JP2013205352A - System and method for setting installation angle of laser radar apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザレーダ装置におけるレーザビームの走査面を地面と平行に設定するシステム,及びレーザレーダ装置の設置角度設定方法に関する。 The present invention relates to a system for setting a scanning plane of a laser beam in a laser radar device in parallel with the ground, and a method for setting an installation angle of the laser radar device.
図12に示すように、レーザレーダ装置1は、地面2に立設する壁面3に設置され、レーザビームの走査面を監視する場所の地面2と平行になる状態で測定を行うのが一般的である。しかしながら、監視する場所の地面2は必ずしも水平面であるとは限らず、水準器を用いてレーザビームの走査面を水平にしても前記地面2とは平行にならない場合がある。そのため、現状では、図13に示すように、例えば同じ高さh3の基準測定対象物4を複数設置して、レーザ走査によりそれらの対象物4が検出できるか確認しながらレーザレーダ装置4の設置角度を調整しており、設置作業が煩雑であるという問題がある。
As shown in FIG. 12, the
特許文献1には、等間隔で平行な3つのレーザビームを用いて目標物までの位置を算出する技術が開示されている。
特許文献1では、3つのレーザビームを壁面に当てることで計測される2つの距離a’,a’’が等しくなるように装置を傾けることで、壁面に対してレーザビームが垂直となるように調整することが開示されている。この技術では、壁面が地面に対して垂直である場合のみレーザビームを地面に対して平行にすることができるが、必ずしも壁面が地面に対して垂直であるとは限らないので、課題を解決するために適した技術であるとは言えない。
また、図14に示すように(壁面3は柱状に図示している)、地面2は必ずしも1方向だけに傾斜しているとは限らず、2方向に傾斜している場合もあり、その場合には調整がより難しくなる。
In
In addition, as shown in FIG. 14 (the
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、レーザビームの走査面を、より簡単に地面と平行に設定できるレーザレーダ装置の設置角度設定システム及びレーザレーダ装置の設置角度設定方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an installation angle setting system for a laser radar apparatus and an installation angle setting for a laser radar apparatus that can more easily set a laser beam scanning plane parallel to the ground. It is to provide a method.
請求項1記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システムによれば、本体が設置面に設置された状態で、レーザビームの走査面を俯角方向に傾斜させること,並びに90°変化させることが可能に構成されたレーザレーダ装置を用いる。そして、ユーザインターフェイス手段は、先ず、レーザレーダ装置の走査面を俯角方向に傾斜させるようにユーザに対して報知し、ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、レーザレーダ装置に、レーザビームを基準角度0°から一方向に所定角度θ0で走査させて測定される距離l0aと、レーザビームを基準角度0°から反対方向に前記所定角度θ0で走査させて測定される距離l0bとが等しくなるまで、走査面を傾斜させるように前記ユーザに対して報知を行う。
According to the laser radar apparatus installation angle setting system according to
そして、前記距離l0a,l0bが等しくなると、レーザレーダ装置におけるレーザビームの走査面を地面と直角にするようにユーザに対して報知し、ユーザからの作業完了応答があると、レーザレーダ装置が走査した測定結果のうち、2点の走査角度θ1,θ2について測定された距離l1,l2に基づいて、レーザビームが基準角度0°にある状態で前記地面と平行になるまでの角度差θxを算出する。
それから、ユーザインターフェイス手段は、レーザレーダ装置の本体を、地面方向に角度差θxだけ傾けるようにユーザに対して報知し、ユーザからの作業完了応答があると、レーザレーダ装置におけるレーザビームの走査面を90°回転させるようにユーザに対して報知する。
When the distances l0a and l0b are equal, the user is notified that the scanning surface of the laser beam in the laser radar device is perpendicular to the ground. When there is a work completion response from the user, the laser radar device scans. Of the measured results, the angle difference θx until the laser beam is parallel to the ground in a state where the laser beam is at the reference angle 0 ° is calculated based on the distances l1 and l2 measured at the two scanning angles θ1 and θ2. To do.
Then, the user interface means informs the user that the main body of the laser radar apparatus is tilted by the angle difference θx toward the ground, and when there is a work completion response from the user, the scanning surface of the laser beam in the laser radar apparatus Is informed to the user to rotate 90 °.
