JP2013096860A - 無線方式レーザスキャナ設定取得方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光を使用したレーザ計測システムにおけるレーザスキャナに関して、従来のようにコード等の有線に影響されることなく、安全且つ自在に、レーザスキャナのエリア設定及び計測結果の取得を遠隔から行うことができるようにした無線方式レーザスキャナ設定取得方法を提供する。
【解決手段】レーザ光を発射する発光部と発射したレーザ光の反射光を受光する受光部とを有するレーザ計測装置に、レーザ光の発光時と反射光の受光時との時間差により測定対象物までの距離を計測する距離計側部からの計測信号を遠隔制御装置に無線通信によって送信する一方、遠隔制御装置からの制御信号をレーザ計測装置に無線通信によって送信することにより、遠隔制御装置で、レーザ計測装置によって計測された計測結果の取得とレーザ計測装置に設定すべき信号の制御とを行うようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ光を使用したレーザ計測システムにおけるレーザスキャナを用いた計測エリア等の各種データ設定及び計測結果の取得を遠隔から行うようにした無線方式レーザスキャナ設定取得方法に関する。

従来から、レーザ光を使用したレーザ計測システムが幅広い分野で使用されている。その分野とは、例えば、コンテナの積み下ろし等の運送作業の分野、クレーン等の重機を用いた建設作業の分野、さらにはセキュリティの分野における対象物の進入検知、保護、衝突防止等であり、その他、今後も広い分野での活用が期待されている。

ところで、上記のレーザ計測システムは、レーザ光の投光及び受光を使用した距離測定技術を原理とするものである。特に、レーザ光のパルスを発射して測定対象物に当て、その反射光を受光するまでの時間を測定し、この時間を距離に換算することによって、所定のエリア内のいかなる位置に測定対象物が存在するかを検知可能としたものである。

ここで、レーザ光を使用したレーザ計測システムの技術として、特許文献１を参照する。この文献に記載されている技術は、既存の構造物や設備等が接近している施工現場に好適するものであり、レーザ光を利用したバリアシステムを構築することによって、旋回する建設機械が既存の構造物や設備に接触するのを防止するようにしたものである。

その技術の概要は、上方に送電線が横架する作業箇所において、構造物または仮設構造物にレーザ投光機を配設し、このレーザ投光機からレーザ光を照射することにより、送電線からの安全距離を確保した位置にレーザ光による制限バリアを形成するようにしたものである。

より具体的には、クレーン等の先端に、レーザ投光機から照射したレーザ光を反射する反射体を設け、該反射体が制限バリア内に進入した際、反射体からの反射光を検知することによって警報音を発生させ、この警報音によってクレーン等の運転手が危険状態を知ることができるようにしたものである。

ところで、このようなレーザ光を利用したバリアシステムにおいて、レーザ投光機は構造物または仮設構造物に設けられ、このレーザ投光機を有線で遠隔箇所に設置したパソコン等に接続し、そのパソコン等を操作することによって、レーザ投光機から発射されるレーザ光のエリア設定や測定結果を検知することが可能とされている。

ところが、上記のようにレーザ投光機等のレーザ計測装置とパソコン等の遠隔制御装置をコード等の有線で接続した場合、このようなコード等を現場に敷設するのは非常に危険である。

また、レーザ計測装置と遠隔制御装置をコード等の有線で接続するシステムでは、レーザ計測装置又は遠隔制御装置の設置箇所がコード等の長さ等によって制限される等の不都合が生じる。

さらに、走行或は移動する装置にレーザ計測装置を搭載する場合、このようなレーザ計測装置から遠隔の地点にパソコン等の遠隔制御装置をコード等の有線で接続することは実用上不可能である。

従って、上記のレーザ計測システムを使用する現場等において、パソコン等の遠隔制御装置を設置した現場事務所等から遠隔操作を行う際、従来のようにコード等の有線に影響されることなく、レーザスキャナのエリア設定等の各種データを自在に設定可能とすることが望まれていた。

