JP5673468B2 - Laser radar device installation angle setting system and laser radar device installation angle setting method - Google Patents
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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10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11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。また、地面は必ずしも1方向だけに傾いているとは限らず、図12に示すように水平面に対して2方向に傾いている場合もあり、そのような場合には調整がさらに困難となる。
As shown in FIG. 1 0, the
特許文献1には、等間隔で平行な3つ以上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は開示されている。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。
In
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、ユーザインターフェイス手段は、レーザレーダ装置を、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両方向に90°以内で変化させることが可能な構成とする。そして、ユーザインターフェイス手段は、先ず、レーザビームの走査面を、一方向に角度θ0(<90°)だけ傾ける第1の作業の指示をユーザに対して報知し、ユーザにより前記第1の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走査角θaについて地面までの距離Laを測定させる。
次に、レーザビームの走査面を、角度θ0傾いた状態から逆方向に角度θmoveだけ傾ける第2の作業の指示をユーザに対して報知し、ユーザによる第2の作業の完了応答があると、レーザレーダ装置に、走査角θbについて地面までの距離Lbを測定させる。そして、測定距離La,Lbより角度θcを算出すると、レーザレーダ装置の本体を、第1基準水平方向に角度θcだけ傾ける第3の作業の指示をユーザに対して報知する。
According to the installation angle setting system of the laser radar device according to
Next, the second work instruction for inclining the scanning surface of the laser beam by the angle θmove in the opposite direction from the state inclined by the angle θ0 is notified to the user, and when there is a completion response of the second work by the user, the laser radar device to measure the distance Lb to the ground for run査角.theta.b. Then, when the angle θc is calculated from the measurement distances La and Lb, the user is notified of a third work instruction for tilting the main body of the laser radar device by the angle θc in the first reference horizontal direction.
続いて、第3の作業の完了応答があると、レーザビームの走査面を地面と直角にする第4の作業の指示をユーザに対して報知し、第4の作業の完了応答があるとレーザレーダ装置に走査を実行させ、2つの走査角度θd1,θd2(θd1>θd2)について測定された地面までの距離Ld1,Ld2に基づいて、レーザビームが基準角度0°にある状態で地面と平行になるまでの角度差θxを算出する。それから、レーザレーダ装置の本体を、地面方向に角度差θxだけ傾ける第5の作業の指示をユーザに対して報知し、第5の作業の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。 Subsequently, when there is a response for completion of the third work, an instruction for the fourth work for making the scanning plane of the laser beam perpendicular to the ground is notified to the user, and when there is a response for completion of the fourth work , the laser is issued. Based on distances Ld1 and Ld2 to the ground measured for two scanning angles θd1 and θd2 (θd1> θd2), the radar apparatus performs scanning, and the laser beam is parallel to the ground with the reference angle being 0 °. The angle difference θx until is calculated. Then, the user is notified of a fifth work instruction to tilt the main body of the laser radar apparatus toward the ground by an angle difference θx, and when there is a completion response of the fifth work , the laser beam scanning plane in the laser radar apparatus. Is informed to the user to rotate 90 °.
すなわち、最初に、レーザビームの走査面が地面内の第1基準水平方向に対して平行となるように調整させる。その状態からレーザビームの走査面を地面と直角にして、2つの走査角度θd1,θd2について距離Ld1,Ld2を測定させ、走査面が地面内の第2基準水平方向に対して傾いている角度;角度差θxを求めるので、角度差θxをより高い精度で求めることができる。
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、レーザビームの基準角度0°に対して走査角θa,θbの一方を−90°,他方を90°とすると、角度θcを(1)式により算出する。
La・cosθc=Lb・cos(180°−θmove−θc) …(1)
すなわち、走査角θa,θbの振り幅は180°となり、測定距離La,Lbは、レーザレーダ装置の正面から見た場合の見かけ状の距離と一致する。したがって、その状態での幾何学的関係より(1)式が成り立つので、角度θcを(1)式によって算出することができる。
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θd1と地面と直角となる角度との差である角度αを(2)式により算出する。
Ld1・cosα=Ld2・cos(α+θd1−θd2) …(2)
すなわち、(2)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(3)式により算出できる。
θx=α+θd1−90° …(3)
That is, The first, is adjusted so that the scan plane of the laser beam is parallel to the first reference horizontal direction within the ground. From this state, the scanning plane of the laser beam is perpendicular to the ground, and the distances Ld1 and Ld2 are measured at two scanning angles θd1 and θd2, and the scanning plane is inclined with respect to the second reference horizontal direction in the ground; Since the angle difference θx is obtained, the angle difference θx can be obtained with higher accuracy.
