JPH0411806B2 - - Google Patents
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- JPH0411806B2 JPH0411806B2 JP60267481A JP26748185A JPH0411806B2 JP H0411806 B2 JPH0411806 B2 JP H0411806B2 JP 60267481 A JP60267481 A JP 60267481A JP 26748185 A JP26748185 A JP 26748185A JP H0411806 B2 JPH0411806 B2 JP H0411806B2
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- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
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Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は2本のレーザー光線を用いた角度検出
方法および装置に関する。
方法および装置に関する。
[従来の技術]
三角測量によつて角度又は平面位置を求める従
来の方法はトランシツトを用いて行うのが普通で
あり、トランシツトによる場合はトランシツトを
操作する測量士1名とポールをもつ作業員の少な
くとも2名の人員を必要とし、また作業時間もか
かるものであつた。
来の方法はトランシツトを用いて行うのが普通で
あり、トランシツトによる場合はトランシツトを
操作する測量士1名とポールをもつ作業員の少な
くとも2名の人員を必要とし、また作業時間もか
かるものであつた。
そこで本出願人はレーザーを用いて測量を行う
方法について先に特許出願を行つた(特開昭62−
50616号公報参照)。この方法によれば格別な熟練
を要せずして迅速に測量を行うことができ、かつ
データの自動記録やコンピユータへの入力が可能
となり、優れた測量方法であるが、基準点と計測
点間での通信(実用的には無線)が必要であり、
無線の誤作動等による測量誤差の危険性があつ
た。
方法について先に特許出願を行つた(特開昭62−
50616号公報参照)。この方法によれば格別な熟練
を要せずして迅速に測量を行うことができ、かつ
データの自動記録やコンピユータへの入力が可能
となり、優れた測量方法であるが、基準点と計測
点間での通信(実用的には無線)が必要であり、
無線の誤作動等による測量誤差の危険性があつ
た。
その他の従来技術としては、例えば特開昭56−
117110号公報には発光手段を有する漂流ブイを用
いた位置測定方法が記載されている。しかし、こ
の技術では固定点間のデータ伝送が不可欠であ
り、それによる時間遅れが精度及びリアルタイム
な処理能力という点で悪影響を及ぼす。また、固
定点間に障害物があると計測自体が不可能であ
る。さらに、固定点側で測定点の位置が求められ
るので、特にロボツトの様に現在位置を入力しつ
つ制御をする場合には不適当である。これに加え
て、この従来技術では発光手段からの光が距離の
3乗に比例して光量が減少するため、発光源であ
る固定点と受光箇所である測定点との距離を長く
することが出来ない。これに関連して、この従来
技術では外乱光対策が必要であり、その分だけ演
算処理が複雑化し、或いは計測精度が低下してし
まう。
117110号公報には発光手段を有する漂流ブイを用
いた位置測定方法が記載されている。しかし、こ
の技術では固定点間のデータ伝送が不可欠であ
り、それによる時間遅れが精度及びリアルタイム
な処理能力という点で悪影響を及ぼす。また、固
定点間に障害物があると計測自体が不可能であ
る。さらに、固定点側で測定点の位置が求められ
るので、特にロボツトの様に現在位置を入力しつ
つ制御をする場合には不適当である。これに加え
て、この従来技術では発光手段からの光が距離の
3乗に比例して光量が減少するため、発光源であ
る固定点と受光箇所である測定点との距離を長く
することが出来ない。これに関連して、この従来
技術では外乱光対策が必要であり、その分だけ演
算処理が複雑化し、或いは計測精度が低下してし
まう。
[発明が解決しようとする問題点]
