JP5823367B2 - measuring device - Google Patents
measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5823367B2 JP5823367B2 JP2012233311A JP2012233311A JP5823367B2 JP 5823367 B2 JP5823367 B2 JP 5823367B2 JP 2012233311 A JP2012233311 A JP 2012233311A JP 2012233311 A JP2012233311 A JP 2012233311A JP 5823367 B2 JP5823367 B2 JP 5823367B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- axis
- reflected
- sensor
- mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、対象物へ投光して測定を行う測定装置に関する。 The present invention relates to a measuring apparatus that performs measurement by projecting on an object.
平坦面上を走行する移動ロボットにあっては、移動空間内に存在する物体までの距離を随時測定し、測定結果が得られる都度、その測定結果に基づいて自身の走行を制御するようになしてある。物体までの距離を測定する測定装置としては、迅速に測定時間が可能であり、また測定精度が高いことが必要であるが、移動ロボットに適用するためには更に、走査できる範囲が広いのに加え、装置が小型であることが重要である。 For mobile robots that run on a flat surface, measure the distance to an object that exists in the moving space as needed, and control its own travel based on the measurement results whenever they are obtained. It is. As a measuring device that measures the distance to an object, it is necessary to be able to measure time quickly and to have high measurement accuracy. However, in order to apply it to a mobile robot, the scanning range is wide. In addition, it is important that the device is small.
そのような測定装置として、レーザ光を二次元で走査させる測定装置が開発されているが、二次元平面から得られる測定結果だけでは、移動ロボットが三次元の物体に十分に対応することができなかった。 As such a measurement device, a measurement device that scans laser light in two dimensions has been developed. However, a mobile robot can sufficiently cope with a three-dimensional object only with measurement results obtained from a two-dimensional plane. There wasn't.
そのため、後記する特許文献1には次のような測定装置が開示されている。
すなわち、投光部から出力された測定光を一軸回りに回転走査させ、対象物からの反射光に基づいて対象部までの距離を算出する走査式二次元測距装置と、この走査式二次元測距装置を前記投光部の回転走査させる一軸と斜交する他軸周りに回転駆動させる回転機構とを備え、回転機構にて走査式二次元測距装置を回転させることによって、前記一軸のロール角度及びピッチ角度を変化させるようになしてある。走査式二次元測距装置は、前記一軸周りに回転走査することによって二次元の測定を行いつつ、回転機構によって前記他軸の軸長方向へ揺動されるため、三次元の測定を行うことができる。
Therefore,
That is, a scanning two-dimensional distance measuring device that rotates and scans the measurement light output from the light projecting unit around one axis and calculates the distance to the target unit based on the reflected light from the target, and the scanning two-dimensional distance measuring device A rotation mechanism that rotates the distance measuring device around the other axis that is obliquely crossed with the one axis that rotates and projects the light projecting unit, and the rotation mechanism rotates the scanning two-dimensional distance measuring device, thereby The roll angle and the pitch angle are changed. The scanning two-dimensional distance measuring device performs two-dimensional measurement by rotating and scanning around the one axis, and performs three-dimensional measurement because the rotating mechanism swings in the axial direction of the other axis. Can do.
また、後記する特許文献2には、基準平面に対して傾斜配置された偏向ミラーと、該変更ミラーを前記基準面に対して鉛直な軸周りに回転する走査機構と、前記鉛直な軸周りに配置してあり、前記偏向ミラーに対して互いに異なる角度で投光するようになされた複数の投光部と、対象物からの反射光を集光する集光光学系と、集光された反射光を検出する受光部とを備えており、前記走査機構によって偏向ミラーを回転させつつ、異なるタイミングで各投光部から投光させるようになした測定装置が開示されている。各投光部から出力された測定光は前記鉛直な軸の軸長方向の異なる位置へ投光されるとともに、各投光部からの測定光は回転する偏向ミラーによって360°の方向へ放射状に偏向されるため、その全周方向に三次元の測定を行うことができる。 Further, in Patent Document 2 to be described later, a deflecting mirror that is inclined with respect to a reference plane, a scanning mechanism that rotates the change mirror around an axis perpendicular to the reference plane, and an axis around the vertical axis A plurality of light projecting portions arranged to project light at different angles with respect to the deflection mirror, a condensing optical system for condensing the reflected light from the object, and the condensed reflection There is disclosed a measuring apparatus that includes a light receiving unit that detects light, and projects light from each light projecting unit at different timings while rotating a deflection mirror by the scanning mechanism. The measurement light output from each light projecting unit is projected to different positions in the axial direction of the vertical axis, and the measurement light from each light projecting unit is radiated in a 360 ° direction by a rotating deflection mirror. Since it is deflected, three-dimensional measurement can be performed in the entire circumferential direction.
しかしながら、前者の測定装置にあっては、走査式二次元測距装置を回転機構によって、前記投光部の回転走査させる一軸と斜交する他軸周りに回転させるため、ガタが発生し易く、大きな測定誤差を招来する虞があった。 However, in the former measuring device, since the scanning two-dimensional distance measuring device is rotated around the other axis obliquely intersecting with one axis to be rotated and scanned by the light projecting unit by the rotation mechanism, rattling is likely to occur. There was a risk of causing a large measurement error.
一方、後者の測定装置にあっては、各投光部の角度が固定されているため、三次元の測定密度が低い。そのため、投光部の個数を増やすことが考えられるが、各投光部の角度を相互に変える必要があるので取付け作業が煩雑であり、組み立てコストが嵩む。また、基準平面に対して傾斜配置された偏向ミラーを回転させるため、前同様ガタが発生し易いという問題もあった。 On the other hand, in the latter measuring apparatus, since the angle of each light projecting unit is fixed, the three-dimensional measurement density is low. For this reason, it is conceivable to increase the number of light projecting parts. However, since it is necessary to change the angles of the light projecting parts, the mounting operation is complicated and the assembly cost increases. In addition, since the deflection mirror arranged to be inclined with respect to the reference plane is rotated, there is a problem that the backlash is likely to occur as before.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、ガタの発生を防止し得、高密度の三次元測定を行うことができる測定装置を提供する。 This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: Generation | occurrence | production of play can be prevented and the measuring apparatus which can perform a high-density three-dimensional measurement is provided.
