JP4061414B2 - Apparatus and method for measuring room dimensions - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、部屋の寸法をレーザー距離計を用いて光学的に測定する装置に関し、特に、取り扱いが簡単で持ち運びに便利であり、レーザー距離計から部屋の角部や隅部までの距離を正確に測定し得るように構成したものである。
【0002】
【従来の技術】
畳や絨毯等を敷き込む際に、表記された部屋の寸法が部屋の実寸法が同じであるとは限らないので、施工に際して、予め部屋の実寸法を測定し、その実測値に基づいて部屋の形状にあわせて畳や絨毯等を裁断加工している。
【0003】
このような部屋の実寸法を光学的に測定する装置として、特開2000−310532号公報および特開2001−74459号公報などにより提案されている装置は、基台と、この基台に回転自在に載置された回転台と、この回転台上に載置され、基台に対する回転台の回転角度に比例した数のパルスを発生するロータリ・エンコーダと、このロータリ・エンコーダから出力されるパルスを計数するカウンタと、上記回転台上に載置され、部屋の壁面までの距離を測定するレーザー距離計と、上記カウンタの計数値(方位角に対応)およびレーザー距離計の出力を極座標データで格納する記憶手段を備えている。
【0004】
この距離・方位角測定装置を部屋の中央部に設置し、回転台を回転させてながら測定したい部屋の方位角および距離を極座標で光学的に測定して収集し、これらの極座標で収集した部屋のデータを二次元座標に変換して部屋の寸法を得るものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
部屋の形状は、直線部分と2つの直線部分が交叉する隅部および角部で形成されており、特に、畳や絨毯等を敷き込む際に、隅部および角部の位置は重要であって正確に測定しなければならない。レーザー距離計からのレーザービームBを隅部Sまたは角部Kへ指向させても、図19に示すように、レーザービームは線ではなくて拡がるので、その反射光線に基づいて距離を測定したとき、拡がったレーザービーム中の如何なる部分の反射光線に基づいて測定したのか不明確であり、出力された距離データおよび角度データは信頼度が低いものである。
【0006】
そこで、特開2000−310532号公報および特開2001−74459号公報に開示された部屋の寸法を測定する装置においては、図20に示すように、隅部Sまたは角部Kを挟む2直線X、Y上の2点X11、X12、X21、X22およびY1、Y12、Y21、Y22の位置をそれぞれ求めて、各2点を結ぶ2直線X、Yが交叉する位置X0、Y0、Y01を仮想的な隅部または角部として間接的に測定している。
【0007】
このように、2点を結ぶ線分によって直線を決定する際に、2点間の距離が不十分で短かい場合には、決定した直線の方向が不正確であり、正確な隅部または角部の位置を得ることはできない。
【0008】
そこで、この発明の寸法測定装置は、このような測定すべき部屋の隅部または角部の位置を正確に測定するために考えられたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明の部屋の寸法測定装置は、基台と、この基台に設けた回転自在の回転台と、この回転台の基台に対する回転角度を検出するロータリ・エンコーダと、
上記回転台を回転させるモータと、上記回転台に搭載されたレーザー距離計とよりなる距離・方位角測定装置と、上下に区画され、一方の区画に高反射率の線状反射体およびこの線状反射体を挟む2つの低反射率の平面を有し、他方の区画に高反射率の平面を有する測定用マーカーとを備え、上記高反射率の線状反射体を部屋の角部の稜線または隅部の谷線に沿わせるように上記測定用マーカーを設置し、上記モータにより上記回転台を回転させながら、上記レーザー距離計を動作させて、上記高反射率の線状反射体に基づいて上記レーザー距離計から出力される距離データを方位角データとともに収集するように構成したものである。
【0010】
この発明の部屋の寸法測定方法は、基台と、この基台に設けた回転自在の回転台と、この回転台の基台に対する回転角度を検出するロータリ・エンコーダと、上記回転台を回転させるモータと、上記回転台に搭載されたレーザー距離計と、このレーザー距離計から放射されるレーザー・ビームの光軸と一致させた縦方向に広幅の扇形ビームのレーザー光線を放射するレーザー光源とよりなる距離・方位角測定装置を部屋に設置し、
高反射率の線状反射体およびこの線状反射体を挟む2つの低反射率の平面と、この線状反射体の延長線上に配置された光検知素子とを有し、この光検知素子が受光したとき、受光信号を上記距離・方位角測定装置へ伝送する測定用マーカーを、上記高反射率の線状反射体を部屋の角部の稜線または隅部の谷線に沿わせるように設置し、上記モータにより上記回転台を回転させながら、上記レーザー距離計およびレーザー光源を動作させて、上記受光信号に基づいて方位角データを収集し、この方位角における上記高反射率の線状反射体に基づく距離データを収集する方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
この発明は、部屋の寸法測定装置は、図1の斜視図に示す距離・方位角測定装置1と、隅部および角部に設置する測定用マーカーとにより構成される。
【0012】
距離・方位角測定装置1は、図1の斜視図に示すように、3つの脚21を有し、周囲に同心状に大歯車22が固定された円形の基台2と、この基台2に回転自在に載置された円形の回転台3を備えている。
【0013】
この回転台3には、基台2に対する回転台3の回転角度を検出するロータリ・エンコーダ31と、基台2の大歯車22と噛み合う小歯車39を有し、回転台3を回転させるモータ32と、レーザー距離計4が搭載されており、さらに、装置を動作させる電池、信号処理回路を組み込んだ回路基板5、キーボードなどの操作部33、入出力データを表示する表示部34、データを外部の機器に取り出すコネクタ35などを備えている。
