CN103097859A - 激光测量系统 - Google Patents

Abstract

这种激光测量装置配备有：矫平单元(3)，具有矫平电机；光源单元(14)，发射激光束；投影光学系统，被提供给矫平单元并辐照激光束；电源单元，把电力提供给每个构成部分；控制单元(7)，驱动每个构成部分的驱动；记录单元(26)；倾斜检测装置(11)，被提供给矫平单元并检测矫平状态；旋转频率检测装置(13)，检测电机的旋转频率；光源检测装置(16a，16b)，检测光源单元的发光状态；电压检测装置(24)，检测由电源单元输出的电压；和异常检测单元，检测操作异常。控制单元通过异常检测装置监测异常的存在/不存在，按照预定时间间隔对来自每个检测装置的检测信号进行采样，并按照时间顺序把检测信号组作为采样数据存储在记录单元中。当存储的采样数据超过预定量时，从最早的条目删除采样数据，并且由新的采样数据顺序覆写采样数据。当至少一个监测的检测信号指示异常时，其中指示异常的时间点作为基点的预定时间范围内的采样数据免于被删除，并被保存为用于异常原因分析的数据。

Description

激光测量系统

技术领域

本发明涉及一种用于在沿水平方向矫平（level）地表面、设置倾斜梯度或者为铺设陶制管而设置梯度的情况下形成基准平面和基准线的激光测量系统。

背景技术

在土木工程工作、建筑工作等中要应用的激光测量系统在很大范围的领域中使用和操作，例如，激光测量系统用于室外条件或用于室内条件或用于寒冷气候区域或用于高温高湿区域。另外，当测量系统可能在操作期间掉落时或者当系统可能在操作和使用期间被碰撞或者可能落下时，可能对激光测量系统产生很大冲击。

当激光测量系统未在正常条件下操作时，存在各种故障的原因。这些原因包括例如：激光测量系统自身中的异常或故障的情况、或者由于使用条件的突然变化导致的暂时操作异常的情况、激光测量系统未被合适地安装的情况、或者未在使激光测量系统在正常条件下操作的条件下使用该测量系统的情况(例如，当激光测量系统被安装在发生振动或摇晃的地方)。另外，即使当这由激光测量系统自身的异常或故障引起时，也可能存在构成激光测量系统的零件随着时间的劣化的情况、或者来自外部的强烈冲击(诸如，落下)的情况、或者由在高温条件下使用导致的热劣化的情况。

在以前，当操作异常发生在激光测量系统上时，在操作现场办公室调查操作异常的原因，并且当在操作现场办公室未识别原因时，所讨论的激光测量系统通常被发送到维修站。然后，在维修站调查操作异常的原因。如果在维修站不能识别原因，则激光测量系统被进一步运输到制造工厂的技术部门，并且调查原因，并且采取合适的措施以校正操作异常。

因此，当在初始阶段(诸如，在操作现场办公室的调查)中弄清楚操作异常的原因时，能够高效地校正异常。然而，当在制造工厂的技术部门调查故障的原因时，激光测量系统必须每次被运输，并且必须每次调查故障的原因。因此，需要很多时间和很多天。另外，因为必须每次在每个部门调查故障的原因并且对于每个操作员而言需要高技能和训练，所以涉及很多时间和成本。

为了解决如上所述的问题，本发明的目的在于提供一种激光测量系统以使得能够以简单的方式识别操作异常的原因。

现有技术参考

[专利文档1] 专利公开JP-A-2004-144681。

发明内容

本发明涉及一种激光测量系统，包括：矫平单元，具有用于矫平的电机；光源单元，用于发射激光束；光投影光学系统，安装在矫平单元上并用于投影激光束；电源单元，用于把电力提供给每个部件位置；控制单元，用于驱动并控制每个部件位置；存储单元；倾斜检测装置，安装在矫平单元上并用于检测矫平条件；旋转数检测装置，用于检测电机的旋转数；光源检测装置，用于检测光源单元的发光条件；电压检测装置，用于检测电源单元的输出电压；和异常检测装置，用于检测操作异常，其中控制单元通过异常检测装置监测是否存在异常，按照预定时间间隔对来自每个检测装置的检测信号进行采样，并按照时间顺序把如此检测的信号组存储在存储单元中作为采样数据，并且当存储的采样数据超过预定量时，较早的数据被删除，并且新的采样数据被顺序覆写，并且当用于监测的至少一个检测信号指示异常时，使用指示异常的点作为基点，在预定时间段的范围中的采样数据免于成为删除的目标并被保留作为用于异常的原因的分析的数据。

另外，本发明涉及如上所述的激光测量系统，其中异常检测装置根据来自每个检测装置的检测信号监测是否存在异常。另外，本发明涉及如上所述的激光测量系统，其中异常检测装置基于来自执行与外部装置的通信的无线通信单元的信号监测是否存在异常。

