JPH0953937A - 座標測定機 - Google Patents
座標測定機Info
- Publication number
- JPH0953937A JPH0953937A JP24227895A JP24227895A JPH0953937A JP H0953937 A JPH0953937 A JP H0953937A JP 24227895 A JP24227895 A JP 24227895A JP 24227895 A JP24227895 A JP 24227895A JP H0953937 A JPH0953937 A JP H0953937A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- projector
- optical axis
- angle
- dimensional
- 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.)
- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は，測量、座標測定に用いられる視準
操作を自動的に連続して行い、精確且つ迅速に測定を行
うものである。 【構成】 レーザービーム投光器（９）の光軸（６）の
角度を自由に制御、計測できる投光器Ａ（２）と二次元
光位置センサー（２０）を組み込んだターゲット（１）
に常時投光器Ａ（２）より投光される光軸（６）がター
ゲット（１）の同一点に投光されるように二次元光位置
センサーの信号で投光角度をフィードバック制御し、又
同時に計測された光軸（６）角度より、測量の技法によ
り、ターゲット（１）の位置及び移動量の測定を行う。
操作を自動的に連続して行い、精確且つ迅速に測定を行
うものである。 【構成】 レーザービーム投光器（９）の光軸（６）の
角度を自由に制御、計測できる投光器Ａ（２）と二次元
光位置センサー（２０）を組み込んだターゲット（１）
に常時投光器Ａ（２）より投光される光軸（６）がター
ゲット（１）の同一点に投光されるように二次元光位置
センサーの信号で投光角度をフィードバック制御し、又
同時に計測された光軸（６）角度より、測量の技法によ
り、ターゲット（１）の位置及び移動量の測定を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は，測量、大型測定物、
及び移動物体の変移量を迅速且つ精確に座標測定を行な
う装置に関するものである。
及び移動物体の変移量を迅速且つ精確に座標測定を行な
う装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来，大型機械又は構造物のような大型
の測定物の座標測定、又は測量を行なう場合，非常に高
価な大型三次元測定装置を用いるか、セオドライト又は
トランシットにて作業者の視準により測量、測定されて
いた。従って高度な熟練を必要とするか高額の設備投資
をする必要が有った。又移動体のリアルタイムな移動量
の三次元的な測定は困難であった。
の測定物の座標測定、又は測量を行なう場合，非常に高
価な大型三次元測定装置を用いるか、セオドライト又は
トランシットにて作業者の視準により測量、測定されて
いた。従って高度な熟練を必要とするか高額の設備投資
をする必要が有った。又移動体のリアルタイムな移動量
の三次元的な測定は困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は，熟練作業者
の目視により測量、測定されていた作業を、連続して自
動的に行うことにより簡単、精確に測量、又は三次元座
標測定を可能にするためになされたものである。
の目視により測量、測定されていた作業を、連続して自
動的に行うことにより簡単、精確に測量、又は三次元座
標測定を可能にするためになされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】投光角度を自在に制御測
定出来るレーザービーム投光器（９）を備えた投光器Ａ
（２）からの光軸（６）がターゲット（１）の同一点に
投光されるようにレーザービーム投光器（９）の角度を
二次元光位置センサー（２０）にて光束重心（２１）の
変位量が最小になるようにそれぞれの角度をコントロー
ラー（４）にて常時フィードバック制御し、常に投光器
Ａ（２）の光軸（６）がターゲット（１）の同一点を自
動追跡することにより、作業者が常時視準しているのと
同様の機能を得る事を可能とし高速に測定が可能なので
移動している物体に対しても測量、測定が可能となる。
複数台の投光器を用いてターゲット（１）の同一点を交
互に同時追跡することによりリアルタイムに三次元座標
