JP5456549B2 - 測量システム及び測量システムに於けるレーザ基準面平滑化方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転レーザ装置によりレーザ光線を回転照射してレーザ基準面を形成する測量システム、特に２以上のレーザ基準面を形成する測量システム及び測量システムに於けるレーザ基準面平滑化方法に関するものである。

広範囲に基準面を形成するものとしてレーザ光線を回転照射する回転レーザ装置があり、作業機械に受光器を設置し、受光器でレーザ基準面を検出しつつ整地等の土木工事を行う測量システムがある。

作業機械による作業、例えばブルドーザ等による整地作業で、作業範囲が広範囲に及び１つの回転レーザ装置で形成する基準面では作業範囲をカバーできない場合がある。この場合、２台又は３台以上の回転レーザ装置を用いて、広範囲にレーザ基準面を形成する。

複数の回転レーザ装置により、複数のレーザ基準面を形成した場合、回転レーザ装置が持つ個々の機差により、或は温度変化等、環境の変化が与える影響により、レーザ基準面が重なり合う部分は、必ずしも同一平面上で重ならない。

更に、回転レーザ装置を設置し、作業機械に受光器を設置し、レーザ基準面に基づき土木工事を施工する場合、作業は朝から夕方に至る等、長時間となるのが通常であり、気温の変化も大きく、回転レーザ装置が気温変化の影響を受ける。例えば、回転機構部の回転軸が温度変化で傾斜する等してレーザ光線の照射方向に変化が生じる。或は、振動等で回転レーザ装置の設置姿勢が変化する等が考えられる。これらの変化は、形成されるレーザ基準面の経時的な位置変化として現れ、本来水平であるべきレーザ基準面が傾斜成分を有することになる。

この為、複数のレーザ基準面間に高さ方向に位置ずれを生じ、施工基準となるレーザ基準面を切替えた場合に段差を生じてしまう。本来平面であるべきところに段差が生じるのは、好ましくなく、従来では作業者の判断で、段差を均す作業を行っていた。

特開２００４−２１２０５８号公報 特開２００５−２７４２２９号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、複数のレーザ基準面を形成した場合に、レーザ基準面間の境界部分での段差を解消する様にした測量システム及び測量システムに於けるレーザ基準面平滑化方法を提供するものである。

本発明は、既知点に設置され、レーザ光線を回転照射し、複数のレーザ基準面を形成する複数の回転レーザ装置と、移動可能な支持体に設けられ、前記レーザ光線を受光すると共に受光位置での各レーザ基準面の高さをそれぞれ検出する受光装置と、前記支持体の座標位置を検出する座標位置測定装置と、制御装置とを具備し、前記回転レーザ装置は、レーザ基準面の有効範囲の少なくとも一部が重合する様にレーザ基準面を形成し、前記制御装置は前記有効範囲が重合する範囲内で平滑化領域を設定し、前記座標位置測定装置の測定結果に基づき前記支持体が前記平滑化領域にある場合は、前記座標位置測定装置の測定結果及び前記受光装置の検出結果に基づき前記平滑化領域で前記レーザ基準面を平滑化基準面により連続させる平滑化処理を行う測量システムに係るものである。

又本発明は、前記複数の回転レーザ装置は、それぞれ識別可能なレーザ光線を回転照射し、前記受光装置は前記レーザ光線を個別に識別可能である測量システムに係るものである。

又本発明は、前記移動体は前記受光装置と既知の関係にある作業具を有し、前記制御装置は平滑化処理の結果に基づき前記作業具の高さを制御する測量システムに係るものである。

又本発明は、前記制御装置は、前記受光装置の検出結果に基づき前記レーザ基準面間の高さ方向の偏差を演算し、前記座標位置測定装置の測定結果に基づき前記移動体の前記平滑化領域内での位置を演算し、演算された前記高さ方向の偏差、演算された前記平滑化領域内での位置に基づき平滑化処理された平滑化基準面又は平滑化基準位置をリアルタイムで演算する測量システムに係るものである。

又本発明は、前記制御装置は、前記レーザ基準面間の高さ方向の偏差、前記移動体の前記平滑化領域内での位置に基づき、加重平均により平滑化基準面又は平滑化基準位置をリアルタイムで演算する測量システムに係るものである。

