JPH07190775A - Surveying device and laser emission unit - Google Patents
Surveying device and laser emission unitInfo
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- JPH07190775A JPH07190775A JP34865293A JP34865293A JPH07190775A JP H07190775 A JPH07190775 A JP H07190775A JP 34865293 A JP34865293 A JP 34865293A JP 34865293 A JP34865293 A JP 34865293A JP H07190775 A JPH07190775 A JP H07190775A
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- rotation
- reflection
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- reflecting
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- Pending
Links
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、測点の三次元位置を好
適に測量し得る測量装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surveying instrument capable of suitably measuring the three-dimensional position of a survey point.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、測点の三次元位置を測量する際に
は、まず、測点に位置指示器を設置し、位置指示器に対
向する位置に角度距離測定機器等の位置検出装置を設置
する。そこで、作業員の視準により位置検出装置の視準
線を位置指示器に正確に向け、位置検出装置に設けられ
た仰角検出用エンコーダ等の仰角検出手段により、水平
面に対する前記視準線の仰角を検出し、水平角度検出用
エンコーダ等の水平角度検出手段により、水平方向の前
記視準線の角度を検出し、また、位置検出装置に設けら
れた光波測距手段等の距離測定部により、位置検出装置
と位置指示器の間隔を測定する。そして、前記視準線の
仰角と、水平方向の角度と、前記間隔とに基づいて、測
点の三次元位置を割り出していた。2. Description of the Related Art Conventionally, when measuring the three-dimensional position of a measuring point, first a position indicator is installed at the measuring point and a position detecting device such as an angular distance measuring device is installed at a position facing the position indicator. Install. Therefore, the collimation line of the position detection device is accurately aimed at the position indicator by the operator's collimation, and the elevation angle detection means such as an elevation angle detection encoder provided in the position detection device causes the elevation angle of the collimation line with respect to the horizontal plane. By detecting the angle of the collimation line in the horizontal direction by a horizontal angle detecting means such as an encoder for horizontal angle detection, and by a distance measuring section such as a light wave distance measuring means provided in the position detecting device, Measure the distance between the position detector and the position indicator. Then, the three-dimensional position of the measurement point is determined based on the elevation angle of the collimation line, the horizontal angle, and the interval.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、作業員の視準
により、位置検出装置の視準線を正確に位置指示器に合
わせることは、煩雑で時間を要する作業であり、このた
め、従来の測量装置では、測点の三次元位置測量作業を
容易且つ迅速に行うことが出来なかった。そこで、レー
ザ光を用いたデジタイザーの原理を用いた測量装置が提
案されている。この測量装置によれば、レーザ光を所定
の走査平面に射出走査することが出来る。よって、作業
員の視準により、位置検出装置の視準線を正確に位置指
示器に合わせる必要がないので、測点の位置を容易且つ
迅速に測量することが出来る。しかし、この測量装置に
おいては、前記走査平面内の二次元位置をしか測量でき
ないので、測点の三次元位置を測量することは難しいと
いう問題を有している。本発明は、上記事情に鑑み、測
点の三次元位置を容易且つ迅速に測量し得る測量装置及
び該測量装置に用いるレーザ射出ユニットを提供するこ
とを目的としている。However, it is a complicated and time-consuming task to accurately align the collimation line of the position detecting device with the position indicator according to the collimation of the worker. With the surveying instrument, it was not possible to easily and quickly perform the three-dimensional position surveying work of the survey points. Therefore, a surveying device using the principle of a digitizer using laser light has been proposed. According to this surveying instrument, laser light can be emitted and scanned onto a predetermined scanning plane. Therefore, it is not necessary to accurately align the collimation line of the position detection device with the position indicator according to the collimation of the worker, so that the position of the measurement point can be measured easily and quickly. However, this surveying device has a problem that it is difficult to survey the three-dimensional position of the measuring point because it can measure only the two-dimensional position in the scanning plane. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a surveying device that can easily and quickly measure a three-dimensional position of a survey point, and a laser emission unit used in the surveying device.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の内第一の発明
は、測点に設置され、レーザ光を入射経路と同一な反射
経路上に反射し得る反射手段(2)を有し、レーザ光を
第一基準走査平面(PL1)上で走査する第一レーザ光
射出手段(19、20、21、22)を設け、前記第一
基準走査平面(PL1)上に、第一回転反射部材(1
8)を、該第一回転反射部材(18)の第一回転軸心
(CT3)を該第一基準走査平面(PL1)内に設定す
る形で設け、前記第一回転反射部材(18)に、レーザ
光を反射し得る第一反射面(18a)を、前記第一回転
軸心(CT3)に沿って設け、前記第一回転反射部材
(18)に、該第一回転反射部材(18)を、前記第一
回転軸心(CT3)を中心として回転駆動させ得る第一
回転駆動手段(16)を設け、前記第一回転反射部材
(18)の第一反射面(18a)の、前記第一回転軸心
(CT3)を中心とした回転角度位置(θ3)を検出し
得る第一回転角度検出手段(17)を設け、前記第一レ
ーザ光射出手段(19、20、21、22)に、該第一
レーザ光射出手段(19、20、21、22)により射
出され、前記第一回転反射部材(18)の第一反射面
(18a)を介して、前記反射手段(2)により入射経
路と同一な反射経路上に反射されたレーザ光の前記第一
基準走査平面(PL1)内の走査角度(ψ1)を検出し
得る第一射出角度検出手段(23、25、27、29)
を設け、前記第一レーザ光射出手段(19、20、2
1、22)から所定の間隔(L1)を有する位置に、レ
ーザ光を第二基準走査平面(PL2)上で走査する第二
レーザ光射出手段(49、50、51、52)を設け、
前記第二基準走査平面(PL2)上に、第二回転反射部
材(48)を、該第二回転反射部材(48)の第二回転
軸心(CT4)を該第二基準走査平面(PL2)内に設
定する形で設け、前記第二回転反射部材(48)に、レ
ーザ光を反射し得る第二反射面(48a)を、前記第二
回転軸心(CT4)に沿って設け、前記第二回転反射部
材(48)に、該第二回転反射部材(48)を前記第二
回転軸心(CT4)を中心として回転駆動させ得る第二
回転駆動手段(46)を設け、前記第二回転反射部材
(48)の第二反射面(48a)の、前記第二回転軸心
(CT4)を中心とした回転角度位置(θ3)を検出し
得る第二回転角度検出手段(47)を設け、前記第二レ
ーザ光射出手段(49、50、51、52)に、該第二
レーザ光射出手段(49、50、51、52)により射
出され、前記第二回転反射部材(48)の第二反射面
(48a)を介して、前記反射手段(2)により入射経
路と同一な反射経路上に反射されたレーザ光の前記第二
基準走査平面(PL2)内の走査角度(ψ2)を検出し
得る第二射出角度検出手段(53、55、57、59)
を設け、前記第一レーザ光射出手段(19、20、2
1、22)により射出され、前記第一回転反射部材(1
8)の反射面(18a)を介して、前記反射手段(2)
により入射経路と同一な反射経路上に反射されたレーザ
光の、前記第一射出角度検出手段(23、25、27、
29)により検出された、前記第一基準走査平面(PL
1)内の走査角度(ψ1)と、その際に前記第一回転角
度検出手段(17)により検出された、前記第一回転反
射部材(18)の第一反射面(18a)の、前記第一回
転軸心(CT3)を中心とした回転角度位置(θ3)
と、当該反射手段(2)について、前記第二射出角度検
出手段(53、55、57、59)により検出された、
前記第二レーザ光射出手段(49、50、51、52)
により射出され、前記第二回転反射部材(48)の第二
反射面(48a)を介して、入射経路と同一な反射経路
上に反射されたレーザ光の前記第二基準走査平面(PL
2)内の走査角度(ψ2)と、その際に前記第二回転角
度検出手段(47)により検出された、前記第二回転反
射部材(48)の第二反射面(48a)の、前記第二回
転軸心(CT4)を中心とした回転角度位置(θ3)と
に基づいて、前記反射手段(2)の位置((x10、y
10、z10))を検出演算し得る反射位置検出演算部
(26、33、35、56)を設けて構成される。ま
た、本発明の内第二の発明は、レーザ光を基準走査平面
(PL1、PL2)上で走査するレーザ光射出手段(1
9、20、21、22、49、50、51、52)を設
け、前記基準走査平面(PL1、PL2)上に、回転反
射部材(18、48)を、該回転反射部材(18、4
8)の回転軸心(CT3、CT4)を該基準走査平面
(PL1、PL2)内に設定する形で設け、前記回転反
射部材(18、48)に、レーザ光を反射し得る反射面
(18a、48a)を、前記回転軸心(CT3、CT
4)に沿って設け、前記回転反射部材(18、48)
に、該回転反射部材(18、48)を、前記回転軸心
(CT3、CT4)を中心として回転駆動させ得る回転
駆動手段(16、46)を設け、前記回転反射部材(1
8、48)の反射面(18a、48a)の、前記回転軸
心(CT3、CT4)を中心とした回転角度位置(θ
3)を検出し得る回転角度検出手段(17、47)を設
け、前記レーザ光射出手段(19、20、21、22、
49、50、51、52)に、該レーザ光射出手段(1
9、20、21、22、49、50、51、52)によ
り射出された後、反射されて来たレーザ光の前記基準走
査平面(PL1、PL2)内の走査角度(ψ1、ψ2)
を検出し得る射出角度検出部(23、25、53、5
5)を設けて構成される。なお、( )内の番号等は、
図面における対応する要素を示す、便宜的なものであ
り、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるも
のではない。以下の「作用」の欄についても同様であ
る。The first aspect of the present invention is to provide a laser device having a reflecting means (2) installed at a measuring point and capable of reflecting laser light on the same reflection path as the incident path. First laser light emitting means (19, 20, 21, 22) for scanning light on the first reference scanning plane (PL1) is provided, and the first rotary reflecting member (on the first reference scanning plane (PL1). 1
8) is provided such that the first rotation axis (CT3) of the first rotary reflecting member (18) is set within the first reference scanning plane (PL1), and the first rotary reflecting member (18) is provided with , A first reflecting surface (18a) capable of reflecting laser light is provided along the first rotation axis (CT3), and the first rotation reflecting member (18) is provided with the first rotation reflecting member (18). Is provided with a first rotation drive means (16) capable of rotationally driving the first rotation axis (CT3) as a center, and the first reflection surface (18a) of the first rotation reflection member (18) is provided with A first rotation angle detecting means (17) capable of detecting a rotation angle position (θ3) around one rotation axis (CT3) is provided, and the first laser light emitting means (19, 20, 21, 22) is provided. Is emitted by the first laser beam emitting means (19, 20, 21, 22), Scanning in the first reference scanning plane (PL1) of the laser light reflected by the reflecting means (2) on the same reflection path as the incident path through the first reflection surface (18a) of the member (18). First ejection angle detection means (23, 25, 27, 29) capable of detecting the angle (ψ1).