測定を可能とする。
定出来るレーザービーム投光器（９）を備えた投光器Ａ
（２）からの光軸（６）がターゲット（１）の同一点に
投光されるようにレーザービーム投光器（９）の角度を
二次元光位置センサー（２０）にて光束重心（２１）の
変位量が最小になるようにそれぞれの角度をコントロー
ラー（４）にて常時フィードバック制御し、常に投光器
Ａ（２）の光軸（６）がターゲット（１）の同一点を自
動追跡することにより、作業者が常時視準しているのと
同様の機能を得る事を可能とし高速に測定が可能なので
移動している物体に対しても測量、測定が可能となる。
複数台の投光器を用いてターゲット（１）の同一点を交
互に同時追跡することによりリアルタイムに三次元座標
測定を可能とする。
【０００５】
【作用】ターゲット（１）の二次元光位置センサー（２
０）検出有効範囲内にレーザービーム投光器（９）より
投光されるレーサースポットを作業者が目で追いながら
手動リモコン（２６）で操作することにより初期設定し
て後、二次元光位置センサー（２０）の出力を光束重心
（２１）設定値に保つように比較駆動回路（２５）にて
α軸モーター（１４）及びβ軸モーター（１５）を駆動
制御することにより、ターゲット（１）の同一点に照準
され、ターゲット（１）が移動してもモーター駆動制御
範囲内の速度であれば動的に追従する。この時、図３に
おいてターゲット（１）の二次元光位置センサー（２
０）検出有効範囲内平面に投影されるレーザースポット
が垂直投光面（２２）では真円、傾斜投光面（２３）で
は楕円となるが光束重心（２１）は同じ点となり、ター
ゲット（１）が光軸（６）との角度変化及び投光器との
距離の変化によるレーザースポットの面積変化に対して
も同一点を照準する。 これによりターゲット（１）を
測定箇所に順次移動することにより、各々の測定箇所に
対するそれぞれの照準角度を得ることが出来る。
０）検出有効範囲内にレーザービーム投光器（９）より
投光されるレーサースポットを作業者が目で追いながら
手動リモコン（２６）で操作することにより初期設定し
て後、二次元光位置センサー（２０）の出力を光束重心
（２１）設定値に保つように比較駆動回路（２５）にて
α軸モーター（１４）及びβ軸モーター（１５）を駆動
制御することにより、ターゲット（１）の同一点に照準
され、ターゲット（１）が移動してもモーター駆動制御
範囲内の速度であれば動的に追従する。この時、図３に
おいてターゲット（１）の二次元光位置センサー（２
０）検出有効範囲内平面に投影されるレーザースポット
が垂直投光面（２２）では真円、傾斜投光面（２３）で
は楕円となるが光束重心（２１）は同じ点となり、ター
ゲット（１）が光軸（６）との角度変化及び投光器との
距離の変化によるレーザースポットの面積変化に対して
も同一点を照準する。 これによりターゲット（１）を
測定箇所に順次移動することにより、各々の測定箇所に
対するそれぞれの照準角度を得ることが出来る。
【０００６】
【実施例】２図において、脚（１９）によりベース（１
８）にβ角度センサー（１６）及びβ軸モーター（１
５）よりなるβ軸（１２）駆動部を固定し、β軸（１
２）にブラケット（１７）を介してβ軸（１２）と直角
にα角度センサー（１３）及びα軸モーター（１４）よ
りなるα軸（１１）駆動部を固定する。α軸（１１）に
投光器保持器（１０）を介してレーザービーム投光器
（９）を固定する。このように構成された投光器Ａ
（２）及び投光器Ｂ（３）を、図１においてターゲット
（１）に光軸（６）を向け設置。コントローラー（４）
にそれぞれ投光器Ａ（２）及び投光器Ｂ（３）を制御線
（７）にて接続、ターゲット（１）に信号線（８）で接
続、及び手動リモコン（２６）、そして測定結果演算、
記録表示するためのコンピューター（５）を接続する。
図４にて制御系統説明すると、まずターゲット（１）に
投光器Ａ（２）のレーザービーム投光器（９）を投光
し、レーザースポットの光束重心（２１）に対する二次
元光位置センサー（２０）規定位置のずれ量が最小にな
るように投光器Ａ（２）のα軸モーター（１４）及びβ
軸モーター（１５）を比較駆動回路（２５）にて駆動制
御し、次に投光器Ａ（２）のレーザービーム投光器
（９）を投光を止め、投光器Ｂ（３）を同様に駆動制御
する。これを繰り返す事により投光器Ａ（２）及び投光
器Ｂ（３）は、ほぼ同期してターゲット（１）の同一点
を照準する。何らかの原因で光軸（６）がターゲット
（１）の二次元光位置センサー（２０）検出有効範囲に
無くなった時は手動リモコン（２６）を操作して検出有
効範囲内に光軸（６）を設定することにより動作を再開
できる。そしてコンピューター（５）データ入力要請に
各α角度センサー（１３）及びβ角度センサー（１６）