本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みて提
案されたもので、レーザを用いた測量方法の長所
をそのまま生かし、基準点と計測点間での通信に
用いる無線装置の誤作動、その他に起因する測量
誤差を生じることとないレーザーを用いた角度検
出方法及び装置の提供を目的としている。
案されたもので、レーザを用いた測量方法の長所
をそのまま生かし、基準点と計測点間での通信に
用いる無線装置の誤作動、その他に起因する測量
誤差を生じることとないレーザーを用いた角度検
出方法及び装置の提供を目的としている。
[課題を解決するための手段]
本発明による2本のレーザー光線を用いた角度
検出方法によれば、計測用と固定点である基準点
にレーザー燈台を設置し、該レーザー燈台から2
本のレーザー光線を水平面内においてむらのない
同じ旋回速度で互いに逆回転する様に旋回照射
し、該2本のレーザー光線に関して角度的に中心
に位置する線を基準線とし、計測点にはレーザー
光を検知するセンサーおよび正確な時間測定装置
を設置し、レーザー燈台により照射される2本の
レーザー光線を検知する時間間〓を計測し、これ
を演算装置に入力して計測点とレーザー光線の基
準線とのなす角度に変換するようになつている。
検出方法によれば、計測用と固定点である基準点
にレーザー燈台を設置し、該レーザー燈台から2
本のレーザー光線を水平面内においてむらのない
同じ旋回速度で互いに逆回転する様に旋回照射
し、該2本のレーザー光線に関して角度的に中心
に位置する線を基準線とし、計測点にはレーザー
光を検知するセンサーおよび正確な時間測定装置
を設置し、レーザー燈台により照射される2本の
レーザー光線を検知する時間間〓を計測し、これ
を演算装置に入力して計測点とレーザー光線の基
準線とのなす角度に変換するようになつている。
また本発明による2本のレーザー光線を用いた
角度検出装置によれば、計測用の固定点である基
準点にレーザー燈台を設け、該レーザー燈台は2
本のレーザー光線を水平面内において互いに同じ
旋回速度で逆回転する様に回転照射する機構を内
蔵しており、計測点で2本のレーザー光を検知す
る計測点用センサーと、計測点で2本のレーザー
光を受光する時間間〓を測定する時間測定装置
と、計測点で2本のレーザー光の受光した時間の
時間間〓から前記2本のレーザー光線に関して角
度的に中心に位置する基準線と計測点とのなす角
度を演算し表示する角度演算表示装置とを備えて
いる。
角度検出装置によれば、計測用の固定点である基
準点にレーザー燈台を設け、該レーザー燈台は2
本のレーザー光線を水平面内において互いに同じ
旋回速度で逆回転する様に回転照射する機構を内
蔵しており、計測点で2本のレーザー光を検知す
る計測点用センサーと、計測点で2本のレーザー
光を受光する時間間〓を測定する時間測定装置
と、計測点で2本のレーザー光の受光した時間の
時間間〓から前記2本のレーザー光線に関して角
度的に中心に位置する基準線と計測点とのなす角
度を演算し表示する角度演算表示装置とを備えて
いる。
[作用効果の説明]
2本のレーザー光線を水平面内において同じ旋
回速度で互いに逆回転するので、2本のレーザー
光線の角度的に中心の線すなわち基準線は不変で
ある。したがつて2本のレーザー光線の経路の差
から計測点におけるセンサが受光する時間に間〓
すなわち差が生ずる。この時間間〓から2本のレ
ーザー光線の基準線と計測点とのなす角度を求め
ることができる。それ故に、レーザを用いた測量
方法の長所をそのまま生かし、基準点と計測点間
での通信に用いる無線装置の誤作動等による測量
誤差を生じないような測量が達成されるのであ
る。
回速度で互いに逆回転するので、2本のレーザー
光線の角度的に中心の線すなわち基準線は不変で
ある。したがつて2本のレーザー光線の経路の差
から計測点におけるセンサが受光する時間に間〓
すなわち差が生ずる。この時間間〓から2本のレ
ーザー光線の基準線と計測点とのなす角度を求め
ることができる。それ故に、レーザを用いた測量
方法の長所をそのまま生かし、基準点と計測点間
での通信に用いる無線装置の誤作動等による測量
誤差を生じないような測量が達成されるのであ
る。
そして、基準線と計測点とのなす角度は計測点
において求めることが出来るので、レーザー燈台
を2台用いて平面位置を求める場合でも、固定点
(レーザー燈台)間のデータ伝送が不要であり、