すなわち、地面がレーザビームの走査角±90度方向について傾いていれば、走査面を俯角方向に傾斜させた状態で測定した距離l0a,l0bは等しい長さにならない。したがって、距離l0a,l0bが等しくなるように走査面を傾斜させれば、走査面は走査角±90度方向に対して平行になる。次に、走査面を90°変化させて走査角度θ1,θ2について距離l1,l2を測定すれば、レーザビームが基準角度0°方向について地面と平行になるまでの角度差θxを計算により求めることができ、角度差θxが求められれば、レーザレーダ装置の本体を地面方向に角度差θxだけ傾けてレーザビームの走査面を90°回転させることで、走査面が基準角度0°方向についても地面と平行なる。従って、従来よりも調整作業を簡単にすることができる。 That is, if the ground is inclined in the direction of the laser beam scanning angle ± 90 degrees, the distances l0a and l0b measured with the scanning surface inclined in the depression direction are not equal in length. Therefore, if the scanning plane is inclined so that the distances l0a and l0b are equal, the scanning plane becomes parallel to the direction of the scanning angle ± 90 degrees. Next, by changing the scanning plane by 90 ° and measuring the distances l1 and l2 with respect to the scanning angles θ1 and θ2, the angle difference θx until the laser beam becomes parallel to the ground in the reference angle 0 ° direction can be obtained by calculation. When the angle difference θx is obtained, the laser radar apparatus main body is tilted by the angle difference θx toward the ground surface and the laser beam scanning surface is rotated by 90 ° so that the scanning surface is grounded even in the reference angle 0 ° direction. Parallel. Therefore, the adjustment work can be simplified as compared with the conventional case.
請求項2記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システムによれば、ユーザインターフェイス手段は、前記所定角度θ0を45°に設定し、前記距離l0a,l0bのうち、距離が短い方をl01,距離が長い方をl02とすると、目標距離角度θAを次式により計算し、
θA=tan−1(l01/l02)
前記目標距離角度θAについて前記レーザレーダ装置により測定される距離l0xに、前記距離l0a,l0bを等しくするようにユーザに報知する。
According to the installation angle setting system of the laser radar device according to
θA = tan −1 (101/102)
The user is informed that the distances l0a and l0b are equal to the distance l0x measured by the laser radar device with respect to the target distance angle θA.
すなわち、所定角度θ0が45°の場合、地面に対して距離l02の走査線がなす角度が目標距離角度θAであり、レーザビームの走査面を(45°−θA)だけ傾ければ、走査面が走査角±90度方向について地面と平行になる。この調整は、目標距離角度θAについて測定された距離l0xに、走査角45°について測定される距離l0a,l0bが等しくなるように調整することに等しい。したがって、ユーザに対して具体的な目標値が提示されるので、ユーザは調整をより容易に行うことができる。 That is, when the predetermined angle θ0 is 45 °, the angle formed by the scanning line at the distance 102 with respect to the ground is the target distance angle θA, and if the scanning surface of the laser beam is inclined by (45 ° −θA), the scanning surface Is parallel to the ground in the direction of the scanning angle ± 90 degrees. This adjustment is equivalent to adjusting the distances l0a and l0b measured for the scanning angle of 45 ° to be equal to the distance l0x measured for the target distance angle θA. Therefore, since a specific target value is presented to the user, the user can make adjustment more easily.
請求項3記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システムによれば、ユーザインターフェイス手段は、角度θ1と地面と直角となる角度との差である角度αを(1)式により算出する。
l1・cosα=l2・cos(α+θ1−θ2) …(1)
すなわち、(1)式の両辺は、レーザレーダ装置におけるレーザビームの照射点から地面に下ろした垂線の長さを示している。そして、角度αを求めれば、基準角度におけるレーザビームが地面と平行になるまでの角度差θxは、(2)式により算出できる。
According to the installation angle setting system of the laser radar device of the third aspect, the user interface means calculates the angle α, which is the difference between the angle θ1 and the angle perpendicular to the ground, by the equation (1).
l1 · cos α = l2 · cos (α + θ1−θ2) (1)
That is, both sides of the formula (1) indicate the length of a perpendicular line that is lowered from the laser beam irradiation point to the ground in the laser radar device. Then, if the angle α is obtained, the angle difference θx until the laser beam at the reference angle becomes parallel to the ground can be calculated by equation (2).
