JPH03175387A - Method and apparatus for measuring distance - Google Patents

Method and apparatus for measuring distance

Info

Publication number
JPH03175387A
JPH03175387A JP31469189A JP31469189A JPH03175387A JP H03175387 A JPH03175387 A JP H03175387A JP 31469189 A JP31469189 A JP 31469189A JP 31469189 A JP31469189 A JP 31469189A JP H03175387 A JPH03175387 A JP H03175387A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light receiving
light
laser
time
laser beams
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.)
Pending
Application number
JP31469189A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuke Onari
小斉 弥祐
Masasato Kumazawa
熊沢 正郷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Keiki Inc
Original Assignee
Tokimec Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokimec Inc filed Critical Tokimec Inc
Priority to JP31469189A priority Critical patent/JPH03175387A/en
Publication of JPH03175387A publication Critical patent/JPH03175387A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To measure a distance over a wide range by mounting a rotary beam projection means rotating while projecting two laser beams holding a definite angle, a beam detection part detecting two laser beams and an operation part receiving a beam detection signal to calculate a distance. CONSTITUTION:One laser beam generated by a laser generator is emitted in a vertical upward direction from the lower part of a turntable 10 and passes through the hole 10a formed to the center of the turntable 10 to be incident to a prism 11. Next, the laser beam is changed by 90 deg. in its advance direction by the prism to advance in parallel to the upper surface of the turntable 10 and incident to the vicinity of one end parts of a plurality of prisms 12 mounted to the peripheral part of the turntable 10. Next, the laser beam is divided into two laser beams A, B and a laser stand 1 rotates while emits two laser beams A, B and the beams A, B rotated by 360 deg. within a horizontal plane while hold a definite angle theta0. A beam detection sensor 14 having width W1 is arranged to the beam detection part 2 of a target 20 to successively detect the beams A, B and a beam detection signal generation part generates a beam detection signal. This beam detection signal is transmitted to a time operation part to calculate beam detection time difference and this clocking data is transmitted to a distance operation part.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野〕 本発明は、距離測定方法及びその装置に係り、特にレー
ザビームを使用して、例えば基準点から土木用作業車等
までの距離を求めるのに好適な距離測定方法及びその装
置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a distance measuring method and a device thereof, and in particular, to a distance measuring method and a device thereof, and particularly to a method for determining the distance from a reference point to a civil engineering vehicle, etc. using a laser beam. The present invention relates to a distance measuring method and a device suitable for this purpose.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第11図および第12図に従来例を示す。 A conventional example is shown in FIG. 11 and FIG. 12.

この従来例においては、互いに反対方向に回転する高さ
の異なる2本のレーザビームを投光する2基のレーザ灯
台100と、位置を測定する目標物に搭載してレーザビ
ームを受光して信号を発する受光部50と、この信号に
基づいて受光部50が受光した時間間隔を測定する計時
装置(図示せず)と、この受光時間間隔およびレーザビ
ームの回転速度等を用いて2つの基準点A、、  B、
からの角度を求め、この2点からの角度によって位置を
算出するコンピュータ(図示せず)とを装備している。
In this conventional example, there are two laser lighthouses 100 that emit two laser beams of different heights that rotate in opposite directions, and a laser lighthouse 100 that is mounted on a target whose position is to be measured and receives the laser beams and sends a signal. A light receiving section 50 that emits light, a timing device (not shown) that measures the time interval at which light is received by the light receiving section 50 based on this signal, and two reference points using the light receiving time interval and the rotational speed of the laser beam. A,, B,
It is equipped with a computer (not shown) that calculates the angle from the two points and calculates the position based on the angle from these two points.

レーザ灯台100は、レーザ発生器511回転テーブル
522回転テーブルと共に回転する鏡53、分光器54
.固定鏡55から構成される。回転テーブル52の中央
には貫通穴52Aが設けられており、レーザ発生器51
が第11図における下方からこの貫通穴52Aにむけて
鉛直上方にレーザビームを発生させる。回転テーブル5
2の貫通穴52Aの上には、鏡53が回転テーブル52
に固定されゼおり、回転テーブル52と共に回転するよ
うになっている。回転テーブル52の周辺部には分光器
54が配設され、この分光器54をそのまま透過するレ
ーザビームAと、この分光器54に当たって90@方向
をかえて上方に向かって分光器54内部を通過し、さら
に反射面に当たって90°方向をかえて回転テーブル5
2の中心に向かうレーザビームBとに分光される。
The laser lighthouse 100 includes a laser generator 511, a rotating table 522, a mirror 53 that rotates together with the rotating table, and a spectrometer 54.
.. It is composed of a fixed mirror 55. A through hole 52A is provided in the center of the rotary table 52, and a through hole 52A is provided in the center of the rotary table 52.
generates a laser beam vertically upward toward the through hole 52A from below in FIG. rotary table 5
A mirror 53 is placed above the through hole 52A of the second rotary table 52.
The rotary table 52 is fixed to the rotary table 52 and rotates together with the rotary table 52. A spectroscope 54 is arranged around the rotary table 52, and the laser beam A passes through the spectrometer 54 as it is, and the laser beam A that hits the spectroscope 54 changes direction and passes inside the spectrometer 54 upward. Then, it hits the reflective surface and changes its direction by 90 degrees, causing the rotary table 5 to change its direction by 90 degrees.
The light beam is split into a laser beam B directed toward the center of the laser beam B.