【0014】
信号処理回路は、図2に示すように、装置全体を制御するCPU50と、処理プログラムを格納したROM51と、データを一時的に格納するRAM52と、ロータリ・エンコーダ31から発生するパルスを計数するカウンタ54と、レーザー距離計4から出力された距離データを受信したり外部機器へデータを送出するSIO55と、モータ32を制御する制御回路53などにより構成されている。
【0015】
さらに、電波または光線によるリモコン送信装置9を操作して距離・方位角測定装置1を遠隔制御するためのリモコン受信部が設けられている。
【0016】
回転台3を回転させるモータ32は、リモコン送信装置9から送られて来る信号に基づいてCPU50により制御されるもので、複数の回転パターン(高速、低速、正回転、逆回転、スタート、停止など)に適用することができる。
【0017】
レーザー距離計4として、スイスのライカ ジオシステムズ社製のモジュール「DISTO pro4a」を組み込んだ株式会社村上技研産業より販売されている「レーザー距離センサ LDS−1」を使用することができる。このレーザー距離計は、出力データとして、目標物までの距離を示す「距離データ」と、受光した反射光線の強度を示す「反射強度データ」などがあり、コマンドにより何れか一つのデータを出力させるモードを選択することができる。
【0018】
測定用マーカーとして、部屋の隅部の谷線に適用する隅部測定用マーカー6Sと、部屋の角部の稜線に適用する角部測定用マーカー6Kを用意する。
【0019】
隅部測定用マーカー6Sは、図3に示すように、鋭角に折り曲げた平板であって、内側に黒色の低反射率の2面63を有し、折り目部分に沿って内側に高反射率の線状反射体61を設けたものであって、部屋の隅に設置したとき、線状反射体61は隅部の谷線に沿うことができる。
【0020】
床面と敷居とが直角をなしていない場合には、線状反射体61を正確に隅部の谷線に沿わせることができないので、その場合には、隅部測定用マーカー6Sとして、図4に示すように、鋭角に折り曲げた平板であって、内側に黒色の低反射率の2面63を有し、折り目部分に沿って内側に高反射率の線状反射体61を設けたものであり、平板63の両端部を内側に折り曲げて平行な保持部64を形成し、そして、この隅部測定用マーカー6Sの平板63の2面を隅部に密着させて保持するために、コ字形に折り曲げた保持部材65が、螺子、鳩目などにより隅部測定用マーカー6Sの保持部64に取り付けたものを使用する。
【0021】
角部測定用マーカー6Kは、図5に示すように、鈍角に折り曲げた平板であって、外側に黒色の低反射率の2面63を有し、折り目部分に沿って外側に高反射率の線状反射体61を設けたものであって、部屋の角に設置したとき、線状反射体61は角部の稜線に沿うことができる。
【0022】
また、角部測定用マーカー6Kとして、図6(a)の斜視図に示すように、黒色の低反射率の表面を有する平板を加工したものであって、第1の折曲線66に沿ってほぼ直角に折り曲げて第1の垂直面67と水平面68を形成し、この第1の垂直面67にコ字形の切り込み70を入れて、第2の折曲線75に沿って鋭角に折り曲げて第2の垂直面69を形成し、さらに、第2の折曲線75に沿って高反射率の線状反射体61を設けたものである。また図6(c)に示すように第2の折曲線75の裏面に線状反射体61を設けてもよい。
【0023】
そして、図6(b)の平面図に示すように、第1の垂直面67の表面および第2の垂直面69の裏面を部屋の角部に押し付けて設置すると、角部測定用マーカー6Kは、水平面68により自立することができ、かつ、高反射率の線状反射体61を角部の稜線に沿わせることができる。
【0024】
床面と敷居が直角をなしていない場合には、線状反射体61を正確に角部の稜線に沿わせることができないので、その場合には、角部測定用マーカーとして、図7に示すように、鈍角に折り曲げた平板であって、外側に黒色の低反射率の2面63を有し、折り目部分に沿って外側に高反射率の線状反射体61を設けたものであり、平板の両端部を内側に折り曲げて平行な保持部64を形成する。そして、この角部測定用マーカー6Kの線状反射体61を角部に密着させて保持するために、コ字形に折り曲げた保持部材65が、螺子、鳩目などにより角部測定用マーカー6Kの保持部64に取り付けられている。
【0025】
このように構成された距離・方位角測定装置1および測定用マーカー6S、6Kを使用して、部屋の寸法を測定する手法について説明する。
【0026】
部屋の中央部に距離・方位角測定装置1を設置し、図8の平面図に示すように、部屋の各隅部に隅部測定用マーカー6Sを設置し、各角部に角部測定用マーカー6Kを設置して、距離・方位角測定装置1を動作させる。
【0027】
距離・方位角測定装置1のレーザー距離計4にコマンドを送信して「反射強度データ」を出力させるように設定する。距離・方位角測定装置1が回転して、レーザー距離計4から照射されるレーザー・ビームが、測定用マーカー6S、6Kの線状反射体61を横切ると、レーザー・ビームの照射開始点から照射終了点までの間、黒色の低反射率の表面に比して著しく高レベルの「反射強度データ」を得ることができる。
【0028】
レーザー・ビームが、測定用マーカー6S、6Kの線状反射体61を横切っている期間に、「反射強度データ」が高レベルになるので、この高レベルの開始方位角と終了方位角を検出し、2つの方位角の中心となる平均方位角を得ると、その方向が線状反射体61を指向しているものと見なすことができる。
【0029】
そこで、レーザー距離計4から照射されるレーザー・ビームを平均方位角に指向させ、コマンドにより「距離データ」の出力を要求すると、レーザー距離計4から「距離データ」が出力されるので、ロータリ・エンコーダ31から出力されたパルスを計数した計数値(方位角データに対応)とともに距離データを極座標で収集することができる。そして、この収集したデータは、RAM52に格納される。