θx=α+θ1−90° …(2)
請求項4記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システムによれば、ユーザインターフェイス手段は、レーザレーダ装置の本体を地面方向に角度差θxだけ傾けるため、レーザビームの走査角度が、角度θ2と角度差θxとの差である角度(θ2−θx)を示す際に検出される距離が距離l2となるように調整することをユーザに報知する。ユーザがそのように調整を行うことにより、レーザビームの走査面が地面と直角になっている状態で、基準角度におけるレーザビームが地面と平行になるように調整できる。
θx = α + θ1-90 ° (2)
According to the installation angle setting system of the laser radar device according to
(第1実施例)
以下、第1実施例について図1ないし図7を参照して説明する。また、図12及び図13と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図1(a),(b)及び図3は、本実施例で使用するレーザレーダ装置11の特徴的な構成を示すもので、図1(a),(b)は側面図である。一般的なレーザレーダ装置1では、図1(a)に示しているように、レーザビームは水平方向に走査面が拡がるように出力される。レーザレーダ装置11は、壁面(設置面)3に本体11aが設置された状態で、図1(b)に示すように、走査面、すなわち出力部11bが地面2に対して俯角方向に傾斜可能となるように構成されている。また、図3(a)は平面図、図3(b)は図1と同様に側面図であり、レーザレーダ装置11は、走査面が地面2に対して垂直となるように、出力部11bが90°回転可能に構成されている。
(First embodiment)
The first embodiment will be described below with reference to FIGS. Also, the same parts as those in FIG. 12 and FIG. FIGS. 1A, 1B, and 3 show a characteristic configuration of the
レーザレーダ装置11には、パーソナルコンピュータ(パソコン,ユーザインターフェイス手段)12が通信線13を介して接続されており、両者は例えばシリアル通信インターフェイスを介して通信可能となっている。パソコン12は、レーザレーダ装置11を使用して計測を行う場合のユーザインターフェイスプログラムが搭載されており、ユーザの入力操作に応じてレーザレーダ装置11に測定指示を出力したり、レーザレーダ装置11による測定結果をディスプレイ12Dに表示させる。また、ユーザに対して必要なメッセージをディスプレイ12Dに表示したり、図示しないスピーカを介して音声で出力するなどして報知を行う。
A personal computer (personal computer, user interface means) 12 is connected to the
次に、本実施例の作用、すなわち、レーザレーダ装置11の設置角度を調整する手順について図1,図2,図4〜図7を参照して説明する。図1は、設置角度の調整手順を説明する図であり、図4は、同手順を示すフローチャートである。図1に示すように、壁面3が水平に対して垂直に立ち上がっているとして、地面2は水平面より俯角方向に傾斜しているとする。
Next, the operation of this embodiment, that is, the procedure for adjusting the installation angle of the
ユーザは、レーザレーダ装置11を監視したい場所の地面2に立設する壁面3に設置すると(S1)、次に、レーザレーダ装置11の出力部11bを、図1(b)に示すように俯角方向に傾ける(S2)。それから、その状態でレーザレーダ装置11に走査を実行させる(S3)。図1(c)は、ステップS3で行われる走査の状態を正面から見た図である。すると、パソコン12のディスプレイ12Dには、図5に示すように測定結果(走査角度について測定された距離)がリストとして表示される。ここでは、走査角0.5°毎に測定された距離(m)が表示されている。
When the user installs the
ここで、ユーザは、特定の走査角度θ0(例えば±45°とする。所定角度)について測定された距離l0a,l0bに着目し(S4,S5)、これらの距離l0a,l0bが等しくなるまで走査面,ここではレーザレーダ装置11の本体11aを、走査角±90°方向に傾けながら走査を繰り返し、距離l0a,l0bが等しくなった時点で、本体11aを傾斜させた状態のまま壁面3に固定する(図1(d)参照,S6,第1ステップ)。図6は、走査角度±45°で測定された距離l0a,l0bが何れも2.40mで等しくなった状態を示している。これにより、図1(e)に示すように、レーザレーダ装置11の走査面は、当該装置11を正面方向から見た場合に地面と平行となるように調整される。
Here, the user pays attention to the distances l0a and l0b measured for a specific scanning angle θ0 (for example, ± 45 °, a predetermined angle) (S4 and S5), and scans until these distances l0a and l0b become equal. Surface, here the main body 11a of the
次に、ユーザは、出力部11bの俯角方向への傾きを元に戻してから、出力部11bを、通常の使用方向に対して90°回転させて、図2(a)に示す状態,すなわち、走査面が地面2と直角となるようにする(S7)。その状態で、レーザレーダ装置11に地面2を走査させる。走査角は、レーザビームを正面方向に出力した状態を基準角度0°とし、その基準角度から、ここでは地面2に対する測定距離が短くなる方向をプラスとする。図2(a)はレーザビームによる走査の状態を示している。測定結果は図5と同様に、パソコン12のディスプレイ12Dにリストとして表示される(図7参照)。
Next, after returning the inclination of the
ユーザは、上記測定結果を参照して適当な2ポイントを選択する。ここでは、図7(a)に示すp1「走査角14.0°;距離5.76m」と、図7(b)に示すp2「走査角10.0°;距離9.57m」とを選択したものとする。ここで、p1の走査角がθ1,測定距離がl1に対応し、p2の走査角がθ2,測定距離がl2に対応する(S8,S9,第2ステップ)。 The user selects appropriate two points with reference to the measurement result. Here, p1 “scanning angle 14.0 °; distance 5.76 m” shown in FIG. 7A and p2 “scanning angle 10.0 °; distance 9.57 m” shown in FIG. 7B are selected. Shall be. Here, the scan angle of p1 corresponds to θ1, the measurement distance corresponds to l1, the scan angle of p2 corresponds to θ2, and the measurement distance corresponds to l2 (S8, S9, second step).
