JPH0419490B2 - - Google Patents
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- JPH0419490B2 JPH0419490B2 JP17291987A JP17291987A JPH0419490B2 JP H0419490 B2 JPH0419490 B2 JP H0419490B2 JP 17291987 A JP17291987 A JP 17291987A JP 17291987 A JP17291987 A JP 17291987A JP H0419490 B2 JPH0419490 B2 JP H0419490B2
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- Japan
- Prior art keywords
- laser
- angle
- laser beam
- measurement point
- irradiates
- 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.)
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明はレーザ光線を用いた角度検出方法及び
装置にする。より詳細には本発明は、計測地点の
座標を決定するのに必要な角度を、2本のレーザ
光線を旋回照射する装置即ちレーザ灯台を用いて
測定する方法及び装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention provides an angle detection method and apparatus using a laser beam. More specifically, the present invention relates to a method and apparatus for measuring the angle necessary to determine the coordinates of a measurement point using a device that emits two laser beams in a rotating manner, that is, a laser lighthouse.
[従来技術]
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名の人員を必要とするので人件費が嵩
み、また作業時間もかかるものであつた。[Prior Art] The conventional method of determining an angle or plane position by triangulation is usually carried out using a transit, which requires at least one surveyor operating the transit and a worker holding a pole. Since two people are required, the labor cost increases and the work time is also long.
そこで本出願人は特願昭60−267481号におい
て、同一の旋回速度で相互に逆方向へ旋回する2
本のレーザ光線を照射するレーザ灯台を用いた角
度測定方法および装置を提案した。 Therefore, in Japanese Patent Application No. 60-267481, the applicant proposed two
We proposed an angle measurement method and device using a laser lighthouse that irradiates a book with a laser beam.
これを第7図および第8図を参照して説明する
と、AおよびBは基準地点、Cは計測地点であ
り、基準地点Aにはレーザ灯台1Aと他方のレー
ザ灯台1Bの対称軸の(第7図中の基準方向)を
検知する対称軸検知センサ2Aが設置され、又基
準地点Bにはレーザ灯台1Bと他方のレーザ灯台
1Aの対称軸の方向を検知する対称軸検知センサ
2Bが設置され、また計測地点Cにはレーザ灯台
1Aおよびレーザ灯台1Bのレーザ光線を検知す
る計測地点用センサ3が設置され、さらに計測地
点Cには時間測定装置(受光間隔測定回路)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は基準地点Aと基準地点B間
の距離であり、あらかじめ計測されている。尚、
基準地点A,Bを結ぶ直線が基準線となる。 To explain this with reference to FIGS. 7 and 8, A and B are reference points, C is a measurement point, and reference point A is the ( A symmetry axis detection sensor 2A is installed at the reference point B to detect the direction of the symmetry axis of the laser lighthouse 1B and the other laser lighthouse 1A. Also, at the measurement point C, a measurement point sensor 3 for detecting the laser beams from the laser lighthouse 1A and the laser lighthouse 1B is installed, and furthermore, at the measurement point C, a time measurement device (light reception interval measurement circuit) 4 and a coordinate calculation display device are installed. (microcomputer)
5 is provided. l is the distance between reference point A and reference point B, and is measured in advance. still,
The straight line connecting reference points A and B becomes the reference line.
レーザ灯台1A,1Bは、それぞれ反時計方向
および時計方向に旋回し且つ基準線ABに対して
常に線対称な2本のレーザ光線LccwおよびLcw
を旋回照射する。次に、センサ3がレーザ光線
Lccw、Lcwをそれぞれ受光する時間的間隔を測
定し、その測定値を用いて、計測地点Cと基準地
点Aとを結ぶ直線CAが基準線ABに対して形成
する角度θ、および計測地点Cと基準地点Bとを
結ぶ直線CBが基準線ABに対して形成する角度
ψを算出する。そして前記角度θ、ψおよび前記
距離lを用いて、計測地点Cの座標が三角法によ
つて求められるのである。従つて、この装置によ
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、かつ無線通信システムを用いることな
くデータの自動記録やコンピユータへの入力が可
能となるので、計測に際して誤動作が生ずる虞れ
もない。しかし、第7図から明らかな様に、この
抜術によれば角度θ、ψは−90゜≦θ、ψ≦90゜
(基準線ABに対して反時計回りに正、時計回り
に負とする:以下同じ)の範囲内(180゜)でしか
計測できない。従つて計測可能範囲外にある計測
点の座標を決定するためには、レーザ灯台1A,
1Bを移動して再度位置合わせを行なわなければ
ならず。作業が煩雑となつていた。そのため、計
測地点の座標を決定するのに必要な角度(θ、
ψ)をレーザ灯台を用いて360゜の範囲に亘つて測
定したいと言う要請が存在した。 Laser lighthouses 1A and 1B produce two laser beams Lccw and Lcw that rotate counterclockwise and clockwise, respectively, and are always symmetrical with respect to the reference line AB.
