JPS58187801A - 三次元位置測定装置 - Google Patents
三次元位置測定装置Info
- Publication number
- JPS58187801A JPS58187801A JP57070707A JP7070782A JPS58187801A JP S58187801 A JPS58187801 A JP S58187801A JP 57070707 A JP57070707 A JP 57070707A JP 7070782 A JP7070782 A JP 7070782A JP S58187801 A JPS58187801 A JP S58187801A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measured
- light
- camera
- basket
- distance
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/86—Combinations of lidar systems with systems other than lidar, radar or sonar, e.g. with direction finders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ダム、橋梁工事等においで、クレーンパケッ
ト等の空間を移動する物体の位置を測定するのに用いる
に好適な三次元位置測定装置に関する。
ト等の空間を移動する物体の位置を測定するのに用いる
に好適な三次元位置測定装置に関する。
通常、ダム、橋梁工事等においでは、クレーンパケット
は広大な空間中を移動してゆくので、オペレータはパケ
ットの正確な位置を認識することが難かしい。従って、
コンク、リート、土木資材等を正確に意図する目標位冑
へ運搬するには、高度の熟練と経験を要するばかりか、
位置の誤認に基く不慮の事故等が発生する危険が常に存
在しでいる。従って、こうした空間を移動する物体の位
置を自動的かつ正確に測定し得る位置測定装置の開発が
望まれていた。
は広大な空間中を移動してゆくので、オペレータはパケ
ットの正確な位置を認識することが難かしい。従って、
コンク、リート、土木資材等を正確に意図する目標位冑
へ運搬するには、高度の熟練と経験を要するばかりか、
位置の誤認に基く不慮の事故等が発生する危険が常に存
在しでいる。従って、こうした空間を移動する物体の位
置を自動的かつ正確に測定し得る位置測定装置の開発が
望まれていた。
従来、この種の位置測定装置として１よ、二角測駿方式
による静止形のものと、レーザ光を用いた追尾形のもの
が知られでいるが、前者は移動する物体の自動測定は不
可能であり、後者は、レーザ光の送受信装置を被測定物
と計測装置側の両方に設ける必要があるので、被測定物
に強い衝撃や振動が作用するパケット等への装着は困難
なものがあり、更にこの場合、方向角を指向性の強いレ
ーザ光の入射角を求めること（こより検出しでいるため
に、被測定物の移動７ＪＯ速度が大きい場合には追尾機
構の応答性も高くする必要があり、必然的に装置が大型
化、高Ｍ密化しでしまう欠点があった。
による静止形のものと、レーザ光を用いた追尾形のもの
が知られでいるが、前者は移動する物体の自動測定は不
可能であり、後者は、レーザ光の送受信装置を被測定物
と計測装置側の両方に設ける必要があるので、被測定物
に強い衝撃や振動が作用するパケット等への装着は困難
なものがあり、更にこの場合、方向角を指向性の強いレ
ーザ光の入射角を求めること（こより検出しでいるため
に、被測定物の移動７ＪＯ速度が大きい場合には追尾機
構の応答性も高くする必要があり、必然的に装置が大型
化、高Ｍ密化しでしまう欠点があった。
本発明は、前述の欠点を解消すべく、強い衝撃や振動が
作用する被測定物等に対しでもその位１ａを、小型かつ
簡略な装置で測定し得ろ三次元位置測定装置を提供する
ことを目的とするものである。
作用する被測定物等に対しでもその位１ａを、小型かつ