回転テーブル52中央部の回転テーブル52と共に回転
する鏡53の上方には、回転しない固定鏡55が回転テ
ーブル52とは独立に固定されている。分光器54から
でたレーザビームBは固定鏡55に当たって、基準線に
対してレーザビームAと線対称の光を発する。このため
、レーザビームAは回転テーブル52と共に回転し、レ
ーザビームBは固定鏡55に反射してレーザビームAよ
りも1段高い回転面内をレーザビームAとは反対方向に
回転することになる(第11図の状態)。
A fixed mirror 55 that does not rotate is fixed independently of the rotary table 52 above a mirror 53 that rotates together with the rotary table 52 at the center of the rotary table 52 . The laser beam B emitted from the spectroscope 54 hits the fixed mirror 55 and emits light that is symmetrical to the laser beam A with respect to the reference line. Therefore, the laser beam A rotates together with the rotary table 52, and the laser beam B is reflected by the fixed mirror 55 and rotates in the rotation plane one step higher than the laser beam A in the opposite direction to the laser beam A. (Situation shown in Figure 11).

そして、2基のレーザ灯台100は、各々の基準線を一
致させて、互いに向かい合って設置されているため、測
定範囲は2基のレーザ灯台100に挟まれた範囲となる
(第12図の状態)。
Since the two laser lighthouses 100 are installed facing each other with their respective reference lines aligned, the measurement range is the range sandwiched between the two laser lighthouses 100 (in the state shown in Fig. 12). ).

測定物50に搭載された受光部50Aでは、分離板の表
裏2面に受光センサが装着されており、各々一方のレー
ザ灯台100からのレーザビームのみを受光するように
設定されている。そして、レーザビームを受光すると、
受光信号を発する。
In the light receiving unit 50A mounted on the measurement object 50, light receiving sensors are attached to the front and back sides of the separation plate, and each is set to receive only the laser beam from one of the laser lighthouses 100. Then, upon receiving the laser beam,
Emit light reception signal.

測定物50には、さらに、受光部50Aで発生した受光
信号に基づいて信号間隔を計時する計時装置(図示せず
)と、この計時装置によって得られた計時データを直接
入力して即座に座標を算出するコンピュータ(図示せず
)が装備されている。
The object to be measured 50 further includes a timing device (not shown) that measures the signal interval based on the light reception signal generated by the light receiving section 50A, and the timing data obtained by this timing device is directly inputted to immediately calculate the coordinates. A computer (not shown) is equipped to calculate the .

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来例においては、レーザ灯台を2
基用いなければならないため装置が大型化して高価なも
のになるという欠点があった。また、反射鏡を用いて2
本のレーザビームを互いに反対方向に回転させるため、
鏡の片面側で2基のレーザ灯台に挟まれた範囲しか測定
できないという不都合が生じていた 〔発明の目的〕 本発明の目的は、このような従来例に見られる不都合を
改善し、安価な装置で広範囲にある目標物を測定するこ
とのできる距離測定方法及び距離測定装置を提供するこ
とにある。
[Problem to be solved by the invention] However, in the above conventional example, the laser lighthouse is
The disadvantage is that the equipment becomes large and expensive because it requires the use of a large number of bases. Also, using a reflector, 2
To rotate the book's laser beams in opposite directions,
There was an inconvenience in that it was possible to measure only the area between two laser lighthouses on one side of the mirror. [Object of the Invention] The purpose of the present invention is to improve the inconveniences seen in the conventional example and to provide an inexpensive method. An object of the present invention is to provide a distance measuring method and a distance measuring device that can measure targets over a wide range with the device.

〔課題を解決するための手段] 本発明では、同一回転面上で一定の角度を保つた2本の
レーザビームを投光しながら一定速度で回転する1基の
回転投光手段と、2本のレーザビームを順次受光して受
光信号を発生する1または2以上の受光部と、受光部か
らの受光信号から受光時間差および受光時間等の計時デ
ータを求めるとともに設定条件である2本のレーザビー
ムの成す角度および受光部の巾長等と計時データから回
転投光手段と受光部との間の距離を算出する演算部とを
装備するという手法を採っている。これによって、前述
した目的を達成しようとするものである。
[Means for Solving the Problems] In the present invention, one rotary light projection means rotates at a constant speed while projecting two laser beams that maintain a constant angle on the same rotational surface, and two One or more light receiving sections that sequentially receive the laser beams and generate light reception signals, and two laser beams that are the setting conditions and calculate time measurement data such as light reception time difference and light reception time from the light reception signals from the light reception sections. This method is equipped with a calculation unit that calculates the distance between the rotating light projecting means and the light receiving unit from the angle formed by the light receiving unit, the width of the light receiving unit, and time measurement data. This aims to achieve the above-mentioned purpose.