Rotate and irradiate. Next, sensor 3 detects the laser beam
Measure the time interval at which Lccw and Lcw are received, and use the measured values to calculate the angle θ that straight line CA connecting measurement point C and reference point A forms with reference line AB, and the angle θ formed by measurement point C and reference line AB. The angle ψ formed by the straight line CB connecting to the reference point B with respect to the reference line AB is calculated. Then, using the angles θ, ψ and the distance l, the coordinates of the measurement point C are determined by trigonometry. Therefore, with this device, measurements can be carried out quickly without requiring special skill, and data can be automatically recorded and input into a computer without using a wireless communication system. There is no risk of malfunction occurring. However, as is clear from Figure 7, with this extraction technique, the angles θ and ψ are -90°≦θ, ψ≦90° (positive in the counterclockwise direction and negative in the clockwise direction with respect to the reference line AB). Measurements can only be made within the range (180°) (same below). Therefore, in order to determine the coordinates of a measurement point outside the measurable range, the laser lighthouse 1A,
1B must be moved and positioning performed again. The work was becoming complicated. Therefore, the angle (θ,
There was a request to measure ψ) over a 360° range using a laser lighthouse.
[発明の目的]
本発明は上記要請に応えるべく提案されたもの
であつて、計測点の座標を求めるのに必要な角度
をレーザ灯台を用いて360゜の範囲に亘つて計測す
る事が出来る方法および装置に関する。[Object of the Invention] The present invention was proposed in response to the above-mentioned requirements, and is capable of measuring the angle necessary to determine the coordinates of a measurement point over a range of 360° using a laser lighthouse. METHODS AND APPARATUS.
[発明の構成]
本発明の方法によれば、計測地点の座標を決定
するのに必要な角度を2本のレーザ光線を旋回照
射するレーザ灯台を用いて測定するレーザ光線を
用いた角度測定方法において、基準地点に異なつ
た旋回速度にて2本のレーザ光線を同一の旋回方
向に旋回照射する回転部分と、そのうちの1本の
レーザ光線を基準線上において前記回転部分に照
射する固定部分とを設け、計測地点にはレーザ光
線を受光して検知する手段及びレーザ光線の受光
時間を測定する手段を設けて、前記検知手段が前
記2本のレーザ光線を受光する時間的間隔を測定
し、この測定値を演算装置に入力して、基準地点
と計測地点とを結ぶ直線が基準線に対して形成す
る角度を算出するようになつている。[Structure of the Invention] According to the method of the present invention, an angle measurement method using a laser beam that measures the angle necessary to determine the coordinates of a measurement point using a laser lighthouse that rotates and irradiates two laser beams. , a rotating part that rotates and irradiates two laser beams in the same rotation direction at different rotational speeds to a reference point, and a fixed part that irradiates one of the laser beams to the rotating part on the reference line. and a means for receiving and detecting the laser beam and a means for measuring the reception time of the laser beam are provided at the measurement point, and the detection means measures the time interval at which the two laser beams are received; The measured values are input to a calculation device to calculate the angle that a straight line connecting the reference point and the measurement point forms with the reference line.
また本発明の装置によれば、計測地点の座標を
決定するのに必要な角度を2本のレーザ光線を旋
回照射するレーザ灯台を用いて測定するレーザ光
線を用いた角度測定装置において、基準地点にお
いて異なつた旋回速度で2本のレーザ光線を旋回
照射する回転部分と、そのうちの1本のレーザ光
線を回転部分に照射する固定部分とを備え、そし
て計測地点において前記2本のレーザ光線を受光
するセンサと、このセンサが前記2本のレーザ光
線を受光する時間的間隔を測定する時間測定装置
と、基準地点と計測地点とを結ぶ直線が基準線に
対して形成する角度を前記時間的間隔の測定値か
ら算出し且つその値を表示する角度演算表示装置
とを備えいる。 Further, according to the device of the present invention, in an angle measuring device using a laser beam that measures an angle necessary to determine the coordinates of a measurement point using a laser lighthouse that irradiates two laser beams in a rotating manner, the reference point A rotating part that rotates and irradiates two laser beams at different rotational speeds, and a fixed part that irradiates one of the laser beams to the rotating part, and receives the two laser beams at a measurement point. a sensor that measures the time interval at which the sensor receives the two laser beams, and a time measurement device that measures the time interval at which the sensor receives the two laser beams; and an angle calculation display device that calculates from the measured value of and displays the value.
