JPH0260124B2 - - Google Patents
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- JPH0260124B2 JPH0260124B2 JP17535883A JP17535883A JPH0260124B2 JP H0260124 B2 JPH0260124 B2 JP H0260124B2 JP 17535883 A JP17535883 A JP 17535883A JP 17535883 A JP17535883 A JP 17535883A JP H0260124 B2 JPH0260124 B2 JP H0260124B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- light
- corner cube
- inclination
- cube prisms
- 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
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
- G01C15/002—Active optical surveying means
- G01C15/004—Reference lines, planes or sectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、移動体の傾斜角検出システム、特
に、所定の基準平面に対してレベリングを行なう
ような場合に有効に利用可能な傾斜角検出システ
ムに関する。
に、所定の基準平面に対してレベリングを行なう
ような場合に有効に利用可能な傾斜角検出システ
ムに関する。
従来、基準平面に対してレベリングを行なう手
段としては、基準となる平面を所定範囲に亘つて
スキヤンニングするレーザー光線等を移動体に向
けて発射し、移動体上に設けられた受光器によつ
て受光される光線の位置情報に基いて基準平面に
対する移動体の傾きを演算する手段等が考えられ
ているが、光源と受光点の間の距離に関係なく光
源から発射した光を傾斜や標高の絶対的な基準と
していたので、光源からの距離が大きくなる程測
定誤差が増大する欠点が有り、それ故に、所定の
基準平面を設定するのが極めて困難であつた。
段としては、基準となる平面を所定範囲に亘つて
スキヤンニングするレーザー光線等を移動体に向
けて発射し、移動体上に設けられた受光器によつ
て受光される光線の位置情報に基いて基準平面に
対する移動体の傾きを演算する手段等が考えられ
ているが、光源と受光点の間の距離に関係なく光
源から発射した光を傾斜や標高の絶対的な基準と
していたので、光源からの距離が大きくなる程測
定誤差が増大する欠点が有り、それ故に、所定の
基準平面を設定するのが極めて困難であつた。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであ
つて、その目的は、簡単な装置および操作で所定
の基準平面に対する移動体の傾きを検出可能な移
動体の傾斜角検出システムを提供することにあ
る。
つて、その目的は、簡単な装置および操作で所定
の基準平面に対する移動体の傾きを検出可能な移
動体の傾斜角検出システムを提供することにあ
る。
上記目的を達成すべく、本発明による移動体の
傾斜角検出システムは、少なくとも３基のコーナ
ーキユーブプリズムを３角形を構成する既知の３
位置に配設する一方、移動体上には、その縦軸芯
方向所定範囲に亘つて往復揺動しながら前記コー
ナーキユーブプリズムを同時に投射可能な平面ビ
ーム状の光線を発射し、かつ、前記縦軸芯周りに
回動自在であつて縦軸芯方向に対して傾斜および
上下動自在に構成された光源、および、この光源
より発射され前記コーナーキユーブプリズムで反
射して戻つてくる光線を受光可能な受光器を前記
光源と実質的に同じ位置に設け、かつ、前記受光
