JP6826400B2 - Surveying device and tilt angle detection method - Google Patents
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Description
本発明は、測量装置及び傾斜角検出方法に係り、詳しくはチルトセンサによる傾斜角の検出制御に関する。 The present invention relates to a surveying device and a tilt angle detection method, and more particularly to tilt angle detection control by a tilt sensor.
測量装置としては、測距光学系の測定光軸を測定対象物に向け、測距、水平角、鉛直角の測定を行う、いわゆるトータルステーションといわれる光波距離測定装置がある。また、近年は光波距離測定装置として、測定対象物の移動に追従して回動する追従機能付きの光波距離測定装置も開発されている。 As a surveying device, there is a so-called total station, which is a light wave distance measuring device that measures distance measurement, horizontal angle, and vertical right angle by directing the measurement optical axis of the distance measuring optical system to the object to be measured. Further, in recent years, as a light wave distance measuring device, a light wave distance measuring device having a tracking function that rotates following the movement of a measurement object has also been developed.
また、レーザ光線を回転照射して、基準面を形成するレーザ回転照射装置も知られている(特許文献1、2参照)。
Further, there is also known a laser rotary irradiation device that linearly irradiates a laser beam to form a reference plane (see
そして、光波距離測定装置(光波距離測定機構ともいう)とレーザ回転照射装置(レーザ回転照射機構ともいう)とを一体としたレーザ測量装置を用いて、スリップフォーム舗装機械等の建設機械の制御を行うシステムも開発されている(特許文献3参照)。 Then, using a laser measuring device that integrates a light wave distance measuring device (also called a light wave distance measuring mechanism) and a laser rotation irradiation device (also called a laser rotation irradiation mechanism), control of construction machines such as slip foam paving machines is performed. A system for performing this has also been developed (see Patent Document 3).
上記特許文献1、2に示されているようなレーザ測量装置や光波距離測定装置等の測量装置は、設置の際に、測量装置に具備されているチルトセンサを用いて測量装置の鉛直軸が重力方向と一致するように整準される。
When a surveying device such as a laser surveying device or a light wave distance measuring device as shown in
特許文献3に記載されているような光波距離測定装置とレーザ回転照射装置とが一体のレーザ測量装置においても整準が行われるが、正しく整準が行われなければ光波距離測定装置による測距等及びレーザ回転照射装置による基準面の形成のいずれも正しい測量ができなくなるため、より正確な整準が求められる。
Leveling is also performed in a laser surveying device in which a light wave distance measuring device and a laser rotation irradiation device are integrated as described in
測量装置において整準を行うためには、チルトセンサにより装置の傾斜状態を検出する必要があるが、例えば気泡管からなるチルトセンサは、温度や振動等の外乱の影響を受けて傾斜状態を正しく検出できない場合がある。 In order to perform leveling in a surveying device, it is necessary to detect the tilted state of the device with a tilt sensor. For example, a tilt sensor consisting of a bubble tube is affected by disturbances such as temperature and vibration, and the tilted state is correctly corrected. It may not be detected.
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、チルトセンサによる傾斜状態の検出をより正確に行うことのできる測量装置及び傾斜検出方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a surveying device and a tilt detection method capable of more accurately detecting a tilt state by a tilt sensor. It is in.
上記した目的を達成するために、本発明に係る測量装置では、傾斜角を検出するチルトセンサと、温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部により検出された温度に応じてチルト待ち時間を設定する待ち時間設定部と、前記チルトセンサにより傾斜角を検出する際に、前記待ち時間設定部により設定された前記チルト待ち時間が経過した後、傾斜角を検出する傾斜角検出制御部と、を備え、前記待ち時間設定部は、前記温度検出部により検出される温度が高くなるほど前記チルト待ち時間を短く設定し、且つ前記温度検出部により検出される温度が高くなるほど前記チルト待ち時間の減少度合いを小さくする。
In order to achieve the above object, in the surveying apparatus according to the present invention, the tilt sensor for detecting the tilt angle, the temperature detection unit for detecting the temperature, and the tilt waiting time according to the temperature detected by the temperature detection unit. A waiting time setting unit for setting the tilt angle, and a tilt angle detection control unit for detecting the tilt angle after the tilt waiting time set by the waiting time setting unit has elapsed when the tilt angle is detected by the tilt sensor. The waiting time setting unit sets the tilt waiting time shorter as the temperature detected by the temperature detecting unit increases, and the tilt waiting time increases as the temperature detected by the temperature detecting unit increases. It reduces the degree of decrease.
また、本発明に係る測量装置において、前記チルトセンサは気泡管からなるのが好ましい。 Further, in the surveying apparatus according to the present invention, the tilt sensor preferably comprises a bubble tube.
また、本発明に係る測量装置において、前記待ち時間設定部は、予め前記チルトセンサにより傾斜角を検出しておき、その傾斜角に応じて、前記チルト待ち時間の設定を変更してもよい。 Further, in the surveying apparatus according to the present invention, the waiting time setting unit may detect the tilt angle by the tilt sensor in advance and change the tilt waiting time setting according to the tilt angle.
