JP2006084460A - Indicating device, indicating method, installation information calculating device, and installation information calculation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建築現場における墨出し等のために天井面や壁面等の被照射面にレーザ光を照射して目標点や目標線を指示する指示装置及び指示方法、並びに、装置の設置姿勢及び設置位置の3次元座標を算出する設置情報算出装置及び設置情報算出方法に関するものである。 The present invention relates to an indicating device and an indicating method for indicating a target point or a target line by irradiating a surface to be irradiated such as a ceiling surface or a wall surface for inking at a building site, and an installation posture of the device and The present invention relates to an installation information calculation apparatus and an installation information calculation method for calculating three-dimensional coordinates of an installation position.
従来のこの種の技術としては、
(1)墨出しのために壁面等の被照射面に直線状のレーザ光を照射して水平方向又は垂直方向の目標線を指示する墨出し器(例えば、特許文献1参照。)、
(2)水平方向と鉛直方向に回動可能なレーザ光の照射手段と、前記レーザ光の反射光を受光して前記レーザ光の反射位置までの距離を計測する距離計測手段と、前記レーザ光の照射方向を制御する制御手段とを備えてなる墨出し装置において、前記制御手段は、墨出し装置が設置された位置の装置座標と、この装置座標を含む仮想水平面上に墨出し位置から垂下した垂直投影点の座標と、前記レーザ光の照射方向を鉛直方向に移動させたときの仰角と、この仰角での前記装置位置から前記レーザ光の反射位置までの距離との幾何学的関係に基づいて、前記レーザ光の照射方向を基準方位から前記墨出し位置方向に水平回転させた後、前記仮想水平面から前記墨出し位置に向けて鉛直方向に回転させることを特徴とする墨出し装置(例えば、特許文献2参照。)、
が知られている。
(1) An inking device that irradiates a surface to be irradiated such as a wall surface with a linear laser beam to indicate a target line in a horizontal direction or a vertical direction (for example, see Patent Document 1).
(2) Laser light irradiation means that can be rotated in the horizontal and vertical directions, distance measurement means that receives the reflected light of the laser light and measures the distance to the reflection position of the laser light, and the laser light And a control means for controlling the irradiation direction of the ink, wherein the control means hangs down from the inking position on the virtual horizontal plane including the apparatus coordinates of the position where the inking apparatus is installed and the apparatus coordinates. The geometric relationship between the coordinates of the vertical projection point, the elevation angle when the irradiation direction of the laser beam is moved in the vertical direction, and the distance from the device position to the reflection position of the laser beam at this elevation angle In accordance with the present invention, the laser beam irradiation direction is horizontally rotated from a reference direction to the mark position, and then rotated vertically from the virtual horizontal plane toward the mark position. For example, See
It has been known.
上記の従来例(1)では、墨出し器を適正な位置に設置し、壁面等の被照射面に直線状のレーザ光を照射して目標線を指示した状態でその目標線に墨出しを行って基準線とした後、この基準線からスケール等を用いて手作業で更に墨出しを行っていくが、手作業であるために基準線から離れていく程、誤差が大きくなるという問題点がある。また、墨出し作業には2〜3名の作業員が必要であると共に、複数の基準線の墨出しに際して墨出し器をその都度設置し直す手間がかかるという問題点がある。 In the above conventional example (1), the ink marking device is installed at an appropriate position, and the target line is marked with the target line by irradiating the irradiated surface such as the wall surface with a linear laser beam. After going to the reference line, the ink is further drawn manually from the reference line using a scale, etc., but the error increases as the distance from the reference line increases due to manual work. There is. In addition, there are problems that 2 to 3 workers are required for the inking operation, and it is time-consuming to install the inking device every time a plurality of reference lines are inked.
従来例(2)では、レーザ光の反射位置までの距離を計測する比較的高価な距離計測手段を備えているので、コスト高であるという問題点がある。また、前記装置座標は算出できるものの、装置の設置姿勢は算出できないと共に、前記仮想水平面の床面からの高さを作業員が計測して入力しておく手間がかかるという問題点がある。 In the conventional example (2), since a relatively expensive distance measuring means for measuring the distance to the reflection position of the laser beam is provided, there is a problem that the cost is high. In addition, although the apparatus coordinates can be calculated, the installation posture of the apparatus cannot be calculated, and there is a problem that it takes time and effort for an operator to measure and input the height of the virtual horizontal plane from the floor surface.
本発明は、以上のような事情や問題点に鑑みてなされたものであり、墨出し作業等に際しての誤差やコストの低減化を図ることができる指示装置及び指示方法、並びに、コストの低減化や装置の設置姿勢及び設置位置の3次元座標の算出を可能とする設置情報算出装置及び設置情報算出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances and problems, and is directed to an indicating device and an indicating method capable of reducing errors and costs during inking work, and cost reduction. Another object of the present invention is to provide an installation information calculation apparatus and an installation information calculation method capable of calculating the installation orientation of the apparatus and the three-dimensional coordinates of the installation position.
上記目的を達成するための請求項1の指示装置は、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作する操作手段と、この操作手段の操作により前記空間の第1座標軸に対して平行な第1直線に直線状のレーザ光が照射されてその第1直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第1角度検出手段と、前記操作手段の操作により前記第1座標軸に対して平行な第2直線に直線状のレーザ光が照射されてその第2直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第2角度検出手段と、前記操作手段の操作により前記空間の第2座標軸に対して平行な第3直線に直線状のレーザ光が照射されてその第3直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第3角度検出手段と、前記第1角度検出手段、前記第2角度検出手段、及び前記第3角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度、各チルト角度、及び各自転角度に基づいて当該指示装置の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、前記操作手段の操作により、3次元座標が既知である第1既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第1既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第4角度検出手段と、前記操作手段の操作により、3次元座標が既知である第2既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第2既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第5角度検出手段と、前記第1既知点の3次元座標及び前記第2既知点の3次元座標を入力する既知点入力手段と、前記第4角度検出手段及び前記第5角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標に基づいて当該指示装置の設置位置の3次元座標を算出する設置位置算出手段と、指示しようとする前記被照射面上の目標点の3次元座標を入力する目標点入力手段と、前記設置位置算出手段により算出された設置位置の3次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の3次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出する角度算出手段と、前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示する指示手段と、を備えたものである。 In order to achieve the above object, the pointing device according to claim 1 irradiates a surface of the irradiation surface with a linear laser beam to indicate a straight line on the surface of irradiation, or forms a cross on the surface of irradiation. A laser beam irradiating unit for irradiating the laser beam to indicate a point on the irradiated surface, a rotation driving unit for performing pan driving, tilt driving and rotation driving of the laser beam irradiating unit, and the laser beam irradiating unit And the operating means for operating the rotation driving means, and by operating the operating means, the first straight line parallel to the first coordinate axis of the space is irradiated with a linear laser beam, and the first straight line is designated. A first angle detection unit that detects a pan angle, a tilt angle, and a rotation angle from the initial position of the laser beam irradiation unit, and a second straight line that is parallel to the first coordinate axis by the operation of the operation unit. Irradiated with a linear laser beam When the second straight line is instructed, a second angle detecting means for detecting a pan angle, a tilt angle, and a rotation angle from the initial position of the laser beam irradiation means, and the space by the operation of the operating means. When the third straight line is irradiated onto a third straight line parallel to the second coordinate axis and the third straight line is designated, the pan angle, tilt angle from the initial position of the laser light irradiation means, and Third angle detection means for detecting the rotation angle, each pan angle, each tilt angle, and each rotation angle detected by each of the first angle detection means, the second angle detection means, and the third angle detection means The installation attitude calculation means for calculating the installation attitude of the pointing device on the basis of the above, and the operation of the operation means causes the first known point where the three-dimensional coordinates are known to be irradiated with a cross-shaped laser beam and the first known Point is finger In this case, a fourth angle detection unit that detects a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser beam irradiation unit, and a second cross point at a second known point whose three-dimensional coordinates are known by operation of the operation unit. A fifth angle detecting means for detecting a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser light irradiating means when the second known point is instructed by irradiating the laser beam, and the first known point The known point input means for inputting the three-dimensional coordinates of the second known point and the three-dimensional coordinates of the second known point, and the pan angle and the tilt angle respectively detected by the fourth angle detecting means and the fifth angle detecting means, Based on the installation posture calculated by the installation posture calculation means and the three-dimensional coordinates of the first known point and the three-dimensional coordinates of the second known point input by the known point input means, Next Installation position calculation means for calculating original coordinates, target point input means for inputting the three-dimensional coordinates of the target point on the irradiated surface to be instructed, and three-dimensional of the installation position calculated by the installation position calculation means An angle calculation unit that calculates a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser beam irradiation unit based on the coordinates and the three-dimensional coordinates of the target point input by the target point input unit, and controls the rotation driving unit. And an instruction unit for irradiating the target point with a cross-shaped laser beam based on the pan angle and the tilt angle calculated by the angle calculation unit and instructing the target point.
請求項2の指示装置は、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作する操作手段と、当該指示装置の第1座標軸方向の加速度、第2座標軸方向の加速度、及び第3座標軸方向の加速度をそれぞれ検知する加速度検知手段と、前記操作手段の操作により前記空間の座標軸に対して平行な直線に直線状のレーザ光が照射されてその直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第1角度検出手段と、前記加速度検知手段により検知された各加速度及び前記第1角度検出手段により検出されたパン角度、チルト角度、及び自転角度に基づいて当該指示装置の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、前記操作手段の操作により、3次元座標が既知である第1既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第1既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第2角度検出手段と、前記操作手段の操作により、3次元座標が既知である第2既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第2既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第3角度検出手段と、前記第1既知点の3次元座標及び前記第2既知点の3次元座標を入力する既知点入力手段と、前記第2角度検出手段及び前記第3角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標に基づいて当該指示装置の設置位置の3次元座標を算出する設置位置算出手段と、指示しようとする前記被照射面上の目標点の3次元座標を入力する目標点入力手段と、前記設置位置算出手段により算出された設置位置の3次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の3次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出する角度算出手段と、前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示する指示手段と、を備えたものである。
The indicating device according to
請求項3の指示方法は、操作手段が、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段、並びに、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記空間の第1座標軸に対して平行な第1直線に直線状のレーザ光を照射してその第1直線を指示した場合に、第1角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、前記第1座標軸に対して平行な第2直線に直線状のレーザ光を照射してその第2直線を指示した場合に、第2角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、前記空間の第2座標軸に対して平行な第3直線に直線状のレーザ光を照射してその第3直線を指示した場合に、第3角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、設置姿勢算出手段が、前記第1角度検出手段、前記第2角度検出手段、及び前記第3角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度、各チルト角度、及び各自転角度に基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、3次元座標が既知である第1既知点に十字状のレーザ光を照射してその第1既知点を指示した場合に、第4角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、既知点入力手段が前記第1既知点の3次元座標を入力するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、3次元座標が既知である第2既知点に十字状のレーザ光を照射してその第2既知点を指示した場合に、第5角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、前記既知点入力手段が前記第2既知点の3次元座標を入力するステップと、設置位置算出手段が、前記第4角度検出手段及び前記第5角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標に基づいて装置の設置位置の3次元座標を算出するステップと、目標点入力手段が、指示しようとする前記被照射面上の目標点の3次元座標を入力するステップと、角度算出手段が、前記設置位置算出手段により算出された設置位置の3次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の3次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、指示手段が前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示するステップと、を備えたものである。 According to a third aspect of the present invention, the operating means irradiates the irradiated surface in space with a linear laser beam to indicate a straight line on the irradiated surface, or a cross-shaped laser beam on the irradiated surface. Operating a laser beam irradiating means for indicating a point on the irradiated surface and a rotation driving means for performing pan driving, tilt driving and rotation driving of the laser light irradiating means, When the first straight line parallel to the coordinate axis is irradiated with a linear laser beam and the first straight line is indicated, the first angle detecting unit pans and tilts from the initial position of the laser beam irradiating unit. And a step of detecting a rotation angle, and the operation means operates the laser light irradiation means and the rotation driving means to irradiate a second straight line parallel to the first coordinate axis with a linear laser light. When the second straight line is indicated, the second corner A step of detecting a pan angle, a tilt angle, and a rotation angle from an initial position of the laser beam irradiation unit; and the operation unit operating the laser beam irradiation unit and the rotation driving unit to detect the first position of the space. When the third straight line is irradiated to a third straight line parallel to the two coordinate axes and the third straight line is indicated, the third angle detecting means pans and tilts from the initial position of the laser light irradiating means. A step of detecting an angle and a rotation angle; and an installation posture calculation unit, wherein each pan angle and each tilt angle detected by the first angle detection unit, the second angle detection unit, and the third angle detection unit, respectively. And a step of calculating an installation posture of the apparatus based on each rotation angle, and the operation means operates the laser light irradiation means and the rotation drive means, and the first three-dimensional coordinates are known. A fourth angle detection unit detecting a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser beam irradiation unit when the first known point is indicated by irradiating a known point with a cross-shaped laser beam; and A step in which the known point input means inputs the three-dimensional coordinates of the first known point; and the operation means operates the laser light irradiation means and the rotation driving means to obtain a second known point whose three-dimensional coordinates are known. A step in which a fifth angle detecting means detects a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser light irradiating means when the second known point is indicated by irradiating a cross-shaped laser light; A step in which the input means inputs the three-dimensional coordinates of the second known point; and an installation position calculation means in which each pan angle and each tilt angle detected by the fourth angle detection means and the fifth angle detection means, in front 3D of the installation position of the apparatus based on the installation attitude calculated by the installation attitude calculation means and the three-dimensional coordinates of the first known point and the second known point input by the known point input means A step of calculating coordinates; a step of inputting a three-dimensional coordinate of a target point on the irradiated surface to be instructed by a target point input unit; and an installation of the angle calculating unit calculated by the installation position calculating unit A step of calculating a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser light irradiation means based on the three-dimensional coordinates of the position and the three-dimensional coordinates of the target point input by the target point input means; Controlling the driving means, and irradiating the target point with a cross-shaped laser beam based on the pan angle and tilt angle calculated by the angle calculating means to indicate the target point; , It is those with a.
請求項4の指示方法は、加速度検知手段が装置の第1座標軸方向の加速度、第2座標軸方向の加速度、及び第3座標軸方向の加速度をそれぞれ検知するステップと、操作手段が、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段、並びに、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記空間の座標軸に対して平行な直線に直線状のレーザ光を照射してその直線を指示した場合に、第1角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、設置姿勢算出手段が、前記加速度検知手段により検知された各加速度並びに前記第1角度検出手段により検出されたパン角度、チルト角度、及び自転角度に基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、3次元座標が既知である第1既知点に十字状のレーザ光を照射してその第1既知点を指示した場合に、第2角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、既知点入力手段が前記第1既知点の3次元座標を入力するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、3次元座標が既知である第2既知点に十字状のレーザ光を照射してその第2既知点を指示した場合に、第3角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、前記既知点入力手段が前記第2既知点の3次元座標を入力するステップと、設置位置算出手段が、前記第2角度検出手段及び前記第3角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標に基づいて装置の設置位置の3次元座標を算出するステップと、目標点入力手段が、指示しようとする前記被照射面上の目標点の3次元座標を入力するステップと、角度算出手段が、前記設置位置算出手段により算出された設置位置の3次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の3次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、指示手段が前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示するステップと、を備えたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method in which the acceleration detection means detects the acceleration in the first coordinate axis direction, the acceleration in the second coordinate axis direction, and the acceleration in the third coordinate axis direction of the apparatus, and the operation means A laser beam that irradiates the irradiated surface with a linear laser beam to indicate a straight line on the irradiated surface, or irradiates the irradiated surface with a cross-shaped laser beam to indicate a point on the irradiated surface. The irradiation means and the rotation driving means for performing pan driving, tilt driving, and rotation driving of the laser light irradiation means are operated to irradiate a linear laser beam on a straight line parallel to the coordinate axis of the space. When the straight line is instructed, the first angle detection means detects the pan angle, tilt angle, and rotation angle from the initial position of the laser light irradiation means, and the installation posture calculation means is detected by the acceleration detection means. The Calculating the installation posture of the apparatus based on each acceleration and the pan angle, tilt angle, and rotation angle detected by the first angle detection means; and the operation means is the laser light irradiation means and the rotation drive means. When the first known point whose three-dimensional coordinates are known is irradiated with a cross-shaped laser beam and the first known point is indicated, the second angle detecting unit indicates the initial position of the laser beam irradiating unit. Detecting a pan angle and a tilt angle from the first position, a step where the known point input means inputs the three-dimensional coordinates of the first known point, and the operation means operates the laser light irradiation means and the rotation driving means. When the second known point whose three-dimensional coordinates are known is irradiated with a cross-shaped laser beam and the second known point is indicated, the third angle detecting unit pans from the initial position of the laser beam irradiating unit. A step of detecting a degree and a tilt angle, a step of inputting the three-dimensional coordinates of the second known point by the known point input unit, and an installation position calculating unit of the second angle detecting unit and the third angle detecting unit. The pan angle and tilt angle detected by each of the above, the installation posture calculated by the installation posture calculation means, the three-dimensional coordinates of the first known point and the second known point input by the known point input means, respectively. A step of calculating the three-dimensional coordinates of the installation position of the apparatus based on the three-dimensional coordinates; a step of inputting the three-dimensional coordinates of the target point on the irradiated surface to be indicated by the target point input means; and an angle calculation The means of the laser light irradiation means is based on the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the installation position calculation means and the three-dimensional coordinates of the target point input by the target point input means. A step of calculating a pan angle and a tilt angle from an initial position; and an instruction unit controlling the rotation driving unit, and a cross-shaped laser beam at the target point based on the pan angle and the tilt angle calculated by the angle calculation unit And irradiating light to indicate the target point.