器による反射光受光時における前記光源の仰角、
傾きおよび高さを検出する手段を設けて、３基の
コーナーキユーブプリズムの全てから同時に反射
光が得られるように光源の仰角、傾きおよび高さ
を調節することにより、前記３基のコーナーキユ
ーブプリズムの構成する基準平面に、光源から発
射される光線のスキヤンニング平面とを一致さ
せ、その時点における光源の仰角、傾きおよび高
さの検出結果に基いて、前記３基のコーナーキユ
ーブプリズムによつて形成される基準平面に対す
る移動体の傾斜角を検出する点に特徴を有する。
傾斜角検出システムは、少なくとも３基のコーナ
ーキユーブプリズムを３角形を構成する既知の３
位置に配設する一方、移動体上には、その縦軸芯
方向所定範囲に亘つて往復揺動しながら前記コー
ナーキユーブプリズムを同時に投射可能な平面ビ
ーム状の光線を発射し、かつ、前記縦軸芯周りに
回動自在であつて縦軸芯方向に対して傾斜および
上下動自在に構成された光源、および、この光源
より発射され前記コーナーキユーブプリズムで反
射して戻つてくる光線を受光可能な受光器を前記
光源と実質的に同じ位置に設け、かつ、前記受光
器による反射光受光時における前記光源の仰角、
傾きおよび高さを検出する手段を設けて、３基の
コーナーキユーブプリズムの全てから同時に反射
光が得られるように光源の仰角、傾きおよび高さ
を調節することにより、前記３基のコーナーキユ
ーブプリズムの構成する基準平面に、光源から発
射される光線のスキヤンニング平面とを一致さ
せ、その時点における光源の仰角、傾きおよび高
さの検出結果に基いて、前記３基のコーナーキユ
ーブプリズムによつて形成される基準平面に対す
る移動体の傾斜角を検出する点に特徴を有する。
上記特徴構成故に下記の如き優れた効果が発輝
されるに至つた。
されるに至つた。
即ち、基準平面を構成するに、３基のコーナー
キユーブプリズムを３角形を構成するように配設
するのみであるから、その位置関係の設定が比較
的容易であるとともに、移動体上から発射されて
これら３基のコーナーキユーブプリズムから反射
して戻つてくる光線が、各プリズムから同時に受
光されるように光源の向きを調節する、という非
常に簡単な操作で、３基のコーナーキユーブプリ
ズムによつて形成される所定平面すなわち基準平
面に対する移動体の傾斜角を検出できるに至つた
のである。
キユーブプリズムを３角形を構成するように配設
するのみであるから、その位置関係の設定が比較
的容易であるとともに、移動体上から発射されて
これら３基のコーナーキユーブプリズムから反射
して戻つてくる光線が、各プリズムから同時に受
光されるように光源の向きを調節する、という非
常に簡単な操作で、３基のコーナーキユーブプリ
ズムによつて形成される所定平面すなわち基準平
面に対する移動体の傾斜角を検出できるに至つた
のである。
以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。
る。
第１図に示すように、３基のコーナーキユーブ
プリズムＡ，Ｂ，Ｃを比較的近接させて３角形を
構成する既知の３位置に配設する。一方、移動体
Ｖ上には、後記構成になる平面ビーム状の光を発
射する光源としてのレーザー光源Ｌを設け、この
光源Ｌと実質的に同じ位置に設けてある受光器Ｓ
によつて、前記光源Ｌから発射され、コーナーキ
ユーブプリズムＡ，Ｂ，Ｃで反射して戻つてくる
レーザー光を受光し、その受光時における光源Ｌ
の仰角θ１、傾きθ２および高さｈを検出する手
段を設けて、最終的には前記各コーナーキユーブ
プリズムＡ，Ｂ，Ｃの全てから同時に反射光が受
光されるように光源の仰角、傾きおよび高さを調
節して、その時点での光源Ｌの仰角θ１、傾きθ
２、および高さｈ検出結果に基いて、前記３基の
コーナーキユーブプリズムＡ，Ｂ，Ｃによつて形
成される所定の基準平面Ｆに対する移動体Ｖの傾
斜角Δθを検出すべく構成してある。
プリズムＡ，Ｂ，Ｃを比較的近接させて３角形を