又本発明は、前記制御装置の平滑化基準面又は平滑化基準位置の演算には、円滑性を考慮した加重平均係数が含まれる測量システムに係るものである。

又本発明は、前記回転レーザ装置は、少なくとも２つのレーザ基準面の重合する範囲全域が、それぞれレーザ基準面の有効範囲である測量システムに係るものである。

又本発明は、複数のレーザ基準面を形成し、該レーザ基準面の有効範囲の少なくとも一部を重合させるステップと、重合範囲内で平滑化領域を設定するステップと、平滑化領域でレーザ基準面をそれぞれ検出し、レーザ基準面間の高さ偏差を求めるステップと、重合範囲内での受光した座標位置を検出するステップと、求めた高さ偏差と検出した座標位置とに基づき平滑化領域でレーザ基準面を平滑に連続させるステップとを具備する測量システムに於けるレーザ基準面平滑化方法に係るものである。

本発明によれば、既知点に設置され、レーザ光線を回転照射し、複数のレーザ基準面を形成する複数の回転レーザ装置と、移動可能な支持体に設けられ、前記レーザ光線を受光すると共に受光位置での各レーザ基準面の高さをそれぞれ検出する受光装置と、前記支持体の座標位置を検出する座標位置測定装置と、制御装置とを具備し、前記回転レーザ装置は、レーザ基準面の有効範囲の少なくとも一部が重合する様にレーザ基準面を形成し、前記制御装置は前記有効範囲が重合する範囲内で平滑化領域を設定し、前記座標位置測定装置の測定結果に基づき前記支持体が前記平滑化領域にある場合は、前記座標位置測定装置の測定結果及び前記受光装置の検出結果に基づき前記平滑化領域で前記レーザ基準面を平滑化基準面により連続させる平滑化処理を行うので、複数のレーザ基準面が形成され、レーザ基準面間に誤差を含む場合でも、レーザ基準面の切替えが円滑に行える。

又本発明によれば、前記複数の回転レーザ装置は、それぞれ識別可能なレーザ光線を回転照射し、前記受光装置は前記レーザ光線を個別に識別可能であるので、複数のレーザ光線によりレーザ基準面を形成した場合に、基準面の誤認識を防止できる。

又本発明によれば、前記移動体は前記受光装置と既知の関係にある作業具を有し、前記制御装置は平滑化処理の結果に基づき前記作業具の高さを制御するので、作業具による作業で基準面を切替えた場合に段差が生じるのを防止できる。

又本発明によれば、前記制御装置は、前記受光装置の検出結果に基づき前記レーザ基準面間の高さ方向の偏差を演算し、前記座標位置測定装置の測定結果に基づき前記移動体の前記平滑化領域内での位置を演算し、演算された前記高さ方向の偏差、演算された前記平滑化領域内での位置に基づき平滑化処理された平滑化基準面又は平滑化基準位置をリアルタイムで演算するので、基準面が経時的に変化しても、変化を含んで平滑化処理が行われる。

又本発明によれば、前記制御装置は、前記レーザ基準面間の高さ方向の偏差、前記移動体の前記平滑化領域内での位置に基づき、加重平均により平滑化基準面又は平滑化基準位置をリアルタイムで演算するので、基準面が経時的に変化しても、変化を含んで平滑化処理が行われる。

又本発明によれば、前記制御装置の平滑化基準面又は平滑化基準位置の演算には、円滑性を考慮した加重平均係数が含まれるので、レーザ基準面間の高さ偏差等が考慮された最適な平滑化処理が成される。

又本発明によれば、前記回転レーザ装置は、少なくとも２つのレーザ基準面の重合する範囲全域が、それぞれレーザ基準面の有効範囲であるので、２つのレーザ基準面が持つ誤差が相殺され、精度の高い基準面を形成することができる。

又本発明によれば、複数のレーザ基準面を形成し、該レーザ基準面の有効範囲の少なくとも一部を重合させるステップと、重合範囲内で平滑化領域を設定するステップと、平滑化領域でレーザ基準面をそれぞれ検出し、レーザ基準面間の高さ偏差を求めるステップと、重合範囲内での受光した座標位置を検出するステップと、求めた高さ偏差と検出した座標位置とに基づき平滑化領域でレーザ基準面を平滑に連続させるステップとを具備するので、レーザ基準面の切替えを行った場合に円滑な移行が得られる等の優れた効果を発揮する。