〔作  用〕[For production]

回転投光手段が、一定の回転速度で回転しながら、2本
のレーザビームを回転平面内に一定の角度をもって投光
する。この光を受光部が受光して、各々のレーザビーム
に対する受光信号を発生させ、この信号を演算部に伝達
する。
The rotary light projecting means projects two laser beams at a constant angle within a rotating plane while rotating at a constant rotational speed. The light receiving section receives this light, generates a light reception signal for each laser beam, and transmits this signal to the calculation section.

演算部では、伝達された受光信号から受光部が各々のレ
ーザビームを受光した時間の差を求め、この時間差と、
設定条件である2本のレーザビームが成す角等に基づい
て測定物までの距離を算出する。
The arithmetic unit calculates the difference in time at which the light receiving unit receives each laser beam from the transmitted light reception signal, and calculates the difference between this time difference and
The distance to the object to be measured is calculated based on the setting conditions such as the angle formed by the two laser beams.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第1図ないし第4図に基づい
て説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.

この第1図に示す実施例においては、同一回転面上で一
定の角度を保った2本のレーザビームA。
In the embodiment shown in FIG. 1, two laser beams A maintain a constant angle on the same rotational surface.

Bを投光しながら一定速度で回転する1基の回転投光手
段としてのレーザ灯台1と、2本のレーザビームA、B
を順次受光して受光信号を発生する1または2以上の受
光部2と、受光部2からの受光信号より受光時間差およ
び受光時間等の計時データを求めるとともに設定条件で
ある2本のレーザビームA、Hの成す角度および受光部
2の巾長等と計時データからレーザ灯台1と受光部2と
の間の距離を算出する演算部3とを装備している。
A laser lighthouse 1 as a rotary light projecting means that rotates at a constant speed while projecting light B, and two laser beams A and B.
one or more light receiving sections 2 that sequentially receive light and generate light receiving signals, and two laser beams A, which are a setting condition, as well as obtaining time measurement data such as a light receiving time difference and light receiving time from the light receiving signals from the light receiving sections 2. , H, the width of the light receiving section 2, etc., and a calculation section 3 that calculates the distance between the laser lighthouse 1 and the light receiving section 2 from time measurement data.

距離を測定する一方の点(基準点)に配設されたレーザ
灯台1は、図示しないレーザ発生器2同転テーブル10
.プリズム11.複合プリズム12等を有している。回
転テーブル10の中心には穴10Aが形成されており、
その下方にはレーザ発生器(図示せず)が配設されてい
る。回転テーブル10上のその穴10Aの上にはプリズ
ム11が配設されており、回転テーブル10の周縁付近
には複合プリズム12が配設されている。
A laser lighthouse 1 disposed at one point (reference point) for measuring distance includes a laser generator 2 and a rotating table 10 (not shown).
.. Prism 11. It has a composite prism 12 and the like. A hole 10A is formed in the center of the rotary table 10,
A laser generator (not shown) is arranged below it. A prism 11 is disposed above the hole 10A on the rotary table 10, and a composite prism 12 is disposed near the periphery of the rotary table 10.

ここで、第4図(A)に示されるように、複合プリズム
12によって2本に分割されるレーザビームA、Bは、
投光方向と逆方向に延長してその交点13が回転テーブ
ル10中夫にあるプリズム11の位置にくるように設定
されている。
Here, as shown in FIG. 4(A), the laser beams A and B split into two by the composite prism 12 are
It is set so that it extends in the opposite direction to the light projection direction, and its intersection 13 is located at the position of the prism 11 located in the rotary table 10.

また、第2図に示されるように、距離を測定する測定物
20に配設されている受光部2は、レーザ灯台1から投
光されたレーザビームA、Bを受光するW、の大きさの
受光センサ14と、受光信号を発生する受光信号発生部
15を有している。
In addition, as shown in FIG. 2, the light receiving unit 2 disposed on the measuring object 20 for measuring distance receives the laser beams A and B projected from the laser lighthouse 1. The light receiving sensor 14 has a light receiving sensor 14, and a light receiving signal generating section 15 that generates a light receiving signal.

ここで、受光センサ14には、フォトダイオード。Here, the light receiving sensor 14 includes a photodiode.

フォトトランジスタ等の素子が用いられている。Elements such as phototransistors are used.

演算部3は、受光部2の受光信号発生部15から発信さ
れた受光信号を受信して、受光信号の時間巾および受光
時間差を演算する時間差演算部16と、時間差演算部1
6から送られてくる演算結果に基づいて予め設定されて
いる2本のレーザビームA、Bの成す角度θ0を用いて
距離を算出し距離信号を出力する距離演算部17とから
構成される。
The calculation section 3 includes a time difference calculation section 16 that receives the light reception signal transmitted from the light reception signal generation section 15 of the light reception section 2 and calculates the time width of the light reception signal and the light reception time difference;
6, and a distance calculation section 17 that calculates a distance using the angle θ0 formed by the two laser beams A and B, which is set in advance based on the calculation results sent from 6, and outputs a distance signal.