And the first laser beam emitting means (19, 20, 2).
1, 22) is provided with a second laser light emitting means (49, 50, 51, 52) for scanning the laser light on the second reference scanning plane (PL2) at a position having a predetermined distance (L1),
On the second reference scanning plane (PL2), the second rotary reflecting member (48) and the second rotation axis (CT4) of the second rotary reflecting member (48) are placed on the second reference scanning plane (PL2). And a second reflection surface (48a) capable of reflecting laser light is provided on the second rotation reflection member (48) along the second rotation axis (CT4). The two-rotation reflection member (48) is provided with a second rotation drive means (46) capable of rotating the second rotation reflection member (48) about the second rotation axis (CT4), and the second rotation Second rotation angle detection means (47) capable of detecting the rotation angle position (θ3) of the second reflection surface (48a) of the reflection member (48) about the second rotation axis (CT4) is provided, The second laser light emitting means (49, 50, 51, 52) is connected to the second laser light emitting means ( 9, 50, 51, 52) and is reflected by the reflection means (2) on the same reflection path as the incident path through the second reflection surface (48a) of the second rotation reflection member (48). Second emission angle detection means (53, 55, 57, 59) capable of detecting the scanning angle (ψ2) of the laser beam generated in the second reference scanning plane (PL2).
And the first laser beam emitting means (19, 20, 2).
1, 22), and the first rotary reflection member (1
The reflecting means (2) is provided through the reflecting surface (18a) of 8).
The first emission angle detection means (23, 25, 27, of the laser light reflected on the same reflection path as the incident path by the
29) detected by the first reference scanning plane (PL
1) the scanning angle (ψ1) and the first reflection surface (18a) of the first rotation reflection member (18) detected by the first rotation angle detection means (17) at that time. Rotational angle position (θ3) around one rotation axis (CT3)
And the reflection means (2) is detected by the second emission angle detection means (53, 55, 57, 59),
Second laser light emitting means (49, 50, 51, 52)
The second reference scanning plane (PL) of the laser light emitted from the second rotary reflection member (48) and reflected on the same reflection path as the incident path via the second reflection surface (48a) of the second rotation reflection member (48).
2) the scanning angle (ψ2) and the second reflection surface (48a) of the second rotation reflection member (48) detected by the second rotation angle detection means (47) at that time. The position ((x10, y) of the reflection means (2) is based on the rotation angle position (θ3) about the two rotation axis (CT4).
10, z10)) and is provided with a reflection position detection calculation unit (26, 33, 35, 56). A second aspect of the present invention is a laser beam emitting means (1) for scanning a laser beam on a reference scanning plane (PL1, PL2).
9, 20, 21, 22, 49, 50, 51, 52), and the rotary reflecting members (18, 48) on the reference scanning planes (PL1, PL2).
The rotation axis (CT3, CT4) of 8) is provided so as to be set within the reference scanning plane (PL1, PL2), and the rotary reflecting member (18, 48) has a reflecting surface (18a) capable of reflecting laser light. , 48a) to the rotational axis (CT3, CT
4) provided along the rotation reflection member (18, 48)
Is provided with rotation driving means (16, 46) capable of rotating the rotation reflecting member (18, 48) about the rotation axis (CT3, CT4).
8, 48) of the reflection surface (18a, 48a) about the rotational axis (CT3, CT4) of the rotational angle position (θ
3) is provided with a rotation angle detecting means (17, 47), and the laser beam emitting means (19, 20, 21, 22,
49, 50, 51, 52), the laser beam emitting means (1
9, 20, 21, 22, 49, 50, 51, 52), and then the scanning angle (ψ1, ψ2) of the reflected laser light in the reference scan plane (PL1, PL2).
Angle detection unit (23, 25, 53, 5 that can detect
5) is provided. The numbers in () are
It is to be understood that the corresponding elements in the drawings are shown for convenience and the present description is not limited to the description of the drawings. The same applies to the column of "action" below.
【0005】[0005]
【作用】上記した構成により、本発明の内第一の発明
は、前記第一及び第二レーザ光射出手段(19、20、
21、22、49、50、51、52)によりそれぞれ
レーザ光を第一、第二基準走査平面(PL1、PL2)
内に射出走査すると、前記第一、第二基準走査平面(P
L1、PL2)内に設けられた第一、第二回転反射部材
(18、48)の第一、第二反射面(18a、48a)
によって、該レーザ光を、第一、第二基準走査平面(P
L1、PL2)を前記第一及び第二回転反射部材(1
8、48)の第一、第二回転軸心(CT3、CT4)に
おいて屈曲させた形の各走査平面(PL3、PL4)内
に射出走査することが出来、前記第一及び第二回転駆動
手段(16、46)により前記第一、第二回転反射部材
(18、48)の第一、第二反射面(18a、48a)
を回転することにより、前記走査平面(PL3、PL
4)を第一、第二回転軸心(CT3、CT4)周りに回
転位置決めすることが出来、これにより、所定の測量領
域(SA)内に前記レーザ光を隈無く走査させることが
出来る。よって、前記測量領域(SA)内の測点に前記
反射手段(2)を設けることにより、前記反射手段
(2)にレーザ光を照射することが出来る。また、第一
及び第二回転角度検出手段(17、47)は、それぞれ
前記第一、第二回転反射部材(18、48)の第一、第
二反射面(18a、48a)の、前記第一、第二回転軸
心(CT3、CT4)を中心とした回転角度位置(θ
3)を検出することが出来、第一及び第二射出角度検出
手段(23、25、27、29、53、55、57、5
9)は、前記第一及び第二レーザ光射出手段(19、2
0、21、22、49、50、51、52)により射出
され、前記第一、第二回転反射部材(18、48)の第
一、第二反射面(18a、48a)を介して、前記反射
手段(2)により入射経路と同一な反射経路上に反射さ
れたレーザ光の前記第一、第二基準走査平面(PL1、
PL2)内の走査角度(ψ1、ψ2)を検出出来、反射
位置検出演算部(26、33、35、56)は、前記第
一基準走査平面(PL1)内に設けられた第一回転反射
部材(18)の反射面(18a)を介して、前記反射手
段(2)により入射経路と同一な反射経路上に反射され
たレーザ光の、前記第一射出角度検出手段(23、2
5、27、29)により検出された、前記第一基準走査
面(PL1)内の走査角度(ψ1)と、その際に前記第
一回転角度検出手段(17)により検出された、前記第
一回転反射部材(18)の第一反射面(18a)の、前
記第一回転軸心(CT3)を中心とした回転角度位置
(θ3)と、当該反射手段(2)について、前記第二射
出角度検出手段(53、55、57、59)により検出
された、前記第二レーザ光射出手段(49、50、5
1、52)により射出され、前記第二回転反射部材(4
8)の第二反射面(48a)を介して、入射経路と同一
な反射経路上に反射されたレーザ光の前記第二基準走査
面(PL2)内の走査角度(ψ2)と、その際に前記第
二回転角度検出手段(47)により検出された、前記第
二回転反射部材(48)の第二反射面(48a)の、前
記第二回転軸心(CT4)を中心とした回転角度位置
(θ3)とに基づいて、前記反射手段(2)の位置
((x10、y10、z10))を検出演算し得るよう
に作用する。また、本発明の内第二の発明は、前記レー
ザ光射出手段(19、20、21、22、49、50、
51、52)によりレーザ光を基準走査平面(PL1、
PL2)内に射出走査すると、前記基準走査平面(PL
1、PL2)内に設けられた回転反射部材(18、4
8)の反射面(18a、48a)によって、該レーザ光
を、基準走査平面(PL1、PL2)を前記回転反射部
材(18、48)の回転軸心(CT3、CT4)におい
て屈曲させた形の走査平面(PL3、PL4)内に射出
走査することが出来、前記回転駆動手段(16、46)
により前記回転反射部材(18、48)の反射面(18
a、48a)を回転することにより、前記走査平面(P
L3、PL4)を回転軸心(CT3、CT4)周りに回
転位置決めすることが出来、これにより、所定の測量領
域(SA)内に前記レーザ光を隈無く走査させることが
出来る。よって、前記測量領域(SA)内の測点に前記
反射手段(2)を設けることにより、前記反射手段
(2)にレーザ光を照射することが出来る。また、回転
角度検出手段(17、47)は、回転反射部材(18、
48)の反射面(18a、48a)の、前記回転軸心
(CT3、CT4)を中心とした回転角度位置(θ3)
を検出することが出来、射出角度検出手段(23、2
5、27、29、53、55、57、59)は、前記レ
ーザ光射出手段(19、20、21、22、49、5
0、51、52)により射出され、前記回転反射部材
(18、48)の反射面(18a、48a)を介して、
前記反射手段(2)により入射経路と同一な反射経路上
に反射されたレーザ光の前記基準走査平面(PL1、P
L2)内の走査角度(ψ1、ψ2)を検出し得るように
作用する。With the above construction, the first aspect of the present invention is that the first and second laser light emitting means (19, 20,
21, 22, 49, 50, 51, 52), and the laser light is applied to the first and second reference scanning planes (PL1, PL2), respectively.