According to the laser radar apparatus installation angle setting system according to
La · cos θc = Lb · cos (180 ° −θmove−θc) (1)
That is, the amplitudes of the scanning angles θa and θb are 180 °, and the measurement distances La and Lb coincide with the apparent distance when viewed from the front of the laser radar device. Therefore, since the equation (1) is established from the geometric relationship in that state, the angle θc can be calculated by the equation (1).
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 θd1 and the angle perpendicular to the ground, using the equation (2).
Ld1 · cos α = Ld2 · cos (α + θd1−θd2) (2)
That is, both sides of the equation (2) indicate the length of a perpendicular line that has dropped 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 (3).
θx = α + θd1-90 ° (3)
(第1実施例)
以下、第1実施例について図1ないし図6を参照して説明する。また、図10及び図11と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図4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、(a)は平面図、(b)は図10と同様の側面図である。一般的なレーザレーダ装置1では、図10に示したように、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。一方、レーザレーダ装置11は、図4に示すように、壁面(設置面)3に本体11が設置された状態で、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°の範囲内で回転可能となるように構成されている。また、図5には、レーザレーダ装置11がスキャンを行う場合の角度の±を示す(平面図)。
(First embodiment)
The first embodiment will be described below with reference to FIGS. Further, in FIG. 1 0 and 1 1, the same parts will not be described are denoted by the same reference numerals. Figure 4 shows a characteristic configuration of a
また、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。
In addition, 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ないし図3を参照して説明する。図2及び図3は、設置角度の調整手順を説明する図であり、図1は、同手順を示すフローチャートである。図2,図3は、レーザレーダ装置11をそれぞれ正面,側面から見た図であり、壁面3(図2では、図示の都合上柱状に示す)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2方向に傾斜しているとする。図2に示す、地面2の平面内にある第1基準水平方向からの傾きを第1傾き角と称し、図3に示す第2基準水平方向(第1基準水平方向と直交する方向)からの傾きを第2傾き角と称する。
Next, the operation of the present 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より出力されるレーザビームの走査面を、図2(a)に示す設置状態Aとするように傾ける(S2,第1ステップ)。例えば、通常の使用方向に対して45°(θ0)回転させて固定する。その状態で、所定のスキャン角度(この場合−90°)において測定点Aまでの距離Laを測定する(S3,第2ステップ)。次に、レーザビームの走査面を、図2(b)に示す設置状態Bとするように角度θmoveだけ傾ける(S4,第3ステップ)。例えば、設置状態Aから、逆方向に90°回転させて固定する。その状態で、所定のスキャン角度(この場合90°)において測定点Bまでの距離Lbを測定する(S5,第4ステップ)。
When the user installs the
測定された距離La,Lbは、パソコン12のディスプレイ12Dに表示されるので、ユーザは、その測定結果に基づいて角度θcを(1)式により算出する(S6,第5ステップ)。
La・cosθc=Lb・cos(180°−θmove−θc) …(1)
(1)式は、図2に示す幾何学的関係より決まる。尚、180°はS3,S5におけるスキャン角度の開きであり、角度θmoveも既知であるから(1)式を解けば角度θcを求めることができる。
ユーザは、角度θcを求めると、レーザレーダ装置11の本体11aを、図2(d)に示すように角度θcだけ傾けて固定する(S7,第6ステップ)。これにより、地面2の第1基準水平方向と、レーザレーダ装置11の走査面とが平行になる。
Since the measured distances La and Lb are displayed on the
La · cos θc = Lb · cos (180 ° −θmove−θc) (1)
Equation (1) is determined by the geometric relationship shown in FIG. Since 180 ° is an opening of the scan angle in S3 and S5 and the angle θmove is also known, the angle θc can be obtained by solving equation (1).
