JP5616174B2 - レーザ測量装置 - Google Patents

Description

本発明は地面を水平に整地したり、傾斜勾配を設定したり、或は土管の埋設に傾斜を設定する場合の基準面、基準線を形成するレーザ測量装置に関するものである。

土木工事、建設工事等に使用されるレーザ測量装置は、野外で使用され、或は屋内で使用され、或は寒冷地で使用され、或は高温多湿地で使用される等、使用環境は広範囲に亘る。更に、取扱う際に落下させ、使用中に衝突、転倒等がありレーザ測量装置に大きな衝撃が作用する場合もある。

レーザ測量装置が正常に作動しなかった場合の原因として、レーザ測量装置自体の異常、故障による場合、或は使用状態の急激な変化に伴う一時的な作動異常の場合、或はレーザ測量装置が適正に設置されていない場合、或はレーザ測量装置が正常に作動する環境（例えば、振動、揺れが生じている場所への設置等）で使用されていない場合等、種々の要因があり、更に、レーザ測量装置自体の異常、故障が原因であった場合でも、レーザ測量装置を構成する部品の経年劣化である場合、或は落下等外部からの強い衝撃による損傷である場合、或は高温下での使用による熱的な劣化による損傷である場合等種々の原因がある。

従来、レーザ測量装置に動作異常があった場合、営業所に於いて動作異常の原因が調査され、営業所で原因が分らない場合は対象のレーザ測量装置がサービスステーションに搬送され、サービスステーションで動作異常の原因が調査され、サービスステーションで原因が分らない場合は、更に製作工場の技術部門に搬送され、原因が究明され、動作異常の対策が講じられる様になっている。

従って、動作異常が営業所等の初期の段階で解明されれば、効率よく対応が可能であるが、製作工場の技術部門迄原因の解明を行う場合では、その都度搬送が伴い、その都度原因の調査が行われるので、日時が掛り、更に部門毎にその都度再調査をすることになり、作業者も熟練が要求されるので、時間とコストが掛ると言う問題があった。

特開２００４−１４４６８１号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、動作異常の原因を、簡単に特定できる様にしたレーザ測量装置を提供するものである。

本発明は、整準用のモータを有する整準部と、レーザ光線を発する光源部と、前記整準部に設けられ、前記レーザ光線を照射する投光光学系と、前記各構成部位に電力を供給する電源部と、前記各構成部位を駆動制御する制御部と、記憶部と、前記整準部に設けられ整準状態を検出する傾斜検出手段と、前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と前記光源部の発光状態を検出する光源検出手段と、電源部の出力電圧を検出する電圧検出手段と、動作異常を検出する異常検知手段とを具備し、前記制御部は、前記異常検知手段により異常の有無を監視すると共に前記各検出手段からの検出信号を所定時間間隔でサンプリングして検出信号群をサンプリングデータとして時系列に前記記憶部に格納し、格納したサンプリングデータは所定量を超えると、古いものから削除して順次新しいサンプリングデータを上書きし、監視する検出信号の少なくとも１つが異常を示した場合に、異常を示した時点を基点として所定時間の範囲のサンプリングデータを削除の対象から外して異常原因解析用のデータとして保存するレーザ測量装置に係るものである。

又本発明は、前記異常検知手段は、前記各検出手段からの検出信号により異常の有無を監視するレーザ測量装置に係り、又前記異常検知手段は、外部機器と通信する無線通信部からの信号に基づいて異常の有無を監視するレーザ測量装置に係るものである。

又本発明は、前記外部機器が受光装置であるレーザ測量装置に係るものである。

又本発明は、前記基点とした所定時間の範囲は、前記基点から時間的に遡る範囲であり、又は前記基点を時間的な始点とする範囲であるレーザ測量装置に係り、又前記基点とした所定時間の範囲は、前記基点を挾んで時間的に前後する範囲であるレーザ測量装置に係るものである。

又本発明は、前記制御部は診断プログラムを有し、前記制御部は前記診断プログラムにより前記異常原因解析用のデータから異常原因を特定するレーザ測量装置に係るものである。

又本発明は、更にＰＣを有し、該ＰＣが診断プログラムを有し、該ＰＣは前記診断プログラムにより前記異常原因解析用のデータから異常原因を特定するレーザ測量装置に係るものである。

又本発明は、前記診断プログラムは異常原因と前記構成部位との関連付けを行うレーザ測量装置に係り、又前記各構成部位はアッセンブリ化され、異常原因と関連付けされた構成部位を交換可能としたレーザ測量装置に係るものである。