【0030】
同様の動作を行って、部屋の各隅部および各角部の方位角・距離データを極座標で収集するとともに、部屋の直線部分についても、必要とする方位角・距離データを極座標で収集して、二次元座標に変換する。
【0031】
レーザー距離計4から照射されるレーザー・ビームが、線状反射体61を指向しているものと見なす手法として、例えば、レーザー・ビームが、線状反射体61を横切って「反射強度データ」が高レベルの期間に、ロータリ・エンコーダ31から発生するパルスを計数する。そして、「反射強度データ」が低レベルになると、距離・方位角測定装置1を逆回転させて、再び「反射強度データ」が高レベルの期間に、先に計数した計数値の半分だけ計数したとき、レーザー・ビームの中心が測定用マーカー6S、6Kの線状反射体61に一致するので、そこに距離・方位角測定装置1を停止させる手法がある。
【0032】
また、隅部測定用マーカー6Sを使用する場合には、レーザー・ビームが線状反射体61を横切っている期間中に距離データを収集し、そのうち、最も長い距離データを出力した方位角を線状反射体61の方向とみなすことができる。
【0033】
同様に、角部測定用マーカー6Kを使用する場合には、レーザー・ビームが線状反射体61を横切っている期間中に距離データを収集し、そのうち、最も短い距離データを出力した方位角を線状反射体61の方向とみなすことができる。もちろん、測定者がリモコン操作で線状反射体61の方向へ目視により位置決めしてもよいのである。また、レーザー・ビームが広がってしまうため、線状反射体61がビームの中心にある状態で測定するための位置決めは種々の方法があり適宜採用すればよいのである。
【0034】
測定用マーカーとして、隅部測定用マーカー6Sおよび角部測定用マーカー6Kを使用しているが、隅部測定用マーカー6Sのみを使用して、その線状反射体61を部屋の角部に沿わせて測定することも可能である。
【0035】
(第2の実施形態)
距離・方位角測定装置1において、設置した測定用マーカー6S、6Kの存在を自動的に識別させて、測定用マーカー6S、6Kの線状反射体61の方位角および距離を自動的に測定するものである。
【0036】
図9に示すように、測定用マーカー2の高反射率の線状反射体61を挟む低反射率の表面に、線状反射体61と識別可能な高反射率の識別用反射体62を形成しておく。この識別可能な高反射率の反射体62としては、例えば、幅が広い高反射率の帯状反射体が適している。
【0037】
第1の実施形態と同様に、部屋の中央部に距離・方位角測定装置1を設置し、部屋の各隅部に隅部測定用マーカー6Sを設置し、各角部に角部測定用マーカー6Kを設置して、距離・方位角測定装置1を動作させる。
【0038】
距離・方位角測定装置1のレーザー距離計4にコマンドを送信して「反射強度データ」を出力させるモードに設定する。距離・方位角測定装置1が回転して、レーザー距離計4から照射されるレーザー・ビームが、測定用マーカー6S、6Kの低反射率の表面63を照射すると、部屋の壁面に比して著しく低レベルの「反射強度データ」を発生し、レーザー・ビームが識別用の帯状反射体62を照射すると、高反射率の線状反射体61に比して持続時間が長い高レベルの「反射強度データ」を発生する。
【0039】
このように、低レベルの「反射強度データ」の出力に続いて持続時間が長い高レベルの「反射強度データ」の出力が発生したとき、測定用マーカー6S、6Kが存在するものと認識することができるから、距離・方位角測定装置1の回転速度を下げて、高反射率の線状反射体61を検出し、第1の実施形態と同様の手順により、方位角データおよび距離データを極座標で収集することができる。
【0040】
測定用マーカー6S、6Kに形成する高反射率の識別用の帯状反射体62として、帯状反射体62の幅および/または帯状反射体62の数により、測定用マーカー6S、6Kの隅部用、角部用などの種類を特定することができる。そして、この識別用の帯状反射体62を磁石などにより着脱自在に構成しておくことにより、必要に応じて同じマーカー本体を隅部用または角部用に変更して使用することができので、多くのマーカーを準備しておかなくてもよいのである。
【0041】
(第3の実施形態)
測定用マーカー6S、6Kを形成する平板63の裏面の全部または一部を粘着面とし、この粘着面を剥離紙で保護して、高反射率の線状反射体61に沿って折り曲げる得るように構成したものを用意する。そして、剥離紙を剥がし、図10の斜視図に示すように、部屋の角部の稜線または隅部の谷線に線状反射体61を沿わせるように、部屋の角部または隅部に貼り付けて使用する。粘着面が有効な回数だけ繰り返し利用することができる。
【0042】
(第4の実施形態)
レーザー距離計4から測定用マーカー6S、6Kまでの距離が長い場合には、レーザー距離計4において受光される線状反射体61からの反射光線が微弱になって、距離測定の精度が低下したり測定不能に陥ることがある。
【0043】
長距離測定に適した隅部測定用マーカー6Sとして、図11(a)に示すように、鋭角に折り曲げた平板であって、内側に黒色の低反射率の2面63を有し、折り目部分に沿って内側に三角柱体の一面に高反射率の広幅の帯状反射体61aを設けたものを使用する。この隅部測定用マーカー6Sにおいては、帯状反射体61aの表面と部屋の隅に突き当てる角部との間に間隔Dが存在するので、測定した距離に誤差を生じるが、誤差は既知であるから補正すればよいのである。
【0044】
折り目部分の内側に平面の帯状反射体61を設ける代わりに、図11(b)に示すように、折り目部分を中央に挟むように帯状反射体61bを2面に跨って貼り付ける。そして、レーザー距離計4により距離測定を複数回行って距離データを収集し、その最大測定値を選択すればよいのである。
【0045】
