
このようなときには、表示部に読取りエラーなどが表示されてしまうので、現在どの程度まで回動しているのか、全く見当がつかないといった不都合を生じることがある。
【0006】
【発明の目的】
そこで、この発明では、上記した事情に鑑み、ロータリエンコーダが回動中でも、毎回表示部に現在の角度を逐次表示させていくことができるとともに、その角度を逐次算出させていく際に読取りエラーを起こしても、表示部での角度表示が途切れるのを極力回避できるようにしたアブソリュートエンコーダを備えた測量機の測角装置を提供することを目的とする。
【0007】
【発明の概要】
この発明に係るアブソリュートエンコーダを備えた測量機の測角装置は、発光部及び受光部からなるセンサを有するロータリエンコーダと、この受光部からの出力信号に基づいて上記ロータリエンコーダの回動角度を逐次算出していく制御部と、この制御部で既に算出された角度のうち少なくとも最新の角度を記憶しておく記憶部と、この角度を逐次表示する表示部とを有し、測角を行うアブソリュートエンコーダを備えた測量機の測角装置であって、測角しながらその角度を逐次表示していく際に、現在の測角作業において、上記ロータリエンコーダの回転速度が所定値より速いことを原因とする測角エラーを生じたときには、その測角エラーを生じずに測定された最新の角度を表示部に表示させ、回動中に表示部での表示が途切れるのを回避するように構成したことを特徴としている。
【0008】
現在の測角作業にエラーを生じたときには、そのひとつ前に算出した「前回値」の角度を表示部に表示するとともに、
前記ひとつ前の測角作業でもエラーを生じていたときには、さらにそのひとつ前に算出した「前々回値」の角度を表示部に表示するように構成することが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態について添付図面に基づき説明する。
図1は、この発明に係るアブソリュートエンコーダを備えた測量機の測角装置を示すものであり、ロータリエンコーダ1と、発光部2及び受光部3からなるセンサと、演算部を有する制御部4と、記憶部5と、表示部6とを備えている。
【0010】
ロータリエンコーダ1は、水平、垂直の測角方向に沿ってそれぞれ回動する2枚の円盤状のもので構成(図1には水平測角のみ記載)されたアブソリュート方式のものであり、全外周縁部に沿って広狭2種類のバー状の透光部である目盛り1A,1B(図4参照)を一定ピッチ間隔で多数個設けている。
【0011】
発光部2は、このロータリエンコーダ1の目盛りを設けた外周縁部に向けて光りを出射するものであり、この実施形態ではLED(発光ダイオード)が使用されている。そして、この発光部2は、制御部4により制御されたLEDドライバ21によってその点灯動作が制御されている。
【0012】
一方、受光部3は、ロータリエンコーダ1を挟んでこの発光部2とは逆側において正対するように配置されており、外周縁部の目盛り1A,1Bである透光部を透過した透過光を受光するCCD(電荷結合素子)が使用されている。この受光部3は、制御部4により制御されたCCDドライバ31によってその動作が制御されている。また、この受光部3は、その出力がA/D変換部32の入力に接続されており、CCDから出力されるアナログ信号がデジタル信号に変換されて制御部4へ出力されるようになっている。なお、この受光部3は、この実施形態の構成以外に、例えば適宜の反射部材で光路を変更させることにより、ロータリエンコーダ1に対して発光部2と同じ側に設置する構成でもよい。
【0013】
制御部4は、先のA/D変換部32からの出力信号データとこの出力信号データから角度を算出して測角を行うものである。また、この制御部4では、例えば図2に示すように、この測角作業の際に発光部2の駆動手段であるLEDドライバ21へ制御信号αが一定時間間隔で出力され、発光部2のLEDが一定時間間隔で発光するようになっている。さらにまた、この制御部4からは、制御信号βが受光部3の駆動手段であるCCDドライバ31へ制御信号αと同期して出力されており、このCCDドライバ31によりCCDが一定時間だけ動作するようになっている。
【0014】
さらに、この制御部4では、毎回一定時間間隔で算出された角度に関するデータを表示部6へ逐次出力して、その表示部6で現在(できるだけ最新)の角度を毎回表示するようになっている。
即ち、この制御部4では、一定時間間隔で角度を算出する際に読取りエラーを起こした場合には、その一つ前の角度を引き続き表示するように、表示部6の作動を制御しているとともに、その一つ前の角度も読取りエラーを起こしていた場合には、さらにその一つ前(都合二つ前)の角度を引き続き表示するように、表示部6の作動を制御している。
なお、この二つ前の角度も読取りエラーを起こしていた場合には、表示部6に「過回転エラー」の表示を行うように、表示部6を制御している。即ち、これは、ある一定速度の回転動作が続いているような場合には、表示する意味がないからである。
【0015】
記憶部5は、制御部4によるLEDドライバ21及びCCDドライバ31に対する一連の動作プログラムを記憶しているとともに、角度算出のための演算式や各目盛り間のピッチである先の周期等を記憶しておくようになっている。さらに、この記憶部5では、ロータリエンコーダ1の回動動作中に逐次行われる角度の算出に伴ない、最新の算出角度を表示部に表示させる際に、読取りエラーを起している場合、その一つ前の算出角度を次の算出角度が得られるまでの間、表示させておくようにするために、読取りエラーを起していない一つ前、及びそのさらに一つ前の算出角度を毎回記憶しておく。また、一定時間の経過後に、新しい算出角度が得られるたびに、逐次これを更新して記憶させておくようになっている。
【0016】
次に、この発明にかかるアブソリュートエンコーダを備えた測量機の測角装置における角度の表示方法について、図3を参照しながら説明する。
(1)測角作業を開始するときには、センサが測角の基準となるスタート位置、例えばロータリエンコーダ1の任意位置から、ロータリエンコーダ1の回動動作が開始(つまり、回動開始直前の回動停止状態)される。これが、図3における(1)の状態である。