また、上記した目的を達成するために、本発明に係る傾斜角検出方法では、チルトセンサにより傾斜角を検出する傾斜角検出方法であって、温度に応じてチルト待ち時間を設定する待ち時間設定工程と、前記チルト待ち時間の経過を判定する待ち時間経過判定工程と、前記チルト待ち時間経過後にチルトセンサにより傾斜角を検出する傾斜角検出工程と、を備え、前記待ち時間設定工程では、前記温度が高くなるほど前記チルト待ち時間を短く設定し、且つ前記温度が高くなるほど前記チルト待ち時間の減少度合いを小さくする。
Further, in order to achieve the above object, the tilt angle detection method according to the present invention is a tilt angle detection method in which a tilt sensor detects a tilt angle, and a waiting time setting for setting a tilt waiting time according to a temperature. a step, and the wait time has elapsed determination step of determining the course of the tilt latency, and a tilt angle detecting step of detecting the tilt angle by the tilt sensor after lapse of said tilt waiting time, in the wait time setting step, wherein temperature becomes higher and set the tilt latency short high, you and reduce the degree of decrease as the tilt waiting the temperature increases.
また、本発明に係る傾斜角検出方法において、前記待ち時間設定工程では、予めチルトセンサにより傾斜角を検出しておき、その傾斜角に応じて、前記チルト待ち時間の設定を変更してもよい。 Further, in the tilt angle detection method according to the present invention, in the waiting time setting step, the tilt angle may be detected in advance by the tilt sensor, and the tilt waiting time setting may be changed according to the tilt angle. ..
上記手段を用いる本発明によれば、チルトセンサによる傾斜状態の検出をより正確に行うことができる。 According to the present invention using the above means, it is possible to more accurately detect the tilted state by the tilt sensor.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に本実施形態に係る製造方法により製造されるレーザ測量装置1が示されており、同図に示すレーザ測量装置1は、光波距離測定機構2の上にレーザ回転照射機構3が一体的に設けられている。
FIG. 1 shows a
レーザ測量装置1は、例えば上記特許文献3に記載されているスリップフォーム舗装機械のような建設機械の制御システムに用いられるレーザ測量装置であって、測量の際には図示しない三脚を介して任意の点に設置される。
The
光波距離測定機構2は、トータルステーションと同等の機能を有する。例えば光波距離測定機構2は、測距光を建設機械が有するターゲットに向かって照射し、当該ターゲットからの反射測距光を受光して測距及び測角を行い、またターゲットからの反射光に基づきターゲットの追尾を行う。
The light wave
詳しくは、光波距離測定機構2は、下部に基台部10と回転基盤11を有している。
Specifically, the light wave
基台部10には図示しない三脚が取り付け可能である。基台部10は図示しない水平回転駆動部を有しており、当該水平回転駆動部により回転基盤11を水平方向(レーザ測量装置1の鉛直軸に対して直行する面内)に回転駆動する。
A tripod (not shown) can be attached to the
また、基台部10と回転基盤11との間には、基台部10に対する傾きを調整して整準する整準部12を備えている。整準部12は、図1では点線のブロックとして簡略的に示しているが、具体的には例えば回転基盤11の水平面上の任意の一か所が支点として固定されており、当該水平面上の任意の二か所に、回転基盤11を上下方向に移動可能な2つの整準ねじが設けられ、これらの整準ねじの締め度合いに応じて基台部10に対する回転基盤11の傾斜を調整するものである。なお、整準ねじの数はこれに限られるものではなく、例えば3本備えていてもよい。また、各整準ねじはステッピングモータ等のアクチュエータにより駆動可能であり、当該アクチュエータを介して自動整準可能である。
Further, between the
また、回転基盤11には、円形気泡管からなる水平チルトセンサ13が設けられており、当該水平チルトセンサ13によりレーザ測量装置1の回転基盤11から上方部分の傾き、即ちレーザ測量装置1全体としての傾斜状態を検出可能である。
Further, the
回転基盤11の上面には一対の支柱部14、15が立設されており、当該一対の支柱部14、15の間に望遠鏡部16が鉛直方向に回転可能に支持されている。図示しないが、当該一対の支柱部14、15には望遠鏡部16を鉛直方向に回転させる鉛直回転駆動部が設けられている。
A pair of
望遠鏡部16には、測距光学系、追尾光学系及び測距部が収納されており、望遠鏡部16から測距光L1、追尾光(図示せず)が射出され、ターゲットからの反射測距光を測距部にて受光して測距を行う。また、望遠鏡部16は、追尾光学系を介してターゲットで反射された追尾光を受光し、水平回転駆動部により水平方向に、鉛直回転駆動部により鉛直方向に駆動されることでターゲットの自動追尾が可能である。
The
さらに基台部10には、図示しないが、基台部10に対する回転基盤11の水平方向の回転角(水平角)を検出する水平角検出器が設けられ、支柱部14、15には望遠鏡部16の鉛直方向の回転角(鉛直角)を検出する鉛直角検出器が設けられている。これら水平角検出器及び鉛直角検出器により検出される水平角及び鉛直角から望遠鏡部16の視準方向が測定可能となっている。
Further, although not shown, the
また、回転基盤11上には温度センサ17(温度検出部)と、制御部18が設けられている。温度センサ17はレーザ測量装置1周囲の外気温度を検出する機能を有しており、制御部18はレーザ測量装置1における測量制御を行う機能を有している。例えば制御部18は、望遠鏡部16、水平チルトセンサ13、水平角検出器、鉛直角検出器、及び温度センサ17により検出された各種情報の読み取り、記憶、演算等を行い、演算結果に応じて整準部12、鉛直回転駆動部、及び水平回転駆動部の駆動制御等を行う。
Further, a temperature sensor 17 (temperature detection unit) and a