特開２００９−２４９９１０号公報

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、従来のようにコード等の有線に影響されることなく、レーザ光を使用したレーザ計測システムにおけるレーザスキャナのエリア設定等の各種データ設定及び計測結果の取得を安全且つ自在に遠隔から行うことができるようにした無線方式レーザスキャナ設定取得方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の請求項１の無線方式レーザスキャナ設定取得方法は、レーザ光を使用したレーザ計測システムにおけるレーザスキャナのデータ設定及び計測結果の取得を遠隔から行うようにしたレーザスキャナ設定取得方法において、レーザ光を発射する発光部と発射したレーザ光の反射光を受光する受光部とを有するレーザ計測装置に、レーザ光の発光時と反射光の受光時との時間差により測定対象物までの距離を計測する距離計側部からの計測信号を遠隔制御装置に無線通信によって送信する一方、遠隔制御装置からの制御信号をレーザ計測装置に無線通信によって送信することにより、遠隔制御装置で、レーザ計測装置によって計測された計測結果の取得とレーザ計測装置に設定すべき信号の制御とを行うようにしたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２の無線方式レーザスキャナ設定取得方法は、請求項１において、レーザ測定装置は、レーザ光を発射する発射部と、発射したレーザ光の反射光を受光する受光部と、レーザ光の発光時と反射光の受光時との時間差により測定対象物までの距離を計測する距離計側部と、該距離計側部からの計測信号を遠隔制御装置に無線通信によって送信すると共に遠隔制御装置からの制御信号を無線通信によって受信する送受信部とを有することを特徴とする。

また、本発明の請求項３の無線方式レーザスキャナ設定取得方法は、請求項１又は２において、レーザ測定装置及び遠隔制御装置に設けられた無線通信による送受信装置は、
無線LAN装置の親機と一つ又は複数の子機を互いに通信可能にしたワイヤレスネットワークによって構成されていることを特徴とする。

本発明の無線方式レーザスキャナ設定取得方法は、レーザ光を使用したレーザ計測システムにおけるレーザスキャナのデータ設定及び計測結果の取得を遠隔から行うようにしたものである。このようなレーザ計測システムにおいて、レーザ計測装置は、レーザ光を発射する発光部と発射したレーザ光の反射光を受光する受光部とを有するレーザ計測装置に、レーザ光の発光時と反射光の受光時との時間差により測定対象物までの距離を計測する距離計側部を備える。これによって、レーザ光のパルスを発射し、測定対象物に当て、その反射光を受光するまでの時間を測定して距離に換算することにより、測定対象物の位置を計測することが可能となる。

また、本発明においては、レーザ計測装置からの計測信号を遠隔制御装置に無線通信によって送信する一方、遠隔制御装置からの制御信号をレーザ計測装置に無線通信によって送信する方式としたことにより、任意の遠隔地点に設けたパソコン等の遠隔制御装置で、レーザ計測装置によって計測された計測結果の取得とレーザ計測装置に設定すべき信号の制御とを行うことが可能となる。

従って、本発明の無線方式レーザスキャナ設定取得方法によれば、レーザ計測装置と遠隔制御装置とをコード等の有線で接続する必要がないため、現場においてもコード等の敷設が不要となり、有線が必要であった従来の装置に比べて、飛躍的に安全な現場環境とすることが可能となる。

また、従来は、レーザ計測装置の作動範囲、或はパソコン等の遠隔制御装置の設置箇所が制限されていたが、本発明の無線方式レーザスキャナ設定取得方法によれば、レーザ計測装置の作動範囲は広範囲に広がると共に、クレーンや走行装置等のように移動する装置にもレーザ計測装置を設置して遠隔制御装置から制御したり計測結果を検知することが可能となる。

また、本発明の無線方式レーザスキャナ設定取得方法によれば、レーザ計測装置を複数設ける一方、任意の遠隔地点として、例えば現場事務所の内部に設けたパソコン等の遠隔制御装置から、複数のレーザ計測装置の測定結果の取得及びレーザ光のエリア設定等の各種のデータ設定を行うことが可能となる。

さらに、複数の遠隔地点に設置したパソコン等の遠隔制御装置から、一つ又は複数のレーザ計測装置に対するエリア設定等の各種設定及び各レーザ計測装置からの計測結果を検知することが可能となる。

本発明の実施例による無線方式レーザスキャナシステムに無線LANを用いた概略図である。 図１に示す実施例の無線方式レーザスキャナシステムに警報送受信機を設けた概略図である。 本発明の実施例による無線方式レーザスキャナシステムの具体例であって、複数のレーザ計測装置に無線LANを使用する状況を示す概略図である。 本発明の実施例による無線方式レーザスキャナシステムの具体例であって、複数のレーザ計測装置と複数の遠隔制御装置に無線LANを使用する状況を示す概略図である。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