構成する既知の３位置に配設する。一方、移動体
Ｖ上には、後記構成になる平面ビーム状の光を発
射する光源としてのレーザー光源Ｌを設け、この
光源Ｌと実質的に同じ位置に設けてある受光器Ｓ
によつて、前記光源Ｌから発射され、コーナーキ
ユーブプリズムＡ，Ｂ，Ｃで反射して戻つてくる
レーザー光を受光し、その受光時における光源Ｌ
の仰角θ１、傾きθ２および高さｈを検出する手
段を設けて、最終的には前記各コーナーキユーブ
プリズムＡ，Ｂ，Ｃの全てから同時に反射光が受
光されるように光源の仰角、傾きおよび高さを調
節して、その時点での光源Ｌの仰角θ１、傾きθ
２、および高さｈ検出結果に基いて、前記３基の
コーナーキユーブプリズムＡ，Ｂ，Ｃによつて形
成される所定の基準平面Ｆに対する移動体Ｖの傾
斜角Δθを検出すべく構成してある。
前記レーザー光源Ｌを構成するに、第２図およ
び第３図に示すように、移動体Ｖの縦軸芯Ｐ周り
に回転駆動されるフレーム１上に、モータ２によ
つて横軸芯Ｑ周りに往復揺動されるシヤーシ３を
軸支し、このシヤーシ３上に前記横軸芯Ｑと直交
する方向にレーザー光を発射するレーザー発振器
４を配設するとともに、この発振器４から発射さ
れるレーザー光の光軸上に円筒レンズ５を配設
し、もつて、このレンズ５を通過後のレーザー光
が横方向に拡がる平面ビーム光となるようにして
あり、前記横軸芯Ｑ周りに往復揺動するとともに
縦軸芯Ｐ周りに回転して、平面ビーム状のレーザ
ー光を各コーナーキユーブＡ，Ｂ，Ｃに向けて同
時に発射するように構成してある。
び第３図に示すように、移動体Ｖの縦軸芯Ｐ周り
に回転駆動されるフレーム１上に、モータ２によ
つて横軸芯Ｑ周りに往復揺動されるシヤーシ３を
軸支し、このシヤーシ３上に前記横軸芯Ｑと直交
する方向にレーザー光を発射するレーザー発振器
４を配設するとともに、この発振器４から発射さ
れるレーザー光の光軸上に円筒レンズ５を配設
し、もつて、このレンズ５を通過後のレーザー光
が横方向に拡がる平面ビーム光となるようにして
あり、前記横軸芯Ｑ周りに往復揺動するとともに
縦軸芯Ｐ周りに回転して、平面ビーム状のレーザ
ー光を各コーナーキユーブＡ，Ｂ，Ｃに向けて同
時に発射するように構成してある。
更に、前記光源Ｌは、前記フレーム１全体を軸
芯Ｒ周りに傾斜可能に構成するとともに、全体を
上下動自在にしてある。
芯Ｒ周りに傾斜可能に構成するとともに、全体を
上下動自在にしてある。
そして、先ず、前記３基のコーナーキユーブ
Ａ，Ｂ，Ｃのうち何れか１基のコーナーキユーブ
プリズムＡから反射光を受光するように光源Ｌの
仰角θ１を調節した後、その１基のコーナーキユ
ーブプリズムＡを含む２基のコーナーキユーブプ
リズムＡ，Ｂからの反射光を同時に受光するよう
に、光源Ｌの傾きθ２を調節する。
Ａ，Ｂ，Ｃのうち何れか１基のコーナーキユーブ
プリズムＡから反射光を受光するように光源Ｌの
仰角θ１を調節した後、その１基のコーナーキユ
ーブプリズムＡを含む２基のコーナーキユーブプ
リズムＡ，Ｂからの反射光を同時に受光するよう
に、光源Ｌの傾きθ２を調節する。
次に、前記２基のコーナーキユーブプリズム
Ａ，Ｂ，Ｃから同時に反射光を受光する状態を維
持するように光源Ｌの仰角θ１を調節しながら、
かつ、前記受光器Ｓが３基のコーナーキユーブプ
リズムＡ，Ｂ，Ｃの全てから反射光を同時に受光
するように光源Ｌを上下動させることによつて、
３基のコーナーキユーブプリズムＡ，Ｂ，Ｃの構
成する基準平面Ｆに、光源Ｌから発射される光線
のスキヤンニング平面とを一致させ、その時点に
おける前記横軸芯Ｑ周りの揺動角、すなわち、光
源ＬのコーナーキユーブプリズムＡ，Ｂ，Ｃが形
成する基準平面Ｆに対する仰角θ１、軸芯Ｒ周り
の傾きθ２、および、光源Ｌの高さｈを夫々軸芯
Ｑ，Ｒの回動および縦軸芯Ｐ方向の上下動に連動
するエンコーダ６，７，８によつて検出するので
ある。
Ａ，Ｂ，Ｃから同時に反射光を受光する状態を維
持するように光源Ｌの仰角θ１を調節しながら、