の値及び比較駆動回路（２５）からの制御ずれ量を併せ
て座標演算回路（２４）で演算し、演算後のデータを出
力する。投光器Ａ（２）単数使用の測量等の場合は連続
した駆動制御で良く、複雑な座標演算の必要のないとき
はα角度センサー（１３）及びβ角度センサー（１６）
の値を角度表示するだけでも良い。又投光器、ターゲッ
ト（１）及びコントローラー（４）の設置位置に距離が
ある等の場合は各々バッテリー駆動とし、制御線（７）
及び信号線（８）を無線制御することも出来る。
８）にβ角度センサー（１６）及びβ軸モーター（１
５）よりなるβ軸（１２）駆動部を固定し、β軸（１
２）にブラケット（１７）を介してβ軸（１２）と直角
にα角度センサー（１３）及びα軸モーター（１４）よ
りなるα軸（１１）駆動部を固定する。α軸（１１）に
投光器保持器（１０）を介してレーザービーム投光器
（９）を固定する。このように構成された投光器Ａ
（２）及び投光器Ｂ（３）を、図１においてターゲット
（１）に光軸（６）を向け設置。コントローラー（４）
にそれぞれ投光器Ａ（２）及び投光器Ｂ（３）を制御線
（７）にて接続、ターゲット（１）に信号線（８）で接
続、及び手動リモコン（２６）、そして測定結果演算、
記録表示するためのコンピューター（５）を接続する。
図４にて制御系統説明すると、まずターゲット（１）に
投光器Ａ（２）のレーザービーム投光器（９）を投光
し、レーザースポットの光束重心（２１）に対する二次
元光位置センサー（２０）規定位置のずれ量が最小にな
るように投光器Ａ（２）のα軸モーター（１４）及びβ
軸モーター（１５）を比較駆動回路（２５）にて駆動制
御し、次に投光器Ａ（２）のレーザービーム投光器
（９）を投光を止め、投光器Ｂ（３）を同様に駆動制御
する。これを繰り返す事により投光器Ａ（２）及び投光
器Ｂ（３）は、ほぼ同期してターゲット（１）の同一点
を照準する。何らかの原因で光軸（６）がターゲット
（１）の二次元光位置センサー（２０）検出有効範囲に
無くなった時は手動リモコン（２６）を操作して検出有
効範囲内に光軸（６）を設定することにより動作を再開
できる。そしてコンピューター（５）データ入力要請に
各α角度センサー（１３）及びβ角度センサー（１６）
の値及び比較駆動回路（２５）からの制御ずれ量を併せ
て座標演算回路（２４）で演算し、演算後のデータを出
力する。投光器Ａ（２）単数使用の測量等の場合は連続
した駆動制御で良く、複雑な座標演算の必要のないとき
はα角度センサー（１３）及びβ角度センサー（１６）
の値を角度表示するだけでも良い。又投光器、ターゲッ
ト（１）及びコントローラー（４）の設置位置に距離が
ある等の場合は各々バッテリー駆動とし、制御線（７）
及び信号線（８）を無線制御することも出来る。
【０００７】以上のような構成で，これを使用するとき
はまず投光器のα軸（１１）及びβ軸（１２）を手動リ
モコン（２６）で角度操作しレーザービーム投光器
（９）より投光されるレーザースポットを目視にて位置
を確認しながらターゲット（１）の二次元光位置センサ
ー（２０）検出有効範囲内に導く。そして比較駆動回路
（２５）の制御を有効にすることにより後はターゲット
（１）を測定箇所にモーター駆動制御範囲内の速度で任
意に移動させて各々の変位量を測定する。又はターゲッ
ト（１）を複数個測定箇所に設け、順次手動にてレーザ
ースポットを目視にて任意移動させて複数箇所の測定を
行う。
はまず投光器のα軸（１１）及びβ軸（１２）を手動リ
モコン（２６）で角度操作しレーザービーム投光器
（９）より投光されるレーザースポットを目視にて位置
を確認しながらターゲット（１）の二次元光位置センサ
ー（２０）検出有効範囲内に導く。そして比較駆動回路
（２５）の制御を有効にすることにより後はターゲット
（１）を測定箇所にモーター駆動制御範囲内の速度で任
意に移動させて各々の変位量を測定する。又はターゲッ
ト（１）を複数個測定箇所に設け、順次手動にてレーザ
ースポットを目視にて任意移動させて複数箇所の測定を
行う。
【０００８】
【発明の効果】これにより、測量及び座標測定における
人的誤差がなくなり非熟練作業者でも精確な測定か迅速
に行える。また測定開始後は自動的に測定が連続して行
えるため無人測定、自動化装置に組み込んでの自動測定
が容易に構築できるようになる。大型機械、装置等の三
次元測定も低コストで可能となり、移動物体の移動量、
速度等の計測も容易に可能となる。
人的誤差がなくなり非熟練作業者でも精確な測定か迅速
に行える。また測定開始後は自動的に測定が連続して行
えるため無人測定、自動化装置に組み込んでの自動測定
が容易に構築できるようになる。大型機械、装置等の三
次元測定も低コストで可能となり、移動物体の移動量、
速度等の計測も容易に可能となる。