When the injection scanning is performed inward, the first and second reference scanning planes (P
L1 and PL2) first and second rotary reflecting members (18 and 48) provided in the first and second reflecting surfaces (18a and 48a).
The laser beam to the first and second reference scanning planes (P
L1 and PL2) to the first and second rotary reflecting members (1
(8, 48) the first and second rotation axes (CT3, CT4) can be injection-scanned in the respective scanning planes (PL3, PL4) bent to form the first and second rotation driving means. (16, 46) The first and second reflecting surfaces (18a, 48a) of the first and second rotary reflecting members (18, 48).
By rotating the scanning plane (PL3, PL
4) can be rotationally positioned about the first and second rotation axes (CT3, CT4), and thereby the laser beam can be scanned in a predetermined survey area (SA) without exception. Therefore, by providing the reflection means (2) at a measurement point in the survey area (SA), the reflection means (2) can be irradiated with laser light. The first and second rotation angle detecting means (17, 47) are respectively the first and second reflection surfaces (18a, 48a) of the first and second rotation reflection members (18, 48), respectively. 1. Rotational angle position (θ about the second axis of rotation (CT3, CT4)
3) can be detected, and the first and second emission angle detection means (23, 25, 27, 29, 53, 55, 57, 5).
9) is the first and second laser light emitting means (19, 2)
0, 21, 22, 49, 50, 51, 52) and is emitted through the first and second reflecting surfaces (18a, 48a) of the first and second rotary reflecting members (18, 48). The first and second reference scanning planes (PL1, PL2) of the laser light reflected by the reflecting means (2) on the same reflection path as the incident path.
The scanning angle (ψ1, ψ2) in PL2) can be detected, and the reflection position detection calculation unit (26, 33, 35, 56) is the first rotary reflection member provided in the first reference scanning plane (PL1). The first emission angle detection means (23, 2) of the laser light reflected on the same reflection path as the incident path by the reflection means (2) via the reflection surface (18a) of (18).
5, 27, 29), the scanning angle (ψ1) in the first reference scanning plane (PL1), and the first rotation angle detecting means (17) at that time, the first The rotation angle position (θ3) of the first reflection surface (18a) of the rotation reflection member (18) about the first rotation axis (CT3) and the second emission angle of the reflection means (2). The second laser light emitting means (49, 50, 5) detected by the detecting means (53, 55, 57, 59).
1, 52), and the second rotary reflection member (4
8) The scanning angle (ψ2) in the second reference scanning plane (PL2) of the laser light reflected on the same reflection path as the incident path via the second reflection surface (48a), and at that time A rotation angle position of the second reflection surface (48a) of the second rotation reflection member (48) detected by the second rotation angle detection means (47) about the second rotation axis (CT4). The position ((x10, y10, z10)) of the reflecting means (2) is detected and calculated based on (θ3). A second aspect of the present invention is the laser light emitting means (19, 20, 21, 22, 49, 50,
51, 52), the laser beam is applied to the reference scanning plane (PL1,
When injection scanning is performed in (PL2), the reference scanning plane (PL
1, PL2) provided in the rotary reflecting member (18, 4)
The reflection surface (18a, 48a) of 8) causes the laser beam to bend in the reference scanning planes (PL1, PL2) at the rotational axes (CT3, CT4) of the rotary reflecting member (18, 48). Ejection scanning can be performed in the scanning plane (PL3, PL4), and the rotation driving means (16, 46)
By the reflecting surface (18) of the rotary reflecting member (18, 48).
a, 48a), the scanning plane (P
(L3, PL4) can be rotationally positioned about the rotation axis (CT3, CT4), which allows the laser beam to be thoroughly scanned within a predetermined survey area (SA). Therefore, by providing the reflection means (2) at a measurement point in the survey area (SA), the reflection means (2) can be irradiated with laser light. Further, the rotation angle detecting means (17, 47) includes a rotation reflecting member (18,
Rotational angle position (θ3) of the reflection surface (18a, 48a) of 48) about the rotation axis (CT3, CT4)
Can be detected by the injection angle detection means (23, 2
5, 27, 29, 53, 55, 57, 59) are the laser beam emitting means (19, 20, 21, 22, 49, 5).
0, 51, 52), and through the reflecting surface (18a, 48a) of the rotary reflecting member (18, 48),
The reference scanning planes (PL1, P1) of the laser light reflected by the reflecting means (2) on the same reflection path as the incident path.
It acts so as to be able to detect the scanning angle (ψ1, ψ2) in L2).
【0006】[0006]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図1は、本発明が適用された三次元測量装置により
斜面を測量している場面を示す平面図である。図2は、
本発明が適用された三次元測量装置により斜面を測量し
ている場面を示す側面図である。図3は、本発明が適用
された三次元測量装置により斜面を測量している場面を
示す正面図である。図4は、図1の三次元測量装置のレ
ーザ角度検出ユニットを示す正面図である。図5は、図
1の三次元測量装置のレーザ角度検出ユニットを示す平
面図である。図6は、図4のレーザ角度検出ユニットの
V−V断面図である。図7は、図1の三次元測量装置の
制御系を示すブロック図である。図8は、レーザ光の俯
仰角度範囲を示す、図4に示すレーザ角度検出ユニット
のV−V断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a scene in which a slope is surveyed by a three-dimensional surveying apparatus to which the present invention is applied. Figure 2
It is a side view showing a scene where a slope is surveyed by a three-dimensional surveying device to which the present invention is applied. FIG. 3 is a front view showing a scene in which a slope is surveyed by a three-dimensional survey apparatus to which the present invention is applied. FIG. 4 is a front view showing a laser angle detection unit of the three-dimensional surveying device of FIG. FIG. 5 is a plan view showing a laser angle detection unit of the three-dimensional surveying device of FIG. FIG. 6 is a sectional view taken along line VV of the laser angle detection unit of FIG. FIG. 7 is a block diagram showing a control system of the three-dimensional surveying apparatus of FIG. FIG. 8 is a VV sectional view of the laser angle detection unit shown in FIG. 4, showing the elevation angle range of the laser light.
【0007】測量すべき斜面1を含む空間には、図1及
び図2に示すように、XYZ座標が設定されており、斜
面1に対向する位置には、図1に示すように三次元測量
装置100が設けられている。三次元測量装置100
は、二機のレーザ角度検出ユニット10、40を有して
おり、二機のレーザ角度検出ユニット10、40は、そ
れぞれの前面15a、45aを斜面1に対向させた形で
並設されている。また、レーザ角度検出ユニット10、
40のそれぞれの機械中心CP1、CP2は、前記XY
Z座標においてX軸上の既知なる座標点Pt1、Pt2
に位置しており、それぞれの機械中心CP1、CP2の
間隔は水平方向に所定の間隔L1を有している。また、
レーザ角度検出ユニット10、40には、機械中心CP
1、CP2を含む水平軸心CT1、CT2が前面15
a、45aに対して平行且つ水平な方向にそれぞれ設定
されており、それぞれの水平軸心CT1、CT2は、共
に、斜面1に対して略平行で水平に設定されたX軸に一
致している。また、水平軸心CT1、CT2は斜面1に
対して所定の間隔L2を有している。また、レーザ角度
検出ユニット10(40)は、図4に示すように、三脚
11(41)を有しており、該三脚11(41)により
地盤3上に支持されている。三脚11(41)の上端に
は、箱型のボックス15(45)が、その底面15b
(45b)を水平軸心CT1(CT2)に平行にする形
で設けられている。また、ボックス15(45)の内部
には、図4に示すように、レーザ光を発振し得るレーザ
発振部19(49)が、該レーザ光を、機械中心CP1
(CP2)を含む形で前面15a(45a)に平行、従
って、鉛直に設定された垂直走査面PL1(PL2)上
を、上方に向けて発振し得るように設置されている。レ
ーザ発振部19(49)の上方には、ハーフミラー20
(50)が、レーザ発振部19(49)により発振され
たレーザ光を、図5に示すように、前記垂直走査面PL
1(PL2)内の水平軸心CT1(CT2)に沿うよう
に反射し得る形、即ち直角方向(図4中左方)に反射し
得るように設けられており、ハーフミラー20(50)
の図4中左方には、反射面21a(51a)を有する板
状の第一回転ミラー21(51)が、前記レーザ光を反
射面21a(51a)により垂直走査面PL1(PL
2)内の所定の角度範囲γ内の任意の方向に反射し得る
ように、即ち、機械中心CP1(CP2)を含む位置に
垂直走査面PL1(PL2)に対して垂直に設けられた
回転軸21b(51b)周り、即ち、図4中矢印G1
(G2)、H1(H2)方向に回転自在に設けられてい
る。第一回転ミラー21(51)には、図5に示すよう
に、回転軸21b(51b)を介して走査駆動部22
(52)が、第一回転ミラー21(51)を図中矢印G
1(G2)、H1(H2)方向に回転駆動し得る形で設
けられており、走査駆動部22(52)には、図4に示
すように、第一回転ミラー21(51)の反射面21a
(51a)の法線LH1(LH2)の、前記水平軸心C
T1(CT2)に対する角度位置θ1(θ2)を瞬時に
検知し得る走査角度検知手段23(53)が設けられて
いる。ハーフミラー20(50)を挾んで第一回転ミラ
ー21(51)に対向する位置には、光センサ25(5
5)が、第一回転ミラー21(51)により前記水平軸
心CT1(CT2)に沿うように反射されたレーザ光を
検知し得る形で設けられている。また、レーザ角度検出
ユニット10(40)には、垂直走査面PL1(PL
2)内に、俯仰軸心CT3(CT4)が、前記水平軸心
CT1(CT2)から所定の間隔L3だけ上方に該水平
軸心CT1(CT2)に平行に設定されており、俯仰軸
心CT3(CT4)上には、俯仰駆動部16(46)
が、その回転駆動軸16a(46a)を俯仰軸心CT3
(CT4)を中心として図中矢印A1(A2)、B1
(B2)方向に回転駆動自在に設けられている。回転駆
動軸16a(46a)には、長方形の板状の第二回転ミ
ラー18(48)が、俯仰軸心CT3(CT4)を中心
とする形で設けられており、第二回転ミラー18(4
8)は、その長手方向を該俯仰軸心CT3(CT4)方
向に一致させる形で設けられている。また、第二回転ミ
ラー18(48)には、平坦な反射面18a(48a)
が、俯仰軸心CT3(CT4)を中心として該俯仰軸心
CT3(CT4)に平行に設けられており、反射面18
a(48a)は、第二回転ミラー18(48)の、俯仰
軸心CT3(CT4)方向の一方の端(図4左方端)か
ら他方の端(図4右方端)まで設けられている。また、
第二回転ミラー18(48)の中心は、第一回転ミラー
21(51)の直上に位置している。また、俯仰駆動部
16(46)の回転駆動軸16a(46a)には、図6
に示すように、回転駆動軸16a(46a)の回転角
度、従って、第二回転ミラー18(48)の反射面18
a(48a)の法線LH3(LH4)の、垂直走査面P
L1(PL2)に対する角度位置θ3を瞬時に検知し得
る仰角検知手段17(47)が設けられている。XYZ coordinates are set in the space including the slope 1 to be surveyed, as shown in FIGS. 1 and 2, and at a position facing the slope 1, three-dimensional surveying is performed as shown in FIG. A device 100 is provided. Three-dimensional surveying device 100
Has two laser angle detection units 10 and 40, and the two laser angle detection units 10 and 40 are juxtaposed in such a manner that their front surfaces 15a and 45a face the slope 1. . In addition, the laser angle detection unit 10,
The respective machine centers CP1 and CP2 of 40 are the XY
Known coordinate points Pt1 and Pt2 on the X axis in the Z coordinate
And the machine centers CP1 and CP2 have a predetermined interval L1 in the horizontal direction. Also,
The laser angle detection unit 10, 40 has a machine center CP
1. Horizontal axis center CT1 and CT2 including CP2 are front surface 15
a and 45a are set in parallel and horizontal directions, respectively, and their respective horizontal axis centers CT1 and CT2 coincide with the X axis which is set substantially parallel to the slope 1 and horizontal. . Further, the horizontal axes CT1 and CT2 have a predetermined distance L2 from the slope 1. As shown in FIG. 4, the laser angle detection unit 10 (40) has a tripod 11 (41), and is supported on the ground 3 by the tripod 11 (41). At the upper end of the tripod 11 (41), a box-shaped box 15 (45) has a bottom surface 15b.