なお、基準線とは2本のレーザ光線が一致する
方向である。 Note that the reference line is the direction in which the two laser beams coincide.
[発明の作用効果]
同一の旋回方向へ異なつた旋回速度にて2本の
レーザ光線を旋回照射し、その2本のレーザ光線
が検知手段にそれぞれ受光される時間の間隔を所
定の関係式に代入すれば、計測地点の座標を求め
るのに必要な角度が算出される。例えば、一方の
レーザ光線の旋回速度を他方のレーザ光線の旋回
速度の2倍にした場合、検知手段が先行するレー
ザ光線を受光してから後続のレーザ光線を受光す
るまでの時間的間隔をt1、後続のレーザ光線受
光後再び先行するレーザ光線を受光するまでの時
間的間隔をt2とすると、角度θ(第7図参照)
は
θ=±2t1/t1+t2×360゜ …(1)
(但し、+は0〜πの間であり、−はπ〜2πの間
である。)
なる式で表わされる。そして(1)式より明らかな様
にθは0゜〜360゜の範囲で測定可能である。[Operations and Effects of the Invention] Two laser beams are rotated and irradiated in the same rotation direction at different rotation speeds, and the time interval during which the two laser beams are respectively received by the detection means is determined by a predetermined relational expression. By substituting the values, the angle required to determine the coordinates of the measurement point can be calculated. For example, when the rotation speed of one laser beam is twice the rotation speed of the other laser beam, the time interval from when the detection means receives the preceding laser beam until it receives the following laser beam is t1. , if t2 is the time interval from the reception of the subsequent laser beam until the reception of the preceding laser beam again, then the angle θ (see Fig. 7)
is expressed by the following formula: θ=±2t1/t1+t2×360°...(1) (However, + is between 0 and π, and - is between π and 2π.) As is clear from equation (1), θ can be measured in the range of 0° to 360°.
即ち、本発明によれば、計測地点が平面上のど
の位置にあつても、該計測地点の座標を決定する
のに必要な角度が求められるのである。そのた
め、新たな計測地点の測量に際してレーザ灯台を
設置し直す必要がなく、計測作業の労力が軽減さ
れる。 That is, according to the present invention, the angle necessary to determine the coordinates of the measurement point can be found no matter where the measurement point is located on the plane. Therefore, there is no need to reinstall the laser lighthouse when surveying a new measurement point, and the labor required for measurement work is reduced.
また、本発明の装置はその構成要素の部品点数
が前記従来技術(特願昭60−267481号)の場合と
さほど変わらず、装置全体としての小形化が達成
されている。なお、基準線の方向はレーザ灯台の
固定部分を設置する方向で決定されるが、その設
置に際して、例えば固定部分に視準器を取付け
て、灯台設置時に他方の灯台すなわち基準点を視
準しながら方向を定めてもよく、或いは灯台を適
宜に設置し、角度の既知の地点にセンサを設けて
プリセツト角度として読みとつてもよい。 Furthermore, the number of component parts of the apparatus of the present invention is not much different from that of the prior art (Japanese Patent Application No. 60-267481), and the overall size of the apparatus has been reduced. Note that the direction of the reference line is determined by the direction in which the fixed part of the laser lighthouse is installed, but when installing it, for example, attach a collimator to the fixed part and aim at the other lighthouse, that is, the reference point when installing the lighthouse. Alternatively, a lighthouse may be installed appropriately and a sensor may be installed at a point where the angle is known to read the preset angle.
[好ましい実施の態様]
本発明の実施に際して、一方のレーザ光線の旋
回速度が他方のレーザ光線の旋回速度の2倍にな
るのが好ましい。しかしながら、2本のレーザ光
線の旋回速度の比は2:1に限定されるものでは
なく、一定の比例関係が常時成立していれば良
い。その様な場合、前記(1)式において分子のt1
の係数が2以外の数値となる。[Preferred Embodiment] In practicing the present invention, it is preferable that the rotation speed of one laser beam is twice the rotation speed of the other laser beam. However, the ratio of the rotation speeds of the two laser beams is not limited to 2:1, and it is sufficient that a certain proportional relationship always holds. In such a case, in the above formula (1), the t1 of the molecule
The coefficient of becomes a value other than 2.