また、一対の支柱部14、15の上端には天板19が設けられており、当該天板19上にレーザ回転照射機構3が設けられている。
A
レーザ回転照射機構3は、レーザ光線L2を一定速度で回転照射し、当該レーザ光線L2により基準面が形成される。当該レーザ光線L2は、所定の広がり角を有する複数の扇状ビーム(ファンビーム)で構成され、少なくとも1つは水平面に対して傾斜している。例えば、レーザ光線L2は、鉛直方向の扇状ビームと水平面に対して所定の角度で傾斜した扇状ビームの2つの扇状ビームにより構成されている。これにより、基準面だけでなく高さ方向にも拡がった水平領域として基準を形成することができる。なお、レーザ光線の構成は上記特許文献2、3に示されるように種々考えられる。
The laser
詳しくは、レーザ回転照射機構3は、円板状の鍔部20の中央部に円柱部21が一体的に立設されており、当該円柱部21の上面にレーザ照射部22が水平方向に回転可能に設けられている。
Specifically, in the laser
鍔部20は天板19に対して固定されている。円柱部21の周面には、一対の一軸チルトセンサ23、24が設けられている。これらの一軸チルトセンサ23、24は例えば円柱型の気泡管であり軸が直交する向きに配置されており、レーザ回転照射機構3の水平方向にて直交する2軸、すなわちX軸Ax及びY軸Ayの傾きを検出可能である。そして、X軸Ax及びY軸Ayの傾きを検出して合成することで水平面に対する傾斜角を算出可能である。このようにこれら一対の一軸チルトセンサ23、24によってもレーザ測量装置1全体の傾斜状態を検出可能であり、これら一軸チルトセンサ23、24は上記水平チルトセンサ13よりも傾きを検出する精度が高い。
The collar portion 20 is fixed to the
レーザ照射部22は、上述したレーザ光線L2を照射する部分であり、円柱部21上にてレーザ光線L2の照射向きを水平方向に回転可能である。レーザ回転照射機構3における測量制御についても上記制御部18により行われ、レーザ照射部22は制御部18により駆動制御される。
The
以上のように構成されたレーザ測量装置1は、測量実施時には任意の地点に三脚を介して当該レーザ測量装置を設置した後、測量を行う前にレーザ測量装置1の鉛直軸を重力方向に合わせるため整準を行う。本実施形態のレーザ測量装置1では、図示しないスイッチ等の操作手段を操作することにより制御部18による自動整準制御を実行可能である。
The
ここで図2から図4を参照すると、本実施形態におけるレーザ測量装置の制御部18において実行される自動整準ルーチンがフローチャートで示されている。また、図5、図6には自動整準制御内で実行されるサーチ制御ルーチンを示すフローチャートが、図7にはサーチ駆動の説明図が、図8には自動整準制御及びサーチ制御内で実行される傾斜角取得制御ルーチンを示すフローチャートが、図9には温度とチルト待ち時間の関係図が、それぞれ示されている。
Here, referring to FIGS. 2 to 4, an automatic leveling routine executed by the
まず図2から図4のフローチャートに基づき自動整準制御について説明する。 First, the automatic leveling control will be described based on the flowcharts of FIGS. 2 to 4.
図2に示すように、自動整準制御が開始されると、ステップS1として制御部18は、整準に用いるチルトセンサとして水平チルトセンサ13を選択する。
As shown in FIG. 2, when the automatic leveling control is started, the
続くステップS2として制御部18は、詳しくは後述する傾斜角取得制御に基づき水平チルトセンサ13により検出される傾斜角a1を取得する。
As a subsequent step S2, the
そして、ステップS3として制御部18は、ステップS2にて取得した傾斜角a1が予め定められた測定範囲内(例えば±2.5°以内)にあるか否かを判別する。当該測定範囲は例えば水平チルトセンサ13の仕様として測定可能な範囲に設定されている。当該判別結果が真(Yes)である場合は、即ち傾斜角a1が測定範囲内である場合は、ステップS4に進む。
Then, as step S3, the
ステップS4において、制御部18は整準部12を駆動して整準を行う(以下、整準駆動ともいう)。つまり、上記ステップS2で検出された傾斜角a1が水平(傾斜角a1=0°)となるようステッピングモータにより整準ねじを駆動する。
In step S4, the
ステップS5において、制御部18は整準部12が駆動限界に達したか否かを判別する。つまり、整準部12の整準ねじの可動範囲内にあるか否かを判別する。当該判別結果が真(Yes)である場合、即ち整準ねじが可動範囲の限界に達した場合、整準部12が駆動限界にあると判断し、ステップS6に進む。
In step S5, the
ステップS6では、制御部18は、整準範囲外として図示しない表示部や警報器等により、その旨のエラー表示又はエラー報知(以下、これをエラー処理という)を行い、当該ルーチンを終了する。
In step S6, the
一方、上記ステップS5の判別結果が偽(No)である場合、即ち整準ねじが可動範囲内にあり、整準部12が駆動可能である場合はステップS7に進む。
On the other hand, if the determination result in step S5 is false (No), that is, if the leveling screw is within the movable range and the leveling
ステップS7において、制御部18はステップS2と同様に、再度傾斜角取得制御に基づき水平チルトセンサ13による傾斜角a1を取得する。
In step S7, the
そして、ステップS8において、制御部18はステップS3と同様に、ステップS8にて取得した傾斜角a1が測定範囲内にあるか否かを判別する。当該判別結果が真(Yes)である場合、即ち傾斜角a1が測定範囲内にある場合には、ステップS9に進む。
Then, in step S8, the
ステップS9において、制御部18は、ステップS7において取得した傾斜角a1が予め定められた第1整準精度範囲内(例えば±30''以内)であるか否かを判別する。第1整準精度範囲は、水平チルトセンサ13に基づく整準に求められる整準精度に設定されている。当該判別結果が偽(No)である場合、即ち、傾斜角a1が第1整準精度範囲外にある場合はステップS10に進む。
In step S9, the
制御部18は、ステップS4における整準部12による整準駆動の回数(以下、駆動回数Nという)を記憶しており、ステップS10において、制御部18は整準部12の駆動回数Nをインクリメント(N=N+1)する。
The
続くステップS11において、制御部18は整準部12の駆動回数Nが予め設定された上限回数(例えば10回)内にあるか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合、即ち整準部12の駆動回数Nが未だに上限に達していない場合はステップS4に戻り、再度整準駆動を試みる。
In the following step S11, the
一方、ステップS11の判別結果が真(Yes)である場合、即ち整準部12の駆動回数Nが上限に達した場合には、ステップS12に進む。