又本発明は、温度検出手段又は／及び湿度検出手段を更に具備し、該温度検出手段又は／及び湿度検出手段によって検出された検出信号が前記サンプリングデータに追加されるレーザ測量装置に係り、又加速度検出手段を更に具備し、回転レーザ装置に作用する振動、衝撃、傾きを検出し、前記加速度検出手段の検出信号が前記サンプリングデータに追加されるレーザ測量装置に係り、又照度検出手段を更に具備し、該照度検出手段の検出信号が前記サンプリングデータに追加されるレーザ測量装置に係り、又ＧＰＳを更に具備し、該ＧＰＳによって検出された位置情報が、前記サンプリングデータに追加されるレーザ測量装置に係るものである。

又本発明は、前記レーザ光線を９０°偏向する偏向光学部材を有すると共に、該偏向光学部材を回転させる為の回転駆動部を有し、前記レーザ光線を回転照射するレーザ測量装置に係るものである。

本発明によれば、整準用のモータを有する整準部と、レーザ光線を発する光源部と、前記整準部に設けられ、前記レーザ光線を照射する投光光学系と、前記各構成部位に電力を供給する電源部と、前記各構成部位を駆動制御する制御部と、記憶部と、前記整準部に設けられ整準状態を検出する傾斜検出手段と、前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と前記光源部の発光状態を検出する光源検出手段と、電源部の出力電圧を検出する電圧検出手段と、動作異常を検出する異常検知手段とを具備し、前記制御部は、前記異常検知手段により異常の有無を監視すると共に前記各検出手段からの検出信号を所定時間間隔でサンプリングして検出信号群をサンプリングデータとして時系列に前記記憶部に格納し、格納したサンプリングデータは所定量を超えると、古いものから削除して順次新しいサンプリングデータを上書きし、監視する検出信号の少なくとも１つが異常を示した場合に、異常を示した時点を基点として所定時間の範囲のサンプリングデータを削除の対象から外して異常原因解析用のデータとして保存するので、記憶容量の節約ができ、又異常原因解析用のデータに基づき異常原因の解析、特定が可能となり、レーザ測量装置の動作異常の原因を、簡単に特定することができる。

又本発明によれば、前記異常検知手段は、前記各検出手段からの検出信号により異常の有無を監視するので、動作異常を起している部位の特定が容易である。

又本発明によれば、前記異常検知手段は、外部機器と通信する無線通信部からの信号に基づいて異常の有無を監視するので、外部機器の動作異常についても検知することができる。

又本発明によれば、前記基点とした所定時間の範囲は、前記基点から時間的に遡る範囲であり、又は前記基点を時間的な始点とする範囲であるので、異常を顕著に示す部分を異常原因解析用のデータとして保存するので、無駄のない効果的な異常原因解析用のデータの蓄積ができる。

又本発明によれば、前記基点とした所定時間の範囲は、前記基点を挾んで時間的に前後する範囲であるので、異常を顕著に示す部分を異常原因解析用のデータとして保存するので、無駄のない効果的な異常原因解析用のデータの蓄積ができる。

又本発明によれば、前記制御部は診断プログラムを有し、前記制御部は前記診断プログラムにより前記異常原因解析用のデータから異常原因を特定するので、作業者が個々に原因調査をする必要がなく、又原因調査に熟練を必要としないので、短時間で実行でき、コストの低減が図れる。

又本発明によれば、更にＰＣを有し、該ＰＣが診断プログラムを有し、該ＰＣは前記診断プログラムにより前記異常原因解析用のデータから異常原因を特定するので、作業者が個々に原因調査をする必要がなく、又原因調査に熟練を必要としないので、短時間で実行でき、コストの低減が図れ、更にレーザ測量装置自体に診断プログラムを格納する必要がなくなり、記憶部の容量を小さくでき、製作コストの低減が図れる。

又本発明によれば、前記診断プログラムは異常原因と前記構成部位との関連付けを行うので、原因が特定できると共に故障個所の特定もできるので、修理が迅速にでき、作業時間の短縮が図れ、修理コストが低減できる。

又本発明によれば、前記各構成部位はアッセンブリ化され、異常原因と関連付けされた構成部位を交換可能としたので、故障個所の構成部位を交換することで、修理が完了し、作業時間が短縮すると共に修理に熟練を必要としなくなるので、修理コストが低減できる。

又本発明によれば、温度検出手段又は／及び湿度検出手段を更に具備し、該温度検出手段又は／及び湿度検出手段によって検出された検出信号が前記サンプリングデータに追加されるので、異常原因が使用環境条件によるものであるかどうかの判定ができる。

又本発明によれば、加速度検出手段を更に具備し、回転レーザ装置に作用する振動、衝撃、傾きを検出し、前記加速度検出手段の検出信号が前記サンプリングデータに追加されるので、異常原因が落下、転倒等外的な衝撃によるものであるかどうかの判定ができる。

又本発明によれば、照度検出手段を更に具備し、該照度検出手段の検出信号が前記サンプリングデータに追加されるので、異常原因が使用環境条件によるものであるかどうかの判定ができる。

