JP4987730B2 - 角度変位の補償測定 - Google Patents
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Description
トータルステーションなどの機器内で角度変位の補償された測定を行なうための方法および装置が開示されている。改良され且つ補償された角度変位の測定値は、角度リゾリバと慣性センサとの組み合わせを使用することにより得られる。補償された角度位置測定値は、角度リゾルバおよび慣性センサのそれぞれから得られる出力信号の少なくとも一部を組み合わせることにより生成される。
Claims (26)
- a)第1の構成要素(105,115)と、
b)前記第1の構成要素によって支持され、第1の軸(120,130)を中心に前記第1の構成要素に対して回転する第2の構成要素(115,125)と、
c)前記第2の構成要素を前記第1の軸を中心に回転させるための第1のドライブ(140,160)と、
d)第1の基準(205,410)に対する前記第1の軸を中心とする前記第2の構成要素の角度位置(φ1,α1)を表わす第1の角度位置信号(705,1005,1305,1605)を生成するための第1の角度センサ(145,165)と、
e)第2の基準(200,405)に対する前記第1の基準の角度変位(φ2,α2)および前記第2の基準(200,405)に対する前記第1の軸を中心とする前記第2の構成要素の角度位置(φ3,α3)のうちの一方を表わす第2の角度位置信号(725,1015,1325,1625)を生成するための第2の角度センサ(645,945,1245,1545)と、
f)前記第1の角度位置信号および前記第2の角度位置信号の少なくとも一つをフィルタ処理し、その結果として生じた信号を組み合わせることにより前記第2の基準に対する前記第2の構成要素のための第1の補償済み角度位置測定値(45,1035,1345,1645)を生成する信号プロセッサ(740,1030,1340,1640)と、
を備える測地機器。 - a)前記第2の構成要素(115)によって支持され、第2の軸(130)を中心に前記第2の構成要素に対して回転できる第3の構成要素(125)と、
b)前記第3の構成要素を前記第2の軸を中心に回転させるための第2のドライブ(160)と、
c)第3の基準(410)に対する前記第2の軸を中心とする前記第3の構成要素の角度位置(α1)を表わす第3の角度位置信号(1305,1605)を生成するための第3の角度センサ(165)と、
d)第4の基準(405)に対する前記第3の基準の角度変位(α2)および前記第4の基準(405)に対する前記第2の軸を中心とする前記第4の構成要素の角度位置(α3)のうちの一方を表わす第4の角度位置信号(1326,1625)を生成するための第4の角度センサ(1245,1545)と、
を更に備え、
前記信号プロセッサは、前記第3の角度位置信号および前記第4の角度位置信号の少なくとも一つをフィルタ処理し、その結果として生じた信号を組み合わせることにより前記第4の基準に対する前記第3の構成要素のための第2の補償済み角度位置測定値(1345,1645)を更に生成する、請求項1に記載の測地機器。 - 機器(100)は、前記第1の構成要素がベース(105)であり且つ前記第2の構成要素がアリダード(115)である測地測定機器である、請求項1または2に記載の測地機器。
- 機器(100)が測地測定機器であり、前記第3の構成要素がテレスコープ(125)である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の測地機器。
- 機器(100)が測地測定機器であり、前記第1の構成要素がアリダード(115)であり、前記第2の構成要素がテレスコープ(125)である、請求項1に記載の測地機器。
- 第1の基準(205)が前記ベースに対して固定されている、請求項3記載の測地機器。
- 前記第2の基準(200)が前記ベースの外側にある、請求項3または6に記載の測地機器。
- 前記第1の角度センサ(145,165)がアングルリゾルバを備えている、請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の測地機器。
- 前記第1の角度センサ(145,165)は、光学角度エンコーダ、磁気アングルリゾルバ、容量アングルリゾルバのうちの1つを備えている、請求項8に記載の測地機器。
- 前記第2の角度センサ(645,945,1245,1545)が慣性センサを備えている、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の測地機器。
- 前記第2の角度センサ(645,945,1245,1545)は、加速度計(2250,2350,2355)およびジャイロ(2445)のうちの一方を備えている、請求項10に記載の測地機器。
- 前記第1の角度位置信号(705,1005,1305,1605)は、高周波帯域よりも低周波帯域において高い精度を有している、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の測地機器。
- 第2の角度位置信号(725,1015,1325,1625)は、高周波帯域よりも低周波帯域において高いノイズを有している、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の測地機器。
- 前記第1の基準(205,410)は、前記第1の軸(120,130)を中心とする前記第2の構成要素(115,125)の加速度と共に前記第1の構成要素(105,115)に作用する反動トルク(T2,T4)に起因して角度変位され、それにより、対応するエラーが第1の角度位置信号にもたらされる、請求項1乃至13のいずれか一項に記載の測地機器。