次に、第1図ないし第3図に基づいて動作説明をする。Next, the operation will be explained based on FIGS. 1 to 3.

図示しないレーザ発生器によって発生された1本のレー
ザビームは、回転テーブル10の下方から鉛直上方に発
せられ、回転テーブル10の中央に形成されている穴1
0Aを通ってプリズム11に入射する。入射したレーザ
ビームは、このプリズム11によって90″進行方向を
変えられて、テーブル上面に平行に進む。そして、回転
テーブルlOの周辺部に装備された複合プリズム12の
一方の端部付近に入射する。この複合プリズム12では
、入射してきた1本のレーザビームが、そのままこの複
合プリズム12を通過するレーザビ−ムAと、このレー
ザビームAと分かれて複合プリズム12の内部を通り、
複合プリズム12の他端付近でさらに方向を変えて、同
じ水平面内でレーザビームAと角度θ。(第4図(A)
参照)だけずれたレーザビームBとの2本のレーザビー
ムに分割される。
One laser beam generated by a laser generator (not shown) is emitted vertically upward from the bottom of the rotary table 10, and a hole 1 formed in the center of the rotary table 10 is emitted.
The light passes through 0A and enters the prism 11. The incident laser beam is changed in direction by 90'' by this prism 11 and travels parallel to the table top surface.Then, the incident laser beam enters near one end of a composite prism 12 installed around the periphery of the rotary table IO. In this composite prism 12, one incident laser beam is divided into a laser beam A that passes through the composite prism 12 as it is, and a laser beam A that passes through the interior of the composite prism 12.
The direction is further changed near the other end of the composite prism 12, and the laser beam A and the angle θ are formed within the same horizontal plane. (Figure 4 (A)
The beam is split into two laser beams, with laser beam B being shifted by an amount (reference).

レーザ灯台1は、図示しないモータによって回転テーブ
ル10を一定の角速度で回転させることにより、上記の
ようにして分割されて2本となったレーザビームA、B
を投光しながら回転する。
The laser lighthouse 1 rotates the rotary table 10 at a constant angular velocity by a motor (not shown), thereby splitting the laser beams A and B into two as described above.
It rotates while emitting light.

これによって、2本のレーザビームA、Bは、−定の角
度θ。を保って、水平面内を360°回転する。
As a result, the two laser beams A and B form a constant angle θ. Rotate 360° in the horizontal plane.

距離を測定する目標物20の受光部2には、巾W、の1
個の受光センサ14が設置されており、レーザビームA
、Bを次々に受光し、これに伴って受光信号発生部15
が第3図に示されるような受光信号を発する。第2図に
示されるように、これらの受光信号は受光信号発生部1
5から演算部3の時間差演算部16に伝達されて、レー
ザビームAが受光されている時間Δt1と、レーザビー
ムAが受光され始めた時間からレーザビームBが受光さ
れ始めた時間までの時間差である受光時間差Δt2を算
出し、これらの計時データを距離演算部17に伝達する
(第3図参照)。
The light receiving unit 2 of the target 20 whose distance is to be measured has a width W of 1
A number of light receiving sensors 14 are installed, and a laser beam A
, B one after another, and accordingly, the light receiving signal generating section 15
emits a light reception signal as shown in FIG. As shown in FIG. 2, these light reception signals are generated by the light reception signal generation section 1.
5 to the time difference calculation unit 16 of the calculation unit 3, and the time difference Δt1 during which the laser beam A is received and the time difference between the time when the laser beam A starts to be received and the time when the laser beam B starts to be received. A certain light reception time difference Δt2 is calculated, and these time measurement data are transmitted to the distance calculation unit 17 (see FIG. 3).

続いて、距離演算部17では、時間差演算部16から送
られてくる受光時間Δ1.と受光時間差Δt2および設
定条件である2本のレーザビームA、Bのなす角度θ。
Subsequently, the distance calculation unit 17 calculates the light reception time Δ1. sent from the time difference calculation unit 16. and the light reception time difference Δt2 and the angle θ formed by the two laser beams A and B, which are the setting conditions.

および受光センサ14の大きさW、を用いて以下のよう
にして距離を算出する。
and the size W of the light receiving sensor 14, the distance is calculated as follows.

求めたい2点間の距離をLと仮定すると、第4図(A)
に示すように、Lを半径としてθ。°の角度を持つ円弧
の長さり、は、 L、=2πL×θ。/360・・・・・・(1)で表さ
れる。
Assuming that the distance between the two points you want to find is L, Figure 4 (A)
As shown in , θ is where L is the radius. The length of an arc with an angle of ° is L, = 2πL x θ. /360...It is expressed as (1).