請求項5の設置情報算出装置は、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作する操作手段と、この操作手段の操作により前記空間の第1座標軸に対して平行な第1直線に直線状のレーザ光が照射されてその第1直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第1角度検出手段と、前記操作手段の操作により前記第1座標軸に対して平行な第2直線に直線状のレーザ光が照射されてその第2直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第2角度検出手段と、前記操作手段の操作により前記空間の第2座標軸に対して平行な第3直線に直線状のレーザ光が照射されてその第3直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第3角度検出手段と、前記第1角度検出手段、前記第2角度検出手段、及び前記第3角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度、各チルト角度、及び各自転角度に基づいて当該設置情報算出装置の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、前記操作手段の操作により、3次元座標が既知である第1既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第1既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第4角度検出手段と、前記操作手段の操作により、3次元座標が既知である第2既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第2既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第5角度検出手段と、前記第1既知点の3次元座標及び前記第2既知点の3次元座標を入力する既知点入力手段と、前記第4角度検出手段及び前記第5角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標に基づいて当該設置情報算出装置の設置位置の3次元座標を算出する設置位置算出手段と、を備えたものである。
The installation information calculation apparatus according to
請求項6の設置情報算出装置は、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作する操作手段と、当該設置情報算出装置の第1座標軸方向の加速度、第2座標軸方向の加速度、及び第3座標軸方向の加速度をそれぞれ検知する加速度検知手段と、前記操作手段の操作により前記空間の座標軸に対して平行な直線に直線状のレーザ光が照射されてその直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第1角度検出手段と、前記加速度検知手段により検知された各加速度並びに前記第1角度検出手段により検出されたパン角度、チルト角度、及び自転角度に基づいて当該設置情報算出装置の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、前記操作手段の操作により、3次元座標が既知である第1既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第1既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第2角度検出手段と、前記操作手段の操作により、3次元座標が既知である第2既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第2既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第3角度検出手段と、前記第1既知点の3次元座標及び前記第2既知点の3次元座標を入力する既知点入力手段と、前記第2角度検出手段及び前記第3角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標に基づいて当該設置情報算出装置の設置位置の3次元座標を算出する設置位置算出手段と、を備えたものである。
The installation information calculation apparatus according to
請求項7の設置情報算出方法は、操作手段が、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段、並びに、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記空間の第1座標軸に対して平行な第1直線に直線状のレーザ光を照射してその第1直線を指示した場合に、第1角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、前記第1座標軸に対して平行な第2直線に直線状のレーザ光を照射してその第2直線を指示した場合に、第2角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、前記空間の第2座標軸に対して平行な第3直線に直線状のレーザ光を照射してその第3直線を指示した場合に、第3角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、設置姿勢算出手段が、前記第1角度検出手段、前記第2角度検出手段、及び前記第3角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度、各チルト角度、及び各自転角度に基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、3次元座標が既知である第1既知点に十字状のレーザ光を照射してその第1既知点を指示した場合に、第4角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、既知点入力手段が前記第1既知点の3次元座標を入力するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、3次元座標が既知である第2既知点に十字状のレーザ光を照射してその第2既知点を指示した場合に、第5角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、前記既知点入力手段が前記第2既知点の3次元座標を入力するステップと、設置位置算出手段が、前記第4角度検出手段及び前記第5角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標に基づいて装置の設置位置の3次元座標を算出するステップと、を備えたものである。
In the installation information calculation method according to
請求項8の設置情報算出方法は、加速度検知手段が装置の第1座標軸方向の加速度、第2座標軸方向の加速度、及び第3座標軸方向の加速度をそれぞれ検知するステップと、操作手段が、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段、並びに、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記空間の座標軸に対して平行な直線に直線状のレーザ光を照射してその直線を指示した場合に、第1角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、設置姿勢算出手段が、前記加速度検知手段により検知された各加速度並びに前記第1角度検出手段により検出されたパン角度、チルト角度、及び自転角度に基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、3次元座標が既知である第1既知点に十字状のレーザ光を照射してその第1既知点を指示した場合に、第2角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、既知点入力手段が前記第1既知点の3次元座標を入力するステップと、前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、3次元座標が既知である第2既知点に十字状のレーザ光を照射してその第2既知点を指示した場合に、第3角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、前記既知点入力手段が前記第2既知点の3次元座標を入力するステップと、設置位置算出手段が、前記第2角度検出手段及び前記第3角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標に基づいて装置の設置位置の3次元座標を算出するステップと、目標点入力手段が、指示しようとする前記被照射面上の目標点の3次元座標を入力するステップと、角度算出手段が、前記設置位置算出手段により算出された設置位置の3次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の3次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、指示手段が前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示するステップと、を備えたものである。 The installation information calculation method according to claim 8, wherein the acceleration detecting means detects the acceleration in the first coordinate axis direction, the acceleration in the second coordinate axis direction, and the acceleration in the third coordinate axis direction of the apparatus, and the operating means is in the space. The surface to be irradiated is irradiated with a linear laser beam to indicate a straight line on the surface to be irradiated, or a laser beam having a cross shape is irradiated to the surface to be irradiated to indicate a point on the surface to be irradiated. The laser beam irradiating unit and the rotation driving unit that performs pan driving, tilt driving, and rotation driving of the laser beam irradiating unit are operated to irradiate a linear laser beam on a straight line parallel to the coordinate axis of the space. The first angle detecting means detects the pan angle, tilt angle, and rotation angle from the initial position of the laser beam irradiating means when the straight line is instructed, and the installation posture calculating means comprises the acceleration detecting means According A step of calculating an installation posture of the apparatus based on each detected acceleration and a pan angle, a tilt angle, and a rotation angle detected by the first angle detection unit; and the operation unit includes the laser beam irradiation unit and the rotation When the driving unit is operated to irradiate the first known point whose three-dimensional coordinates are known to irradiate the cross-shaped laser beam and indicate the first known point, the second angle detecting unit detects the laser beam irradiating unit. A step of detecting a pan angle and a tilt angle from an initial position; a step of inputting a three-dimensional coordinate of the first known point by a known point input unit; and a step of operating the laser beam irradiation unit and the rotation driving unit by the operating unit. When the second known point having a known three-dimensional coordinate is irradiated with a cross-shaped laser beam and the second known point is indicated, the third angle detecting unit is at the initial position of the laser beam irradiating unit. Detecting a pan angle and a tilt angle, a step in which the known point input unit inputs a three-dimensional coordinate of the second known point, and an installation position calculating unit including the second angle detecting unit and the third angle. Each pan angle and each tilt angle detected by the detection means, the installation attitude calculated by the installation attitude calculation means, and the three-dimensional coordinates and the second known of the first known point input by the known point input means Calculating the three-dimensional coordinates of the installation position of the apparatus based on the three-dimensional coordinates of the points; and inputting the three-dimensional coordinates of the target points on the irradiated surface to be indicated by the target point input means; The angle calculation means is configured to irradiate the laser beam based on the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the installation position calculation means and the three-dimensional coordinates of the target point input by the target point input means. A step of calculating a pan angle and a tilt angle from an initial position of the projecting means, and a pointing means controls the rotation driving means, and a cross is applied to the target point based on the pan angle and tilt angle calculated by the angle calculating means. And irradiating the target laser beam to indicate the target point.
請求項9の指示装置は、被照射面に点状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、このレーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動を行う回転駆動手段と、この回転駆動手段を操作する操作手段と、3次元座標が既知である既知点に前記操作手段の操作により前記レーザ光が照射されて前記既知点が指示された場合に前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する角度検出手段と、前記既知点の3次元座標を入力する入力手段と、この入力手段により3次元座標が入力された前記既知点が3点目であるか否かを判断する判断手段と、この判断手段により前記既知点が3点目でないと判断された場合に次の既知点が指示されるまで待機する待機手段と、前記判断手段により前記既知点が3点目であると判断された場合に3つの既知点の前記入力手段により入力された各3次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて当該指示装置の設置位置の3次元座標及び設置姿勢を算出する算出手段と、を備えた指示装置であって、前記入力手段は、指示しようとする前記被照射面上の目標点の3次元座標を入力し、前記算出手段は、当該算出手段により算出された前記設置位置の3次元座標及び前記入力手段により入力された前記目標点の3次元座標に基づいて前記設置位置から前記目標点までの距離を算出すると共に、前記入力手段により入力された前記目標点の3次元座標、当該算出手段により算出された前記設置位置の3次元座標、前記設置姿勢、及び前記距離に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出し、前記回転駆動手段は、前記算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記レーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動の少なくともいずれかを行い、前記レーザ光照射手段は前記目標点に前記レーザ光を照射してその目標点を指示するものである。
The pointing device according to
請求項10の指示装置は、被照射面に点状又は直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点又は直線を指示するレーザ光照射手段と、前記レーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、この回転駆動手段を操作する操作手段と、3次元座標が既知である既知点に前記操作手段の操作により点状のレーザ光が照射されて前記既知点が指示された場合に前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する角度検出手段と、前記既知点の3次元座標を入力する入力手段と、この入力手段により3次元座標が入力された前記既知点が3点目であるか否かを判断する判断手段と、この判断手段により前記既知点が3点目でないと判断された場合に次の既知点が指示されるまで待機する待機手段と、前記判断手段により前記既知点が3点目であると判断された場合に3つの既知点の前記入力手段により入力された各3次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて当該指示装置の設置位置の3次元座標及び設置姿勢を算出する算出手段と、を備えた指示装置であって、前記入力手段は、指示しようとする前記被照射面における目標線上の任意点の3次元座標及び前記レーザ光照射手段の初期位置からの自転角度を入力し、前記算出手段は、当該算出手段により算出された前記設置位置の3次元座標及び前記入力手段により入力された前記任意点の3次元座標に基づいて前記設置位置から前記任意点までの距離を算出すると共に、前記入力手段により入力された前記任意点の3次元座標、当該算出手段により算出された前記設置位置の3次元座標、前記設置姿勢、及び前記距離に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出し、前記回転駆動手段は、前記算出手段により算出された前記初期位置からのパン角度、チルト角度、及び前記入力手段により入力された自転角度に基づいて前記レーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動の少なくともいずれかを行い、前記レーザ光照射手段は前記目標線に直線状のレーザ光を照射してその目標線を指示するものである。
The pointing device according to
請求項11の指示方法は、操作手段が、レーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記レーザ光照射手段が被照射面に点状のレーザ光を照射して前記被照射面上の3次元座標が既知である既知点を指示するステップと、前記レーザ光照射手段により前記既知点が指示された場合に角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、入力手段が前記既知点の3次元座標を入力するステップと、判断手段が、前記入力手段により3次元座標が入力された前記既知点が3点目であるか否かを判断するステップと、前記判断手段により前記既知点が3点目でないと判断された場合に待機手段が次の既知点が指示されるまで待機するステップと、前記判断手段により前記既知点が3点目であると判断された場合に算出手段が3つの既知点の前記入力手段により入力された各3次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて装置の設置位置の3次元座標及び設置姿勢を算出するステップと、前記入力手段が、指示しようとする前記被照射面上の目標点の3次元座標を入力するステップと、前記算出手段が、当該算出手段により算出された前記設置位置の3次元座標及び前記入力手段により入力された前記目標点の3次元座標に基づいて前記設置位置から前記目標点までの距離を算出すると共に、前記入力手段により入力された前記目標点の3次元座標、当該算出手段により算出された前記設置位置の3次元座標、前記設置姿勢、及び前記距離に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、前記回転駆動手段が、前記算出手段により算出された前記初期位置からのパン角度及びチルト角度に基づいて前記レーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動の少なくともいずれかを行うステップと、前記レーザ光照射手段が前記目標点に前記レーザ光を照射してその目標点を指示するステップと、を備えたものである。 In an instruction method according to an eleventh aspect, the operating means operates a rotation driving means that performs pan driving and tilt driving of the laser light irradiation means, and the laser light irradiation means irradiates the irradiated surface with a point-like laser light. A step of indicating a known point whose three-dimensional coordinates on the irradiated surface are known; and when the known point is instructed by the laser beam irradiation unit, an angle detection unit is moved from an initial position of the laser beam irradiation unit. A step of detecting a pan angle and a tilt angle; a step of inputting a three-dimensional coordinate of the known point by an input unit; and a determining unit determining that the known point to which the three-dimensional coordinate is input by the input unit is the third point. A step of judging whether or not there is a step of waiting until the next known point is instructed by the waiting means when the judging means judges that the known point is not the third point, and the judging means When it is determined that the known point is the third point, the calculation means has three three-dimensional coordinates inputted by the input means of the three known points, each pan angle and each tilt angle detected by the angle detection means. A step of calculating a three-dimensional coordinate and an installation posture of the installation position of the apparatus based on the above; a step of inputting the three-dimensional coordinate of the target point on the irradiated surface to be instructed by the input unit; and the calculation unit Calculating the distance from the installation position to the target point based on the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the calculation means and the three-dimensional coordinates of the target point input by the input means; Based on the three-dimensional coordinates of the target point input by the input means, the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the calculation means, the installation posture, and the distance, A step of calculating a pan angle and a tilt angle from an initial position of the means; and the rotation driving means, based on the pan angle and the tilt angle from the initial position calculated by the calculation means. And a step of performing at least one of driving and tilt driving, and a step of the laser light irradiating means irradiating the target point with the laser light and indicating the target point.
請求項12の指示方法は、操作手段が、レーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記レーザ光照射手段が被照射面に点状のレーザ光を照射して前記被照射面上の3次元座標が既知である既知点を指示するステップと、前記レーザ光照射手段により前記既知点が指示された場合に角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、入力手段が前記既知点の3次元座標を入力するステップと、判断手段が、前記入力手段により3次元座標が入力された前記既知点が3点目であるか否かを判断するステップと、前記判断手段により前記既知点が3点目でないと判断された場合に待機手段が次の既知点が指示されるまで待機するステップと、前記判断手段により前記既知点が3点目であると判断された場合に算出手段が3つの既知点の前記入力手段により入力された各3次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて装置の設置位置の3次元座標及び設置姿勢を算出するステップと、前記入力手段が、指示しようとする前記被照射面における目標線上の任意点の3次元座標及び前記レーザ光照射手段の初期位置からの自転角度を入力するステップと、前記算出手段が、当該算出手段により算出された前記設置位置の3次元座標及び前記入力手段により入力された前記任意点の3次元座標に基づいて前記設置位置から前記任意点までの距離を算出すると共に、前記入力手段により入力された前記任意点の3次元座標、当該算出手段により算出された前記設置位置の3次元座標、前記設置姿勢、及び前記距離に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、前記回転駆動手段が、前記算出手段により算出された前記初期位置からのパン角度及びチルト角度、並びに前記入力手段により入力された自転角度に基づいて前記レーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動の少なくともいずれかを行うステップと、前記レーザ光照射手段が前記目標線に直線状のレーザ光を照射してその目標線を指示するステップと、を備えたものである。 According to a twelfth aspect of the present invention, the operating unit operates a rotation driving unit that performs pan driving, tilt driving, and rotation driving of the laser beam irradiation unit, and the laser beam irradiation unit has a point-like laser beam on the irradiated surface. To indicate a known point whose three-dimensional coordinates on the irradiated surface are known, and when the known point is indicated by the laser light irradiation means, an angle detection means is provided for the laser light irradiation means. A step of detecting a pan angle and a tilt angle from an initial position; a step of inputting a three-dimensional coordinate of the known point by an input unit; and a determining unit determining whether the known point to which the three-dimensional coordinate is input by the input unit is Determining whether it is the third point, and waiting when the determination unit determines that the known point is not the third point, and the standby unit waits until the next known point is indicated, Size When it is determined by the means that the known point is the third point, each of the three-dimensional coordinates input by the input means of the three known points by the calculating means, each pan angle detected by the angle detecting means, and each The step of calculating the three-dimensional coordinates and installation posture of the installation position of the apparatus based on the tilt angle, the three-dimensional coordinates of an arbitrary point on the target line on the irradiated surface to be instructed by the input means, and the laser beam irradiation A step of inputting a rotation angle from an initial position of the means; and the calculation means based on the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the calculation means and the three-dimensional coordinates of the arbitrary point input by the input means. And calculating the distance from the installation position to the arbitrary point, and the three-dimensional coordinates of the arbitrary point input by the input unit, The step of calculating the pan angle and the tilt angle from the initial position of the laser beam irradiation means based on the three-dimensional coordinates of the installation position, the installation posture, and the distance, and the rotation driving means are calculated by the calculation means. Performing at least one of pan driving, tilt driving, and rotation driving of the laser light irradiation unit based on a pan angle and a tilt angle from the initial position and a rotation angle input by the input unit; A step of irradiating the target line with a linear laser beam and instructing the target line.
請求項13の設置情報算出装置は、被照射面に点状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段と、このレーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動を行う回転駆動手段と、この回転駆動手段を操作する操作手段と、3次元座標が既知である既知点に前記操作手段の操作により前記レーザ光が照射されて前記既知点が指示された場合に前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する角度検出手段と、前記既知点の3次元座標を入力する入力手段と、この入力手段により3次元座標が入力された前記既知点が3点目であるか否かを判断する判断手段と、この判断手段により前記既知点が3点目でないと判断された場合に次の既知点が指示されるまで待機する待機手段と、前記判断手段により前記既知点が3点目であると判断された場合に3つの既知点の前記入力手段により入力された各3次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて当該設置情報算出装置の設置位置の3次元座標及び設置姿勢からなる設置情報を算出する算出手段と、を備えたものである。
The installation information calculation apparatus according to
請求項14の設置情報算出方法は、操作手段が、レーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記レーザ光照射手段が被照射面に点状のレーザ光を照射して前記被照射面上の3次元座標が既知である既知点を指示するステップと、前記レーザ光照射手段により前記既知点が指示された場合に角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、入力手段が前記既知点の3次元座標を入力するステップと、判断手段が、前記入力手段により3次元座標が入力された前記既知点が3点目であるか否かを判断するステップと、前記判断手段により前記既知点が3点目でないと判断された場合に待機手段が次の既知点が指示されるまで待機するステップと、前記判断手段により前記既知点が3点目であると判断された場合に算出手段が3つの既知点の前記入力手段により入力された各3次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて装置の設置位置の3次元座標及び設置姿勢からなる設置情報を算出するステップと、を備えたものである。
In the installation information calculation method according to
請求項1、3の発明によれば、目標点に自動的に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示できるので、誤差が少ないと共に、1名の作業員でも墨出し作業を行うことができる。また、複数の目標点を順次指示する場合であっても、指示装置をその都度設置し直す必要がないと共に、指示装置の構成自体も簡易なものである。そのため、墨出し作業に際しての誤差やコストの低減化を図ることができる。更に、第1直線、第2直線、及び第3直線の指示により指示装置の設置姿勢を比較的簡単な計算式で高速に算出することができると共に、第1既知点及び第2既知点の指示並びに第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標の入力により指示装置の設置位置の3次元座標を比較的簡単な計算式で高速に算出することができる。 According to the first and third aspects of the present invention, the target point can be automatically irradiated with a cross-shaped laser beam to indicate the target point, so that there is little error and one worker performs the marking work. be able to. Further, even when a plurality of target points are sequentially indicated, it is not necessary to re-install the indicating device each time, and the configuration of the pointing device itself is simple. For this reason, it is possible to reduce errors and costs during the marking operation. Furthermore, it is possible to calculate the installation posture of the pointing device at a high speed with a relatively simple calculation formula by instructing the first straight line, the second straight line, and the third straight line, and to indicate the first known point and the second known point. In addition, by inputting the three-dimensional coordinates of the first known point and the three-dimensional coordinates of the second known point, the three-dimensional coordinates of the installation position of the pointing device can be calculated at high speed with a relatively simple calculation formula.