On the other hand, when the determination result in step S11 is true (Yes), that is, when the number of drives N of the leveling
ステップS12において、制御部18は複数回の整準駆動を行っても整準精度を満たさないことから、装置の故障や設置位置が不適当である可能性を考慮し、整準タイムアウトとして、エラー処理を行い、当該ルーチンを終了する。
In step S12, since the
一方、上記ステップS9の判別結果が真(Yes)である場合、即ち水平チルトセンサ13により検出した傾斜角a1が第1整準精度範囲内に入ったときは、ステップS13に進む。
On the other hand, when the determination result in step S9 is true (Yes), that is, when the inclination angle a1 detected by the
ステップS13では、制御部18は水平チルトセンサ13に基づく整準を終了し、図3のステップS21に進む。
In step S13, the
図3のステップS21において、制御部18は整準に用いるチルトセンサとして一対の一軸チルトセンサ23、24を選択する。
In step S21 of FIG. 3, the
続くステップS22からS28までは、上記ステップS2からS8と用いるチルトセンサが異なるのみで、実行する内容は同じである。つまり、一軸チルトセンサ23、24により傾斜角a2を検出し(S22)、当該傾斜角a2が測定範囲にある場合に(S23)、整準部12による整準駆動を行う(S24)。そして、整準部12の駆動限界に達した場合は(S25)、エラー処理を行い(S26)、駆動可能な範囲内である場合は再度傾斜角a2を検出し(S27)、測定範囲内にあるか確認する(S28)。
In the following steps S22 to S28, the contents to be executed are the same except that the tilt sensor used is different from the steps S2 to S8. That is, the
そして、再度検出した傾斜角a2が測定範囲内にある場合には、ステップS29にて、制御部18は傾斜角a2が第2整準精度範囲内(例えば±10''以内)であるか否かを判別する。第2整準精度範囲は、一軸チルトセンサ23、24に基づく整準に対する整準精度であり、上記第1整準精度範囲をよりも狭く、即ち高い精度に設定されている。当該判別結果が偽(No)である場合、即ち、傾斜角a2が第2整準精度範囲外にある場合はステップS30に進む。
Then, when the tilt angle a2 detected again is within the measurement range, in step S29, the
ステップS30からS32は、上記ステップS10からS12と同様に、制御部18は整準部12の駆動回数Nをインクリメント(N=N+1)し(S30)、当該駆動回数Nが上限(例えば10回)内にある場合はステップS24に戻り、上限に達した場合はエラー処理を行う(S32)。
In steps S30 to S32, similarly to steps S10 to S12, the
一方、上記ステップS29の判別結果が真(Yes)である場合、即ち一軸チルトセンサ23、24により検出した傾斜角a2が第2整準精度範囲内に入ったときには、ステップS33に進む。
On the other hand, when the determination result in step S29 is true (Yes), that is, when the inclination angle a2 detected by the
ステップS33では、制御部18は一軸チルトセンサ23、24に基づく整準も終了し、自動整準制御を終了する。
In step S33, the
一方、上記ステップS3、S8、S23、S28における傾斜角a1又はa2の測定範囲の判別結果が偽(No)であった場合、即ち傾斜角a1又はa2が測定範囲外であった場合は、対応するチルトセンサの有効な測定範囲を探すサーチ制御を行うべく、図4に示すステップS41に進む。 On the other hand, if the determination result of the measurement range of the inclination angle a1 or a2 in steps S3, S8, S23, and S28 is false (No), that is, if the inclination angle a1 or a2 is out of the measurement range, the corresponding case is taken. The process proceeds to step S41 shown in FIG. 4 in order to perform search control for searching for an effective measurement range of the tilt sensor.
制御部18は、後述するサーチ制御の実行回数(以下、サーチ回数Sという)を記憶しており、ステップS41において、サーチ回数Sが上限回数(例えば1回)内であるか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合、即ちすでにサーチ制御を上限回数より多く実行している場合、このときの整準に用いるチルトセンサが水平チルトセンサ13であるときはステップS6に、一軸チルトセンサ23、24であるときはステップS26に進み、エラー処理を行う。
The
一方、ステップS41の判別結果が真(Yes)である場合、即ちサーチ回数Sが上限を超えていない場合は、ステップS42に進む。ステップS42において、制御部18はサーチ回数Sをインクリメント(S=S+1)する。
On the other hand, if the determination result in step S41 is true (Yes), that is, if the number of searches S does not exceed the upper limit, the process proceeds to step S42. In step S42, the
続くステップS43では、制御部18は後述するサーチ制御を実行する(サーチ工程)。
In the following step S43, the
そしてステップS44において、制御部18はサーチ制御が正常に終了したか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合、即ちサーチ制御が正常に終了しなかった場合はこのとき選択されているチルトセンサに応じてステップS6又はステップS26に進み、エラー処理を行う。一方、当該判別結果が真(Yes)である場合、即ちサーチ制御が正常に終了した場合は、このとき選択されているチルトセンサに応じてステップS4又はステップS24に進み、整準を行う。
Then, in step S44, the
次に、ステップS43において実行されるサーチ制御について、図5から図7に基づき詳しく説明する。 Next, the search control executed in step S43 will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 7.