(1)本発明に係る測定装置は、所定の回転軸廻りに測定光を走査させ、対象物からの反射光が入射されるセンサと、該センサからの測定光を反射する反射鏡とを備え、該反射鏡で反射された測定光が対象物で反射されてセンサに入射された結果に基づいて測定を行うようになしてある場合、1又は複数の前記反射鏡がセンサの周囲に配設してあり、該反射鏡の鏡面は走査方向の異なる位置では互いに、回転軸廻りに走査される複数の測定光の光路で構成される平面に平行な第1平面における前記測定光の反射方向、及び前記第1平面に直交する他の平面に平行な第2平面における前記測定光の反射方向が異なるように傾かせてあることを特徴とする。 (1) A measuring apparatus according to the present invention includes a sensor that scans measuring light around a predetermined rotation axis and receives reflected light from an object, and a reflecting mirror that reflects the measuring light from the sensor. In the case where the measurement light reflected by the reflecting mirror is reflected by the object and is measured based on the result of entering the sensor, one or a plurality of the reflecting mirrors are arranged around the sensor. The reflecting surfaces of the reflecting mirrors are reflected in the first plane parallel to the plane constituted by the optical paths of the plurality of measuring beams scanned around the rotation axis at different positions in the scanning direction, In addition, the measurement light is inclined so that the reflection direction of the measurement light is different in a second plane parallel to the other plane orthogonal to the first plane.
本発明の測定装置にあっては、所定の回転軸廻りに測定光を走査させ、対象物からの反射光が入射されるセンサと、該センサからの測定光を反射する反射鏡とを備え、該反射鏡で反射された測定光が対象物で反射されてセンサに入射された結果に基づいて測定を行うようになしてある。 In the measuring apparatus of the present invention, it comprises a sensor that scans the measuring light around a predetermined rotation axis and receives the reflected light from the object, and a reflecting mirror that reflects the measuring light from the sensor, Measurement is performed based on the result of the measurement light reflected by the reflecting mirror being reflected by the object and incident on the sensor.
このセンサの周囲には1又は複数の前記反射鏡が配設してある。そして、反射鏡の鏡面は、走査方向の異なる位置では互いに、回転軸廻りに走査される複数の測定光の光路で構成される平面に平行な第1平面における前記測定光の反射方向、及び前記第1平面に直交する他の平面に平行な第2平面における測定光の反射方向がともに異なるように傾かせてある。つまり、反射鏡の鏡面は、測定光の走査方向へ所定の曲率を有する円弧状をなすとともに、第2平面に対する傾きが測定光の走査方向へ異ならせてある。 One or a plurality of the reflecting mirrors are disposed around the sensor. The mirror surfaces of the reflecting mirrors reflect the measuring light in a first plane parallel to a plane constituted by a plurality of optical paths of the measuring light scanned around the rotation axis at different positions in the scanning direction, and It is inclined so that the reflection directions of the measurement light on the second plane parallel to the other plane orthogonal to the first plane are different. That is, the mirror surface of the reflecting mirror has an arc shape having a predetermined curvature in the scanning direction of the measurement light, and the inclination with respect to the second plane is varied in the scanning direction of the measurement light.
これによって、反射鏡上を走査された測定光は、該反射鏡の鏡面によって連続的に螺旋状に反射される。従って、高密度の三次元測定を行うことができる。一方、反射鏡を回転駆動せずに固定してある場合、ガタは発生しない。 As a result, the measurement light scanned on the reflecting mirror is continuously reflected in a spiral shape by the mirror surface of the reflecting mirror. Therefore, high-density three-dimensional measurement can be performed. On the other hand, when the reflecting mirror is fixed without being driven to rotate, no play occurs.
更に、本発明に係る測定装置においては、前記鏡面は前記第1平面において、走査された測定光をそれぞれ反射した各反射光の光路が、前記回転軸を中心として設定した基準円の接線上に位置するように傾かせてあることを特徴とする。 Further, in the measurement equipment according to the present invention, the mirror surface in the first plane, the optical path of each reflected light scanned measurement light reflected respectively, on the tangent of the base circle which is set around the rotating shaft It is inclined so that it may be located in.
このように反射鏡の鏡面は、前述した第1平面において、走査された測定光をそれぞれ反射した各反射光の光路が、前記回転軸を中心として設定した基準円の接線上に位置するように傾かせてある。これによって、反射鏡の鏡面で反射された各反射光はセンサに干渉されることなくセンサの外方へ放射状に出射されるため、高密度の三次元測定を維持することができる。 In this way, the mirror surface of the reflecting mirror is positioned on the tangent line of the reference circle set with the rotation axis as the center, on the first plane described above, the optical path of each reflected light reflected from the scanned measuring light. It is tilted. Accordingly, each reflected light reflected by the mirror surface of the reflecting mirror is emitted radially outward from the sensor without being interfered with the sensor, so that high-density three-dimensional measurement can be maintained.
(2)本発明に係る測定装置は、前記鏡面の傾きは次の両式に基づいて定めてあることを特徴とする。
αm(k)=45°+(θmc+θm(k))/2
γm(k)=θm(k)/n
但し、αm(k):k番目の反射点における鏡面のXm軸に対する傾き
γm(k):k番目の反射点における鏡面のZm軸に対する傾き
θmc :各反射光の光路の基準円に対する接点のZm軸回りのXm軸からの角度
θm(k):k番目の測定光のZm軸回りのXm軸からの角度
n :適宜の数
( 2 ) The measuring apparatus according to the present invention is characterized in that the inclination of the mirror surface is determined based on both the following equations.
α m (k) = 45 ° + (θ mc + θ m (k) ) / 2
γ m (k) = θ m (k) / n
Where α m (k) : inclination of the mirror surface with respect to the X m axis at the k th reflection point
γ m (k) : inclination of the mirror surface with respect to the Z m axis at the k th reflection point
θ mc : Angle from the X m axis around the Z m axis of the contact point with respect to the reference circle of the optical path of each reflected light
θ m (k) : Angle of the k-th measurement light from the X m axis around the Z m axis
n: Appropriate number
本発明の測定装置にあっては、反射鏡の鏡面の傾きは、上記両式に基づいて設計してあるため、反射鏡上を走査された測定光は、該反射鏡の鏡面によって連続的に螺旋状に反射されるとともに、反射鏡の鏡面で反射された各反射光はセンサに干渉されることなくセンサの外方へ放射状に出射される。従って、前同様、高密度の三次元測定を行うことができる。 In the measuring apparatus of the present invention, the inclination of the mirror surface of the reflecting mirror is designed based on the above two formulas, so that the measurement light scanned on the reflecting mirror is continuously reflected by the mirror surface of the reflecting mirror. Each reflected light reflected in a spiral shape and reflected by the mirror surface of the reflecting mirror is emitted radially outward of the sensor without being interfered by the sensor. Therefore, as before, high-density three-dimensional measurement can be performed.
(3)本発明に係る測定装置は、前記鏡面は滑らかに傾かせてあることを特徴とする。 ( 3 ) The measuring apparatus according to the present invention is characterized in that the mirror surface is inclined smoothly.