図2(a)に示すように、地面2に立つ垂線(レーザレーダ装置11におけるレーザビームの照射点から地面に下ろした垂線)より距離l1の走査線がなす角をαとし、基準角度におけるレーザビームが、地面2と平行になるまで俯角方向に調整する角度をθxとする。すると、幾何学的関係より(1)式及び(2)式が成り立つ。
l1・cosα=l2・cos(α+θ1−θ2) …(1)
θx=α+θ1−90° …(2)
すなわち、(1)式の両辺は上記垂線の長さを示している。そして、角度αを求めれば、基準角度におけるレーザビームが地面2と平行になるまでの角度差θxは、(2)式により算出できる。(1)式より、角度αは以下のように求められる。
l1・cosα/l2=cosα・cos(θ1−θ2)
+sinα・sin(θ1−θ2)
l1/l2=cos(θ1−θ2)+tanα・sin(θ1−θ2)
tanα={l1/l2−cos(θ1−θ2)}/sin(θ1−θ2)
α=tan−1[{l1/l2−cos(θ1−θ2)}/sin(θ1−θ2)]
As shown in FIG. 2 (a), an angle formed by a scanning line at a distance l1 from a vertical line standing on the ground surface 2 (a vertical line extending from the laser beam irradiation point in the
l1 · cos α = l2 · cos (α + θ1−θ2) (1)
θx = α + θ1-90 ° (2)
That is, both sides of the formula (1) indicate the length of the perpendicular line. Then, if the angle α is obtained, the angle difference θx until the laser beam at the reference angle becomes parallel to the
l1 · cos α / l2 = cos α · cos (θ1−θ2)
+ Sin α · sin (θ1-θ2)
l1 / l2 = cos (θ1-θ2) + tan α · sin (θ1-θ2)
tan α = {l1 / l2-cos (θ1-θ2)} / sin (θ1-θ2)
α = tan −1 [{l1 / l2-cos (θ1-θ2)} / sin (θ1-θ2)]
上述したp1,p2の測定結果についてユーザが角度θxを計算するとθx=4°となる(S10,第3ステップ)。図2(b)に示すように、レーザレーダ装置11の走査角が角度(θ2−θx)となったときに測定された距離がl2になれば、レーザビームの基準角度が地面2と平行になる。
θ2−θx=10°−4°=6°
となるから、ユーザは、レーザレーダ装置11の出力部11bを、本体11aに対して俯角方向に傾けて、図7(c)に示すように、走査角6°において測定される距離がl2=9.57mとなるように調整する(S11)。そのように調整すれば、レーザビームの基準角度は地面2と平行になるので、その状態で、図2(c)に示すように出力部11bを90°回転させれば(S12,第4ステップ)レーザビームの走査面は地面2と平行になる。
When the user calculates the angle θx for the measurement results of p1 and p2 described above, θx = 4 ° is obtained (S10, third step). As shown in FIG. 2B, when the distance measured when the scanning angle of the
θ2-θx = 10 ° -4 ° = 6 °
Therefore, the user tilts the
以上のように本実施例によれば、レーザレーダ装置11について、本体11aが壁面3に設置された状態でレーザビームの走査面を俯角方向に傾斜させること,並びに90°変化させることが可能な構成を採用する。パソコン12は、レーザレーダ装置11の走査面を俯角方向に傾斜させるようにユーザに対して報知し、ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、レーザビームを基準角度0°から一方向に角度45°で走査して測定される距離l0aと、レーザビームを基準角度0°から反対方向に角度45°で走査して測定される距離l0bとが等しくなるまで、走査面を傾斜させるようにユーザに対して報知を行う。
As described above, according to the present embodiment, the
そして、前記距離l0a,l0bが等しくなると、レーザビームの走査面を地面2と直角にした状態で、2つの走査角度θ1,θ2について地面までの距離l1,l2をそれぞれ測定し、その測定結果に基づいて、レーザビームが基準角度0°にある状態で、地面2と平行になるまでの角度差θxを算出する。そして、レーザレーダ装置11の本体11aを地面2の方向に角度差θxだけ傾けて、レーザビームの走査面を90°回転させるようにした。
When the distances l0a and l0b are equal, the distances l1 and l2 to the ground are measured for the two scanning angles θ1 and θ2, respectively, with the scanning plane of the laser beam being perpendicular to the
すなわち、地面がレーザビームの走査角±90度方向について傾いていれば、走査面を俯角方向に傾斜させた状態で測定した距離l0a,l0bは等しい長さにならず、距離l0a,l0bが等しくなるように走査面を傾斜させれば、走査面は走査角±90度方向に対して平行になる。次に、走査面を90°変化させて走査角度θ1,θ2について距離l1,l2を測定すれば、レーザビームが基準角度から地面2と平行になるまでの角度差θxを計算により求めることができ、角度差θxが求められれば、レーザレーダ装置11の本体11aを地面2の方向に角度差θxだけ傾けてレーザビームの走査面を90°回転させることで、レーザビームの走査面が地面2と平行なる。従って、従来よりも調整作業を簡単にすることができる。