一方、レーザ灯台1の回転角速度ω。は一定であるので
、 W+/Δj+=L+/Δt2・・・・・・(2)が成り
立つ。従って、(1)式を(2)式に代入してまとめる
と、 L=W、/ΔtI×Δtz/(2πθ。/360)・・
・(3)となって距離りが求められる。
On the other hand, the rotational angular velocity ω of the laser lighthouse 1. Since is constant, W+/Δj+=L+/Δt2 (2) holds true. Therefore, substituting equation (1) into equation (2) and summarizing, L=W, /ΔtI×Δtz/(2πθ./360)...
・The distance can be calculated as (3).

以上の計算において、Wlは厳密には第4図(A)に示
すように、レーザ灯台1を中心とした半径りの円弧上の
長さであるが、この時の中心角をθ。とすると、  2
πθ。/360<<1とみなすことができるため、直線
距離W+を使用しても誤差は無視することができる。
In the above calculation, strictly speaking, Wl is the length on the circular arc of the radius centered on the laser lighthouse 1, as shown in FIG. 4(A), but the central angle at this time is θ. Then, 2
πθ. Since it can be considered that /360<<1, the error can be ignored even if the straight line distance W+ is used.

また、第4図(B)に示すように受光部2がレーザビー
ムに対してδ(r a d)傾いている場合には、あた
かも巾がWbの受光部2のように見える。ここで、w−
>wbであるのでΔtlが小さくなり(3)式よりLが
大きくなったような結果となる。これが誤差となるので
あるが、δが小さい範囲では w、=W、となるため、
誤差は無視し得る。ここで、δを小さくするには、受光
部2がレーザ灯台1に対して直角になる様にすれば良い
。すなわち、Δt1がその位置で最大になる様に制御す
れば良い。
Further, as shown in FIG. 4(B), when the light receiving section 2 is inclined by δ (r a d) with respect to the laser beam, it looks as if the light receiving section 2 has a width of Wb. Here, w-
>wb, Δtl becomes smaller, and the result is that L becomes larger according to equation (3). This becomes an error, but in the range where δ is small, w, = W, so,
The error is negligible. Here, in order to reduce δ, the light receiving section 2 may be made perpendicular to the laser lighthouse 1. In other words, control may be performed so that Δt1 becomes maximum at that position.

〔第2実施例〕 次に、第5図および第6図に基づいて第2実施例の説明
をする。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment will be explained based on FIGS. 5 and 6.

この第5図に示す第2実施例においては、前述の第1実
施例における1個の受光部2の代わりに2個の受光部、
すなわち第1の受光部2A、第2の受光部2Bを用いて
いる。このケースは、前述の第1実施例における受光部
2の巾が大きくなった時に、この受光部2−を2個に分
割したケースと考えられる。
In the second embodiment shown in FIG. 5, two light receiving sections are used instead of the one light receiving section 2 in the first embodiment described above.
That is, a first light receiving section 2A and a second light receiving section 2B are used. This case is considered to be a case in which the light receiving section 2- in the first embodiment described above is divided into two parts when the width of the light receiving section 2 is increased.

この場合の受光信号を第6図に示す。第1の受光部2A
で受光したレーザビームAの受光信号と、第2の受光部
2Bで受光したレーザビームAの受光信号との受光時間
差をΔt、とし、さらに第1の受光部2人で受光したレ
ーザビームAとレーザビームBとの受光時間差をΔt2
とする。また、第1の受光部2Aと第2の受光部2Bと
の距離をWlとして、前記第1実施例における(3)式
の演算を距離演算部17が行うことによりLが求められ
る。この場合では、Wlの値を大きくとれるため、さら
に精度よく距離りを求めることが可能である。
The received light signal in this case is shown in FIG. First light receiving section 2A
Let Δt be the light reception time difference between the light reception signal of the laser beam A received by the second light receiver 2B and the light reception signal of the laser beam A received by the second light receiver 2B. The light reception time difference with laser beam B is Δt2
shall be. Further, L is determined by the distance calculation section 17 performing the calculation of equation (3) in the first embodiment, assuming that the distance between the first light receiving section 2A and the second light receiving section 2B is Wl. In this case, since the value of Wl can be set to a large value, it is possible to obtain the distance with higher accuracy.

〔第3実施例〕 次に、第7図および第8図に基づいて第3実施例の説明
をする。
[Third Example] Next, a third example will be explained based on FIGS. 7 and 8.

この第7図に示す第3実施例においては、受光部2を円
筒状若しくは正多角形状部材の外周に複数の短冊状の受
光センサ31 +  SZ + ・・・・・・を装着し
て構成している。
In the third embodiment shown in FIG. 7, the light receiving section 2 is constructed by mounting a plurality of strip-shaped light receiving sensors 31 + SZ + . . . on the outer periphery of a cylindrical or regular polygonal member. ing.