本発明の測定装置にあっては、反射鏡の鏡面が滑らかに傾かせてある。このような平滑化処理は、例えば、当該鏡面の走査方向の各位置においてそれぞれ、当該位置を通り、鏡面に対して垂直な線分であり、前述した第1平面から互いに同じ高さ領域に配する反射線を設定し、相隣る反射線の間を滑らかに繋げることによって実現することができる。測定光が対象物で反射してセンサに入射される場合、センサから出射された光の直径よりセンサに入射される光の直径が広がることがあるが、反射鏡の鏡面が滑らかに傾かせてある場合、全ての光がセンサに入射させることができるため、測定感度の低下を防止することができる。 In the measuring apparatus of the present invention, the mirror surface of the reflecting mirror is inclined smoothly. Such a smoothing process is, for example, a line segment that passes through the position and is perpendicular to the mirror surface at each position in the scanning direction of the mirror surface, and is arranged in the same height region from the first plane described above. This is realized by setting reflection lines to be connected and smoothly connecting adjacent reflection lines. When the measurement light is reflected by the object and incident on the sensor, the diameter of the light incident on the sensor may be wider than the diameter of the light emitted from the sensor, but the mirror surface of the reflector is tilted smoothly. In some cases, all of the light can be incident on the sensor, thus preventing a decrease in measurement sensitivity.
(4)本発明に係る測定装置は、更に、前記回転軸と同心円上で回転する回転板と、該回転板を回転駆動させるモータとを備え、この回転板に前記反射鏡が取り付けてあることを特徴とする。 ( 4 ) The measuring apparatus according to the present invention further includes a rotating plate that rotates concentrically with the rotating shaft, and a motor that rotationally drives the rotating plate, and the reflecting mirror is attached to the rotating plate. It is characterized by.
本発明の測定装置にあっては、測定光を走査させる回転軸と同心円上で回転する回転板と、この回転板を回転駆動させるモータとを備え、前記回転板に反射鏡が取り付けてある。そして、モータにて回転板を回転させつつセンサから測定光を前記回転軸廻りに走査させる。このとき、測定光の走査速度と回転板の回転速度とは互いに異ならせておくとよい。 The measuring apparatus of the present invention includes a rotating plate that rotates concentrically with a rotating shaft that scans the measuring light, and a motor that rotates the rotating plate, and a reflecting mirror is attached to the rotating plate. Then, the measurement light is scanned around the rotation axis from the sensor while rotating the rotating plate by the motor. At this time, the scanning speed of the measurement light and the rotation speed of the rotating plate are preferably different from each other.
これによって、回転軸廻りに走査される測定光は、回転軸廻りに走査される都度、その回転方向の異なる位置で反射鏡に対向するため、更に高密度の三次元測定を行うことができる。 As a result, the measurement light scanned around the rotation axis faces the reflecting mirror at a different position in the rotation direction every time scanning around the rotation axis, so that a higher density three-dimensional measurement can be performed.
(5)本発明に係る測定装置は、前記回転板に複数の反射鏡が回転対称になるように取り付けてあることを特徴とする。 ( 5 ) The measuring apparatus according to the present invention is characterized in that a plurality of reflecting mirrors are attached to the rotating plate so as to be rotationally symmetric.
本発明の測定装置にあっては、回転板に複数の反射鏡が回転対称になるように取り付けてあり、これによって回転板のバランスが図られる。従って、回転時に回転板にガタが生じることが防止される。 In the measuring apparatus of the present invention, a plurality of reflecting mirrors are attached to the rotating plate so as to be rotationally symmetric, thereby achieving balance of the rotating plate. Therefore, it is possible to prevent backlash from occurring on the rotating plate during rotation.
図1は本発明に係る測定装置の構成例を示す模式的斜視図であり、図中、2は基台である。基台2上には複数の支柱21,21,…が適宜の位置に立設してあり、これら支柱21,21,…によって平板状の台座部材3が基台2から適宜距離を隔てて基台2と平行に支持されている。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration example of a measuring apparatus according to the present invention, in which 2 is a base. A plurality of
台座部材3上の一側側には該台座部材3を貫通する第1回転軸81が、台座部材3に固定された軸受(図示せず)によって回転自在に設けてある。第1回転軸81の基台2側の端部にはプーリ82が外嵌してあり、第1回転軸81のこれとは反対側の端部には回転板8が台座部材3との間に適宜の間隙を隔てて外嵌固着してある。台座部材3の他側側にはモータ4が、該モータ4の駆動軸に連結された第2回転軸41が台座部材3を貫通する様態で取り付けてある。モータ4の回転駆動力は、第2回転軸41に外嵌させたプーリ42と前記第1回転軸81の端部に外嵌させたプーリ82との間に掛け回した環状のベルト6を介して第1回転軸81に伝えられるようになっており、これによって第1回転軸81に固定された回転板8が回転駆動される。また、回転板8の近傍には該回転板8の回転速度を検出するエンコーダ5が配設してあり、エンコーダ5の検出結果は後述する制御部1に与えられるようになっている。
On one side of the pedestal member 3, a first
回転板8上には、適宜の高さ寸法を有する一対の円弧状の反射鏡83,83が回転板8の周方向へ180°位置を異ならせて配置してあり、両反射鏡83,83は回転板8に立設した固定脚84,84、84,84によって回転板8から適宜の距離を隔てた位置に固定されている。
On the
また、回転板8の第1回転軸81上には、レーザ光を前記第1回転軸81の中心軸回りに所定の走査周期で放射状に出射して対象物からの反射光を受けるレーザ光センサ9が、前記中心軸が回転板8の回転軸と同軸上になるように支持アーム32の一端部に垂下されており、両支持アーム32の他端部は台座部材3上に立設した支持部材31,31にそれぞれ固定してある。これによって、レーザ光センサ9からレーザ光が、前記第1回転軸81の中心軸と直交する方向へ出射される。なお、レーザ光センサ9としては、例えば側域センサUTM−30LX(北陽電機株式会社製)を用いることができるが、これに限られず、更に小型化したものであってもよい。なお、レーザ光センサ9として側域センサUTM−30LXを用いた場合、レーザ光の走査範囲が270°であるので、レーザ光が走査されない範囲に前述した支持部材31,31が位置するようにレーザ光センサ9の取付け姿勢を調整しておく。