かつ、前記受光器Ｓが３基のコーナーキユーブプ
リズムＡ，Ｂ，Ｃの全てから反射光を同時に受光
するように光源Ｌを上下動させることによつて、
３基のコーナーキユーブプリズムＡ，Ｂ，Ｃの構
成する基準平面Ｆに、光源Ｌから発射される光線
のスキヤンニング平面とを一致させ、その時点に
おける前記横軸芯Ｑ周りの揺動角、すなわち、光
源ＬのコーナーキユーブプリズムＡ，Ｂ，Ｃが形
成する基準平面Ｆに対する仰角θ１、軸芯Ｒ周り
の傾きθ２、および、光源Ｌの高さｈを夫々軸芯
Ｑ，Ｒの回動および縦軸芯Ｐ方向の上下動に連動
するエンコーダ６，７，８によつて検出するので
ある。
このようにして、検出された光源Ｌの仰角θ
１、傾きθ２および高さｈに基いて、制御装置と
してのマイクロコンピユータ９によつて、前記３
基のコーナーキユーブＡ，Ｂ，Ｃによつて形成さ
れる例えば水平面のような基準平面Ｆに対する光
源Ｌの傾斜角すなわち移動体Ｖの傾斜角Δθを算
出するのである。
１、傾きθ２および高さｈに基いて、制御装置と
してのマイクロコンピユータ９によつて、前記３
基のコーナーキユーブＡ，Ｂ，Ｃによつて形成さ
れる例えば水平面のような基準平面Ｆに対する光
源Ｌの傾斜角すなわち移動体Ｖの傾斜角Δθを算
出するのである。
尚、前記レーザー光源Ｌから発射されるレーザ
ー光を平面ビーム状に偏向する手段としては、本
実施例で採用した円筒レンズに限らず、オプテイ
カルスキヤナー等のように電磁的にレーザー光を
偏向可能な手段、あるいは、ポリゴンミラー等の
ように光学的に偏向可能な手段等、実質的に平面
ビーム状にレーザー光を偏向可能な手段であれ
ば、どのようなものでもよい。
ー光を平面ビーム状に偏向する手段としては、本
実施例で採用した円筒レンズに限らず、オプテイ
カルスキヤナー等のように電磁的にレーザー光を
偏向可能な手段、あるいは、ポリゴンミラー等の
ように光学的に偏向可能な手段等、実質的に平面
ビーム状にレーザー光を偏向可能な手段であれ
ば、どのようなものでもよい。
又、光源Ｌから発射される光線としては、レー
ザー光に限らず、平面ビーム状の光を反射可能で
あれば、どのような光源であつてもよい。
ザー光に限らず、平面ビーム状の光を反射可能で
あれば、どのような光源であつてもよい。
更に又、光源Ｌのコーナーキユーブプリズム
Ａ，Ｂ，Ｃに対する向きの調節は、人為的な手動
あるいは自動いずれの操作で行なつてもよい。
Ａ，Ｂ，Ｃに対する向きの調節は、人為的な手動
あるいは自動いずれの操作で行なつてもよい。
図面は本発明に係る移動体の傾斜角検出システ
ムの実施例を示し、第１図はシステムの説明図、
第２図はレーザー光源の構成を示す図面、そし
て、第３図は仰角の説明図である。 Ａ，Ｂ，Ｃ……コーナーキユーブプリズム、Ｖ
……移動体、Ｐ……移動体Ｖの縦軸芯、Ｌ……光
源、Ｓ……受光器、θ１……仰角、θ２……傾
き、ｈ……高さ、Ｆ……基準平面、Δθ……移動
体Ｖの傾斜角。
ムの実施例を示し、第１図はシステムの説明図、
第２図はレーザー光源の構成を示す図面、そし
て、第３図は仰角の説明図である。 Ａ，Ｂ，Ｃ……コーナーキユーブプリズム、Ｖ
……移動体、Ｐ……移動体Ｖの縦軸芯、Ｌ……光
源、Ｓ……受光器、θ１……仰角、θ２……傾
き、ｈ……高さ、Ｆ……基準平面、Δθ……移動
体Ｖの傾斜角。
Claims (1)
- １ 少なくとも３基のコーナーキユーブプリズム
Ａ，Ｂ，Ｃを３角形を構成する既知の３位置に配
設する一方、移動体Ｖ上には、その縦軸芯Ｐ方向
所定範囲に亘つて往復揺動しながら前記コーナー
キユーブプリズムＡ，Ｂ，Ｃを同時に投射可能な
平面ビーム状の光線を発射し、かつ、前記縦軸芯
Ｐ周りに回動自在であつて縦軸芯Ｐ方向に対して
傾斜および上下動自在に構成された光源Ｌ、およ
び、この光源Ｌより発射され前記コーナーキユー
ブプリズムＡ，Ｂ，Ｃで反射して戻つてくる光線
を受光可能な受光器Ｓを前記光源Ｌと実質的に同
じ位置に設け、かつ、前記受光器Ｓによる反射光