また、2本のレーザ光線の旋回速度の比が2:
1である場合に、本発明で用いられるレーザ灯台
は、固定部分と回転部分とを有しており、固定部
分は回転部分の回転軸の延長線上に位置されたレ
ーザ発振器と、レーザ発振器からのレーザ光線を
直進する光線と直角に反射した光線とに分けるビ
ームスプリツタと、その直角に反射した光線を更
に直角に2回反射して回転部分の中心部に指向さ
せる2つの反射ミラーとを備え、そして回転部分
は前記中心部に指向された光線を反射する平面ミ
ラーと、前記直進する光線を平面ミラーの法線方
向へ直角に反射する反射ミラーとを備えて構成さ
れるのが好ましい。回転部分の中心部に指向する
光線は基準線上を通つて平面ミラーに入射して反
射される。従つて、平面ミラーの法線と基準線と
が形成する角度(入射角)は、平面ミラーによつ
て反射された光線と基準線とが形成する角度(入
射角+反射角)の1/2となる。即ち、回転部分
の反射ミラーによつて平面ミラーの法線方向へ反
射されるレーザ光線の旋回速度(旋回回転の角速
度)は、平面ミラーにより反射されるレーザ光線
の旋回速度の1/2となるのである。 Also, the ratio of the rotation speeds of the two laser beams is 2:
1, the laser lighthouse used in the present invention has a fixed part and a rotating part, and the fixed part has a laser oscillator located on an extension of the rotation axis of the rotating part, and Equipped with a beam splitter that splits the laser beam into a straight-travelling beam and a beam reflected at right angles, and two reflecting mirrors that reflect the beam reflected at right angles twice and direct it to the center of the rotating part. , and the rotating portion preferably includes a plane mirror that reflects the light beam directed toward the center, and a reflecting mirror that reflects the straight-progressing light beam at right angles to the normal direction of the plane mirror. A light beam directed toward the center of the rotating part passes on the reference line, enters the plane mirror, and is reflected. Therefore, the angle formed by the normal line of the plane mirror and the reference line (incident angle) is 1/2 of the angle (incident angle + reflection angle) formed by the ray reflected by the plane mirror and the reference line. becomes. That is, the rotation speed (angular velocity of rotation) of the laser beam reflected in the normal direction of the plane mirror by the reflecting mirror of the rotating part is 1/2 of the rotation speed of the laser beam reflected by the plane mirror. It is.
[実施例]
以下図面を参照して本発明の実施例について説
明する。(この実施例において、レーザ灯台から
照射される2本のビームの旋回速度の比は2:1
になつている。)
第1〜3図は本発明で用いられるレーザ灯台1
0を示す。レーザ灯台10は固定部分12及び回
転部分14から構成されている。ここで16は回
転部分14の回転軸を示す。固定部分12は、回
転軸16の延長線上に位置されたレーザ発振器1
8を有している。このレーザ発振器18の直下に
はビームスプリツタ20が設けられ、ビームスプ
リツタ20の測方には第1の反射ミラー22が設
けられ、そして反射ミラー22の直下には第2の
反射ミラー24が設けられている。一方、回転部
分14においては第3の反射ミラー26が配置さ
れており、反射ミラー26の下方に平面ミラー2
8が設けられている。平面ミラー28は回転軸1
6がその反射面と同一面内を延び且つ反射面を2
等分する様に位置している。レーザ灯台10が旋
回する以前の状態、即ち旋回角が0゜の状態におい
ては、平面ミラー28の法線Nは基準線と一致す
る。図中30は回転部分14の基部で、その内部
には回転部分14を回転駆動する手段(図示せ
ず)が含まれている。[Examples] Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. (In this example, the ratio of the rotational speeds of the two beams irradiated from the laser lighthouse is 2:1.
It's getting old. ) Figures 1 to 3 show a laser lighthouse 1 used in the present invention.
Indicates 0. The laser lighthouse 10 is composed of a fixed part 12 and a rotating part 14. Here, 16 indicates the rotation axis of the rotating portion 14. The fixed part 12 is a laser oscillator 1 located on an extension of the rotation axis 16.
It has 8. Directly below this laser oscillator 18, a beam splitter 20 is provided, a first reflecting mirror 22 is provided in the direction of the beam splitter 20, and a second reflecting mirror 24 is provided directly below the reflecting mirror 22. It is provided. On the other hand, a third reflection mirror 26 is arranged in the rotating portion 14, and a plane mirror 2 is placed below the reflection mirror 26.