On the
前述した反射鏡83,83はレーザ光センサ9から出射されるレーザ光の光路上に配置してある。反射鏡83,83の鏡面は、該鏡面の中央を通り第1回転軸81に直交する軸と平行をなす軸方向において捻じれた形状になしてあり、レーザ光センサ9から第1回転軸81の中心軸回りに走査されるレーザ光は、反射鏡83,83に対向する領域では、両反射鏡83,83によって、前記中心軸と斜交する方向から該中心軸と直交する方向へ、又は中心軸と直交する方向から該中心軸と斜交する方向へ、軸長方向に対する反射角度が漸次異なるように反射されて対象物へ出射され、対象物からの反射光は対応する反射鏡83,83によって反射されてレーザ光センサ9に入射されるようになっている。
The above-described reflecting
一方、レーザ光センサ9から出射されたレーザ光は、反射鏡83,83に対向しない領域では、前記第1回転軸81の中心軸と直交する方向へ出射され、対象物からの反射光がレーザ光センサ9に入射される。
On the other hand, the laser light emitted from the
更に、レーザ光センサ9の外側、又はレーザ光センサ9内(図1にあってはレーザ光センサ9の外側)には制御部1が設けてあり、該制御部1によって、レーザ光センサ9及び前述したモータ4の駆動制御、並びにレーザ光センサ9の検出結果に基づく対象物の測定が行われるようになっている。なお、これら制御部1、レーザ光センサ9及びモータ4には外部から給電されるようになっている。
Further, a
このような測定装置にあっては、モータ4によって回転板8及び該回転板8に固定された反射鏡83,83が所定方向へ回転駆動されると、エンコーダ5が回転板8の回転状態を検出してその検出結果が制御部1に与えられる。制御部1にはレーザ光センサ9によるレーザ光の走査速度の値が予め与えられており、制御部1はエンコーダ5から与えられた検出結果に基づいて、回転板8の回転周期が前記レーザ光の走査周期と異なる所定値になるようにモータ4の出力を調整する。
In such a measuring apparatus, when the
回転板8の回転速度が所定値になると、制御部1はレーザ光センサ9を作動させてレーザ光を前記第1回転軸81の中心軸回りに、前記回転板8の回転方向と同じ方向へ走査させる。レーザ光センサ9から走査されたレーザ光は、反射鏡83,83に対向する領域では、前述したように反射されて対象物へ出射され、対象物からの反射光が対応する反射鏡83,83によって反射されてレーザ光センサ9に入射される。また、反射鏡83,83に対向しない領域では、前記第1回転軸81の中心軸と直交する方向へ出射され、対象物からの反射光がレーザ光センサ9に入射される。レーザ光センサ9内にはレーザ光が対象物から反射されたレーザ光が入射される受光部が設けてあり、受光部は入射されたレーザ光を光電変換して入射信号を生成するようになっている。
When the rotational speed of the
このレーザ光センサ9はレーザ光をパルス状に出射するようになしてあり、レーザ光の出射タイミングと対象物からの反射光によって前記受光部が入射信号を生成したタイミングとの差分を前記制御部1に与える。制御部1は与えられた差分に基づいて後述する如く対象物による反射点の位置を算出する。
The
図2及び図3は、図1に示した回転板8、反射鏡83,83及びレーザ光センサ9の模式的平面図及び模式的側面図である。なお、両図中、図1に対応する部分には同じ番号が付してある。
2 and 3 are a schematic plan view and a schematic side view of the
図2及び図3に示したように、回転板8から適宜の間隙を隔ててレーザ光センサ9が垂下してあり、レーザ光センサ9がレーザ光を走査する中心Oは回転板8に固定した第1回転軸81の中心軸Z上に位置させてある。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
両反射鏡83,83は前記中心軸Z回りに対称になるように配設してある。これによって、回転板8において当該回転板8に印加される反射鏡83,83の質量がバランスされるので、回転板8が回転駆動された際のガタの発生が防止される。
Both reflecting
前述したようにレーザ光センサ9はレーザ光を前記中心軸Zと直交する方向へ出射するようになしてあり、該中心軸Z回りに走査されるレーザ光は反射鏡83,83に対向する領域では当該反射鏡83,83によって所定方向へ反射される。このとき、反射鏡83,83は中心Oの同心円に対して斜交するように配置してあり、反射鏡83,83の鏡面は、平面視ではレーザ光センサ9にて走査されたレーザ光をそれぞれ反射した各光路L,L,…がそれぞれ図2に示したように、中心Oを中心とする基準円Cの接線上に位置するようにしてある。
As described above, the
また、反射鏡83,83の鏡面は、側面視ではレーザ光センサ9にて走査されたレーザ光をそれぞれ反射した各光路L,L,…が、図3に示したように、前記中心軸Zに直交する第1光路L1に対して適宜の角度を有する第m光路Lmから前記第1光路L1まで漸次異なる角度になるように、その傾斜角度を長手方向へ亘って滑らかに傾斜させてある。なお、前述した第1光路L1と第m光路Lmとのなす角は0°を超え90°未満の適宜の角度に設定することができるが、30°以下の適宜の角度に設定すると好適である。
In addition, the mirror surfaces of the reflecting mirrors 83 and 83 have optical paths L, L,... That reflect the laser beams scanned by the
このようにして反射鏡83,83で反射されたレーザ光は適宜距離内に対象物が存在する場合は当該対象物にて反射され、再び反射鏡83,83にて反射されてレーザ光センサ9に入射される。すなわち、対象物にて反射されたレーザ光は前記光路L1〜Lm上を方向を逆にしてレーザ光センサ9に入射される。
The laser light reflected by the reflecting mirrors 83 and 83 in this manner is reflected by the target object when the target object is present within an appropriate distance, and is reflected by the reflecting mirrors 83 and 83 again to be
ここで、反射鏡83,83の長手方向の寸法は、一の反射鏡83の長手方向の両縁部における反射光がそれぞれ、当該反射鏡83及び他の反射鏡83に入射されない範囲に定めておく。また、反射鏡83,83の高さ方向の寸法は、対象物にて反射された光を全て受けることができる寸法であって、可及的に小さい寸法に定めておく。
Here, the longitudinal dimensions of the reflecting mirrors 83 and 83 are determined in such a range that the reflected light at both edges in the longitudinal direction of one reflecting
このように、レーザ光センサ9から走査されたレーザ光は反射鏡83,83によって、前記中心軸Zに直交する方向から中心軸Zの軸長方向へ漸次立ち上げられるため、レーザ光は三次元空間を走査されることになる。このとき、前述したように反射鏡83,83の鏡面はその傾斜角度を長手方向へ亘って滑らかに変更させてあるので、レーザ光センサ9から走査されたレーザ光は互いに異なる角度で連続的に立ち上げられ、従って三次元空間を走査されるレーザ光の密度が高い。
Thus, since the laser light scanned from the
次に、図1に示した反射鏡83の鏡面の設計方法について説明する。
図4は反射鏡の鏡面の設計方法を説明する説明図であり、(a)はレーザ光センサからレーザ光が出射されるXm−Ym平面を、(b)は反射鏡によってレーザ光が立ち上げられるXm−Zm平面を示している。なお、図4中、矢印はレーザ光の光路を、黒点はレーザ光の鏡面における反射点をそれぞれ示している。
Next, a method for designing the mirror surface of the reflecting
4A and 4B are explanatory diagrams for explaining a method of designing the mirror surface of the reflecting mirror, in which FIG. 4A shows the X m -Y m plane from which the laser light is emitted from the laser light sensor, and FIG. 4B shows the laser light by the reflecting mirror. It shows X m -Z m plane rises. In FIG. 4, the arrows indicate the optical path of the laser beam, and the black dots indicate the reflection point on the mirror surface of the laser beam.