本実施例の無線方式レーザスキャナ設定取得方法は、レーザ光を使用したレーザ計測システムにおけるレーザスキャナのデータ設定等の各種データ設定及び計測結果の取得を遠隔から行うようにしたものである。以下、本実施例において、レーザ光を用いて計測を行うレーザスキャナをレーザ計測装置と称して説明をする。

本発明の無線方式レーザスキャナ設定取得方法を具体化した無線方式レーザスキャナシステムは、図１に示すように、レーザ光Ｂを発射する発光部と発射したレーザ光の反射光を受光する受光部とを内蔵したレーザ計測装置１に、レーザ光Ｂの発光時と反射光の受光時との時間差により測定対象物までの距離を計測する距離計側部を備えるものである。これによって、レーザ光を発射して測定対象物に当て、その反射光を受光するまでの時間を測定して距離に換算することにより、測定対象物の位置を計測することが可能となる。

また、本実施例による無線方式レーザスキャナシステムは、レーザ計測装置１からの計測信号を遠隔制御装置２に無線通信によって送信する一方、遠隔制御装置２からの制御信号をレーザ計測装置１に無線通信によって送信する方式としている。

即ち、本実施例において、レーザ測定装置１は、レーザ光Ｂを発射する発射部と、発射したレーザ光の反射光を受光する受光部と、レーザ光の発光時と反射光の受光時との時間差により測定対象物までの距離を計測する距離計側部と、該距離計側部からの計測信号を遠隔制御装置に無線通信によって送信すると共に、遠隔制御装置２からの制御信号を無線通信によって受信する送受信部とを有する。

また、上記の無線通信の構成について述べると、レーザ測定装置１及び遠隔制御装置２に設けられた無線通信による送受信装置は、無線LAN装置の親機（無線LANルータ）３と子機（無線LANアダプタ）４を互いに通信可能にしたワイヤレスネットワークによって構成している。

このような構成において、親機３は、図１に示すように、信号を生成する機能と、信号を送信するアンテナ３ａと、子機４から送信された信号を受信する機能とを有する。また、子機４は、親機３のアンテナ３ａから送信された信号を受信する子機側のアンテナ４ａと、この受信された信号を変換すると共に親機３に送信する機能とを有する。

なお、上記のように、本実施例においては、無線通信による送受信装置を無線LAN装置によって構成しているが、その無線LAN回線として、ADSLや光回線などのインターネット回線を使用するほか、他の無線通信手段を用いることも可能である。

上記の構成によって、任意の遠隔地点に設けたパソコン等の遠隔制御装置２で、無線LAN装置を介して、レーザ計測装置１によって計測された計測結果の取得とレーザ計測装置１に設定すべきデータ信号の制御とを行うことが可能となる。

また、レーザ計測装置１においては、光源であるレーザダイオードから連続的にレーザ光がレンズを介して発射され、測定対象物によって反射されると共に、レンズにより集光され、受光部で受光される。この間に、測定対象物の距離に応じた一定の時間が経過するが、この時間差によって元の波と受光する波の間に位相差が発生し、この位相差を演算することにより、測定対象物までの距離を測定するようにしている。

このようなレーザ計測装置１に対するデータ設定としては、レーザ計測装置１の測定距離範囲、スキャン角度、角度分解能、応答時間、或は測定分解能等を上記の無線LAN通信を用いて、パソコン等の遠隔制御装置２から制御することにより、遠隔からレーザ計測装置１の各種データ設定が可能となる。

図２に示すレーザ計測システムの具体例は、上記の無線方式レーザスキャナシステムに警報送受信機を設けたものであり、送信側Ｔと受信側Ｒとには、夫々ＡＣ100ボルト電源Ｐによって電力を供給されるインターフェースＩ／Ｆが設けられている。また、送信側Ｔにおいては、警報送信機ＴＸに警報用の警報灯５ａが接続され、受信側Ｒにおいては、警報受信機ＲＸに警報用の警報灯５ｂが接続されている。

このような送信側Ｔと受信側ＲのインターフェースＩ／Ｆを介して、本実施例で用いるパソコン等の遠隔制御装置２を接続し、この遠隔制御装置２に無線LAN装置の親機３とアンテナ３ａを接続し、レーザ計測装置１に設けた子機４側のアンテナ４ａを介して無線LAN通信を行うことによって、双方向のレーザ計測装置１と遠隔制御装置２とで、双方向の通信を行うことが可能となる。