簡略な装置で測定し得ろ三次元位置測定装置を提供する
ことを目的とするものである。
即ち、本発明は、被測定物との間の距離を被測定物から
の反射光を捕捉しで測定する光波距離計及び、テレビカ
メラを、互いに直交する二方向に移動自在に支持された
架台上に設置ｄすると共に、前記架台に、被測定物と、
テレビカメラの視野中の基準点が向けら■ている方向の
方向角との偏差角を演算し、偏差角が０となるように駆
動制御される駆動機構を設け、更に前記方向角と偏差角
から？！ｌ測定物の方向角を演算し、被測定物の方向角
と０１１記光波距離計で求めた距離から演算された被測
定物の座標を表示する、表示手段を設けて構成される。
の反射光を捕捉しで測定する光波距離計及び、テレビカ
メラを、互いに直交する二方向に移動自在に支持された
架台上に設置ｄすると共に、前記架台に、被測定物と、
テレビカメラの視野中の基準点が向けら■ている方向の
方向角との偏差角を演算し、偏差角が０となるように駆
動制御される駆動機構を設け、更に前記方向角と偏差角
から？！ｌ測定物の方向角を演算し、被測定物の方向角
と０１１記光波距離計で求めた距離から演算された被測
定物の座標を表示する、表示手段を設けて構成される。
以ト＼図面に示す実施例に）−Ｉ！、き、本発明を具体
的に説明する。
的に説明する。
第１図は本発明による三次元位置測定装置を用いたクレ
ーン操作システムの一例を示す図、第２図は本発明によ
る三次元位１ｑ測定装置の一実施例を示す斜視図、第３
図はクレーン操作システムの一例を示すブロック図、第
４図は本発明による三次元位置測定装置と被測定物との
位置関係を示す図、第５１図はテレビカメラ視野中の被
測定物を示す図、第６図は被測定物と本発明による三次
元位置測定装置及び１京点との位１に関係を示す図であ
る。
ーン操作システムの一例を示す図、第２図は本発明によ
る三次元位１ｑ測定装置の一実施例を示す斜視図、第３
図はクレーン操作システムの一例を示すブロック図、第
４図は本発明による三次元位置測定装置と被測定物との
位置関係を示す図、第５１図はテレビカメラ視野中の被
測定物を示す図、第６図は被測定物と本発明による三次
元位置測定装置及び１京点との位１に関係を示す図であ
る。
クレーン操作システム１は、第１図に示すように、ウィ
ンチ２及び滑車３間に張設されたケーブル５を有してお
り、ケーブル５にはクレーンバケット６が水平及び垂直
、即ち矢印Ａ、Ｂ及びＣ，Ｄ方向に移動自在に吊下され
でいる。
ンチ２及び滑車３間に張設されたケーブル５を有してお
り、ケーブル５にはクレーンバケット６が水平及び垂直
、即ち矢印Ａ、Ｂ及びＣ，Ｄ方向に移動自在に吊下され
でいる。
バケット６にはコーナーキューブ等の反射鏡７及び投光
器等の発光体９が設けられでおり、史にバケット６が吊
トされて（・る空間σ）図中手Ａｔｊ側の適宜な場所に
は、本発明による三次元位置測定装置ｌＯが設置されて
いる。装置ｌＯは、第２図に示すように、ベース１１及
び、ベース１１に対して水東方向、即ち矢印Ｅ、Ｆ方向
に駆動機構を構成するモータ１２によって回転駆動され
る第１の架台１３を有しており、Ｍｌσ）架台１３上を
こは、ベース１１に対して垂直方向、即ち矢印Ｇ、１１
方向に駆動機構を構成するモータ１５によって回転駆動
される第２の架台１６が設けられている。また、架台１
６上にはテレビカメラ１７及び光波距離計１９が設けら
れている。テレビカメラ１７には、第３図に示すように
、画像処理部２０、偏差角演算部２１を介して追尾制御
部２２が接続しており、制御部２２にはモータ１２，１
５及び各モータ１２゜１５に接続された角度検出用トラ
ンスデユーサ２３．２５が接続しでいる。また、制御部
２２には方向角演算部２６を介して主制御部２７が接続
しており、主制御部２７には光波距離計１９に接続され
た距離演算部３３、ディスプレイ２９が接続している。
器等の発光体９が設けられでおり、史にバケット６が吊
トされて（・る空間σ）図中手Ａｔｊ側の適宜な場所に
は、本発明による三次元位置測定装置ｌＯが設置されて
いる。装置ｌＯは、第２図に示すように、ベース１１及