レーザ灯台1からのレーザビームが回転することにより
、複数の受光センサS、、S、、・・・・・・の内いく
つかの受光センサS、、S、、・・・・・・にレーザビ
ームが当たって受光信号を発生することになるが、第8
図に示されるように、これらの信号の内最も長い時間受
光している受光センサ(ここではSS)が、レーザ灯台
1に正対していると見なされる。従って、第7図および
第8図において、最も長い時間受光している受光センサ
S8の受光信号を選択し、その受光時間Δt、を第1実
施例におけるΔt、として使用すれば、より正確な距離
測定を行うことができる。
As the laser beam from the laser lighthouse 1 rotates, the laser beam is applied to some of the plurality of light receiving sensors S,,S,,... The beam hits and generates a light reception signal, but the 8th
As shown in the figure, the light receiving sensor (in this case, SS) that has been receiving these signals for the longest time is considered to be directly facing the laser lighthouse 1. Therefore, in FIGS. 7 and 8, if the light reception signal of the light reception sensor S8 that has been receiving light for the longest time is selected and the light reception time Δt is used as Δt in the first embodiment, a more accurate distance can be obtained. Measurements can be taken.

このように構成すると、複数の受光センサ5ISZ+ 
・・・・・・の内、何れか1つの受光センサS、1がレ
ーザ灯台1の方角に正対すると考えられるので、受光部
2の向きを全く気にする必要がなくなる。このため、移
動体である測定物に搭載することにより、レーザ灯台1
から移動体までの距離を測定する場合に好適である。さ
らに、移動体が旋回するばあいには一層効果的である。
With this configuration, a plurality of light receiving sensors 5ISZ+
Since it is considered that any one of the light receiving sensors S, 1 faces directly in the direction of the laser lighthouse 1, there is no need to be concerned about the orientation of the light receiving section 2. For this reason, the laser lighthouse 1 can be mounted on a moving object to be measured.
This is suitable for measuring the distance from to a moving object. Furthermore, it is even more effective when the moving body turns.

また、例えば第7図に示されるように、受光センサ S
、、S、、・・・・・・、S8を円筒形状に配設し、そ
の内の一方向(例えば受光センサS+  Ss)が測定
物の移動方向となるように設定しておく。
Furthermore, as shown in FIG. 7, for example, a light receiving sensor S
, S, . . . , S8 are arranged in a cylindrical shape, and one direction of them (for example, light receiving sensor S+Ss) is set to be the moving direction of the object to be measured.

そして、隣合う受光センサ31 +  SZ + ・・
・・・・の成す角をQとする(本実施例の場合は、Q=
360/8=45°)。この場合において、受光センサ
S、からの受光信号の受光時間が最も長いとすると、受
光センサS、がレーザ灯台1に正対していることがわか
るので、測定物の移動方向とレーザ灯台1の方向とが、
第7図に示されるように450になることがわかる。
Then, the adjacent light receiving sensor 31 + SZ + .
Let the angle formed by ... be Q (in the case of this example, Q=
360/8=45°). In this case, if the light receiving time of the light receiving signal from the light receiving sensor S is the longest, it can be seen that the light receiving sensor S is directly facing the laser lighthouse 1, so the direction of movement of the object and the direction of the laser lighthouse 1 are Toga,
As shown in FIG. 7, it becomes 450.

このように、受光センサs、、32 、・・・・・・と
測定物の移動方向とを対応づけておくことにより、測定
物の移動方向をも知ることができる。
In this way, by associating the light receiving sensors s, 32, . . . with the moving direction of the object to be measured, the moving direction of the object to be measured can also be known.

[第4実施例] 次に、第9図および第10図に基づいて第4実施例の説
明をする。
[Fourth Example] Next, a fourth example will be explained based on FIGS. 9 and 10.

この第9図に示す第4実施例においては、第1実施例に
おいてレーザ灯台1の回転テーブル10の中心に装備さ
れているプリズムを取り去り、代わりにその位置に複合
プリズム12を縦に配設し、回転テーブル10の下方か
らぐるレーザビームを上下2本のレーザビームA、Bに
分けるとともに回転角θ。たけずれるようにしている。
In the fourth embodiment shown in FIG. 9, the prism installed at the center of the rotary table 10 of the laser lighthouse 1 in the first embodiment is removed, and a composite prism 12 is vertically arranged in that position. , the laser beam coming from below the rotary table 10 is divided into two upper and lower laser beams A and B, and the rotation angle is θ. I try to keep it up.

このため、レーザビームA、Bは、同一平面上を回転せ
ず、別の2つの平面上を回転することになる。これに伴
い、受光部2も平面的には同じ位置で2本のレーザビー
ムA、Bに対応する高さに2つ配設されている。
Therefore, the laser beams A and B do not rotate on the same plane, but rotate on two different planes. Accordingly, two light receiving sections 2 are also disposed at the same position in a plane and at heights corresponding to the two laser beams A and B.

この場合も、上方から見ると第10図に示されるように
平面的には前述の第1実施例と全く同様に、レーザ灯台
1と受光部2の距離を求めることができる。
In this case as well, the distance between the laser lighthouse 1 and the light receiving section 2 can be determined in a plan view, as shown in FIG. 10, in exactly the same manner as in the first embodiment described above.