另外，本发明涉及如上所述的激光测量系统，其中外部装置是光接收装置。

另外，本发明涉及如上所述的激光测量系统，其中作为基点的所述预定时间段的范围是在时间方面从基点向回的范围，并且是通过在时间方面把基点视为开始点的范围。另外，本发明涉及如上所述的激光测量系统，其中作为基点的所述预定时间段的范围是在基点前后在时间方面向回或向前的范围。

另外，本发明涉及如上所述的激光测量系统，其中控制单元具有诊断程序，并且控制单元从用于异常的原因的分析的数据识别异常的原因。

另外，本发明涉及如上所述的激光测量系统，还包括PC，其中PC具有诊断程序，并且PC从用于异常的原因的分析的数据识别异常的原因。

另外，本发明涉及如上所述的激光测量系统，其中诊断程序使异常的原因与结构部件的位置关联。另外，本发明涉及如上所述的激光测量系统，其中每个部件被设计为组件，并且与异常的原因相关的部件能够被交换。

另外，本发明涉及如上所述的激光测量系统，还包括温度检测装置和/或湿度检测装置，其中由温度检测装置和/或湿度检测装置检测的检测信号被添加到采样数据。另外，本发明涉及如上所述的激光测量系统，还包括加速度检测装置，其中加速度检测装置检测作用在旋转激光辐照系统上的振动、冲击和倾斜，并且加速度检测装置的检测信号被添加到采样数据。另外，本发明涉及如上所述的激光测量系统，还包括照度检测装置，其中照度检测装置的检测信号被添加到采样数据。另外，本发明涉及如上所述的激光测量系统，还包括GPS系统，其中由GPS系统检测的位置信息被添加到采样数据。

另外，本发明涉及如上所述的激光测量系统，还包括：偏转光学构件，用于使激光束以90°的角度偏转；和旋转驱动单元，用于使偏转光学构件旋转，其中在旋转辐照中投影激光束。

附图说明

图1是示出本发明所应用到的旋转激光辐照系统的示意性剖视图；

图2是示出旋转激光辐照系统的示意性方框图；和

图3是解释用于获取采样数据并在存储单元中存储该数据的条件的示图。

图例标号

1 旋转激光辐照系统

2 壳体

3 矫平单元

4 光投影光学系统

5 旋转辐照单元

6 旋转驱动单元

7 控制单元

8 电源单元

10 激光束

11 倾斜传感器

12 矫平电机

13 旋转数检测装置

14 光源单元

16 光源监测器

17 温度计

18 湿度计

19 加速度计

20 照度计

23 编码器

24 电压检测装置

25 算术单元

26 存储单元

26a 程序存储区域

26b 操作记录存储区域

30 通信单元

33 光接收装置。

具体实施方式

以下将通过参照附图描述本发明的实施例。

首先，参照图1和图2，将描述本发明所应用到的激光测量系统。在图1中，旋转激光辐照系统1被示为激光测量系统的例子。

在封闭壳体2内，提供：矫平单元3；光投影光学系统4，布置在矫平单元3上；旋转辐照单元5，围绕光投影光学系统4的光轴可旋转地安装；旋转驱动单元6，用于使旋转辐照单元5旋转；和控制单元7，用于控制矫平单元3、光投影光学系统4、旋转辐照单元5和旋转驱动单元6。在壳体2的底表面上，提供电源单元8，并且电力被从电源单元8提供给矫平单元3、光投影光学系统4和旋转辐照单元5。在壳体2的所需的位置，例如，在壳体2的侧面，提供操作单元28,、显示单元29和外部通信连接器31。另外，在壳体2里面，提供通信单元30，通信单元30能够执行与外部装置33的无线通信。作为外部装置33，可使用光接收装置、遥控器等。

旋转激光辐照系统1能够经外部通信连接器31连接到外部计算机(PC)32，并且旋转激光辐照系统1和外部计算机32能够经外部通信连接器31相对于彼此发送和接收数据。

矫平单元3包括：倾斜传感器11，倾斜传感器11是布置为沿两个水平方向彼此垂直交叉的一对倾斜检测装置；工作台(未示出)，可沿两个轴倾斜；矫平电机12，针对每个轴提供并且用于使工作台沿两个轴的方向独立地倾斜；旋转数检测装置13(例如，编码器)，用于检测矫平电机12的旋转数。倾斜传感器11的检测结果被输入到控制单元7，并且控制单元7基于来自倾斜传感器11的检测结果驱动矫平电机12，控制矫平操作，并基于来自旋转数检测装置13的检测结果和来自倾斜传感器11的检测结果监测矫平电机12的操作与倾斜传感器11的倾斜检测结果的一致性。

