JP6994971B2 - Electronic level - Google Patents
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Description
本発明は、電子レベル(電子式水準儀)に関し、より詳細には、ウェービング法によって2地点の高低差を測定することができる電子レベルに関する。 The present invention relates to an electronic level (electronic level), and more particularly to an electronic level at which the height difference between two points can be measured by a waving method.
2地点の高低差を高精度に測定する方法として、標尺を手動のレベルに向かって前後に揺動させながら、標尺側作業者が標尺の目盛の読み値が最小となるところを探して高さの測定値とするウェービング法と呼ばれる測定方法が知られている。 As a method of measuring the height difference between two points with high accuracy, while swinging the scale back and forth toward the manual level, the staff on the stage side searches for the place where the reading value of the scale on the scale is the minimum and the height. There is known a measuring method called a waving method, which is a measured value of.
近年では、ウェービング法に対応可能な電子レベルが提案されている(特許文献1参照)。特許文献1の電子レベルでは、電子的手段を用いて標尺上のパターンを連続的に読み取り、演算処理部により、読み取り値を多項式で近似して最小値を算出し、その最小値を測定値としている。 In recent years, an electronic level compatible with the waving method has been proposed (see Patent Document 1). At the electronic level of Patent Document 1, a pattern on a stage staff is continuously read by using electronic means, a reading value is approximated by a polynomial to calculate a minimum value, and the minimum value is used as a measured value. There is.
しかしながら、特許文献1の電子レベルでは、読み取りと演算とを連続で行うために、標尺の揺動周期が短すぎると最小値状態を取得できない虞があり、最適な周期で標尺を揺動させなければ測定値の精度が低下する。このため、最適な周期が周囲の照度などに応じて予め電子レベルに設定されている。しかし、この最適な周期で標尺を揺動するためには、標尺側作業者の熟練や勘に頼ることになり、測定ミスを起こしやすいという問題があった。 However, at the electronic level of Patent Document 1, since reading and calculation are performed continuously, there is a possibility that the minimum value state cannot be obtained if the swing period of the stage staff is too short, and the stage staff must be swung at the optimum cycle. If so, the accuracy of the measured value will decrease. Therefore, the optimum period is set in advance at the electronic level according to the ambient illuminance and the like. However, in order to swing the stage staff at this optimum cycle, it is necessary to rely on the skill and intuition of the staff on the stage staff side, and there is a problem that measurement errors are likely to occur.
本発明は、係る事情を鑑みてなされたものであり、ウェービング法を用いて精度よく高低差を測定することができる電子レベルを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an electronic level capable of accurately measuring a height difference by using a waving method.
上記目的を達成するために、本発明の一つの態様に係る電子レベルは、前後に揺動させている標尺の目盛を所定周期で読み取って、前記標尺上の視準位置を自動的に演算する電子レベルであって、前記標尺を揺動するタイミングを標尺側作業者に報知するように構成された報知手段を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the electronic level according to one aspect of the present invention reads the scale of the stage staff swinging back and forth at a predetermined cycle, and automatically calculates the collimation position on the stage staff. It is an electronic level, and is characterized by comprising a notification means configured to notify the operator on the stage side of the timing of swinging the stage staff.
上記態様において、前記報知手段は、前記タイミングに合わせて光を点滅する発光ユニットであることも好ましい。 In the above aspect, it is also preferable that the notification means is a light emitting unit that blinks light in accordance with the timing.
また、上記態様において、前記報知手段は、前記タイミングに合わせて音を発するスピーカユニットであることも好ましい。 Further, in the above aspect, it is also preferable that the notification means is a speaker unit that emits sound in accordance with the timing.
また、上記態様において、前記報知手段は、電子レベル本体に組み込まれた送信機と、前記電子レベル本体とは別体の受信機とを備える無線通信装置であることも好ましい。 Further, in the above aspect, it is also preferable that the notification means is a wireless communication device including a transmitter incorporated in the electronic level main body and a receiver separate from the electronic level main body.
また、上記態様において、前記受信機は、前記標尺に設けられていることも好ましい。 Further, in the above aspect, it is also preferable that the receiver is provided on the stage staff.