- 前記第2の角度センサ(645,945,1245,1545)が前記第1の構成要素(105,115)上に取り付けられ、前記第2の角度位置信号(725,1015,1325,1625)が第2の基準(200,405)に対する第1の基準(205,410)の角度変位(φ2,α2)を表わしている、請求項1乃至14のいずれか一項に記載の測地機器。
- 前記第2の角度センサ(645,945,1245,1545)が前記第2の構成要素(115,125)上に取り付けられ、前記第2の角度位置信号(725,1015,1325,1625)は、第2の基準(200,405)に対する前記第1の軸(120,130)を中心とする前記第2の構成要素の角度位置(φ3,α3)を表わしている、請求項1乃至14のいずれか一項に記載の測地機器。
- 前記信号プロセッサは、第1の周波数フィルタ(710,1310)と、第2の周波数フィルタ(730,1330)と、コンバイナ(740,1340)とを備え、前記第1の角度位置信号(705,1305)が前記第1の周波数フィルタに通されることによりフィルタ処理済み第1角度位置信号(705,1305)が生成され、前記第2の角度位置信号(725,1325)が前記第2の周波数フィルタ(730,1330)に通されることによりフィルタ処理済み第2角度位置信号(735,1335)が生成され、前記コンバイナは、フィルタ処理済み第1角度位置信号とフィルタ処理済み第2角度位置信号とを組み合わせることにより第1の補償済み角度位置測定信号(745,1345)を生成する、請求項1乃至16のいずれか一項に記載の測地機器。
- 前記信号プロセッサは、周波数フィルタ(1020,1630)とコンバイナ(1030,1640)とを備え、前記第2の角度位置信号(1015,1625)が前記周波数フィルタ(1020,1630)に通されることによりフィルタ処理済み第2角度位置信号(1025,1635)が生成され、前記コンバイナは、第1の角度位置信号とフィルタ処理済み第2角度位置信号とを組み合わせることにより第1の補償済み角度位置測定信号(1035,1645)を生成する、請求項1乃至16のいずれか一項に記載の測地機器。
- 前記第1の周波数フィルタがローパスフィルタであり、前記第2の周波数フィルタがハイパスフィルタである、請求項17に記載の測地機器。
- 前記第1の周波数フィルタおよび前記第2の周波数フィルタのうちの少なくとも一方がアナログフィルタ要素(2450,2530)を備えている、請求項17または19に記載の測地機器。
- 前記第1の周波数フィルタおよび前記第2の周波数フィルタのうちの少なくとも一方がデジタルフィルタ要素(2410,2465)を備えている、請求項17、19、20のいずれか一項に記載の測地機器。
- 前記デジタルフィルタ要素は、汎用デジタルプロセッサ(650,950,1250,1550,2804)においてプログラム命令として実施される、請求項21に記載の測地機器。
- 前記第1の周波数フィルタの伝達関数および前記第2の周波数フィルタの伝達関数は、組み合わせられると、周波数全体にわたって一定である(810,1410)請求項17、19、20、21、22のいずれか一項に記載の測地機器。
- 前記第1の周波数フィルタおよび前記第2の周波数フィルタが適応フィルタである、請求項20に記載の測地機器。
- 第1の構成要素(105,115)と、
前記第1の構成要素によって支持され、第1の軸(120,130)を中心に前記第1の構成要素に対して回転できる第2の構成要素(115,125)と、
制御信号(DA,DE)に応じて前記第2の構成要素を前記第1の軸を中心に回転させるための第1のドライブ(140,160)と、
を有する測地機器を制御する方法であって、
i)第1の基準(205,410)に対する前記第1の軸を中心とする前記第2の構成要素の角度位置(φ1,α1)を表わす第1の角度位置信号(705,1005,1305,1605)を第1の角度センサ(145,165)から得るステップと、
ii)第2の基準に対する前記第1の基準の角度変位(φ2,α2)および前記第2の基準(200,405)に対する前記第1の軸を中心とする前記第2の構成要素の角度位置(φ3,α3)のうちの一方を表わす第2の角度位置信号(725,1015,1325,1625)を第2の角度センサ(645,945,1245,1545)から得るステップと、
iii)前記第1の角度位置信号および前記第2の角度位置信号の少なくとも一つをフィルタ処理し、その結果として生じた信号を組み合わせることにより第1の補償済み角度位置測定信号(45,1035,1345,1645)を生成するステップと、
iv)前記第1の補償済み角度位置測定信号から得られた制御信号を前記第1のドラブに印加するステップと、
を含む方法。 - 前記測地機器は、
前記第2の構成要素(115)によって支持され、第2の軸(130)を中心に前記第2の構成要素に対して回転できる第3の構成要素(125)と、
前記第3の構成要素を前記第2の軸を中心に回転させるための第2のドライブ(160)と、
を更に備え、
i)第3の基準(410)に対する前記第2の軸を中心とする前記第3の構成要素の角度位置(α1)を表わす第3の角度位置信号(1305,1605)を第3の角度センサ(165)から得るステップと、
ii)第4の基準(405)に対する前記第3の基準の角度変位(α2)および前記第4の基準(405)に対する前記第2の軸を中心とする前記第4の構成要素の角度位置(α3)のうちの一方を表わす第4の角度位置信号(1326,1625)を第4の角度センサ(1245,1545)から得るステップと、
iii)前記第3の角度位置信号および前記第4の角度位置信号の少なくとも一つをフィルタ処理し、その結果として生じた信号を組み合わせることにより第2の補償済み角度位置測定信号(1345,1645)を生成するステップと、
iv)第2の補償済み角度位置測定信号から得られる制御信号を前記第2のドライブに印加するステップと、
を更に含む、請求項25に記載の方法。
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