このようにすると、プリズムが1個で同様の働きをする
ので、さらに−層装置が簡単になる。
In this way, only one prism performs the same function, which further simplifies the layer device.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明では、一定の角度を保った
2本のレーザビームを投光しながら一定速度で回転する
回転投光手段を1基と、2本のレーザビームを受光して
受光信号を発生する受光部と、この受光部からの受光信
号を受けて距離を算出する演算部とを装備している。こ
のため、第1実施例に示したように、1基のレーザ灯台
から投光した2本のレーザビームを受光部が受光する時
間差を求めることによって距離を測定することができる
ので、安価な装置によって広範囲にわたり容易に距離が
測定できるという従来にない優れた距離測定方法及び距
離測定装置を提供することができる。
As explained above, the present invention includes one rotary light projector that rotates at a constant speed while projecting two laser beams that maintain a constant angle, and a rotary light projector that receives and receives two laser beams. It is equipped with a light-receiving section that generates a signal, and a calculation section that receives the light-receiving signal from the light-receiving section and calculates a distance. Therefore, as shown in the first embodiment, the distance can be measured by determining the time difference between when the light receiving section receives two laser beams emitted from one laser lighthouse, so the device is inexpensive. Accordingly, it is possible to provide an unprecedented and superior distance measuring method and distance measuring device that can easily measure distance over a wide range.

また、請求項4記載の発明においては、2個の受光部を
用いるため、受光時間が長くとれることから一層高精度
の距離測定が可能となる効果がある。
Moreover, in the invention as set forth in claim 4, since two light receiving sections are used, the light receiving time can be extended, which has the effect of enabling more accurate distance measurement.

請求項5記載の発明においては、測定物に搭載される受
光部をレーザ灯台の方向に正確に向ける必要がないため
、誰にでも容易に装置をセットすることができるのみな
らず、目標物の移動方向をも知ることができるという効
果がある。
In the invention set forth in claim 5, since there is no need to accurately orient the light receiving section mounted on the object to be measured in the direction of the laser lighthouse, not only can anyone easily set up the device, but also the device can be easily set up by anyone. This has the effect that the direction of movement can also be known.