【図１】 本発明の全体斜視図
【図２】 投光機断面
【図３】 ターゲット詳細
【図４】 制御フローシート
１ ターゲット ２ 投光器Ａ ３ 投光器Ｂ ４ コントローラー ５ コンピューター ６ 光軸 ７ 制御線 ８ 信号線 ９ レーザービーム投光器 １０ 投光器保持器 １１ α軸 １２ β軸 １３ α角度センサー １４ α軸モーター １５ β軸モーター １６ β角度センサー １７ ブラケット １８ ベース １９ 脚 ２０ 二次元光位置センサー ２１ 光束重心 ２２ 垂直投光面 ２３ 傾斜投光面 ２４ 座標演算回路 ２５ 比較駆動回路 ２６ 手動リモコン
Claims (2)
- 【請求項１】レーザービーム投光器（９）の光軸（６）
の角度を自由に制御、計測できる投光器Ａ（２）と二次
元光位置センサー（２０）を組み込んだターゲット
（１）に常時投光器Ａ（２）より投光される光軸（６）
がターゲット（１）の同一点に投光されるように二次元
光位置センサー（２０）の信号で投光角度をフィードバ
ック制御し、又同時に計測された光軸（６）角度より、
測量の技法により、ターゲット（１）の位置及び移動量
の測定を行う座標測定機。 - 【請求項２】複数の投光器Ａ（２）及び投光器Ｂ（３）
より同一ターゲット（１）に交互に投光して複数基の投
光器より得られる角度より、ターゲット（１）の三次元
座標及び三次元変位量を測定可能とした請求項１の座標
測定機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24227895A JPH0953937A (ja) | 1995-08-16 | 1995-08-16 | 座標測定機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24227895A JPH0953937A (ja) | 1995-08-16 | 1995-08-16 | 座標測定機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953937A true JPH0953937A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=17086889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24227895A Pending JPH0953937A (ja) | 1995-08-16 | 1995-08-16 | 座標測定機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0953937A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014032340A1 (zh) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | 深圳华盛昌机械实业有限公司 | 遥控测距生成工程蓝图的方法及其装置 |
| JP2020012746A (ja) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 超音波検査装置 |
| CN113009454A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-22 | 福建汇川物联网技术科技股份有限公司 | 一种激光测距靶标及测距方法 |
-
1995
- 1995-08-16 JP JP24227895A patent/JPH0953937A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014032340A1 (zh) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | 深圳华盛昌机械实业有限公司 | 遥控测距生成工程蓝图的方法及其装置 |
| JP2020012746A (ja) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 超音波検査装置 |
| CN113009454A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-22 | 福建汇川物联网技术科技股份有限公司 | 一种激光测距靶标及测距方法 |
| CN113009454B (zh) * | 2021-03-08 | 2023-10-13 | 福建汇川物联网技术科技股份有限公司 | 一种激光测距靶标及测距方法 |
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