び、ベース１１に対して水東方向、即ち矢印Ｅ、Ｆ方向
に駆動機構を構成するモータ１２によって回転駆動され
る第１の架台１３を有しており、Ｍｌσ）架台１３上を
こは、ベース１１に対して垂直方向、即ち矢印Ｇ、１１
方向に駆動機構を構成するモータ１５によって回転駆動
される第２の架台１６が設けられている。また、架台１
６上にはテレビカメラ１７及び光波距離計１９が設けら
れている。テレビカメラ１７には、第３図に示すように
、画像処理部２０、偏差角演算部２１を介して追尾制御
部２２が接続しており、制御部２２にはモータ１２，１
５及び各モータ１２゜１５に接続された角度検出用トラ
ンスデユーサ２３．２５が接続しでいる。また、制御部
２２には方向角演算部２６を介して主制御部２７が接続
しており、主制御部２７には光波距離計１９に接続され
た距離演算部３３、ディスプレイ２９が接続している。
一方、キーボード３０にはケーブルクレーン制御部３１
が接続しており、−に制御部３１４こけウィンチ２が接
続しでいる、 本発明は、以−トのような構成を有するので、土砂等を
運搬するクレーンバケット６は、ウィンチ２により、ケ
ーブル５を介して空間中を矢印Ａ、Ｂ及びＣ，Ｄ方向に
移動駆動されるが、バケット６の位置を測定し、バケッ
ト６の運行を制御するには、まず光波距離計１９から周
波数変調した数種類の光３２を被測定物であるバケット
６に装着された反射鏡７へ向けで投射し、同時にその反
射光を捕捉しで、投射光と反射光の位相差θ１から距離
演算部３３が距離計１９、従って位置測定装置１０から
バケット６までの距離「を演算する。この際、距離計１
９から投射される光３２は強い指向性を有する必鼎はな
く、反射光を距離計１９が捕捉し得る程度の指向性を有
すれば十分である（参考までに、第４図に本装［ＬＯに
才。ける光３２の投光範囲ＨＴＡ）示す３．）。−刀、
テレビカメラ１７は、バケット６の発光体９がらの光３
５を捕捉し、画像処理部２０の画像メモ！ｊ２０ａ中に
、第５図にボすように、カメラ１７の映像３６を格納す
る。
が接続しており、−に制御部３１４こけウィンチ２が接
続しでいる、 本発明は、以−トのような構成を有するので、土砂等を
運搬するクレーンバケット６は、ウィンチ２により、ケ
ーブル５を介して空間中を矢印Ａ、Ｂ及びＣ，Ｄ方向に
移動駆動されるが、バケット６の位置を測定し、バケッ
ト６の運行を制御するには、まず光波距離計１９から周
波数変調した数種類の光３２を被測定物であるバケット
６に装着された反射鏡７へ向けで投射し、同時にその反
射光を捕捉しで、投射光と反射光の位相差θ１から距離
演算部３３が距離計１９、従って位置測定装置１０から
バケット６までの距離「を演算する。この際、距離計１
９から投射される光３２は強い指向性を有する必鼎はな
く、反射光を距離計１９が捕捉し得る程度の指向性を有
すれば十分である（参考までに、第４図に本装［ＬＯに
才。ける光３２の投光範囲ＨＴＡ）示す３．）。−刀、
テレビカメラ１７は、バケット６の発光体９がらの光３
５を捕捉し、画像処理部２０の画像メモ！ｊ２０ａ中に
、第５図にボすように、カメラ１７の映像３６を格納す
る。
すると、偏差角演算部２１はメモ！ｊ ２０ ａ −に
に、カメラ１７の基準点である視野中心１７ｂとカメラ
１７を結ぶ基線ＢＬを基準に、中心１７ｂを原点としで
、基線）３ Ｌに垂直で発光体９を含む平面Ｌにカメラ
１７の視野１７ａを設定し、そこに、第５図に示す、よ
うに、補助座標軸ｙａ２Ｚａ を設定する、そこで、第
４図に示すように、カメラ１７の視野中心１７ｂ、従っ
て基線ＨＬが向いている垂直、水平方向の、方向角θｖ
Ｊθｈｋに対する発光体９の垂直、水平方向の偏差角Δ
θＶ、Δθｈを求める。即ち、第５図における、発光体
９の座標軸ｙａ 、 Ｚａに対する座標を（ｙａ 。
に、カメラ１７の基準点である視野中心１７ｂとカメラ
１７を結ぶ基線ＢＬを基準に、中心１７ｂを原点としで
、基線）３ Ｌに垂直で発光体９を含む平面Ｌにカメラ
１７の視野１７ａを設定し、そこに、第５図に示す、よ
うに、補助座標軸ｙａ２Ｚａ を設定する、そこで、第