請求項2、4の発明によれば、請求項1、3の効果の他、指示装置の設置姿勢を算出する際の直線の指示が1回で済むので、作業性に優れるという効果もある。 According to the second and fourth aspects of the invention, in addition to the effects of the first and third aspects, there is also an effect that the workability is excellent because the straight line instruction for calculating the installation posture of the pointing device only needs to be performed once.
請求項5、7の発明によれば、簡易な装置構成によりコストの低減化を図ることができると共に、装置の設置姿勢及び設置位置の3次元座標の算出が可能である。また、第1直線、第2直線、及び第3直線の指示により装置の設置姿勢を比較的簡単な計算式で高速に算出することができると共に、第1既知点及び第2既知点の指示並びに第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標の入力により装置の設置位置の3次元座標を比較的簡単な計算式で高速に算出することができる。 According to the fifth and seventh aspects of the invention, the cost can be reduced with a simple device configuration, and the installation posture and the three-dimensional coordinates of the installation position of the device can be calculated. In addition, the installation posture of the apparatus can be calculated at a high speed with a relatively simple calculation formula by instructing the first straight line, the second straight line, and the third straight line, and the first known point and the second known point are indicated. By inputting the three-dimensional coordinates of the first known point and the three-dimensional coordinates of the second known point, the three-dimensional coordinates of the installation position of the apparatus can be calculated at a high speed with a relatively simple calculation formula.
請求項6、8の発明によれば、請求項5、7の効果の他、装置の設置姿勢を算出する際の直線の指示が1回で済むので、作業性に優れるという効果もある。 According to the sixth and eighth aspects of the invention, in addition to the effects of the fifth and seventh aspects, there is an effect that the workability is excellent because the straight line instruction for calculating the installation posture of the apparatus is only required once.
請求項9、11の発明によれば、目標点に自動的に点状のレーザ光を照射してその目標点を指示できるので、誤差が少ないと共に、1名の作業員でも墨出し作業を行うことができる。また、複数の目標点を順次指示する場合であっても、指示装置をその都度設置し直す必要がないと共に、指示装置の構成自体も簡易なものである。そのため、墨出し作業に際しての誤差やコストの低減化を図ることができる。 According to the ninth and eleventh aspects of the present invention, the target point can be automatically irradiated with the point-like laser beam to indicate the target point, so that there is little error and one worker performs the marking operation. be able to. Further, even when a plurality of target points are sequentially indicated, it is not necessary to re-install the indicating device each time, and the configuration of the pointing device itself is simple. For this reason, it is possible to reduce errors and costs during the marking operation.
請求項10、12の発明によれば、目標線に自動的に直線状のレーザ光を照射してその目標線を指示できるので、誤差が少ないと共に、1名の作業員でも墨出し作業を行うことができる。また、複数の目標線を順次指示する場合であっても、指示装置をその都度設置し直す必要がないと共に、指示装置の構成自体も簡易なものである。そのため、墨出し作業に際しての誤差やコストの低減化を図ることができる。 According to the tenth and twelfth aspects of the present invention, the target line can be automatically irradiated with a linear laser beam to indicate the target line, so that there is little error and one worker performs the marking work. be able to. Further, even when a plurality of target lines are instructed sequentially, it is not necessary to re-install the instruction device each time, and the configuration of the instruction device itself is simple. For this reason, it is possible to reduce errors and costs during the marking operation.
請求項13、14の発明によれば、簡易な装置構成によりコストの低減化を図ることができると共に、装置の設置位置の3次元座標及び設置姿勢からなる設置情報の算出が可能である。 According to the thirteenth and fourteenth aspects of the invention, the cost can be reduced with a simple device configuration, and installation information including the three-dimensional coordinates of the installation position of the device and the installation posture can be calculated.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
第1実施形態に係る指示装置1は、図1〜図4に示すように、MPU(Microprocessing Unit、マイクロプロセッサ)2、RAM(Random Access Memory、随時書き込み読み出しメモリ)3、ROM(Read Only Memory、読み出し専用メモリ)4、レーザ光照射部5、回転駆動部6、角度検出部7、操作部8、入力部9、及び表示部10等を備えたものであり、各部2〜10はバス11を介して互いに通信可能に接続されている。操作部8、入力部9、及び表示部10は、遠隔操作部12に設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 4, the
ここでいう指示装置とは、建築現場における墨出し、建築部材の位置決め、測量等のために被照射面に点状のレーザ光LPを照射して目標点を指示する装置をいう。なお、屋内空間(室内空間、廊下空間、階段空間、玄関ホール等)13を模式的に6面体で表した図5に示す例では、3次元座標が既知である第1既知点K1、第2既知点K2、第3既知点K3や墨出し等のための目標点Bを屋内空間13の天井面13a上に設定しているが、これに限定されるものではなく、被照射面は屋内空間13の壁面13bや床面13c、屋外の外壁面やウッドデッキの床面等であってもよい。
The indicating device here refers to a device that indicates a target point by irradiating a surface to be irradiated with a point-like laser beam LP for inking at a construction site, positioning of a building member, surveying, or the like. In the example shown in FIG. 5 in which the indoor space (indoor space, corridor space, staircase space, entrance hall, etc.) 13 is schematically represented by a hexahedron, the first known point K 1 , whose three-dimensional coordinates are known, 2 The known point K 2 , the third known point K 3, and the target point B for inking, etc. are set on the
ROM4は、MPU2により各部3〜10の動作を制御するための各種制御プログラム、表示部10に表示される各種の画面情報やメッセージ等を記憶している。なお、制御プログラム等を記憶する記憶手段はROM4に限定されるものではなく、フラッシュメモリ等の書き換え可能なものであってもよい。
The
MPU2は、ROM4に記憶された制御プログラムに従って各部3〜10の動作を制御する制御部として機能する。RAM3は、角度検出部7により検出されるレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P及びチルト角度T、入力部9により入力される第1既知点K1の3次元座標、第2既知点K2の3次元座標、第3既知点K3の3次元座標、算出された指示装置1の設置位置Aの3次元座標及び設置姿勢等を記憶する記憶部として機能する。
MPU2 functions as a control part which controls operation | movement of each part 3-10 according to the control program memorize | stored in ROM4. The
ここでいうレーザ光照射部5の初期位置とは、レーザ光照射部5のパン角度P及びチルト角度Tがいずれも0ラジアン(0°)である位置をいう。既知点とは、基準点(原点)Oからの3次元座標が既知である点をいう。基準点Oからの3次元座標とは、基準点Oを基準とする3次元のワールド(グローバル)座標系Wにおける座標をいう。指示装置1の設置位置Aは、図4に示すように、レーザ光照射部5のパン駆動の中心軸CPとチルト駆動の中心軸CTとの交点に設定するのが望ましい。なお、基準点O〔ワールド座標系W上の3次元座標は(0,0,0)。〕は、図5のような床面13cの隅角部の他、適宜の位置に設定可能である。
The initial position of the laser
また、指示装置1の設置姿勢とは、図2〜図4に示すように、指示装置1の設置位置Aを基準とする指示装置1固有のローカル座標系Lをいい、ワールド座標系Wからローカル座標系Lへの回転を表す回転行列式Rで表現される。回転行列式Rは、オイラー角α(ラジアン、Z軸回りの回転角)、β(ラジアン、新しいY軸回りの回転角)、γ(ラジアン、新しいZ軸回りの回転角)を用いて次の数式〔1〕のように表現できるが、その他にロール(roll、Z軸回りの回転)・ピッチ(pitch、新しいY軸回りの回転)・ヨー(yaw、新しいX軸回りの回転)、3次元ベクトル、4元数等で表現することもできる(『徐剛著、辻三郎著「3次元ビジョン」共立出版、1998年4月、p.19〜22』等参照。)。
The installation posture of the
レーザ光照射部5は、図3〜図5に示すように、被照射面に点状のレーザ光LPを照射して被照射面上の点を指示する。レーザ光LPの色は赤色等でもよいが、緑色又は青色のレーザ光LPを採用すれば、日光が直接的又は間接的に当たる明るい被照射面にレーザ光LPを照射する場合であっても、レーザ光LPを視認し易いという利点がある。
As shown in FIGS. 3 to 5, the laser
このレーザ光照射部5は、図2〜図4に示すように、円柱状に形成されて本体ケース14内に収容されており、先端5aの中央から中心軸CL方向にレーザ光LPを出射する。本体ケース14はアルミニウム又は合成樹脂等により中空の円柱状でかつ上部が半球状に形成されており、レーザ光照射部5の直径よりも少し大きい幅のスリット15が本体ケース14の頂部から下部付近に渡って設けられている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the laser
回転駆動部6は、図2及び図4に示すように、レーザ光照射部5のパン駆動及びチルト駆動を行う。この回転駆動部6はいずれもステッピングモータやDC(direct current、直流電流)サーボ等で構成されたパン駆動部(図示せず)及びチルト駆動部(図示せず)を備えており、これらパン駆動部やチルト駆動部は本体ケース14内に収容されている。本体ケース14は、図2〜図4に示すように、半球状の上部を上方に向けた状態で回転軸(図示せず)を介してアルミニウム又は合成樹脂等からなる円板状の基板16上に軸着されている。パン駆動部は、図2に示すように、本体ケース14を回転駆動することによって、本体ケース14内に収容されたレーザ光照射部5のパン駆動〔例えばローカル座標系LのZ軸の正方向から見たときの反時計回りを正とするパン角度P=−π〜+πラジアン(−180°〜+180°)〕を行う。チルト駆動部は、図4に示すように、レーザ光照射部5のチルト駆動〔例えばローカル座標系LのY軸の正方向から見たときの反時計回りを正とするチルト角度T=−π/3〜+π/2ラジアン(−60°〜+90°)〕をスリット15に沿うように行う。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
ここでいうパン(pan)とは水平面(ローカル座標系LのXY平面、例えば基板16の面方向に対して平行な面。)内での回転をいい、チルト(tilt)とは鉛直面(ローカル座標系LのZ軸を含む平面、例えば基板16の面方向に対して垂直な面。)内での回転をいう。なお、レーザ光照射部5のパン駆動可能な範囲、チルト駆動可能な範囲、初期位置Iは特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。チルト駆動可能な範囲を大きくする場合は、スリット15をより長く形成する等してレーザ光LPが本体ケース14で遮蔽されないようにしておけばよい。また、基板16の形状は、円板状の他、矩形板状、多角形板状等であってもよい。
Here, pan refers to rotation in a horizontal plane (XY plane of the local coordinate system L, for example, a plane parallel to the surface direction of the substrate 16), and tilt refers to a vertical plane (local Rotation within a plane including the Z axis of the coordinate system L, for example, a plane perpendicular to the surface direction of the substrate 16). In addition, the pan driving range, the tilt driving range, and the initial position I of the laser
角度検出部7は、本体ケース14内に収容されており、レーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P及びチルト角度Tを検出する。検出されたパン角度P及びチルト角度Tは、RAM3に記憶される。
The
操作部8は、レバーやキー等で構成されており、回転駆動部6におけるパン駆動部及びチルト駆動部の他、レーザ光照射部5のON・OFF、指示装置1の電源のON・OFF等を操作する。即ち、指示装置1に対するユーザによる各種操作は、この操作部8を通じて行われる。ここで、操作部8を遠隔操作部12に設けることにより回転駆動部6を遠隔操作するように構成しておけば、ユーザが指示装置1から離れた位置で操作できるので、作業性に優れるという利点がある。
The operation unit 8 includes a lever, a key, and the like. In addition to the pan driving unit and the tilt driving unit in the
入力部9は、キー、キーボード、又はキーパッド等で構成されており、図5のような第1既知点K1、第2既知点K2、第3既知点K3、及び目標点Bの各3次元座標等を入力する。入力された第1既知点K1、第2既知点K2、第3既知点K3、及び目標点Bの各3次元座標等は、RAM3に記憶される。ここで、入力部9を遠隔操作部12に設けることにより上記の3次元座標等を遠隔入力するように構成しておけば、ユーザが指示装置1から離れた位置で入力できるので、作業性に優れるという利点がある。また、第1既知点K1、第2既知点K2、第3既知点K3、及び目標点B等に対応する3次元CAD(Computer Aided Design)の仮想空間内の第1既知点、第2既知点、第3既知点、及び目標点等をマウス、トラックボール、トラックパッド等のポインティングデバイスで位置指定することにより第1既知点K1、第2既知点K2、第3既知点K3、及び目標点Bの各3次元座標等が自動的に入力されるように構成しておけば、ユーザが手入力する手間を省くことができるという利点がある。
The
表示部10は、LCD(Liquid Crystal Display、液晶ディスプレイ)等で構成されており、各種の画面情報やメッセージ等を表示する。ここで、表示部10を遠隔操作部12に設け、入力部9により入力される第1既知点K1、第2既知点K2、第3既知点K3、及び目標点Bの各3次元座標等を表示するように構成しておけば、ユーザが入力値をモニターしながら入力できるので、ユーザによる入力ミスを防止できるという利点がある。
The
遠隔操作部12における操作部8、入力部9、表示部10は、適宜のインターフェース(図示せず)を介し、指示装置1のバス11に有線方式で接続できる他、無線方式又は赤外線方式等で接続することもできる。また、遠隔操作部12は、操作部8、入力部9、表示部10を有する専用のコントローラとしてもよいが、操作部8、入力部9、表示部10を有するノート型のPC(Personal Computer、パーソナルコンピュータ)、PDA(Personal Digital Assistant、携帯情報端末)、携帯電話等で構成することもできる。
The operation unit 8, the
なお、レーザ光照射部5、本体ケース14、基板16の形状や材質は特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。また、指示装置1は屋内空間13の床面13c上等に設置すればよいが、三脚等の支持手段で床面13c上にパン駆動の中心軸CPが鉛直方向又は床面13cに対して傾斜した状態となるように設置したり、あるいは、適宜の吊り下げ手段で吊り下げたりして、レーザ光LPを適宜の方向に照射可能としてもよい。
In addition, the shape and material of the laser
次に、指示装置1の設置位置Aの3次元座標及び設置姿勢の算出処理の一例を図6に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、この算出処理は、ROM4に記憶された制御プログラムに基づいてMPU2が発行する命令に従って行われる。
Next, an example of the calculation process of the three-dimensional coordinates and installation posture of the installation position A of the
この算出処理において、図5のような第1既知点K1に操作部8の操作によりレーザ光LPが照射されてその第1既知点K1が指示された場合(ステップS1)、角度検出部7によりレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P1及びチルト角度T1が検出される(ステップS2)。第1既知点K1の指示完了は、操作部8に設けた確定キー等の操作により確定すればよい。ここで、ステップS1の前に、ROM4に記憶された「第1既知点を指示して下さい。」等の第1既知点K1の指示を要求するメッセージが表示部10に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
In this calculation process, when the first known point K 1 as shown in FIG. 5 is irradiated with the laser light LP by the operation of the operation unit 8 and the first known point K 1 is instructed (step S1), the angle detection unit. 7 detects the pan angle P 1 and the tilt angle T 1 from the initial position I of the laser beam irradiation unit 5 (step S2). Completion of the instruction of the first known point K 1 may be confirmed by operation of a confirmation key or the like provided on the operation unit 8. Here, prior to the step S1, as "Pick a first known point." Stored in ROM4 like first message requesting an indication of known point K 1 of is displayed on the
次いで、入力部9により第1既知点K1の3次元座標(x1,y1,z1)が入力された場合(ステップS3)、その第1既知点K1が3点目であるか否かが判断される(ステップS4)。ここで、ステップS3の前に、ROM4に記憶された「第1既知点の3次元座標を入力して下さい。」等の第1既知点K1の3次元座標の入力を要求するメッセージが表示部10に表示されるように構成しておけば、上記と同様、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
Next, when the three-dimensional coordinates (x 1 , y 1 , z 1 ) of the first known point K 1 are input by the input unit 9 (step S3), is the first known point K 1 the third point? It is determined whether or not (step S4). Here, prior to the step S3, a message requesting the input of the "Enter three-dimensional coordinates of the first known point." Stored in ROM4 first three-dimensional coordinates of the known point K 1, such as If it is configured to be displayed on the
そして、第1既知点K1が3点目でないと判断された場合(ステップS4でNO)、ステップS1に戻り、2点目の第2既知点K2について同様の処理が繰り返される(ステップS1〜S4)。3点目の第3既知点K3についても同様である(ステップS1〜S4)。一方、第3既知点K3が3点目であると判断された場合(ステップS4でYES)、入力部9により入力された第1既知点K1の3次元座標(x1,y1,z1)、第2既知点K2の3次元座標(x2,y2,z2)、第3既知点K3の3次元座標(x3,y3,z3)、角度検出部7により検出された各パン角度P1、P2、P3及び各チルト角度T1、T2、T3に基づいて当該指示装置1の設置位置Aの3次元座標(xA,yA,zA)及び設置姿勢が算出され(ステップS5)、処理が終了する。
If it is determined that the first known point K 1 is not the third point (NO in step S4), the process returns to step S1, and the same process is repeated for the second second known point K 2 (step S1). ~ S4). The same applies to the third third known point K3 (steps S1 to S4). On the other hand, if it is determined that the third known point K 3 is the third point (YES in step S4), the three-dimensional coordinates (x 1 , y 1 , x 1 ) of the first known point K 1 input by the
この場合、指示装置1の設置位置Aの3次元座標及び設置姿勢としての回転行列式Rは、ROM4に記憶された数式〔2〕に従って生成される3つの連立方程式を解くことにより算出される。
In this case, the three-dimensional coordinates of the installation position A of the
このように、指示装置1は、設置位置Aの3次元座標及び設置姿勢からなる設置情報を算出する設置情報算出装置としても機能する。このような設置情報算出装置によれば、簡易な装置構成によりコストの低減化を図ることができると共に、設置位置Aの3次元座標及び設置姿勢からなる設置情報の算出が可能であるという利点がある。
As described above, the
次に、目標点Bの指示処理の一例を図7に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、この指示処理も、ROM4に記憶された制御プログラムに基づいてMPU2が発行する命令に従って行われる。
Next, an example of the instruction process for the target point B will be described based on the flowchart shown in FIG. This instruction process is also performed according to a command issued by the
この指示処理において、入力部9により図5のような指示しようとする被照射面上の目標点Bの3次元座標(xB,yB,zB)が入力された場合(ステップS11)、算出された当該指示装置1の設置位置Aの3次元座標及び入力された目標点Bの3次元座標に基づいて設置位置Aからの目標点Bまでの距離dBが算出されると共に(ステップS12)、入力された目標点Bの3次元座標、算出された当該指示装置1の設置位置Aの3次元座標、設置姿勢、及び距離dBに基づいてレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度PB及びチルト角度TBが算出される(ステップS13)。ここで、ステップS11の前に、ROM4に記憶された「指示しようとする目標点の3次元座標を入力して下さい。」等の目標点Bの3次元座標の入力を要求するメッセージが表示部10に表示されるように構成しておけば、上記と同様、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
In this instruction processing, when the three-dimensional coordinates (x B , y B , z B ) of the target point B on the irradiated surface to be instructed as shown in FIG. 5 are input by the input unit 9 (step S11), A distance dB from the installation position A to the target point B is calculated based on the calculated three-dimensional coordinates of the installation position A of the
この場合、レーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度PB及びチルト角度TBは、ROM4に記憶された数式〔3〕に従って算出される。
In this case, the pan angle P B and the tilt angle T B from the initial position I of the laser
次いで、回転駆動部6により、算出されたパン角度PB及びチルト角度TBに基づいてレーザ光照射部5のパン駆動及びチルト駆動の少なくともいずれかが行われ、レーザ光照射部5により目標点Bにレーザ光LPが照射されてその目標点Bが指示されれば(ステップS14)、処理が終了する。
Next, the
目標点Bが指示された場合、ユーザは、墨出し等のためにその目標点Bに印を付けたり、あるいは、その目標点B及び既に付けた印等に基づいて墨出し等を行ったりすればよい。 When the target point B is instructed, the user marks the target point B for inking, or performs inking etc. based on the target point B and the already added mark. That's fine
上記のような指示装置1によれば、目標点Bに自動的にレーザ光LPを照射してその目標点Bを指示できるので、誤差が少ないと共に、1名の作業員でも墨出し作業等を行うことができる。また、複数の目標点Bを順次指示する場合であっても、指示装置1をその都度設置し直す必要がないと共に、指示装置1の構成自体も簡易なものである。そのため、墨出し作業等に際しての誤差やコストの低減化を図ることができるという利点がある。
According to the
また、指示装置1を用いた指示方法は、操作部8が回転駆動部6を操作し、レーザ光照射部5が被照射面に点状のレーザ光LPを照射して被照射面上の第1既知点K1(第2既知点K2、第3既知点K3)を指示するステップと、レーザ光照射部5により第1既知点K1(第2既知点K2、第3既知点K3)が指示された場合に角度検出部7がレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P1(P2、P3)及びチルト角度T1(T2、T3)を検出するステップと、入力部9が第1既知点K1(第2既知点K2、第3既知点K3)の3次元座標を入力するステップと、判断手段が、第1既知点K1(第2既知点K2、第3既知点K3)が3点目であるか否かを判断するステップと、判断手段により第1既知点K1(第2既知点K2)が3点目でないと判断された場合に待機手段が次の第2既知点K2(第3既知点K3)が指示されるまで待機するステップと、判断手段により第3既知点K3が3点目であると判断された場合に算出手段が、入力部9により入力された第1既知点K1の3次元座標、第2既知点K2の3次元座標、第3既知点K3の3次元座標、角度検出部7により検出された各パン角度P1、P2、P3及び各チルト角度T1、T2、T3に基づいて当該指示装置1の設置位置Aの3次元座標及び設置姿勢を算出するステップと、入力部9が被照射面上の目標点Bの3次元座標を入力するステップと、算出手段が、当該算出手段により算出された当該指示装置1の設置位置Aの3次元座標及び入力部9により入力された目標点Bの3次元座標に基づいて設置位置Aから目標点Bまでの距離dBを算出すると共に、入力部9により入力された目標点Bの3次元座標、当該算出手段により算出された当該指示装置1の設置位置Aの3次元座標、設置姿勢、及び距離dBに基づいてレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度PB及びチルト角度TBを算出するステップと、回転駆動部6が、算出手段により算出された前記初期位置Iからのパン角度PB及びチルト角度TBに基づいてレーザ光照射部5のパン駆動及びチルト駆動の少なくともいずれかを行うステップと、レーザ光照射部5が目標点Bにレーザ光LPを照射してその目標点Bを指示するステップとで構成することができる。ここでいう指示方法とは、建築現場における墨出し、建築部材の位置決め、測量等のために被照射面に点状のレーザ光LPを照射して目標点を指示する方法をいう。このような指示方法によれば、指示装置1と同じ利点がある。
In addition, in the instruction method using the
第2実施形態に係る指示装置21は、図8〜図10に示すように、第1実施形態において、レーザ光照射部5の先端5aに被照射面に直線状のレーザ光LLを照射して被照射面上の直線を指示可能とする変換器22を着脱自在に装着し、回転駆動部6がレーザ光照射部5のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行うように構成したものである。
As shown in FIGS. 8 to 10, the
ここでいう指示装置とは、建築現場における墨出し、建築部材の位置決め、測量等のために被照射面に直線状のレーザ光LLを照射して目標線を指示する装置をいう。 The indicating device here refers to a device that indicates a target line by irradiating the irradiated surface with a linear laser beam LL for inking at a construction site, positioning of a building member, surveying, and the like.