When obtaining the angle θc, the user tilts and fixes the main body 11a of the
次に、ユーザは、図2(d)の状態を基準として出力部11bを90°回転させて、図4,図3(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(S8)。その状態で、レーザレーダ装置11に地面2を走査させる(S9)。図4(b)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6に示すようにパソコン12のディスプレイ12Dにリストとして表示される。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。
Next, the user rotates 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6(a)に示すp1「走査角14.0°;距離5.76m」と、図6(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θd1,測定距離がLd1に対応し、p2の走査角がθd2,測定距離がLd2に対応する(S10,S11,第7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. 6A and p2 “scanning angle 10.0 °; distance 9.57 m” shown in FIG. 6B are selected. Shall be. Here, the scanning angle of p1 corresponds to θd1, the measurement distance corresponds to Ld1, the scanning angle of p2 corresponds to θd2, and the measurement distance corresponds to Ld2 (S10, S11, seventh step).
図3(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Ld1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(第2傾き角)とする。すると、幾何学的関係より(2)式及び(3)式が成り立つ。
Ld1・cosα=Ld2・cos(α+θd1−θd2) …(2)
θx=α+θd1−90° …(3)
As shown in FIG. 3 (a), the angle formed by the scanning line of the distance Ld1 from the vertical line standing on the ground 2 (the vertical line dropped from the laser beam irradiation point in the laser radar device 11) to the ground is α, and the laser at the reference angle. The angle at which the beam is adjusted in the depression direction until it is parallel to the
Ld1 · cos α = Ld2 · cos (α + θd1−θd2) (2)
θx = α + θd1-90 ° (3)
すなわち、(2)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、(3)式により算出できる。(2)式より、角度αは以下のように求められる。
Ld1・cosα/Ld2=cosα・cos(θd1−θd2)
+sinα・sin(θ1d−θd2)
Ld1/Ld2=cos(θd1−θd2)+tanα・sin(θ1d−θd2)
tanα={l1/l2−cos(θd1−θd2)}/sin(θd1−θd2)
α=tan-1[{Ld1/Ld2−cos(θd1−θd2)}
/sin(θd1−θd2)]
That is, both sides of the formula (2) indicate the length of the perpendicular line. Then, when the angle α is obtained, the angle difference θx until the laser beam at the reference angle becomes parallel to the
Ld1 · cos α / Ld2 = cos α · cos (θd1−θd2)
+ Sin α · sin (θ1d−θd2)
Ld1 / Ld2 = cos (θd1−θd2) + tan α · sin (θ1d−θd2)
tan α = {l1 / l2-cos (θd1−θd2)} / sin (θd1−θd2)
α = tan −1 [{Ld1 / Ld2-cos (θd1-θd2)}
/ Sin (θd1-θd2)]
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(S12,第8ステップ)。図3(b)に示すように、レーザレーダ装置11の走査角が角度(θd2−θx)となったときに測定された距離がLb2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。
θd2−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6(c)に示すように、走査角6°において測定される距離がLb2=9.57mとなるように調整する(S13)。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3(c)に示すように出力部11bを90°回転させれば(S14,第9ステップ)レーザビームの走査面は地面2の第2基準水平方向と平行になる。
When the user calculates the angle θx for the measurement results of p1 and p2 described above, θx = 4 ° is obtained (S12, eighth step). As shown in FIG. 3B, when the distance measured when the scanning angle of the
θd2−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90°以内で変化させることが可能な構成を採用し、レーザビームの走査面を、一方向に角度45°だけ傾けて走査角−90°で地面までの距離Laを測定すると、次は走査面を逆方向に90°だけ傾けて、走査角90°で地面までの距離Lbを測定する。そして、測定距離La,Lbより角度θcを算出し、レーザレーダ装置11の本体11aを、第1基準水平方向に角度θcだけ傾ける。
As described above, according to the present embodiment, the
それから、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θd1,θd2について地面までの距離Ld1,Ld2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の第2基準水平方向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を第2基準水平方向に角度差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。
Then, the distances Ld1 and Ld2 to the ground are measured for the two scanning angles θd1 and θd2 in a state where the scanning plane of the laser beam is perpendicular to the
すなわち、距離La,Lbを測定すれば角度θcを算出することができ、レーザレーダ装置11の走査面が地面2の第1基準水平方向と平行となるように調整できる。そして、走査角度θd1,θd2について距離Ld1,Ld2を測定すれば、レーザビームが基準角度から地面2の第2基準水平方向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る。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、地面2が絶対水平に対して2方向に傾斜している場合でも、ユーザは調整作業を従来よりも簡単に行うことができる。
That is, if the distances La and Lb are measured, the angle θc can be calculated, and the scanning surface of the