長距離測定に適した角部測定用マーカー6Kとして、図12(a)に示すように、鈍角に折り曲げた平板であって、外側に黒色の低反射率の2面63を有し、折り目部分の外側の中央部を削って帯状の平面を形成し、その平面に高反射率の広幅の帯状反射体61cを設けたものを使用する。この角部測定用マーカー6Kにおいては、帯状反射体61cの表面と部屋の角に突き当てる角部との間に間隔Dが存在するので、測定した距離に誤差を生じるが、誤差は既知であるから補正すればよいのである。
【0046】
折り目部分の外側に平面の帯状反射体61cを設ける代わりに、図12(b)に示すように、折り目部分を中央に挟むように帯状反射体61dを2面に跨って貼り付ける。そして、レーザー距離計4により距離測定を複数回行って距離データを収集し、その最小測定値を選択すればよいのである。
【0047】
(第5の実施形態)
第1〜第3の実施形態においては、レーザー距離計を、「距離測定モード」と、「反射強度測定モード」とを選択して動作させている。このように2つのモードを切り換えて動作させると、測定に時間を費やすので、第5の実施形態においては、レーザー距離計を距離測定モードのみで動作させて測定時間を短縮するものである。
【0048】
距離・方位角測定装置1の回転台3には、レーザー距離計4とともに縦方向に広幅の扇形ビームのレーザー光線を放射するレーザー光源を搭載する。そして、レーザー距離計4から放射されるレーザー・ビームと扇形ビームの光軸とを一致させるようにレーザー光源を設定する。
【0049】
この扇形ビームのレーザー光線は、レーザー距離計4の動作を妨げないように、レーザー光線の波長を異ならせるか、変調周波数を相違させている。
【0050】
この第5の実施形態において使用する隅部測定用マーカー7Sは、図13(a)の斜視図に示すように、隅部測定用マーカー6Sと同様に鋭角に折り曲げた平板であって、内側に黒色の低反射率の2面63を有し、折り目部分に沿って内側に高反射率の線状反射体61を設けるとともに、線状反射体61の延長線上に隣接した一対のフォト・ダイオード71を設けたものである。
【0051】
この一対のフォト・ダイオード71は、扇形ビームのレーザー光線を検出するものであって、一対のフォト・ダイオード71の出力レベルが等しくなったとき、すなわち、受光した扇形ビームが、一対のフォト・ダイオード71の中央に指向した瞬間に、距離・方位角測定装置1へ赤外線または電波で受光信号を伝送する。
【0052】
距離・方位角測定装置1においては、受光信号を受信した瞬間の方位角を読み取り、線状反射体61が存在する方位角としてメモリに格納し、モータ32により回転台3を回転させてその方位角にレーザー距離計4の光軸を合わせたのち、レーザー距離計4から出力される「距離データ」を収集して格納する。
【0053】
さらに測定用マーカー7には、線状反射体61を中心とする線対称な位置に一対のフォト・ダイオード72が設けられている。この一対のフォト・ダイオード72は、扇形ビームのレーザー光線を受光したとき、距離・方位角測定装置1へ赤外線または電波で識別用の受光信号を伝送する。この識別用の受光信号を、隅部測定、角部測定、その他の情報で符号変調して伝送すると、データの処理に際して好都合である。もちろん、フォト・ダイオード72を設けることなく、フォト・ダイオード71だけでも測定が可能である。
【0054】
回動中の距離・方位角測定装置1において、この識別用の受光信号を受信すると、レーザー・ビームの指向方向が線状反射体61に接近したものと認識することができるので、回動速度を低下させてレーザー・ビームを線状反射体61に接近させる制御を行う。
【0055】
この第5の実施形態において使用する角部測定用マーカー7Kは、図14の斜視図に示すように、角部測定用マーカー6Kと同様に鋭角に折り曲げた平板であって、外側に黒色の低反射率の2面63を有し、折り目部分に沿って内側に高反射率の線状反射体61を設けるとともに、線状反射体61の延長線上に隣接した一対のフォト・ダイオード71を設け、さらに、隅部測定用マーカー7Sと同様に線状反射体61を中心とする線対称な位置に一対のフォト・ダイオード72が設けられている。
【0056】
(その他の実施形態)
部屋に突出した隅柱や中柱の突出長さが短い場合には、柱の隅部または角部に隅部用測定用マーカー6Sまたは角部用測定用マーカー6Kを設けることが困難である。このような場合には、図15(a)に示すように、柱の突出部の一面に粘着性の裏面を有する平板9を貼り付け、この平板9上の2点c、dを結ぶ線分を求め、この線分の延長線と敷居の2点a、bを結ぶ線分との交点を谷線Aとし、図15(b)に示すように、柱の突出部の他の面に粘着性の裏面を有する平板9を貼り付け、この平板9上の2点e、fを結ぶ線分を求め、この線分の延長線と敷居の2点g、hを結ぶ線分との交点を谷線Cとし、2点c、dを結ぶ線分と2点e、fを結ぶ線分との交点を柱の稜線とすればよいのである。
【0057】
このような測定において使用する平板よりなる測定用マーカー8として、図16に示すように平板を上下に区画して、一方の区画8Aは、全面を高反射率の平面66となし、他方の区画8Bは、黒色の低反射率の平面63となし、この低反射率の平面63に縦方向に高反射率の線状反射体61を設けたものを使用すると便利である。
【0058】
図17(a)に示すように、突出長さが短い隅柱や中柱を測定する場合には、測定用マーカー8の全面が高反射率の平面66を使用し、また、図17(b)に示すように、中柱の角部を測定する場合には、低反射率の平面63に形成した高反射率の線状反射体61を角部に合わせるように貼り付けて使用する。
【0059】
図17(c)に示すように、この測定用マーカー8を高反射率の線状反射体61で内側または外側に折り曲げて隅部測定用マーカーまたは角部測定用マーカーとして使用することができる。
【0060】