对于倾斜传感器11，除了沿两个水平方向彼此垂直交叉的角度传感器之外，还可提供沿垂直方向的角度传感器。在这种情况下，通过使旋转激光辐照系统1下降，能够形成垂直基准平面。旋转数检测装置13可以是连接到矫平电机12的编码器。或者，在矫平电机12可以是脉冲电机的情况下，旋转数检测装置13可以是用于向矫平电机12发射驱动脉冲的驱动装置，或者旋转数检测装置13可以是用于对驱动脉冲进行计数的计数器。

光投影光学系统4包括：光源单元14，诸如LD，用于发射激光束10；光学构件15，包括准直透镜等，把激光束10准直为平行光通量；和光源监测器16(参见图2)，作为光源检测装置，用于监测光源单元14的发光条件。光源监测器16包括：光学传感器(光检测装置)16a，用于通过监测投影的激光束10来检测发光条件；和电流检测器(电流检测装置)16b，用于通过监测施加在光源单元14上的电流来检测发光条件。控制单元7基于光学传感器16a或电流检测器16b中的至少一个的检测结果控制光源单元14的发光条件。控制单元7比较光学传感器16a的检测结果与电流检测器16b的检测结果，并判断来自光学传感器16a的检测结果与来自电流检测器16b的检测结果的一致性。

分别在壳体2的内侧以及在外侧或者至少在内侧和外侧中的一侧，提供作为温度检测装置的温度计17和作为湿度检测装置的湿度计18。通过温度计17和湿度计18，在使用旋转激光辐照系统1下测量温度和湿度，并且如此检测的温度和湿度被输入到控制单元7。在壳体2里面，提供作为加速度检测装置的加速度计19，从而检测作用在旋转激光辐照系统1上的撞击的值，并且加速度计19的检测的结果被输出到控制单元7。作为照度检测装置的照度计20提供在壳体2里面。通过这种照度计20，当外部光穿过壳体2时，检测壳体2里面的亮度(发光度)，并且照度计20的检测结果被输入到控制单元7。

旋转辐照单元5具有偏转光学构件21诸如五棱镜，偏转光学构件21被可旋转地支撑。当由旋转驱动单元6使偏转光学构件21旋转时，偏转光学构件21使从光投影光学系统4投影的激光束10沿水平方向偏转，并且另外，在旋转辐照中投影激光束，并且形成水平基准平面和倾斜基准平面。

旋转驱动单元6包括用于使旋转辐照单元5旋转的扫描电机22和旋转数检测装置(例如，编码器)23，并且编码器23检测旋转辐照单元5和扫描电机22中的每一个的旋转数和旋转速度。由编码器23检测的旋转数和旋转速度被输入到控制单元7，并且控制单元7基于编码器23的检测结果以预定恒定速度控制扫描电机22。

电源单元8具有电压检测装置24，诸如电压检测计，并且由电压检测装置24不断地检测输出电压。电压检测装置24的检测结果被输入到控制单元7，并且控制单元7基于这种检测结果判断异常，诸如电源单元8的消耗的条件。

如图2中所示，控制单元7具有：算术单元25，通常由CPU代表；存储单元26，与算术单元25关联地提供；和输入/输出控制单元27。经由输入/输出控制单元27输出针对矫平单元3、旋转驱动单元6和光源单元14的控制信号，并且来自倾斜传感器11、旋转数检测装置13、光源监测器16、温度计17、湿度计18、加速度计19、照度计20、编码器23和电压检测装置24的各种类型的信号经由输入/输出控制单元27被输入到控制单元7。可与控制单元7分开地提供存储单元26。

存储单元26可以是与CPU一起封装在印刷电路板上的半导体存储器，或者可以是可移动地附连的记录介质，诸如存储卡。存储单元26具有用于存储程序的程序存储区域26a和用于存储各种类型的数据的操作记录存储区域26b。当存储卡等被附连时，优选的是，各种类型的程序被存储在半导体存储器上，并且稍后将描述的操作记录数据被存储在存储卡等。

在存储单元26的程序存储区域26a中，存储各种类型的程序。这些程序包括：顺序程序，用于操作旋转激光辐照系统1；数据处理程序，用于对来自各种类型的传感器的数据执行处理，诸如采样等；诊断程序，用于基于来自各种类型的传感器的数据判断是否存在异常或者判断异常的原因并且识别异常点；和其它类型的程序。在操作记录存储区域26b中，按照时间顺序存储来自倾斜传感器11、旋转数检测装置13、光源监测器16、温度计17、湿度计18、加速度计19、照度计20、编码器23和电压检测装置24的信号。