変換器22は、コリメータレンズやロッドレンズ等を内蔵しており、その半球状に形成された先端22aにはスリット23が設けられている。この変換器22は、レーザ光照射部5の先端5aに着脱自在に装着され、レーザ光照射部5の先端5aからその中心軸CL方向に出射するレーザ光LPをスリット23を透して所定の広がり角で出射するように変換する。そのため、レーザ光照射部5の先端5aに変換器22を装着しておけば、被照射面に直線状のレーザ光LLを照射して被照射面上の直線を指示することができる。なお、変換器22の装着方式は特に限定されるものではなく、ネジ式、磁着式、嵌め込み式等の従来公知の技術を採用することができる。また、変換器22を装着しないでも被照射面に点状のレーザ光LPと直線状のレーザ光LLとを切り替えて照射可能なレーザ光照射部を採用してもよい。
The
回転駆動部6は、レーザ光照射部5のパン駆動及びチルト駆動に加え、自転駆動をも行う。ここでいう自転とは、レーザ光照射部5の中心軸CL回りの回転をいう。
The
この回転駆動部6はパン駆動部及びチルト駆動部に加え、ステッピングモータやDCサーボ等で構成された自転駆動部(図示せず)をも備えており、この自転駆動部も本体ケース14内に収容されている。自転駆動部は、レーザ光照射部5の自転駆動〔例えばレーザ光照射部5の中心軸CLの変換器22側から見たときの反時計回りを正とする自転角度J=−π〜+πラジアン(−180°〜+180°)〕を行う。なお、レーザ光照射部5の自転駆動可能な範囲も、特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。また、図8に示すように、レーザ光照射部5の初期位置Iも、鉛直面(ローカル座標系LのZ軸を含む平面、例えば基板16の面方向に対して垂直な面。)の面方向に対して平行な位置に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。
The
角度検出部7は、レーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P、チルト角度T、及び自転角度Jを検出する。検出されたパン角度P、チルト角度T、及び自転角度Jは、RAM3に記憶される。ここでいうレーザ光照射部5の初期位置とは、レーザ光照射部5のパン角度P、チルト角度T、自転角度Jがいずれも0ラジアン(0°)である位置をいう。
The
次に、図11のような目標線Eの指示処理の一例を図12に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、この指示処理も、ROM4に記憶された制御プログラムに基づいてMPU2が発行する命令に従って行われる。また、指示装置21の設置位置Aの3次元座標(xA,yA,zA)及び設置姿勢としての回転行列式Rは、レーザ光照射部5の先端5aに変換器22を装着していない状態で第1実施形態と同様にして算出される。一方、目標線Eの指示処理は、レーザ光照射部5の先端5aに変換器22を装着した状態で行われる。更に、図11に示す例では第1既知点K1、第2既知点K2、第3既知点K3や墨出し等のための目標線Eを屋内空間13の天井面13a上に設定しているが、これに限定されるものではなく、第1実施形態と同様、被照射面は屋内空間13の壁面13bや床面13c、屋外の外壁面やウッドデッキの床面等であってもよい。
Next, an example of the target line E instruction processing as shown in FIG. 11 will be described based on the flowchart shown in FIG. This instruction process is also performed according to a command issued by the
この指示処理において、入力部9により被照射面における目標線E上の任意点Bの3次元座標(xB,yB,zB)及びレーザ光照射部の自転角度Jが入力された場合(ステップS21)、算出された当該指示装置21の設置位置Aの3次元座標及び入力部9により入力された任意点Bの3次元座標に基づいて設置位置Aから任意点Bまでの距離dBが算出されると共に(ステップS22)、入力部9により入力された任意点Bの3次元座標、算出された当該指示装置21の設置位置Aの3次元座標、設置姿勢、及び距離dBに基づいてレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度PB及びチルト角度TBが算出される(ステップS23)。ここで、ステップS21の前に、ROM4に記憶された「指示しようとする目標線上の任意点の3次元座標及びレーザ光照射部の初期位置からの自転角度を入力して下さい。」等の任意点Bの3次元座標及び自転角度Jの入力を要求するメッセージが表示部10に表示されるように構成しておけば、第1実施形態と同様、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
In this instruction processing, when the
この場合、レーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度PB及びチルト角度TBは、第1実施形態と同様、ROM4に記憶された数式〔3〕に従って算出される。
In this case, the pan angle P B and the tilt angle T B from the initial position I of the laser
次いで、回転駆動部6により、算出されたパン角度PB及びチルト角度TB、並びに、入力部9により入力されたレーザ光照射部5の自転角度Jに基づいてレーザ光照射部5のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動の少なくともいずれかが行われ、レーザ光照射部5により任意点Bを含む目標線Eに直線状のレーザ光LLが照射されてその目標線Eが指示されれば(ステップS23)、処理が終了する。目標線Eが指示された場合、ユーザは、その目標線Eに沿って墨出し等を行えばよい。
Next, the pan driving of the laser
上記のような指示装置21によれば、目標線Eに自動的にレーザ光LLを照射してその目標線Eを指示できるので、誤差が少ないと共に、1名の作業員でも墨出し作業等を行うことができる。また、複数の目標線Eを順次指示する場合であっても、指示装置21をその都度設置し直す必要がないと共に、指示装置21の構成自体も簡易なものである。そのため、墨出し作業等に際しての誤差やコストの低減化を図ることができるという利点がある。
According to the
なお、指示装置21を用いた指示方法は、操作部8が回転駆動部6を操作し、レーザ光照射部5が被照射面に点状のレーザ光LPを照射して被照射面上の第1既知点K1(第2既知点K2、第3既知点K3)を指示するステップと、レーザ光照射部5により第1既知点K1(第2既知点K2、第3既知点K3)が指示された場合に角度検出部7がレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P1(P2、P3)及びチルト角度T1(T2、T3)を検出するステップと、入力部9が第1既知点K1(第2既知点K2、第3既知点K3)の3次元座標を入力するステップと、判断手段が、第1既知点K1(第2既知点K2、第3既知点K3)が3点目であるか否かを判断するステップと、判断手段により第1既知点K1(第2既知点K2)が3点目でないと判断された場合に待機手段が次の第2既知点K1(第3既知点K3)が指示されるまで待機するステップと、判断手段により第3既知点K3が3点目であると判断された場合に算出手段が、入力部9により入力された第1既知点K1の3次元座標、第2既知点K2の3次元座標、第3既知点K3の3次元座標、角度検出部7により検出された各パン角度P1、P2、P3及び各チルト角度T1、T2、T3に基づいて当該指示装置1の設置位置Aの3次元座標及び設置姿勢を算出するステップと、入力部9が被照射面における目標線E上の任意点Bの3次元座標及びレーザ光照射部5の初期位置Iからの自転角度を入力するステップと、算出手段が、当該算出手段により算出された当該指示装置1の設置位置Aの3次元座標及び入力部9により入力された任意点Bの3次元座標に基づいて設置位置Aから任意点Bまでの距離dBを算出すると共に、入力部9により入力された任意点Bの3次元座標、当該算出手段により算出された当該指示装置1の設置位置Aの3次元座標、設置姿勢、及び距離dBに基づいてレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度PB及びチルト角度TBを算出するステップと、回転駆動部6が、算出手段により算出された前記初期位置Iからのパン角度PB及びチルト角度TB、並びに入力部9により入力された自転角度Jに基づいてレーザ光照射部5のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動の少なくともいずれかを行うステップと、レーザ光照射部5が目標線Eに直線状のレーザ光LLを照射してその目標線Eを指示するステップとで構成することができる。ここでいう指示方法とは、建築現場における墨出し、建築部材の位置決め、測量等のために被照射面に直線状のレーザ光LLを照射して目標線を指示する方法をいう。このような指示方法によれば、指示装置21と同じ利点がある。
Note that the instruction method using the
第3実施形態に係る指示装置31は、図13〜図15に示すように、第2実施形態において、先端5aに変換器22を着脱自在に装着したレーザ光照射部5に加え、先端5aに変換器22を着脱自在に装着した垂直レーザ光照射部5Vを設けたものである。
As shown in FIGS. 13 to 15, in the
垂直レーザ光照射部5Vは、レーザ光照射部5と同様に構成されており、図13及び図15に示すように、本体ケース14内のスリット15の下部付近に変換器22が斜め上方の外側を向くように、かつ、被照射面に鉛直面(ローカル座標系LのZ軸を含む平面、例えば基板16の面方向に対して垂直な面。)の面方向に対して平行な直線状のレーザ光LLVを照射して被照射面上の直線を指示できるように固定されている。
The vertical laser
操作部8は、回転駆動部6におけるパン駆動部、チルト駆動部、及び自転駆動部、レーザ光照射部5のON・OFF、指示装置31の電源のON・OFFの他、垂直レーザ光照射部5VのON・OFF等も操作する。
The operation unit 8 includes a pan driving unit, a tilt driving unit, and a rotation driving unit in the
レーザ光照射部5により照射される直線状のレーザ光LLと、垂直レーザ光照射部5Vにより照射される直線状のレーザ光LLVとは、被照射面において直交又は所定角度で交差することにより、十字状のレーザ光となる。目標点Bは、直線状のレーザ光LLと直線状のレーザ光LLVとの交点をその上に合わせることにより指示される。ここでいう十字状のレーザ光には、直線状のレーザ光LLと直線状のレーザ光LLVとが被照射面において直交したものの他、上記のように直線状のレーザ光LLと直線状のレーザ光LLVとが被照射面において直角以外の角度で交差したものも含まれる。一方、操作部8の操作により垂直レーザ光照射部5VをOFFにすれば、レーザ光照射部5からの直線状のレーザ光LLだけを被照射面に照射することができる。
The linear laser beam LL irradiated by the laser
ここでいう指示装置とは、建築現場における墨出し、建築部材の位置決め、測量等のために被照射面に十字状のレーザ光を照射して目標点Bを指示する装置をいう。なお、レーザ光照射部5としては、変換器22を装着しないでも操作部8の操作により被照射面に十字状のレーザ光と直線状のレーザ光LLとを切り替えて照射可能なものを採用してもよい。また、図8及び図13に示すように、レーザ光照射部5の初期位置Iも、第2実施形態における初期位置Iから+π/2ラジアン(反時計方向へ90°)回転させた位置に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更可能である。
The indicating device here refers to a device that indicates a target point B by irradiating a surface to be irradiated with a cross-shaped laser beam for inking at a construction site, positioning of a building member, surveying, and the like. As the laser
次に、指示装置31の設置姿勢及び設置位置Aの3次元座標の算出処理の一例を図16及び図17に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、この算出処理は、ROM4に記憶された制御プログラムに基づいてMPU2が発行する命令に従って行われる。
Next, an example of processing for calculating the installation posture of the
この算出処理において、図18に示すように、操作部8の操作により空間(例えば屋内空間13)の第1座標軸(例えばX軸)に対して平行な第1直線(例えば入隅線X1)に直線状のレーザ光LLが照射されてその第1直線が指示された場合(ステップS31)、角度検出部7によりレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P、チルト角度T、及び自転角度Jが検出される(ステップS32)。第1直線の指示完了は、操作部8に設けた確定キー等の操作により確定すればよい。ここで、ステップS31の前に、ROM4に記憶された「第1直線を指示して下さい。」等の第1直線の指示を要求するメッセージが表示部10に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。なお、空間は、屋内空間13の他、屋外空間等であってもよい。
In this calculation process, as shown in FIG. 18, an operation of the operation unit 8 causes a first straight line (for example, a corner X1) parallel to a first coordinate axis (for example, the X axis) of a space (for example, the indoor space 13). When the first straight line is instructed by irradiation with the linear laser beam LL (step S31), the
次いで、図19に示すように、操作部8の操作により第1座標軸に対して平行な第2直線(例えば入隅線X2)に直線状のレーザ光LLが照射されてその第2直線が指示された場合(ステップS33)、角度検出部7によりレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P、チルト角度T、及び自転角度Jが検出される(ステップS34)。第2直線の指示完了も、操作部8に設けた確定キー等の操作により確定すればよい。ここで、ステップS33の前に、ROM4に記憶された「第2直線を指示して下さい。」等の第2直線の指示を要求するメッセージが表示部10に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
Next, as shown in FIG. 19, a linear laser beam LL is irradiated on a second straight line (for example, the corner X2) parallel to the first coordinate axis by operating the operation unit 8, and the second straight line is designated. If it has been performed (step S33), the
そして、図20に示すように、操作部8の操作により空間の第2座標軸(例えばY軸)に対して平行な第3直線(例えば入隅線Y3)に直線状のレーザ光LLが照射されてその第3直線が指示された場合(ステップS35)、角度検出部7によりレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P、チルト角度T、及び自転角度Jが検出される(ステップS36)。第3直線の指示完了も、操作部8に設けた確定キー等の操作により確定すればよい。ここで、ステップS35の前に、ROM4に記憶された「第3直線を指示して下さい。」等の第3直線の指示を要求するメッセージが表示部10に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
Then, as shown in FIG. 20, a linear laser beam LL is irradiated on a third straight line (for example, a corner line Y3) parallel to the second coordinate axis (for example, the Y axis) of the space by the operation of the operation unit 8. When the third straight line is instructed (step S35), the
次いで、検出された各パン角度P、各チルト角度T、各自転角度Jに基づいて、指示装置31の設置姿勢としての回転行列式Rが算出される(ステップS37)。
Next, based on each detected pan angle P, each tilt angle T, and each rotation angle J, a rotation determinant R as an installation posture of the
ここで、ある点のローカル座標系L上の3次元座標を表す行列式をML、その点のワールド座標系W上の3次元座標を表す行列式をMW、設置位置Aのワールド座標系W上の3次元座標(xA,yA,zA)を表す行列式をtとすると、次の数式〔4〕が成立する。
ML=RMW+t ・・〔4〕
Here, M L is a determinant representing the three-dimensional coordinates of a certain point on the local coordinate system L, M W is a determinant representing the three-dimensional coordinates of the point on the world coordinate system W, and the world coordinate system of the installation position A is When the determinant representing the three-dimensional coordinates (x A , y A , z A ) on W is t, the following formula [4] is established.