いま、レーザ光の広がりは考慮せず、レーザ光の反射点を点とし、レーザ光の光路を線とする。そして、図4に示したように、Xm−Ym平面において、周方向へ走査されるレーザ光の鏡面上での反射点について、周方向へ走査されるレーザ光の回転中心Omからの距離をrmとし、Zm軸回りにXm軸からの角度をθmとし、反射点の座標を(xm,ym)とする。また、反射点における鏡面のXm軸に対する傾きをαmとし、レーザ光のXm−Ym平面での反射角度をβmとし、更に鏡面のZm軸に対する傾きをγmとし、レーザ光のXm−Zm平面での反射角度をδmとする。 Now, the spread of the laser beam is not taken into consideration, the reflection point of the laser beam is a point, and the optical path of the laser beam is a line. As shown in FIG. 4, the reflection point on the mirror surface of the laser beam scanned in the circumferential direction from the rotation center O m of the laser beam scanned in the circumferential direction on the X m -Y m plane. distance and r m, the angle from the X m-axis and theta m to Z m axis, the coordinates of the reflection point and (x m, y m). Further, the inclination of the mirror surface with respect to the X m axis at the reflection point is α m , the reflection angle of the laser light on the X m -Y m plane is β m, and the inclination of the mirror surface with respect to the Z m axis is γ m. The reflection angle on the X m -Z m plane is δ m .
レーザ光をレーザ光センサ及び反射鏡の外方へ放射状に進行させるために、前述したようにXm−Ym平面においてレーザ光の回転中心Omから半径rmcの基準円Cを設定し、反射鏡によって反射されたレーザ光の光路が基準円Cの接線になるようにする。このとき、レーザ光の光路が基準円Cに接する接点の座標を(xmc,ymc)とし、該座標(xmc,ymc)とレーザ光の回転中心Omとを結ぶ線分と、Xm軸とのなす角の角度をθmcとすると、前記接点の座標は次の(1)式及び(2)式によって表すことができる。
xmc=rmccosθmc …(1)
ymc=rmcsinθmc …(2)
In order to cause the laser light to travel radially outward from the laser light sensor and the reflecting mirror, as described above, a reference circle C having a radius r mc is set from the rotation center O m of the laser light in the X m -Y m plane, The optical path of the laser beam reflected by the reflecting mirror is set to be tangent to the reference circle C. At this time, the coordinates of the contact point where the optical path of the laser beam is in contact with the reference circle C is (x mc , y mc ), and a line segment connecting the coordinates (x mc , y mc ) and the rotation center O m of the laser beam, When the angle formed between the X m-axis and theta mc, coordinates of the contact can be represented by the following formula (1) and (2) below.
x mc = r mc cos θ mc (1)
y mc = r mc sin θ mc (2)
ここで、鏡面のXm軸と重なる縁部を1番目の反射点とし、θmcの方向へk−1番目の反射点の座標(xm(k−1),ym(k−1))は、その距離rm(k−1)及び方向θm(k−1)を用いて次の(3)式及び(4)式によって表すことができる。
xm(k−1)=rm(k−1)cosθm(k−1) …(3)
ym(k−1)=rm(k−1)sinθm(k−1) …(4)
Here, the first reflection point the edges overlapping the X m-axis of the mirror, theta mc the direction k-1 th reflection point coordinates (x m (k-1) , y m (k-1) ) Can be expressed by the following equations (3) and (4) using the distance rm (k-1) and the direction θm (k-1) .
x m (k−1) = r m (k−1) cos θ m (k−1) (3)
y m (k−1) = r m (k−1) sin θ m (k−1) (4)
同様に、k番目の反射点の座標(xm(k),ym(k))は、その距離rm(k)及び方向θm(k)を用いて次の(5)式及び(6)式によって表すことができる。
xm(k)=rm(k)cosθm(k) …(5)
ym(k)=rm(k)sinθm(k) …(6)
Similarly, the coordinates (x m (k) , y m (k) ) of the kth reflection point are expressed by the following equation (5) and (5) using the distance r m (k) and the direction θ m (k). 6) It can be expressed by the formula.
x m (k) = r m (k) cos θ m (k) (5)
y m (k) = r m (k) sin θ m (k) (6)
反射点の座標(xm(k),ym(k))と反射点の座標(xm(k−1),ym(k−1))との間の距離をwm(k−1)とし、k−1番目の反射点における鏡面のXm軸に対する傾きをαm(k−1)とすると、反射点の座標(xm(k),ym(k))は次の(7)式及び(8)式によって表すことができる。
xm(k)=xm(k−1)+wm(k−1)cosαm(k−1)…(7)
ym(k)=ym(k−1)+wm(k−1)sinαm(k−1)…(8)
The distance between the coordinates (xm (k) , ym (k) ) of the reflection point and the coordinates (xm (k-1) , ym (k-1) ) of the reflection point is expressed as wm (k- 1), and the inclination of the mirror surface with respect to the X m axis at the (k−1) th reflection point is α m (k−1) , the coordinates (x m (k) , y m (k) ) of the reflection point are It can be expressed by the equations (7) and (8).
x m (k) = x m (k-1) + w m (k-1) cos α m (k-1) (7)
y m (k) = y m (k-1) + w m (k-1) sin α m (k-1) (8)
前述した(3)式から(8)式を用いてrm(k)を求めると次の(9)式が得られる。 When rm (k) is obtained from the above-described equations (3) to (8), the following equation (9) is obtained.
ここで、θm(k)の値は、レーザ光センサから放射状に出射されるレーザ光の本数をnとすると、次の(10)式で表すことができる。
θm(k)=(360°/n)k …(10)
Here, the value of θ m (k) can be expressed by the following equation (10), where n is the number of laser beams emitted radially from the laser beam sensor.
θ m (k) = (360 ° / n) k (10)
鏡面によって反射されたレーザ光の光路が基準円Cに接することから、次の(11)式の関係が成立する。 Since the optical path of the laser beam reflected by the mirror surface is in contact with the reference circle C, the relationship of the following equation (11) is established.
前記(1)式、(2)式、(5)式、(6)式及び(11)式からθmcを求めると次の(12)式が導かれる。
θmc=cos−1(rmc/rm(k))+θm(k) …(12)
When θ mc is obtained from the above formulas (1), (2), (5), (6) and (11), the following formula (12) is derived.
θ mc = cos −1 (r mc / r m (k) ) + θ m (k) (12)
このθmcから、k番目の反射点における鏡面のXm軸に対する傾きαm(k)、及びk番目の反射点におけるレーザ光のXm−Ym平面での反射角度βm(k)を求めると次の(13)式及び(14)式で表すことができる。
αm(k)=45°+(θmc+θm(k))/2 …(13)
βm(k)=90°−θmc+θm(k) …(14)
This theta mc, inclination with respect to X m-axis of the mirror in the k th reflection point alpha m to (k), and the reflection angle at X m -Y m plane of the laser beam in the k th reflection point beta m (k) If it calculates | requires, it can represent with following (13) Formula and (14) Formula.