8 is provided. The plane mirror 28 is the rotation axis 1
6 extends in the same plane as the reflective surface, and the reflective surface is 2
They are located so that they are evenly divided. In a state before the laser lighthouse 10 turns, that is, in a state where the turning angle is 0°, the normal N of the plane mirror 28 coincides with the reference line. In the figure, reference numeral 30 denotes the base of the rotating portion 14, and the inside thereof includes means (not shown) for rotationally driving the rotating portion 14.
レーザ発振器18で発生したレーザ光線L1
は、ビームスプリツタ20により直進する光線L
2と直角に反射された光線L3とに分けられる。
直進するレーザ光線L2は反射ミラー26によつ
て直角に反射されレーザ光線LAとしてレーザ灯
台10の外部へ照射される。ここで、レーザ光線
LAの照射方向は、常に平面ミラー28の法線N
の方向と一致する。一方、ビームスプリツタ20
により直角に反射されたレーザ光線L3は、反射
ミラー22によつて第1図中下方に向けてレーザ
光線L4として直角に反射され、更にレーザ光線
L4は反射ミラー24によつて直角に反射しレー
ザ光線L5として平面ミラー28への入射光線と
なる。そして平面ミラー28で反射された後、レ
ーザ光線LBとしてレーザ灯台10の外部へ照射
される。上述の通り、レーザ光線LAの照射方向
は、常に平面ミラー28の法線Nの方向と一致す
る。即ち、第3図において、レーザ光線LAの旋
回角θは回転部分14(第1図)の回転角に等し
い。一方、固定部分12中の反射ミラー24によ
つて反射されたレーザ光線L5は、常に基準線上
を進行して平面ミラー28に入射する。そして、
外レーザ光線L5の平面ミラー28に対する入射
角は、基準線と法線Nとの為す角度θに等しい。
従つて平面ミラー28から反射されたレーザ光線
LBと基準線との為す角度(光線LBの旋回角)は
前記した入射角と反射角との和、即ち2θとなる。
即ち、レーザ光線LAとLBの旋回角の比は1:2
となり、旋回角の角速度(旋回速度)の比も1:
2となる。 Laser beam L1 generated by laser oscillator 18
is the light ray L that travels straight through the beam splitter 20
2 and a ray L3 reflected at right angles.
The laser beam L2 traveling straight is reflected at a right angle by the reflecting mirror 26 and is irradiated to the outside of the laser lighthouse 10 as a laser beam LA. Here, the laser beam
The LA irradiation direction is always the normal N of the plane mirror 28.
coincides with the direction of On the other hand, the beam splitter 20
The laser beam L3 reflected at a right angle by the reflection mirror 22 is reflected at a right angle downward in FIG. The light beam becomes incident on the plane mirror 28 as a light beam L5. After being reflected by the plane mirror 28, it is irradiated to the outside of the laser lighthouse 10 as a laser beam LB. As described above, the irradiation direction of the laser beam LA always coincides with the direction of the normal N to the plane mirror 28. That is, in FIG. 3, the rotation angle θ of the laser beam LA is equal to the rotation angle of the rotating portion 14 (FIG. 1). On the other hand, the laser beam L5 reflected by the reflection mirror 24 in the fixed portion 12 always travels on the reference line and enters the plane mirror 28. and,
The angle of incidence of the external laser beam L5 on the plane mirror 28 is equal to the angle θ between the reference line and the normal N.
Therefore, the laser beam reflected from the plane mirror 28
The angle between LB and the reference line (the turning angle of the light beam LB) is the sum of the above-mentioned incident angle and reflection angle, that is, 2θ.
That is, the ratio of the turning angles of the laser beams LA and LB is 1:2.
Therefore, the ratio of the turning angle to the angular velocity (turning speed) is also 1:
It becomes 2.
次に本発明による角度測定について説明する。 Next, angle measurement according to the present invention will be explained.
第4図に示す本発明の測定は、第7,8図に示
す従来技術の測定と似通つている。即ち、第4図
において基準地点A,Bには前述のレーザ灯台1
0A,10Bが1基づつ配置されており、図中C
が座標を決定すべき計測点である。そして計測点
Cにはレーザ光線LA,LBを受光するセンサ3
2、受光時間の間隔を測定する時間測定装置3
4、測定された時間的間隔から必要な角度θある
いはψを演算し表示する角度演算表示装置36が
設置されている。角度演算表示装置36としては
例えばマイクロコンピユータを用いることが出来
る。 The measurements of the present invention shown in FIG. 4 are similar to the prior art measurements shown in FIGS. 7 and 8. That is, in FIG. 4, the aforementioned laser lighthouse 1 is located at the reference points A and B.