４図に示すように、カメラ１７の視野中心１７ｂ、従っ
て基線ＨＬが向いている垂直、水平方向の、方向角θｖ
Ｊθｈｋに対する発光体９の垂直、水平方向の偏差角Δ
θＶ、Δθｈを求める。即ち、第５図における、発光体
９の座標軸ｙａ 、 Ｚａに対する座標を（ｙａ 。
ｚａ）とし、装［１０からパケット６、従って発光体９
までの距＃をｒとしで、視野１７ａの中心１７ｂを基準
としたカメラ１７の視野角をθとすると（即ち、カメラ
１７は、基線１３Ｌを基ｒ＄Ｃ二ｙａ 、 Ｚａ軸方向
に十〇の範囲の視野を有し、従ってｙａ’、ｚａ軸方向
に距離（こしで＋ａの範囲の視野１７ａを有する。なお
、基線ＢＬに垂直な平面は必ずしもＸ、Ｙ又はＺ軸と平
行とは限らない１．ン、 ｒ―θ；ａ ・・・ （１）ｒ−ΔθＶ−＝
Ｚａ ・・・・（２）ｒｔｕΔθｈ ＝ ｙａ
−−−（３）（距離ｒば、発光体９を含むｙ
、・−Ｚａ平面に設定された視野１７ａの範囲内におい
て一定と仮定する。）となり、（１）、（２＞、（３）
式より、―Δθ”−”ｔａｎθ −（４） −Δθｈ＝１−〇 （５） となり、ΔθＶ、Δθｈは（４）、（５）式より求めら
れる。（ΔθＶ、Δθｈは、第４図基線ＢＬより、ト方
又は右方が正、ｒ、ａ、θは全てＩＦ数とする。）こう
して演算部２１が算出した偏差角ΔθＶ、Δθｈは追尾
制御部２２へ出力され、追尾制御部２２は、モータ１２
，１５を駆動制御しで、第１の架台１３を矢印Ｅ、）“
方間に、第２の架台１５をイーれどは直交する力量であ
る矢印（３、Ｈ方向（こ回動させ、テレビカメラ１７の
捕捉する発光体９の映像が視野中心１７ｂに位置するよ
う（こ、即ら偏差角ΔθＶ、Δθｈが０となるように制
御する。
までの距＃をｒとしで、視野１７ａの中心１７ｂを基準
としたカメラ１７の視野角をθとすると（即ち、カメラ
１７は、基線１３Ｌを基ｒ＄Ｃ二ｙａ 、 Ｚａ軸方向
に十〇の範囲の視野を有し、従ってｙａ’、ｚａ軸方向
に距離（こしで＋ａの範囲の視野１７ａを有する。なお
、基線ＢＬに垂直な平面は必ずしもＸ、Ｙ又はＺ軸と平
行とは限らない１．ン、 ｒ―θ；ａ ・・・ （１）ｒ−ΔθＶ−＝
Ｚａ ・・・・（２）ｒｔｕΔθｈ ＝ ｙａ
−−−（３）（距離ｒば、発光体９を含むｙ
、・−Ｚａ平面に設定された視野１７ａの範囲内におい
て一定と仮定する。）となり、（１）、（２＞、（３）
式より、―Δθ”−”ｔａｎθ −（４） −Δθｈ＝１−〇 （５） となり、ΔθＶ、Δθｈは（４）、（５）式より求めら
れる。（ΔθＶ、Δθｈは、第４図基線ＢＬより、ト方
又は右方が正、ｒ、ａ、θは全てＩＦ数とする。）こう
して演算部２１が算出した偏差角ΔθＶ、Δθｈは追尾
制御部２２へ出力され、追尾制御部２２は、モータ１２
，１５を駆動制御しで、第１の架台１３を矢印Ｅ、）“
方間に、第２の架台１５をイーれどは直交する力量であ
る矢印（３、Ｈ方向（こ回動させ、テレビカメラ１７の
捕捉する発光体９の映像が視野中心１７ｂに位置するよ
う（こ、即ら偏差角ΔθＶ、Δθｈが０となるように制
御する。
−力、架台１３．１６の回転角、即ち、テレビカメラ１
７の基線Ｌ３Ｌ及び光波距離計１９の向けられでいる方
向角θｖｋ 、θｈｋは、トランスデユーサ２３．２５
がそ一タ１２，１５の一定回転ｆＩ！ｊ度毎に位ｔ＆パ
ルスＣＰを回転方向を含めた杉で制御部２２に出力する
ことにより積算算出され、偏差角Δθｖ１Δθｈと共に
方向角演算部２６に出力される７、演算部２６は、第６
図にボすように、発光体９の方向角θＶ、θｈを、θＶ
−θｖｋ ト ΔＯｖ −・
・・−・・ （６）θｈ−θｈｋ （−Δθｈ ・・
・・・・・・（７）により求め（なお、θｈ、θｈｋは
、Ｙ４！ｉｌｌと直角で、Ｘｍと平行な輔ＸＳで０とな
り、４ｑｌｌＸＳを基準に時計方向が止となる。またθ
Ｖ、θｖｋは水平）ｊ向で０となり、水平よりＬ方が正
となる）、Ｌ制御部２７へ出力する。
７の基線Ｌ３Ｌ及び光波距離計１９の向けられでいる方
向角θｖｋ 、θｈｋは、トランスデユーサ２３．２５
がそ一タ１２，１５の一定回転ｆＩ！ｊ度毎に位ｔ＆パ
ルスＣＰを回転方向を含めた杉で制御部２２に出力する