又本発明によれば、ＧＰＳを更に具備し、該ＧＰＳによって検出された位置情報が、前記サンプリングデータに追加されるので、異常原因がレーザ測量装置自体でなく、レーザ測量装置の経時的な位置変化によるものであるかどうかの判定ができる。

又本発明によれば、前記レーザ光線を９０°偏向する偏向光学部材を有すると共に、該偏向光学部材を回転させる為の回転駆動部を有し、前記レーザ光線を回転照射するので、レーザ基準面を形成するレーザ測量装置の動作異常の原因を、簡単に特定することができるという優れた効果を発揮する。

本発明を実施した回転レーザ装置の概略断面図である。 該回転レーザ装置のブロック構成図である。 サンプリングデータの取得、記憶部への格納状態を示す説明図である。

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、図２に於いて本発明が実施されるレーザ測量装置について説明する。尚、図１には、レーザ測量装置の一例として回転レーザ装置１を示している。

密閉された筐体２の内部には、整準部３、該整準部３上に設けられた投光光学系４、該投光光学系４の光軸を中心に回転自在に設けられた回転照射部５、該回転照射部５を回転させる回転駆動部６、前記整準部３、前記投光光学系４を制御する制御部７が収納されている。前記筐体２の底面には電源部８が設けられ、該電源部８から前記整準部３、前記投光光学系４、前記回転照射部５に電力が供給される。又、前記筐体２の所要位置、例えば側面に操作部２８、表示部２９、外部通信コネクタ３１が設けられ、更に前記筐体２の内部に外部機器３３と無線通信可能な通信部３０が設けられている。尚、外部機器３３としては、受光装置、リモートコントローラ等が挙げられる。

前記回転レーザ装置１は前記外部通信コネクタ３１を介して外部コンピュータ（ＰＣ）３２と接続可能となっており、前記回転レーザ装置１と前記外部コンピュータ３２とは、前記外部通信コネクタ３１を介してデータの授受が可能となっている。

前記整準部３は、水平２方向に直交して設けられた一対の傾斜検出手段である傾斜センサ１１と、２軸に傾斜可能なステージ（図示せず）と、該ステージを前記２軸の方向に独立して傾斜させる為の、各軸に対して設けられた整準モータ１２と、該整準モータ１２の回転数を検出する回転数検出手段１３、例えばエンコーダとを具備し、前記傾斜センサ１１の検出結果は前記制御部７に入力され、該制御部７は前記傾斜センサ１１からの検出結果に基づき前記整準モータ１２を駆動し、整準作動を制御すると共に前記回転数検出手段１３からの検出結果及び前記傾斜センサ１１からの検出結果に基づき前記整準モータ１２の動作と前記傾斜センサ１１の傾斜検出結果との整合性を監視する。

尚、前記傾斜センサ１１は水平２方向に直交する角度センサの他に鉛直方向の角度センサを設けてもよい。この場合、回転レーザ装置１を倒して鉛直な基準面が形成できる。又、前記回転数検出手段１３は、前記整準モータ１２に連結したエンコーダであってもよく、或は前記整準モータ１２がパルスモータであって、該整準モータ１２に駆動パルスを発する駆動手段又は駆動パルスをカウントするカウンタであってもよい。

前記投光光学系４は、レーザ光線１０を発するＬＤ等の光源部１４、及びレーザ光線１０を平行光束とするコリメートレンズ等を含む光学部材１５及び前記光源部１４の発光状態を監視する光源検出手段である光源モニタ１６（図２参照）を具備する。該光源モニタ１６は、射出されるレーザ光線１０をモニタリングして発光状態を検出する光センサ（光検出手段）１６ａと前記光源部１４に印加する電流をモニタリングして発光状態を検出する電流検出器（電流検出手段）１６ｂからなり、前記光センサ１６ａ、前記電流検出器１６ｂの少なくとも一方の検出結果に基づき前記光源部１４の発光状態を制御する。又、前記制御部７は、前記光センサ１６ａ、前記電流検出器１６ｂからの検出結果を比較し、前記光センサ１６ａからの検出結果と前記電流検出器１６ｂからの検出結果との整合性を判断する。

又、前記筐体２の内部、外部それぞれに、或は内部、外部の少なくとも１方には、温度検出手段である温度計１７及び湿度検出手段である湿度計１８が設けられ、前記回転レーザ装置１の使用状態での温度、湿度が測定され、検出された温度、湿度は前記制御部７に出力される。前記筐体２の内部には加速度検出手段である加速度計１９が設けられ、前記回転レーザ装置１に加わった衝撃の強さが検出される様になっており、前記加速度計１９の検出結果は前記制御部７に出力される。更に、前記筐体２の内部には照度検出手段である照度計２０が設けられ、該照度計２０により、外光が前記筐体２を透過することによる前記筐体２内部の明るさが検出され、前記照度計２０の検出結果は前記制御部７に入力される。