まず図5に示すように、サーチ制御のステップS51として、制御部18は、整準部12をニュートラル位置に駆動する。当該ニュートラル位置は、例えば工場出荷時において、レーザ測量装置1の鉛直軸が地球の重力方向と略一致する状態としたときの整準部12の状態である。なお、ステップS51におけるニュートラル位置は、常に工場出荷時の状態である必要はなく、例えばニュートラル位置の学習機能がある場合は、最新のニュートラル位置とする。
First, as shown in FIG. 5, as step S51 of the search control, the
続いて、ステップS52からS54においては、上記ステップS5からS8、S25からS28と同様に、改めて整準部12が駆動限界にあるか確認し(S52)、傾斜角取得制御によりこのとき選択されているチルトセンサにより傾斜角a1又はa2を取得し(S53)、取得した傾斜角a1又はa2が測定範囲内にあるかを確認する(S54)。
Subsequently, in steps S52 to S54, similarly to steps S5 to S8 and S25 to S28, it is confirmed again whether the leveling
そして、ステップS58の判別結果が偽(No)である場合、即ち依然として傾斜角a1又はa2が測定範囲外である場合は、ステップS55に進む。 Then, if the determination result in step S58 is false (No), that is, if the inclination angles a1 or a2 are still out of the measurement range, the process proceeds to step S55.
ステップS55では、制御部18は整準部12をサーチ駆動する。サーチ駆動は、整準部12のニュートラル位置を原点として設定された水平方向の一方向(例えばX軸の正方向)にレーザ測量装置1を所定量傾けるよう整準部12を駆動する。
In step S55, the
続いてステップS56からS58では、再び整準部12が駆動限界にあるかを確認し(S56)、傾斜角取得制御により傾斜角a1又はa2を取得し(S57)、取得した傾斜角a1又はa2が測定範囲内にあるかを確認する(S58)。
Subsequently, in steps S56 to S58, it is confirmed again whether the leveling
ステップS55でのサーチ駆動を行った結果、傾斜角a1又はa2が測定範囲内に入った場合には、ステップS58の判別結果は真(Yes)となり、ステップS59に進む。また、上記ステップS54においてサーチ駆動を行う前の段階で傾斜角a1又はa2が測定範囲内にあった場合もステップS59に進む。 If the inclination angle a1 or a2 falls within the measurement range as a result of performing the search drive in step S55, the determination result in step S58 is true (Yes), and the process proceeds to step S59. Further, if the inclination angle a1 or a2 is within the measurement range in the step before the search drive is performed in step S54, the process proceeds to step S59.
ステップS59では、制御部18はサーチ制御が正常に終了したとして、当該ルーチンを抜ける。
In step S59, the
一方、上記ステップS58の判別結果が偽(No)である場合、即ちサーチ駆動を行っても、傾斜角a1又はa2が測定範囲外にある場合には、ステップS60に進む。 On the other hand, if the determination result in step S58 is false (No), that is, if the inclination angles a1 or a2 are out of the measurement range even after the search drive is performed, the process proceeds to step S60.
ステップS60において、制御部18はあらかじめ定めた全範囲のサーチ駆動が終了したか否かを判別する。サーチ駆動を行う方向は複数設定可能であり、例えば本実施形態では図7に示すように、X軸の正負2方向(d1、d2)、Y軸の正負2方向(d3、d4)、X軸及びY軸と中間の4方向(d5からd8)の合計8方向にサーチ駆動を行うよう設定されている。
In step S60, the
ステップS60では、この8方向全てにおいてサーチ駆動を行ったか否かを判別しており、当該判別結果偽(No)である場合は、ステップS55に戻り、異なる方向でのサーチ駆動を行う。一方、8方向全てのサーチ駆動が終了した場合、即ち8方向にサーチ駆動しても傾斜角a1又はa2が測定範囲に入らなかった場合には、当該判別結果は真(Yes)となり、ステップS61に進む。 In step S60, it is determined whether or not the search drive has been performed in all of these eight directions. If the determination result is false (No), the process returns to step S55 and the search drive is performed in different directions. On the other hand, when the search drive in all eight directions is completed, that is, when the inclination angles a1 or a2 do not fall within the measurement range even if the search drive is performed in the eight directions, the determination result is true (Yes), and step S61. Proceed to.