そして、角度θcを(1)式により算出する。すなわち、走査角θa,θb1の振り幅は180°となり、測定距離La,Lbは、レーザレーダ装置11の正面から見た場合の見かけ上の距離と一致する。したがって、その状態での幾何学的関係より(1)式が成り立つので、角度θcを(1)式によって算出することができる。また、角度θd1と地面2と直角となる角度との差である角度αを(2)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の第2基準水平方向と平行になるまでの角度差θxを(3)式により算出することができる。更に、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θd2と角度差θxとの差である角度(θd2−θx)を示す際に検出される距離が距離Ld2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第2基準水平方向と平行になるように調整できる。
And angle (theta) c is calculated by (1) Formula. That is, the scan angle .theta.a, swing width of θb1 is 180 °, and the measured distances La, Lb is consistent with the apparent distance when viewed from the front of the
(第2実施例)
図7ないし図9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実施例を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 図7ないし図9は、図6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。
(Second embodiment)
7 to 9 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
先ず、パソコン12は、図7(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)。次は図7(b)に示すように「設置状態Aにしたあと測定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、そのメッセージに従いレーザビームの走査面を45°傾けてから画面上の「測定スタート」をクリックすると、パソコン12はレーザレーダ装置11に距離Laを測定させる(S2,S3)。
First, the
次は図7(c)に示すように「測定が完了しました。所定角度θmove動かし設置状態Bにしたあと測定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「測定スタート」をクリックすると、パソコン12はレーザレーダ装置11に距離Lbを測定させる(S4,S5)。次は図7(d)に示すように「測定が完了しました。算出角度θc動かし設置状態Cにしてください。完了後、『次へ』を押してください。」といった文字メッセージを表示させる。また、ディスプレイ12Dには、パソコン12が計算した角度θcを表示させる(「θc=5°」,S6,S7)。
Next, as shown in FIG. 7C, a text message such as “Measurement is completed. Move to a predetermined angle θmove to set the installation state B.” is displayed. When the user clicks “start measurement”, the
ユーザが「次へ」をクリックすると、図8(a)に示すように「(通常の)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(S8)画面上の「次へ」をクリックすると、次は図8(b)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(S9)、測定結果が図8(c),図9(a)に示すように表示される。
When the user clicks “Next”, a text message such as “Please rotate the 90 ° laser radar relative to the (normal) laser scanning plane” is displayed as shown in FIG. When the user rotates the
パソコン12は、上記のように測定結果を表示するのに伴い、ユーザにθd1,θd2を選択させるためのメッセージを表示する。「θd1を入力してください。」,「θd2を入力してください。」等である。例えば、ユーザが図8(c)よりθd1=15°を選択し(S10)、図9(a)よりθd2=10°を選択して(S11)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、(2)式,(3)式に従い角度差θxを計算し、角度(θd2−θx)を計算した結果を図9(b)に示すように表示する。
The
この場合、角度(θd2−θx)=6°であり、例えば「表示の角度(6°)にて表示の距離(Ld2=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(S12,S13)。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、「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(S14)画面上の「次へ」をクリックすると処理を終了する。パソコン12は、文字メッセージ「設置完了です。」を表示させる(図8(d)参照)。
In this case, the angle (θd2−θx) = 6 °. For example, “Adjust the laser radar mounting angle so that the display distance (Ld2 = 9.57 m) at the display angle (6 °). Is displayed (S12, S13). 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、レーザレーダ装置11を設置状態Aとするようにユーザに対して報知し、ユーザによる作業完了応答があると、レーザレーダ装置11に走査角θaについて距離Laを測定させ、次に設置状態Aから逆方向に角度θmoveだけ傾けて設置状態Bとするようにユーザに対して報知し、ユーザによる作業完了応答があると、レーザレーダ装置11に走査角θbについて距離Lbを測定させると、測定距離La,Lbより角度θcを算出する。
As described above, according to the second embodiment, the
すると、レーザレーダ装置11の走査面を、第1基準水平方向に角度θcだけ傾けて設置状態Cとするようにユーザに対して報知し、ユーザによる作業完了応答があると、次に走査面を地面2と直角にするように報知し、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θd1,θd2について測定された距離Ld1,Ld2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。
Then, the user is informed that the scanning surface of the
すなわち、パソコン12が角度θc及び角度差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、ユーザは、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、レーザビームの走査角度が、角度θd2と角度差θxとの差である角度(θd2−θx)を示す際に検出される距離が距離Ld2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、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。
That is, since the
本発明は上記し又は図面に記載した実施例にも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。
設置状態A,Bとする角度は±45°に限ることはない。また、2つの角度の絶対値が異なっても良い。
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。ようは、レーザビームの走査面を調整すれば良い。
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.