前記回転照射部５は回転自在に支持されたペンタプリズム等の偏向光学部材２１を有し、該偏向光学部材２１が前記回転駆動部６によって回転されることで、前記投光光学系４から射出されたレーザ光線１０を水平方向に偏向し、更に回転照射し水平基準面、傾斜基準面を形成する。

前記回転駆動部６は前記回転照射部５を回転させる為の走査モータ２２及び回転数検出手段（例えばエンコーダ）２３を具備し、該エンコーダ２３は前記回転照射部５及び前記走査モータ２２の回転数、回転速度を検出する。前記エンコーダ２３で検出された回転数或は回転速度は、前記制御部７に入力され、該制御部７は前記エンコーダ２３の検出結果に基づき前記走査モータ２２を所定の回転速度に定速制御する。

前記電源部８は、電圧検出計等の電圧検出手段２４を有し、該電圧検出手段２４によって出力電圧が常時検出されており、前記電圧検出手段２４の検出結果は前記制御部７に入力され、該制御部７はこの検出結果に基づき前記電源部８の消耗状態等の異常を判断する。

前記制御部７は、図２に示される様に、ＣＰＵで代表される演算部２５と、該演算部２５に付随して設けられた記憶部２６と、入出力制御部２７とを有し、前記整準部３、前記回転駆動部６、前記光源部１４への制御信号は、前記入出力制御部２７を介して出力され、又前記傾斜センサ１１、前記回転数検出手段１３、前記光源モニタ１６、前記温度計１７、前記湿度計１８、前記加速度計１９、前記照度計２０、前記エンコーダ２３、前記電圧検出手段２４からの各種信号は、前記入出力制御部２７を介して制御部７に入力される様になっている。尚、前記記憶部２６は、前記制御部７とは別に設けてもよい。

前記記憶部２６は、ＣＰＵと共に配線基板に実装された半導体メモリであってもよく、或はメモリカードの様に着脱可能な記録媒体であってもよい。前記記憶部２６はプログラムを格納するプログラム格納領域２６ａと、各種データを格納する動作記録格納領域２６ｂとを有している。尚、メモリカード等が装着される場合は、各種プログラムは半導体メモリに格納され、後述する動作記録データはメモリカード等に格納される様にすることが好ましい。

前記記憶部２６のプログラム格納領域２６ａには、前記回転レーザ装置１を作動させる為のシーケンスプログラム、各種センサからのデータをサンプリングする等の処理を行うデータ処理プログラム、各種センサからのデータに基づき異常の是非、異常原因の判定、異常箇所の特定等を行う診断プログラム等の各種プログラムが格納され、前記動作記録格納領域２６ｂには前記傾斜センサ１１、前記回転数検出手段１３、前記光源モニタ１６、前記温度計１７、前記湿度計１８、前記加速度計１９、前記照度計２０、前記エンコーダ２３、前記電圧検出手段２４からの信号が時系列で格納されている。

前記演算部２５は、前記シーケンスプログラムに基づき前記回転レーザ装置１を駆動制御し、又運転中の回転レーザ装置１について、前記データ処理プログラムに基づき前記傾斜センサ１１、前記回転数検出手段１３、前記光源モニタ１６、前記温度計１７、前記湿度計１８、前記加速度計１９、前記照度計２０、前記エンコーダ２３、前記電圧検出手段２４からの信号をサンプリングし、サンプリングしたデータを動作記録データとして時系列に前記記憶部２６の前記動作記録格納領域２６ｂに格納する。

上記した整準部３、投光光学系４、回転照射部５、回転駆動部６、制御部７、電源部８、更に各種センサ類はそれぞれアッセンブリ化されており、それぞれ単独で交換可能となっている。

尚、上記センサの他に、前記回転レーザ装置１の位置を検出するＧＰＳ装置（図示せず）を設けてもよい。該ＧＰＳ装置は、地球座標系での位置を数ｍｍの精度で測定でき、前記回転レーザ装置１の設置後の経時的な位置変化を検出する。

次に、前記回転レーザ装置１の作動について説明する。

前記操作部２８を介して測定開始の指令が入力されると、前記演算部２５が、前記シーケンスプログラムに基づき前記整準部３を駆動させ、前記回転レーザ装置１の整準を行い、更に、前記投光光学系４、前記回転駆動部６を駆動制御し、前記回転レーザ装置１からレーザ光線１０を射出させ、該レーザ光線１０は前記光学部材１５により平行光束とされ、前記偏向光学部材２１によって水平方向に偏向されると共に該偏向光学部材２１が回転されることで回転照射される。前記レーザ光線１０の回転照射によって、レーザ基準面が形成される。