That is, if the ground is inclined with respect to the laser beam scanning angle ± 90 degrees, the distances l0a and l0b measured with the scanning surface tilted in the depression direction are not equal in length, and the distances l0a and l0b are equal. If the scanning surface is tilted so as to become, the scanning surface becomes parallel to the scanning angle ± 90 degrees direction. Next, by changing the scanning plane by 90 ° and measuring the
そして、角度θ1と地面2と直角となる角度との差である角度αを(1)式により算出し、基準角度におけるレーザビームが地面2と平行になるまでの角度差θxを(2)式により算出することができる。また、本体11aを地面2の方向に角度差θxだけ傾けるため、レーザビームの走査角度が、角度θ2と角度差θxとの差である角度(θ2−θx)を示す際に検出される距離が距離l2となるように調整するので、レーザビームの走査面が地面2と直角になっている状態で、基準角度におけるレーザビームが地面2と平行になるように調整できる。
Then, the angle α, which is the difference between the angle θ1 and the angle perpendicular to the
(第2実施例)
図8ないし図11は第2実施例であり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第2実施例は、第1実施例と同様の手順でレーザレーダ装置11の設置角度を調整する場合に、パソコン12が関与する度合をより高めてユーザの作業負担を軽減する例を示す。
(Second embodiment)
8 to 11 show a second embodiment. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Hereinafter, different parts will be described. In the second embodiment, when the installation angle of the
図8ないし図10は、図5ないし図7と同様にパソコン12のディスプレイ12Dに表示されるユーザインターフェイス画面の例である。先ず、パソコン12は、図8(a)に示すように「レーザレーダを取り付けてください。」といった文字メッセージを表示させる。ユーザが、そのメッセージに従いレーザレーダ装置11を壁面3に設置して(S1)、例えばジョイパッドやマウスなどのポインティングデバイスにより画面上の「次へ」をクリックする(作業完了応答)。
8 to 10 are examples of user interface screens displayed on the
すると、次は図8(b)に示すように「レーザレーダを俯角方向に傾けてください。」といった文字メッセージを表示させる。ユーザが、そのメッセージに従い出力部11bを俯角方向に傾けてから(S2)画面上の「次へ」をクリックすると、次は図8(c)に示すように「レーザ走査を開始してください。」といった文字メッセージを表示させる。ユーザが「次へ」をクリックすると、レーザレーダ装置11による走査が開始され(S3)、測定結果が図8(d)に示すように表示される。
Then, next, as shown in FIG. 8B, a text message such as “tilt the laser radar in the depression direction” is displayed. When the user tilts the
ここで、第1実施例のように走査角度θ0を±45°として、図1(c)に示すようにl0a(l01)<l0b(l02)である場合に、地面と走査角度−45°の走査線とがなす角度をθA(目標距離角度)とする。このとき、
45°+θA=90°
となるように走査面を調整すれば、走査面が地面と平行になるから、走査面を傾ける角度,傾け角θBとすると、
θB=90°−45°−θA=45°−θA
となる。
Here, when the scanning angle θ0 is ± 45 ° as in the first embodiment, and when l0a (l01) <l0b (l02) as shown in FIG. The angle formed by the scanning line is defined as θA (target distance angle). At this time,
45 ° + θA = 90 °
If the scanning surface is adjusted so that the scanning surface becomes parallel to the ground, the angle at which the scanning surface is tilted, the tilt angle θB,
θB = 90 ° −45 ° −θA = 45 ° −θA
It becomes.
角度θAは、次式により算出できる。
θA=tan−1(l0a/l0b) …(3)
ここで、図11に示すようにl0a=2.08m,l0b=2.96mであれば、
θA=tan−1(2.08/2.96)=35[deg]
となるから、
θB=45°−35°=10°
となる。
The angle θA can be calculated by the following equation.
θA = tan −1 (10a / 10b) (3)
Here, as shown in FIG. 11, if l0a = 2.08 m and l0b = 2.96 m,
θA = tan −1 (2.08 / 2.96) = 35 [deg]
So,
θB = 45 ° −35 ° = 10 °
It becomes.