また、畳替えなどの目的で、既に畳が敷き込まれている部屋の寸法を測定する際には、畳の上に距離・方位角測定装置1を設置し、測定用マーカー8を敷居と畳との隙間に差し込んで、測定用マーカー8が敷居の直上にあるものと見なして測定することができる。このとき、高反射率の平面66だけを使用してもよいのである。測定用マーカー8の厚みによる距離データに及ぼす誤差を無視できない場合には、この厚み分を校正すればよいのである。
【0061】
以上で、部屋の角部の稜線または隅部の谷線までの距離および方位角を測定する技術内容について説明したが、部屋の直線部分についても測定することができる。
【0062】
すなわち、部屋の直線部分には測定用マーカーを設けることなく、回転台3を回転させてレーザー距離計4を連続的に動作させながら、部屋の大きさに合わせて一定角度(例えば、大きい部屋では2°、小さい部屋では5°)回転するごとに、レーザー距離計4から出力される距離データを方位角データとともに極座標で収集し、これらの極座標で収集した部屋のデータを角部および隅部のデータとともに二次元座標に変換すればよいのである。
【0063】
また、部屋の直線部分においても、必要な位置に測定用マーカーを設けて、角部および隅部と同様に距離データおよび方位角データを全方位角にわたって正確に収集し、二次元座標に変換してもよいのである。
【0064】
図18の平面図に示すように、壁面に中柱などの突出部5、6が存在する場合には、レーザー距離計4を1個所のみに設置して測定を行うと、突出部5、6の陰になる隅部7、4を測定することはできない。このような場合には、レーザー距離計4を第1の場所Rに設置して測定したのち、レーザー距離計4を陰になった隅部を測定できる第2の場所Lに移動して再度測定して、2個所から測定したデータを合成することにより部屋の寸法を得ることができる。この場合、第1の場所Rと第2の場所Lとにおいて測定する際に、少なくとも2点の共通する測定点3、8を測定しておくことにより演算でデータを合成させることができる。また、手動操作により第1の場所Rの測定データと第2の場所Lの測定データとの共通点を測定者に入力させるように構成することができる。
【0065】
また、大きい部屋や複雑な形状の部屋の寸法を測定する場合には、レーザー距離計4を2個所以上の場所に移動してデータを収集すればよいのである。このような各データの収集に際して、互いに共通する測定点のデータを含めて収集することにより、すべてのデータを合成して部屋の寸法を得ることができる
【0066】
【発明の効果】
以上の実施の形態に基づく説明から明らかなように、この発明の部屋の寸法測定装置によると、測定用マーカーを部屋の角部の稜線または隅部の谷線の位置に沿わせることにより部屋の角部の稜線または隅部の谷線の位置を簡便に、かつ正確に光学的に測定することができる。また、識別用の高反射率の帯状反射体を形成することにより、隅部や角部であることを認識させることができ、自動測定を行い得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の部屋の寸法測定装置で使用する距離・方位角測定装置の実施形態を示す斜視図、
【図2】図1に示す装置で使用する制御回路のブロック図、
【図3】この発明の部屋の寸法測定装置で使用する隅部測定用マーカーを示す斜視図、
【図4】隅部測定用マーカーの他の実施形態を示す斜視図、
【図5】この発明の部屋の寸法測定装置で使用する角部測定用マーカーを示す斜視図、
【図6】角部測定用マーカーの他の実施形態を示す斜視図、
【図7】角部測定用マーカーの他の実施形態を示す斜視図、
【図8】部屋の隅部および角部に測定用マーカーを設置した状態を示す平面図、
【図9】この発明の部屋の寸法測定装置で使用する測定用マーカーの他の実施形態を示す斜視図、
【図10】この発明の部屋の寸法測定装置で使用する測定用マーカーの他の実施形態の使用状態を示す斜視図、
【図11】長距離測定に適した隅部測定用マーカーの実施形態を示す平面図、
【図12】長距離測定に適した角部測定用マーカーの実施形態を示す平面図、
【図13】隅部測定用マーカーの他の実施形態を示す斜視図、
【図14】角部測定用マーカーの他の実施形態を示す斜視図、
【図15】突出長さが短い隅柱や中柱を測定する状態を示す斜視図、
【図16】測定用マーカーの他の実施形態を示す平面図、
【図17】突出長さが短い隅柱や中柱を測定する他の状態を示す斜視図、
【図18】距離・方位角測定装置を移動させて測定を行ってデータを合成する方法を示す平面図、
【図19】レーザー距離計からレーザービームを隅部または角部へ照射させた状態を示す斜視図、
【図20】従来のレーザー距離計を使用して隅部または角部を測定する状態を示す平面図である。
【符号の説明】
1 距離・方位角測定装置
2 基台
3 回転台
4 レーザー距離計
5 信号処理回路
6、7 測定用マーカー
9 リモコン送信装置
31 ロータリーエンコーダ
32 モータ
33 キーボードなどの操作部
34 入出力データを表示する表示部
35 コネクタ
61 高反射率の線状反射体
62 高反射率の識別用帯状反射体
63 低反射率の平面
64 保持部
65 保持部材
6S 隅部測定用マーカー
6K 角部測定用マーカー
8 測定用マーカー[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an apparatus for optically measuring the dimensions of a room using a laser distance meter, and is particularly easy to handle and easy to carry and accurately measures the distance from the laser distance meter to the corners and corners of the room. It is configured so that it can be measured.