受光時における前記光源Ｌの仰角θ１、傾きθ２
および高さｈを検出する手段を設けて、３基のコ
ーナーキユーブプリズムＡ，Ｂ，Ｃの全てから同
時に反射光が得られるように光源Ｌの仰角θ１、
傾きθ２および高さｈを調節することにより、前
記３基のコーナーキユーブプリズムＡ，Ｂ，Ｃの
構成する基準平面Ｆに、光源Ｌから発射される光
線のスキヤンニング平面とを一致させ、その時点
における光源Ｌの仰角θ１、傾きθ２および高さ
ｈの検出結果に基いて、前記３基のコーナーキユ
ーブプリズムＡ，Ｂ，Ｃによつて形成される基準
平面Ｆに対する移動体Ｖの傾斜角Δθを検出する
ことを特徴とする移動体の傾斜角検出システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17535883A JPS6067812A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 移動体の傾斜角検出システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17535883A JPS6067812A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 移動体の傾斜角検出システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6067812A JPS6067812A (ja) | 1985-04-18 |
| JPH0260124B2 true JPH0260124B2 (ja) | 1990-12-14 |
Family
ID=15994675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17535883A Granted JPS6067812A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 移動体の傾斜角検出システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6067812A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62172279A (ja) * | 1986-01-27 | 1987-07-29 | Komatsu Ltd | 車両の位置計測方式 |
| JPH07122666B2 (ja) * | 1986-02-03 | 1995-12-25 | 株式会社小松製作所 | 車両の三次元位置計測方式 |
| DE19952390A1 (de) * | 1999-10-29 | 2001-05-03 | Hilti Ag | Rotationsbaulaser |
| DE10325859B3 (de) * | 2003-06-06 | 2004-06-03 | Hilti Ag | Rotationsbaulaser |
| JP6364373B2 (ja) * | 2015-03-26 | 2018-07-25 | 株式会社日立製作所 | 傾き検出方法、および、傾き検出装置 |
| WO2020215202A1 (zh) * | 2019-04-23 | 2020-10-29 | 罗伯特·博世有限公司 | 激光水平仪及其使用方法 |
| CN110806201B (zh) * | 2019-11-13 | 2020-11-20 | 中山大学 | 一种基于高精度水平基准的校正方法及装置 |
-
1983
- 1983-09-22 JP JP17535883A patent/JPS6067812A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6067812A (ja) | 1985-04-18 |
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