形成されたレーザ基準面は、外部機器である受光装置３３によって検出することができる。該受光装置３３は携帯可能であり、電池を内蔵すると共に通信部（図示せず）を内蔵している。前記受光装置３３は該通信部、前記外部通信コネクタ３１を介して、前記受光装置３３と前記回転レーザ装置１との間で無線通信可能で受光位置或は測量データの送受信が可能である。尚、通信方式としては、光通信、電波通信等が適宜採用される。

更に、前記演算部２５は、前記回転レーザ装置１が作動している間中、前記データ処理プログラムに基づき前記傾斜センサ１１、前記回転数検出手段１３、前記光源モニタ１６、前記温度計１７、前記湿度計１８、前記加速度計１９、前記照度計２０、前記エンコーダ２３、前記電圧検出手段２４からの信号を動作記録データとして時系列に前記記憶部２６に格納する。

又、前記演算部２５は前記診断プログラムに基づき、これら前記傾斜センサ１１、前記回転数検出手段１３、前記光源モニタ１６、前記温度計１７、前記湿度計１８、前記加速度計１９、前記照度計２０、前記エンコーダ２３、前記電圧検出手段２４からの信号を個々に監視して、異常、即ち急激な変化があるかどうか、或は所定の値に対して許容範囲を超える変化があったかどうかを監視する。更に、異常があった場合は、前記診断プログラムに基づき異常があったデータ及び異常の前後の前記動作記録データを解析して異常原因の判定、更に異常箇所の特定を行い、診断結果を表示部２９に表示する。

次に、図３を参照して動作記録データのサンプリングの方法、保存の方法について説明する。

図３中、Ａ〜Ｉは上記したセンサが検出した信号であり、例えばＡは前記傾斜センサ１１の検出信号、Ｂは前記回転数検出手段１３の検出信号、Ｃは前記光センサ１６ａの検出信号、Ｄは前記電流検出器１６ｂの検出信号、Ｅは前記温度計１７、前記湿度計１８の検出信号、Ｆは前記加速度計１９の検出信号、Ｇは前記照度計２０の検出信号、Ｈは前記エンコーダ２３の検出信号、Ｉは前記電圧検出手段２４の信号を示している。

前記回転レーザ装置１が動作中、前記傾斜センサ１１、前記回転数検出手段１３、前記光センサ１６ａ、前記電流検出器１６ｂ、前記温度計１７、前記湿度計１８、前記加速度計１９、前記照度計２０、前記エンコーダ２３、前記電圧検出手段２４からの各信号（Ａ〜Ｉ）は、所定時間間隔、例えば１秒毎にサンプリングされ、サンプリングされた信号群はサンプリングデータとして前記動作記録格納領域２６ｂに時系列で格納されていく。又、該動作記録格納領域２６ｂに格納されるサンプリングデータが前記動作記録格納領域２６ｂの容量を超える様になった場合は、時間的に古いものから削除され、或は古いものから上書きされ、サンプリングデータが更新されていく。

尚、サンプリングされるデータとしては、所定時間（Δｔ）継続して検出信号が取得されるもの、例えば傾斜センサ１１、前記回転数検出手段１３、前記加速度計１９、前記エンコーダ２３からの検出信号、或は単発の検出信号、例えば前記光センサ１６ａ、前記電流検出器１６ｂ、前記温度計１７、前記湿度計１８、前記照度計２０、前記電圧検出手段２４からの信号があり、更に、動作記録データとして上記サンプリングデータの他に、前記操作部２８から不規則に入力される信号等がある。

前記記憶部２６には、各検出信号毎に異常の判断をする為の基準値、及び／又は前サンプリングデータ及び／又は直前の検出信号に対する変化率、或は変化量等の閾値が予め設定入力されており、前記演算部２５は、それぞれの検出信号を監視し、各検出信号が正常であるか、異常であるかを判断する。

前記演算部２５は、監視する検出信号の少なくとも１つに異常があると判断した場合、或は動作異常が検出された場合、異常の判断或は動作異常をトリガー（Ｔｒ）とし、異常が判断された時点を基点として、所定時間（ｔ１）遡った時点迄のサンプリングデータ群（Ｓ１）を削除せずに残しておく。即ち、前記動作記録格納領域２６ｂの記憶容量がなくなった場合にも、消去の対象から除き、削除、上書きをせずに保存する。従って、削除されるデータは前記サンプリングデータ群を除き、古いものとなる。

又、保存するサンプリングデータ群は、異常が判断された時点の前後の所定時間（ｔ２）のサンプリングデータ群（Ｓ２）としてもよい。或は、異常が判断された時点を始点として、その後の所定時間（ｔ３）のサンプリングデータ群（Ｓ３）を保存してもよい。

前述の動作異常が検出された場合とは、装置内の無線通信の異常や外部機器の動作異常も含む。無線通信の異常は、無線の受信不能（あるべき通信がない）、基準となる値より大きいノイズの存在や無線通信部そのものの異常がある。又、外部機器の動作異常には外部機器のウォーミングアップ中の信号、電池残量不足、外部機器のエラー信号が含まれる。外部機器の動作異常も無線通信等で前記回転レーザ装置１へ送信され、トリガー（Ｔｒ）とすることができる。

