JPS5927211A - 光線利用レベリング方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 末完Ｆ３Ａは、光線の直進性？利用して定点上の発光源
からの光線會、それを受光する測定地点での水準または
標高の基準として用いる光線利用レベリング方法に関す
る。

具体例？挙げて説明すると、農場の様に広大な場所に、
水平面、あるいは極めてゆるやかな傾斜とりけ九排水溝
等全掘削形収する場合などＫは、極めて精度の高い測高
手段が必要とされるが、そのための有力な方法として、
定点から発せられるレーザー、光線などの光線の直進性
を利用することが従来から提案され実用化されつ　　　
　□つある。　即ち、定点から光線を水平Ｋまたは所望
の角度傾斜させて発射し、その光線に、またはそれに平
行に沿うように前述のような掘削工事等四行うという方
法である。

この様に、光線の直進性は、極めて高い精度が要求され
る工事やその他の場合の測高に於いて、傾斜や標高の基
準として利用されつりある。

し力為しながら、かかる従来方法にあっては、発光源と
受光点の間の距離に関係無く光源から発射した光線を傾
斜や標高の絶対的な基準として利用している友め、発光
源からの光線の発射角の設定を正確に行う必要が有ジ、
その調整は非常に困難なものであった。　そして、この
発射角の設定誤差がたとえ微少であっても光源からの距
離が大きるなる程所望レベルからの測高誤差か大きくな
るという欠点が有った。

本発明はかかる従来方法における欠点を解消することを
目的としてなされたものである。

上記目的？達成するために、本発明は、冒記し之光線利
用レベリング方法において、前記発光源から所定距離隔
てた定位置に配置し友受光装置によって発光源からの光
線の定位置受光高さ全計測するとともに、前記発光源ま
たは受光装置の位置と前記測定位置との間の距離全計測
し、前記定位置高ざと前記距離とに基いて前記測定位置
における前記光線による基準を補正する、という特徴？
備えているう 上記特徴構成故に、発光源からの光線の発、射角の設定
が正確で無くとも、ｉｉＪ記発先発光源この発光源から
所定距離隔てて設けた定点に配置しである受光装置との
間の測定位置では、その位置に対応して前記光線を受光
した実測定高さを補正することにより真の基準（例えば
水準）を得ることができるので、光源からの距離に拘わ
らず極めて精度の高い測高ができるに至ったのである。

以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は、移動体としてのグルドーザ−等の作業車によ
って、地面會水平に整地する場合等に、この水平基準を
レーザー光線によって設定する手段として本発明による
方法を適用した例を示すものである。

即ち、地上の一地点に高さくｈ）のレーザー発光源（１
）全配置するとともに、この光源ｆｉｌから所定距離Ｉ
ＩＪ隔てた定位＠ＶＣレーザー光線の受光高さくＨ）　
ｗ測高する定位置受光装置（２）全配置して、下記（１
）式に基いて、レーザー光線の水平基準からの発射角の
ずれｔｏ）ｋ算出する。

−θ＝□　　　　　・・・・・・（１）一方、前記レー
デ−発光源（υと定位置受光装置（２１との間の測定位
置（３）に位置する対地作業車（移動体）にレーザー受
光装置（８’）　？設け、作業車をそれ目体の基準で一
定の高ｇ　（ｈ）でレーザー光線を受ける様に走行させ
るとともに、レーザー光源１１１側又は測定位置受光装
置（「）側で光源ＴＩＪから作業車までの距離ｔ／Ｊ　
ｋ例えばレーダー、又は、木レーザー光線を利用して測
定し、この距離（１）と前記（１）式より測定位置【３
１におけるレーザー受光装置（＆）の測定受光位置にお
ける受光高さの補正量（Ｊ）　ｋ下記（１１）式に基い
て算出する。

次に、下記（Ｉ）式に基いて測定位置受光装置（８つに
よって実際に測高された高さくば）を補正して、真の水
平基準に対応する高さくｈ’）？算出して、レーデ−光
線による基準全補正する。

そして、この高ざ（ビ）と前記レーザー発光源ｉｌ＋の
高賂（垣とが等しくなるように対地作業を行なって所望
範囲の地面を水平に整地するのである。

従って、受光地点においては、従来のように発光源から
発射されたレーザー光線全そのまま絶対的な基準として
測高するのではなく、上記（Ｍｌ）式に基いて、発光源
ｔＵと測定地点との間の距離（１）に応じて補正された
高さくｈ′）を基準として採用するので、光源（りのレ
ーデ−発射角が正確で水平で無くとも精麿良く水平基準
が得られるのである。

尚、ｌ＞Ｌの場合、即ち、移動体が定位置受光装置１２
）の右側に位置する場合にも前記式（１）。

（Ｉ）Ｆｉ成立する・ また、レーザー発光源（１）と測定位置（３）との間の
距離（１）’に測定するのでは無く、定位置受光装置（
２１と測定位置（３）との間の距離（／’）Ｔｈ測定し
てもよく、この場合には前記（ＩＩＪ　、　（１）式に
おいて（１）の代りに（Ｌ−／’）＝ｉ用いればよい。