この場合には、停止中のロータリエンコーダの目盛りをセンサが確実に読取れるので、今回の算出値(以下、「今回値」θ1とよぶ)、つまり角度θ1(=0)を表示できる。従って、前回の算出値(以下、「前回値」θ2とよぶ)及び前々回の算出値(以下、「前々回値」θ3とよぶ)についての回動角を表示することはない。但し、ロータリエンコーダ1の目盛りに傷や汚れなどがないものとする。
なお、ここで、「スピードフラッグ1」とは、今回の測定における回動動作を検出するためのものであり、一定以上の回動量があった場合に、フラッグが"1"となる。同様に、「スピードフラッグ2」とは、前回の測定における回動動作を検出するのためのものであり、一定以上の回動量があった場合に、フラッグが"1"となる。
【0017】
(2)次に、ロータリエンコーダ1が回動動作を始めた直後には、センサにより「今回値」θ1が読取れれば、その値θ1を表示部に表示する(図3中、(2)−1に該当)。また、その回動直後のロータリエンコーダ1の回動速度が速くてセンサの現在位置を読取れず、読取りエラーとなったときには、「前回値」θ2を表示部6に表示する((2)−2に該当)。なお、この「前回値」θ2は読取りエラーを起していないものとする。
【0018】
(3)その後、ロータリエンコーダ1の回動動作がある程度のゆっくりした速度で行われていれば、「今回値」θ1がセンサで読取れるので、これを表示部6に表示できる((3)−1に該当)。
また、次第に回動速度が増大していく場合には、今回の測角では速度が速すぎて読取りエラーとなるが、前回の測角では読みとれる場合もあり、この場合には表示部6に「前回値」θ2を表示する((3)−2に該当)。また、さらに今回及び前回の測角でも読取りエラーを起しているが、前々回の測角のときにはまだ速度が速すぎることがなく、角度を読取れることもあり、この場合には「前々回値」θ3を表示する((3)−3に該当)。
【0019】
一方、逆に、ロータリエンコーダ1が次第に回動動作の停止地点に近づき回動速度が減少して行くような場合には、前々回の測角では速度が速すぎて読取りエラーとなるが、前回の測角、今回の測角では減速されて読みとれる場合もあり、この場合には「今回値」θ1が表示される((3)−4に該当)。
【0020】
さらに前回の測角、前々回の測角ではまだ速度が速すぎて読取りエラーを起しているが、今回の測角のときには減速されて回動角を読取れることもあり、この場合にも「今回値」θ1を表示する((3)−5に該当)。
【0021】
また、今回の測角及び前々回の測角では、回動速度が遅く、その間の前回の測角では回動速度が速すぎる場合には、「今回値」θ1が表示される((3)−6に該当)。また、逆に、今回の測角及び前々回の測角では、回動速度が速すぎたが、その間の前回の測角では回動速度が遅い場合には、その「前回値」θ2が表示される((3)−7に該当)。
【0022】
なお、今回、前回、前々回のいずれの測角でも回動速度が速すぎる場合には、過回転エラーとして、表示部に表示させるようになっている((3)−8に該当)。
【0023】
【発明の効果】
以上、説明したように、この発明によれば、回動角を逐次測定・表示する際に、現在の測角作業にエラーを生じたときには、そのエラーを生じずに測定されたできるだけ最新の角度、つまりその直前のエラーを生じずに計測された角度を表示部に表示させ、回動中に表示部での表示が途切れるのを回避するように構成している。従って、ロータリエンコーダが回動中でも、毎回表示部に現在の角度を逐次表示させていくことができるとともに、その角度を逐次算出させていく際に過回転エラーを起こしても、表示部にその過回転エラーの表示がされるのを極力回避できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用されるアブソリュートエンコーダを備えた測量機の測角装置を示す概略構成図である。
【図2】この発明が適用されるセンサであるLED及びCCDの動作を示すタイミングチャートである。
【図3】この発明に係るアブソリュートエンコーダを備えた測量機の測角装置における表示方法を示す説明図である。
【図4】ロータリエンコーダに対するセンサの設置状態を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
1 ロータリエンコーダ
1A 目盛り(透光部)
1B 目盛り(透光部)
2 発光部
3 受光部
4 制御部
5 記憶部
6 表示部
θ1 「今回値」
θ2 「前回値」
θ3 「前々回値」[0001]
【Technical field】
The present invention relates to an angle measuring device of a surveying instrument that performs angle measurement using a rotary encoder and a sensor composed of a light emitting unit and a light receiving unit, and particularly displays the measured angle sequentially during angle measuring work. The present invention relates to an angle measuring device for a surveying instrument equipped with an absolute encoder.
[0002]
[Prior art and its problems]
As rotary encoders used in angle measuring devices of surveying instruments, incremental encoders with the same pattern scale at equal intervals over the entire circumference, and scale patterns on the entire circumference corresponding to the azimuth and altitude angles In contrast, an absolute type in which the azimuth angle, altitude angle, and scale position are associated with each other at a ratio of 1: 1 is known.