(45b) is provided so as to be parallel to the horizontal axis CT1 (CT2). Further, inside the box 15 (45), as shown in FIG. 4, a laser oscillation unit 19 (49) capable of oscillating laser light emits the laser light to the mechanical center CP1.
The vertical scanning plane PL1 (PL2), which includes (CP2) and is parallel to the front surface 15a (45a), and is thus set vertically, can be oscillated upward. A half mirror 20 is provided above the laser oscillator 19 (49).
(50) supplies the laser light oscillated by the laser oscillator 19 (49) to the vertical scanning plane PL as shown in FIG.
1 (PL2) is provided so that it can be reflected along the horizontal axis CT1 (CT2), that is, in a direction perpendicular to the horizontal axis (left in FIG. 4), and the half mirror 20 (50) is provided.
4, a plate-shaped first rotating mirror 21 (51) having a reflecting surface 21a (51a) is provided with a vertical scanning plane PL1 (PL) for reflecting the laser beam by the reflecting surface 21a (51a).
2) A rotation axis provided so as to be able to reflect light in an arbitrary direction within a predetermined angle range γ, that is, at a position including the machine center CP1 (CP2) and perpendicular to the vertical scanning plane PL1 (PL2). Around 21b (51b), that is, an arrow G1 in FIG.
It is provided rotatably in the (G2) and H1 (H2) directions. As shown in FIG. 5, the scanning drive unit 22 is attached to the first rotary mirror 21 (51) via a rotary shaft 21b (51b).
(52) indicates the first rotary mirror 21 (51) by an arrow G in the figure.
The scanning drive unit 22 (52) is provided so as to be rotationally driven in the 1 (G2) and H1 (H2) directions, and as shown in FIG. 21a
The horizontal axis C of the normal line LH1 (LH2) of (51a)
A scanning angle detecting means 23 (53) capable of instantaneously detecting the angular position θ1 (θ2) with respect to T1 (CT2) is provided. The optical sensor 25 (5) is placed at a position facing the first rotating mirror 21 (51) with the half mirror 20 (50) interposed therebetween.
5) is provided so that the laser beam reflected by the first rotating mirror 21 (51) along the horizontal axis CT1 (CT2) can be detected. Further, the laser angle detection unit 10 (40) includes a vertical scanning plane PL1 (PL
In 2), the elevation axis center CT3 (CT4) is set parallel to the horizontal axis center CT1 (CT2) by a predetermined distance L3 from the horizontal axis center CT1 (CT2). Above (CT4), the elevation drive unit 16 (46)
However, the rotation drive shaft 16a (46a) of the elevation axis CT3
Centering on (CT4), arrows A1 (A2) and B1 in the figure
It is rotatably driven in the (B2) direction. The rotary drive shaft 16a (46a) is provided with a rectangular plate-shaped second rotary mirror 18 (48) centered on the elevation axis center CT3 (CT4).
8) is provided so that its longitudinal direction coincides with the direction of the elevation axis CT3 (CT4). The second rotating mirror 18 (48) has a flat reflecting surface 18a (48a).
Is provided parallel to the elevation axis center CT3 (CT4) with the elevation axis center CT3 (CT4) as the center.
a (48a) is provided from one end (left end in FIG. 4) of the second rotation mirror 18 (48) in the vertical axis CT3 (CT4) direction to the other end (right end in FIG. 4). There is. Also,
The center of the second rotating mirror 18 (48) is located directly above the first rotating mirror 21 (51). Further, the rotation drive shaft 16a (46a) of the elevation drive unit 16 (46) has a structure shown in FIG.
As shown in, the rotation angle of the rotary drive shaft 16a (46a), and thus the reflecting surface 18 of the second rotary mirror 18 (48).
a (48a) normal LH3 (LH4) vertical scanning plane P
Elevation angle detection means 17 (47) capable of instantaneously detecting the angular position θ3 with respect to L1 (PL2) is provided.
【0008】また、二機のレーザ角度検出ユニット1
0、40は、図1に示すように共に制御部70に接続し
ており、制御部70は、図7に示すように、レーザ角度
検出ユニット10の仰角検知手段17に接続した仰角検
出部26、光センサ25に接続した受光時間検出部2
7、走査角度検知手段23に接続した走査角度検出部2
9、俯仰駆動部16に接続した俯仰制御部30、レーザ
発振部19に接続したレーザ制御部31、走査駆動部2
2に接続した走査駆動部制御部32と、もう一つのレー
ザ角度検出ユニット40の仰角検知手段47に接続した
仰角検出部56、光センサ55に接続した受光時間検出
部57、走査角度検知手段53に接続した走査角度検出
部59、俯仰駆動部46に接続した俯仰制御部60、レ
ーザ発振部49に接続したレーザ制御部61、走査駆動
部52に接続した走査駆動部制御部62と、走査面内位
置検出演算部33、座標位置メモリー34、三次元位置
検出演算部35、差異検出演算部66、主制御部36、
キーボード37、ディスプレイ39を有しており、仰角
検出部26、56、受光時間検出部27、57、走査角
度検出部29、59、俯仰制御部30、60、レーザ制
御部31、61、走査駆動部制御部32、62、及び、
走査面内位置検出演算部33、三次元位置検出演算部3
5、座標位置メモリー34、差異検出演算部66、及
び、キーボード37、ディスプレイ39は、バス線65
を介して、主制御部36に接続している。Also, the two laser angle detection units 1
0 and 40 are both connected to the control unit 70 as shown in FIG. 1, and the control unit 70 is connected to the elevation angle detection means 17 of the laser angle detection unit 10 as shown in FIG. , The light receiving time detection unit 2 connected to the optical sensor 25
7. Scanning angle detector 2 connected to scanning angle detector 23
9, elevation / depression control unit 30 connected to the elevation / depression drive unit 16, laser control unit 31 connected to the laser oscillation unit 19, scanning drive unit 2
2, the scanning drive unit control unit 32, the elevation angle detection unit 56 connected to the elevation angle detection unit 47 of the other laser angle detection unit 40, the light reception time detection unit 57 connected to the optical sensor 55, and the scanning angle detection unit 53. A scanning angle detection unit 59 connected to the, a elevation control unit 60 connected to the elevation drive unit 46, a laser control unit 61 connected to the laser oscillation unit 49, a scan drive unit control unit 62 connected to the scan drive unit 52, and a scanning surface. Inner position detection calculation unit 33, coordinate position memory 34, three-dimensional position detection calculation unit 35, difference detection calculation unit 66, main control unit 36,
It has a keyboard 37 and a display 39, and includes elevation angle detection units 26 and 56, light reception time detection units 27 and 57, scanning angle detection units 29 and 59, elevation control units 30 and 60, laser control units 31 and 61, and scanning drive. Section control sections 32, 62, and
Scanning plane position detection calculation unit 33, three-dimensional position detection calculation unit 3
5, the coordinate position memory 34, the difference detection calculation unit 66, the keyboard 37, and the display 39 are bus lines 65.
It is connected to the main control unit 36 via.
【0009】また、斜面1には、図1に示すように斜面
1に設定された測量領域SA(図中斜線部分)が設けら
れており、該測量領域SAは、図3に示すように三次元
測量装置100から見て、長方形に設定されている。測
量領域SAには、図2に示すように、軸心CT5方向に
所定の長さL5を有し、軸心CT5に対して垂直に入射
するレーザ光を該入射経路と同一な反射経路上に反射し
得る反射手段2が複数個、図3に示すように各レーザ角
度検出ユニット10、40から見てそれぞれの軸心CT
5を上下方向に向けた形で、且つ、図2に示すように各
レーザ角度検出ユニット10、40から走査されたレー
ザ光を該各レーザ角度検出ユニット10、40に向けて
反射し得る形で設置されている。As shown in FIG. 1, the slope 1 is provided with a survey area SA (hatched portion in the figure) set on the slope 1, and the survey area SA is a cubic region as shown in FIG. The rectangular shape is set when viewed from the original survey apparatus 100. As shown in FIG. 2, the survey area SA has a predetermined length L5 in the direction of the axial center CT5, and the laser light incident perpendicularly to the axial center CT5 is reflected on the same reflection path as the incident path. A plurality of reflecting means 2 capable of reflecting, as shown in FIG. 3, the respective axial center CTs of the respective laser angle detecting units 10 and 40.