ステップS61では、制御部18は整準部12をニュートラル位置に駆動する。そして、ステップS62において、制御部18は整準部12の駆動限界であるか否かを判別し、当該判別結果が偽(No)である場合、即ち整準部12の駆動限界でない場合は、ステップS63に進む。
In step S61, the
ステップS63では、制御部18はサーチ制御によっても有効な測定範囲が見つけられず、サーチの範囲外としてサーチ制御のエラー処理を行い、当該ルーチンを終了する。
In step S63, the
一方、上記ステップS52、S56、S62における整準部12の駆動限界に関する判別結果が真(Yes)である場合、即ち整準部12が駆動限界に達した場合は、整準ねじの位置をリセットすべく、図6のステップS71に進む。
On the other hand, when the determination result regarding the drive limit of the leveling
制御部18は、後述する整準ねじの位置をリセットした回数(以下、リセット回数Rという)を記憶しており、ステップS71において、リセット回数Rが上限回数(例えば1回)内であるか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合、即ちすでに整準ねじのリセットを上限回数より多く実行している場合、ステップS72に進む。
The
ステップS72において、制御部18は、サーチ制御のタイムアウトとしてエラー処理を行い、サーチ制御を終了する。
In step S72, the
一方、上記ステップS71の判別結果が真(Yes)である場合、即ちリセット回数Rが上限を超えていない場合は、ステップS73に進む。ステップS73において、制御部18はリセット回数Rをインクリメント(R=R+1)する。
On the other hand, if the determination result in step S71 is true (Yes), that is, if the reset number R does not exceed the upper limit, the process proceeds to step S73. In step S73, the
続くステップS74において、制御部18は、一度整準ねじを可動限界まで駆動して、絶対位置をリセットする。
In the following step S74, the
そして、ステップS75において、制御部18は上記ステップS74の絶対位置のリセットに成功したか否かを判別する。当該判別結果が真(Yes)である場合、即ち整準ねじのリセットに成功した場合には、ステップS51に戻り改めてサーチ制御を行う。一方、当該判別結果が偽(No)である場合、例えばステッピングモータの故障等により整準ねじのリセットができなかった場合は、ステップS76に進む。
Then, in step S75, the
ステップS76では、制御部18は、例えばステッピングモータのエラーとして、サーチ制御のエラー処理を行い、サーチ制御を終了する。
In step S76, the
次に、上記ステップS2、S7、S22、S27、S53、S57において実行される傾斜角取得制御について、図8、図9に基づき詳しく説明する。なお、当該傾斜角取得制御は、本実施形態においては水平チルトセンサ13及び一軸チルトセンサ23、24のいずれにも同様に適用されるものであり、以下の説明ではこれらのチルトセンサを区別することなく、単にチルトセンサと称して説明する。
Next, the tilt angle acquisition control executed in steps S2, S7, S22, S27, S53, and S57 will be described in detail with reference to FIGS. 8 and 9. The tilt angle acquisition control is similarly applied to both the
まず図8に示すように、傾斜角取得制御のステップS81として、制御部18はタイムアウト時間Toを設定する。タイムアウト時間Toは、チルトセンサのエラーを判定するための時間であり、本実施形態では例えば後述するチルト待ち時間Twの3倍に設定する。
First, as shown in FIG. 8, the
続くステップS82では、制御部18はこの時点での水平角h1が取得できるか否かを判別する。当該水平角h1は水平角検出器により検出され、制御部18が当該水平角検出器から水平角情報を取得できない場合には、当該判別結果は偽(No)となりステップS83に進む。
In the following step S82, the
ステップS83では、制御部18は、制御部18若しくは水平角検出器の故障、又は制御部18と水平検出器との間の通信不良等でレーザ測量装置1の状態を正確に把握できないため、検出器エラーとしてエラー処理を行い、傾斜角取得制御を終了する。
In step S83, the
一方、上記ステップS82の判別結果が真(Yes)である場合、即ち制御部18が水平角h1を取得できた場合には、ステップS84に進む。
On the other hand, if the determination result in step S82 is true (Yes), that is, if the
ステップS84において、制御部18はチルト待ち時間Twを設定する(待ち時間設定部、待ち時間設定工程)。チルト待ち時間Twは、チルトセンサにより安定して傾斜角を取得するために必要な時間として設定され、これは温度に応じて設定される。
In step S84, the
詳しくは、気泡管からなるチルトセンサは温度が高くなるほど内部の液体の粘性が低くなり気泡の動きが滑らかになることから、図9に示すように、チルト待ち時間は温度が高くなるほど短くなるよう設定されている。その一方で、気泡の動きが滑らかになると、感度が高くなり、振動による誤検出の可能性も高くなることから、高温になるほど待ち時間の減少度合いが小さくなる傾向に設定されている。 Specifically, the tilt sensor made of a bubble tube has a lower viscosity of the liquid inside as the temperature rises, and the movement of the bubbles becomes smoother. Therefore, as shown in FIG. 9, the tilt waiting time becomes shorter as the temperature rises. It is set. On the other hand, when the movement of bubbles becomes smooth, the sensitivity becomes high and the possibility of erroneous detection due to vibration increases. Therefore, the degree of decrease in waiting time tends to decrease as the temperature rises.
さらに本実施形態では、傾斜角大きいほど気泡は気泡管の端側に位置し、気泡の動きが鈍くなることから、予めチルトセンサにより傾斜角を検出しておき、その傾斜角に応じて傾向を変更するよう設定されている。具体的には、チルトセンサにより検出される傾斜角が10’より大きい場合は、傾斜角が10’以下の大きい場合よりもチルト待ち時間が長くなる傾向に設定されている。 Further, in the present embodiment, the larger the inclination angle, the more the bubbles are located on the end side of the bubble tube, and the movement of the bubbles becomes slower. Therefore, the inclination angle is detected in advance by the tilt sensor, and the tendency is changed according to the inclination angle. It is set to change. Specifically, when the tilt angle detected by the tilt sensor is larger than 10', the tilt waiting time tends to be longer than when the tilt angle is larger than 10'.