また、移動体が発光源（すと定位置受光装置（２）とを
結ぶ直線上に無い場合には、発光源（１）を全方位発光
可能（例えば走査形式）とするとともに、発光源（１）
と測定位置受光装置（８′）との距離（ｌりのみならず
、例えばロータリーエンコーダ等を利用して測定位置受
光装＠（３’）の受光角変（発光源ｉｌ＋と定位置受光
装置（２）とを結ぶ直線に対する角度）をも検出可能に
しておき、測定した距離ｔｌ！Ｊの余弦成分を前記１０
１　、　（Ｉ）式中の（Ｉりの代りに用いればよい。

以下、第２図に基いて具体的構成を説明する。

レーデ−発光源（１〕におけるレーザー発光体としてレ
ーザーダイオード（４）を用い、受光の際に外乱光と区
別するために発光側において変調して、水平又は所望角
度で所定方向に発射すべく構成しである。　そして、所
定時間間隔でレーザー光線奮発射した基準時？特定する
ための信号を前記変調信号に同期させて無線により受光
側へ送信する。　尚、このレーザー発光源（１４，Ｖｉ
モータ（５）で鉛直軸芯周りに回転させることでレーザ
ー光線が水平面内を走査するように構成してあり、所定
範囲に亘ってレーザー光線全受光可能にしである。

前記光源＋１１から所定距離（ＬＪ　ｋ隔てた定位置に
配置しである受光装置（２）および移動体である作業！
に設けた受光装置（３）は、夫々上下に複数個配置され
たレーザー受光素子（６）・・を備えており、レーザー
光線を受光した高ざを検出する様に構成しである。

即ち、夫々の受光装置において、各々の受光素子（６）
・・の出力はバンドパスフィルタ、波形整形用コンパレ
ータ等よ、り構成される検波器（７）・・を介してフリ
ップ７０ツブ１８）・・ニ入力し、この７リンブフロン
プ１８＋　＠・の各出力ヲエンコーダ（９）に入力して
あり、このエンコーダ（９）からレーデ−光線の受光高
さが演算部１１１ｍに出力される。

一方、前記検波器（７）・・からの受光器８はＯＲグー
）　Ｏｌｌ　’ｉｉ介して主要部、′に位相比較器等に
よって構成しである距離計測部Ｏりに入力され、前記レ
ーザー発光源（１）から送信された基準時を受信した時
点から受光素子（Ｑｌｓ＊のいずれかがレーザー光線上
受光した時点までの光線の位相差ま友は時間差等に基い
て光源ｆｌｌからの距離（／１を計測して前記演算部１
ｆ（ｌに出力する。

そして、前記定位置に配置した受光装置（２）の演算部
ｆｌＱｌでは前記山武に示し次−〇を算出する。

この−〇は、移動体側の受光装置（３）へ送られて、こ
の受光装置（３）のレーザー光線受光高さを補正する際
に前記（ＩＩＪ　、　（１）式に示した補正量算出の基
準ときれる。　尚、移動体側へ一〇の値を送る手段とし
ては、無線によって送信すべく構成してもよいし人為的
に予め移動体側の受光器（３）の演算部へ入力するよう
にしてもよい（図示せず）。

一方、移動体の受光装置（３）においては前記距離計測
部ａ匂によって、光源ｆｉｌから送イａされるレーザー
光線の発射基準時を受信する毎に、光源ｉｌｌからの距
離（Ｉり　ｋ計測するとともに、前記エンコーダ（９）
より出力される実際の受光高さくＨ’）、’に前記（Ｉ
ｌｌ　、　ＩＩＪ式に基いて補正し７ζ受光高ざ（ｈ’
ｉ算出し、この受光高さくｈりが前記レーザー発光源（
１）の高さく＋１）と等しくなるように移動体を制御す
ること等に応用するのであるり 尚、この実施例に於て、受光側である移動体の立花範囲
について、あらかじめ何らかの情報が得られる場合には
、レーザー光嶽ケ全方位（８６０°）に亘って走査させ
ずに七の範囲内のみを走査する様ＶＣ構成することで測
定精度を向上させることができる。　そのためには、受
光側に送信器を設け、受光したレーザー光線の方位角全
発光側に送信し、発光側ではその信号全受信してその方
位角付近のみに発射する様に構成すればよい。

又、直進性を有する光線として木実施例ではレーデ−光
？採用したが、七の他の直進性を有する光線であれば本
発明上適用可能である０史に又、前記定点に配置する受
光装置（２）全所定範囲に亘って複数個配置して、さら
に測高精度を艮くすることもＩＩＪ能でめる〇 更に又、前記移動体は同時に複数個有ってもよく、また
、それに設ける受光装置ｊも移動体一つに対して複数個
設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は末完Ｆ！４に係る光線利用レベリング方法の実施
の態様を例示し、第１図は原理説明図、そして、第２図
はその概略回路図である。 ｆｌ＋・・・・・・発光源、（２）・・・・・・定位置
受光装置、（３）・・・・・・測定位置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光線の直進性を利用して、定位置の発光源ｔｌＪからの
   光線を、それを受光する測定位置（３）での水準または
   標高の基準として用いる光線利用レベリング方法であっ
   て、前記発光源ｔｘｔから所定距離（ｌＪ隔てた定位置
   に配置した受光装置（２）によって発光源（１）からの
   光線の定位置受光高さくＨＪ　′に計測するとともに、
   前記発光源（１７または受光装置（２１の位置と前記測
   定位置（３）との間の距離（１）　’に計測し、前記定
   位置高さくＨＪと前記距離（ｌＪとに基いて前記測定位
   ＠（３）における前記光線による基準を補正することを
   特徴とする光線利用レベリング方法。