ことにより積算算出され、偏差角Δθｖ１Δθｈと共に
方向角演算部２６に出力される７、演算部２６は、第６
図にボすように、発光体９の方向角θＶ、θｈを、θＶ
−θｖｋ ト ΔＯｖ −・
・・−・・ （６）θｈ−θｈｋ （−Δθｈ ・・
・・・・・・（７）により求め（なお、θｈ、θｈｋは
、Ｙ４！ｉｌｌと直角で、Ｘｍと平行な輔ＸＳで０とな
り、４ｑｌｌＸＳを基準に時計方向が止となる。またθ
Ｖ、θｖｋは水平）ｊ向で０となり、水平よりＬ方が正
となる）、Ｌ制御部２７へ出力する。
主制御部２７は、方向角θ・、 Ｏｂ及び距離演算部：
３３がら出力された装置ｌｏとパケット６間の距離ｒが
ら、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の原点ＺＰを基準にしたバケット６の
座標（Ｘｔ 、 Ｙｔ 、 Ｚｔ ）を求める。即ち
、位置測定装置１０の設置された座標を（Ｘｍ、Ｙｍ、
Ｚｍ ）、！：すルト、Ｘｔ −ｒ−（ｇ、θｖ’ｃｏ
ｓθｈ＋Ｘｍ −（８）Ｙｔ二ｒ’ｃｏｓθＶ−ｓｉ
ｎθｈ十Ｙｍ、、、、−−（９）Ｚｔ、−＝ｒ−蜘θｖ
＋ Ｚｍ 、（１０）と〆ｆす、パケット６の位
置は座標（Ｘｔ、Ｙｔ。
３３がら出力された装置ｌｏとパケット６間の距離ｒが
ら、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の原点ＺＰを基準にしたバケット６の
座標（Ｘｔ 、 Ｙｔ 、 Ｚｔ ）を求める。即ち
、位置測定装置１０の設置された座標を（Ｘｍ、Ｙｍ、
Ｚｍ ）、！：すルト、Ｘｔ −ｒ−（ｇ、θｖ’ｃｏ
ｓθｈ＋Ｘｍ −（８）Ｙｔ二ｒ’ｃｏｓθＶ−ｓｉ
ｎθｈ十Ｙｍ、、、、−−（９）Ｚｔ、−＝ｒ−蜘θｖ
＋ Ｚｍ 、（１０）と〆ｆす、パケット６の位
置は座標（Ｘｔ、Ｙｔ。
２１ ）と１７で直ちに求められ、ディスプレイ２９ト
に表示される。、オペレータはディスプレイ２９Ｆに表
示されたパケットｂの位置と、バケット６を移動すべき
目標位置との差を検討しで、キーボード３０を介してケ
ーブルクレーン制御部３１にバヶノ）６の移動方向を指
示し、そｔｌ、により制御部３１はウィンチ２を駆動し
で、パケット６を指小さγした方向に駆動する。オベレ
ーｙ ｔ、ｔ パケット６が目標位置（こＩ会するまで
ディス／レイ２９トのパケット位置を監視しながら、キ
ーボード３０がらバケット６の移動方向を指手し、バケ
ット６が目標位置に達したと確認された場合には、制御
部３１を介して直ちにウィンチ２を停止トさせる。
に表示される。、オペレータはディスプレイ２９Ｆに表
示されたパケットｂの位置と、バケット６を移動すべき
目標位置との差を検討しで、キーボード３０を介してケ
ーブルクレーン制御部３１にバヶノ）６の移動方向を指
示し、そｔｌ、により制御部３１はウィンチ２を駆動し
で、パケット６を指小さγした方向に駆動する。オベレ
ーｙ ｔ、ｔ パケット６が目標位置（こＩ会するまで
ディス／レイ２９トのパケット位置を監視しながら、キ
ーボード３０がらバケット６の移動方向を指手し、バケ
ット６が目標位置に達したと確認された場合には、制御
部３１を介して直ちにウィンチ２を停止トさせる。
なお、テレビカメラ１７は光波距離計１９．’：共に、
追尾制御部２２によって、バケット６ヒの発光体９が視
野中心１７ｂに位置するように制御されるので、バケッ
ト６が空間中を、第１図矢印Ａ、Ｂ及びＣ，Ｄ方向に移
動したとしてイ）、バケット６の動きを確実に追尾する
ことができる。しかも、光波距離計１９から発射される
光３２の指向性はそれ程強くなく、＠４図に７（＜すよ
うに、−’Ｍの広がりももって進行するので、光３２の
投光範囲ＨＴＡ内にバケット６が存在する限り、距ｇｒ
の測定はり能であり、バケット６が停止ト状態がら急激
に移動を開始したとしでも、カメラ１７の視野１７ａ及
び光３２の投光範囲Ｈ１’ Ａがら外れない限り、バケ
ット６の位置の測定は確実に行なうことができる四に、
上述の実施例は、Ｅ次元位置測定装置ｌＯとクレーンバ
ケット６０制御系を別個に設定し、オペレータがディス