[0002]
[Prior art]
When laying tatami mats, carpets, etc., the dimensions of the indicated room are not necessarily the same as the actual dimensions of the room. We cut tatami mats and carpets according to the shape of the.
[0003]
As an apparatus for optically measuring the actual size of such a room, apparatuses proposed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2000-310532 and 2001-74459, etc. have a base, and the base is rotatable. A rotary table mounted on the rotary table, a rotary encoder mounted on the rotary table and generating a number of pulses proportional to the rotation angle of the rotary table with respect to the base, and a pulse output from the rotary encoder. A counter for counting, a laser distance meter mounted on the rotating table and measuring the distance to the wall of the room, and the counter value (corresponding to the azimuth) and the output of the laser distance meter are stored in polar coordinate data. Storage means is provided.
[0004]
This distance and azimuth measuring device is installed in the center of the room, and the azimuth and distance of the room to be measured is collected by optical measurement with polar coordinates while rotating the turntable, and the room is collected with these polar coordinates. Is converted into two-dimensional coordinates to obtain the room dimensions.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The shape of the room is formed by the corners and corners where the straight part intersects the two straight parts, and the position of the corners and corners is particularly important when laying tatami mats, carpets, etc. It must be measured accurately. Even when the laser beam B from the laser distance meter is directed to the corner S or the corner K, the laser beam spreads instead of a line as shown in FIG. It is unclear what portion of the reflected laser beam in the expanded laser beam was used for measurement, and the output distance data and angle data are of low reliability.
[0006]
Therefore, in the apparatus for measuring a room size disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2000-310532 and 2001-74459, two straight lines X sandwiching the corner S or the corner K as shown in FIG. The positions of two points X11, X12, X21, X22 and Y1, Y12, Y21, Y22 on Y are respectively obtained, and the positions X0, Y0, Y01 where the two straight lines X, Y connecting the two points cross each other are virtually It is indirectly measured as a corner or corner.
[0007]
Thus, when a straight line is determined by a line segment connecting two points, if the distance between the two points is insufficient and short, the determined straight line direction is inaccurate and an accurate corner or corner is determined. The position of the part cannot be obtained.
[0008]
Therefore, the dimension measuring apparatus of the present invention has been conceived to accurately measure the corners or corner positions of such a room to be measured.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The room dimension measuring apparatus of the present invention includes a base, a rotatable turntable provided on the base, a rotary encoder for detecting a rotation angle of the turntable with respect to the base,
A distance / azimuth measuring device comprising a motor for rotating the turntable, and a laser distance meter mounted on the turntable; It is divided into top and bottom and It has a high-reflectance linear reflector and two low-reflectance planes that sandwich the linear reflector. And a plane with high reflectivity in the other compartment The measurement marker is placed so that the high-reflectance linear reflector is along the ridgeline at the corner or the valley at the corner of the room, and the turntable is moved by the motor. The laser distance meter is operated while being rotated, and the distance data output from the laser distance meter is collected together with the azimuth angle data based on the highly reflective linear reflector.
[0010]
The room dimension measuring method of the present invention includes a base, a rotatable turntable provided on the base, a rotary encoder for detecting a rotation angle of the turntable with respect to the base, and the turntable. Motor and laser distance meter mounted on the above rotating table And a laser light source that emits a laser beam of a wide fan-shaped beam in the vertical direction that is aligned with the optical axis of the laser beam emitted from the laser distance meter. Install a distance / azimuth measuring device in the room,
High reflectance linear reflector and two low reflectance planes sandwiching the linear reflector And a light detection element disposed on an extension line of the linear reflector, and when the light detection element receives light, a light receiving signal is transmitted to the distance / azimuth measuring device. Align the high-reflectance linear reflector with the corner ridgeline or corner valley line of the room. Set in The laser rangefinder is rotated while the turntable is rotated by the motor. And laser light source Operate the above Azimuth angle data is collected based on the received light signal, and distance data based on the highly reflective linear reflector at this azimuth angle is collected. How to collect.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
According to the present invention, a room dimension measuring apparatus includes a distance / azimuth angle measuring apparatus 1 shown in the perspective view of FIG. 1 and corners and measurement markers installed at corners.
[0012]
As shown in the perspective view of FIG. 1, the distance / azimuth measuring apparatus 1 includes a
[0013]
The
[0014]
As shown in FIG. 2, the signal processing circuit includes a
[0015]
In addition, a remote control receiver for remotely controlling the distance / azimuth measuring device 1 by operating the remote control transmitter 9 using radio waves or light rays is provided.