時間遅れがないリアルタイムで且つ精度の高い処
理が可能である。また、障害物がある場合には基
準点を移動すれば計測或いは測量には全く影響が
無い。さらに、測定点にてその位置を特定するこ
とが可能なので、特にロボツトの制御等に好適で
ある。これに加えて、散乱が極めて小さなレーザ
ー光線を用いているため、発光源である基準点で
ある固定点と計測点である受光箇所との距離を長
くすることが出来て、しかも、外乱光対策が不要
である。
において求めることが出来るので、レーザー燈台
を2台用いて平面位置を求める場合でも、固定点
(レーザー燈台)間のデータ伝送が不要であり、
時間遅れがないリアルタイムで且つ精度の高い処
理が可能である。また、障害物がある場合には基
準点を移動すれば計測或いは測量には全く影響が
無い。さらに、測定点にてその位置を特定するこ
とが可能なので、特にロボツトの制御等に好適で
ある。これに加えて、散乱が極めて小さなレーザ
ー光線を用いているため、発光源である基準点で
ある固定点と計測点である受光箇所との距離を長
くすることが出来て、しかも、外乱光対策が不要
である。
[実施例]
以下、図面を参照して本発明の角度検出装置2
組を使つた実施例につき説明する。
組を使つた実施例につき説明する。
まず本発明の測量方法を実施するに際して使用
する装置について説明すると、基準点AおよびB
で2本のレーザー光線を水平面にむらのない同一
の旋回速度で互いに逆方向に回転照射するレーザ
ー燈台1Aおよび1Bと、計測点Cでそれらのレ
ーザー光を検知する計測点用センサー3と、レー
ザー光を受光する時間間〓を測定する時間測定装
置4(受光間〓測定回路)と、レーザー光の受光
時間間〓から基準線(すなわち2本のレーザー光
線に関し角度的に中心に位置する線)と計測点と
のなす角度を求めその値と基準点間の距離から計
測地点の座標を演算し表示する座標演算表示装置
5(マイクロコンピユータ)とを用いる。
する装置について説明すると、基準点AおよびB
で2本のレーザー光線を水平面にむらのない同一
の旋回速度で互いに逆方向に回転照射するレーザ
ー燈台1Aおよび1Bと、計測点Cでそれらのレ
ーザー光を検知する計測点用センサー3と、レー
ザー光を受光する時間間〓を測定する時間測定装
置4(受光間〓測定回路)と、レーザー光の受光
時間間〓から基準線(すなわち2本のレーザー光
線に関し角度的に中心に位置する線)と計測点と
のなす角度を求めその値と基準点間の距離から計
測地点の座標を演算し表示する座標演算表示装置
5(マイクロコンピユータ)とを用いる。
第1図および第2図に前記各機器の配置関係を
示し、AおよびBは基準点、Cは計測地点であ
り、基準点Aには前述のレーザー燈台1Aと他方
のレーザー燈台1Bの基準線方向を検知する基準
線検知センサー2Aが設置され、また基準点Bに
はレーザー燈台1Bと他方のレーザー燈台1Aの
基準線方向を検知する基準線検知センサー2Bが
設置され、また計測地点Cにはレーザー燈台1A
およびレーザー燈台1Bのレーザー光を検知する
計測点用センサー3が設置され、さらに計測点C
には前述の時間測定装置(受光間〓測定回路)4
および座標演算表示装置(マイクロコンピユー
タ)5が設けられる。lは基準点Aと基準点B間
の距離であり、あらかじめ計測する。
示し、AおよびBは基準点、Cは計測地点であ
り、基準点Aには前述のレーザー燈台1Aと他方
のレーザー燈台1Bの基準線方向を検知する基準
線検知センサー2Aが設置され、また基準点Bに
はレーザー燈台1Bと他方のレーザー燈台1Aの
基準線方向を検知する基準線検知センサー2Bが
設置され、また計測地点Cにはレーザー燈台1A
およびレーザー燈台1Bのレーザー光を検知する
計測点用センサー3が設置され、さらに計測点C
には前述の時間測定装置(受光間〓測定回路)4
および座標演算表示装置(マイクロコンピユー
タ)5が設けられる。lは基準点Aと基準点B間
の距離であり、あらかじめ計測する。
計測地点Cにおけるレーザー光受光時間間〓と
角度の関係を第3図および第4図を参照し説明す
ると、計測地点Cで観測可能な値は時間間〓t1,
t2,t3…である。基準方向と計測点のなす角度は
θはθ=(t1−t2)/(|t1−t2|)×t2/(t1+
t2)×180°で表わせる。
角度の関係を第3図および第4図を参照し説明す
ると、計測地点Cで観測可能な値は時間間〓t1,
t2,t3…である。基準方向と計測点のなす角度は