このように図9に示すような関係図等に基づきステップS84のチルト待ち時間は設定される。 In this way, the tilt waiting time in step S84 is set based on the relationship diagram and the like shown in FIG.
次のステップS85では、制御部18は現在のシステム時間Tsを取得する。システム時間Tsは、例えば制御部18が有しているタイマにより計時した傾斜角取得制御の開始からの時間である。
In the next step S85, the
ステップS86では、制御部18はステップS85において取得したシステム時間Tsがタイムアウト時間Toに達した(To<Ts)か否かを判別する。当該判別結果が真(Yes)である場合、即ちシステム時間Tsがタイムアウト時間Toに達している場合には、ステップS87に進む。
In step S86, the
ステップS87では、制御部18はタイムアウトとして、傾斜角取得についてのエラー処理を行い、傾斜角取得制御を終了する。
In step S87, the
一方、ステップS86の判別結果が偽(No)である場合、即ちシステム時間Tsがタイムアウト時間Toに達していない場合は、ステップS88に進む。 On the other hand, if the determination result in step S86 is false (No), that is, if the system time Ts has not reached the timeout time To, the process proceeds to step S88.
ステップS88において、制御部18は再び水平角検出器による水平角h2の取得が可能であるか否かを判別する。水平角h2が取得できない場合は上述したステップS83に進みエラー処理を行い、取得できた場合にはステップS89に進む。
In step S88, the
そして、ステップS89において、上記ステップS88において取得した水平角h2と、先に上記ステップS82において取得した水平角h1との差から求められる水平回転角hrが水平回転における許容範囲内(例えば±30''以内)であるか否か、即ちレーザ測量装置1全体又は光波距離測定機構2が回転状態にないか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合、即ち水平回転角hrが許容範囲外のレーザ測量装置1全体又は光波距離測定機構2が回転状態にあるような場合には、正確に傾斜角を取得するのは困難であるためステップS82に戻る。一方、当該判別結果が真(Yes)である場合、即ちレーザ測量装置1全体及び光波距離測定機構2が略静止状態にある場合は、ステップS90に進む。
Then, in step S89, the horizontal rotation angle hr obtained from the difference between the horizontal angle h2 acquired in step S88 and the horizontal angle h1 previously acquired in step S82 is within the permissible range in horizontal rotation (for example, ± 30'. It is determined whether or not (within), that is, whether or not the entire
ステップS90において、制御部18はチルト待ち時間が終了したか、即ちシステム時間Tsがチルト待ち時間に達した(To<Ts)か否かを判別する(待ち時間経過判定工程)。当該判別結果が偽(No)である場合、即ち未だチルト待ち時間内である場合はステップS85に戻る。一方、当該判別結果が真(Yes)である場合、即ちチルト待ち時間に達した場合はステップS91に進む。
In step S90, the
ステップS91では、制御部18は、対応するチルトセンサによる傾斜角の取得を行い(傾斜角検出制御部、傾斜角検出工程)、傾斜角取得制御を終了する。
In step S91, the
このように、本実施形態では、チルトセンサにより傾斜角を取得するために、温度に応じて設定されるチルト待ち時間を設け、このチルト待ち時間が経過してから傾斜角を取得する。これにより、気泡管からなる水平チルトセンサ13や一軸チルトセンサ23、24において、温度や振動等の外乱を考慮してより正確な傾斜角を検出することができることとなる。
As described above, in the present embodiment, in order to acquire the tilt angle by the tilt sensor, a tilt waiting time set according to the temperature is provided, and the tilt angle is acquired after the tilt waiting time has elapsed. As a result, the
具体的には、温度が高くなるほどチルト待ち時間Twを短く設定することで、チルトセンサの液体の粘性が高まり感度が悪化する低温時においては十分な待ち時間が設けられる一方、液体の粘性が低下し感度が良くなる高温時においては待ち時間を短くして速やかな傾斜角検出を行うことができることとなり、効率のよい傾斜角検出を実現することができる。 Specifically, by setting the tilt waiting time Tw shorter as the temperature rises, a sufficient waiting time is provided at low temperatures where the viscosity of the liquid in the tilt sensor increases and the sensitivity deteriorates, while the viscosity of the liquid decreases. At high temperatures where the sensitivity is improved, the waiting time can be shortened and quick tilt angle detection can be performed, and efficient tilt angle detection can be realized.
また、温度に応じて単純にチルト待ち時間を短くすると、感度が良くなって振動等の外乱による誤検出が発生しやすくなるのに対して、チルト待ち時間Twを高温になるほど待ち時間の減少度合いが小さくなる傾向に設定していることで、このような誤検出を抑制することができる。 Further, if the tilt waiting time is simply shortened according to the temperature, the sensitivity is improved and erroneous detection due to disturbance such as vibration is likely to occur, whereas the higher the tilt waiting time Tw is, the more the waiting time is reduced. By setting the value to be smaller, such false detection can be suppressed.
さらに、チルト待ち時間は、チルトセンサにより検出される傾斜角に応じてもその傾向を変更するよう設定されていることで、より正確に傾斜角を検出することができる。 Further, the tilt waiting time is set so as to change the tendency according to the tilt angle detected by the tilt sensor, so that the tilt angle can be detected more accurately.
以上のことから、本実施形態に係る測量装置及び傾斜角検出方法によれば、チルトセンサによる傾斜状態の検出をより正確に行うことができる。 From the above, according to the surveying device and the inclination angle detecting method according to the present embodiment, the inclination state can be detected more accurately by the tilt sensor.