而して、前記傾斜センサ１１、前記回転数検出手段１３、前記光センサ１６ａ、前記電流検出器１６ｂ、前記温度計１７、前記湿度計１８、前記加速度計１９、前記照度計２０、前記エンコーダ２３、前記電圧検出手段２４、或は前記通信部３０等、及び前記診断プログラム等は異常検知手段として機能し、前記演算部２５は、異常検知手段により、前記回転レーザ装置１或は前記受光装置３３の動作異常を検出する。

前記回転レーザ装置１が動作不良を起したり、或は動作しなかった場合、作業者が前記操作部２８からの操作により診断プログラムを起動して、或は自動的に前記演算部２５が診断プログラムを起動して、前記動作記録格納領域２６ｂに格納されたサンプリングデータの解析を実行する。尚、サンプリングデータの解析は、前記回転レーザ装置１が動作不良を起したり、或は動作しなかった場合以外に、定期的に実行してもよい。

或は、前記診断プログラムを前記外部コンピュータ３２に格納し、サンプリングデータを前記外部通信コネクタ３１を介して前記外部コンピュータ３２に送信し、該外部コンピュータ３２でサンプリングデータの解析を行ってもよい。

又、前記サンプリングデータをメモリカード等の記憶媒体に格納している場合は、前記回転レーザ装置１から記憶媒体を取出し、前記外部コンピュータ３２に装填し、該外部コンピュータ３２でサンプリングデータの解析を行ってもよい。

サンプリングデータを解析することで、動作不良、動作しなかった場合の原因を診断し、更に診断結果に基づき不良個所の特定が行われる。不良個所が特定されることで、修理を行う場合に、不良個所、故障個所を調査する必要がなくなり、作業時間が短縮し、更に故障内容に適切な部所での修理の対応が可能となり、効率よく短期間での修理が可能となる。

更に、動作不良、動作しなかった原因が、環境の変化、或は回転レーザ装置１の設置が適正でない場合等、回転レーザ装置１自体が原因でなく、使用状態に問題がある場合も、サンプリングデータの解析で明らかになり、無用の修理をしなくて済み、保守コストの低減が図れる。

更に、前記回転レーザ装置１の各部位がアッセンブリ化されているので、不良のアッセンブリ、或は故障のアッセンブリが特定されることで、該当するアッセンブリの交換により、簡単に修理を行うことができる。この為、異常原因の特定、修理は熟練を必要としない。

次に、前記診断プログラムによるサンプリングデータの解析例について説明する。

前記傾斜センサ１１が検出する検出結果と、前記整準部３のモータの回転量を検出する前記回転数検出手段１３が検出するモータの回転量とを比較する。前記傾斜センサ１１が検出する傾斜量と前記整準モータ１２、前記回転数検出手段１３が検出する前記整準モータ１２の回転量とが対応していれば正常であり、対応関係が崩れていれば、前記傾斜センサ１１、前記整準モータ１２、前記回転数検出手段１３のいずれかが異常である。

前記光センサ１６ａは、前記光源部１４から発せられるレーザ光線１０の一部を分割して光量のレベルを検出するものであり、又前記電流検出器１６ｂは前記光源部１４に供給される電流値を検出するものであり、いずれも前記光源部１４の発光状態を検出する。従って、前記光センサ１６ａ、前記電流検出器１６ｂとの検出結果が所定の関係に対応していれば、前記光センサ１６ａ、前記電流検出器１６ｂは正常に作動しているものであり、例えば両センサ１６ａ，１６ｂが前記レーザ光線１０の許容値以上の光量低下、又は光量増大を検出すれば、前記光源部１４の異常が検出される。

前記温度計１７からの検出結果は、サンプリングした時点の温度が検出されると共に温度変化の度合、即ち前に取得した検出結果の経時的な変化（勾配）が検出される。回転レーザ装置１が使用される環境の温度及び温度の急激な変化は、前記回転レーザ装置１の作動に与える影響が大きいからである。

湿度はレーザ光線１０の到達距離に影響し、或は前記傾斜センサ１１の検出結果にも影響を及すことがある。従って、前記湿度計１８が検出する湿度は動作異常の判断材料となる。又、前記湿度計１８は、回転レーザ装置１内に水が浸入したことの検知も可能である。

前記加速度計１９は、前記回転レーザ装置１が静止状態の検出、或は外力が作用した（衝撃、振動が作用した）ことを検出する。

前記エンコーダ２３は、前記走査モータ２２の回転数、或は前記偏向光学部材２１の回転数、回転速度を検出し、前記走査モータ２２の異常を検出する。

前記電圧検出手段２４は、前記電源部８の出力電圧を検出し、検出電圧の低下により、電源の消耗状態が検知でき、或は急激な検出電圧の低下、増加或は電圧の不検出等で前記電源部８の異常を検出する。