One unit 0A and one unit 10B are arranged, and C in the figure
is the measurement point whose coordinates should be determined. At measurement point C, there is a sensor 3 that receives laser beams LA and LB.
2. Time measurement device 3 that measures the interval of light reception time
4. An angle calculation display device 36 is installed which calculates and displays the required angle θ or ψ from the measured time interval. As the angle calculation display device 36, for example, a microcomputer can be used.
また、レーザ灯台10A,10Bには、それぞ
れのレーザ灯台の基準線を完全に一致させるため
の基準線整合用センサ38A,38Bが設けられ
ている。 Further, the laser lighthouses 10A and 10B are provided with reference line matching sensors 38A and 38B for completely matching the reference lines of the respective laser lighthouses.
このセンサ38A,38Bは、例えばフオトダ
イオードで構成され、第2図に示す様にレーザ灯
台が旋回する以前の状態において、それぞれ他方
のレーザ光線LA或いはLBを受光することによつ
て基準線の整合が行なわれる。 The sensors 38A and 38B are composed of, for example, photodiodes, and as shown in FIG. 2, before the laser lighthouse turns, the sensors 38A and 38B align the reference lines by receiving the other laser beam LA or LB, respectively. will be carried out.
従来技術において説明したのと同様に、基準地
点A,Bを結ぶ基準線の長さLと角度θとψとの
値が求まれば、計測地点Cの座標は決定される。
ここで、長さLは容易に測定出来るので、結局C
の座標を求めるには角度θとψとを求めれば良
い。 As explained in the related art, once the length L and the angles θ and ψ of the reference line connecting the reference points A and B are determined, the coordinates of the measurement point C are determined.
Here, since the length L can be easily measured, in the end C
To find the coordinates of , just find the angles θ and ψ.
角度θとψとを求める態様はほぼ同一であるの
で、第4図左方のレーザ灯台10Aを用いて角度
θを測定する事についてのみ説明する。但し、レ
ーザ光線LA,LBは第4図において反時計方向へ
旋回するものとする。 Since the manner in which the angles θ and ψ are determined is almost the same, only the method of measuring the angle θ using the laser lighthouse 10A on the left side of FIG. 4 will be described. However, the laser beams LA and LB are assumed to rotate counterclockwise in FIG. 4.
第5図においては、計測地点Cにおけるレーザ
光線LAとLBをセンサ32が受光する時間の間隔
を示す。角度θを形成する位置にある計測地点C
のセンサ32は最初に先行するレーザ光線LBを
受光し、その後で後続のレーザ光線LAを受光す
る。この間の時間的間隔を第5図中t1で表示す
る。そいてレーザ光線LAを受光した後にセンサ
32が再度レーザ光線LBを受光するまでの時間
的間隔を、第5図中t2で表示する。ここで、角
度θは前述の(1)式、即ち
θ=2t1/t1+t2×360゜
で表わされるので、時間測定装置34で測定した
t1,t2の値を代入すればθが算出される。t
1,t2の値の代入、およびθの算出は角度演算
表示装置が行なう。 FIG. 5 shows the time interval at which the sensor 32 receives the laser beams LA and LB at the measurement point C. Measurement point C located at a position forming angle θ
The sensor 32 first receives the preceding laser beam LB, and then receives the following laser beam LA. The time interval during this time is indicated by t1 in FIG. The time interval from when the sensor 32 receives the laser beam LA until it receives the laser beam LB again is indicated by t2 in FIG. Here, since the angle θ is expressed by the above-mentioned equation (1), ie, θ=2t1/t1+t2×360°, θ can be calculated by substituting the values of t1 and t2 measured by the time measuring device 34. t
The angle calculation and display device performs substitution of the values of 1 and t2 and calculation of θ.
尚、第5図においてレーザ光線LBを示すグラ
フが一部点線となつているが、この部分に対応す
る期間においてはレーザ光線L5(第1図)は平
面ミラー28の裏側を照射するのみで反射しな
い。従つてレーザ光線LBが照射されないのであ
る。 In FIG. 5, part of the graph showing the laser beam LB is a dotted line, but during the period corresponding to this portion, the laser beam L5 (FIG. 1) only irradiates the back side of the plane mirror 28 and is not reflected. do not. Therefore, the laser beam LB is not irradiated.