すなわち、現状で走査角度35°について測定されている距離2.40m(距離l0x)に、走査角度±45°での測定距離l0a,l0bが等しくなれば、走査面の角度を10°傾けたことになる。そこで、パソコン12は、例えば図9(a)に示すように「表示の角度にて表示の距離となるようにレーザレーダの取り付け角度を調整してください。」とのメッセージと共に、角度45°における目標調整距離2.40mを表示する。ユーザが調整を完了して「次へ」をクリックすると(以上がS4〜S6相当処理)、パソコン12は、例えば図9(b)に示すように「俯角方向の傾きを戻し、レーザ走査面に対して90°レーザレーダを回転させてください。」とのメッセージを表示する(S7)。
That is, if the measured distances l0a and l0b at the scanning angle ± 45 ° are equal to the distance of 2.40 m (distance l0x) currently measured at the scanning angle of 35 °, the angle of the scanning surface is inclined by 10 °. become. Therefore, for example, as shown in FIG. 9A, the
続いてパソコン12は、図9(c),(d)に示すように測定結果を表示するのに伴い、ユーザにθ1,θ2を選択させるためのメッセージを表示する。「θ1を入力してください。」,「θ2を入力してください。」等である。例えば、ユーザが図9(c)よりθ1=15°を選択し、図9(d)よりθ2=10°を選択してそれぞれの画面で「次へ」をクリックすると、パソコン12は、それらの選択結果に応じて第1実施例と同様に、(1)式,(2)式に従い角度差θxを計算し、角度(θ2−θx)を計算した結果を図10(a)に示すように表示する。
Subsequently, as shown in FIGS. 9C and 9D, the
この場合、角度(θ2−θx)=6°であり、例えば「表示の角度(6°)にて表示の距離(l2=9.57m)になるようにレーザレーダの取り付け角度を調整してください」といったメッセージを表示する(S11)。ユーザが、そのメッセージに従い出力部11bの角度調整を行い「次へ」をクリックすると、パソコン12は、図10(b)に示すように「レーザレーダを90°回転してください。」といった文字メッセージを表示させる。ユーザが、そのメッセージに従い出力部11bを90°回転させてから(S12)画面上の「終了」をクリックすると処理を終了する。
In this case, the angle (θ2−θx) = 6 °. For example, “Adjust the laser radar mounting angle so that the display distance (l2 = 9.57 m) at the display angle (6 °). Is displayed (S11). When the user adjusts the angle of the
以上のように第2実施例によれば、パソコン12は、走査角度θ0=±45°で測定される距離l0a,l0bから目標距離角度θAを(3)式により計算し、目標距離角度θAについてレーザレーダ装置11により測定される距離l0xに、距離l0a,l0bを等しくするようにユーザに報知する。すなわち、所定角度θ0が45°の場合、地面に対して距離l02の走査線がなす角度が目標距離角度θAであり、レーザビームの走査面を(45°−θA)だけ傾ければ、走査面は走査角±90度方向について地面と平行になる。この調整は、目標距離角度θAについて測定された距離l0xに、走査角±45°で測定される距離l0a,l0bが等しくなるように調整することに等しい。したがって、ユーザに対して具体的な目標値が提示されるので、ユーザは調整をより容易に行うことができる。
As described above, according to the second embodiment, the
また、パソコン12は、レーザレーダ装置11におけるレーザビームの走査面を地面2と直角にするようにユーザに対して報知し、ユーザからの作業完了応答があると、レーザレーダ装置11が走査した測定結果のうち、2点の走査角度θ1,θ2について測定された距離l1,l2に基づいて角度差θxを算出する。それから、レーザレーダ装置11の本体1aを、地面方向に角度差θxだけ傾けるようにユーザに対して報知し、作業完了応答があると、レーザビームの走査面を90°回転させるようにユーザに対して報知する。
In addition, the
すなわち、パソコン12が角度差θxを計算するので、ユーザ自身が計算を行う必要がない。そして、ディスプレイ12Dに表示されるユーザインターフェイス画面を参照し、報知されるメッセージに従った手順で作業すれば、レーザビームの走査面が地面2と平行なるように簡単に調整できる。また、パソコン12は、本体11aを地面方向に角度差θxだけ傾けるために、レーザビームの走査角度が、角度θ2と角度差θxとの差である角度(θ2−θx)を示す際に検出される距離が距離l2となるように調整することをユーザに報知する。したがって、ユーザがそのように調整を行えば、走査面が地面2と直角になっている状態で、基準角度におけるレーザビームが地面2と平行になるように調整できる。
That is, since the
本発明は上記し又は図面に記載した実施例に限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
地面が水平面より仰角方向に傾斜している場合も同様に、角度差θx(符号は負となる)を求めることができる。
レーザビームの角度を調整する場合は、レーザレーダ装置11の本体11aを壁面3に取り付ける角度を調整しても良い。
走査角は、0.5°単位でなくても良い。また、所定角度θ0は45°に限ることはない。
The present invention is not limited to the embodiments described above or shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
Similarly, when the ground is inclined in the elevation direction from the horizontal plane, the angle difference θx (sign is negative) can be obtained.