上記の態様に係る電子レベルによれば、ウェービング法により高低差を測定する場合において、標尺側作業者が報知された揺動タイミングに合わせて標尺を揺動するだけで、最適なタイミングで標尺を揺動することができるので、標尺側作業者の勘や熟練に頼らず、精度よく高低差を測定することができる。 According to the electronic level according to the above aspect, when measuring the height difference by the waving method, the staff on the stage staff simply swings the stage staff in accordance with the notified swing timing, and the stage staff is set at the optimum timing. Since it can swing, it is possible to measure the height difference with high accuracy without relying on the intuition and skill of the operator on the stage staff side.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、各実施の形態において、同一の構成には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. Further, in each embodiment, the same components are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
(第1の実施形態)
図1は第1の実施の形態に係る電子レベル10の構成ブロック図、図2は電子レベル10の概略模式図である。電子レベル10は、望遠鏡11と、受光センサ12と、演算処理部13と、報知手段14とにより構成されている。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of the
望遠鏡11は、対物レンズ、合焦レンズ、コンペンセータ、ビームスプリッタ、焦点板、接眼レンズ等を備え、前方の測定点に垂直に配置された標尺20を視準するものである。
The
受光センサ12は、例えばCCDカメラ等の二次元センサである。受光センサ12には、望遠鏡11内に配置されたビームスプリッタにより望遠鏡が視準する標尺20の像が分岐されるように構成されている。受光センサ12は、視準されている標尺20の像を電気信号である画像信号に変換し、演算処理部13へと出力する。受光センサ12としては、他にも例えばMOS型FETを用いてもよい。
The
演算処理部13は、演算処理を行うCPUと、画像メモリと、A/D変換器と、補助記憶部としてのROM(Read・Only・Memory)およびRAM(Randam・Access・Memory)とを備える。受光センサ12からの画像信号はA/D変換器でデジタル化された後、画像メモリに格納される。演算処理部13は、デジタル化した画像データを、予め記憶された画像データと照合して、後述する目盛パターンを識別し、標尺上の視準位置を自動的に演算する。
The
報知手段14は、例えばLED光源等の光源を備える発光ユニットである。報知手段14は演算処理部13からの指令に基いて、点灯および消灯(点滅)を行う。
The notification means 14 is a light emitting unit including a light source such as an LED light source. The notification means 14 turns on and off (blinks) based on a command from the
図2に示すように、本実施の形態において、報知手段14は、望遠鏡11の対物レンズ側の上部に設けられている。しかし、報知手段14の配置はこれに限定されるものではなく、標尺側作業者16から視認可能な位置に設けられていればよい。また、報知手段14は、標尺側作業者16からの視認を容易にするように、リフレクタや、拡散ステップを備える前面カバー等の部品を備えていてもよい。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the notification means 14 is provided on the upper portion of the
標尺20は、アルミニウム製やカーボンファイバー製の真直な基体に、図2右の円内に示すような、縦方向に所定の間隔で配置された目盛パターン21が印刷等により表示されたものである。
The
図3は、本実施の形態に係る電子レベル10を用いて、ウェービング法により、高低差を測定する動作を説明するフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of measuring a height difference by a waving method using the
電子レベル10が測定をスタートすると、ステップS101に移行して、演算処理部13からの指令に基いて、報知手段14は、揺動開始の合図を標尺側作業者に報知するために1回点滅する。標尺側作業者16は、この点滅に応じて標尺の揺動を開始する。
When the
次いで、ステップS102に移行して、演算処理部13は、報知手段14が、所定の間隔で点滅するように制御して、揺動タイミングを標尺側作業者16に報知する。また、演算処理部13は、望遠鏡11を介して、標尺の目盛パターンの読み取りを開始する。標尺側作業者16は、報知手段14の点滅のタイミングに応じて、標尺を揺動する。
Next, in step S102, the
ここで、報知手段14の点滅と、標尺を揺動するタイミングの関係について、図4を用いて説明する。標尺側作業者16はまず、報知手段14の点灯に合わせて、標尺20を最も前方になるよう保持する(a)。
Here, the relationship between the blinking of the notification means 14 and the timing of swinging the stage staff will be described with reference to FIG. First, the stage
次に、報知手段14が消灯している間に標尺を後方に揺動し(b)、再度報知手段14が点灯した時に、標尺20が最も後方となるように保持する(c)。そして、報知手段14が消灯している間に標尺20を前方に揺動し(d)、報知手段14が点灯した時に、再度標尺20が最も前方へ来るように保持する(e)。この位置(e)が、標尺の初期位置(a)である。
Next, the scale is swung backward while the notification means 14 is off (b), and when the notification means 14 is turned on again, the
このように、標尺側作業者16は、報知手段14の点滅のタイミングに合わせて、(a)~(e)を1周期として標尺を揺動する。例えば、電子レベル10において、最適な揺動周期が2秒に1往復の場合、演算処理部13が報知手段14を1秒間に1回点滅するように制御する。これにより、標尺側作業者16は、報知手段14の点滅に合わせて標尺20を揺動するだけで、2秒に1往復の揺動周期で、標尺20を揺動できることになる。
In this way, the stage
なお、最適な揺動周期は、周囲の照度等の測定条件に応じて任意で設定できるように構成されていてもよい。 The optimum swing period may be arbitrarily set according to measurement conditions such as ambient illuminance.