θはθ=(t1−t2)/(|t1−t2|)×t2/(t1+
t2)×180°で表わせる。
ただしt1はccω(基準線に対して反時計回りレ
ーザー光線)→cω(基準線に対して時計回りレー
ザー光線)の時間間〓、t2はcω−ccωの時間間〓
である。
ーザー光線)→cω(基準線に対して時計回りレー
ザー光線)の時間間〓、t2はcω−ccωの時間間〓
である。
第5図および第6図にレーザー燈台1の詳細を
示し、レーザー燈台1は前述のようにレーザー光
線を水平面内に互いに逆方向に回転照射して基準
線に対して反対方向に同じ速度で回転する2本の
光線を照射するようになつており、レーザー発振
器11と、レーザー発振器11からのレーザー光
線を基準線に対して反対方向に同じ速度で回転す
る2本の光線cω、ccωとして照射するための固
定ミラー12と、レーザー発振器と固定ミラーが
設けられていてむらのない旋回速度で旋回する回
転体13とからなつている。
示し、レーザー燈台1は前述のようにレーザー光
線を水平面内に互いに逆方向に回転照射して基準
線に対して反対方向に同じ速度で回転する2本の
光線を照射するようになつており、レーザー発振
器11と、レーザー発振器11からのレーザー光
線を基準線に対して反対方向に同じ速度で回転す
る2本の光線cω、ccωとして照射するための固
定ミラー12と、レーザー発振器と固定ミラーが
設けられていてむらのない旋回速度で旋回する回
転体13とからなつている。
第7図および第8図に基準線検知センサー2を
示し、第7図に示すように基準線の方向ではcω、
ccωのレーザー光線が同時に受光されるので、こ
れを検出し、レーザー燈台1の据付角を微調整す
る。第8図に基準線検知センサーの回路を示し、
フオトダイオード21、増幅整形回路22、パル
ス間〓判別回路23、表示回路24とからなり、
レーザー光をフオトダイオードで検出し、cω、
ccωのレーザー光受光時間間〓が許容時間内であ
れば表示する。
示し、第7図に示すように基準線の方向ではcω、
ccωのレーザー光線が同時に受光されるので、こ
れを検出し、レーザー燈台1の据付角を微調整す
る。第8図に基準線検知センサーの回路を示し、
フオトダイオード21、増幅整形回路22、パル
ス間〓判別回路23、表示回路24とからなり、
レーザー光をフオトダイオードで検出し、cω、
ccωのレーザー光受光時間間〓が許容時間内であ
れば表示する。
第9図に計測点用センサー3を示し、時間計測
用、方向判別用のフオトダイオード31,34
と、各別の増幅整形回路32,32と、方向判別
回路33とからなつており、cω、ccωレーザー
光を区別するために、フオトダイオード31,3
4は平面的に微少距離離れており、受光順序によ
り方向判別するようにする。またレーザー燈台1
A用のセンサーと2B用のセンサーは高さを変え
て区別するようにする。
用、方向判別用のフオトダイオード31,34
と、各別の増幅整形回路32,32と、方向判別
回路33とからなつており、cω、ccωレーザー
光を区別するために、フオトダイオード31,3
4は平面的に微少距離離れており、受光順序によ
り方向判別するようにする。またレーザー燈台1
A用のセンサーと2B用のセンサーは高さを変え
て区別するようにする。
第10図に受光時間測定回路4を示し、水晶発
振回路41、ゲート回路42、カウンター回路4
3とからなつている。
振回路41、ゲート回路42、カウンター回路4
3とからなつている。
座標演算表示装置5としてはマイクロコンピユ
ータを用いて、直交座標、極座標などに変換し、
座標表示あるいは求める座標値を事前入力するこ
となどにより移動方向表示などを行う。
ータを用いて、直交座標、極座標などに変換し、
座標表示あるいは求める座標値を事前入力するこ
となどにより移動方向表示などを行う。
第11図に全体機能図を示し、レーザー燈台1
A,1Bに設けた基準線検知センサー2A,2B
により、2光線cω、ccωの基準線が各々他方の
基準点A,Bの方向に合うようにレーザー燈台1
A,1Bの据付角を微調整する。レーザー燈台1
A,1Bをむらのない旋回速度で旋回してレーザ
ー光cω、ccωを照射する。レーザー光cω、ccω
を計測点用センサー3A,3Bのフオトダイオー
ド31,32でそれぞれ検出し、増幅整形回路3
2,32を経て方向判別回路33に入力して角度
変換の符号判断を行い、また受光間〓測定回路4