本発明に係る実施例の概略を示す説明図である。 本発明に係る実施例の概略ブロック図である。 回転レーザ装置、ブルドーザ、受光装置、レーザ基準面との関係を示す平面図である。 回転レーザ装置、受光装置、レーザ基準面との関係を示す立面図である。 レーザ基準面を切替える際に発生する段差を説明する説明図である。 レーザ基準面を切替える際に発生する段差の平滑化処理を行った場合の説明図である。 本発明に係る実施例の作用を説明するフローチャートである。 平滑化処理の一例を示す説明図である。 （Ａ）は平滑化処理の一例を示す説明図であり、（Ｂ）はＡ部分の拡大図である。 加重平均係数を考慮して平滑化処理をした場合の、平滑性を示すグラフである。 （Ａ）（Ｂ）は、レーザ基準面間の傾斜の状態と、それぞれ加重平均係数を異ならせた場合の平滑化処理の状態を示すグラフである。 （Ａ）（Ｂ）は、レーザ基準面間の傾斜の状態と、それぞれ加重平均係数を異ならせた場合の平滑化処理の状態を示すグラフである。 （Ａ）（Ｂ）は、レーザ基準面間の傾斜の状態と、それぞれ加重平均係数を異ならせた場合の平滑化処理の状態を示すグラフである。 （Ａ）（Ｂ）は、レーザ基準面間の傾斜の状態と、それぞれ加重平均係数を異ならせた場合の平滑化処理の状態を示すグラフである。 （Ａ）（Ｂ）は、レーザ基準面間の傾斜の状態と、それぞれ加重平均係数を異ならせた場合の平滑化処理の状態を示すグラフである。 （Ａ）（Ｂ）は、レーザ基準面間の傾斜の状態と、それぞれ加重平均係数を異ならせた場合の平滑化処理の状態を示すグラフである。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

先ず、図１を参照して本発明の実施例の概略を説明する。作業範囲に応じて、設置される回転レーザ装置の数が決定されるが、本実施例では、既知の位置に設置された２台の回転レーザ装置１ａ，１ｂを用いて２つのレーザ基準面ＲＰａ、レーザ基準面ＲＰｂを形成した場合を示している。尚、前記回転レーザ装置１ａ，１ｂはレーザ光線を定速で回転照射し、又レーザ光線の回転照射は、同期していてもよく、同期していなくともよい。又、照射されるレーザ光線の光束は、スポット光であっても、上下に広がる扇状光であっても、或は広がりを有する２以上の扇状光で少なくとも１つが傾斜している複合扇状光であってもよい。

図１中、２ａ，２ｂはそれぞれ前記回転レーザ装置１ａ，１ｂの回動部であり、該回動部２ａ，２ｂよりレーザ光線３ａ，３ｂが回転照射される。又、４は作業機械の１つであるブルドーザであり、該ブルドーザ４には受光装置５、ＧＰＳ位置測定装置６、制御装置７が設けられている。従って、前記ブルドーザ４は、作業機械であると共に移動体であり、又前記受光装置５、前記ＧＰＳ位置測定装置６を支持する支持体である。

前記回転レーザ装置１ａ，１ｂから照射されるレーザ光線３ａ，３ｂは、それぞれ識別可能となっており、例えば前記レーザ光線３ａ，３ｂは、異なる波長であるか、或は異なる変調となっている。前記受光装置５は、前記レーザ光線３ａ，３ｂを受光し、２つのレーザ光線を識別する機能を有しており、各レーザ光線３ａ，３ｂの受光位置（受光高さ）をそれぞれ検出する。

２つのレーザ光線を識別する機能としては、１つの受光部を有し、該受光部からの受光信号を電気的に処理してレーザ光線３ａ，３ｂを識別するか、或はレーザ光線の数に対応した数の受光部を有し、各受光部でレーザ光線３ａ，３ｂをそれぞれ個別に識別する等である。