[0016]
The
[0017]
As a
[0018]
As measurement markers, a
[0019]
As shown in FIG. 3, the
[0020]
If the floor and the sill are not at right angles, the
[0021]
As shown in FIG. 5, the
[0022]
Further, as shown in the perspective view of FIG. 6A, as the
[0023]
Then, as shown in the plan view of FIG. 6B, when the front surface of the first
[0024]
If the floor and the sill are not at right angles, the
[0025]
A method for measuring the dimensions of a room using the distance / azimuth measuring apparatus 1 and the
[0026]
The distance / azimuth measuring device 1 is installed at the center of the room, and as shown in the plan view of FIG. 8, the
[0027]
A command is transmitted to the
[0028]
During the period when the laser beam crosses the
[0029]
Therefore, when the laser beam emitted from the
[0030]
Perform the same operation to collect the azimuth and distance data of each corner and corner of the room in polar coordinates, and also collect the required azimuth and distance data in polar coordinates for the linear part of the room. , Convert to two-dimensional coordinates.
[0031]
As a method for regarding that the laser beam emitted from the
[0032]
When the
[0033]
Similarly, when using the
[0034]
The
[0035]
(Second Embodiment)
The distance / azimuth measuring device 1 automatically identifies the presence of the installed
[0036]
As shown in FIG. 9, a high-reflectivity identifying reflector 62 that is distinguishable from the
[0037]
As in the first embodiment, the distance / azimuth measuring device 1 is installed at the center of the room, the
[0038]
A mode is set in which a command is transmitted to the
[0039]
In this way, when the output of high-level “reflection intensity data” with a long duration follows the output of low-level “reflection intensity data”, it is recognized that the
[0040]
As the band-shaped reflector 62 for identifying the high reflectance formed on the
[0041]
(Third embodiment)
All or part of the back surface of the
[0042]
(Fourth embodiment)
When the distance from the
[0043]
As a
[0044]
Instead of providing the flat strip-shaped
[0045]
As a
[0046]
Instead of providing the flat strip-shaped
[0047]
(Fifth embodiment)
In the first to third embodiments, the laser distance meter is operated by selecting the “distance measurement mode” and the “reflection intensity measurement mode”. If the two modes are switched and operated in this way, it takes time for the measurement. In the fifth embodiment, the laser distance meter is operated only in the distance measurement mode to shorten the measurement time.
[0048]
The
[0049]
The laser beam of the fan beam has a different wavelength or a different modulation frequency so as not to disturb the operation of the
[0050]
As shown in the perspective view of FIG. 13 (a), the corner measurement marker 7S used in the fifth embodiment is a flat plate bent at an acute angle in the same manner as the
[0051]
The pair of
[0052]
In the distance / azimuth measuring apparatus 1, the azimuth angle at the moment when the received light signal is received is read and stored in the memory as the azimuth angle where the
[0053]
Further, the
[0054]
When the rotating distance / azimuth measuring apparatus 1 receives this identification light reception signal, it can be recognized that the laser beam directing direction is close to the
[0055]
As shown in the perspective view of FIG. 14, the
[0056]
(Other embodiments)
When the protruding length of the corner pillar or the middle pillar protruding into the room is short, it is difficult to provide the
[0057]
As the
[0058]
As shown in FIG. 17A, when measuring a corner column or a middle column having a short protrusion length, the entire surface of the measuring
[0059]
As shown in FIG. 17 (c), the
[0060]
When measuring the dimensions of a room where tatami mats are already laid for the purpose of changing tatami mats, the distance and azimuth measuring device 1 is installed on the tatami mats, and the
[0061]
The technical contents for measuring the distance to the ridgeline at the corner of the room or the valley line at the corner and the azimuth angle have been described above, but it is also possible to measure the linear part of the room.
[0062]
That is, without providing a marker for measurement in the linear portion of the room, the rotating table 3 is rotated and the
[0063]
Also, in the straight part of the room, measurement markers are provided at the required positions, and distance data and azimuth angle data are collected accurately over all azimuth angles and converted into two-dimensional coordinates in the same way as corners and corners. It may be.
[0064]
As shown in the plan view of FIG. 18, when the
[0065]
Further, when measuring the dimensions of a large room or a room having a complicated shape, the
[0066]
【The invention's effect】
As is apparent from the description based on the above embodiment, according to the room dimension measuring apparatus of the present invention, the measurement marker is placed along the position of the corner ridge line or the corner valley line of the room by aligning the measurement marker. The position of the corner ridge line or the corner valley line can be measured optically simply and accurately. In addition, by forming a band-shaped reflector having a high reflectance for identification, it is possible to recognize a corner or a corner, and automatic measurement can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a distance / azimuth measuring device used in a room dimension measuring device of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram of a control circuit used in the apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a corner measurement marker used in the room dimension measuring apparatus of the present invention;
FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of a corner measurement marker;
FIG. 5 is a perspective view showing a corner measurement marker used in the room dimension measuring apparatus of the present invention;
FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of a corner measurement marker;
FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment of the corner measurement marker,
FIG. 8 is a plan view showing a state in which measurement markers are installed at corners and corners of a room;
FIG. 9 is a perspective view showing another embodiment of a measuring marker used in the room dimension measuring apparatus of the present invention;
FIG. 10 is a perspective view showing a use state of another embodiment of a measurement marker used in the room dimension measuring apparatus of the present invention;
FIG. 11 is a plan view showing an embodiment of a corner measurement marker suitable for long distance measurement;
FIG. 12 is a plan view showing an embodiment of a corner measurement marker suitable for long distance measurement;
FIG. 13 is a perspective view showing another embodiment of a corner measurement marker;
FIG. 14 is a perspective view showing another embodiment of the corner measurement marker,
FIG. 15 is a perspective view showing a state in which a corner pillar or a middle pillar having a short protrusion length is measured;
FIG. 16 is a plan view showing another embodiment of the measurement marker;
FIG. 17 is a perspective view showing another state in which a corner column and a middle column having a short protruding length are measured;
FIG. 18 is a plan view showing a method for synthesizing data by moving a distance / azimuth measuring device and performing measurement;
FIG. 19 is a perspective view showing a state in which a laser beam is irradiated to a corner or a corner from a laser distance meter;
FIG. 20 is a plan view showing a state in which corners or corners are measured using a conventional laser distance meter.