以上で本発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。 Although the description of the embodiment of the present invention is completed above, the aspect of the present invention is not limited to this embodiment.
上記実施形態では、光波距離測定機構2に設けられた水平チルトセンサ13及びレーザ回転照射機構3に設けられた一対の一軸チルトセンサ23、24に対して本発明に係る傾斜角取得制御を適用しているが、本発明は光波距離測定機構2及びレーザ回転照射機構3が一体のレーザ測量装置1への適用に限られるものではない。光波距離測定機構のみ、レーザ回転照射機構のみの測量装置に設けられたチルトセンサにも適用可能である。
In the above embodiment, the tilt angle acquisition control according to the present invention is applied to the
また、上記実施形態では、チルト待ち時間が、チルトセンサにより検出される傾斜角に応じてもその傾向を変更するよう設定されているが、チルト待ち時間の設定はこれに限られるものではない。例えば、整準ねじのアクチュエータにおける制御値又は当該アクチュエータに角度検出機能を備えている場合はそのフィードバック値に応じて待ち時間の設定を変更してもよい。 Further, in the above embodiment, the tilt waiting time is set so as to change the tendency according to the tilt angle detected by the tilt sensor, but the setting of the tilt waiting time is not limited to this. For example, the waiting time setting may be changed according to the control value of the leveling screw actuator or the feedback value of the actuator when the actuator has an angle detection function.
また、上記実施形態では、光波距離測定機構2に水平チルトセンサ13を、レーザ回転照射機構3に一対の一軸チルトセンサ29、30を設けており、この組み合わせが好ましくはあるが、それぞれの機構に設けられるチルトセンサは必ずしもこれに限られるものではない。例えば、光波距離測定機構に一対の一軸チルトセンサを設けてもよいし、レーザ回転照射機構に水平チルトセンサを設けてもよい。
Further, in the above embodiment, the light wave
また、上記実施形態では、回転基盤11上に温度センサ17を設けているが、温度センサが設けられる位置や数はこれに限られるものではなく、例えば一軸チルトセンサ近くにも温度センサを設けてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、サーチ制御において8方向のサーチ駆動を行うよう設定されているが、サーチ駆動の方向やその数はこれに限られるものではなく、例えば1方向だけでもよい。 Further, in the above embodiment, the search control is set to perform search driving in eight directions, but the search driving direction and the number thereof are not limited to this, and may be, for example, only one direction.
また、上記実施形態では、傾斜角取得制御においてタイムアウト時間Toをチルト待ち時間Twの3倍に設定しているが、タイムアウト時間の設定はこれに限られるものでない。 Further, in the above embodiment, the timeout time To is set to three times the tilt waiting time Tw in the tilt angle acquisition control, but the timeout time setting is not limited to this.
1 レーザ測量装置
2 光波距離測定機構
3 レーザ回転照射機構
13 水平チルトセンサ
16 望遠鏡部
17 温度センサ(温度検出部)
18 制御部(待ち時間設定部、傾斜角検出制御部)
22 レーザ照射部
23、24 一軸チルトセンサ
1
18 Control unit (waiting time setting unit, tilt angle detection control unit)
22
Claims (5)
温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部により検出された温度に応じてチルト待ち時間を設定する待ち時間設定部と、
前記チルトセンサにより傾斜角を検出する際に、前記待ち時間設定部により設定された前記チルト待ち時間が経過した後、傾斜角を検出する傾斜角検出制御部と、
を備え、
前記待ち時間設定部は、前記温度検出部により検出される温度が高くなるほど前記チルト待ち時間を短く設定し、且つ前記温度検出部により検出される温度が高くなるほど前記チルト待ち時間の減少度合いを小さくする測量装置。 A tilt sensor that detects the tilt angle and
A temperature detector that detects the temperature and
A waiting time setting unit that sets the tilt waiting time according to the temperature detected by the temperature detecting unit, and
When the tilt sensor detects the tilt angle, the tilt angle detection control unit that detects the tilt angle after the tilt waiting time set by the waiting time setting unit has elapsed, and the tilt angle detection control unit.
Equipped with a,
The waiting time setting unit sets the tilt waiting time shorter as the temperature detected by the temperature detecting unit increases, and the decrease degree of the tilt waiting time decreases as the temperature detected by the temperature detecting unit increases. surveying apparatus.
温度に応じてチルト待ち時間を設定する待ち時間設定工程と、
前記チルト待ち時間の経過を判定する待ち時間経過判定工程と、
前記チルト待ち時間経過後にチルトセンサにより傾斜角を検出する傾斜角検出工程と、
を備え、
前記待ち時間設定工程では、前記温度が高くなるほど前記チルト待ち時間を短く設定し、且つ前記温度が高くなるほど前記チルト待ち時間の減少度合いを小さくする傾斜角検出方法。 It is a tilt angle detection method that detects the tilt angle with a tilt sensor.
A waiting time setting process that sets the tilt waiting time according to the temperature, and
The waiting time progress determination step for determining the progress of the tilt waiting time and
The tilt angle detection step of detecting the tilt angle with the tilt sensor after the tilt waiting time elapses,
Equipped with a,
Wherein in the wait time setting step, the temperature is higher and shorter the tilt latency high and the inclination angle detection method wherein the higher the temperature you decrease the reduction degree of the tilt latency.
The tilt angle detection method according to claim 4, wherein in the waiting time setting step, a tilt angle is detected in advance by a tilt sensor, and the tilt waiting time setting is changed according to the tilt angle.
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