α m (k) = 45 ° + (θ mc + θ m (k) ) / 2 (13)
β m (k) = 90 ° −θ mc + θ m (k) (14)
また、k番目の反射点における鏡面のZm軸に対する傾きγm(k)、及びk番目の反射点におけるレーザ光のXm−Zm平面での反射角度δm(k)は、例えば反射点のXm軸からの角度θm(k)の1/4に比例して前記傾きγm(k)を変化させるとすると、次の(15)式及び(16)式で表すことができる。
γm(k)=θm(k)/4 …(15)
δm(k)=θm(k)/2 …(16)
Further, the inclination γ m (k) of the mirror surface with respect to the Z m axis at the k-th reflection point and the reflection angle δ m (k) of the laser beam at the k-th reflection point on the X m -Z m plane are, for example, reflection If the slope γ m (k) is changed in proportion to ¼ of the angle θ m (k) from the X m axis of the point, it can be expressed by the following equations (15) and (16). .
γ m (k) = θ m (k) / 4 (15)
δ m (k) = θ m (k) / 2 (16)
かかる計算を1番目からk番目まで順次行って、各反射点における鏡面のXm軸に対する傾きαm、及び各反射点における鏡面のZm軸に対する傾きγmをそれぞれ求める。 Such calculation is sequentially performed from the first to the kth to obtain the inclination α m of the mirror surface with respect to the X m axis at each reflection point and the inclination γ m of the mirror surface with respect to the Z m axis at each reflection point.
次に、各反射点においてそれぞれ、当該反射点を通り、鏡面に対して垂直な線分であり、高さhmを有しており、Xm−Ym平面から互いに同じ高さ領域に配する反射線を設定し、相隣る反射線の間を滑らかに繋げることによって、所要な曲面の鏡面を生成する。 Then, each at each reflection point, through the reflection point, a line segment perpendicular to the mirror surface has a height h m, distribution of X m -Y m plane at the same height region from each other By setting a reflection line to be connected and smoothly connecting adjacent reflection lines, a mirror surface having a required curved surface is generated.
更に、実機においては次の条件を鏡面の設計に加味する。
すなわち、基準円Cの半径rmcの値は、反射鏡により反射されたレーザ光がレーザ光センサと反射鏡との間を通り、かつ、対象物によって反射されたレーザ光がレーザ光センサに入射し得るように設定する。具体的には、反射鏡の鏡面であってXm軸と重なる縁部における反射点を1番目とし、この反射点の距離をrm(1)とし、その角度をθm(1)とし、rm(1)の値を、反射鏡により反射されたレーザ光がレーザ光センサと反射鏡との間を通り、かつ、対象物によって反射されたレーザ光がレーザ光センサに入射し得るように設定する。
Furthermore, in the actual machine, the following conditions are added to the mirror surface design.
That is, the value of the radius r mc of the reference circle C is such that the laser beam reflected by the reflecting mirror passes between the laser beam sensor and the reflecting mirror, and the laser beam reflected by the object enters the laser beam sensor. Set as possible. Specifically, a mirror surface of the reflecting mirror and the first reflection point at the edge overlapping the X m-axis, the distance of the reflection point and r m (1), and the angle and theta m (1), The value of rm (1) is set so that the laser beam reflected by the reflecting mirror passes between the laser beam sensor and the reflecting mirror, and the laser beam reflected by the object can enter the laser beam sensor. Set.
また、前述した傾きαm(1)の値は、反射点におけるレーザ光のXm−Ym平面での反射角度βmとXm−Zm平面での反射角度δmを合わせた値が略一定になるように設定する。一方、レーザ光の本数nは、360°の走査範囲についてレーザ光センサの使用を参照して設定する。更に、反射鏡の鏡面のθm方向の範囲は、当該鏡面により反射されるレーザ光が他の反射鏡の鏡面に干渉しない範囲に設定する。また、鏡面の高さhmの値は、レーザ光センサの受光窓の高さ寸法とする。 The value of the slope alpha m aforementioned (1), the value of the combined reflection angle [delta] m in the reflection angle beta m and X m -Z m plane in X m -Y m plane of laser light at the reflection point Set to be approximately constant. On the other hand, the number n of laser beams is set with reference to the use of a laser beam sensor for a scanning range of 360 °. Furthermore, theta m direction in the range of the mirror surface of the reflector is set to a range where the laser light reflected by the mirror surface does not interfere with the mirror surface of the other reflector. The value of the mirror surface of the height h m is the height of the light receiving window of the laser beam sensor.
次に、図1に示した制御部1が対象物の位置を求める方法について説明する。
対象物の位置は、レーザ光が反射鏡によって反射される場合と、反射鏡によって反射されずに対象物に直接投光された場合とに分けて計算する。
Next, a method in which the
The position of the object is calculated separately when the laser light is reflected by the reflecting mirror and when the laser light is projected directly on the object without being reflected by the reflecting mirror.
いま、レーザ光が2枚の反射鏡によって反射される範囲を0°≦θli−θt<60°及び180°≦θli−θt<240°とし、図5に示した如く反射鏡によって反射されるレーザ光の、反射される前の光路LとX軸とのなす角をθliとすると次式が導かれる。
θlr=θli+180°−βm …(17)
但し、θlr:反射鏡によって反射されるレーザ光の、反射された後の光路とXm軸とのなす角
Now, the ranges in which the laser light is reflected by the two reflecting mirrors are set to 0 ° ≦ θ li −θ t <60 ° and 180 ° ≦ θ li −θ t <240 °, and as shown in FIG. When the angle formed by the reflected laser beam between the optical path L before being reflected and the X axis is θ li , the following equation is derived.
θ lr = θ li + 180 ° −β m (17)
However, theta lr: of the laser beam reflected by the reflecting mirror, the angle between the optical path X m-axis after being reflected
また、レーザ光センサにおいて反射鏡にてレーザ光を反射することによって生じる測定距離の誤差をemとすると、X−Y−Z座標軸系において、走査されたレーザ光が対象物によって反射される各反射点の座標(x,y,z)は次の(18)式〜(20)式にて表される。なお、前述した誤差emは各実機それぞれにおいて試験を実施して予め定めておく。
x=rmcosθli+(dl−rm−em)cosθlr …(18)
y=rmsinθli+(dl−rm−em)sinθlr …(19)
z=(dl−rm−em)sinδm …(20)
Each when the error of measured distance caused by reflecting the laser beam by the reflecting mirror in the laser light sensor and e m, the X-Y-Z coordinate system, the scanned laser light is reflected by the object The coordinates (x, y, z) of the reflection point are expressed by the following equations (18) to (20). Incidentally, the error e m described above is determined in advance by the tests in each of actual equipment.