第6図において、センサ32、時間測定装置3
4、角度演算表示装置36の構成、機能の詳細を
ブロツク図で示してある。第6図中、レーザ灯台
10Aからのレーザ光線によつて機能するものに
は添字Aが付けられ、レーザ灯台10Bからのレ
ーザ光線によつて機能するものには添字Bが付け
られている。レーザ光線の受光における誤動作を
無くすため、レーザ灯台10Aのレーザ光線を受
光するセンサ32Aとレーザ灯台10B用のセン
サ32Bとは高さ方向に若干の間隔を開けて配置
されている。センサ32A,32Bはレーザ光線
を受光すると電気信号を発生し、その電気信号は
増幅整形回路33A,33Bによつて増幅及び波
形が整形されて時間測定装置34A,34Bに入
力される。時間測定装置34A,34Bはその増
幅された信号に基づいてt1,t2(第5図)を
決定し、その数値を角度演算表示装置36に出力
する。装置36の角度演算機能51Aは時間測定
装置34Aから出力されたt1,t2の値を前述
の(1)式に代入して角度θを算出する。一方、角度
演算機能51Bは、時間測定装置34Bから出力
されたt1,t2の値を用いて角度ψを算出す
る。算出された角度θ、ψおよび基準線長さ入力
機能52により入力されるL(第4図)の数値か
ら、計測地点Cの座標が座標計算機能53によつ
て計算され、表示機能54によつて表示される。 In FIG. 6, a sensor 32, a time measuring device 3
4. The details of the configuration and functions of the angle calculation display device 36 are shown in a block diagram. In FIG. 6, a subscript A is attached to a device that functions by the laser beam from the laser lighthouse 10A, and a subscript B is attached to a device that functions by the laser beam from the laser lighthouse 10B. In order to eliminate malfunctions in receiving the laser beam, the sensor 32A for receiving the laser beam from the laser lighthouse 10A and the sensor 32B for the laser lighthouse 10B are arranged with a slight distance in the height direction. When the sensors 32A, 32B receive the laser beam, they generate electrical signals, and the electrical signals are amplified and shaped into waveforms by amplifying and shaping circuits 33A, 33B, and are input to time measuring devices 34A, 34B. The time measurement devices 34A and 34B determine t1 and t2 (FIG. 5) based on the amplified signals, and output the values to the angle calculation display device 36. The angle calculating function 51A of the device 36 calculates the angle θ by substituting the values of t1 and t2 outputted from the time measuring device 34A into the above-mentioned equation (1). On the other hand, the angle calculation function 51B calculates the angle ψ using the values of t1 and t2 output from the time measuring device 34B. The coordinates of the measurement point C are calculated by the coordinate calculation function 53 from the calculated angles θ and ψ and the value of L (FIG. 4) input by the reference line length input function 52, and the coordinates are calculated by the display function 54. is displayed.
[まとめ]
以上説明した様に、本発明によれば異なる速度
で旋回する2本のレーザ光線を旋回照射するレー
ザ灯台を用いて、計測点の座標を特定するのに必
要な角度を測定している。そして本発明によれば
次の様な利点がある。[Summary] As explained above, according to the present invention, the angle required to specify the coordinates of a measurement point is measured using a laser lighthouse that emits two laser beams that rotate at different speeds. There is. According to the present invention, there are the following advantages.
a、レーザ灯台を中心として360゜に亘つて計測
可能である。b、測量が一人で行える。c、平面
上の任意の位置で計測できる。d、同時に何点か
の位置が計測できる。e、瞬時に計測できる。
f、動きながら計測も可能である。g、取扱いが
簡単であつて熟練を要しない。h、かなりの精度
で計測できる。i、装置は小型、計量で安価に提
供できる。j、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。k、測定装置全体の小形
化が計れる。 a. It is possible to measure 360 degrees around the laser lighthouse. b. Surveying can be done by one person. c. Can be measured at any position on a plane. d. The positions of several points can be measured at the same time. e.It can be measured instantly.
f. It is also possible to measure while moving. g. It is easy to handle and does not require skill. h. Can be measured with considerable accuracy. i. The device is small, weighs, and can be provided at low cost. j. Data can be automatically recorded and input into a computer. k. The entire measuring device can be made smaller.
更に、本発明の利用分野としては、通常の測量
の外に、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。 Furthermore, the present invention can be used not only for ordinary surveying but also for position measurement and control of mobile robots and the like.