When adjusting the angle of the laser beam, the angle at which the main body 11a of the
The scanning angle need not be in units of 0.5 °. Further, the predetermined angle θ0 is not limited to 45 °.
第2実施例において、θ1,θ2をユーザに選択させることなく、パソコン12が適切な測定点を自動的に選択して角度差θxを計算しても良い。
また、第2実施例における図10(a)の指示メッセージは、「出力部を4°(=θx)地面方向に傾けてください。」としても良く、ユーザはその指示に応じて調整を行えばよい。第1実施例についても、同様に調整を行っても良い。
ユーザインターフェイス手段は、パーソナルコンピュータである必要はなく、レーザレーダ装置の専用機器であっても良い。また、ユーザインターフェイス手段がレーザレーダ装置の本体に設けられていても良い。
In the second embodiment, the
In addition, the instruction message in FIG. 10A in the second embodiment may be “Please tilt the
The user interface means does not have to be a personal computer, and may be a dedicated device for the laser radar device. User interface means may be provided in the main body of the laser radar device.
2は地面、3は壁面(接地面)、11はレーザレーダ装置、11aは本体、11bは出力部、12はパーソナルコンピュータ(ユーザインターフェイス手段)を示す。
Claims (8)
このレーザレーダ装置による測定結果,並びに作業指示メッセージをユーザに対して報知し、且つ前記測定結果に基づく演算処理を実行するユーザインターフェイス手段とで構成され、
前記ユーザインターフェイス手段は、前記レーザレーダ装置における前記走査面を前記俯角方向に傾斜させるようにユーザに対して報知し、
ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置に、前記レーザビームを基準角度0°から一方向に所定角度θ0で走査しさせて測定される距離l0aと、前記レーザビームを基準角度0°から反対方向に前記所定角度θ0で走査させて測定される距離l0bとが等しくなるまで、前記走査面を傾斜させるように前記ユーザに対して報知を行い、
前記距離l0a,l0bが等しくなると、前記走査面を前記地面と直角にするようにユーザに対して報知し、
ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置が走査した測定結果のうち、2点の走査角度θ1,θ2(θ1>θ2)について測定された距離l1,l2に基づいて、前記レーザビームが基準角度0°にある状態で前記地面と平行になるまでの角度差θxを算出し、
前記レーザレーダ装置の本体を、前記地面方向に前記角度差θxだけ傾けるようにユーザに対して報知し、
ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記走査面を90°回転させるようにユーザに対して報知することを特徴とするレーザレーダ装置の設置角度設定システム。 With the main body installed on the installation surface, the scanning surface of the laser beam can be tilted in the depression direction, and the scanning surface can be changed by 90 °, and the reflected light irradiated with the laser beam is received. A laser radar device for measuring the distance and angle to the object,
The measurement result by the laser radar device and the work instruction message are notified to the user, and configured by user interface means for executing arithmetic processing based on the measurement result,
The user interface means informs a user to incline the scanning plane in the laser radar device in the depression direction;
When there is a response indicating that the user has completed the work, the laser radar apparatus scans the laser beam from a reference angle 0 ° in one direction at a predetermined angle θ0, and the distance l0a is measured. Informing the user to tilt the scanning surface until the distance l0b measured by scanning the beam from the reference angle 0 ° in the opposite direction at the predetermined angle θ0 is equal,
When the distances l0a and l0b are equal, the user is informed to make the scanning plane perpendicular to the ground,
When there is a response indicating that the work is completed by the user, based on the distances l1 and l2 measured for two scanning angles θ1 and θ2 (θ1> θ2) among the measurement results scanned by the laser radar device. And calculating an angle difference θx until the laser beam is parallel to the ground in a state where the laser beam is at a reference angle of 0 °,
Informing the user that the main body of the laser radar device is tilted toward the ground by the angle difference θx,
An installation angle setting system for a laser radar apparatus, which notifies a user to rotate the scanning plane by 90 ° when a response indicating that the work is completed is made by the user.