[0003]
Normally, in this absolute type rotary encoder, two kinds of scales which are wide and narrow over the entire circumference are all provided at equal pitch intervals, but are provided in different unique patterns.
[0004]
In addition, in the angle measuring device provided with such an absolute rotary encoder, for example, as shown in FIG. 4, in addition to the
[0005]
By the way, in the angle measuring device having such a configuration, it is necessary to sequentially read the mark engraved on the rotating rotary encoder and calculate the current position. Depending on the light emission timing of the LED or the operation timing of the CCD, the angle cannot be displayed without reading the scale well.
In such a case, since a reading error or the like is displayed on the display unit, there is a possibility that there is an inconvenience that there is no way of knowing how much it is currently rotated.
[0006]
OBJECT OF THE INVENTION
Accordingly, in the present invention, in view of the circumstances described above, even when the rotary encoder is rotating, the current angle can be sequentially displayed on the display unit every time, and a reading error is generated when the angle is sequentially calculated. An object of the present invention is to provide an angle measuring device for a surveying instrument equipped with an absolute encoder that can prevent the angle display on the display unit from being interrupted as much as possible.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION
An angle measuring device for a surveying instrument equipped with an absolute encoder according to the present invention is a rotary encoder having a sensor composed of a light emitting unit and a light receiving unit, and the rotational angle of the rotary encoder is sequentially determined based on an output signal from the light receiving unit. An absolute unit that has a control unit that calculates, a storage unit that stores at least the latest angle among the angles already calculated by the control unit, and a display unit that sequentially displays the angle. a angle measuring device of the surveying machine having an encoder, when going to display the angle sequentially with angle measurement, Oite the current angle measuring operations, that the rotational speed of the rotary encoder is higher than a predetermined value when produced angle measurement error caused by, display the latest angle measured without causing the angle measurement error on the display unit, that the display on the display unit during rotation is interrupted It is characterized by being configured to avoid.