また、図３に示すレーザ計測システムは、レーザ計測装置１を複数（図３においては２個）設ける一方、レーザ計測装置１から遠隔に設けられた現場事務所６内に設置したパソコン等の遠隔制御装置２から、複数のレーザ計測装置１の測定結果の取得及びレーザ光のエリア設定等の制御を行うようにしたものである。この場合、パソコン等の遠隔制御装置２には、無線LAN装置の親機３とアンテナ３ａとを設ける一方、レーザ計測装置１に設けた子機４とアンテナ４ａによって送受信を行うことを可能としている。

さらに、図４に示すレーザ計測システムは、複数（図４においては２箇所）の遠隔地点に設置したパソコン等の遠隔制御装置２から、複数（図４においては２個）のレーザ計測装置１に対するエリア設定等の各種データ設定及び各レーザ計測装置１からの計測結果を検知するようにしたものである。

なお、図４に示すレーザ計測システムにおいては、無線LAN装置の親機３を上記のようにパソコン等の遠隔制御装置２に設けるのではなく、現場事務所６の任意箇所に設け、遠隔制御装置２には、レーザ計測装置１と同様に子機４を設けるようにしても良い。こうすることによって、１台の親機３に対して複数の子機４を設けた複数の遠隔制御装置２を設置し、各遠隔制御装置２から各レーザ計測装置１との無線通信を行うようにしている。

このような構成により、レーザ計測装置１の距離計側部から発信された計測信号を遠隔制御装置２に無線LAN装置によって送信する一方、遠隔制御装置２からの制御信号をレーザ計測装置１に無線通信によって送信することにより、遠隔制御装置２で、レーザ計測装置１によって計測された計測結果の取得とレーザ計測装置に設定すべき信号の制御とを行うことが可能となる。

なお、本実施例において、遠隔制御装置２は、上記のようにパソコンを用いて構成することが可能であり、上記の無線LAN通信により、遠隔からレーザ計測装置１を制御することが可能である。このようなパソコンは、周知のように計測結果を映像として視覚化するモニター画面を備えているため、レーザ計測装置によるスキャニング結果は、画像により視覚的に視認することが可能である。また、スキャニング範囲の設定は、画像により直感的に設定することが可能となる。

本発明の無線方式レーザスキャナ設定取得方法は、レーザ光を使用したレーザ計測システムにおけるレーザスキャナのエリア設定等の各種データ設定及び計測結果の取得を安全且つ自在に遠隔から行うことができるようにした無線方式レーザスキャナ設定取得方法として利用可能である。

１ レーザ計測装置
２ 遠隔制御装置
３ 親機
４ 子機
３ａ、４ａ アンテナ
５ａ、５ｂ 警報灯
６ 事務所
Ｂ レーザ光
Ｐ 電源
Ｒ 受信側
Ｔ 送信側
ＲＸ 警報受信機
ＴＸ 警報送信機
Ｉ／Ｆ インターフェース

Claims (3)

1. レーザ光を使用したレーザ計測システムにおけるレーザスキャナのデータ設定及び計測結果の取得を遠隔から行うようにしたレーザスキャナ設定取得方法において、
   レーザ光を発射する発光部と発射したレーザ光の反射光を受光する受光部とを有するレーザ計測装置に、レーザ光の発光時と反射光の受光時との時間差により測定対象物までの距離を計測する距離計側部からの計測信号を遠隔制御装置に無線通信によって送信する一方、
   遠隔制御装置からの制御信号をレーザ計測装置に無線通信によって送信することにより、
   遠隔制御装置で、レーザ計測装置によって計測された計測結果の取得とレーザ計測装置に設定すべき信号の制御とを行うようにしたことを特徴とする無線方式レーザスキャナ設定取得方法。
2. レーザ測定装置は、レーザ光を発射する発射部と、発射したレーザ光の反射光を受光する受光部と、レーザ光の発光時と反射光の受光時との時間差により測定対象物までの距離を計測する距離計側部と、該距離計側部からの計測信号を遠隔制御装置に無線通信によって送信すると共に遠隔制御装置からの制御信号を無線通信によって受信する送受信部とを有することを特徴とする請求項１記載の無線方式レーザスキャナ設定取得方法。
3. レーザ測定装置及び遠隔制御装置に設けられた無線通信による送受信装置は、
   無線LAN装置の親機と一つ又は複数の子機を互いに通信可能にしたワイヤレスネットワークによって構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の無線方式レーザスキャナ設定取得方法。