ステップS102において、所定回数の揺動が終了すると、ステップS103に移行して、演算処理部13が、高さ測定値を算出する。ウェービング法による高さ測定値の算出方法は、例えば、特許文献1に開示されている公知の方法を用いることができる。
When the shaking of a predetermined number of times is completed in step S102, the process proceeds to step S103, and the
次いで、ステップS104に移行して、演算処理部13は、測定が終了したかどうかを判断する。測定終了の判断は、例えば複数回測定した高さ測定値の平均値より算出した高さ測定値の分散が、所定値以下であるかどうか等によって行う。
Next, the process proceeds to step S104, and the
測定が終了した場合(Yes)、ステップS105に移行して、演算処理部13は、報知手段14のパターン発光を停止する。測定が終了していない場合(No)、ステップS102に戻って、報知手段14のパターン発光を続行する。
When the measurement is completed (Yes), the process proceeds to step S105, and the
ステップS105において、パターン発光を停止する場合は、ステップS106に移行して、演算処理部13は、報知手段14が測定終了を報知する発光を行うように制御する。
When the pattern light emission is stopped in step S105, the process proceeds to step S106, and the
測定終了を報知する発光は、パターン発光よりも長時間点灯を続けるように制御するなど、標尺側作業者16に認知されるような種々の態様で行うことができる。これにより、標尺側作業者16、電子レベル10の測定が終了したことを認知し、揺動を終了する。その後、電子レベル10の測定動作が終了する。
The light emission that notifies the end of the measurement can be performed in various modes so as to be recognized by the
このように、電子レベル10によってウェービング法により高低差を測定する場合において、標尺側作業者16は、報知手段14により、報知された揺動タイミングに合わせて標尺20を揺動するだけで、高さ測定値の算出に最適なタイミングで標尺20を揺動することができるので、標尺側作業者16の熟練や勘に頼らず、高低差を正確に測定することができる。
In this way, when the height difference is measured by the waving method at the
また、本実施の形態に係る電子レベル10によれば、高さ測定値の算出に最適なタイミングで標尺20を揺動することが容易にできるので、測定の失敗を少なくすることができる。この結果、測定をやり直す必要が少なくなり、測定作業全体の時間を短縮することができる。
Further, according to the
また、測定の開始と測定の終了を標尺側作業者16がリアルタイムに知ることができるので、標尺側作業者16が無駄に標尺20の揺動する必要がなく、測定作業の負担が軽減される。
Further, since the stage
また、測定の開始及び終了を報知する発光を青色で、揺動タイミングを報知する発光を白色でというように、報知する情報に応じて、発光の色を変更してもよい。このようにすると、標尺側作業者が、発光による合図を容易に把握することができる。 Further, the color of the light emission may be changed according to the information to be notified, such that the light emission notifying the start and end of the measurement is blue and the light emission notifying the swing timing is white. By doing so, the operator on the stage staff can easily grasp the signal due to the light emission.