5 in the vertical direction, and in a form capable of reflecting the laser light scanned from each laser angle detection unit 10, 40 toward each laser angle detection unit 10, 40 as shown in FIG. is set up.
【0010】三次元測量装置100は、以上のような構
成を有するので、各レーザ角度検出ユニット10、40
では、図4に示すように、走査駆動部22、52により
第一回転ミラー21、51を図中矢印H1、H2方向に
回転させた後に、各々のレーザ発振部19、49により
レーザ光を発振すると、各々のレーザ光は、まず、垂直
走査面PL1、PL2上を鉛直上方に進み、垂直走査面
PL1、PL2内の水平軸心CT1、CT2上に設けら
れているハーフミラー20、50により、図5に示す垂
直走査面PL1、PL2内で直角に反射され、水平軸心
CT1、CT2に沿って、第一回転ミラー21、51の
回転軸21b、51b上に設定されている機械中心CP
1、CP2に向けて進み、回転ミラー21、51に照射
される。すると、第一回転ミラー21、51は、その反
射面21a、51aを常に垂直走査面PL1、PL2に
対して垂直にする形で設けられているので、該レーザ光
は、反射面21a、51aに照射されると、垂直走査面
PL1、PL2内に反射される。また、第一回転ミラー
21、51は、その反射面21a、51aを一定の角速
度ωで回転軸21b、51bを中心として図中矢印H
1、H2方向に回転している。よって、第一回転ミラー
21、51により反射されたレーザ光は、第一回転ミラ
ー21、51の回転と共に、回転軸21b、51bを中
心として図中矢印H3、H4方向に走査される。第一回
転ミラー21、51の上方には、第二回転ミラー18、
48が、その回転軸心である俯仰軸心CT3、CT4
を、垂直走査面PL1、PL2内において前記水平軸心
CT1、CT2から所定の間隔L3だけ上方の位置に、
水平軸心CT1、CT2に平行に設定する形で設けられ
ており、第二回転ミラー18、48には、平坦な反射面
18a、48aが、俯仰軸心CT3、CT4を中心とし
て該俯仰軸心CT3、CT4に平行に設けられている。
よって、図6に示すように第二回転ミラー18、48の
反射面18a、48aの法線LH3、LH4を垂直走査
面PL1、PL2に対して所定の角度θ3に設定したと
すると、前記第一回転ミラー21、51により垂直走査
面PL1、PL2上に走査され、第二回転ミラー18、
48に向けて進むレーザ光は、図4に示すように、反射
面18a、48aの俯仰軸心CT3、CT4上を図4右
方から図4左方へ照射する形で走査していく。ここで、
図6に示す第二回転ミラー18、48の反射面18a、
48aの法線LH3、LH4は垂直走査面PL1、PL
2に対して角度θ3を有するので、レーザ光は、軸心C
T3、CT4と一致したA軸方向に見て、反射面18
a、48aに対して角度θ3(法線LH3、LH4を基
準として)で入射する。すると、入射角と反射角は等し
いという光学上の法則に示されるように、前記レーザ光
は、法線LH3、LH4から、入射経路の反対側に角度
θ3で反射する。従って、反射面18a、48aの俯仰
軸心CT3、CT4上を図4右方から左方へ照射してい
くレーザ光は、全て、図6に示すように、垂直走査面P
L1、PL2に対して、前記第二回転ミラー18、48
の法線LH3、LH4の角度θ3の二倍の角度、即ち仰
角βで射出口15c、45cより射出される。従って、
第二回転ミラー18、48には、俯仰軸心CT3、CT
4を俯仰中心とし、垂直走査面PL1、PL2に対して
第二回転ミラー18、48の回転角度θ3の二倍の角
度、即ち仰角βを有する走査平面PL3、PL4が設定
される。そして、レーザ光は、図5に示すように、該走
査平面PL3、PL4内を図5矢印H3、H4方向に走
査されることとなる。また、俯仰駆動部16、46によ
り、第二回転ミラー18、48を前記俯仰軸心CT3、
CT4回りに回転位置決めすることにより、前記走査平
面PL3、PL4を前記俯仰軸心CT3、CT4を中心
として任意の角度位置に回転位置決めすることが出来
る。Since the three-dimensional surveying apparatus 100 has the above-mentioned configuration, each laser angle detecting unit 10, 40
Then, as shown in FIG. 4, after rotating the first rotary mirrors 21 and 51 in the directions of arrows H1 and H2 in the figure by the scan driving units 22 and 52, laser beams are oscillated by the respective laser oscillation units 19 and 49. Then, each of the laser beams first travels vertically upward on the vertical scanning planes PL1 and PL2, and by the half mirrors 20 and 50 provided on the horizontal axis centers CT1 and CT2 in the vertical scanning planes PL1 and PL2, respectively. A machine center CP which is reflected at right angles in the vertical scanning planes PL1 and PL2 shown in FIG. 5 and which is set on the rotary shafts 21b and 51b of the first rotary mirrors 21 and 51 along the horizontal axis CT1 and CT2.
1, it advances toward CP2, and is irradiated to the rotary mirrors 21 and 51. Then, since the first rotating mirrors 21 and 51 are provided such that the reflecting surfaces 21a and 51a thereof are always perpendicular to the vertical scanning surfaces PL1 and PL2, the laser light is reflected on the reflecting surfaces 21a and 51a. When it is irradiated, it is reflected in the vertical scanning planes PL1 and PL2. The first rotating mirrors 21 and 51 have their reflecting surfaces 21a and 51a centered around the rotating shafts 21b and 51b at a constant angular velocity ω and indicated by an arrow H in the figure.
It is rotating in the H1 and H2 directions. Therefore, the laser light reflected by the first rotary mirrors 21 and 51 is scanned in the directions of arrows H3 and H4 in the figure with the rotation shafts 21b and 51b as the center, as the first rotary mirrors 21 and 51 rotate. Above the first rotary mirrors 21, 51, the second rotary mirror 18,
Denoted at 48 is the elevation axis CT3, CT4 which is the axis of rotation thereof.
At a position above the horizontal axes CT1 and CT2 in the vertical scanning planes PL1 and PL2 by a predetermined distance L3,
The second rotary mirrors 18 and 48 are provided so as to be set parallel to the horizontal axes CT1 and CT2, and the flat reflecting surfaces 18a and 48a are provided around the vertical axis CT3 and CT4. It is provided parallel to CT3 and CT4.
Therefore, assuming that the normals LH3 and LH4 of the reflecting surfaces 18a and 48a of the second rotating mirrors 18 and 48 are set at a predetermined angle θ3 with respect to the vertical scanning surfaces PL1 and PL2 as shown in FIG. The vertical scanning planes PL1 and PL2 are scanned by the rotary mirrors 21 and 51, and the second rotary mirror 18,
As shown in FIG. 4, the laser beam traveling toward 48 scans the depression / elevation axis centers CT3 and CT4 of the reflecting surfaces 18a and 48a so as to be emitted from the right side of FIG. 4 to the left side of FIG. here,
The reflecting surfaces 18a of the second rotating mirrors 18, 48 shown in FIG.
The normals LH3 and LH4 of 48a are vertical scanning planes PL1 and PL.
Since the laser beam has an angle θ3 with respect to 2,
When viewed in the A-axis direction that coincides with T3 and CT4, the reflecting surface 18
It is incident on a and 48a at an angle θ3 (based on the normals LH3 and LH4). Then, as indicated by the optical law that the incident angle is equal to the reflection angle, the laser light is reflected from the normals LH3 and LH4 to the opposite side of the incident path at an angle θ3. Therefore, as shown in FIG. 6, all of the laser beams radiating from the right side to the left side in FIG. 4 on the elevation axis centers CT3 and CT4 of the reflecting surfaces 18a and 48a are, as shown in FIG.
With respect to L1 and PL2, the second rotary mirrors 18, 48
The light is emitted from the injection ports 15c and 45c at an angle twice the angle θ3 of the normals LH3 and LH4, that is, the elevation angle β. Therefore,
The second rotation mirrors 18 and 48 are provided with depression / elevation axis CT3 and CT.
Scanning planes PL3 and PL4 having an angle twice the rotation angle θ3 of the second rotary mirrors 18 and 48 with respect to the vertical scanning planes PL1 and PL2, that is, an elevation angle β, are set with 4 as the elevation center. Then, as shown in FIG. 5, the laser light scans the scanning planes PL3, PL4 in the directions of arrows H3, H4 in FIG. In addition, the elevation drive units 16 and 46 cause the second rotary mirrors 18 and 48 to move the elevation axis center CT3,
By rotationally positioning around CT4, the scanning planes PL3 and PL4 can be rotationally positioned at arbitrary angular positions about the elevation axis centers CT3 and CT4.