算术单元25根据顺序程序驱动并控制旋转激光辐照系统1。在旋转激光辐照系统1根据数据处理程序操作的同时，算术单元25执行来自倾斜传感器11、旋转数检测装置13、光源监测器16、温度计17、湿度计18、加速度计19、照度计20、编码器23和电压检测装置24的信号的采样，并按照时间顺序把如此采样的数据存储在操作记录存储区域26b中作为操作记录数据。

矫平单元3、光投影光学系统4、旋转辐照单元5、旋转驱动单元6、控制单元7、电源单元8以及另外的各种类型的传感器中的每一种传感器被分别设计为组件，并且能够彼此交换。

除了如上所述的传感器之外，还可提供用于检测旋转激光辐照系统1的位置的GPS系统(未示出)。GPS系统能够以几毫米的精度测量全球坐标系统中的位置，并且能够检测在安装旋转激光辐照系统1之后旋转激光辐照系统1随着时间的位置变化。

接下来，将描述旋转激光辐照系统1的操作。

当经由操作单元28输入用于开始测量的指令时，算术单元25根据顺序程序驱动矫平单元3，执行旋转激光辐照系统1的矫平，另外，算术单元25驱动并控制光投影光学系统4和旋转驱动单元6，并使旋转激光辐照系统1投影激光束10。激光束10由光学构件15转变成平行光通量，并由偏转光学构件21沿水平方向偏转。通过偏转光学构件21的旋转，在旋转辐照中投影光通量。通过激光束10的旋转投影，形成激光基准平面。

如此形成的激光基准平面能够由光接收装置33检测，光接收装置33是外部装置。光接收装置33是便携式的，并包括电池和通信单元(未示出)。光接收装置33能够经由通信单元和外部通信连接器31执行光接收装置33和旋转激光辐照系统1之间的无线通信，并且能够发送和接收光接收装置33上的光电检测位置或测量数据。作为通信模式，合适地采用光通信、电波通信等。

另外，在旋转激光辐照系统1根据数据处理程序操作的同时，算术单元25按照时间顺序把来自倾斜传感器11、旋转数检测装置13、光源监测器16、温度计17、湿度计18、加速度计19、照度计20、编码器23和电压检测装置24的信号作为操作记录数据存储在存储单元26中。

根据诊断程序，算术单元25单独地监测来自倾斜传感器11、旋转数检测装置13、光源监测器16、温度计17、湿度计18、加速度计19、照度计20、编码器23和电压检测装置24的信号。算术单元25还监测是否存在突然变化或者是否存在变化而超过关于预定值的容差。另外，在发现异常的情况下，根据诊断程序对示出异常的数据以及在异常发生前后的操作记录数据进行分析。识别异常的原因，并且另外，识别异常点。然后，诊断的结果被显示在显示单元29上。

接下来，将通过参照图3来描述用于操作记录数据的采样的方法和用于操作记录数据的存储的方法。

在图3中，符号A至I中的每一个代表由上述传感器检测的信号。例如，符号A代表倾斜传感器11的检测信号，符号B代表旋转数检测装置13的检测信号，符号C代表光学传感器16a的检测信号，符号D代表电流检测器16b的检测信号，符号E代表温度计17或湿度计18的检测信号，符号F代表加速度计19的检测信号，符号G代表照度计20的检测信号，符号H代表编码器23的检测信号，并且符号I代表电压检测装置24的信号。

在旋转激光辐照系统1的旋转期间，分别各自按照预定时间间隔(例如，各自按照一秒的时间间隔)对来自倾斜传感器11、旋转数检测装置13、光学传感器16a、电流检测器16b、温度计17、湿度计18、加速度计19、照度计20、编码器23和电压检测装置24的每个信号(A至I)进行采样，并且如此采样的信号组被按照时间顺序存储在操作记录存储区域26b中作为采样数据。在存储在操作记录存储区域26b中的采样数据超过操作记录存储区域26b的容量的情况下，在时间方面较早的数据将会被删除，或者从较早的数据覆写数据，并且采样数据被更新。

适合于采样的数据包括：在预定时间段(Δt)内连续获取检测信号的数据，例如, 来自倾斜传感器11、旋转数检测装置13、加速度计19和编码器23中的每一个的检测信号；或者单个检测信号，诸如来自光学传感器16a、电流检测器16b、温度计17、湿度计18、照度计20和电压检测装置24中的每一个的信号。另外，除了如上所述的采样数据之外，从操作单元28不规则地输入的信号等被包括作为操作记录数据。

在存储单元26中，预先设置并输入参考值和/或阈值以针对每个检测信号判断异常。阈值是关于相对于前一个采样数据和/或检测信号的变化率的阈值。或者，阈值是关于相对于前一个采样数据和/或检测信号的变化量的阈值。基于参考值和/或阈值，算术单元25监测每个检测信号，并判断这些检测信号中的每一个是正常还是异常。