請求項6の発明においては、1本のレーザビームを2本
のレーザビームに分けるのに1個のプリズムのみで行え
るため、−層装置が簡易となり安価となる利点がある。
In the invention of claim 6, since one laser beam can be divided into two laser beams using only one prism, there is an advantage that the -layer device is simple and inexpensive.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を表す斜視図、第2図は第1
図に示した実施例の受光部および演算部を表すブロック
図、第3図は第1図に示した実施例において得られた受
光信号を表す説明図、第4図は2本のレーザビームA、
Bの位置関係を表す説明図、第5図は本発明の第2実施
例を表す斜視図、第6図は第5図に示した実施例におけ
る受光信号を表す説明図、第7図は本発明の第3実施例
における受光部を表す説明図、第8図は第7図に示した
第3実施例における各受光センサの受光信号を表す説明
図、第9図は本発明の第4実施例を表す斜視図、第10
図は第9図の平面図、第11図は従来例を表す説明図、
第12図は従来例における計測状況を表す説明図である
。 1・・・・・・回転投光手段としてのレーザ灯台、2・
・・・・・受光部、3・・・・・・演算部。
FIG. 1 is a perspective view showing one embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the light reception signal obtained in the embodiment shown in FIG. 1. FIG. ,
5 is a perspective view showing the second embodiment of the present invention, FIG. 6 is an explanatory drawing showing the received light signal in the embodiment shown in FIG. 5, and FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the light receiving section in the third embodiment of the invention. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the light reception signals of each light receiving sensor in the third embodiment shown in FIG. 7. FIG. Perspective view representing an example, No. 10
The figure is a plan view of FIG. 9, FIG. 11 is an explanatory diagram showing a conventional example,
FIG. 12 is an explanatory diagram showing the measurement situation in the conventional example. 1... Laser lighthouse as a rotating light projecting means, 2.
... Light receiving section, 3 ... Calculation section.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)、一方の点から同一回転面上で一定の角度を保っ
た2本のレーザビームを一定速度で回転させながら投光
し、他方の点において前記2本のレーザビームを順次受
光して受光信号を発生し、この受光信号から受光時間差
および又は受光時間等のデータを作成し、設定条件であ
る前記2本のレーザビームの成す角度および受光部の巾
長等と前記受光時間差および又は受光時間等を用いて前
記一方と他方の2点間の距離を算出することを特徴とす
る距離測定方法。
(1) Two laser beams are emitted from one point while rotating at a constant speed on the same rotating surface, and the two laser beams are sequentially received at the other point. Generate a light reception signal, create data such as the light reception time difference and/or light reception time from this light reception signal, and set the setting conditions such as the angle formed by the two laser beams and the width of the light receiving part, and the light reception time difference and/or light reception time. A distance measuring method characterized in that the distance between the one and the other two points is calculated using time or the like.
(2)、同一回転面上で一定の角度を保った2本のレー
ザビームを投光しながら一定速度で回転する1基の回転
投光手段と、前記2本のレーザビームを順次受光して受
光信号を発生する受光部とを備え、 前記受光部から出力される受光信号に基づいて受光時間
差および又は受光時間等の計時データを求めるとともに
、これらの計時データと設定条件である前記2本のレー
ザビームの成す角度と受光部の巾長等とにより前記回転
投光手段と受光部との間の距離を算出する演算部を有し
て成る距離測定装置。
(2) one rotary light projector that rotates at a constant speed while projecting two laser beams that maintain a constant angle on the same rotating surface; and a light receiving section that generates a light receiving signal, and calculates time data such as a light receiving time difference and/or light receiving time based on the light receiving signal outputted from the light receiving section, and also calculates time data such as a light receiving time difference and/or a light receiving time, and also calculates time data such as a light receiving time difference and/or a light receiving time, and also calculates time data such as a light receiving time difference and/or a light receiving time, and also calculates time data such as a light receiving time difference and/or a light receiving time, and also calculates time data such as a light receiving time difference and/or a light receiving time, A distance measuring device comprising a calculation section that calculates the distance between the rotating light projecting means and the light receiving section based on the angle formed by the laser beam, the width of the light receiving section, etc.
(3)、前記受光部を、単一の受光部により構成したこ
とを特徴とする請求項2記載の距離測定装置。
(3) The distance measuring device according to claim 2, wherein the light receiving section is constituted by a single light receiving section.
(4)、前記受光部を、2個の受光部により構成したこ
とを特徴とする請求項2記載の距離測定装置。
(4) The distance measuring device according to claim 2, wherein the light receiving section is constituted by two light receiving sections.
(5)、前記受光部を、円筒状センサ支持部材と、この
支持部材の外周に装着された複数の短冊状の受光センサ
とにより構成したことを特徴とする請求項2記載の距離
測定装置。
(5) The distance measuring device according to claim 2, wherein the light receiving section is constituted by a cylindrical sensor support member and a plurality of strip-shaped light receiving sensors attached to the outer periphery of the support member.
(6)、前記2本のレーザビームを異なった2平面上で
所定の角度を保って一定速度で回転させるとともに、前
記受光部を前記2平面に対応した二つの受光部としたこ
とを特徴とする請求項2記載の距離測定装置。
(6) The two laser beams are rotated at a constant speed while maintaining a predetermined angle on two different planes, and the light receiving sections are two light receiving sections corresponding to the two planes. The distance measuring device according to claim 2.
JP31469189A 1989-12-04 1989-12-04 Method and apparatus for measuring distance Pending JPH03175387A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31469189A JPH03175387A (en) 1989-12-04 1989-12-04 Method and apparatus for measuring distance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31469189A JPH03175387A (en) 1989-12-04 1989-12-04 Method and apparatus for measuring distance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03175387A true JPH03175387A (en) 1991-07-30

Family

ID=18056391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31469189A Pending JPH03175387A (en) 1989-12-04 1989-12-04 Method and apparatus for measuring distance

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03175387A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59135304A (en) * 1983-01-22 1984-08-03 Hitachi Kiden Kogyo Ltd Position measurement of moving object using light beam

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59135304A (en) * 1983-01-22 1984-08-03 Hitachi Kiden Kogyo Ltd Position measurement of moving object using light beam

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5137354A (en) Computer aided three dimensional positioning sensing system and method
US5076690A (en) Computer aided positioning system and method
JP2002039755A (en) Position determination setting system and light-receiving sensor device using it
JPH1114357A (en) Automatic tracking device of surveying equipment
US4911548A (en) Determination of one or more spatial parameters of an object
JPH03175387A (en) Method and apparatus for measuring distance
JP2736558B2 (en) Position measuring method and device
US11635490B2 (en) Surveying system having a rotating mirror
JP3705863B2 (en) Height measuring device and height measuring method
JPH09329441A (en) Range finder
JP4593223B2 (en) Coordinate measurement system
JPH0212561Y2 (en)
JP2689266B2 (en) Three-dimensional position measuring device
JPH09189545A (en) Distance measuring device
JP3863567B2 (en) Method and apparatus for optical measurement of relative angle
JPH03175388A (en) Method and apparatus for measuring distance
JPH03180669A (en) Vertical plumbing method for building member
JPH0358646B2 (en)
JPS63191912A (en) Level setting device using laser light beam
JP2688955B2 (en) Survey method using laser
JPS63225120A (en) One-man surveying system
JPH07122667B2 (en) Surveyor using laser light
JPS6355481A (en) Device for generating line object rotary laser beam in plane position detecting device using laser
JPS6197506A (en) Section measuring apparatus for tunnel
KR20050026293A (en) Positioning method and device with rotating laser beam