プレイ２９上に表示されたバケット位置を見で、バケッ
ト６の移動方向をキーボード３０から指示した場合につ
いて述べたが、キーボード３０、主制御部２７゜ケーブ
ルクレーン制御部３１を第３図破線で示すように接続し
、オペレータがキーボード３０から目標位置の座標を入
力すれば、主制御部２７がバケット６の現在位置と目標
位置を比較して、バケット６の移動方向を判断すると共
に制御部３１にその方向を指示するように構成すること
も当然ｉｒ能であり、そうした場合には、バケット６の
全自動運転も可能となる。
追尾制御部２２によって、バケット６ヒの発光体９が視
野中心１７ｂに位置するように制御されるので、バケッ
ト６が空間中を、第１図矢印Ａ、Ｂ及びＣ，Ｄ方向に移
動したとしてイ）、バケット６の動きを確実に追尾する
ことができる。しかも、光波距離計１９から発射される
光３２の指向性はそれ程強くなく、＠４図に７（＜すよ
うに、−’Ｍの広がりももって進行するので、光３２の
投光範囲ＨＴＡ内にバケット６が存在する限り、距ｇｒ
の測定はり能であり、バケット６が停止ト状態がら急激
に移動を開始したとしでも、カメラ１７の視野１７ａ及
び光３２の投光範囲Ｈ１’ Ａがら外れない限り、バケ
ット６の位置の測定は確実に行なうことができる四に、
上述の実施例は、Ｅ次元位置測定装置ｌＯとクレーンバ
ケット６０制御系を別個に設定し、オペレータがディス
プレイ２９上に表示されたバケット位置を見で、バケッ
ト６の移動方向をキーボード３０から指示した場合につ
いて述べたが、キーボード３０、主制御部２７゜ケーブ
ルクレーン制御部３１を第３図破線で示すように接続し
、オペレータがキーボード３０から目標位置の座標を入
力すれば、主制御部２７がバケット６の現在位置と目標
位置を比較して、バケット６の移動方向を判断すると共
に制御部３１にその方向を指示するように構成すること
も当然ｉｒ能であり、そうした場合には、バケット６の
全自動運転も可能となる。
また、上述の実施例は、本発明によるＥ次元位置測定装
置１１０をクレーンバケント６の運転制御に用いた場合
について述べたが、本装置は、Ｌ記の外゛にも海Ｆ、陸
上測量、船舶の位置測定等多種の用途に供することがで
きることは勿論である。更に、クレーンパケット６等の
１１ ＩＭ’Ｍ′＠（こ装着される反射鏡７や発光体９
は、測定用として特別に設ける必要はなく、被測だ物に
装置されでいる既存の反射部材、反射部分、発光体、発
光部分等を利用することも当然可能である。
置１１０をクレーンバケント６の運転制御に用いた場合
について述べたが、本装置は、Ｌ記の外゛にも海Ｆ、陸
上測量、船舶の位置測定等多種の用途に供することがで
きることは勿論である。更に、クレーンパケット６等の
１１ ＩＭ’Ｍ′＠（こ装着される反射鏡７や発光体９
は、測定用として特別に設ける必要はなく、被測だ物に
装置されでいる既存の反射部材、反射部分、発光体、発
光部分等を利用することも当然可能である。
以ヒ説明したように、本発明によれば、クレー７バケツ
ト６等（・“）被測定物との間の距離ｒを被測定物から
の反射光を捕捉しで測定する光波距離計１９、テレビカ
メラ１７、テレビカメラ１７によって被測定物を捕捉す
ると共に、被測定物と、テレビカメラ１７の視野中心１
７ｂ等の基準点が向けられている方向の方向角θｖｋ
。
ト６等（・“）被測定物との間の距離ｒを被測定物から
の反射光を捕捉しで測定する光波距離計１９、テレビカ
メラ１７、テレビカメラ１７によって被測定物を捕捉す
ると共に、被測定物と、テレビカメラ１７の視野中心１
７ｂ等の基準点が向けられている方向の方向角θｖｋ
。
Ｏｈｋとの偏差角ΔθＶ、ΔＯｈ／！−演算し、偏差角
ΔθＶ、Δθｈが０となるように駆動制御されるモータ
１２，１５等の駆動機構及び、ｉｉＪ記方向角θｖｊｔ
、、Ｏｈｋと偏差角ΔθＶ、Δθｈがら被測定物の方向
角θ■、θ１１７！−演算し、方向角θＶ、θ量１と光
波距離計１９で求められた距離ｒがら演４された被測定
物の座標（Ｘ５Ｙｔ、Ｚｔ）を表示するディスプレイ２
９８の表示手段等を設けたのＣ５被測定物の（ｙ″／、