当算术单元25在监测下判断在至少一个检测信号中存在异常或检测到异常操作时，异常或操作异常的判断被用作触发因素(Tr)，并且此外，使用判断出异常的时间点作为基点，直至向回预定时间的时间点(t1)的采样数据组(S1)保持不变而非删除。也就是说，即使当在操作记录存储区域26b中不再存在存储容量时，该数据也免于成为擦除的目标，并且该数据被保留而非删除或覆写。因此，除了如以上所给出的采样数据组之外，将会被删除的数据被记录为早数据。

将会被保留的采样数据组可被视为在发现异常的时间点前后预定时间段内的采样数据组(S2)。或者，通过把发现异常的时间点视为开始点，可保留在开始点之后预定时间段(t3)的采样数据组(S3)。

发现如上所述的操作异常的情况包括：外部装置的操作异常或者系统内的无线通信中的异常的情况。无线通信的异常包括：不能接收无线通信(不存在应该执行的通信)的情况或者存在比标准值高的噪声或在无线通信单元自身中存在异常的情况。此外，外部装置的操作异常的情况包括：在外部装置的预热期间的信号的异常、电池余量不足或者外部装置的错误信号。外部装置的操作异常能够通过无线通信或通过其它方式被发送给旋转激光辐照系统1，并且能够用作触发因素(Tr)。

如上所述的倾斜传感器11、旋转数检测装置13、光学传感器16a、电流检测器16b、温度计17、湿度计18、加速度计19、照度计20、编码器23、电压检测装置24或通信单元30等以及诊断程序实现作为异常检测装置的功能。算术单元25通过异常检测装置来检测旋转激光辐照系统1或光接收装置33的操作异常。

当操作故障发生在旋转激光辐照系统1中或者旋转激光辐照系统1未操作时，操作员通过来自操作单元28的操作而启动诊断程序，或者算术单元25自动启动诊断程序，并且对存储在操作记录存储区域26b中的采样数据执行分析。可定期地执行采样数据的分析，以防旋转激光辐照系统1发生操作故障或者以防旋转激光辐照系统1不能操作。

或者，可这样设计：诊断程序被存储在外部计算机32中，并且采样数据经由外部通信连接器31被发送给外部计算机32，并且采样数据可由外部计算机32分析。

在采样数据被存储在存储介质(诸如，存储卡)中的情况下，从旋转激光辐照系统1取出存储介质，并且存储介质被加载到外部计算机32中。然后，采样数据可由外部计算机32分析。

通过分析采样数据，可诊断操作故障或不操作的原因，并且基于诊断的结果识别有缺陷的点。因为识别有缺陷的点，所以当执行修理时不再需要调查异常点或故障点。因此，可以缩短操作所需的时间，根据故障的细节在合适的部门执行修理，并且以更高的效率在短时间内执行修理。

另外，在操作故障或不操作并非由旋转激光辐照系统1自身引起而是由使用的条件(例如，环境的变化)引起的情况下，或者在旋转激光辐照系统1未被合适地安装的情况下，通过采样数据的分析能够解决该问题。因此，能够消除不必要的修理，并且能够减小维护的成本。

因为旋转激光辐照系统1的每个部件被设计为组件，所以通过识别或交换有缺陷的组件或故障组件能够以简单的方式执行修理。结果，对于识别异常的原因和修理而言不需要技能。

接下来，将描述根据诊断程序的采样数据的分析的例子。

由倾斜传感器11检测的结果被与由旋转数检测装置13检测的电机的旋转量比较，旋转数检测装置13用于检测矫平单元3的电机的旋转量。当由倾斜传感器11检测的倾斜量很好地与由旋转数检测装置13检测的矫平电机12的旋转量匹配时，这是正常的。如果这些未很好地彼此匹配，则倾斜传感器11、矫平电机12或旋转数检测装置13中的任一个异常。

光学传感器16a将通过分离从光源单元14发射的激光束10的一部分来检测光量的水平。电流检测器16b将检测要提供给光源单元14的电流的值。光学传感器16a和电流检测器16b二者都用于检测光源单元14的发光条件。因此，如果光学传感器16a和电流检测器16b的检测结果很好地与预定关系匹配，则显然，光学传感器16a和电流检测器16b正常地操作。例如，如果传感器16a和16b二者都检测到超出激光束10的容许值的光量的减小或增加，则能够检测到光源单元14的异常。

基于来自温度计17的检测结果，检测在采样时的温度，并且此外，检测温度变化的程度，即先前获取的检测结果随着时间的变化(梯度)被检测。这是因为环境温度或在使用旋转激光辐照系统1的位置处的温度的突然变化对旋转激光辐照系统1的操作产生很大影响。