前記ＧＰＳ位置測定装置６は、前記ブルドーザ４の地上での絶対座標を測定するものであり、又前記ＧＰＳ位置測定装置６と前記受光装置５とは既知の関係にあり、前記ＧＰＳ位置測定装置６の位置が測定されることで、前記受光装置５の絶対座標が測定される様になっている。尚、ＧＰＳ位置測定装置６の代りに、トータルステーション等の位置測定手段を用いて、前記ブルドーザ４の位置を測定する様にしてもよい。

前記制御装置７は施工データを具備し、前記受光装置５によるレーザ光線基準面の検出結果、前記ＧＰＳ位置測定装置６による絶対座標の測定結果、及び前記施工データに基づき作業具であるブレード８の上下方向の位置を制御する様になっている。又、前記制御装置７は、前記ＧＰＳ位置測定装置６の測定結果に基づき、前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂのいずれを用いるかを決定し、後述する様に、前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂの使用の切替えに際し、前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂ間で段差（上下方向の偏差）がある場合、段差が生じない様に平滑化処理（スムージング）を実行する。

又、図２により、本実施例のシステムの概略を説明する。

前記回転レーザ装置１ａ，１ｂによって形成された前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂは、前記受光装置５によって検出され、検出結果は前記制御装置７に入力される。又、前記ＧＰＳ位置測定装置６で測定した絶対座標（座標位置情報）は、前記制御装置７に入力される。

該制御装置７は、主に演算制御部１１、記憶部１２、駆動制御部１３を有し、該駆動制御部１３は前記演算制御部１１からの指令により前記ブレード８を駆動する駆動部１４を駆動し、又駆動の制御を行う。前記演算制御部１１へは、操作・入力部１５から作業条件の設定等が入力される。尚、図示していないが、前記操作・入力部１５は表示部を有し、該表示部には入力時の設定情報、作業を実行している際の作業状態、施工データ等が表示される。

前記記憶部１２には、前記回転レーザ装置１ａ，１ｂの位置情報、前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂ間のずれ量等から平滑化領域（スムージング領域）を演算する平滑化領域設定プログラム、又スムージング領域で前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂ間を接続する平滑化基準曲線（或は平滑化基準曲面）を演算し、又平滑化基準曲線（或は平滑化基準曲面）内での前記受光装置５の位置に対応する高さ位置（平滑化した後の基準位置）をリアルタイムで演算する平滑化プログラム、前記ＧＰＳ位置測定装置６からの位置情報、前記回転レーザ装置１ａ，１ｂの位置情報に基づき、前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂに於ける前記受光装置５即ち前記ブルドーザ４の相対位置を演算する位置演算プログラム、前記駆動部１４を駆動する為の制御プログラム等のプログラムが格納され、又前記記憶部１２には施工データ、前記回転レーザ装置１ａ，１ｂの位置情報、前記ＧＰＳ位置測定装置６で測定された座標位置情報等が格納される。

次に、図３〜図７を参照して本実施例の作用について説明する。

図３は、前記回転レーザ装置１ａ，１ｂ、前記ブルドーザ４、前記受光装置５、前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂとの関係を示す平面図である。図中、１７は作業エリアを示し、又前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂは所要の範囲でオーバラップしており、又前記回転レーザ装置１ａによる前記レーザ基準面ＲＰａを利用できる範囲Ｓａ（即ちレーザ基準面ＲＰａの有効範囲）、前記回転レーザ装置１ｂによるレーザ基準面ＲＰｂを利用できる範囲Ｓｂ（即ちレーザ基準面ＲＰｂの有効範囲）もオーバラップしており、前記範囲Ｓａ、前記範囲Ｓｂがオーバラップしている範囲の全部又は一部が平滑化領域１８として設定される。

前記平滑化領域１８は、前記回転レーザ装置１ａ，１ｂの位置、前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂを利用できる範囲から、前記演算制御部１１が平滑化領域設定プログラムにより自動的に設定してもよく、更に、前記平滑化領域１８は、前記操作・入力部１５より期待する平滑面の滑らかさを設定することで、滑らかさの設定を加味して前記演算制御部１１が自動的に設定する。或は、作業者が前記操作・入力部１５より平滑化範囲を入力し、入力されたデータに基づき前記演算制御部１１が設定する様にしてもよい。