ＩＮを、被測ｊｔ物にレーザ光の送受他装置等を設け
ることなく測定することが可能とｔＣす、クレーンバケ
ットｂ等の強い？！＃撃や振動が作用する被測定物の位
置測定を容易に行なうことができる。また、被測定物の
方向角θＶ。
ΔθＶ、Δθｈが０となるように駆動制御されるモータ
１２，１５等の駆動機構及び、ｉｉＪ記方向角θｖｊｔ
、、Ｏｈｋと偏差角ΔθＶ、Δθｈがら被測定物の方向
角θ■、θ１１７！−演算し、方向角θＶ、θ量１と光
波距離計１９で求められた距離ｒがら演４された被測定
物の座標（Ｘ５Ｙｔ、Ｚｔ）を表示するディスプレイ２
９８の表示手段等を設けたのＣ５被測定物の（ｙ″／、
ＩＮを、被測ｊｔ物にレーザ光の送受他装置等を設け
ることなく測定することが可能とｔＣす、クレーンバケ
ットｂ等の強い？！＃撃や振動が作用する被測定物の位
置測定を容易に行なうことができる。また、被測定物の
方向角θＶ。
θｈはテレビカメラ１７で捕捉した映像から求めるので
、被測定物がカメラ１７の視野１７ａ内に存在する限り
求めることがでさ、被測定物の移動相速度が大きい場合
であっても追尾機構としでそれ程高い応答性及び情度が
６鼎とされず、装置全体を小型簡略化する９二とが１丁
能となる。。
、被測定物がカメラ１７の視野１７ａ内に存在する限り
求めることがでさ、被測定物の移動相速度が大きい場合
であっても追尾機構としでそれ程高い応答性及び情度が
６鼎とされず、装置全体を小型簡略化する９二とが１丁
能となる。。
第１図は本発明による玉次元位謹測定装置を用いたクレ
ー ン操作ンスデムの一例をｊ（＜す図、第２図は本発
明によるＥ次亀位ｖｉ、測定装置ａの一実施例を汀くす
斜視図、第３図１．、ｔクレーン操１′ト／ステムの一
例４・刈（すブロック図、第４図ｉ：ｊ 本５ｂ明によ
る五次元位１ｄ測゛ボ装置Ｉイど被測定物との位置関係
を）Ｊ＜す図、第５図はテレビカメラ視野中の被測定物
を／にす図、第す図（１被測定物と本発明（、瞑Ｖる玉
次正位置測定装置及び原点との位置関係を示す図である
。。 ６・・・−・・・・・・・・被測定物（クレーンバケッ
ト）１０・・・・・・・・・三次元位置測定装置１２．
１５・ 駆動機構（モータ） １３．１６・・・架 台 １７・・・・・・・・・・テレビカメラ１７ａ・・・・
・−・・・視 野 １７ｂ・・・・・・基準点（視野中心）１９・・・・・
・・・・・・・光波距離計２９・・・・・・・・・・・
・表示ト段（ディスプレイ）θｖｋ、θｈｋ、θＶ、θ
ｈ・・・・・・方向角ΔθＶ、ΔＯｈ・・−・偏差角 ｒ・・・・・・・・・・・・距 離 Ｘｒ、Ｙｔ、Ｚ＋・・・・・・座 標 特許用願人 三井建設株式会社 代理人 弁理士 相 １１１ 伸 二第２図 ｔ、。 ！９ノ ／
ー ン操作ンスデムの一例をｊ（＜す図、第２図は本発
明によるＥ次亀位ｖｉ、測定装置ａの一実施例を汀くす
斜視図、第３図１．、ｔクレーン操１′ト／ステムの一
例４・刈（すブロック図、第４図ｉ：ｊ 本５ｂ明によ
る五次元位１ｄ測゛ボ装置Ｉイど被測定物との位置関係
を）Ｊ＜す図、第５図はテレビカメラ視野中の被測定物
を／にす図、第す図（１被測定物と本発明（、瞑Ｖる玉
次正位置測定装置及び原点との位置関係を示す図である
。。 ６・・・−・・・・・・・・被測定物（クレーンバケッ
ト）１０・・・・・・・・・三次元位置測定装置１２．
１５・ 駆動機構（モータ） １３．１６・・・架 台 １７・・・・・・・・・・テレビカメラ１７ａ・・・・
・−・・・視 野 １７ｂ・・・・・・基準点（視野中心）１９・・・・・
・・・・・・・光波距離計２９・・・・・・・・・・・
・表示ト段（ディスプレイ）θｖｋ、θｈｋ、θＶ、θ
ｈ・・・・・・方向角ΔθＶ、ΔＯｈ・・−・偏差角 ｒ・・・・・・・・・・・・距 離 Ｘｒ、Ｙｔ、Ｚ＋・・・・・・座 標 特許用願人 三井建設株式会社 代理人 弁理士 相 １１１ 伸 二第２図 ｔ、。 ！９ノ ／
Claims (1)
- 被測定物との間の距離を被測定物からの反射光を捕捉し
て測定する光波距離計及び、テレビカメラを、互いに直
交する二方向に移動自在に支持された架台上に設置する