湿度可影响激光束10的到达距离，并且也可影响倾斜传感器11的检测结果。因此，由湿度计18检测的湿度可用作用于判断操作异常的基本数据。此外，湿度计18能够检测到水侵入到旋转激光辐照系统1中。

加速度计19检测旋转激光辐照系统1处于静止的状态或者施加外力(即，施加撞击或振动)。

编码器23检测扫描电机22的旋转数或偏转光学构件21的旋转数和旋转速度，并且还检测扫描电机22的异常。

电压检测装置24检测电源单元8的输出电压，并且还能够通过发现检测到的电压的减小来检测电源的消耗的状态。或者，电压检测装置24通过检测到的电压的突然减小或增大或者通过未检测到电压来检测电源单元8中的异常。

诊断程序基于来自上述传感器组的检测结果或者从检测结果的组合来识别异常的原因和故障点。

例如，当倾斜传感器11的检测结果未很好地与由旋转数检测装置13的检测结果匹配时，倾斜传感器11、矫平电机12或旋转数检测装置13中的任一个异常。当在这个时间点或在从作为基点的这个时间点的预定时间段之前的温度计17或湿度计18的检测结果极端地偏离正常值时，倾斜传感器11更加可能受到温度和湿度的影响，并且认为倾斜传感器11处于异常的状态。或者，如果能够从加速度计19的检测结果确认已施加很大撞击或振动，则认为在包括矫平电机12和旋转数检测装置13的机械部分上可能发生偏离。

当光学传感器16a的检测结果很好地与电流检测器16b的检测结果匹配并且传感器16a和16b二者的检测结果都指示光量的减小时，能够估计在光源单元14中发生劣化。如果光学传感器16a的检测结果未很好地与电流检测器16b的检测结果匹配，则判断异常可能发生在光学传感器16a或电流检测器16b的检测结果中。另外，如果在此时从照度计20的检测结果发现强光从外面辐照到旋转激光辐照系统1，则估计光学传感器16a可能错误地操作。

除了光学传感器16a之外，旋转数检测装置13、编码器23等的传感器使用光学光作为检测介质。当由照度计20检测到光时，外部光进入到旋转激光辐照系统1中可被估计为检测到这些传感器的异常的原因。

加速度计19的检测结果指示外力作用于旋转激光辐照系统1的条件。当由加速度计19检测到振动时，这意味着在振动条件下安装旋转激光辐照系统1并且安装的条件不合适。因此，在经常检测到振动的条件下，发生旋转激光辐照系统1的异常操作，并且如果没有异常发生在积累的操作记录数据中的其它传感器的检测结果中，则能够判断旋转激光辐照系统1的安装的条件不合适。另外，当发生异常(例如，旋转激光辐照系统1不操作)并且分析加速度计19的检测数据时，如果发现就在发生异常之前施加了非常大的撞击，则估计不操作是由事故(诸如，掉落、落下等)引起的。

如果在发生操作异常的基点之前的操作记录数据中由照度计20检测到强烈的外部光并且由温度计17检测到温度的突然增加，则发现温度增加由直接的阳光引起。然后，估计旋转激光辐照系统1在强烈的直接阳光下被安装并且旋转激光辐照系统1的操作异常由突然的环境变化引起。

如上所述，基于操作记录数据中的每个传感器的检测结果，能够估计操作异常的原因。如果不能由单个传感器估计异常的原因，则通过多个传感器的检测结果的组合能够估计操作异常的原因。此外，基于单个传感器的检测结果或者基于多个传感器的检测结果，能够识别故障的位置。

另外，如果准备单个传感器的检测结果或多个传感器的检测结果的组合与旋转激光辐照系统1的实际发生的操作过失关联的数据库，或者如果准备单个传感器的检测结果的组合或多个传感器的检测结果的组合与实际发生故障的位置关联的数据库，则通过操作记录数据的分析能够更多地增加识别异常的原因的准确性或者识别异常的位置的准确性。

除了基于传感器的检测结果识别异常的原因或识别异常的位置之外，例如，如果每种类型的传感器对温度和湿度的依赖性被预先设置为系数，并且通过在传感器的实际使用期间根据温度和湿度添加该系数来进行判断，则可以在变化的环境条件下保持系统的准确性。

另外，基于传感器的检测结果，可以在异常操作实际发生之前发出预先通知或警报。

例如，温度计17、湿度计18或照度计20检测使用旋转激光辐照系统1的环境条件。在由温度计17检测到突然温度变化的情况下，或者在由湿度计18检测到突然湿度增加的情况下，能够发出警报以通知可能也许发生异常操作或者必须停止操作。这种警报能够用于操作记录数据的分析。