【0011】さて、図1及び図2に示すように、予め設
定されたXYZ座標空間において、測量領域SA内の斜
面1形状が想定した斜面形状に形成されているか否かを
検出しようとする際には、まず、二機のレーザ角度検出
ユニット10、40を、斜面1から所定の間隔L2を有
する位置に、前面15a、45aを斜面1に対向させて
並設する。このとき、レーザ角度検出ユニット10、4
0のそれぞれの水平軸心CT1、CT2は、共に、斜面
1に対して略平行で水平に設定されたX軸に一致させ、
それぞれの機械中心CP1、CP2は、前記XYZ座標
においてX軸上の既知なる座標点Pt1、Pt2に位置
させる。すると、それぞれの機械中心CP1、CP2の
水平方向の間隔は所定の間隔L1となる。また、レーザ
角度検出ユニット10、40のそれぞれの垂直走査面P
L1、PL2を、共に、XZ座標平面に一致させる。す
ると、それぞれのレーザ角度検出ユニット10、40の
俯仰軸心CT3、CT4は、共に、X軸よりZ軸方向に
所定の間隔L3を有する、X軸に平行な同一直線上に位
置させることが出来る。よって、図6に示すようにそれ
ぞれのレーザ角度検出ユニット10、40の走査平面P
L3、PL4を共に垂直走査面PL1、PL2に対して
同一の仰角βに設定することにより、両走査平面PL
3、PL4を同一平面とすることが出来る。また、それ
ぞれのレーザ角度検出ユニット10、40の走査平面P
L3、PL4は、同一平面とされた状態で俯仰される。
また、同一なる走査平面PL3、PL4には、図2に示
すように、AB座標を、俯仰軸心CT3、CT4をA軸
とする形で設定する。そこで、図7に示すように、キー
ボード37により、俯仰制御部30、60に、レーザ光
の俯仰角度範囲、即ち、最高仰角α1及び最低仰角α2
を入力する。尚、最高仰角α1及び最低仰角α2は、図
2に示すように、垂直走査面PL1、PL2に対する角
度である。すると、図7に示す俯仰制御部30、60
は、該最高仰角α1及び最低仰角α2に基づき、俯仰駆
動部16、46による第二回転ミラー18、48の回転
角度範囲を、図8に示すように、レーザ光の仰角α1と
する回転角度ξ1から、レーザ光の仰角を最低仰角α2
とする回転角度ξ2までと設定する。これにより、図2
に示すように、ボックス15、45から射出されるレー
ザ光の走査平面PL3、PL4を、斜面1における測量
領域SAの上限境界線BLuから下限境界線BLdまで
俯仰させることが出来る。次に、キーボード37によ
り、図7に示すように、座標位置メモリー34に、測量
領域SA内における、形成すべき斜面1の形状を、反射
手段2が設置されている各点についての三次元座標情報
D(x、y、z)を入力する形で入力する。すると、座
標位置メモリー34は、該三次元座標情報D(x、y、
z)を記憶する。そこで、キーボード37により、主制
御部36に測量開始指令S1を入力する。すると、主制
御部36は、該指令S1に基づき、まず、俯仰制御部3
0、60に、図8に示す第二回転ミラー18、48の回
転角度を、前述のようにレーザ光の仰角が最高仰角α1
となる回転角度ξ1にするように図7に示す仰指令S2
を出力する。すると、俯仰制御部30、60は、仰指令
S2に基づいて、第二回転ミラー18、48の反射面1
8a、45aを仰向ける向きに回転させるように俯仰駆
動部16、46を制御する。ここで、仰角検知手段1
7、47は図6の第二回転ミラー18、48の回転角度
θ3を常時認知しており、仰角検出部26、56は、仰
角検知手段17、47により検出された回転角度θ3を
二倍することにより、走査平面PL3、PL4の仰角β
を演算検出し、該仰角βを時々刻々、俯仰制御部30、
60に出力している。よって、俯仰制御部30、60
は、第二回転ミラー18、48の走査平面PL3、PL
4の仰角βを常時認知しておくことが出来る。従って、
図7の俯仰制御部30、60は、第二回転ミラー18、
48の走査平面PL3、PL4の仰角βが最高仰角α1
になったことを認知すると、俯仰駆動部16、46を停
止させる。これにより、図2に示す走査平面PL3、P
L4の仰角βは、共に最高仰角α1の位置で位置決めさ
れる。この際、前述したように俯仰軸心CT3、CT4
が一致していることから、走査平面PL3、PL4は全
く一致することとなる。また、走査平面PL3、PL4
は、最高仰角α1の位置で位置決めされることにより、
図3に示すように、斜面1において、該斜面1に設定さ
れた測量領域SAの上限境界線BLuと一致する。Now, as shown in FIGS. 1 and 2, when it is attempted to detect whether or not the slope 1 shape in the survey area SA is formed in the assumed slope shape in the preset XYZ coordinate space. First, the two laser angle detection units 10 and 40 are installed in parallel at positions having a predetermined distance L2 from the slope 1 with the front surfaces 15a and 45a facing the slope 1. At this time, the laser angle detection units 10, 4
The respective horizontal axis centers CT1 and CT2 of 0 are made to coincide with the X axis set substantially parallel to the slope 1 and horizontal,
The respective machine centers CP1 and CP2 are located at known coordinate points Pt1 and Pt2 on the X axis in the XYZ coordinates. Then, the distance between the machine centers CP1 and CP2 in the horizontal direction becomes the predetermined distance L1. In addition, the vertical scanning plane P of each of the laser angle detection units 10 and 40
Both L1 and PL2 are made to coincide with the XZ coordinate plane. Then, the elevation axis centers CT3 and CT4 of the respective laser angle detection units 10 and 40 can both be located on the same straight line parallel to the X axis with a predetermined distance L3 from the X axis in the Z axis direction. . Therefore, as shown in FIG. 6, the scanning plane P of each of the laser angle detection units 10 and 40 is
By setting both L3 and PL4 to the same elevation angle β with respect to the vertical scanning planes PL1 and PL2, both scanning planes PL
3 and PL4 can be on the same plane. Further, the scanning plane P of each of the laser angle detection units 10 and 40
L3 and PL4 are raised in the same plane.
Further, as shown in FIG. 2, AB coordinates are set on the same scanning planes PL3 and PL4 with the elevation axis centers CT3 and CT4 as the A axis. Therefore, as shown in FIG. 7, the depression / elevation control unit 30, 60 is controlled by the keyboard 37 to cause the depression / elevation angle range of the laser beam, that is, the maximum elevation angle α1 and the minimum elevation angle α2.
Enter. The maximum elevation angle α1 and the minimum elevation angle α2 are angles with respect to the vertical scanning planes PL1 and PL2, as shown in FIG. Then, the elevation control units 30 and 60 shown in FIG.
Is based on the highest elevation angle α1 and the lowest elevation angle α2, the rotation angle range of the second rotation mirrors 18 and 48 by the elevation / depression drive units 16 and 46 is set to the elevation angle α1 of the laser light as shown in FIG. From the minimum elevation angle α2
Up to the rotation angle ξ2. As a result, FIG.
As shown in, the scanning planes PL3 and PL4 of the laser light emitted from the boxes 15 and 45 can be elevated from the upper limit boundary line BLu to the lower limit boundary line BLd of the survey area SA on the slope 1. Next, using the keyboard 37, as shown in FIG. 7, in the coordinate position memory 34, the shape of the slope 1 to be formed in the survey area SA, the three-dimensional coordinates of each point where the reflecting means 2 is installed, is displayed. The information D (x, y, z) is input. Then, the coordinate position memory 34 stores the three-dimensional coordinate information D (x, y,
z) is memorized. Therefore, the survey start command S1 is input to the main controller 36 by the keyboard 37. Then, the main control unit 36 first, based on the command S1, the elevation control unit 3
0 and 60, the rotation angles of the second rotary mirrors 18 and 48 shown in FIG. 8 are set so that the elevation angle of the laser beam is the maximum elevation angle α1 as described above.
The elevation command S2 shown in FIG.
Is output. Then, the depression / elevation control units 30 and 60, based on the elevation command S2, reflect surfaces 1 of the second rotary mirrors 18 and 48.
The elevation drive units 16 and 46 are controlled so as to rotate the 8a and 45a in the direction to lie on their backs. Here, the elevation angle detection means 1
Reference numerals 7 and 47 always recognize the rotation angle θ3 of the second rotary mirrors 18 and 48 in FIG. 6, and the elevation angle detection units 26 and 56 double the rotation angle θ3 detected by the elevation angle detection means 17 and 47. Therefore, the elevation angles β of the scanning planes PL3 and PL4 are
Is calculated and detected, and the elevation angle β is changed every second.
It outputs to 60. Therefore, the elevation control unit 30, 60
Are scanning planes PL3, PL of the second rotating mirrors 18, 48.
The elevation angle β of 4 can be always recognized. Therefore,
The elevation control units 30 and 60 shown in FIG.
The elevation angle β of the 48 scanning planes PL3 and PL4 is the maximum elevation angle α1.
When recognizing that it becomes, the elevation / depression drive units 16 and 46 are stopped. As a result, the scanning planes PL3, P shown in FIG.
The elevation angle β of L4 is positioned at the position of the highest elevation angle α1. At this time, as described above, the elevation axis centers CT3 and CT4
Are coincident with each other, the scanning planes PL3 and PL4 are completely coincident with each other. Also, the scanning planes PL3 and PL4
Is positioned at the highest elevation angle α1,
As shown in FIG. 3, the slope 1 coincides with the upper limit boundary line BLu of the survey area SA set on the slope 1.