A,4Bにより2光線cω、ccωを検出する時間
間〓を計測する。そして座標演算表示装置5の時
間・角度変換機能51,51によりレーザー光
cω、ccωの受光時間間〓から基準線と計測点A,
Bのなす角度を求め、その値と基準点間距離入力
機能52に入力されている基準点間の距離lから
座標計算機能53により計測地点Cの座標を計算
し、表示機能54で表示する。
A,1Bに設けた基準線検知センサー2A,2B
により、2光線cω、ccωの基準線が各々他方の
基準点A,Bの方向に合うようにレーザー燈台1
A,1Bの据付角を微調整する。レーザー燈台1
A,1Bをむらのない旋回速度で旋回してレーザ
ー光cω、ccωを照射する。レーザー光cω、ccω
を計測点用センサー3A,3Bのフオトダイオー
ド31,32でそれぞれ検出し、増幅整形回路3
2,32を経て方向判別回路33に入力して角度
変換の符号判断を行い、また受光間〓測定回路4
A,4Bにより2光線cω、ccωを検出する時間
間〓を計測する。そして座標演算表示装置5の時
間・角度変換機能51,51によりレーザー光
cω、ccωの受光時間間〓から基準線と計測点A,
Bのなす角度を求め、その値と基準点間距離入力
機能52に入力されている基準点間の距離lから
座標計算機能53により計測地点Cの座標を計算
し、表示機能54で表示する。
[発明の効果]
本発明による場合は、レーザー燈台は線対象な
2光線を照射できるレーザー燈台を必要としてレ
ーザー燈台がやや複雑なものとなるが、計測地点
での無線装置が不要で全体としてそれほどコスト
アツプにならず、無線の誤動作による計測誤差を
回避することができる。本発明による利点を挙げ
れば次のようである。
2光線を照射できるレーザー燈台を必要としてレ
ーザー燈台がやや複雑なものとなるが、計測地点
での無線装置が不要で全体としてそれほどコスト
アツプにならず、無線の誤動作による計測誤差を
回避することができる。本発明による利点を挙げ
れば次のようである。
測量が一人で行える。平面上の任意の位置
で計測できる。同時に何点かの位置が計測でき
る。瞬時に計測できる。動きながら計測も可
能である。取扱いが簡単であつて熟練を要しな
い。かなりの精度で計測できる。装置は小
型、計量で安価に提供できる。測量範囲は300
m程度まで可能である。データの自動記録やコ
ンピユータへの入力が可能である。
で計測できる。同時に何点かの位置が計測でき
る。瞬時に計測できる。動きながら計測も可
能である。取扱いが簡単であつて熟練を要しな
い。かなりの精度で計測できる。装置は小
型、計量で安価に提供できる。測量範囲は300
m程度まで可能である。データの自動記録やコ
ンピユータへの入力が可能である。
利用分野としては、通常の測量、移動ロボツト
などの位置計測および制御などに用いることがで
きる。
などの位置計測および制御などに用いることがで
きる。
図面は本発明の実施例を示し、第1図および第
2図は機器の配置関係を示す平面図および正面
図、第3図および第4図は計測地点におけるレー
ザー光受光時間間〓と角度の関係を示す説明図、
第5図および第6図はレーザー燈台の正面図およ
び平面図、第7図および第8図は基準線検知セン
サーの配置図および基準線検知センサー回路図、
第9図は計測点用センサー回路図、第10図は受
光間〓測定回路図、第11図は全体機能図であ
る。 1A,1B……レーザー燈台、2A,2B……
基準線検知センサー、3A,3B……計測点用セ
ンサー、4A,4B……時間測定回路、5……座
標演算表示装置。
2図は機器の配置関係を示す平面図および正面
図、第3図および第4図は計測地点におけるレー
ザー光受光時間間〓と角度の関係を示す説明図、
第5図および第6図はレーザー燈台の正面図およ
び平面図、第7図および第8図は基準線検知セン
サーの配置図および基準線検知センサー回路図、
第9図は計測点用センサー回路図、第10図は受
光間〓測定回路図、第11図は全体機能図であ
る。 1A,1B……レーザー燈台、2A,2B……
基準線検知センサー、3A,3B……計測点用セ
ンサー、4A,4B……時間測定回路、5……座
標演算表示装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 計測用の固定点である基準点にレーザー燈台
を設置し、該レーザー燈台から2本のレーザー光
線を水平面内においてむらのない同じ旋回速度で
互いに逆回転する様に旋回照射し、該2本のレー