通过经过使用GPS系统检测旋转激光辐照系统1的位置的变化，或者通过分析矫平单元3的矫平的过去历史，可以确定在旋转辐照中投影的激光束10的光轴的倾斜，并且也可以修正光轴并且提高由旋转激光辐照系统1形成的基准平面的准确性。

如上所述，在本实施例中，可以识别在预先设计为组件的结构部件的哪个点发生故障，并且还可以使用于修理或在维护操作中的拆卸的范围限制到最小的程度。另外，即使当操作员工可能不是具有关于机械构造的全面知识的专门修理员工时，操作员工也能够执行修理或维护。另外，因为系统的安装条件或环境数据被保留作为操作记录，所以即使当在使用系统时的操作期间可能发生关于准确性的问题时，也可以核查故障是否发生在系统中，或者系统的使用的环境条件或安装条件是否合适。

工业应用性

根据本发明，一种激光测量系统包括：矫平单元，具有用于矫平的电机；光源单元，用于发射激光束；光投影光学系统，安装在矫平单元上并用于投影激光束；电源单元，用于把电力提供给每个部件位置；控制单元，用于驱动并控制每个部件位置；存储单元；倾斜检测装置，安装在矫平单元上并用于检测矫平条件；旋转数检测装置，用于检测电机的旋转数；光源检测装置，用于检测光源单元的发光条件；电压检测装置，用于检测电源单元的输出电压；和异常检测装置，用于检测操作异常，并且在激光测量系统中，控制单元通过异常检测装置监测是否存在异常，按照预定时间间隔对来自每个检测装置的检测信号进行采样，并按照时间顺序把如此检测的信号组存储在存储单元中作为采样数据，并且当存储的采样数据超过预定量时，较早的数据被删除，并且新的采样数据被顺序覆写，并且当用于监测的至少一个检测信号指示异常时，使用指示异常的点作为基点，在预定时间段的范围中的采样数据免于成为删除的目标并被保留作为用于异常的原因的分析的数据。结果，可以限制并节省存储容量，基于用于异常的原因的分析的数据来分析并识别异常的原因，并且以简单的方式识别激光测量系统的操作异常的原因。

另外，根据本发明，在如上所述的激光测量系统中，异常检测装置根据来自每个检测装置的检测信号监测是否存在异常。结果，容易识别发生操作异常的位置。

另外，根据本发明，在如上所述的激光测量系统中，异常检测装置基于来自执行与外部装置的通信的无线通信单元的信号监测是否存在异常。结果，也可以检测外部装置的操作异常。

另外，根据本发明，在如上所述的激光测量系统中，作为基点的所述预定时间段的范围是在时间方面从基点向回的范围，并且是通过在时间方面把基点视为开始点的范围。结果，因为显著指示异常的部分被保留作为用于异常的原因的分析的数据，所以能够积累对异常的原因的分析有用的有效数据。

另外，根据本发明，在如上所述的激光测量系统中，作为基点的所述预定时间段的范围是在基点前后在时间方面向回或向前的范围。结果，因为显著指示异常的部分被保留作为用于异常的原因的分析的数据，所以能够积累对异常的原因的分析有用的有效数据。

另外，根据本发明，在如上所述的激光测量系统中，控制单元具有诊断程序，并且控制单元从用于异常的原因的分析的数据识别异常的原因。结果，因为操作员不需要单独地调查故障的原因，并且因为对于原因的调查而言不需要技能，所以能够在短时间内执行操作，并且能够减小成本。

另外，根据本发明，如上所述的激光测量系统还包括PC，并且在激光测量系统中，PC具有诊断程序，并且PC从用于异常的原因的分析的数据识别异常的原因。结果，因为操作员不需要单独地调查故障的原因，并且因为对于原因的调查而言不需要技能，所以能够在短时间内执行操作，并且能够减小成本。另外，因为不需要在激光测量系统自身中存储诊断程序，所以可以减小存储单元的容量并且减小制造成本。

另外，根据本发明，在如上所述的激光测量系统中，诊断程序使异常的原因与结构部件的位置关联。结果，因为能够识别原因并且能够识别故障点，所以可以快速地执行修理。能够缩短操作所需的时间，并且能够减小修理的成本。

另外，根据本发明，在如上所述的激光测量系统中，每个部件被设计为组件，并且与异常的原因相关的部件能够被交换。结果，通过交换故障位置的部件能够完成修理操作。因此，可以缩短操作的时间，并且对于修理而言不需要技能，并且能够削减修理的成本。

另外，根据本发明，如上所述的激光测量系统还包括温度检测装置和/或湿度检测装置，并且在激光测量系统中，由温度检测装置和/或湿度检测装置检测的检测信号被添加到采样数据。结果，可以判断异常是否由使用的环境条件引起。