図４は、前記回転レーザ装置１ａ，１ｂ、前記受光装置５、前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂとの関係を示す立面図である。図４中、１９は理想的な基準面であるが、前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂは、前記回転レーザ装置１ａ，１ｂは、機差、温度変化、振動等の影響を受け、前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂは、必ずしも理想的な基準面１９と合致せず、前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂはそれぞれ理想的な基準面１９に対してα、βの角度で傾斜する。従って、前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂ間では、上下方向にΔｈの偏差が生じる。

前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂを基準面として、整地を実行し、基準面を前記レーザ基準面ＲＰａから前記レーザ基準面ＲＰｂに切替えた場合、平滑化処理をしない場合は、図５に示される様に、基準面を切替えた部分で段差を生じる。尚、図５に於いて段差が傾斜を有するのは、前記ブレード８の前記駆動部１４が作動上遅れを有することによる。尚、図５中、黒のプロットは、前記受光装置５が受光したことを示しており、プロットの間隔がレーザ光線３ａ，３ｂの回転周期を示している。

本実施例では、図６に示される様に、前記平滑化領域１８で前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂ両方の高さ位置情報に基づき、前記平滑化領域１８全域に掛渡って前記レーザ基準面ＲＰａと前記レーザ基準面ＲＰｂとを平滑化基準面２０により円滑に接続する。図６中、黒のプロットは図５と同様、前記受光装置５が受光したことを示している。尚、前記ブルドーザ４が前記回転レーザ装置１ａ，１ｂ方向に直線的に移動するときは、前記平滑化基準面２０は曲線（平滑化基準曲線）として現れる。

図７は、本実施例の基本シーケンスを示している。

前記回転レーザ装置１ａ，１ｂの位置情報を前記操作・入力部１５より前記制御装置７に設定入力する（ＳＴＥＰ：０１）。

測定が開始され（ＳＴＥＰ：０２）、前記ブルドーザ４が作業を開始する。該ブルドーザ４が前記範囲Ｓａから前記範囲Ｓｂに移動する場合を仮定する。

前記回転レーザ装置１ａ，１ｂのいずれかのレーザ光線３ａ，３ｂを受光し（ＳＴＥＰ：０３，ＳＴＥＰ：０４）、例えば前記レーザ光線３ａを受光したとして、前記レーザ光線３ｂが受光されたかどうかが判断され、受光されていない場合は、前記レーザ光線３ａの受光に基づき高さ情報が生成され（ＳＴＥＰ：０９）、該高さ情報に基づき前記駆動部１４が制御される（ＳＴＥＰ：１０）。

前記レーザ光線３ｂも合わせて受光されると、前記ＧＰＳ位置測定装置６からの座標位置情報から、前記受光装置５即ち前記ブルドーザ４が前記平滑化領域１８内にあるかどうかが判断され（ＳＴＥＰ：０５，ＳＴＥＰ：０６）、前記平滑化領域１８に到達する迄は、前記レーザ光線３ａの受光結果に基づき高さ情報が作成される。

前記レーザ光線３ａ，３ｂを受光し、更にブルドーザ４が前記平滑化領域１８に到達したとの判断がなされると、平滑化の演算が開始される（ＳＴＥＰ：０７）。尚、平滑化の演算より平滑性を得る為、平滑化フィルタ処理をしてもよい（ＳＴＥＰ：０８）。

平滑化の演算は、前記受光装置５が前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂを受光し、検出した前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂの高さ位置及び前記ＧＰＳ位置測定装置６により測定された前記ブルドーザ４の位置情報に基づき、前記レーザ基準面ＲＰａから前記レーザ基準面ＲＰｂへ円滑に移行する為の現在の高さ情報Ｈが演算される（ＳＴＥＰ：０９）。この高さ情報は、前記駆動制御部１３に出力され、該駆動制御部１３は前記駆動部１４を制御する（ＳＴＥＰ：１０）。

即ち、現時点で検出された前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂの高さ位置、前記ＧＰＳ位置測定装置６で測定された座標位置に基づいて前記平滑化領域１８内での高さ位置を演算するので、前記回転レーザ装置１ａ，１ｂが経時的に変化し、前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂの位置が変化したとしても、平滑化処理は現状の整地状態に合わせて実行される。