と共に、前記架台に、被測定物と、テレビカメラの視野
中の基準点が向けられでいる方向の方向角との偏差角を
演算し、偏差角がＯとなるように駆動制御される駆動機
構を設け、更に前記方向角と偏差角から被測定物の方向
角を演算し、被測定物の方向角と前記光波距離計で求め
た距離から演算された被測定物の座標を表示する、表示
手段を設けて構成される三次元位置測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57070707A JPS58187801A (ja) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | 三次元位置測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57070707A JPS58187801A (ja) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | 三次元位置測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58187801A true JPS58187801A (ja) | 1983-11-02 |
Family
ID=13439322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57070707A Pending JPS58187801A (ja) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | 三次元位置測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58187801A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6276612U (ja) * | 1985-11-01 | 1987-05-16 | ||
| JPS62298715A (ja) * | 1986-06-02 | 1987-12-25 | ベブ・カ−ル・ツアイス・イエ−ナ | 飛翔距離を決定する方法と装置 |
| JPS63187111A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-02 | Jgc Corp | 移動ロボツトの位置測定装置 |
| JPH01145516A (ja) * | 1987-12-01 | 1989-06-07 | Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> | マニピュレータ用距離及び姿勢測定装置 |
-
1982
- 1982-04-26 JP JP57070707A patent/JPS58187801A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6276612U (ja) * | 1985-11-01 | 1987-05-16 | ||
| JPS62298715A (ja) * | 1986-06-02 | 1987-12-25 | ベブ・カ−ル・ツアイス・イエ−ナ | 飛翔距離を決定する方法と装置 |
| JPH0559365B2 (ja) * | 1986-06-02 | 1993-08-30 | Zeiss Jena Veb Carl | |
| JPS63187111A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-02 | Jgc Corp | 移動ロボツトの位置測定装置 |
| JPH01145516A (ja) * | 1987-12-01 | 1989-06-07 | Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> | マニピュレータ用距離及び姿勢測定装置 |
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