(第2の実施の形態)
図5は第2の実施の形態に係る電子レベル100の概略模式図である。電子レベル100は、報知手段114が、発光ユニットではなく、スピーカユニットである点を除き、第1の実施の形態に係る電子レベル10と同一の構成を有する。
(Second embodiment)
FIG. 5 is a schematic schematic diagram of the
報知手段114は、演算処理部13からの指令に基いて、標尺側作業者に向かって、音を発して、測定の開始、標尺の揺動タイミング、および測定の終了を報知する。具体的には、図4に示す、第1の実施の形態に係る報知手段14の発光と対応するように音を発するように構成されている。
Based on the command from the
報知手段114を構成するスピーカユニットとしては、特に限定されず、音を発するための公知の種々のスピーカユニットを用いることができる。報知手段114が発する音は、シグナル音であってもよいし、音声であってもよいが、数十メートル離隔した標尺側作業者16にも十分に認識される周波数および音圧レベルとなるように設定されている。
The speaker unit constituting the notification means 114 is not particularly limited, and various known speaker units for emitting sound can be used. The sound emitted by the notification means 114 may be a signal sound or a voice, but the frequency and sound pressure level should be sufficiently recognized by the
(第3の実施の形態)
図6(a)は第3の実施の形態に係る電子レベル200の概略模式図である。電子レベル200は、報知手段214が、発光ユニットではなく、無線通信装置である点を除き、第1の実施の形態に係る電子レベル10と実質的に同一の構成を有する。
(Third embodiment)
FIG. 6A is a schematic schematic diagram of the
報知手段214を構成する無線通信装置としては、例えば、ブルートゥース(登録商標)を用いた無線通信装置を用いることができるがこれに限定されない。 As the wireless communication device constituting the notification means 214, for example, a wireless communication device using Bluetooth (registered trademark) can be used, but the method is not limited thereto.
報知手段214は、電子レベル200本体に組み込まれた送信機231と、電子レベル200本体とは別体の受信機232とを備える。受信機232は、測定時に標尺側作業者16の近傍に配置されて用いられる。
The notification means 214 includes a
報知手段214は、演算処理部13からの指令に基いて、測定の開始、標尺の揺動タイミング、および測定の終了に関する信号を、送信機231から受信機232へと送信する。
The notification means 214 transmits signals regarding the start of measurement, the swing timing of the stage staff, and the end of measurement from the
受信機232は、送信機231からの信号を、光、音、画面表示等により出力するための、発光部、スピーカ、液晶ディスプレイ等の少なくとも1つの出力手段233を備えている。図示の例では、出力手段233は発光部である。
The
受信機232は、送信機231からの信号に基いて、測定の開始、標尺の揺動タイミング、および測定の終了を、光、音、画像表示等により標尺側作業者16に報知する。
Based on the signal from the
上記の構成によれば、標尺の揺動タイミング等を報知する受信機232は標尺側作業者16の近傍に配置されるので、電子レベル200からの測定の開始、標尺の揺動タイミング、および測定の終了の合図の確認が容易になる。
According to the above configuration, since the
さらに、出力手段233を、音声や画像表示により出力可能に構成すると、受信機232が、測定の開始、標尺の揺動タイミング、および測定の終了に加えて、測定における標尺の振幅不足や、標尺範囲のエラー、高さ測定値のタイムアウトエラー等の複雑な情報を標尺側作業者16に報知できるので好ましい。
Further, when the output means 233 is configured to be able to output by voice or image display, the
(第4の実施の形態)
図6(b)は第4の実施の形態に係る電子レベル300の概略模式図である。電子レベル300において、報知手段314は、無線通信装置であるが、報知手段314の受信機332が、標尺320に取り付けられている点を除き、第3の実施の形態に係る電子レベル200と同一の構成を有する。
(Fourth Embodiment)
FIG. 6B is a schematic schematic diagram of the
このように、報知手段314の受信機332が、標尺320と一体に構成されていると、標尺を持ち運んで測定作業を行う標尺側作業者16が、受信機332を別途持ち運ぶ必要がないので、作業負担が軽減する。
As described above, when the
以上、本発明の好ましい実施の形態について述べたが、上記の実施の形態は本発明の一例であり、これらを当業者の知識に基づいて組み合わせることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments are examples of the present invention, and these can be combined based on the knowledge of those skilled in the art, and such embodiments are also the present invention. Is included in the range of.
10,100,200,300 電子レベル
14,114,214,314 報知手段
16 標尺側作業者
20,320 標尺
231 送信機
232,332 受信機
10,100,200,300 Electronic level 14,114,214,314 Notification means 16 Stage staff worker 20,320
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