The angles for the installation states A and B are not limited to ± 45 °. Also, the absolute values of the two angles may be different.
When adjusting the angle of the laser beam, the angle at which the main body 11a of the
走査角は、0.5°単位でなくても良い。
第2実施例において、θd1,θd2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9(b)の指示メッセージは、「出力部12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。
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。
The scanning angle need not be in units of 0.5 °.
In the second embodiment, the
Further, the instruction message in FIG. 9B 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 (6)
このレーザレーダ装置に対して測定指示を行い、前記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レーザビームの走査面を、一方向に角度θ0(<90°)だけ傾ける第1の作業の指示をユーザに対して報知し、
ユーザにより前記第1の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走査角θaについて地面までの距離Laを測定させ、
次に、前記レーザビームの走査面を、前記角度θ0傾いた状態から逆方向に角度θmoveだけ傾ける第2の作業の指示をユーザに対して報知し、ユーザにより前記第2の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走査角θbについて地面までの距離Lbを測定させると、前記測定距離La,Lbより、通常測定を行う状態での前記レーザビームの走査面が前記地面内の第1基準水平方向に対して、前記第2の作業を完了した状態で傾いている角度θcを算出し、
前記レーザレーダ装置の本体を、前記角度θcだけ傾ける第3の作業の指示をユーザに対して報知し、ユーザにより前記第3の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おける前記レーザビームの走査面を前記地面と直角にする第4の作業の指示をユーザに対して報知し、
ユーザにより前記第4の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走査を実行させ、2点の走査角度θd1,θd2(|θd1|>|θd2|)について測定された距離Ld1,Ld2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だけ傾ける第5の作業の指示をユーザに対して報知し、
ユーザにより前記第5の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おける前記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。 The scanning surface of the laser beam can be changed within 90 ° with the main body installed on the installation surface, and the distance and angle to the object are received by receiving the reflected light irradiated with the laser beam. A laser radar device for measuring
User interface means for instructing measurement to the laser radar device, informing the user of the measurement result by the laser radar device and the work instruction message, and executing the arithmetic processing based on the measurement result. ,
The user interface means informs a user of an instruction of a first operation for inclining the scanning surface of the laser beam in the laser radar device by an angle θ0 (<90 °) in one direction,
When there is a response indicating that the first work is completed by the user, the laser radar device is caused to measure the distance La to the ground with respect to the scanning angle θa,
Next, a second work instruction for inclining the scanning surface of the laser beam by the angle θmove in the opposite direction from the state inclined by the angle θ0 is notified to the user, and the second work is completed by the user. If there is a response indicating, when to measure the distance L b to ground surface about the run査角theta b to the laser radar apparatus, the measured distance La, from Lb, the laser beam in a state in which a normal measurement An angle θ c of which the scanning plane is inclined with respect to the first reference horizontal direction in the ground in a state where the second operation is completed ,
The body of the pre-SL laser radar apparatus, prior Symbol instructions of a third work tilting angle θc only notified to the user, if there is a response indicating the completion of the third work by the user, the laser radar Informing the user of a fourth work instruction to make the scanning surface of the laser beam in the apparatus perpendicular to the ground;
When there is a response indicating that the fourth work has been completed by the user, the laser radar apparatus is caused to scan, and the distances measured for the two scanning angles θd1, θd2 (| θd1 |> | θd2 |) Based on Ld1 and Ld2, 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 ° is calculated,
Informing the user of a fifth work instruction to tilt the main body of the laser radar device toward the ground by the angle difference θx;
A laser radar device that notifies the user that the scanning surface of the laser beam in the laser radar device is rotated by 90 ° when there is a response indicating that the user has completed the fifth operation. Installation angle setting system.
前記角度θcを(1)式により算出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。
La・cosθc=Lb・cos(180°−θmove−θc) …(1) It said user interface means, said scanning angle θa with respect to the reference angle 0 ° of the laser beam, theta one to -90 ° for b, and the other is referred to as 90 °,
2. The laser radar apparatus installation angle setting system according to claim 1, wherein the angle [ theta] c is calculated by equation (1).