前記診断プログラムは、上記センサ群からの検出結果に基づき、或は検出結果の組合わせで、異常の原因、故障個所の特定を行う。

例えば、前記傾斜センサ１１の検出結果と前記回転数検出手段１３との対応関係が崩れていると、前記傾斜センサ１１、前記整準モータ１２、前記回転数検出手段１３のいずれかが異常である。又、この時の、或はこの時を基点として所定時間遡った前記温度計１７或は前記湿度計１８の検出結果が、正常値から大きく外れている場合、前記傾斜センサ１１の方が温度、湿度の影響を受け易いので、前記傾斜センサ１１の異常であることが想定される。或は、前記加速度計１９の検出結果で大きな衝撃、振動が加わったことが確認できれば、前記整準モータ１２、前記回転数検出手段１３を含む機構部にずれを生じた等が想定できる。

又、前記光センサ１６ａの検出結果と前記電流検出器１６ｂの検出結果に対応性があり、両センサ１６ａ，１６ｂの検出結果が光量の低下を示せば、前記光源部１４の劣化が推定される。又、前記光センサ１６ａの検出結果と前記電流検出器１６ｂの検出結果との対応性が崩れていれば、前記光センサ１６ａ、前記電流検出器１６ｂのいずれかの検出結果が異常であると判断され、更にこの時の前記照度計２０の検出結果で、回転レーザ装置１に外部から強い光が照射されたことが検出されたことが分れば、前記光センサ１６ａが誤動作したことが推定される。

尚、前記光センサ１６ａ以外にも、前記回転数検出手段１３、前記エンコーダ２３等のセンサは、光を検出媒体としているので、前記照度計２０が光を検出した場合、これらセンサが異常を検出した原因として、回転レーザ装置１の内部に外光が入射したことが推定される。

又、前記加速度計１９の検出結果は、前記回転レーザ装置１へ外力が作用する状態を示すものであり、前記加速度計１９が振動を検出する場合は、前記回転レーザ装置１が振動する状態に設置されたことを示し、設置状態が適切でないことを示す。従って、振動が常時検出される状態で、前記回転レーザ装置１の動作異常が起き、蓄積された動作記録データで、他のセンサの検出結果に異常がなければ、前記回転レーザ装置１の設置状態が不適切であったと判断できる。又、前記回転レーザ装置１が動作しない等の異常があり、前記加速度計１９の検出データを解析した結果、異常が発生する直前に非常に大きな衝撃が作用したことが分れば、動作しない原因は落下、転倒等の事故が原因である等が推定される。

又、動作異常を起した基点より、前の動作記録データで、前記照度計２０が強い外光を検出し、前記温度計１７が急激な温度上昇を検出すれば、温度上昇の原因が直射日光であることが分り、強い直射日光下に前記回転レーザ装置１が設置され、前記回転レーザ装置１の動作異常が急激な環境変化によるものであることが推定される。

上記した様に、動作記録データ中の、センサ毎の検出結果に基づき動作異常の原因が推定でき、又単一のセンサで推定できない場合は、複数センサの検出結果の組合わせにより、動作異常の原因が推定できる。又、センサ単一の検出結果、或は複数のセンサの検出結果に基づき、故障個所の部位を特定できる。

更に、単体のセンサの検出結果、或は複数のセンサの検出結果の組合わせと、実際に生じた前記回転レーザ装置１の動作不良とを関連付けたデータベース、単体のセンサの検出結果、或は複数のセンサの検出結果の組合わせと、実際に故障した部位とを関連付けるデータベースを作成すれば、前記動作記録データの解析により異常の原因の特定、又異常部位の特定の精度は一層向上する。

尚、センサの検出結果に基づき、異常原因の特定、異常部位の特定をする他に、例えば、各種センサの温度、湿度の依存性を予め係数として設定しておき、実施使用中に於ける温度、湿度に合わせて、係数を加味した判断をすることで、環境が変化した状態での装置の精度を維持することが可能である。

更に、前記センサの検出結果に基づき、動作異常が発生する前に予告、或は警告を発することができる。

例えば、前記温度計１７、前記湿度計１８、前記照度計２０は、前記回転レーザ装置１の使用環境を検出するものであるが、前記温度計１７が急激な温度変化を検知した場合、前記湿度計１８が急激な湿度上昇を検知した場合等、異常動作が生じ易いこと、或は作業の中止を警告することができる。尚、この警告は、後での動作記録データの解析に利用することができる。

又、前記ＧＰＳ装置により、前記回転レーザ装置１の位置変化を検出することで、又前記整準部３の整準の履歴を解析することで、回転照射されるレーザ光線１０の光軸の傾斜を測定でき、光軸の補正が可能となり、前記回転レーザ装置１が形成する基準面の精度を向上させることができる。