M L = RM W + t (4)
ワールド座標系Wにおける基準点Oと設置位置Aとが一致している、即ち、設置位置Aのワールド座標系W上の3次元座標を(0,0,0)と仮定すれば、数式〔4〕から次の数式〔5〕が成立する。
ML=RMW ・・〔5〕
Assuming that the reference point O in the world coordinate system W is coincident with the installation position A, that is, if the three-dimensional coordinates on the world coordinate system W of the installation position A are (0, 0, 0), the formula [4 ], The following formula [5] is established.
M L = RM W .. [5]
ワールド座標系WのX軸方向(1,0,0)を示す単位ベクトル、Y軸方向(0,1,0)を示す単位ベクトル、及びZ軸方向(0,0,1)を示す単位ベクトルを、それぞれ3行1列の行列式で表されるローカル座標系L上のX軸ベクトルVX、Y軸ベクトルVY、及びZ軸ベクトルVZとすると、数式〔5〕から次の数式〔6〕が成立する。 A unit vector indicating the X-axis direction (1, 0, 0) of the world coordinate system W, a unit vector indicating the Y-axis direction (0, 1, 0), and a unit vector indicating the Z-axis direction (0, 0, 1) Is an X-axis vector V X , a Y-axis vector V Y , and a Z-axis vector V Z on the local coordinate system L expressed by a determinant of 3 rows and 1 column, respectively, from the following equation [5] 6] is established.
数式〔6〕を計算すれば、次の数式〔7〕が成立する。
R=[VX VY VZ ] ・・〔7〕
When formula [6] is calculated, the following formula [7] is established.
R = [V X V Y V Z ] .. [7]
図21に示すように、第1直線を指示したレーザ光LL及び設置位置Aを含む平面F1の法線ベクトル(単位ベクトル)をNX1、第2直線を指示したレーザ光LL及び設置位置Aを含む平面F2の法線ベクトル(単位ベクトル)をNX2とすると、これら法線ベクトルNX1、NX2はいずれもX軸ベクトルVXと直交することになるので、X軸ベクトルVXはベクトル積(外積)として次の数式〔8〕のように表される。
VX=NX1×NX2 ・・〔8〕
As shown in FIG. 21, the normal vector (unit vector) of the plane F1 including the laser beam LL indicating the first line and the installation position A is N X1 , and the laser beam LL indicating the second line and the installation position A are When the normal vector of the plane F2 containing (unit vector) and N X2, since these normal vector N X1, N X2 will be perpendicular to both X-axis vector V X, X-axis vector V X is the vector product It is expressed as the following formula [8] as (outer product).
V X = N X1 × N X2 .. [8]
図22に示すように、第3直線を指示したレーザ光LL及び設置位置Aを含む平面F3の法線ベクトル(単位ベクトル)をNYとすると、この法線ベクトルNY及びX軸ベクトルVXはいずれもY軸ベクトルVYと直交することになるので、Y軸ベクトルVYはベクトル積として次の数式〔9〕のように表される。
VY=VX×NY ・・〔9〕
As shown in FIG. 22, assuming that the normal vector (unit vector) of the plane F3 including the laser beam LL indicating the third straight line and the installation position A is N Y , the normal vector N Y and the X-axis vector V X. since it will be perpendicular to both the Y-axis vector V Y, Y-axis vector V Y is represented by the following formula as a vector product [9].
V Y = V X × N Y .. [9]
図23に示すように、X軸ベクトルVX及びY軸ベクトルVYはいずれもZ軸ベクトルVZと直交しているので、Z軸ベクトルVZはベクトル積として次の数式〔10〕のように表される。
VZ=VX×VY ・・〔10〕
As shown in FIG. 23, since both the X-axis vector V X and Y-axis vector V Y is perpendicular to the Z-axis vector V Z, Z-axis vector V Z is as the following equation (10) as a vector product It is expressed in
V Z = V X × V Y .. [10]
ローカル座標系L上のレーザ光照射部5の初期位置Iからの回転を表す回転行列式をRLとすると、この回転行列式RLは、ロール(roll、ローカル座標系LのZ軸回りの回転)・ピッチ(pitch、ローカル座標系Lの新しいY軸回りの回転)・ヨー(yaw、ローカル座標系Lの新しいX軸回りの回転)の表現により次の数式〔11〕のように表される。
When the rotation determinant representing the rotation from the initial position I of the laser
被照射面上の直線を指示したレーザ光LL及び設置位置Aを含む平面の法線ベクトル(単位ベクトル)をNとすると、この法線ベクトルNは、回転行列式RL及びレーザ光照射部5の初期位置Iにおけるローカル座標系LのZ軸方向(0,0,1)の単位ベクトルを用いて次の数式〔12〕のように表される。
Assuming that the normal vector (unit vector) of the plane including the laser beam LL indicating the straight line on the irradiated surface and the installation position A is N, the normal vector N is represented by the rotation determinant R L and the laser
平面F1の法線ベクトルNX1、平面F2の法線ベクトルNX2、及び平面F3の法線ベクトルNYは、数式〔12〕及び検出された各パン角度P、各チルト角度T、各自転角度Jに基づいて算出される。指示装置31の設置姿勢としての回転行列式Rは、算出された法線ベクトルNX1、NX2、NY及び数式〔7〕〜〔10〕に基づいて算出される。なお、数式〔7〕〜〔12〕は、ROMに記憶されている。
The normal vector N X1 of the plane F1, the normal vector N X2 of the plane F2, and the normal vector N Y of the plane F3 are expressed by Equation [12] and each detected pan angle P, each tilt angle T, each rotation angle. Calculated based on J. The rotation determinant R as the installation posture of the
次いで、図24に示すように、操作部8の操作により第1既知点K1に十字状のレーザ光が照射されてその第1既知点K1が指示された場合(ステップS38)、角度検出部7によりレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P及びチルト角度Tが検出される(ステップS39)。第1既知点K1の指示完了も、操作部8に設けた確定キー等の操作により確定すればよい。ここで、ステップS38の前に、ROM4に記憶された「第1既知点を指示して下さい。」等の第1既知点の指示を要求するメッセージが表示部10に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
Next, as shown in FIG. 24, when the first known point K 1 is irradiated with the cross-shaped laser beam by the operation of the operation unit 8 and the first known point K 1 is instructed (step S38), angle detection is performed. The pan angle P and the tilt angle T from the initial position I of the laser
そして、入力部9により、第1既知点K1の3次元座標(x1,y1,z1)が入力される(ステップS40)。ここで、ステップS40の前に、ROM4に記憶された「第1既知点の3次元座標を入力して下さい。」等の第1既知点K1の3次元座標の入力を要求するメッセージが表示部10に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
Then, the three-dimensional coordinates (x 1 , y 1 , z 1 ) of the first known point K 1 are input by the input unit 9 (step S40). Here, before the step S40, displays a message requesting the input of the "Enter three-dimensional coordinates of the first known point." Stored in ROM4 first three-dimensional coordinates of the known point K 1, such as If it is configured to be displayed on the
次いで、操作部8の操作により第2既知点K2に十字状のレーザ光が照射されてその第2既知点K2が指示された場合(ステップS41)、角度検出部7によりレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P及びチルト角度Tが検出される(ステップS42)。第2既知点K2の指示完了も、操作部8に設けた確定キー等の操作により確定すればよい。ここで、ステップS41の前に、ROM4に記憶された「第2既知点を指示して下さい。」等の第2既知点K2の指示を要求するメッセージが表示部10に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
Next, when the second known point K 2 is irradiated with the cross-shaped laser beam by the operation of the operation unit 8 and the second known point K 2 is instructed (step S41), the
そして、入力部9により、第2既知点K2の3次元座標(x2,y2,z2)が入力される(ステップS43)。ここで、ステップS43の前に、ROM4に記憶された「第2既知点の3次元座標を入力して下さい。」等の第2既知点K2の3次元座標の入力を要求するメッセージが表示部10に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
Then, the three-dimensional coordinates (x 2 , y 2 , z 2 ) of the second known point K 2 are input by the input unit 9 (step S43). Here, before the step S43, displays a message requesting the input of the "Enter three-dimensional coordinates of the second known point." Stored in ROM4 second three-dimensional coordinates of the known point K 2 of such If it is configured to be displayed on the
次いで、検出された各パン角度P及び各チルト角度T、算出された設置姿勢としての回転行列式R、並びに、入力された第1既知点K1の3次元座標及び第2既知点K2の3次元座標に基づいて、指示装置31の設置位置Aの3次元座標が算出されれば(ステップS44)、処理が終了する。
Next, each detected pan angle P and each tilt angle T, the rotation determinant R as the calculated installation attitude, and the input three-dimensional coordinates of the first known point K 1 and the second known point K 2 If the three-dimensional coordinates of the installation position A of the
ここで、既知点(第1既知点K1又は第2既知点K2)のローカル座標系L上の3次元座標を表す行列式をML、設置位置Aと既知点との距離をd、ローカル座標系L上の設置位置Aから既知点への方向(u,v,w)を示す単位ベクトルをVとすると、次の数式〔13〕が成立する。
ML=dV ・・〔13〕
Here, M L represents the determinant representing the three-dimensional coordinates on the local coordinate system L of the known point (first known point K 1 or second known point K 2 ), and d represents the distance between the installation position A and the known point. When the unit vector indicating the direction (u, v, w) from the installation position A on the local coordinate system L to the known point is V, the following equation [13] is established.
M L = dV (13)
既知点のワールド座標系W上の3次元座標(x,y,z)を表す行列式をMWとすると、数式〔13〕と数式〔4〕とから次の数式〔14〕が成立する。 If the determinant representing the three-dimensional coordinates (x, y, z) of the known point on the world coordinate system W is M W , the following equation [14] is established from the equations [13] and [4].
数式〔14〕は、次の数式〔15〕、〔16〕、〔17〕に展開することができる。 Equation [14] can be expanded into the following equations [15], [16], and [17].
ローカル座標系LのX軸方向(1,0,0)を示す単位ベクトルをVL、ローカル座標系L上の初期位置Iから既知点への回転時の自転角度Jを0ラジアンとすると、数式〔11〕から次の数式〔18〕が成立する。 When the unit vector indicating the X-axis direction (1, 0, 0) of the local coordinate system L is V L , and the rotation angle J when rotating from the initial position I on the local coordinate system L to the known point is 0 radians, From [11], the following equation [18] is established.
ローカル座標系L上の設置位置Aから既知点への方向(u,v,w)を示す単位ベクトルVは、数式〔18〕、検出された各パン角度P及び各チルト角度Tに基づいて算出される。指示装置31の設置位置Aの3次元座標及び設置位置Aと既知点との距離dは、算出された単位ベクトルV、入力された第1既知点K1の3次元座標及び第2既知点K2の3次元座標に基づいて数式〔15〕〜〔17〕から生成される6つの連立方程式を解くことにより算出される。なお、数式〔15〕〜〔18〕は、ROMに記憶されている。
The unit vector V indicating the direction (u, v, w) from the installation position A on the local coordinate system L to the known point is calculated based on Equation [18], each detected pan angle P, and each tilt angle T. Is done. The distance d between the 3-dimensional coordinates and the installation position A and known point installation position A
このように、指示装置31は、設置姿勢や設置位置Aの3次元座標を算出する設置情報算出装置としても機能する。このような設置情報算出装置によれば、簡易な装置構成によりコストの低減化を図ることができると共に、設置姿勢や設置位置Aの3次元座標の算出が可能であるという利点がある。また、第1実施形態の指示装置1や第2実施形態の指示装置21に比べ、既述の第1直線、第2直線、及び第3直線の指示により指示装置31の設置姿勢を比較的簡単な計算式でより高速に算出できると共に、第1既知点K1及び第2既知点K2の指示並びに第1既知点K1の3次元座標及び第2既知点K2の3次元座標の入力により指示装置31の設置位置Aの3次元座標を比較的簡単な計算式でより高速に算出できるという利点がある。
Thus, the
次に、図25のような目標点Bの指示処理の一例を図26に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、この指示処理も、ROM4に記憶された制御プログラムに基づいてMPU2が発行する命令に従って行われる。
Next, an example of the instruction process for the target point B as shown in FIG. 25 will be described based on the flowchart shown in FIG. This instruction process is also performed according to a command issued by the
この指示処理において、入力部9により被照射面上の目標点Bの3次元座標(xB,yB,zB)が入力された場合(ステップS51)、算出された設置位置Aの3次元座標及び入力された目標点Bの3次元座標に基づいてレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P及びチルト角度Tが算出される(ステップS52)。なお、ステップS51の前に、ROM4に記憶された「目標点の3次元座標を入力して下さい。」等の目標点Bの3次元座標の入力を要求するメッセージが表示部10に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
In this instruction process, when the three-dimensional coordinates (x B , y B , z B ) of the target point B on the irradiated surface are input by the input unit 9 (step S51), the calculated three-dimensional of the installation position A Based on the coordinates and the input three-dimensional coordinates of the target point B, the pan angle P and the tilt angle T from the initial position I of the laser
ここで、算出された設置位置Aのワールド座標系W上の3次元座標(xA,yA,zA)、目標点Bのワールド座標系W上の3次元座標(xB,yB,zB)、及び目標点Bと設置位置Aとの距離dBを用いれば、数式〔18〕から次の数式〔19〕が成立する。 Here, the calculated three-dimensional coordinates (x A , y A , z A ) on the world coordinate system W of the installation position A and the three-dimensional coordinates (x B , y B , If z B ) and the distance d B between the target point B and the installation position A are used, the following equation [19] is established from the equation [18].
レーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P及びチルト角度Tは、数式〔19〕中の3つの連立方程式を解くことにより算出される。なお、数式〔19〕は、ROMに記憶されている。
The pan angle P and tilt angle T from the initial position I of the laser
次いで、図25に示すように、回転駆動部6が制御され、算出されたパン角度P及びチルト角度Tに基づいて目標点Bに十字状のレーザ光が照射されてその目標点Bが指示されれば(ステップS53)、処理が終了する。
Next, as shown in FIG. 25, the
上記のような指示装置31によれば、目標点Bに自動的に十字状のレーザ光を照射してその目標点Bを指示できるので、誤差が少ないと共に、1名の作業員でも墨出し作業等を行うことができる。また、複数の目標点Bを順次指示する場合であっても、指示装置31をその都度設置し直す必要がないと共に、指示装置31の構成自体も簡易なものである。そのため、墨出し作業等に際しての誤差やコストの低減化を図ることができるという利点がある。
According to the
なお、指示装置31を用いた指示方法は、操作部8がレーザ光照射部5、並びに、回転駆動部6を操作し、空間の第1座標軸に対して平行な第1直線に直線状のレーザ光LLを照射してその第1直線を指示した場合に、角度検出部7がレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P、チルト角度T、及び自転角度Jを検出するステップと、操作部8がレーザ光照射部5及び回転駆動部6を操作し、第1座標軸に対して平行な第2直線に直線状のレーザ光LLを照射してその第2直線を指示した場合に、角度検出部7がレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P、チルト角度T、及び自転角度Jを検出するステップと、操作部8がレーザ光照射部5及び回転駆動部6を操作し、空間の第2座標軸に対して平行な第3直線に直線状のレーザ光LLを照射してその第3直線を指示した場合に、角度検出部7がレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P、チルト角度T、及び自転角度Jを検出するステップと、設置姿勢算出手段が、角度検出部7によりそれぞれ検出された各パン角度P、各チルト角度T、及び各自転角度Jに基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、操作部8がレーザ光照射部5及び回転駆動部6を操作し、第1既知点K1に十字状のレーザ光を照射してその第1既知点K1を指示した場合に、角度検出部7がレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P及びチルト角度Tを検出するステップと、入力部9が第1既知点K1の3次元座標を入力するステップと、操作部8がレーザ光照射部5及び回転駆動部6を操作し、第2既知点K2に十字状のレーザ光を照射してその第2既知点K2を指示した場合に、角度検出部7がレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P及びチルト角度Tを検出するステップと、入力部9が第2既知点K2の3次元座標を入力するステップと、設置位置算出手段が、角度検出部7によりそれぞれ検出された各パン角度P及び各チルト角度T、設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、入力部9により入力された第1既知点K1の3次元座標及び第2既知点K2の3次元座標に基づいて装置の設置位置Aの3次元座標を算出するステップと、入力部9が、指示しようとする被照射面上の目標点Bの3次元座標を入力するステップと、角度算出手段が、設置位置算出手段により算出された設置位置Aの3次元座標及び入力部9により入力された目標点Bの3次元座標に基づいてレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P及びチルト角度Tを算出するステップと、指示手段が回転駆動部6を制御し、角度算出手段により算出されたパン角度P及びチルト角度Tに基づいて目標点Bに十字状のレーザ光を照射してその目標点Bを指示するステップと、で構成することができる。ここでいう指示方法とは、建築現場における墨出し、建築部材の位置決め、測量等のために被照射面に十字状のレーザ光を照射して目標点Bを指示する方法をいう。このような指示方法によれば、指示装置31と同じ利点がある。
In addition, the instruction method using the
第4実施形態に係る指示装置(図示せず)は、第3実施形態において、加速度検知部(図示せず)を本体ケース14の内部等の適宜の位置に設けたものである。
In the third embodiment, the pointing device (not shown) according to the fourth embodiment is provided with an acceleration detector (not shown) at an appropriate position such as the inside of the
次に、指示装置の設置姿勢及び設置位置Aの3次元座標の算出処理の一例を図27に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、この算出処理は、ROM4に記憶された制御プログラムに基づいてMPU2が発行する命令に従って行われる。
Next, an example of processing for calculating the installation posture of the pointing device and the three-dimensional coordinates of the installation position A will be described based on the flowchart shown in FIG. This calculation process is performed according to a command issued by the
この算出処理においては、まず、加速度検知部により、指示装置のローカル座標系Lの第1座標軸(例えばX軸)方向の加速度、第2座標軸(例えばY軸)方向の加速度、及び第3座標軸(例えばZ軸)方向の加速度がそれぞれ検知される(ステップS61)。 In this calculation process, first, the acceleration detection unit performs acceleration in the first coordinate axis (for example, X axis) direction, acceleration in the second coordinate axis (for example, Y axis) direction, and third coordinate axis (for example, the local coordinate system L of the pointing device). For example, acceleration in the Z-axis direction is detected (step S61).