另外，根据本发明，如上所述的激光测量系统还包括加速度检测装置，并且在激光测量系统中，加速度检测装置检测作用在旋转激光辐照系统上的振动、冲击和倾斜，并且加速度检测装置的检测信号被添加到采样数据。结果，可以判断异常是否由外部冲击(诸如，掉落、落下等)引起。

另外，根据本发明，如上所述的激光测量系统还包括照度检测装置，并且在激光测量系统中，照度检测装置的检测信号被添加到采样数据。结果，可以判断异常是否由使用的环境条件引起。

另外，根据本发明，如上所述的激光测量系统还包括GPS系统，并且在激光测量系统中，由GPS系统检测的位置信息被添加到采样数据。结果，可以判断异常是否不是由激光测量系统自身引起而是由激光测量系统随着时间的位置变化引起。

另外，根据本发明，如上所述的激光测量系统还包括用于使激光束以90°的角度偏转的偏转光学构件和用于使偏转光学构件旋转的旋转驱动单元，并且在激光测量系统中，在旋转辐照中投影激光束。结果，能够容易地识别用于形成激光基准平面的激光测量系统的操作异常的原因。

Claims (15)

1.一种激光测量系统，包括：矫平单元，具有用于矫平的电机；光源单元，用于发射激光束；光投影光学系统，安装在矫平单元上并用于投影所述激光束；电源单元，用于把电力提供给每个部件位置；控制单元，用于驱动并控制每个所述部件位置；存储单元；倾斜检测装置，安装在所述矫平单元上并用于检测矫平条件；旋转数检测装置，用于检测所述电机的旋转数；光源检测装置，用于检测所述光源单元的发光条件；电压检测装置，用于检测所述电源单元的输出电压；和异常检测装置，用于检测操作异常，其中所述控制单元通过所述异常检测装置监测是否存在异常，按照预定时间间隔对来自每个所述检测装置的检测信号进行采样，并按照时间顺序把如此检测的信号组存储在所述存储单元中作为采样数据，并且当存储的采样数据超过预定量时，较早的数据被删除，并且新的采样数据被顺序覆写，并且当用于监测的至少一个检测信号指示异常时，使用指示异常的点作为基点，在预定时间段的范围中的采样数据免于成为删除的目标并被保留作为用于异常的原因的分析的数据。

2.根据权利要求1所述的激光测量系统，其中所述异常检测装置根据来自每个所述检测装置的检测信号监测是否存在异常。

3.根据权利要求1所述的激光测量系统，其中所述异常检测装置基于来自执行与外部装置的通信的无线通信单元的信号监测是否存在异常。

4.根据权利要求3所述的激光测量系统，其中所述外部装置是光接收装置。

5.根据权利要求1所述的激光测量系统，其中作为所述基点的所述预定时间段的范围是在时间方面从基点向回的范围，并且是通过在时间方面把所述基点视为开始点的范围。

6.根据权利要求1所述的激光测量系统，其中作为所述基点的所述预定时间段的范围是在基点前后在时间方面向回或向前的范围。

7.根据权利要求1所述的激光测量系统，其中所述控制单元具有诊断程序，并且所述控制单元从用于异常的原因的分析的数据识别所述异常的原因。

8.根据权利要求1所述的激光测量系统，还包括：PC，其中所述PC具有诊断程序，并且所述PC从用于异常的原因的分析的数据识别所述异常的原因。

9.根据权利要求7或权利要求8所述的激光测量系统，其中所述诊断程序使异常的原因与所述结构部件的位置关联。

10.根据权利要求9所述的激光测量系统，其中每个所述部件被设计为组件，并且与异常的原因相关的部件能够被交换。

11.根据权利要求1或权利要求7或权利要求8所述的激光测量系统，还包括：温度检测装置和/或湿度检测装置，其中由所述温度检测装置和/或所述湿度检测装置检测的检测信号被添加到所述采样数据。

12.根据权利要求1或权利要求7或权利要求8所述的激光测量系统，还包括：加速度检测装置，其中所述加速度检测装置检测作用在旋转激光辐照系统上的振动、冲击和倾斜，并且所述加速度检测装置的检测信号被添加到所述采样数据。

13.根据权利要求1或权利要求7或权利要求8所述的激光测量系统，还包括：照度检测装置，其中所述照度检测装置的检测信号被添加到所述采样数据。

14.根据权利要求1或权利要求7或权利要求8所述的激光测量系统，还包括：GPS系统，其中由所述GPS系统检测的位置信息被添加到所述采样数据。

15.根据权利要求1所述的激光测量系统，还包括：用于使所述激光束以90°的角度偏转的偏转光学构件和用于使所述偏转光学构件旋转的旋转驱动单元，其中在旋转辐照中投影所述激光束。

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