x = r m cos θ li + (d 1 −r m −e m ) cos θ lr (18)
y = r m sin θ li + (d 1 −r m −e m ) sin θ lr (19)
z = (d 1 −r m −e m ) sin δ m (20)
ここで、図5に示した如く、dlはレーザ光の光源から対象物までの距離を、またθtはレーザ光センサ9の固定座標系のZ軸回りに当該固定座標系のX軸から、回転板8及び反射鏡83,83の回転座標系のXm軸までの角度をそれぞれ示している。
Here, as shown in FIG. 5, dl is the distance from the laser light source to the object, and θ t is around the Z axis of the fixed coordinate system of the
一方、上記の場合、レーザ光が反射鏡によって反射されない範囲は60°≦θli−θt<180°及び240°≦θli−θt<360°であるので、かかる範囲においてレーザ光が対象物によって反射される反射点の座標(x,y,z)は次の(21)式〜(23)式にて表される。
x=dlcosθli …(21)
y=dlsinθli …(22)
z=0 …(23)
On the other hand, in the above case, the ranges in which the laser beam is not reflected by the reflecting mirror are 60 ° ≦ θ li −θ t <180 ° and 240 ° ≦ θ li −θ t <360 °. The coordinates (x, y, z) of the reflection point reflected by the object are expressed by the following equations (21) to (23).
x = d 1 cos θ li (21)
y = d 1 sin θ li (22)
z = 0 (23)
このようにして、走査されたレーザ光が反射鏡によって反射される範囲、及び前記レーザ光が反射鏡によって反射されずに対象物に直接投光される範囲においてそれぞれ、前記レーザ光が対象物によって反射される各反射点の座標(x,y,z)が求められる。 In this way, the laser light is reflected by the object in a range where the scanned laser light is reflected by the reflecting mirror and in a range where the laser light is projected directly on the object without being reflected by the reflecting mirror. The coordinates (x, y, z) of each reflection point to be reflected are obtained.
図1に示した制御部1は、このような計算をレーザ光センサ9によってレーザ光が走査される毎に実施しており、得られた各反射点の座標を各走査別にメモリ(図示せず)に与えてそこに記憶させるとともに、出力する場合も各走査別に各反射点の座標を出力するようになっている。
The
このような測定装置にあっては、反射鏡83,83上を走査された測定光は、該反射鏡83,83の鏡面によって連続的に螺旋状に反射される。従って、高密度の三次元測定を行うことができる。また、反射鏡83,83の鏡面は、X−Y平面において、走査されたレーザ光をそれぞれ反射した各レーザ光の光路が、前述した基準円Cの接線上に位置するように傾かせてあるため、反射鏡83,83の鏡面で反射された各レーザ光はレーザ光センサ9に干渉されることなくレーザ光センサ9の外方へ放射状に出射される。従って、高密度の三次元測定を維持することができる。
In such a measuring apparatus, the measurement light scanned on the reflecting mirrors 83 and 83 is continuously reflected in a spiral shape by the mirror surfaces of the reflecting mirrors 83 and 83. Therefore, high-density three-dimensional measurement can be performed. Further, the mirror surfaces of the reflecting mirrors 83 and 83 are inclined so that the optical paths of the respective laser beams reflected on the scanned laser beams are positioned on the tangent line of the reference circle C described above on the XY plane. Therefore, each laser beam reflected by the mirror surfaces of the reflecting mirrors 83 and 83 is emitted radially outward from the
更に、反射鏡83,83の鏡面が滑らかに傾かせてあるため、レーザ光センサ9から出射されたレーザ光の直径よりレーザ光センサ9に入射されるレーザ光の直径が大きい場合であっても、全ての光をレーザ光センサ9に入射させることができる。従って、測定感度の低下を防止することができる。
Further, since the mirror surfaces of the reflecting mirrors 83 and 83 are smoothly tilted, even when the diameter of the laser light incident on the
一方、回転板8に複数(本実施形態では2つ)の反射鏡83,83が回転対称になるように取り付けてあり、これによって回転板8のバランスが図られる。従って、回転時に回転板8にガタが生じることが防止される。
On the other hand, a plurality of (two in the present embodiment) reflecting
なお、本実施形態では2枚の反射鏡83,83を用いた場合について示したが、本発明はこれに限らず1又は3枚以上の反射鏡を用いてもよい。なお、複数枚の反射鏡を用いる場合は、各反射鏡を回転板上に均等に配設する。一方、1枚の反射鏡を用いる場合は、回転対称の位置にバランスを保つための錘を配設するとよい。これによって、回転板8の駆動中、当該回転板8にガタが発生することが防止される。
In the present embodiment, the case where two reflecting
また、本実施形態では反射鏡83,83を回転板8に取り付けて、モータ4によって回転板8及び反射鏡83,83を回転させる構成になしてあるが、本発明はこれに限らず、反射鏡83,83の固定脚84,84及び支持部材31,31を基台2に固定して、回転板8、モータ4及びベルト6等、反射鏡83,83を回転駆動させる機構を省略してもよい。この場合、三次元データを取得する位置を増大させるために、3枚以上の反射鏡を用いるとよい。なお、反射鏡は基台2に固定されておりガタが発生する虞がないので、1又は複数枚の反射鏡を用いる場合に各々の反射鏡を任意の位置に配置することができる。
In the present embodiment, the reflecting mirrors 83 and 83 are attached to the
一方、本実施形態では、モータ4の回転駆動力を第2回転軸41に外嵌させたプーリ42と第1回転軸81の端部に外嵌させたプーリ82との間に掛け回した環状のベルト6を介して第1回転軸81に伝えるようになしてあるが、本発明はこれに限らず、モータ4の出力軸を第1回転軸81に接続させて、モータ4によって回転板8を直接回転駆動させる構成にしてもよい。
On the other hand, in the present embodiment, an annular shape in which the rotational driving force of the
なお、本実施形態では測定光としてレーザ光を用いた場合について示したが、本発明はこれに限らず、レーザ光と同程度の強度及び直進性を有する光であればよい。 In the present embodiment, the case where laser light is used as measurement light has been described. However, the present invention is not limited to this, and any light having the same intensity and straightness as the laser light may be used.
次に、レーザ光センサとして市販のセンサを用いて、対象物を測定した結果について説明する。 Next, the results of measuring an object using a commercially available sensor as the laser light sensor will be described.
測定装置は図1に示した構成とし、レーザ光センサ9として側域センサUTM−30LX(北陽電機株式会社製)をその走査周期を10m秒になして使用した。また、回転板8の回転周期は30m秒になした。
The measuring apparatus has the configuration shown in FIG. 1, and a side area sensor UTM-30LX (manufactured by Hokuyo Electric Co., Ltd.) is used as the
反射鏡は次の表1に示したパラメータのものを2枚用いた。 Two reflectors having the parameters shown in Table 1 below were used.