ザー光線に関して角度的に中心に位置する線を基
準線とし、計測点にはレーザー光を検知するセン
サーおよび正確な時間測定装置を設置し、レーザ
ー燈台により照射される2本のレーザー光線を検
知する時間間〓を計測し、これを演算装置に入力
して計測点とレーザー光線の基準線とのなす角度
に変換することを特徴とするレーザーを用いた角
度検出方法。 2 計測用の固定点である基準点にレーザー燈台
を設け、該レーザー燈台は2本のレーザー光線を
水平面内において互いに同じ旋回速度で逆回転す
る様に回転照射する機構を内蔵しており、計測点
で2本のレーザー光を検知する計測点用センサー
と、計測点で2本のレーザー光を受光する時間間
〓を測定する時間測定装置と、計測点で2本のレ
ーザー光の受光した時間の時間間〓から前記2本
のレーザー光線に関して角度的に中心に位置する
基準線と計測点とのなす角度を演算し表示する角
度演算表示装置とを備えたことを特徴とするレー
ザーを用いた角度検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26748185A JPS62127682A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | レーザーを用いた角度検出方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26748185A JPS62127682A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | レーザーを用いた角度検出方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62127682A JPS62127682A (ja) | 1987-06-09 |
JPH0411806B2 true JPH0411806B2 (ja) | 1992-03-02 |
Family
ID=17445444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26748185A Granted JPS62127682A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | レーザーを用いた角度検出方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62127682A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0729453Y2 (ja) * | 1988-01-29 | 1995-07-05 | 石川島播磨重工業株式会社 | コンテナクレーン |
JPH0232081U (ja) * | 1988-08-22 | 1990-02-28 | ||
JP4593223B2 (ja) * | 2004-02-19 | 2010-12-08 | 株式会社トプコン | 座標測定システム |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56117110A (en) * | 1980-02-20 | 1981-09-14 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Measuring method of position of drifting buoy |
-
1985
- 1985-11-29 JP JP26748185A patent/JPS62127682A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56117110A (en) * | 1980-02-20 | 1981-09-14 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Measuring method of position of drifting buoy |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62127682A (ja) | 1987-06-09 |
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