上述した様に、本発明では、予めアッセンブリ化した構造部のどの箇所に故障が発生したかが特定でき、修理や、メンテナンスに於ける分解範囲を最小限にとどめることが可能となる。又、機械を熟知した修理作業員でなくとも、修理、メンテナンスが可能となる。更に、装置の設置状態や環境が動作記録として保存される為、装置を使用した作業で精度に問題を生じた場合に、装置に故障個所が発生したのか、使用環境、装置の設置状態が不適切であったかを検証することが可能となる。

１ 回転レーザ装置
２ 筐体
３ 整準部
４ 投光光学系
５ 回転照射部
６ 回転駆動部
７ 制御部
８ 電源部
１０ レーザ光線
１１ 傾斜センサ
１２ 整準モータ
１３ 回転数検出手段
１４ 光源部
１６ 光源モニタ
１７ 温度計
１８ 湿度計
１９ 加速度計
２０ 照度計
２３ エンコーダ
２４ 電圧検出手段
２５ 演算部
２６ 記憶部
２６ａ プログラム格納領域
２６ｂ 動作記録格納領域
３０ 通信部
３３ 受光装置

Claims (15)

1. 整準用のモータを有する整準部と、レーザ光線を発する光源部と、前記整準部に設けられ、前記レーザ光線を照射する投光光学系と、前記各構成部位に電力を供給する電源部と、前記各構成部位を駆動制御する制御部と、記憶部と、前記整準部に設けられ整準状態を検出する傾斜検出手段と、前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と前記光源部の発光状態を検出する光源検出手段と、電源部の出力電圧を検出する電圧検出手段と、前記各検出手段からの検出信号の異常或は動作異常を検出する異常検知手段とを具備し、前記制御部は、前記異常検知手段により異常の有無を監視すると共に前記各検出手段からの検出信号を所定時間間隔でサンプリングして検出信号群をサンプリングデータとして時系列に前記記憶部に格納し、格納したサンプリングデータは所定量を超えると、古いものから削除して順次新しいサンプリングデータを上書きし、監視する検出信号の少なくとも１つが異常を示した場合或は動作異常が検出された場合に、異常を示した時点を基点として所定時間の範囲のサンプリングデータを削除の対象から外して異常原因解析用のデータとして保存することを特徴とするレーザ測量装置。
2. 前記異常検知手段は、前記各検出手段からの検出信号により異常の有無を監視する請求項１のレーザ測量装置。
3. 前記異常検知手段は、外部機器と通信する無線通信部からの信号に基づいて異常の有無を監視する請求項１のレーザ測量装置。
4. 前記外部機器が受光装置である請求項３のレーザ測量装置。
5. 前記基点とした所定時間の範囲は、前記基点から時間的に遡る範囲であり、又は前記基点を時間的な始点とする範囲である請求項１のレーザ測量装置。
6. 前記基点とした所定時間の範囲は、前記基点を挾んで時間的に前後する範囲である請求項１のレーザ測量装置。
7. 前記制御部は診断プログラムを有し、前記制御部は前記診断プログラムにより前記異常原因解析用のデータから異常原因を特定する請求項１のレーザ測量装置。
8. 更にＰＣを有し、該ＰＣが診断プログラムを有し、該ＰＣは前記診断プログラムにより前記異常原因解析用のデータから異常原因を特定する請求項１のレーザ測量装置。
9. 前記診断プログラムは異常原因と前記構成部位との関連付けを行う請求項７又は請求項８のレーザ測量装置。
10. 前記各構成部位はアッセンブリ化され、異常原因と関連付けされた構成部位を交換可能とした請求項９のレーザ測量装置。
11. 温度検出手段又は／及び湿度検出手段を更に具備し、該温度検出手段又は／及び湿度検出手段によって検出された検出信号が前記サンプリングデータに追加される請求項１又は請求項７又は請求項８のレーザ測量装置。
12. 加速度検出手段を更に具備し、回転レーザ装置に作用する振動、衝撃、傾きを検出し、前記加速度検出手段の検出信号が前記サンプリングデータに追加される請求項１又は請求項７又は請求項８のレーザ測量装置。
13. 照度検出手段を更に具備し、該照度検出手段の検出信号が前記サンプリングデータに追加される請求項１又は請求項７又は請求項８のレーザ測量装置。
14. ＧＰＳを更に具備し、該ＧＰＳによって検出された位置情報が、前記サンプリングデータに追加される請求項１又は請求項７又は請求項８のレーザ測量装置。
15. 前記レーザ光線を９０°偏向する偏向光学部材を有すると共に、該偏向光学部材を回転させる為の回転駆動部を有し、前記レーザ光線を回転照射する請求項１のレーザ測量装置。

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