La · cos θc = Lb · cos (180 ° −θmove−θc) (1)
Ld1・cosα=Ld2・cos(α+θd1−θd2) …(2)
前記角度差θxを、(3)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+θd1−90° …(3) The user interface means calculates an angle α , which is a difference between the angle θ d 1 and an angle perpendicular to the ground, by the equation (2),
Ld1 · cos α = Ld2 · cos (α + θd1−θd2) (2)
3. An installation angle setting system for a laser radar device according to claim 1, wherein the angle difference [theta] x is calculated by equation (3).
θx = α + θd1 −90 ° (3)
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両方向に90°以内で変化させることが可能であるものを使用し、
前記レーザレーダ装置による測定結果,及び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を用意し、
前記レーザビームの走査面を、一方向に角度θ0(<90°)だけ傾けるようにユーザに対して報知する第1ステップと、
走査角θaについて地面までの距離Laを測定する第2ステップと、
前記レーザビームの走査面を、前記角度θ0傾いた状態から逆方向に角度θmoveだけ傾けるようにユーザに対して報知する第3ステップと、
走査角θbについて、地面までの距離Lbを測定する第4ステップと、
前記測定距離La,Lbより、通常測定を行う状態での前記レーザビームの走査面が前記地面内の第1基準水平方向に対して傾いている角度θcを算出する第5ステップと、
前記レーザレーダ装置の本体を、前記角度θcだけ傾けるようにユーザに対して報知する第6ステップと、
前記レーザビームの走査面を前記地面と直角にした状態で、2つの走査角度θd1,θd2(θd1>θd2)について、前記地面までの距離Ld1,Ld2をそれぞれ測定する第7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8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第9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。 By receiving the reflected light irradiated with the laser beam, a laser radar device for measuring the distance and angle to the object is installed on the installation surface standing on the ground, and the scanning surface of the laser beam is set on the ground. It is a method of setting in parallel,
As the laser radar device, a device that can change the scanning surface of the laser beam in both directions within 90 ° while being installed on the installation surface,
Measurement results of the laser radar apparatus, and notifies the work instruction message to the user, and providing a user interface means for executing arithmetic processing based on the measurement result,
The scanning surface before Symbol laser beam, a first step of notifying the user to tilt in one direction by an angle θ0 (<90 °),
A second step of measuring the distance La to the ground for run査角.theta.a,
The scanning surface before Symbol laser beam, and a third step of informing the user to tilt by an angle θmove backwards from the angle θ0 inclined state,
For run査角.theta.b, a fourth step of measuring the distance Lb to the ground,
Before SL measured distance La, from Lb, and a fifth step of scanning plane of the laser beam in a state in which a normal measurement is to calculate the angles θc which is inclined with respect to the first reference horizontal direction of the inner ground,
A sixth step of informing the user of the main body of the laser radar apparatus, to tilt only before Symbol angle .theta.c,
In a state where the scanning plane and the ground and perpendicular prior SL laser beam, and a seventh step in which two scan angle? D1, with the θd2 (θd1> θd2), to measure the distance Ld1, Ld2 to the ground, respectively,
Based on the measurement results, an eighth 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 °;
And characterized in that it consists of a ninth step of notifying the user so that the inclined angle difference [theta] x, rotated by 90 ° the scanning surface before Symbol laser beam the body of the laser radar apparatus before Symbol ground direction A method for setting an installation angle of a laser radar device.
La・cosθc=Lb・cos(180°−θmove−θc) …(1) In the fifth step, when one of the scanning angles θa and θb is −90 ° and the other is 90 ° with respect to a reference angle of 0 ° of the laser beam, the angle θc is calculated by the equation (1). 5. The method of setting an installation angle of a laser radar device according to claim 4, wherein
La · cos θc = Lb · cos (180 ° −θmove−θc) (1)
Ld1・cosα=Ld2・cos(α+θd1−θd2) …(2)
前記角度差θxを、(3)式により算出することを特徴とする請求項4又は5記載のレーザレーダ装置の設置角度設定方法。
θx=α+θd1−90° …(3) In the eighth step, an angle α, which is a difference between the angle θd1 and an angle perpendicular to the ground, is calculated by the equation (2),
Ld1 · cos α = Ld2 · cos (α + θd1−θd2) (2)
6. The laser radar apparatus installation angle setting method according to claim 4, wherein the angle difference θx is calculated by the equation (3).
θx = α + θd1-90 ° (3)
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