第1図は本発明に用いられるレーザ灯台の構造
を示す側面図、第2図、第3図は前記レーザ灯台
から照射される2本のレーザ光線の旋回角の関係
を説明する図、第4図は本発明の測定装置の配置
を説明する図、第5図は前記2本のレーザ光線の
旋回角と検知タイミングとの関係を示す図、第6
図は計測地点における各装置の機能を示すブロツ
ク図、第7,8図は従来技術を説明する図であ
る。
1A,1B,10,10A,10B……レーザ
灯台、3,32,32A,32B……センサ、
4,34,34A,34B……時間計測装置、
5,36……角度演算表示装置、A,B……基準
地点、C……計測地点、LA……先行するレーザ
光線、LB……後続のレーザ光線。
FIG. 1 is a side view showing the structure of a laser lighthouse used in the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams explaining the relationship between the turning angles of two laser beams irradiated from the laser lighthouse, and FIG. 5 is a diagram illustrating the arrangement of the measuring device of the present invention, FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the turning angle of the two laser beams and the detection timing, and FIG.
The figure is a block diagram showing the functions of each device at the measurement point, and FIGS. 7 and 8 are diagrams explaining the prior art. 1A, 1B, 10, 10A, 10B... Laser lighthouse, 3, 32, 32A, 32B... Sensor,
4, 34, 34A, 34B... time measuring device,
5, 36... Angle calculation display device, A, B... Reference point, C... Measurement point, LA... Leading laser beam, LB... Following laser beam.
Claims (1)
2本のレーザ光線を旋回照射するレーザ灯台を用
いて測定するレーザ光線を用いた角度測定方法に
おいて、基準地点に異なつた旋回速度にて2本の
レーザ光線を同一の旋回方向に旋回照射する回転
部分と、そのうちの1本のレーザ光線を基準線上
において前記回転部分に照射する固定部分とを設
け、計測地点にはレーザ光線を受光して検知する
手段及びレーザ光線の受光時間を測定する手段を
設けて、前記検知手段が前記2本のレーザ光線を
受光する時間的間隔を測定し、この測定値を演算
装置に入力して、基準地点と計測地点とを結ぶ直
線が基準線に対して形成する角度を算出すること
を特徴とするレーザ光線を用いた角度測定方法。 2 計測地点の座標を決定するのに必要な角度を
2本のレーザ光線を旋回照射するレーザ灯台を用
いて測定するレーザ光線を用いた角度測定装置に
おいて、基準地点において異なつた旋回速度で2
本のレーザ光線を旋回照射する回転部分と、その
うちの1本のレーザ光線を回転部分に照射する固
定部分とを備え、そして計測地点において前記2
本のレーザ光線を受光するセンサと、このセンサ
が前記2本のレーザ光線を受光する時間的間隔を
測定する時間測定装置と、基準地点と計測地点と
を結ぶ直線が基準線に対して形成する角度を前記
時間的間隔の測定値から算出し且つその値を表示
する角度演算表示装置とを備えることを特徴とす
るレーザ光線を用いた角度測定装置。[Claims] 1. In an angle measurement method using a laser beam, in which the angle required to determine the coordinates of a measurement point is measured using a laser lighthouse that rotates and irradiates two laser beams, A rotating part that irradiates two laser beams in the same rotating direction at a rotating speed of 300 degrees, and a fixed part that irradiates one of the laser beams to the rotating part on a reference line. A means for receiving and detecting the laser beam and a means for measuring the reception time of the laser beam are provided, the detecting means measures the time interval at which the two laser beams are received, and this measured value is sent to a calculation device. An angle measuring method using a laser beam, which comprises inputting information and calculating the angle formed by a straight line connecting a reference point and a measurement point with respect to the reference line. 2. In an angle measuring device using a laser beam that measures the angle necessary to determine the coordinates of a measurement point using a laser lighthouse that rotates and irradiates two laser beams, two angles are measured at different rotation speeds at a reference point.
It is equipped with a rotating part that rotates and irradiates the laser beam of the book, and a fixed part that irradiates one of the laser beams to the rotating part, and at the measurement point, the two
A sensor that receives the laser beam from the book, a time measuring device that measures the time interval at which the sensor receives the two laser beams, and a straight line connecting the reference point and the measurement point is formed with respect to the reference line. An angle measuring device using a laser beam, comprising: an angle calculation display device that calculates an angle from the measured value at the time interval and displays the calculated value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17291987A JPS6416908A (en) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | Method and device for angle measurement using laser beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17291987A JPS6416908A (en) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | Method and device for angle measurement using laser beam |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6416908A JPS6416908A (en) | 1989-01-20 |
| JPH0419490B2 true JPH0419490B2 (en) | 1992-03-30 |
Family
ID=15950783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17291987A Granted JPS6416908A (en) | 1987-07-13 | 1987-07-13 | Method and device for angle measurement using laser beam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6416908A (en) |
-
1987
- 1987-07-13 JP JP17291987A patent/JPS6416908A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6416908A (en) | 1989-01-20 |
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