【0012】また、図7に示す俯仰制御部30、60
は、仰角検出部26、56より入力される仰角βが最高
仰角α1になったことを認知すると、主制御部36に俯
仰位置決め完了信号S3、S3を出力する。すると、主
制御部36は、走査駆動部制御部32、62に駆動開始
指令S4を出力する。すると、走査駆動部制御部32、
62では、該指令S4に基づき、図8に示すボックス1
5、45の、各々の走査駆動部22、52を駆動する。
この際、図7の走査駆動部制御部32、62は、図8の
走査駆動部22、52が、回転軸21b、51bを図中
矢印H1、H2方向に一定の角速度ωで回転駆動するよ
うに制御する。よって、回転軸21b、51bに固設さ
れた各々の第一回転ミラー21、51は、垂直走査面P
L1、PL2に対して垂直な、前記回転軸21b、51
b周り、即ち、図5中矢印H1、H2方向に、一定の角
速度ωで回転を開始する。ここで、走査角度検知手段2
3、53は、それぞれ、図4に示すように、第一回転ミ
ラー21、51の反射面21a、51aの法線LH1、
LH2の、水平軸心CT1、CT2に対する角度θ1、
θ2を常時検知しており、図7に示す走査角度検出部2
9、59に時々刻々出力している。また、前述したよう
に、図4のレーザ発振部19、49よりレーザ光が発振
されたとすると、レーザ光は、ハーフミラー20、50
に反射されて水平軸心CT1、CT2に沿って進み、第
一回転ミラー21、51の反射面21a、51aに、法
線LH1、LH2に対して角度θ1、θ2で入射する。
すると、入射角と反射角は等しいという光学上の法則に
示されるように、前記レーザ光は、法線LH1、LH2
から、入射経路の反対側に角度θ1、θ2で反射する。
よって、レーザ光は、水平軸心CT1、CT2に対し
て、前記第一回転ミラー21、51の法線LH1、LH
2の角度θ1、θ2の二倍の角度、即ち走査角度ψ1、
ψ2で反射されることとなる。従って、走査角度検出部
29、59は、走査角度検知手段23、53より時々刻
々入力される第一回転ミラー21、51の反射面21
a、51aの法線LH1、LH2の、水平軸心CT1、
CT2に対する角度θ1、θ2を二倍することにより、
垂直走査面PL1、PL2に走査されるレーザ光の走査
角度ψ1、ψ2を演算検出することが出来る。また、走
査角度検出部29、59は、該走査角度ψ1、ψ2を時
々刻々、主制御部36に出力している。よって、主制御
部36は、該角度ψ1、ψ2を常時認知しておくことが
出来る。尚、該レーザ光は、第二回転ミラー18、48
により反射され、図1に示すように、第二回転ミラー1
8、48に設定された走査平面PL3、PL4(AB座
標平面)内を俯仰軸心CT3、CT4方向、即ち、図1
矢印H3、H4方向に走査されるが、該レーザ光の俯仰
軸心CT3、CT4(A軸)に対する角度、即ち走査角
度は、垂直走査面PL1、PL2に走査された際のレー
ザ光の走査角度ψ1、ψ2に等しい。そこで、図7の主
制御部36は、該走査角度ψ1、ψ2がゼロになったと
き、即ち図4に示す第一回転ミラー21、51の反射面
21a、51aの法線LH1、LH2が、ハーフミラー
20、50側で水平軸心CT1、CT2に一致した時
に、図7に示すレーザ制御部31、61に駆動開始指令
S5を出力する。すると、レーザ制御部31、61は、
前記駆動開始指令S5に基づき、ボックス15、45内
部に設けられた各々のレーザ発振部19、49を駆動す
る。すると、各々のレーザ発振部19、49は、図4に
示すように、レーザ光をハーフミラー20、50に向け
て発振する。すると、前述のように、該レーザ光は、水
平軸心CT1、CT2上に設けられているハーフミラー
20、50により、図5に示す垂直走査面PL1、PL
2内で直角に反射され、水平軸心CT1、CT2に沿っ
て、第一回転ミラー21、51の回転軸21b、51b
上に設定されている機械中心CP1、CP2に向けて進
む。そして、図4に示すレーザ光は、まず、前述のよう
に、反射面21a、51aの法線LH1、LH2が水平
軸心CT1、CT2に一致した際に第一回転ミラー2
1、51に照射する。従って、該レーザ光は、水平軸心
CT1、CT2方向に反射され、ボックス15、45か
らは射出されない。また、第一回転ミラー21、51の
反射面21a、51aの法線LH1、LH2は、水平軸
心CT1、CT2に一致した位置から第二回転ミラー1
8、48側に回転する。そして、第一回転ミラー21、
51が所定の角度位置まで回転すると、レーザ光は、ま
ず、第二回転ミラー18、48の、図4中右方端に照射
する。すると、該レーザ光は、第二回転ミラー18、4
8により反射されて、ボックス15、45の射出口15
c、45cを介して図2に示す走査平面PL3、PL4
上を斜面1に向けて射出される。また、図4に示す第一
回転ミラー21、51が図中矢印H1、H2方向に回転
すると、各レーザ光は、第二回転ミラー18、48上を
俯仰軸心CT3、CT4に沿って移動する。すると、第
二回転ミラー18、48に反射されたレーザ光は、図3
に示すように走査平面PL3、PL4(AB座標平面)
内を、斜面1に向けて射出されると共に、俯仰軸心CT
3、CT4(A軸)方向、即ち、図1中矢印H3、H4
方向に走査される。尚、各レーザ光の走査角度範囲は、
各々のボックス15、45の前方に設定された所定角度
範囲γであり、又、各々のボックス15、45は、斜面
1から所定の距離L2だけ離れた所定の位置に設置され
ているので、各々のボックス15、45から射出された
レーザ光は、図3に示す測量領域SAにおいて、該測量
領域SAの左限境界線BLlから始まり、右限境界線B
Lrで終わる。但し、この際、図2に示す走査面PL
3、PL4が、斜面1上において、斜面1に設定された
図3に示す測量領域SAの上限境界線BLuと一致して
いることから、各々のボックス15、45から射出され
るレーザ光は、測量領域SAの上端の境界線BLu上
を、その左方端(BLl)から右方端(BLr)まで走
査することが出来る。Further, the elevation control units 30, 60 shown in FIG.
When recognizing that the elevation angle β input from the elevation angle detection units 26 and 56 has reached the maximum elevation angle α1, outputs a depression / elevation positioning completion signal S3, S3 to the main control unit 36. Then, the main controller 36 outputs a drive start command S4 to the scan driver controller 32, 62. Then, the scan drive controller 32,
In 62, based on the command S4, the box 1 shown in FIG.
The respective scanning drive units 22 and 52 of 5 and 45 are driven.
At this time, the scanning drive control units 32 and 62 of FIG. 7 cause the scanning drive units 22 and 52 of FIG. 8 to rotationally drive the rotating shafts 21b and 51b in the directions of arrows H1 and H2 at a constant angular velocity ω. To control. Therefore, each of the first rotary mirrors 21 and 51 fixedly mounted on the rotary shafts 21b and 51b has a vertical scanning plane P.
The rotary shafts 21b and 51 perpendicular to L1 and PL2
Rotation starts at a constant angular velocity ω around b, that is, in the directions of arrows H1 and H2 in FIG. Here, the scanning angle detection means 2
As shown in FIG. 4, reference numerals 3 and 53 denote the normals LH1 to the reflecting surfaces 21a and 51a of the first rotating mirrors 21 and 51, respectively.
The angle θ1 of LH2 with respect to the horizontal axes CT1 and CT2,
θ2 is constantly detected, and the scanning angle detection unit 2 shown in FIG.
It is output every moment on 9 and 59. Further, as described above, when the laser light is oscillated by the laser oscillators 19 and 49 of FIG. 4, the laser light is emitted from the half mirrors 20 and 50.
Is reflected on the horizontal axes CT1 and CT2, and enters the reflecting surfaces 21a and 51a of the first rotating mirrors 21 and 51 at angles θ1 and θ2 with respect to the normals LH1 and LH2.
Then, as indicated by the optical law that the incident angle and the reflection angle are equal, the laser light has normal lines LH1 and LH2.
Therefore, the light is reflected at the angles θ1 and θ2 on the opposite side of the incident path.
Therefore, the laser light is directed to the horizontal axes CT1 and CT2 with respect to the normals LH1 and LH of the first rotating mirrors 21 and 51.
2 angles θ1 and θ2, that is, a scanning angle ψ1,
It will be reflected at ψ2. Therefore, the scanning angle detecting units 29 and 59 are provided with the reflecting surfaces 21 of the first rotating mirrors 21 and 51, which are input from the scanning angle detecting means 23 and 53 momentarily.
a, the horizontal axis center CT1 of the normal lines LH1 and LH2 of 51a,
By doubling the angles θ1 and θ2 with respect to CT2,
The scanning angles ψ1 and ψ2 of the laser light scanned on the vertical scanning planes PL1 and PL2 can be calculated and detected. Further, the scanning angle detection units 29 and 59 output the scanning angles ψ1 and ψ2 to the main control unit 36 every moment. Therefore, the main control unit 36 can always recognize the angles ψ1 and ψ2. In addition, the laser light is emitted from the second rotating mirrors 18, 48.
Reflected by the second rotating mirror 1 as shown in FIG.
In the scan planes PL3 and PL4 (AB coordinate planes) set to 8 and 48, the elevation axis centers CT3 and CT4, that is, FIG.
Although scanned in the directions of arrows H3 and H4, the angle of the laser beam with respect to the elevation / axis axes CT3 and CT4 (A axis), that is, the scanning angle is the scanning angle of the laser beam when scanned on the vertical scanning planes PL1 and PL2. Equal to ψ1 and ψ2. Therefore, when the scanning angles ψ1 and ψ2 become zero, that is, the main control unit 36 of FIG. 7, the normals LH1 and LH2 of the reflecting surfaces 21a and 51a of the first rotating mirrors 21 and 51 shown in FIG. When the half mirrors 20 and 50 are aligned with the horizontal axes CT1 and CT2, the drive start command S5 is output to the laser control units 31 and 61 shown in FIG. Then, the laser control units 31 and 61
Based on the drive start command S5, the laser oscillators 19 and 49 provided inside the boxes 15 and 45 are driven. Then, the respective laser oscillators 19 and 49 oscillate the laser light toward the half mirrors 20 and 50, as shown in FIG. Then, as described above, the laser light is reflected by the half mirrors 20 and 50 provided on the horizontal axis centers CT1 and CT2, respectively.
2 is reflected at a right angle in 2 and along the horizontal axes CT1 and CT2, the rotation axes 21b and 51b of the first rotation mirrors 21 and 51.
Proceed toward the machine centers CP1 and CP2 set above. As described above, the laser light shown in FIG. 4 first has the first rotating mirror 2 when the normals LH1 and LH2 of the reflecting surfaces 21a and 51a coincide with the horizontal axis centers CT1 and CT2.
Irradiate 1, 51. Therefore, the laser light is reflected in the directions of the horizontal axes CT1 and CT2 and is not emitted from the boxes 15 and 45. The normals LH1 and LH2 of the reflecting surfaces 21a and 51a of the first rotary mirrors 21 and 51 are aligned with the horizontal axis centers CT1 and CT2, respectively.