又、演算され、得られた高さ情報を時系列及び前記ＧＰＳ位置測定装置６で得られた座標位置に対応させ配列すると、図６に示される平滑化基準曲線２０が形成される。即ち、前記高さ位置は、前記平滑化基準曲線２０に合致する様に演算され、該平滑化基準曲線２０は期待する平滑面の滑らかさに対応する様に、前記平滑化プログラムに組込まれる。

更に、平滑化処理について、図８〜図１１を参照して説明する。

以下の平滑化処理は、前記平滑化基準曲線２０が前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂの検出で得られる２つの高さ位置情報を前記ＧＰＳ位置測定装置６の測定で得られる座標位置情報を考慮した加重平均により求めた場合を説明する。

図８に於いて、回転レーザ装置１ａ，１ｂ間の距離をＬとした時、平滑化領域１８中心の点Ｐは双方の中点、つまりＬ／２が妥当であろう。

点Ｐを中心に幅Ｗの平滑化領域１８での平滑化処理を考える。前記受光装置５の位置は点Ｒで示す。

前記回転レーザ装置１ａから距離ｌ2 の地点Ｒに受光装置５が位置している時、平滑化領域１８の境界からのＲの位置を示すｌｒは

ｌｒ＝ｌ2 −（Ｌ−Ｗ）／２
そして、前記回転レーザ装置１ａ側から見た平滑化領域１８での位置関係はｌｒ／Ｗで示すことができる。

ここでレーザ基準面ＲＰａから求まった高さをｈａ、前記レーザ基準面ＲＰｂから求まった高さをｈｂとした時に、演算により得られる高さｈ（以下演算高さ位置ｈ）は（図９参照）、以下に示される。尚、図９中、黒のプロットは、前記受光装置５がレーザ光線３ａ，３ｂを受光した前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂの位置、白のプロットは、検出する前の結果から推定した位置を示している。
ｈａ＜ｈｂの時、
ｈ＝ｈａ＋｜ｈａ−ｈｂ｜×Ａ 但し、Ａ＝Ｆ（ｌｒ／Ｗ）となる加重平均係数を示す。
ｈａ＝ｈｂの時、
ｈ＝ｈａ
ｈａ＞ｈｂの時、
ｈ＝ｈｂ＋｜ｈａ−ｈｂ｜×Ｂ 但し、Ｂ＝Ｆ（１−ｌｒ／Ｗ）で求まる加重平均係数を示す。

以下、ｘを平滑化領域内の位置関係を示す比とし、加重平均係数に含まれる関数Ｆ（ｘ）を設定することで、前記平滑化基準面２０の円滑性が決定される。以下、関数Ｆ（ｘ）のいくつかを以下に例示する。

加重平均係数（１）
Ｆ（ｘ）＝ｘ
加重平均係数（２）
ｘ≦０．５の時、Ｆ（ｘ）＝２×ｘ²
ｘ＞０．５の時、Ｆ（ｘ）＝１−２×（１−ｘ）²
加重平均係数（３）
ｘ≦０．５の時、Ｆ（ｘ）＝ｘ² ＋ｘ／２
ｘ＞０．５の時、Ｆ（ｘ）＝１／２×［ｘ＋｛１−２×（１−ｘ）² ｝〕

上記関数Ｆ（ｘ）を用いて平滑化基準曲線２０を計算した場合の、前記関数Ｆ（ｘ）特性を図１０に示す。

図示される様に、補正例をみると明らかだが、それぞれの回転レーザ装置１の高さｈａ，ｈｂの差が比較的大きい場合は加重平均係数（１）の方が、又少ない場合は加重平均係数（２）の方がより自然なつなぎ合わせが実現できている。又上記加重平均係数（３）の様に加重平均係数（１）、加重平均係数（２）の中間値を係数としてもよい。どの加重平均係数を採用するかは、前記平滑化領域１８の大きさ、前記レーザ基準面ＲＰａと前記レーザ基準面ＲＰｂ間の高さ偏差に応じて決定される。

図１１〜図１６は、前記レーザ基準面ＲＰａと前記レーザ基準面ＲＰｂとが種々の状態で傾斜した場合の平滑化の態様を示している。平滑化の態様の選択は、作業者が作業状況に合わせて、適宜加重平均係数を選択することで決定される。