次いで、図20に示すように、操作部8の操作により空間(例えば屋内空間13)の座標軸(例えばY軸)に対して平行な直線(例えば入隅線Y3)に直線状のレーザ光LLが照射されてその直線が指示された場合(ステップS62)、角度検出部7によりレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P、チルト角度T、及び自転角度Jが検出される(ステップS63)。ここで、ステップS62の前に、ROM4に記憶された「空間の座標軸に対して平行な直線を指示して下さい。」等の前記直線の指示を要求するメッセージが表示部10に表示されるように構成しておけば、熟練者でないユーザにも操作が分かり易いという利点がある。
Next, as shown in FIG. 20, by operating the operation unit 8, the linear laser beam LL is applied to a straight line (for example, the entrance corner line Y <b> 3) parallel to the coordinate axis (for example, the Y axis) of the space (for example, the indoor space 13). When the line is irradiated and the straight line is instructed (step S62), the
そして、検知された各加速度、並びに、検出されたパン角度P、チルト角度T、及び自転角度Jに基づいて、指示装置の設置姿勢としての回転行列式Rが算出される。 Then, based on each detected acceleration, and the detected pan angle P, tilt angle T, and rotation angle J, a rotation determinant R as the installation posture of the pointing device is calculated.
ここで、指示装置のローカル座標系LのX軸方向の加速度をAX、Y軸方向の加速度をAY、Z軸方向の加速度をAZ、重力加速度をGとすると、既述のZ軸ベクトルVZは次の数式〔20〕のように表される。 Here, assuming that the local coordinate system L of the pointing device L has an X-axis acceleration A X , a Y-axis acceleration A Y , a Z-axis acceleration A Z , and a gravitational acceleration G, the Z-axis described above The vector V Z is expressed as the following equation [20].
図28に示すように、既述のY軸ベクトルVYは、Z軸ベクトルVZ及び既述の平面F3の法線ベクトルNYと直交することになるので、ベクトル積として次の数式〔21〕のように表される。
VY=VZ×NY ・・〔21〕
As shown in FIG. 28, the aforementioned Y-axis vector V Y is orthogonal to the Z-axis vector V Z and the normal vector N Y of the aforementioned plane F3, so that the following equation [21 ] Is expressed as follows.
V Y = V Z × N Y .. [21]
図23に示すように、Z軸ベクトルVZ及びY軸ベクトルVYはいずれも既述のX軸ベクトルVXと直交しているので、X軸ベクトルVXはベクトル積として次の数式〔22〕のように表される。
VX=VZ×VY ・・〔22〕
As shown in FIG. 23, since both the Z-axis vector V Z and the Y-axis vector V Y are orthogonal to the above-described X-axis vector V X , the X-axis vector V X is expressed as the following product [22 ] Is expressed as follows.
V X = V Z × V Y .. [22]
平面F3の法線ベクトルNYは、数式〔12〕及び検出された各パン角度P、各チルト角度T、各自転角度Jに基づいて算出される。指示装置の設置姿勢としての回転行列式Rは、算出された法線ベクトルNY及び数式〔7〕、〔20〕〜〔22〕に基づいて算出される。なお、数式〔20〕〜〔22〕も、ROM4に記憶されている。
The normal vector NY of the plane F3 is calculated based on the equation [12] and each detected pan angle P, each tilt angle T, and each rotation angle J. The rotation determinant R as the installation posture of the pointing device is calculated based on the calculated normal vector NY and the equations [7] and [20] to [22]. The mathematical formulas [20] to [22] are also stored in the
その後の処理は、第3実施形態と同様である。また、目標点Bの指示処理も、第3実施形態と同様に行われる。 Subsequent processing is the same as in the third embodiment. In addition, the target point B instruction processing is also performed in the same manner as in the third embodiment.
上記のような指示装置によれば、第3実施形態と同様の利点の他、指示装置の設置姿勢を算出する際の直線の指示が1回で済むので、作業性に優れるという利点がある。 According to the pointing device as described above, in addition to the same advantages as those of the third embodiment, there is an advantage that workability is excellent because a straight line is required only once when calculating the installation posture of the pointing device.
なお、この指示装置を用いた指示方法は、加速度検知部が装置の第1座標軸方向の加速度、第2座標軸方向の加速度、及び第3座標軸方向の加速度をそれぞれ検知するステップと、操作部8がレーザ光照射部5、並びに、回転駆動部6を操作し、空間の第1座標軸に対して平行な第1直線に直線状のレーザ光LLを照射してその第1直線を指示した場合に、角度検出部7がレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P、チルト角度T、及び自転角度Jを検出するステップと、操作部8がレーザ光照射部5及び回転駆動部6を操作し、第1座標軸に対して平行な第2直線に直線状のレーザ光LLを照射してその第2直線を指示した場合に、角度検出部7がレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P、チルト角度T、及び自転角度Jを検出するステップと、操作部8がレーザ光照射部5及び回転駆動部6を操作し、空間の第2座標軸に対して平行な第3直線に直線状のレーザ光LLを照射してその第3直線を指示した場合に、角度検出部7がレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P、チルト角度T、及び自転角度Jを検出するステップと、設置姿勢算出手段が、加速度検知部により検知された各加速度並びに角度検出部7により検出されたパン角度P、チルト角度T、及び自転角度Jに基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、操作部8がレーザ光照射部5及び回転駆動部6を操作し、第1既知点K1に十字状のレーザ光を照射してその第1既知点K1を指示した場合に、角度検出部7がレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P及びチルト角度Tを検出するステップと、入力部9が第1既知点K1の3次元座標を入力するステップと、操作部8がレーザ光照射部5及び回転駆動部6を操作し、第2既知点K2に十字状のレーザ光を照射してその第2既知点K2を指示した場合に、角度検出部7がレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P及びチルト角度Tを検出するステップと、入力部9が第2既知点K2の3次元座標を入力するステップと、設置位置算出手段が、角度検出部7によりそれぞれ検出された各パン角度P及び各チルト角度T、設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、入力部9により入力された第1既知点K1の3次元座標及び第2既知点K2の3次元座標に基づいて装置の設置位置Aの3次元座標を算出するステップと、入力部9が、指示しようとする被照射面上の目標点Bの3次元座標を入力するステップと、角度算出手段が、設置位置算出手段により算出された設置位置Aの3次元座標及び入力部9により入力された目標点Bの3次元座標に基づいてレーザ光照射部5の初期位置Iからのパン角度P及びチルト角度Tを算出するステップと、指示手段が回転駆動部6を制御し、角度算出手段により算出されたパン角度P及びチルト角度Tに基づいて目標点Bに十字状のレーザ光を照射してその目標点Bを指示するステップと、で構成することができる。ここでいう指示方法とは、建築現場における墨出し、建築部材の位置決め、測量等のために被照射面に十字状のレーザ光を照射して目標点Bを指示する方法をいう。このような指示方法によれば、前記指示装置と同じ利点がある。
The instruction method using the pointing device is such that the acceleration detecting unit detects the acceleration in the first coordinate axis direction, the acceleration in the second coordinate axis direction, and the acceleration in the third coordinate axis direction of the device, and the operation unit 8 When the laser
以上の第1〜第4実施形態において、複数の指示装置1、21、31を用いて複数の目標点Bや目標線Eを同時に指示すれば、墨出し作業等をより効率良く行うことができるという利点がある。この場合、複数の指示装置1、21、31に対して共通の1つの遠隔操作部12により遠隔操作や遠隔入力を可能としておけば、遠隔操作部12を指示装置1、21、31ごとに持ち替える必要がないと共に、コストダウンを図ることができるという利点がある。
In the first to fourth embodiments described above, if a plurality of target points B and target lines E are simultaneously indicated using a plurality of pointing
また、レーザ光LP、LL、LLVの照射により発色又は変色する塗料を被照射面に塗布したり、あるいは、レーザ光LP、LL、LLVの照射により発色又は変色する塗材を表面に塗り付けたテープ又はシートを被照射面に貼り付けたりしておけば、指示装置1、21、31による目標点Bや目標線Eの指示によりそれらの部分が発色又は変色して墨出し点や墨出し線となるので、墨出しの手間を省略できるという利点がある。上記の塗料や塗材としては、フォトクロミック材料、サーモクロミック材料等が挙げられる。
In addition, a paint that develops or changes color when irradiated with laser light LP, LL, or LLV is applied to the irradiated surface, or a coating material that changes color or changes when irradiated with laser light LP, LL, or LLV is applied to the surface. If a tape or sheet is affixed to the surface to be irradiated, these portions are colored or discolored by the indication of the target point B or the target line E by the indicating
以上のように、本発明に係る指示装置及び指示方法は建築現場における墨出し、建築部材の位置決め、測量等に際しての誤差やコストの低減化を図るのに適しており、本発明に係る設置情報算出装置及び設置情報算出方法はコストの低減化や装置の設置姿勢及び設置位置の3次元座標の算出を可能とするのに適している。 As described above, the pointing device and the pointing method according to the present invention are suitable for reducing errors and costs in the process of marking ink at the construction site, positioning of building members, surveying, etc., and the installation information according to the present invention. The calculation device and the installation information calculation method are suitable for reducing the cost and calculating the three-dimensional coordinates of the installation posture and the installation position of the device.
1、21、31 指示装置
2 MPU
3 RAM
4 ROM
5 レーザ光照射部
5V 垂直レーザ光照射部
6 回転駆動部
7 角度検出部
8 操作部
9 入力部
A 設置位置
B 目標点又は任意点
K1 第1既知点
K2 第2既知点
K3 第3既知点
I 初期位置
12 遠隔操作部
LP 点状のレーザ光
LL 直線状のレーザ光
LLV 直線状のレーザ光
13 屋内空間(空間)
13a 天井面(被照射面)
13b 壁面(被照射面)
13c 床面(被照射面)
E 目標線
X1 入隅線(第1直線)
X2 入隅線(第2直線)
Y3 入隅線(第3直線又は直線)
1, 21, 31 Indicating
3 RAM
4 ROM
DESCRIPTION OF
13a Ceiling surface (irradiated surface)
13b Wall surface (irradiated surface)
13c Floor (irradiated surface)
E Target line X1 Corner line (first straight line)
X2 corner line (second straight line)
Y3 entering corner line (third straight line or straight line)
Claims (14)
このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、
前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作する操作手段と、
この操作手段の操作により前記空間の第1座標軸に対して平行な第1直線に直線状のレーザ光が照射されてその第1直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第1角度検出手段と、
前記操作手段の操作により前記第1座標軸に対して平行な第2直線に直線状のレーザ光が照射されてその第2直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第2角度検出手段と、
前記操作手段の操作により前記空間の第2座標軸に対して平行な第3直線に直線状のレーザ光が照射されてその第3直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第3角度検出手段と、
前記第1角度検出手段、前記第2角度検出手段、及び前記第3角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度、各チルト角度、及び各自転角度に基づいて当該指示装置の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、
前記操作手段の操作により、3次元座標が既知である第1既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第1既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第4角度検出手段と、
前記操作手段の操作により、3次元座標が既知である第2既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第2既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第5角度検出手段と、
前記第1既知点の3次元座標及び前記第2既知点の3次元座標を入力する既知点入力手段と、
前記第4角度検出手段及び前記第5角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標に基づいて当該指示装置の設置位置の3次元座標を算出する設置位置算出手段と、
指示しようとする前記被照射面上の目標点の3次元座標を入力する目標点入力手段と、
前記設置位置算出手段により算出された設置位置の3次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の3次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出する角度算出手段と、
前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示する指示手段と、
を備えたことを特徴とする指示装置。 Irradiate the irradiated surface in space with a linear laser beam to indicate a straight line on the irradiated surface, or irradiate the irradiated surface with a cross-shaped laser beam to mark a point on the irradiated surface. Laser light irradiation means for instructing;
Rotation driving means for performing pan driving, tilt driving, and rotation driving of the laser light irradiation means;
Operating means for operating the laser light irradiation means and the rotation driving means;
When the linear laser beam is irradiated on the first straight line parallel to the first coordinate axis of the space by the operation of the operating means and the first straight line is designated, the initial position of the laser light irradiation means is First angle detection means for detecting the pan angle, tilt angle, and rotation angle of
When a linear laser beam is irradiated on a second straight line parallel to the first coordinate axis by the operation of the operating means and the second straight line is designated, panning from the initial position of the laser light irradiation means is performed. Second angle detection means for detecting an angle, a tilt angle, and a rotation angle;
When a linear laser beam is irradiated onto a third straight line parallel to the second coordinate axis of the space by the operation of the operating means and the third straight line is designated, the initial position of the laser light irradiation means is Third angle detecting means for detecting the pan angle, tilt angle, and rotation angle of
The installation posture of the pointing device is calculated based on each pan angle, each tilt angle, and each rotation angle detected by the first angle detection unit, the second angle detection unit, and the third angle detection unit, respectively. Installation posture calculation means;
When the first known point whose three-dimensional coordinates are known is irradiated with a cross-shaped laser beam and the first known point is indicated by the operation of the operating unit, the initial position of the laser beam irradiating unit is Fourth angle detection means for detecting a pan angle and a tilt angle;
When the second known point whose three-dimensional coordinates are known is irradiated with a cross-shaped laser beam and the second known point is indicated by the operation of the operating unit, the initial position of the laser beam irradiating unit is A fifth angle detecting means for detecting a pan angle and a tilt angle;
Known point input means for inputting the three-dimensional coordinates of the first known point and the three-dimensional coordinates of the second known point;
The pan angle and tilt angle respectively detected by the fourth angle detection means and the fifth angle detection means, the installation attitude calculated by the installation attitude calculation means, and the first input by the known point input means. Installation position calculation means for calculating the three-dimensional coordinates of the installation position of the pointing device based on the three-dimensional coordinates of the first known point and the three-dimensional coordinates of the second known point;
Target point input means for inputting the three-dimensional coordinates of the target point on the irradiated surface to be instructed;
Based on the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the installation position calculation means and the three-dimensional coordinates of the target point input by the target point input means, the pan angle and the tilt angle from the initial position of the laser beam irradiation means are determined. An angle calculating means for calculating;
Instruction means for controlling the rotation driving means, and irradiating the target point with a cross-shaped laser beam based on the pan angle and tilt angle calculated by the angle calculation means to indicate the target point;
A pointing device comprising:
このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、
前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作する操作手段と、
当該指示装置の第1座標軸方向の加速度、第2座標軸方向の加速度、及び第3座標軸方向の加速度をそれぞれ検知する加速度検知手段と、
前記操作手段の操作により前記空間の座標軸に対して平行な直線に直線状のレーザ光が照射されてその直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第1角度検出手段と、
前記加速度検知手段により検知された各加速度及び前記第1角度検出手段により検出されたパン角度、チルト角度、及び自転角度に基づいて当該指示装置の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、
前記操作手段の操作により、3次元座標が既知である第1既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第1既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第2角度検出手段と、
前記操作手段の操作により、3次元座標が既知である第2既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第2既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第3角度検出手段と、
前記第1既知点の3次元座標及び前記第2既知点の3次元座標を入力する既知点入力手段と、
前記第2角度検出手段及び前記第3角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標に基づいて当該指示装置の設置位置の3次元座標を算出する設置位置算出手段と、
指示しようとする前記被照射面上の目標点の3次元座標を入力する目標点入力手段と、
前記設置位置算出手段により算出された設置位置の3次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の3次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出する角度算出手段と、
前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示する指示手段と、
を備えたことを特徴とする指示装置。 Irradiate the irradiated surface in space with a linear laser beam to indicate a straight line on the irradiated surface, or irradiate the irradiated surface with a cross-shaped laser beam to mark a point on the irradiated surface. Laser light irradiation means for instructing;
Rotation driving means for performing pan driving, tilt driving, and rotation driving of the laser light irradiation means;
Operating means for operating the laser light irradiation means and the rotation driving means;
Acceleration detecting means for detecting acceleration in the first coordinate axis direction, acceleration in the second coordinate axis direction, and acceleration in the third coordinate axis direction of the pointing device;
When a straight laser beam is irradiated on a straight line parallel to the coordinate axis of the space by the operation of the operating means and the straight line is indicated, the pan angle and tilt angle from the initial position of the laser light irradiation means And first angle detection means for detecting the rotation angle;
An installation posture calculation unit that calculates an installation posture of the pointing device based on each acceleration detected by the acceleration detection unit and a pan angle, a tilt angle, and a rotation angle detected by the first angle detection unit;
When the first known point whose three-dimensional coordinates are known is irradiated with a cross-shaped laser beam and the first known point is indicated by the operation of the operating unit, the initial position of the laser beam irradiating unit is Second angle detection means for detecting a pan angle and a tilt angle;
When the second known point whose three-dimensional coordinates are known is irradiated with a cross-shaped laser beam and the second known point is indicated by the operation of the operating unit, the initial position of the laser beam irradiating unit is Third angle detecting means for detecting a pan angle and a tilt angle;
Known point input means for inputting the three-dimensional coordinates of the first known point and the three-dimensional coordinates of the second known point;
The pan angle and the tilt angle respectively detected by the second angle detection unit and the third angle detection unit, the installation posture calculated by the installation posture calculation unit, and the first input by the known point input unit. Installation position calculation means for calculating the three-dimensional coordinates of the installation position of the pointing device based on the three-dimensional coordinates of the first known point and the three-dimensional coordinates of the second known point;
Target point input means for inputting the three-dimensional coordinates of the target point on the irradiated surface to be instructed;
Based on the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the installation position calculation means and the three-dimensional coordinates of the target point input by the target point input means, the pan angle and the tilt angle from the initial position of the laser beam irradiation means are determined. An angle calculating means for calculating;
Instruction means for controlling the rotation driving means, and irradiating the target point with a cross-shaped laser beam based on the pan angle and tilt angle calculated by the angle calculation means to indicate the target point;
A pointing device comprising:
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、前記第1座標軸に対して平行な第2直線に直線状のレーザ光を照射してその第2直線を指示した場合に、第2角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、前記空間の第2座標軸に対して平行な第3直線に直線状のレーザ光を照射してその第3直線を指示した場合に、第3角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、
設置姿勢算出手段が、前記第1角度検出手段、前記第2角度検出手段、及び前記第3角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度、各チルト角度、及び各自転角度に基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、3次元座標が既知である第1既知点に十字状のレーザ光を照射してその第1既知点を指示した場合に、第4角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
既知点入力手段が前記第1既知点の3次元座標を入力するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、3次元座標が既知である第2既知点に十字状のレーザ光を照射してその第2既知点を指示した場合に、第5角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
前記既知点入力手段が前記第2既知点の3次元座標を入力するステップと、
設置位置算出手段が、前記第4角度検出手段及び前記第5角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標に基づいて装置の設置位置の3次元座標を算出するステップと、
目標点入力手段が、指示しようとする前記被照射面上の目標点の3次元座標を入力するステップと、
角度算出手段が、前記設置位置算出手段により算出された設置位置の3次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の3次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、
指示手段が前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示するステップと、
を備えたことを特徴とする指示方法。 The operating means irradiates the irradiated surface in space with a linear laser beam to indicate a straight line on the irradiated surface, or irradiates the irradiated surface with a cross-shaped laser beam and irradiates the irradiated surface. A laser beam irradiating means for indicating the upper point and a rotation driving means for performing pan driving, tilt driving, and rotation driving of the laser beam irradiating means are operated, and a first parallel to the first coordinate axis of the space is operated. A step in which the first angle detection means detects the pan angle, the tilt angle, and the rotation angle from the initial position of the laser light irradiation means when the first straight line is indicated by irradiating the straight line with the laser light; When,
When the operating means operates the laser light irradiating means and the rotation driving means, and irradiates the second straight line parallel to the first coordinate axis to irradiate a linear laser beam and indicates the second straight line, A second angle detection unit detecting a pan angle, a tilt angle, and a rotation angle from an initial position of the laser beam irradiation unit;