[Explanation of symbols]
1 Distance / azimuth measuring device
2 base
3 Turntable
4 Laser distance meter
5 Signal processing circuit
6, 7 Marker for measurement
9 Remote control transmitter
31 Rotary encoder
32 motor
33 Keyboard and other controls
34 Display for displaying input / output data
35 connector
61 Linear reflector with high reflectivity
62 High reflectivity band reflector for identification
63 Low reflectivity plane
64 Holding part
65 Holding member
6S Corner measurement marker
6K corner measurement marker
8 Markers for measurement
Claims (7)
上下に区画され、一方の区画に高反射率の線状反射体および該線状反射体を挟む2つの低反射率の平面を有し、他方の区画に高反射率の平面を有する測定用マーカーとを備え、
上記高反射率の線状反射体を部屋の角部の稜線または隅部の谷線に沿わせるように上記測定用マーカーを設置し、上記モータにより上記回転台を回転させながら、上記レーザー距離計を動作させて、上記高反射率の線状反射体に基づいて上記レーザー距離計から出力される距離データを方位角データとともに収集することを特徴とする部屋の寸法測定装置。Mounted on the turntable, a rotatable turntable provided on the turntable, a rotary encoder that detects a rotation angle of the turntable with respect to the turntable, a motor that rotates the turntable, and the turntable A distance and azimuth measuring device consisting of a laser distance meter,
Vertical is divided into the measuring markers have a plane of two low reflectance sandwiching the linear reflector and the linear reflector of high reflectivity on one of the compartments, has a plane of high reflectivity in the other compartment And
The laser distance meter is installed while the measurement marker is placed so that the high-reflectance linear reflector is along a corner ridge line or a corner valley line of the room, and the turntable is rotated by the motor. To measure the distance data output from the laser rangefinder together with the azimuth angle data based on the highly reflective linear reflector.
高反射率の線状反射体および該線状反射体を挟む2つの低反射率の平面と、該線状反射体の延長線上に配置された光検知素子とを有し、該光検知素子が受光したとき、受光信号を上記距離・方位角測定装置へ伝送する測定用マーカーを備え、
上記高反射率の線状反射体を部屋の角部の稜線または隅部の谷線に沿わせるように上記測定用マーカーを設置し、上記モータにより上記回転台を回転させながら、上記レーザー距離計およびレーザー光源を動作させて、上記受光信号に基づいて方位角データを収集し、該方位角における上記高反射率の線状反射体に基づく距離データを収集することを特徴とする部屋の寸法測定装置。Mounted on the turntable, a rotatable turntable provided on the turntable, a rotary encoder that detects a rotation angle of the turntable with respect to the turntable, a motor that rotates the turntable, and the turntable A distance / azimuth measuring device comprising: a laser distance meter; and a laser light source that emits a laser beam of a wide fan-shaped beam in the vertical direction that coincides with the optical axis of the laser beam emitted from the laser distance meter;
A high-reflectivity linear reflector, two low-reflectivity planes sandwiching the linear reflector, and a light-sensing element disposed on an extension of the linear reflector, the light-sensing element comprising: When receiving light, equipped with a measurement marker that transmits the received light signal to the distance / azimuth measuring device,
The laser distance meter is installed while the measurement marker is placed so that the high-reflectance linear reflector is along a corner ridge line or a corner valley line of the room, and the turntable is rotated by the motor. And measuring the dimension of the room by operating the laser light source, collecting azimuth angle data based on the received light signal, and collecting distance data based on the highly reflective linear reflector at the azimuth angle apparatus.
高反射率の線状反射体および該線状反射体を挟む2つの低反射率の平面と、該線状反射体の延長線上に配置された光検知素子とを有し、該光検知素子が受光したとき、受光信号を上記距離・方位角測定装置へ伝送する測定用マーカーを上記高反射率の線状反射体を部屋の角部の稜線または隅部の谷線に沿わせるように設置し、上記モータにより上記回転台を回転させながら、上記レーザー距離計およびレーザー光源を動作させて、上記受光信号に基づいて方位角データを収集し、該方位角における上記高反射率の線状反射体に基づく距離データを収集することを特徴とする部屋の寸法測定方法。Mounted on the turntable, a rotatable turntable provided on the turntable, a rotary encoder that detects a rotation angle of the turntable with respect to the turntable, a motor that rotates the turntable, and the turntable A distance and azimuth measuring device is installed in the room, which consists of a laser distance meter and a laser light source that emits a laser beam of a wide fan-shaped beam in the vertical direction aligned with the optical axis of the laser beam emitted from the laser distance meter. And
A high-reflectivity linear reflector, two low-reflectivity planes sandwiching the linear reflector, and a light-sensing element disposed on an extension of the linear reflector, the light-sensing element comprising: When receiving light, install a measurement marker that transmits the received light signal to the distance / azimuth measuring device so that the highly reflective linear reflector follows the ridgeline at the corner or the valley at the corner of the room. The azimuth angle data is collected on the basis of the received light signal by operating the laser distance meter and the laser light source while rotating the turntable by the motor, and the highly reflective linear reflector at the azimuth angle. Collecting distance data based on the room dimension measurement method
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