[0008]
When an error occurs in the current angle measurement work, the angle of the “previous value” calculated immediately before is displayed on the display unit,
In the case where an error has occurred even in the previous angle measurement work, it is preferable that the angle of the “previous value” calculated before that is displayed on the display unit.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an angle measuring device of a surveying instrument equipped with an absolute encoder according to the present invention, and includes a
[0010]
The
[0011]
The
[0012]
On the other hand, the
[0013]
The
[0014]
Further, the
That is, the
Note that if the previous two angles have also caused a reading error, the
[0015]
The
[0016]
Next, an angle display method in the angle measuring device of the surveying instrument equipped with the absolute encoder according to the present invention will be described with reference to FIG.
(1) When the angle measurement operation is started, the rotary operation of the
In this case, since the sensor can reliably read the scale of the stopped rotary encoder, the current calculated value (hereinafter referred to as “current value” θ1), that is, the angle θ1 (= 0) can be displayed. Therefore, the rotation angle for the previous calculated value (hereinafter referred to as “previous value” θ2) and the previous calculated value (hereinafter referred to as “previous value” θ3) is not displayed. However, it is assumed that the scale of the
Here, the “
[0017]
(2) Next, immediately after the
[0018]
(3) After that, if the rotary operation of the
Further, when the rotational speed gradually increases, the speed is too high at the current angle measurement, resulting in a reading error. However, in some cases, it can be read at the previous angle measurement. “Previous value” θ2 is displayed (corresponding to (3) -2). In addition, a reading error has occurred even at the current and previous angle measurements, but at the time of the previous angle measurement, the speed is still not too high and the angle may be read. θ3 is displayed (corresponding to (3) -3).
[0019]
On the other hand, when the
[0020]
In addition, the previous angle measurement and the previous angle measurement still caused a reading error because the speed was still too high, but at this time the angle was decelerated and the rotation angle could be read. The current value “θ1” is displayed (corresponding to (3) -5).
[0021]
Further, if the rotation speed is slow in the current angle measurement and the previous angle measurement and the rotation speed is too high in the previous angle measurement during that time, “current value” θ1 is displayed ((3) − Corresponding to 6). On the other hand, if the rotation speed is too fast in the current angle measurement and the angle measurement two times before, the previous time value θ2 is displayed if the rotation speed is slow in the previous angle measurement. (Corresponding to (3) -7).
[0022]
In addition, this time, when the rotation speed is too high at any of the previous and previous angle measurements, an over-rotation error is displayed on the display unit (corresponding to (3) -8).
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when an error occurs in the current angle measurement work when the rotation angle is sequentially measured and displayed, the latest angle that can be measured without causing the error. That is, the measured angle is displayed on the display unit without causing an error immediately before that, and the display on the display unit is prevented from being interrupted during rotation. Therefore, even when the rotary encoder is rotating, the current angle can be sequentially displayed on the display unit every time. The display of the rotation error can be avoided as much as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an angle measuring device of a surveying instrument equipped with an absolute encoder to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of an LED and a CCD which are sensors to which the present invention is applied.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a display method in the angle measuring device of the surveying instrument equipped with the absolute encoder according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing an installation state of a sensor with respect to a rotary encoder.
[Explanation of symbols]
1 Rotary encoder 1A Scale (Translucent part)
1B Scale (Translucent part)
2
θ2 “Previous value”
θ3 “Previous value”
Claims (2)
測角しながらその角度を逐次表示していく際に、現在の測角作業において、上記ロータリエンコーダの回転速度が所定値より速いことを原因とする測角エラーを生じたときには、その測角エラーを生じずに測定された最新の角度を表示部に表示させ、回動中に表示部での表示が途切れるのを回避するように構成したことを特徴とするアブソリュートエンコーダを備えた測量機の測角装置。 A rotary encoder having a sensor composed of a light emitting unit and a light receiving unit , a control unit for sequentially calculating the rotation angle of the rotary encoder based on an output signal from the light receiving unit, and an angle already calculated by the control unit An angle measuring device of a surveying instrument having an absolute encoder that performs angle measurement, having a storage unit that stores at least the latest angle and a display unit that sequentially displays the angle,
When going to display the angle sequentially with angle measurement, when Oite the current angle measuring operation, the rotational speed of the rotary encoder has occurred angle measurement error caused by faster than a predetermined value, measuring the A surveying instrument equipped with an absolute encoder characterized in that the latest angle measured without causing an angular error is displayed on the display unit, and the display on the display unit is prevented from being interrupted during rotation. Angle measuring device.
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