When the operating means operates the laser light irradiating means and the rotation driving means, and irradiates a third straight line parallel to the second coordinate axis of the space to indicate the third straight line. And a third angle detecting unit detecting a pan angle, a tilt angle, and a rotation angle from an initial position of the laser beam irradiation unit;
The installation posture calculation means installs the apparatus based on each pan angle, each tilt angle, and each rotation angle detected by each of the first angle detection means, the second angle detection means, and the third angle detection means. Calculating a posture;
When the operating means operates the laser light irradiating means and the rotation driving means, and irradiates a first known point having a known three-dimensional coordinate with a cross-shaped laser light to indicate the first known point, A fourth angle detection unit detecting a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser beam irradiation unit;
A step of inputting a three-dimensional coordinate of the first known point by a known point input means;
When the operating means operates the laser light irradiating means and the rotation driving means, and irradiates a second known point having a known three-dimensional coordinate with a cross-shaped laser light to indicate the second known point, A fifth angle detection unit detecting a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser beam irradiation unit;
The known point input means inputting the three-dimensional coordinates of the second known point;
The installation position calculation means includes each pan angle and each tilt angle detected by the fourth angle detection means and the fifth angle detection means, the installation attitude calculated by the installation attitude calculation means, and the known point input. Calculating the three-dimensional coordinates of the installation position of the apparatus based on the three-dimensional coordinates of the first known point and the three-dimensional coordinates of the second known point input by the means;
A step of inputting a three-dimensional coordinate of a target point on the irradiated surface to be instructed by a target point input means;
The angle calculation means performs panning from the initial position of the laser light irradiation means based on the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the installation position calculation means and the three-dimensional coordinates of the target point input by the target point input means. Calculating an angle and a tilt angle;
An instruction unit controlling the rotation driving unit, irradiating the target point with a cross-shaped laser beam based on the pan angle and tilt angle calculated by the angle calculation unit, and indicating the target point;
An instruction method characterized by comprising:
操作手段が、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段、並びに、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記空間の座標軸に対して平行な直線に直線状のレーザ光を照射してその直線を指示した場合に、第1角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、
設置姿勢算出手段が、前記加速度検知手段により検知された各加速度並びに前記第1角度検出手段により検出されたパン角度、チルト角度、及び自転角度に基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、3次元座標が既知である第1既知点に十字状のレーザ光を照射してその第1既知点を指示した場合に、第2角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
既知点入力手段が前記第1既知点の3次元座標を入力するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、3次元座標が既知である第2既知点に十字状のレーザ光を照射してその第2既知点を指示した場合に、第3角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
前記既知点入力手段が前記第2既知点の3次元座標を入力するステップと、
設置位置算出手段が、前記第2角度検出手段及び前記第3角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標に基づいて装置の設置位置の3次元座標を算出するステップと、
目標点入力手段が、指示しようとする前記被照射面上の目標点の3次元座標を入力するステップと、
角度算出手段が、前記設置位置算出手段により算出された設置位置の3次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の3次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、
指示手段が前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示するステップと、
を備えたことを特徴とする指示方法。 A step of detecting an acceleration in the first coordinate axis direction, an acceleration in the second coordinate axis direction, and an acceleration in the third coordinate axis direction by the acceleration detecting means;
The operating means irradiates the irradiated surface in space with a linear laser beam to indicate a straight line on the irradiated surface, or irradiates the irradiated surface with a cross-shaped laser beam and irradiates the irradiated surface. A laser beam irradiating means for instructing the upper point and a rotation driving means for performing pan driving, tilt driving, and rotation driving of the laser beam irradiating means are operated to form a straight line in a straight line parallel to the coordinate axis of the space. The first angle detecting means detects the pan angle, tilt angle, and rotation angle from the initial position of the laser light irradiating means when the straight line is indicated by irradiating the laser light;
A step of calculating an installation posture of the apparatus based on each acceleration detected by the acceleration detection unit and a pan angle, a tilt angle, and a rotation angle detected by the first angle detection unit;
When the operating means operates the laser light irradiating means and the rotation driving means, and irradiates a first known point having a known three-dimensional coordinate with a cross-shaped laser light to indicate the first known point, A second angle detection unit detecting a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser beam irradiation unit;
A step of inputting a three-dimensional coordinate of the first known point by a known point input means;
When the operating means operates the laser light irradiating means and the rotation driving means, and irradiates a second known point having a known three-dimensional coordinate with a cross-shaped laser light to indicate the second known point, A third angle detecting unit detecting a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser beam irradiation unit;
The known point input means inputting the three-dimensional coordinates of the second known point;
The installation position calculation means includes each pan angle and each tilt angle detected by the second angle detection means and the third angle detection means, the installation attitude calculated by the installation attitude calculation means, and the known point input. Calculating the three-dimensional coordinates of the installation position of the apparatus based on the three-dimensional coordinates of the first known point and the three-dimensional coordinates of the second known point input by the means;
A step of inputting a three-dimensional coordinate of a target point on the irradiated surface to be instructed by a target point input means;
The angle calculation means performs panning from the initial position of the laser light irradiation means based on the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the installation position calculation means and the three-dimensional coordinates of the target point input by the target point input means. Calculating an angle and a tilt angle;
An instruction unit controlling the rotation driving unit, irradiating the target point with a cross-shaped laser beam based on the pan angle and tilt angle calculated by the angle calculation unit, and indicating the target point;
An instruction method characterized by comprising:
このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、
前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作する操作手段と、
この操作手段の操作により前記空間の第1座標軸に対して平行な第1直線に直線状のレーザ光が照射されてその第1直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第1角度検出手段と、
前記操作手段の操作により前記第1座標軸に対して平行な第2直線に直線状のレーザ光が照射されてその第2直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第2角度検出手段と、
前記操作手段の操作により前記空間の第2座標軸に対して平行な第3直線に直線状のレーザ光が照射されてその第3直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第3角度検出手段と、
前記第1角度検出手段、前記第2角度検出手段、及び前記第3角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度、各チルト角度、及び各自転角度に基づいて当該設置情報算出装置の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、
前記操作手段の操作により、3次元座標が既知である第1既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第1既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第4角度検出手段と、
前記操作手段の操作により、3次元座標が既知である第2既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第2既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第5角度検出手段と、
前記第1既知点の3次元座標及び前記第2既知点の3次元座標を入力する既知点入力手段と、
前記第4角度検出手段及び前記第5角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標に基づいて当該設置情報算出装置の設置位置の3次元座標を算出する設置位置算出手段と、
を備えたことを特徴とする設置情報算出装置。 Irradiate the irradiated surface in space with a linear laser beam to indicate a straight line on the irradiated surface, or irradiate the irradiated surface with a cross-shaped laser beam to mark a point on the irradiated surface. Laser light irradiation means for instructing;
Rotation driving means for performing pan driving, tilt driving, and rotation driving of the laser light irradiation means;
Operating means for operating the laser light irradiation means and the rotation driving means;
When the linear laser beam is irradiated on the first straight line parallel to the first coordinate axis of the space by the operation of the operating means and the first straight line is designated, the initial position of the laser light irradiation means is First angle detection means for detecting the pan angle, tilt angle, and rotation angle of
When a linear laser beam is irradiated on a second straight line parallel to the first coordinate axis by the operation of the operating means and the second straight line is designated, panning from the initial position of the laser light irradiation means is performed. Second angle detection means for detecting an angle, a tilt angle, and a rotation angle;
When a linear laser beam is irradiated onto a third straight line parallel to the second coordinate axis of the space by the operation of the operating means and the third straight line is designated, the initial position of the laser light irradiation means is Third angle detecting means for detecting the pan angle, tilt angle, and rotation angle of
Based on each pan angle, each tilt angle, and each rotation angle detected by the first angle detection unit, the second angle detection unit, and the third angle detection unit, the installation posture of the installation information calculation device is determined. Installation posture calculating means for calculating;
When the first known point whose three-dimensional coordinates are known is irradiated with a cross-shaped laser beam and the first known point is indicated by the operation of the operating unit, the initial position of the laser beam irradiating unit is Fourth angle detection means for detecting a pan angle and a tilt angle;
When the second known point whose three-dimensional coordinates are known is irradiated with a cross-shaped laser beam and the second known point is indicated by the operation of the operating unit, the initial position of the laser beam irradiating unit is A fifth angle detecting means for detecting a pan angle and a tilt angle;
Known point input means for inputting the three-dimensional coordinates of the first known point and the three-dimensional coordinates of the second known point;
The pan angle and tilt angle respectively detected by the fourth angle detection means and the fifth angle detection means, the installation attitude calculated by the installation attitude calculation means, and the first input by the known point input means. Installation position calculation means for calculating the three-dimensional coordinates of the installation position of the installation information calculation device based on the three-dimensional coordinates of the first known point and the three-dimensional coordinates of the second known point;
An installation information calculation apparatus comprising:
このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、
前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作する操作手段と、
当該設置情報算出装置の第1座標軸方向の加速度、第2座標軸方向の加速度、及び第3座標軸方向の加速度をそれぞれ検知する加速度検知手段と、
前記操作手段の操作により前記空間の座標軸に対して平行な直線に直線状のレーザ光が照射されてその直線が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出する第1角度検出手段と、
前記加速度検知手段により検知された各加速度並びに前記第1角度検出手段により検出されたパン角度、チルト角度、及び自転角度に基づいて当該設置情報算出装置の設置姿勢を算出する設置姿勢算出手段と、
前記操作手段の操作により、3次元座標が既知である第1既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第1既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第2角度検出手段と、
前記操作手段の操作により、3次元座標が既知である第2既知点に十字状のレーザ光が照射されてその第2既知点が指示された場合に、前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する第3角度検出手段と、
前記第1既知点の3次元座標及び前記第2既知点の3次元座標を入力する既知点入力手段と、
前記第2角度検出手段及び前記第3角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標に基づいて当該設置情報算出装置の設置位置の3次元座標を算出する設置位置算出手段と、
を備えたことを特徴とする設置情報算出装置。 Irradiate the irradiated surface in space with a linear laser beam to indicate a straight line on the irradiated surface, or irradiate the irradiated surface with a cross-shaped laser beam to mark a point on the irradiated surface. Laser light irradiation means for instructing;
Rotation driving means for performing pan driving, tilt driving, and rotation driving of the laser light irradiation means;
Operating means for operating the laser light irradiation means and the rotation driving means;
Acceleration detecting means for detecting the acceleration in the first coordinate axis direction, the acceleration in the second coordinate axis direction, and the acceleration in the third coordinate axis direction of the installation information calculation device;
When a straight laser beam is irradiated on a straight line parallel to the coordinate axis of the space by the operation of the operating means and the straight line is indicated, the pan angle and tilt angle from the initial position of the laser light irradiation means And first angle detection means for detecting the rotation angle;
An installation posture calculation unit that calculates an installation posture of the installation information calculation device based on each acceleration detected by the acceleration detection unit and a pan angle, a tilt angle, and a rotation angle detected by the first angle detection unit;
When the first known point whose three-dimensional coordinates are known is irradiated with a cross-shaped laser beam and the first known point is indicated by the operation of the operating unit, the initial position of the laser beam irradiating unit is Second angle detection means for detecting a pan angle and a tilt angle;
When the second known point whose three-dimensional coordinates are known is irradiated with a cross-shaped laser beam and the second known point is indicated by the operation of the operating unit, the initial position of the laser beam irradiating unit is Third angle detecting means for detecting a pan angle and a tilt angle;
Known point input means for inputting the three-dimensional coordinates of the first known point and the three-dimensional coordinates of the second known point;
The pan angle and the tilt angle respectively detected by the second angle detection unit and the third angle detection unit, the installation posture calculated by the installation posture calculation unit, and the first input by the known point input unit. Installation position calculation means for calculating the three-dimensional coordinates of the installation position of the installation information calculation device based on the three-dimensional coordinates of the first known point and the three-dimensional coordinates of the second known point;
An installation information calculation apparatus comprising:
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、前記第1座標軸に対して平行な第2直線に直線状のレーザ光を照射してその第2直線を指示した場合に、第2角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、前記空間の第2座標軸に対して平行な第3直線に直線状のレーザ光を照射してその第3直線を指示した場合に、第3角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、
設置姿勢算出手段が、前記第1角度検出手段、前記第2角度検出手段、及び前記第3角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度、各チルト角度、及び各自転角度に基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、3次元座標が既知である第1既知点に十字状のレーザ光を照射してその第1既知点を指示した場合に、第4角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
既知点入力手段が前記第1既知点の3次元座標を入力するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、3次元座標が既知である第2既知点に十字状のレーザ光を照射してその第2既知点を指示した場合に、第5角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
前記既知点入力手段が前記第2既知点の3次元座標を入力するステップと、
設置位置算出手段が、前記第4角度検出手段及び前記第5角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標に基づいて装置の設置位置の3次元座標を算出するステップと、
を備えたことを特徴とする設置情報算出方法。 The operating means irradiates the irradiated surface in space with a linear laser beam to indicate a straight line on the irradiated surface, or irradiates the irradiated surface with a cross-shaped laser beam and irradiates the irradiated surface. A laser beam irradiating means for indicating the upper point and a rotation driving means for performing pan driving, tilt driving, and rotation driving of the laser beam irradiating means are operated, and a first parallel to the first coordinate axis of the space is operated. A step in which the first angle detection means detects the pan angle, the tilt angle, and the rotation angle from the initial position of the laser light irradiation means when the first straight line is indicated by irradiating the straight line with the laser light; When,
When the operating means operates the laser light irradiating means and the rotation driving means, and irradiates the second straight line parallel to the first coordinate axis to irradiate a linear laser beam and indicates the second straight line, A second angle detection unit detecting a pan angle, a tilt angle, and a rotation angle from an initial position of the laser beam irradiation unit;
When the operating means operates the laser light irradiating means and the rotation driving means, and irradiates a third straight line parallel to the second coordinate axis of the space to indicate the third straight line. And a third angle detecting unit detecting a pan angle, a tilt angle, and a rotation angle from an initial position of the laser beam irradiation unit;
The installation posture calculation means installs the apparatus based on each pan angle, each tilt angle, and each rotation angle detected by each of the first angle detection means, the second angle detection means, and the third angle detection means. Calculating a posture;
When the operating means operates the laser light irradiating means and the rotation driving means, and irradiates a first known point having a known three-dimensional coordinate with a cross-shaped laser light to indicate the first known point, A fourth angle detection unit detecting a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser beam irradiation unit;
A step of inputting a three-dimensional coordinate of the first known point by a known point input means;
When the operating means operates the laser light irradiating means and the rotation driving means, and irradiates a second known point having a known three-dimensional coordinate with a cross-shaped laser light to indicate the second known point, A fifth angle detection unit detecting a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser beam irradiation unit;
The known point input means inputting the three-dimensional coordinates of the second known point;
The installation position calculation means includes each pan angle and each tilt angle detected by the fourth angle detection means and the fifth angle detection means, the installation attitude calculated by the installation attitude calculation means, and the known point input. Calculating the three-dimensional coordinates of the installation position of the apparatus based on the three-dimensional coordinates of the first known point and the three-dimensional coordinates of the second known point input by the means;
The installation information calculation method characterized by comprising.