次に、レーザ基準面ＲＰａを利用できる作業領域、レーザ基準面ＲＰｂを利用できる作業領域が完全に重なる場合、即ちそれぞれ１つのレーザ基準面ＲＰａ、レーザ基準面ＲＰｂで作業領域全域をカバーできる状態で、本発明を実施し、両レーザ基準面ＲＰａ、レーザ基準面ＲＰｂで得られる高さ位置を加重平均すると、得られる基準面は略前記基準面１９となり（図４参照）、前記レーザ基準面ＲＰａ、前記レーザ基準面ＲＰｂの誤差が相殺され、精度の高い基準面が得られる。

又、本発明は、３台以上の回転レーザ装置を用いて、レーザ基準面を形成してもよい。この場合、３以上のレーザ基準面が重なる領域では、２つのレーザ基準面を選択して上記した平滑化処理を行う。

１ 回転レーザ装置
２ 回動部
３ レーザ光線
４ ブルドーザ
５ 受光装置
６ ＧＰＳ位置測定装置
７ 制御装置
８ ブレード
１１ 演算制御部
１２ 記憶部
１３ 駆動制御部
１４ 駆動部
１５ 操作・入力部
１７ 作業エリア
１８ 平滑化領域
１９ 基準面
２０ 平滑化基準曲線

Claims (8)

1. 既知点に設置され、レーザ光線を回転照射し、複数のレーザ基準面を形成する複数の回転レーザ装置と、移動可能な支持体に設けられ、前記レーザ光線を受光すると共に受光位置での各レーザ基準面の高さをそれぞれ検出する受光装置と、前記支持体の座標位置を検出する座標位置測定装置と、制御装置とを具備し、前記回転レーザ装置は、レーザ基準面の有効範囲の少なくとも一部が重合する様にレーザ基準面を形成し、前記制御装置は前記有効範囲が重合する範囲内で平滑化領域を設定し、前記座標位置測定装置の測定結果に基づき前記支持体が前記平滑化領域にある場合は、前記座標位置測定装置の測定結果及び前記受光装置の検出結果に基づき前記平滑化領域で前記レーザ基準面を平滑化基準面により連続させる平滑化処理を行うことを特徴とする測量システム。
2. 前記複数の回転レーザ装置は、それぞれ識別可能なレーザ光線を回転照射し、前記受光装置は前記レーザ光線を個別に識別可能である請求項１の測量システム。
3. 前記移動体は前記受光装置と既知の関係にある作業具を有し、前記制御装置は平滑化処理の結果に基づき前記作業具の高さを制御する請求項１の測量システム。
4. 前記制御装置は、前記受光装置の検出結果に基づき前記レーザ基準面間の高さ方向の偏差を演算し、前記座標位置測定装置の測定結果に基づき前記移動体の前記平滑化領域内での位置を演算し、演算された前記高さ方向の偏差、演算された前記平滑化領域内での位置に基づき平滑化処理された平滑化基準面又は該平滑化基準面内での高さ位置をリアルタイムで演算する請求項１の測量システム。
5. 前記制御装置は、前記レーザ基準面間の高さ方向の偏差、前記移動体の前記平滑化領域内での位置に基づき、加重平均により平滑化基準面又は該平滑化基準面内での高さ位置をリアルタイムで演算する請求項１又は請求項４の測量システム。
6. 前記制御装置の平滑化基準面又は該平滑化基準面内での高さ位置の演算には、円滑性を考慮した加重平均係数が含まれる請求項５の測量システム。
7. 前記回転レーザ装置は、少なくとも２つのレーザ基準面の重合する範囲全域が、それぞれレーザ基準面の有効範囲である請求項１の測量システム。
8. 複数のレーザ基準面を形成し、該レーザ基準面の有効範囲の少なくとも一部を重合させるステップと、重合範囲内で平滑化領域を設定するステップと、平滑化領域でレーザ基準面をそれぞれ検出し、レーザ基準面間の高さ偏差を求めるステップと、重合範囲内での受光した座標位置を検出するステップと、求めた高さ偏差と検出した座標位置とに基づき平滑化領域でレーザ基準面を平滑に連続させるステップとを具備することを特徴とする測量システムに於けるレーザ基準面平滑化方法。

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