θA=tan−1(l01/l02)
前記目標距離角度θAについて前記レーザレーダ装置により測定される距離l0xに、前記距離l0a,l0bを等しくするように、ユーザに報知することを特徴とする請求項1記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システム。 The user interface means sets the predetermined angle θ0 to 45 °, and calculates the target distance angle θA by the following equation, assuming that the shorter one of the distances l0a and l0b is l01 and the longer distance is l02. And
θA = tan −1 (101/102)
2. The installation angle setting of the laser radar device according to claim 1, wherein the user is notified so that the distances l0a and l0b are equal to the distance l0x measured by the laser radar device with respect to the target distance angle θA. system.
l1・cosα=l1・cos(α+θ1−θ2) …(1)
前記角度差θxを、(2)式により算出することを特徴とする請求項1又は2記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システム。
θx=α+θ1−90° …(2) The user interface means calculates an angle α, which is a difference between the angle θ1 and an angle perpendicular to the ground, by the equation (1),
l1 · cos α = l1 · cos (α + θ1−θ2) (1)
3. An installation angle setting system for a laser radar device according to claim 1, wherein the angle difference θx is calculated by the equation (2).
θx = α + θ1-90 ° (2)
前記レーザレーダ装置として、前記設置面に設置された状態で、前記レーザビームの走査面を俯角方向に傾斜させること,並びに前記走査面を90°変化させることが可能であるものを使用し、
前記走査面を前記俯角方向に傾斜させた状態で、前記レーザレーダ装置が、前記レーザビームを基準角度0°から一方向に所定角度θ0で走査して測定される距離l0aと、前記レーザビームを基準角度0°から反対方向に前記所定角度θ0で走査して測定される距離l0bとが等しくなるまで、前記走査面を傾斜させる第1ステップと、
前記走査面を前記地面と直角にした状態で、2つの走査角度θ1,θ2(θ1>θ2)について、前記地面までの距離l1,l2をそれぞれ測定する第2ステップと、
前記測定結果に基づいて、前記レーザビームが基準角度0°にある状態で、前記地面と平行になるまでの角度差θxを算出する第3ステップと、
前記レーザレーダ装置の本体を前記地面方向に前記角度差θxだけ傾けて、前記走査面を90°回転させる第4ステップとからなることを特徴とするレーザレーダ装置の設置角度設定方法。 A laser radar device that measures a distance and an angle to an object by receiving reflected light irradiated with a laser beam is installed on an installation surface standing on the ground, and the laser beam scanning surface is placed on the ground surface. Which is set in parallel with
Using the laser radar device that is capable of inclining the scanning surface of the laser beam in the depression direction and changing the scanning surface by 90 ° while being installed on the installation surface,
With the scanning plane tilted in the depression angle direction, the laser radar device scans the laser beam from a reference angle 0 ° in one direction at a predetermined angle θ0 and the laser beam is measured. A first step of inclining the scanning plane until a distance l0b measured by scanning at a predetermined angle θ0 in the opposite direction from a reference angle of 0 ° is equal;
A second step of measuring the distances l1 and l2 to the ground for two scanning angles θ1 and θ2 (θ1> θ2), respectively, with the scanning plane being perpendicular to the ground;
A third step of calculating an angle difference θx until the laser beam is parallel to the ground in a state where the laser beam is at a reference angle of 0 ° based on the measurement result;
An installation angle setting method for a laser radar device, comprising: a fourth step of tilting the main body of the laser radar device toward the ground by the angle difference θx and rotating the scanning plane by 90 °.
θA=tan−1(l01/l02)
前記目標距離角度θAについて前記レーザレーダ装置により測定される距離l0xに、前記距離l0a,l0bを等しくするように前記走査面を傾斜させることを特徴とする請求項5記載のレーザレーダ装置の設置角度設定方法。 In the first step, when the predetermined angle θ0 is set to 45 °, and the distance l0a, l0b is set to be the shortest distance is l01, and the longest distance is l02, the target distance angle θA is calculated by the following equation. And
θA = tan −1 (101/102)
6. The installation angle of the laser radar apparatus according to claim 5, wherein the scanning plane is inclined so that the distances l0a and l0b are equal to a distance l0x measured by the laser radar apparatus with respect to the target distance angle θA. Setting method.
l1・cosα=l2・cos(α+θ1−θ2) …(1)
前記角度差θxを、(2)式により算出することを特徴とする請求項5又は6記載のレーザレーダ装置の設置角度設定方法。
θx=α+θ1−90° …(2) In the third step, an angle α, which is a difference between the angle θ1 and an angle perpendicular to the ground, is calculated according to the equation (1),
l1 · cos α = l2 · cos (α + θ1−θ2) (1)
7. The laser radar apparatus installation angle setting method according to claim 5, wherein the angle difference θx is calculated by the equation (2).
θx = α + θ1-90 ° (2)
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