操作手段が、空間内の被照射面に直線状のレーザ光を照射して前記被照射面上の直線を指示するか又は前記被照射面に十字状のレーザ光を照射して前記被照射面上の点を指示するレーザ光照射手段、並びに、このレーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段を操作し、前記空間の座標軸に対して平行な直線に直線状のレーザ光を照射してその直線を指示した場合に、第1角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度、チルト角度、及び自転角度を検出するステップと、
設置姿勢算出手段が、前記加速度検知手段により検知された各加速度並びに前記第1角度検出手段により検出されたパン角度、チルト角度、及び自転角度に基づいて装置の設置姿勢を算出するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、3次元座標が既知である第1既知点に十字状のレーザ光を照射してその第1既知点を指示した場合に、第2角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
既知点入力手段が前記第1既知点の3次元座標を入力するステップと、
前記操作手段が前記レーザ光照射手段及び前記回転駆動手段を操作し、3次元座標が既知である第2既知点に十字状のレーザ光を照射してその第2既知点を指示した場合に、第3角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
前記既知点入力手段が前記第2既知点の3次元座標を入力するステップと、
設置位置算出手段が、前記第2角度検出手段及び前記第3角度検出手段によりそれぞれ検出された各パン角度及び各チルト角度、前記設置姿勢算出手段により算出された設置姿勢、並びに、前記既知点入力手段により入力された第1既知点の3次元座標及び第2既知点の3次元座標に基づいて装置の設置位置の3次元座標を算出するステップと、
目標点入力手段が、指示しようとする前記被照射面上の目標点の3次元座標を入力するステップと、
角度算出手段が、前記設置位置算出手段により算出された設置位置の3次元座標及び前記目標点入力手段により入力された目標点の3次元座標に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、
指示手段が前記回転駆動手段を制御し、前記角度算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記目標点に十字状のレーザ光を照射してその目標点を指示するステップと、
を備えたことを特徴とする設置情報算出方法。 A step of detecting an acceleration in the first coordinate axis direction, an acceleration in the second coordinate axis direction, and an acceleration in the third coordinate axis direction by the acceleration detecting means;
The operating means irradiates the irradiated surface in space with a linear laser beam to indicate a straight line on the irradiated surface, or irradiates the irradiated surface with a cross-shaped laser beam and irradiates the irradiated surface. A laser beam irradiating means for instructing the upper point and a rotation driving means for performing pan driving, tilt driving, and rotation driving of the laser beam irradiating means are operated to form a straight line in a straight line parallel to the coordinate axis of the space. The first angle detecting means detects the pan angle, tilt angle, and rotation angle from the initial position of the laser light irradiating means when the straight line is indicated by irradiating the laser light;
A step of calculating an installation posture of the apparatus based on each acceleration detected by the acceleration detection unit and a pan angle, a tilt angle, and a rotation angle detected by the first angle detection unit;
When the operating means operates the laser light irradiating means and the rotation driving means, and irradiates a first known point having a known three-dimensional coordinate with a cross-shaped laser light to indicate the first known point, A second angle detection unit detecting a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser beam irradiation unit;
A step of inputting a three-dimensional coordinate of the first known point by a known point input means;
When the operating means operates the laser light irradiating means and the rotation driving means, and irradiates a second known point having a known three-dimensional coordinate with a cross-shaped laser light to indicate the second known point, A third angle detecting unit detecting a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser beam irradiation unit;
The known point input means inputting the three-dimensional coordinates of the second known point;
The installation position calculation means includes each pan angle and each tilt angle detected by the second angle detection means and the third angle detection means, the installation attitude calculated by the installation attitude calculation means, and the known point input. Calculating the three-dimensional coordinates of the installation position of the apparatus based on the three-dimensional coordinates of the first known point and the three-dimensional coordinates of the second known point input by the means;
A step of inputting a three-dimensional coordinate of a target point on the irradiated surface to be instructed by a target point input means;
The angle calculation means performs panning from the initial position of the laser light irradiation means based on the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the installation position calculation means and the three-dimensional coordinates of the target point input by the target point input means. Calculating an angle and a tilt angle;
An instruction unit controlling the rotation driving unit, irradiating the target point with a cross-shaped laser beam based on the pan angle and tilt angle calculated by the angle calculation unit, and indicating the target point;
The installation information calculation method characterized by comprising.
このレーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動を行う回転駆動手段と、
この回転駆動手段を操作する操作手段と、
3次元座標が既知である既知点に前記操作手段の操作により前記レーザ光が照射されて前記既知点が指示された場合に前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する角度検出手段と、
前記既知点の3次元座標を入力する入力手段と、
この入力手段により3次元座標が入力された前記既知点が3点目であるか否かを判断する判断手段と、
この判断手段により前記既知点が3点目でないと判断された場合に次の既知点が指示されるまで待機する待機手段と、
前記判断手段により前記既知点が3点目であると判断された場合に3つの既知点の前記入力手段により入力された各3次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて当該指示装置の設置位置の3次元座標及び設置姿勢を算出する算出手段と、
を備えた指示装置であって、
前記入力手段は、指示しようとする前記被照射面上の目標点の3次元座標を入力し、
前記算出手段は、当該算出手段により算出された前記設置位置の3次元座標及び前記入力手段により入力された前記目標点の3次元座標に基づいて前記設置位置から前記目標点までの距離を算出すると共に、前記入力手段により入力された前記目標点の3次元座標、当該算出手段により算出された前記設置位置の3次元座標、前記設置姿勢、及び前記距離に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出し、
前記回転駆動手段は、前記算出手段により算出されたパン角度及びチルト角度に基づいて前記レーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動の少なくともいずれかを行い、
前記レーザ光照射手段は前記目標点に前記レーザ光を照射してその目標点を指示することを特徴とする指示装置。 A laser beam irradiation means for irradiating the irradiated surface with a point-like laser beam and indicating a point on the irradiated surface;
Rotation driving means for performing pan driving and tilt driving of the laser light irradiation means;
Operating means for operating the rotation driving means;
A pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser beam irradiation unit are detected when the laser beam is irradiated to a known point having a known three-dimensional coordinate by the operation of the operation unit and the known point is indicated. An angle detection means;
Input means for inputting the three-dimensional coordinates of the known point;
Determining means for determining whether or not the known point whose three-dimensional coordinates are input by the input means is the third point;
Standby means for waiting until the next known point is instructed when the determining means determines that the known point is not the third point;
When the determination unit determines that the known point is the third point, the three-dimensional coordinates input by the input unit of three known points, the pan angles and the tilts detected by the angle detection unit Calculation means for calculating the three-dimensional coordinates and installation posture of the installation position of the pointing device based on the angle;
An indicating device comprising:
The input means inputs a three-dimensional coordinate of a target point on the irradiated surface to be instructed,
The calculation means calculates a distance from the installation position to the target point based on the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the calculation means and the three-dimensional coordinates of the target point input by the input means. And the initial position of the laser light irradiation means based on the three-dimensional coordinates of the target point input by the input means, the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the calculation means, the installation posture, and the distance. Calculate the pan angle and tilt angle from
The rotation driving means performs at least one of pan driving and tilt driving of the laser light irradiation means based on the pan angle and tilt angle calculated by the calculation means,
The laser beam irradiating means irradiates the target point with the laser beam and indicates the target point.
前記レーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動を行う回転駆動手段と、
この回転駆動手段を操作する操作手段と、
3次元座標が既知である既知点に前記操作手段の操作により点状のレーザ光が照射されて前記既知点が指示された場合に前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する角度検出手段と、
前記既知点の3次元座標を入力する入力手段と、
この入力手段により3次元座標が入力された前記既知点が3点目であるか否かを判断する判断手段と、
この判断手段により前記既知点が3点目でないと判断された場合に次の既知点が指示されるまで待機する待機手段と、
前記判断手段により前記既知点が3点目であると判断された場合に3つの既知点の前記入力手段により入力された各3次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて当該指示装置の設置位置の3次元座標及び設置姿勢を算出する算出手段と、
を備えた指示装置であって、
前記入力手段は、指示しようとする前記被照射面における目標線上の任意点の3次元座標及び前記レーザ光照射手段の初期位置からの自転角度を入力し、
前記算出手段は、当該算出手段により算出された前記設置位置の3次元座標及び前記入力手段により入力された前記任意点の3次元座標に基づいて前記設置位置から前記任意点までの距離を算出すると共に、前記入力手段により入力された前記任意点の3次元座標、当該算出手段により算出された前記設置位置の3次元座標、前記設置姿勢、及び前記距離に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出し、
前記回転駆動手段は、前記算出手段により算出された前記初期位置からのパン角度、チルト角度、及び前記入力手段により入力された自転角度に基づいて前記レーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動の少なくともいずれかを行い、
前記レーザ光照射手段は前記目標線に直線状のレーザ光を照射してその目標線を指示することを特徴とする指示装置。 A laser beam irradiation means for irradiating the irradiated surface with a spot-like or linear laser beam and indicating a point or a straight line on the irradiated surface;
Rotation driving means for performing pan driving, tilt driving, and rotation driving of the laser light irradiation means;
Operating means for operating the rotation driving means;
When a known point with known three-dimensional coordinates is irradiated with a point-like laser beam by the operation of the operation unit and the known point is indicated, the pan angle and the tilt angle from the initial position of the laser beam irradiation unit are set. Angle detecting means for detecting;
Input means for inputting the three-dimensional coordinates of the known point;
Determining means for determining whether or not the known point whose three-dimensional coordinates are input by the input means is the third point;
Standby means for waiting until the next known point is instructed when the determining means determines that the known point is not the third point;
When the determination unit determines that the known point is the third point, the three-dimensional coordinates input by the input unit of three known points, the pan angles and the tilts detected by the angle detection unit Calculation means for calculating the three-dimensional coordinates and installation posture of the installation position of the pointing device based on the angle;
An indicating device comprising:
The input means inputs a three-dimensional coordinate of an arbitrary point on a target line on the irradiated surface to be instructed and a rotation angle from an initial position of the laser light irradiation means,
The calculation means calculates a distance from the installation position to the arbitrary point based on the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the calculation means and the three-dimensional coordinates of the arbitrary point input by the input means. And the initial position of the laser light irradiation means based on the three-dimensional coordinates of the arbitrary point input by the input means, the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the calculation means, the installation posture, and the distance. Calculate the pan angle and tilt angle from
The rotation driving unit is configured to perform pan driving, tilt driving of the laser beam irradiation unit based on a pan angle and a tilt angle from the initial position calculated by the calculation unit, and a rotation angle input by the input unit, and Do at least one of the rotation driving,
The said laser beam irradiation means irradiates the said target line with a linear laser beam, and points out the target line.
前記レーザ光照射手段により前記既知点が指示された場合に角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
入力手段が前記既知点の3次元座標を入力するステップと、
判断手段が、前記入力手段により3次元座標が入力された前記既知点が3点目であるか否かを判断するステップと、
前記判断手段により前記既知点が3点目でないと判断された場合に待機手段が次の既知点が指示されるまで待機するステップと、
前記判断手段により前記既知点が3点目であると判断された場合に算出手段が3つの既知点の前記入力手段により入力された各3次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて装置の設置位置の3次元座標及び設置姿勢を算出するステップと、
前記入力手段が、指示しようとする前記被照射面上の目標点の3次元座標を入力するステップと、
前記算出手段が、当該算出手段により算出された前記設置位置の3次元座標及び前記入力手段により入力された前記目標点の3次元座標に基づいて前記設置位置から前記目標点までの距離を算出すると共に、前記入力手段により入力された前記目標点の3次元座標、当該算出手段により算出された前記設置位置の3次元座標、前記設置姿勢、及び前記距離に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、
前記回転駆動手段が、前記算出手段により算出された前記初期位置からのパン角度及びチルト角度に基づいて前記レーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動の少なくともいずれかを行うステップと、
前記レーザ光照射手段が前記目標点に前記レーザ光を照射してその目標点を指示するステップと、
を備えたことを特徴とする指示方法。 The operation means operates a rotation driving means for performing pan driving and tilt driving of the laser light irradiation means, and the laser light irradiation means irradiates the irradiated surface with a point-like laser light to form a three-dimensional surface on the irradiated surface. Indicating a known point with known coordinates;
An angle detection unit detecting a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser beam irradiation unit when the known point is instructed by the laser beam irradiation unit;
An input means for inputting the three-dimensional coordinates of the known point;
A step of determining whether or not the known point whose three-dimensional coordinates are input by the input unit is the third point;
When the determination means determines that the known point is not the third point, the standby means waits until the next known point is indicated; and
When the determination unit determines that the known point is the third point, the calculation unit inputs each three-dimensional coordinate input by the input unit of the three known points, and each pan angle detected by the angle detection unit And calculating a three-dimensional coordinate and an installation posture of the installation position of the apparatus based on each tilt angle;
The input means inputting a three-dimensional coordinate of a target point on the irradiated surface to be instructed;
The calculation means calculates a distance from the installation position to the target point based on the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the calculation means and the three-dimensional coordinates of the target point input by the input means. And the initial position of the laser light irradiation means based on the three-dimensional coordinates of the target point input by the input means, the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the calculation means, the installation posture, and the distance. Calculating a pan angle and a tilt angle from:
The rotation driving means performing at least one of pan driving and tilt driving of the laser light irradiation means based on a pan angle and a tilt angle from the initial position calculated by the calculating means;
The laser beam irradiation means irradiating the laser beam to the target point and indicating the target point;
An instruction method characterized by comprising:
前記レーザ光照射手段により前記既知点が指示された場合に角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
入力手段が前記既知点の3次元座標を入力するステップと、
判断手段が、前記入力手段により3次元座標が入力された前記既知点が3点目であるか否かを判断するステップと、
前記判断手段により前記既知点が3点目でないと判断された場合に待機手段が次の既知点が指示されるまで待機するステップと、
前記判断手段により前記既知点が3点目であると判断された場合に算出手段が3つの既知点の前記入力手段により入力された各3次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて装置の設置位置の3次元座標及び設置姿勢を算出するステップと、
前記入力手段が、指示しようとする前記被照射面における目標線上の任意点の3次元座標及び前記レーザ光照射手段の初期位置からの自転角度を入力するステップと、
前記算出手段が、当該算出手段により算出された前記設置位置の3次元座標及び前記入力手段により入力された前記任意点の3次元座標に基づいて前記設置位置から前記任意点までの距離を算出すると共に、前記入力手段により入力された前記任意点の3次元座標、当該算出手段により算出された前記設置位置の3次元座標、前記設置姿勢、及び前記距離に基づいて前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を算出するステップと、
前記回転駆動手段が、前記算出手段により算出された前記初期位置からのパン角度及びチルト角度、並びに前記入力手段により入力された自転角度に基づいて前記レーザ光照射手段のパン駆動、チルト駆動、及び自転駆動の少なくともいずれかを行うステップと、
前記レーザ光照射手段が前記目標線に直線状のレーザ光を照射してその目標線を指示するステップと、
を備えたことを特徴とする指示方法。 The operating means operates a rotation driving means that performs pan driving, tilt driving, and rotation driving of the laser light irradiation means, and the laser light irradiation means irradiates the irradiated surface with point-like laser light, and the irradiated surface. Indicating a known point where the upper three-dimensional coordinates are known;
An angle detection unit detecting a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser beam irradiation unit when the known point is instructed by the laser beam irradiation unit;
An input means for inputting the three-dimensional coordinates of the known point;
A step of determining whether or not the known point whose three-dimensional coordinates are input by the input unit is the third point;
When the determination means determines that the known point is not the third point, the standby means waits until the next known point is indicated; and
When the determination unit determines that the known point is the third point, the calculation unit inputs each three-dimensional coordinate input by the input unit of the three known points, and each pan angle detected by the angle detection unit And calculating a three-dimensional coordinate and an installation posture of the installation position of the apparatus based on each tilt angle;
The step of inputting the three-dimensional coordinates of an arbitrary point on the target line on the irradiated surface to be instructed and the rotation angle from the initial position of the laser beam irradiation means;
The calculation means calculates a distance from the installation position to the arbitrary point based on the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the calculation means and the three-dimensional coordinates of the arbitrary point input by the input means. And the initial position of the laser light irradiation means based on the three-dimensional coordinates of the arbitrary point input by the input means, the three-dimensional coordinates of the installation position calculated by the calculation means, the installation posture, and the distance. Calculating a pan angle and a tilt angle from:
The rotation driving unit is configured to perform pan driving, tilt driving of the laser light irradiation unit based on a pan angle and a tilt angle from the initial position calculated by the calculation unit, and a rotation angle input by the input unit, and Performing at least one of rotation driving;
The laser beam irradiation means irradiates the target line with a linear laser beam and indicates the target line; and
An instruction method characterized by comprising:
このレーザ光照射手段のパン駆動及びチルト駆動を行う回転駆動手段と、
この回転駆動手段を操作する操作手段と、
3次元座標が既知である既知点に前記操作手段の操作により前記レーザ光が照射されて前記既知点が指示された場合に前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出する角度検出手段と、
前記既知点の3次元座標を入力する入力手段と、
この入力手段により3次元座標が入力された前記既知点が3点目であるか否かを判断する判断手段と、
この判断手段により前記既知点が3点目でないと判断された場合に次の既知点が指示されるまで待機する待機手段と、
前記判断手段により前記既知点が3点目であると判断された場合に3つの既知点の前記入力手段により入力された各3次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて当該設置情報算出装置の設置位置の3次元座標及び設置姿勢からなる設置情報を算出する算出手段と、
を備えたことを特徴とする設置情報算出装置。 A laser beam irradiation means for irradiating the irradiated surface with a point-like laser beam and indicating a point on the irradiated surface;
Rotation driving means for performing pan driving and tilt driving of the laser light irradiation means;
Operating means for operating the rotation driving means;
A pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser beam irradiation unit are detected when the laser beam is irradiated to a known point having a known three-dimensional coordinate by the operation of the operation unit and the known point is indicated. An angle detection means;
Input means for inputting the three-dimensional coordinates of the known point;
Determining means for determining whether or not the known point whose three-dimensional coordinates are input by the input means is the third point;
Standby means for waiting until the next known point is instructed when the determining means determines that the known point is not the third point;
When the determination unit determines that the known point is the third point, the three-dimensional coordinates input by the input unit of three known points, the pan angles and the tilts detected by the angle detection unit Calculating means for calculating installation information comprising three-dimensional coordinates and an installation posture of the installation position of the installation information calculation device based on the angle;
An installation information calculation apparatus comprising:
前記レーザ光照射手段により前記既知点が指示された場合に角度検出手段が前記レーザ光照射手段の初期位置からのパン角度及びチルト角度を検出するステップと、
入力手段が前記既知点の3次元座標を入力するステップと、
判断手段が、前記入力手段により3次元座標が入力された前記既知点が3点目であるか否かを判断するステップと、
前記判断手段により前記既知点が3点目でないと判断された場合に待機手段が次の既知点が指示されるまで待機するステップと、
前記判断手段により前記既知点が3点目であると判断された場合に算出手段が3つの既知点の前記入力手段により入力された各3次元座標、前記角度検出手段により検出された各パン角度及び各チルト角度に基づいて装置の設置位置の3次元座標及び設置姿勢からなる設置情報を算出するステップと、
を備えたことを特徴とする設置情報算出方法。 The operation means operates a rotation driving means for performing pan driving and tilt driving of the laser light irradiation means, and the laser light irradiation means irradiates the irradiated surface with a point-like laser light to form a three-dimensional surface on the irradiated surface. Indicating a known point with known coordinates;
An angle detection unit detecting a pan angle and a tilt angle from an initial position of the laser beam irradiation unit when the known point is instructed by the laser beam irradiation unit;
An input means for inputting the three-dimensional coordinates of the known point;
A step of determining whether or not the known point whose three-dimensional coordinates are input by the input unit is the third point;
When the determination means determines that the known point is not the third point, the standby means waits until the next known point is indicated; and
When the determination unit determines that the known point is the third point, the calculation unit inputs each three-dimensional coordinate input by the input unit of the three known points, and each pan angle detected by the angle detection unit And calculating installation information consisting of the three-dimensional coordinates of the installation position of the apparatus and the installation posture based on each tilt angle;
The installation information calculation method characterized by comprising.
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