そして、レーザ光センサ9から5000mmの距離を隔てて、レーザ光センサ9の周囲を取り囲むように対象物を設置しておき、レーザ光センサ9による1回の走査で測定された対象物上の各反射点の位置をX−Y−Z座標軸上に示した。なお、誤差emは零とした。
Then, an object is installed so as to surround the periphery of the
図6は1回の走査で測定された対象物上の各反射点の位置を示したグラフである。
図6から明らかなように、両反射鏡で反射されたレーザ光の対象物上における各反射点は、Z軸と平行をなす軸廻りに螺旋をなす2本の光路上に配列されており、これによって三次元空間を高密度で測定し得ることが分かる。
FIG. 6 is a graph showing the position of each reflection point on the object measured in one scan.
As is apparent from FIG. 6, the reflection points on the object of the laser light reflected by the two reflecting mirrors are arranged on two optical paths spiraling around an axis parallel to the Z axis. This shows that the three-dimensional space can be measured with high density.
一方、両反射鏡で反射されなかったレーザ光の対象物上における各反射点は、X−Y平面と平行な平面で一部破断した環をなす1本の光路上に配列されており、これによって二次元空間も同時的に測定することが分かる。 On the other hand, each reflection point on the object of the laser light not reflected by the two reflecting mirrors is arranged on one optical path forming a ring partially broken in a plane parallel to the XY plane. It can be seen that the two-dimensional space is also measured simultaneously.
1 制御部
2 基台
3 台座部材
4 モータ
8 回転板
9 レーザ光センサ
41 第2回転軸
81 第1回転軸
83 反射鏡
C 基準円
DESCRIPTION OF
Claims (5)
1又は複数の前記反射鏡がセンサの周囲に配設してあり、
該反射鏡の鏡面は走査方向の異なる位置では互いに、回転軸廻りに走査される複数の測定光の光路で構成される平面に平行な第1平面における前記測定光の反射方向、及び前記第1平面に直交する他の平面に平行な第2平面における前記測定光の反射方向が異なるように傾かせてあり、
更に、前記鏡面は前記第1平面において、走査された測定光をそれぞれ反射した各反射光の光路が、前記回転軸を中心として設定した基準円の接線上に位置するように傾かせてある
ことを特徴とする測定装置。 A measuring light is scanned around a predetermined rotation axis, and a sensor on which reflected light from an object is incident and a reflecting mirror that reflects the measuring light from the sensor are provided, and the measuring light reflected by the reflecting mirror is If the measurement is based on the result reflected by the object and incident on the sensor,
One or more reflectors are arranged around the sensor;
The mirror surfaces of the reflecting mirrors reflect the measuring light in a first plane parallel to a plane constituted by a plurality of optical paths of the measuring light scanned around the rotation axis at different positions in the scanning direction, and the first Tilted so that the reflection direction of the measurement light in a second plane parallel to another plane orthogonal to the plane is different ;
Further, the mirror surface is inclined on the first plane so that the optical path of each reflected light reflected from the scanned measurement light is positioned on the tangent line of the reference circle set around the rotation axis < A measuring device characterized by the above.
αα m(k)m (k) =45°+(θ= 45 ° + (θ mcmc +θ+ Θ m(k)m (k) )/2) / 2
γγ m(k)m (k) =θ= Θ m(k)m (k) /n/ N
但し、αWhere α m(k)m (k) :k番目の反射点における鏡面のX: Specular X at the kth reflection point mm 軸に対する傾きTilt to axis
γγ m(k)m (k) :k番目の反射点における鏡面のZ: Mirror surface Z at the kth reflection point mm 軸に対する傾きTilt to axis
θθ mcmc :各反射光の光路の基準円に対する接点のZ : Z of the contact point with respect to the reference circle of the optical path of each reflected light mm 軸回りのXX around the axis mm 軸からの角度Angle from axis
θθ m(k)m (k) :k番目の測定光のZ: Z of the kth measurement light mm 軸回りのXX around the axis mm 軸からの角度Angle from axis
n :適宜の数n: Appropriate number
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012233311A JP5823367B2 (en) | 2012-10-22 | 2012-10-22 | measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012233311A JP5823367B2 (en) | 2012-10-22 | 2012-10-22 | measuring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014085189A JP2014085189A (en) | 2014-05-12 |
JP5823367B2 true JP5823367B2 (en) | 2015-11-25 |
Family
ID=50788383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012233311A Expired - Fee Related JP5823367B2 (en) | 2012-10-22 | 2012-10-22 | measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5823367B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014098603A (en) * | 2012-11-14 | 2014-05-29 | Toshiba Corp | Three-dimensional model generation device |
EP3361280B1 (en) * | 2015-10-06 | 2021-12-01 | Pioneer Corporation | Light control device, light control method, and program |
JP6699019B2 (en) * | 2016-01-28 | 2020-05-27 | 国立大学法人鳥取大学 | Wall measuring device, flying robot and wall inspection system |
-
2012
- 2012-10-22 JP JP2012233311A patent/JP5823367B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014085189A (en) | 2014-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5513683B2 (en) | Device that optically measures the bending of rotating blades of wind turbines | |
US9006607B2 (en) | Light beam scanning apparatus, laser machining apparatus, test method and laser machining method | |
US20100318319A1 (en) | Projection apparatus | |
JP5568363B2 (en) | Laser scanner | |
JP2003177014A (en) | 3-d laser measuring system | |
JP7155368B2 (en) | laser scanner | |
JP6622775B2 (en) | Measuring system | |
JP5823367B2 (en) | measuring device | |
US20180095166A1 (en) | Measurement device and measurement method | |
EP2177872A1 (en) | Optical wave interference measuring apparatus | |
JP6820546B2 (en) | A method for adjusting a reflective member in a three-dimensional shape measuring device, a painting device, and a three-dimensional shape measuring device, and a method for supporting angle adjustment of a reflective member in a three-dimensional shape measuring device | |
JP6259664B2 (en) | Scanning optical system, optical scanning device, and distance measuring device | |
JP7223939B2 (en) | Shape measuring machine and its control method | |
JP2012007951A (en) | Measurement device for light distribution characteristics of light source | |
JP6839335B2 (en) | Optical scanning device | |
JP2013024754A (en) | Object diameter measurement method | |
US8314941B2 (en) | Cartesian coordinate measurement for rotating system | |
US10852534B2 (en) | Mirror assemblies for imaging devices | |
WO2017130944A1 (en) | Optical scanner | |
WO2022191174A1 (en) | Sensor device | |
US11131543B2 (en) | Three-dimensional measuring apparatus and robot system | |
JP2022138265A (en) | Sensor device, correction method, and program | |
JP2023050684A (en) | Survey instrument | |
JP2010190864A (en) | Shaft runout measuring device | |
JP2000304538A5 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140616 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150306 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150317 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150415 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150929 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151007 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5823367 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |