JPH0634370A - 鉛直方向の測定装置 - Google Patents
鉛直方向の測定装置Info
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- JPH0634370A JPH0634370A JP20861592A JP20861592A JPH0634370A JP H0634370 A JPH0634370 A JP H0634370A JP 20861592 A JP20861592 A JP 20861592A JP 20861592 A JP20861592 A JP 20861592A JP H0634370 A JPH0634370 A JP H0634370A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】熟練や長時間の作業を必要とせず、しかも正確
な鉛直方向の点を得ることのできる、鉛直方向の測定装
置を提供することを目的とする。 【構成】本発明は、仮想鉛直軸上で水平回転可能な台盤
と、台盤上に一直線上にのみ角度変更可能に搭載したレ
ーザー発信器とによって送光装置１を構成し、この送光
装置１の台盤を９０度づつ回転してレーザーをターゲッ
ト２に着光させてこの着光点を記憶させ、４点の着光点
の内、１８０度回転した２点を連結し、その線分の中央
を直交する２本の直線の交点を求め、この交点を正確な
鉛直点として記憶することのできる、鉛直方向の測定装
置である。
な鉛直方向の点を得ることのできる、鉛直方向の測定装
置を提供することを目的とする。 【構成】本発明は、仮想鉛直軸上で水平回転可能な台盤
と、台盤上に一直線上にのみ角度変更可能に搭載したレ
ーザー発信器とによって送光装置１を構成し、この送光
装置１の台盤を９０度づつ回転してレーザーをターゲッ
ト２に着光させてこの着光点を記憶させ、４点の着光点
の内、１８０度回転した２点を連結し、その線分の中央
を直交する２本の直線の交点を求め、この交点を正確な
鉛直点として記憶することのできる、鉛直方向の測定装
置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉛直方向の測定装置に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉛直方向に立ち上げて行く建築の施工に
おいては、正確な鉛直線を確保することはきわめて重要
である。そのために糸の下端に重りを取り付けて鉛直線
を出す方法が一般的であった。また近年は光学的に鉛直
線を得る装置が開発されている。
おいては、正確な鉛直線を確保することはきわめて重要
である。そのために糸の下端に重りを取り付けて鉛直線
を出す方法が一般的であった。また近年は光学的に鉛直
線を得る装置が開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】前記した従来の鉛直
方向の測定装置にあっては、次のような問題点がある。 ＜イ＞糸と重りを使用する方法は、一定以上の高さにな
ると地球の自転の影響や風による振動などを避けること
ができない。 ＜ロ＞またこの方法では読取りに熟練を要し、計測準備
にも多くの時間を必要とする。 ＜ハ＞光学機械を使用する方法は、下部階に機器をセッ
トしておき、上部階にターゲットをすえて視準して行っ
ている。この方法では測量者が望遠鏡をのぞいて位置を
決めるものであるために、高さ２０ｍが限界である。そ
のために高層ビルでは５〜６階ごとに機械を据え変えて
基準点を上げて行くことになり、１００ｍを越えるよう
なビルになると、据え変えたことによる誤差の累積を避
けることができない。
方向の測定装置にあっては、次のような問題点がある。 ＜イ＞糸と重りを使用する方法は、一定以上の高さにな
ると地球の自転の影響や風による振動などを避けること
ができない。 ＜ロ＞またこの方法では読取りに熟練を要し、計測準備
にも多くの時間を必要とする。 ＜ハ＞光学機械を使用する方法は、下部階に機器をセッ
トしておき、上部階にターゲットをすえて視準して行っ
ている。この方法では測量者が望遠鏡をのぞいて位置を
決めるものであるために、高さ２０ｍが限界である。そ
のために高層ビルでは５〜６階ごとに機械を据え変えて
基準点を上げて行くことになり、１００ｍを越えるよう
なビルになると、据え変えたことによる誤差の累積を避
けることができない。
【０００４】
【本発明の目的】本発明は上記したような従来の問題を
解決するためになされたもので、熟練や長時間の作業を
必要とせず、しかも正確な鉛直方向の点を得ることので
きる、鉛直方向の測定装置を提供することを目的とす
る。
解決するためになされたもので、熟練や長時間の作業を
必要とせず、しかも正確な鉛直方向の点を得ることので
きる、鉛直方向の測定装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】すなわち本発明は、仮
想鉛直軸上で水平回転可能な台盤と、台盤上に一直線上
にのみ角度変更可能に搭載したレーザー発信器とによっ
て送光装置を構成し、この送光装置の台盤を９０度づつ
回転してレーザーをターゲットに着光させてこの着光点
を記憶させ、４点の着光点の内、１８０度回転した２点
を連結し、その線分の中央を直交する２本の直線の交点
を求め、この交点を正確な鉛直点として記憶することの
できる、鉛直方向の測定装置である。また本発明は、仮
想鉛直軸上で水平回転可能な台盤と、台盤上に一直線上
にのみ角度変更可能に搭載したレーザー発信器と、レー
ザーを着光させる板体であり、かつ板上には基準点とな
る４つのマーカーを有するターゲットと、ターゲットに
着光した着光点を記憶するカメラとよりなり、カメラで
撮影されたマーカーの画面上で座標位置と、実際に取り
付けられているターゲット板上のマーカー位置を２次射
影変換式に代入して４つの式を作り、これらの式に最小
２乗法を適用するように構成した、鉛直方向の測定装置
である。
想鉛直軸上で水平回転可能な台盤と、台盤上に一直線上
にのみ角度変更可能に搭載したレーザー発信器とによっ
て送光装置を構成し、この送光装置の台盤を９０度づつ
回転してレーザーをターゲットに着光させてこの着光点
を記憶させ、４点の着光点の内、１８０度回転した２点
を連結し、その線分の中央を直交する２本の直線の交点
を求め、この交点を正確な鉛直点として記憶することの
できる、鉛直方向の測定装置である。また本発明は、仮
想鉛直軸上で水平回転可能な台盤と、台盤上に一直線上
にのみ角度変更可能に搭載したレーザー発信器と、レー
ザーを着光させる板体であり、かつ板上には基準点とな
る４つのマーカーを有するターゲットと、ターゲットに
着光した着光点を記憶するカメラとよりなり、カメラで
撮影されたマーカーの画面上で座標位置と、実際に取り
付けられているターゲット板上のマーカー位置を２次射
影変換式に代入して４つの式を作り、これらの式に最小
２乗法を適用するように構成した、鉛直方向の測定装置
である。
【０００６】
【本発明の構成】以下図面を参照しながら本発明鉛直方
向の測定装置について説明する。 ＜イ＞全体の構成 本発明の装置は、送光装置１と、ターゲット２と、この
ターゲット２の情報を電子化するＣＣＤカメラ３と、デ
ータを処理する処理装置から構成する。
向の測定装置について説明する。 ＜イ＞全体の構成 本発明の装置は、送光装置１と、ターゲット２と、この
ターゲット２の情報を電子化するＣＣＤカメラ３と、デ
ータを処理する処理装置から構成する。
【０００７】＜ロ＞送光装置１ 本発明で使用する送光装置１は次のような特徴を有する
ものを使用する。すなわち、一応正確な鉛直軸であると
想定される仮想鉛直軸上で水平回転可能な台盤を有す
る。この台盤の上にＹ字状の架台を固定し、この架台の
水平軸にレーザー発信器を取り付けてある。したがって
レーザー発信器は、水平軸に直交する一直線上にのみ角
度変更が可能である。レーザー発信器の自動的な水平回
転、および鉛直方向の照射角度調整は、内蔵したモータ
ー制御機構によって行うことができる。また仮想鉛直方
向をセンシングするセンサーを備えているために、鉛直
方向に２秒の精度でレーザー照射角を自動調整すること
ができる。この送光装置１を使用すれば、通常の高さの
鉛直線の測定は可能であり、従来は前記したようにこの
種の装置を数階層づつ盛り変えて高層階の鉛直線を測定
している。しかし台盤の水平精度、Ｙ字状の架台の鉛直
精度、水平軸の水平精度、望遠鏡とレーザー発信器の平
行精度、など、微小な機械誤差の蓄積は避けられないか
ら、数百ｍもの高さまで延長して使用することは不可能
であった。
ものを使用する。すなわち、一応正確な鉛直軸であると
想定される仮想鉛直軸上で水平回転可能な台盤を有す
る。この台盤の上にＹ字状の架台を固定し、この架台の
水平軸にレーザー発信器を取り付けてある。したがって
レーザー発信器は、水平軸に直交する一直線上にのみ角
度変更が可能である。レーザー発信器の自動的な水平回
転、および鉛直方向の照射角度調整は、内蔵したモータ
ー制御機構によって行うことができる。また仮想鉛直方
向をセンシングするセンサーを備えているために、鉛直
方向に２秒の精度でレーザー照射角を自動調整すること
ができる。この送光装置１を使用すれば、通常の高さの
鉛直線の測定は可能であり、従来は前記したようにこの
種の装置を数階層づつ盛り変えて高層階の鉛直線を測定
している。しかし台盤の水平精度、Ｙ字状の架台の鉛直
精度、水平軸の水平精度、望遠鏡とレーザー発信器の平
行精度、など、微小な機械誤差の蓄積は避けられないか
ら、数百ｍもの高さまで延長して使用することは不可能
であった。
【０００８】＜ハ＞読取り装置 レーザー光線の読取りは、受光ターゲット２板と、ター
ゲット２板上のレーザーの照射点を撮影するＣＣＤカメ
ラ３、このカメラ３の信号から得た数値を計算するコン
ピュータによって構成する。各装置の作動については、
使用方法の段階で説明する。
ゲット２板上のレーザーの照射点を撮影するＣＣＤカメ
ラ３、このカメラ３の信号から得た数値を計算するコン
ピュータによって構成する。各装置の作動については、
使用方法の段階で説明する。
【０００９】
【作用】次に上記の装置群の使用方法について説明す
る。 ＜イ＞送光装置１の設置 図 に示すように、送光装置１を基準床に設置する。こ
の装置は大体の姿勢を設定しておけば、水平角の設定、
鉛直角の修正を自動的に行うことができるように構成さ
れている。この鉛直角が厳密に正確であればそのまま超
高層ビルの施工などに使用できるのであるが、前記した
ような条件から、一応正しいと仮想できる鉛直線を得ら
れるに過ぎない。この自動修正が終わったら送光装置１
から仮想鉛直方向に向けてレーザーを発射する。
る。 ＜イ＞送光装置１の設置 図 に示すように、送光装置１を基準床に設置する。こ
の装置は大体の姿勢を設定しておけば、水平角の設定、
鉛直角の修正を自動的に行うことができるように構成さ
れている。この鉛直角が厳密に正確であればそのまま超
高層ビルの施工などに使用できるのであるが、前記した
ような条件から、一応正しいと仮想できる鉛直線を得ら
れるに過ぎない。この自動修正が終わったら送光装置１
から仮想鉛直方向に向けてレーザーを発射する。
【００１０】＜ロ＞受光 修正が終わって固定した送光装置１からのレーザーの照
射をターゲット２で受け、ＣＣＤカメラ３によって撮影
する。この撮影は、例えば１／６０のサイクルで約１０
秒間行われる。１０秒間で６００回の撮影を行い、その
幾何学的重心位置を算出する。したがって機器や建物の
揺れによるレーザースポットへの影響を取り除くことが
できる。こうして最初の１点が決まる。
射をターゲット２で受け、ＣＣＤカメラ３によって撮影
する。この撮影は、例えば１／６０のサイクルで約１０
秒間行われる。１０秒間で６００回の撮影を行い、その
幾何学的重心位置を算出する。したがって機器や建物の
揺れによるレーザースポットへの影響を取り除くことが
できる。こうして最初の１点が決まる。
【００１１】＜ハ＞回転と照射 最初の１点の位置の解析が終わると、受光部から送光装
置１に終了信号を送る。 すると送光装置１は水平方向
に９０度回転し、この状態でふたたび仮想鉛直線への修
正が行われる。修正後に、前記の作動と同様にレーザー
の照射を行い、受光部で解析が行われる。こうして９０
度づつ３回の水平回転、修正、照射が行われる。
置１に終了信号を送る。 すると送光装置１は水平方向
に９０度回転し、この状態でふたたび仮想鉛直線への修
正が行われる。修正後に、前記の作動と同様にレーザー
の照射を行い、受光部で解析が行われる。こうして９０
度づつ３回の水平回転、修正、照射が行われる。
【００１２】＜ニ＞計算処理 以上の過程により、仮想鉛直線に沿った４点が記憶され
る。送光装置１は、仮想鉛直軸上で水平回転可能な台盤
と、台盤上に一直線上にのみ角度変更可能に搭載したレ
ーザー発信器とによって構成してある。そこで４点の照
射点の内、１８０度回転した２点を連結し、その線分の
中央を直交する２本の直線を描いてその交点を求める。
するとこの交点が正確な鉛直点であり、その後の施工の
基準点として記憶させる。この際の座標の関係は、図３
に示す通りである。この場合に、直線Ａの式と直線Ｂの
式を求め、両式からなる連立方程式の解が交点Ｑであ
る。この計算式から分かる通り、本発明の装置は鉛直上
方のみではなく、鉛直下方、あるいは水平方向にも使用
が可能である。
る。送光装置１は、仮想鉛直軸上で水平回転可能な台盤
と、台盤上に一直線上にのみ角度変更可能に搭載したレ
ーザー発信器とによって構成してある。そこで４点の照
射点の内、１８０度回転した２点を連結し、その線分の
中央を直交する２本の直線を描いてその交点を求める。
するとこの交点が正確な鉛直点であり、その後の施工の
基準点として記憶させる。この際の座標の関係は、図３
に示す通りである。この場合に、直線Ａの式と直線Ｂの
式を求め、両式からなる連立方程式の解が交点Ｑであ
る。この計算式から分かる通り、本発明の装置は鉛直上
方のみではなく、鉛直下方、あるいは水平方向にも使用
が可能である。
【００１３】＜ホ＞撮影の位置 本発明の装置では、上記したＣＣＤカメラ３による撮影
は、カメラ３を光軸上にセットしなくとも測定できるよ
うに構成する。そのために、数学的に２次射影変換と呼
ばれる方法を採用する。この方法ではまずターゲット２
板上の基準点となる４つのマーカーを付ける。そしてカ
メラ３でターゲット２板を撮影すれば、画面上に４つの
マーカーが写っている。この４つマーカーの画面上で座
標位置と、実際に取り付けられているターゲット２板上
のマーカー位置４点を２次射影変換式に代入し、４つの
式を作る。そしてこれらの式に最小２乗法を適用すれ
ば、変換式のパラメータを決定することができる。した
がって鉛直測定の場所の条件によっては、ターゲット２
板の斜め上部、斜め下部からの撮影も可能である。その
ために、鉛直測定場所に制限されることがない。
は、カメラ３を光軸上にセットしなくとも測定できるよ
うに構成する。そのために、数学的に２次射影変換と呼
ばれる方法を採用する。この方法ではまずターゲット２
板上の基準点となる４つのマーカーを付ける。そしてカ
メラ３でターゲット２板を撮影すれば、画面上に４つの
マーカーが写っている。この４つマーカーの画面上で座
標位置と、実際に取り付けられているターゲット２板上
のマーカー位置４点を２次射影変換式に代入し、４つの
式を作る。そしてこれらの式に最小２乗法を適用すれ
ば、変換式のパラメータを決定することができる。した
がって鉛直測定の場所の条件によっては、ターゲット２
板の斜め上部、斜め下部からの撮影も可能である。その
ために、鉛直測定場所に制限されることがない。
【００１４】
【発明の効果】本発明の鉛直方向の測定装置は以上説明
したようになるから次のような効果を得ることができ
る。 ＜イ＞レーザーを照射する送光装置１をいったん基準床
に設置すれば、その後の盛りかえ作業は必要がない。し
たがって、作業の省力化が図れるとともに、盛りかえ作
業による誤差の蓄積を避けることができ、正確な測定作
業が可能となった 。＜ロ＞現在市販している５〜６階層の鉛直線が測定で
きる程度の装置を使用して、数百メートルの鉛直線を正
確に測定することができる。したがってまったく新たな
装置を開発することなく、経済的な条件下で従来不可能
であった超高層ビルなどの鉛直線の測定が可能となっ
た。 ＜ハ＞レーザーの照射、送光装置１の回転、読取り、計
算をすべて自動化することができる。したがって計測時
間の短縮、作業の簡略化を図ることができる。 ＜ニ＞計測が完全に自動化、システム化しており、正確
な鉛直線上の位置を信号として処理している。したがっ
てこのシステム以降をさらにシステム化することも容易
であって将来広く自動化の拡張が可能である。 ＜ホ＞ターゲット２を撮影するカメラ３を光軸上にセッ
トしなくとも測定できる装置である。したがって鉛直測
定の場所の条件によっては、ターゲット２板の斜め上
部、斜め下部からの撮影も可能である。そのために、鉛
直測定場所に制限されることがない。
したようになるから次のような効果を得ることができ
る。 ＜イ＞レーザーを照射する送光装置１をいったん基準床
に設置すれば、その後の盛りかえ作業は必要がない。し
たがって、作業の省力化が図れるとともに、盛りかえ作
業による誤差の蓄積を避けることができ、正確な測定作
業が可能となった 。＜ロ＞現在市販している５〜６階層の鉛直線が測定で
きる程度の装置を使用して、数百メートルの鉛直線を正
確に測定することができる。したがってまったく新たな
装置を開発することなく、経済的な条件下で従来不可能
であった超高層ビルなどの鉛直線の測定が可能となっ
た。 ＜ハ＞レーザーの照射、送光装置１の回転、読取り、計
算をすべて自動化することができる。したがって計測時
間の短縮、作業の簡略化を図ることができる。 ＜ニ＞計測が完全に自動化、システム化しており、正確
な鉛直線上の位置を信号として処理している。したがっ
てこのシステム以降をさらにシステム化することも容易
であって将来広く自動化の拡張が可能である。 ＜ホ＞ターゲット２を撮影するカメラ３を光軸上にセッ
トしなくとも測定できる装置である。したがって鉛直測
定の場所の条件によっては、ターゲット２板の斜め上
部、斜め下部からの撮影も可能である。そのために、鉛
直測定場所に制限されることがない。
【図１】鉛直方向の測定装置の要部の説明図
【図２】鉛直方向の測定方法の説明図
【図３】鉛直方向の測定方法の説明図
【図４】計算図形の説明図
Claims (2)
- 【請求項１】仮想鉛直軸上で水平回転可能な台盤と、 台盤上に一直線上にのみ角度変更可能に搭載したレーザ
ー発信器とによって送光装置を構成し、 この送光装置の台盤を９０度づつ回転してレーザーをタ
ーゲットに着光させてこの着光点を記憶させ、 ４点の着光点の内、１８０度回転した２点を連結し、 その線分の中央を直交する２本の直線の交点を求め、 この交点を正確な鉛直点として記憶することのできる、 鉛直方向の測定装置。 - 【請求項２】仮想鉛直軸上で水平回転可能な台盤と、 台盤上に一直線上にのみ角度変更可能に搭載したレーザ
ー発信器と、 レーザーを着光させる板体であり、かつ板上には基準点
となる４つのマーカーを有するターゲットと、 ターゲットに着光した着光点を記憶するカメラとよりな
り、 カメラで撮影されたマーカーの画面上で座標位置と、実
際に取り付けられているターゲット板上のマーカー位置
を２次射影変換式に代入して４つの式を作り、 これらの式に最小２乗法を適用するように構成した、鉛
直方向の測定装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04208615A JP3136426B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 鉛直方向の測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04208615A JP3136426B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 鉛直方向の測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0634370A true JPH0634370A (ja) | 1994-02-08 |
| JP3136426B2 JP3136426B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=16559159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04208615A Expired - Fee Related JP3136426B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 鉛直方向の測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3136426B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108151767A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-06-12 | 广东开放大学（广东理工职业学院） | 一种校准用旋转激光束投射装置及其校准方法 |
-
1992
- 1992-07-14 JP JP04208615A patent/JP3136426B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108151767A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-06-12 | 广东开放大学（广东理工职业学院） | 一种校准用旋转激光束投射装置及其校准方法 |
| CN108151767B (zh) * | 2018-02-01 | 2024-06-11 | 广东开放大学（广东理工职业学院） | 一种校准用旋转激光束投射装置及其校准方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3136426B2 (ja) | 2001-02-19 |
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