It rotates to the 8 and 48 side. Then, the first rotating mirror 21,
When 51 is rotated to a predetermined angle position, the laser light is first applied to the right end of the second rotating mirrors 18, 48 in FIG. Then, the laser light is transmitted to the second rotating mirrors 18, 4
Reflected by 8 and the exits 15 of the boxes 15, 45
2 and the scanning planes PL3 and PL4 shown in FIG.
It is ejected with the top facing the slope 1. Further, when the first rotating mirrors 21 and 51 shown in FIG. 4 rotate in the directions of arrows H1 and H2 in the figure, the respective laser lights move on the second rotating mirrors 18 and 48 along the depression / elevation axis centers CT3 and CT4. . Then, the laser light reflected by the second rotating mirrors 18 and 48 is
Scanning planes PL3 and PL4 (AB coordinate plane) as shown in
The inside is ejected toward the slope 1 and the elevation axis CT
3, CT4 (A axis) direction, that is, arrows H3 and H4 in FIG.
Scanned in the direction. The scanning angle range of each laser beam is
It is a predetermined angle range γ set in front of each box 15, 45, and since each box 15, 45 is installed at a predetermined position separated from the slope 1 by a predetermined distance L2, In the survey area SA shown in FIG. 3, the laser beams emitted from the boxes 15 and 45 of No. 1 start from the left boundary line BLl of the survey area SA and extend to the right boundary line B.
It ends with Lr. However, at this time, the scanning plane PL shown in FIG.
3 and PL4 coincide with the upper limit boundary line BLu of the surveying area SA shown in FIG. 3 set on the slope 1 on the slope 1, laser beams emitted from the boxes 15 and 45 are The boundary line BLu at the upper end of the survey area SA can be scanned from the left end (BLl) to the right end (BLr).
【0013】また、図7に示す主制御部36は、走査角
度検出部29、59より常時入力されている図4に示す
第一回転ミラー21、51の角度θ1、θ2が、再びゼ
ロになったことを認知すると、即ち、各レーザ光が図2
に示すように走査面PL1、PL2を斜面1の測量領域
SAの上端の境界線BLuに一致させた状態で図3に示
すその左方端(BLl)から右方端(BLr)まで走査
し終えると、図7に示す俯仰制御部30、60に、各ボ
ックス15、45から射出されるレーザ光の走査面PL
3、PL4を図2中矢印B1、B2方向に、所定のピッ
チP1だけうつむけるように俯指令S6を図7に示すよ
うに出力する。すると、俯仰制御部30、60は、俯指
令S6に基づいて、図2に示す走査平面PL3、PL4
が下方を向くように俯仰軸心CT3、CT4周りに第二
回転ミラー18、48を回転させるべく俯仰駆動部1
6、46を駆動する。ここで、前記のように図7に示す
俯仰制御部30、60は、仰角検出部26、56より走
査平面PL3、PL4の仰角βを時々刻々入力している
ので、該走査平面PL3、PL4の仰角βが、所定のピ
ッチP1だけうつむいたことを認知すると、直ぐ様、俯
仰駆動部16、46を停止する。これにより、図2に示
すように、走査平面PL3、PL4を、共に、所定のピ
ッチP1だけうつむけることが出来る。従って、走査平
面PL3、PL4は、斜面1において、該斜面1に設定
された測量領域SAの上端の境界線BLuから所定のピ
ッチP1だけ下がった位置に移動位置決めされる。よっ
て、図3に示すように、各ボックス15、45からレー
ザ光を、前記同様に走査することにより、該各レーザ光
を、斜面1において、境界線BLuから所定のピッチP
1だけ下がった位置で、測量領域SAの左方の境界線B
Llから右方の境界線BLrまで走査することが出来
る。Further, in the main controller 36 shown in FIG. 7, the angles θ1 and θ2 of the first rotary mirrors 21 and 51 shown in FIG. 4, which are constantly input from the scanning angle detectors 29 and 59, become zero again. If you recognize that, that is, each laser light
As shown in FIG. 3, the scanning planes PL1 and PL2 are scanned from the left end (BL1) to the right end (BLr) shown in FIG. 3 in a state where they are aligned with the boundary line BLu at the upper end of the survey area SA on the slope 1. Then, the elevation control units 30 and 60 shown in FIG. 7 are provided with scanning planes PL of the laser beams emitted from the boxes 15 and 45.
2, the depression command S6 is output as shown in FIG. 7 so as to move the PL4 in the directions of arrows B1 and B2 in FIG. 2 by a predetermined pitch P1. Then, the elevation control units 30 and 60, based on the depression command S6, scan planes PL3 and PL4 shown in FIG.
The elevation drive unit 1 is designed to rotate the second rotary mirrors 18 and 48 around the elevation axis centers CT3 and CT4 so as to face downward.
6 and 46 are driven. Here, as described above, since the elevation / depression control units 30 and 60 shown in FIG. 7 input the elevation angles β of the scanning planes PL3 and PL4 from the elevation angle detection units 26 and 56, the elevation angles β of the scanning planes PL3 and PL4 are changed. As soon as the elevation angle β recognizes that the user has receded by the predetermined pitch P1, the depression / elevation drive units 16 and 46 are immediately stopped. As a result, as shown in FIG. 2, both the scanning planes PL3 and PL4 can be receded by a predetermined pitch P1. Therefore, the scanning planes PL3 and PL4 are moved and positioned on the slope 1 at a position lower than the boundary line BLu at the upper end of the surveying area SA set on the slope 1 by a predetermined pitch P1. Therefore, as shown in FIG. 3, by scanning the laser beams from the boxes 15 and 45 in the same manner as described above, the laser beams are scanned from the boundary line BLu to the predetermined pitch P on the slope 1.
Boundary line B to the left of the survey area SA at a position lowered by one
It is possible to scan from Ll to the boundary line BLr on the right side.
【0014】更に、同様にして走査平面PL3、PL4
を斜面1に設定された測量領域SAにおいて、その高さ
位置から所定ピッチP1ごとに下方に移動位置決めしつ
つ、その各高さ位置で、測量領域SAの左方の境界線B
Llから右方の境界線BLrまで走査することにより、
前記各レーザ光を、図3に示す測量領域SAの全域に渡
って走査することが出来る。また、前記走査平面PL
3、PL4の移動ピッチP1は、斜面1においては、該
斜面1の測量領域SAに図2に示すように反射手段2の
上下方向(軸心CT5方向)の長さL5よりも短く設定
されているので、前記測量領域SA内に設置された、全
ての反射手段2に、前記各レーザ光をそれぞれ照射する
ことが出来る。Further, similarly, scanning planes PL3 and PL4 are provided.
In the surveying area SA set on the slope 1, while moving and positioning downward from the height position at a predetermined pitch P1, the boundary line B on the left side of the surveying area SA at each height position.
By scanning from Ll to the right boundary line BLr,
Each of the laser beams can be scanned over the entire survey area SA shown in FIG. In addition, the scanning plane PL
3, the movement pitch P1 of PL4 is set to be shorter than the length L5 of the reflecting means 2 in the vertical direction (axial center CT5 direction) in the survey area SA of the slope 1 as shown in FIG. Therefore, it is possible to irradiate each of the laser beams to all the reflecting means 2 installed in the survey area SA.
【0015】従って、斜面1の測量領域SAにおいて所
定のピッチP1で、走査平面PL3、PL4を共に下ろ
しつつ、各レーザ光を走査していくと、図3に示すよう
に、走査平面PL3、PL4が、ある仰角βで位置決め
された際に、該各レーザ光は、斜面1を走査している途
中で、反射手段2に照射される。すると、該反射手段2
は、図1に示すように、レーザ光を射出経路と同一の反
射経路上に反射し得るように設けられているので、各々
のレーザ光を、各々のレーザ光を射出したレーザ角度検
出ユニット10、40に向けて反射する。尚、二個のレ
ーザ角度検出ユニット10、40から射出された両レー
ザ光は、前述のように、その走査平面PL3、PL4
を、図3に示す斜面1の測量領域SAにおいて、その上
端から所定ピッチP1ごとに下方に移動位置決めされつ
つ、その各高さ位置で、測量領域SAの左方の境界線B
Llから右方の境界線BLrまで走査されるので、前記
各レーザ光が最初に照射する反射手段2は、共に、前記
測量領域SAにおいて上限境界線BLuに最も近い位置
に設置された反射手段2であり、同一高さ位置に複数の
反射手段2が設けられている場合は、その内、最も左限
境界線BLlに近い反射手段2である。また、次に、両
レーザ光が照射する反射手段2は、前記既に照射された
反射手段2以外で、上限境界線BLuに最も近い反射手
段2の内、最も左限境界線BLlに近いものである。ま
た、次も同様である。即ち、両レーザ光が測量領域SA
に設けられた複数の反射手段2に照射していく順序は共
に同一である。よって、該順序に従えば、各反射された
レーザ光がどの反射手段2に反射されたかを識別するこ
とが出来る。さて、反射手段2により反射された各レー
ザ光は、まず、図4に示すように、射出経路と同一の反
射経路を戻る形でレーザ角度検出ユニット10、40の
第二回転ミラー18、48において該レーザ光が射出さ
れた際に第二回転ミラー18、48にレーザ光が照射さ
れた位置に向けて反射される。すると、該レーザ光は、
第一回転ミラー21、51に設けられた機械中心CP
1、CP2に向けて反射される。ところで、該各レーザ
光が、再び、回転ミラー18、21、48、51に戻っ
た際には、回転ミラー18、21、48、51の回転角
度位置θ3、θ1、θ2は、反射手段2にレーザ光を照
射した角度位置から殆ど移動していない。というのは、
回転ミラー18、21、48、51の回転角速度は、レ
ーザ光の往復時間を無視できる程度に遅く設定されてい
るからである。よって、該レーザ光は、回転ミラー1
8、21、48、51により、射出の際と同一経路を戻
る形でハーフミラー20、50に向けて反射され、該レ
ーザ光は、ハーフミラー20、50を通過して、光セン
サ25、55に受光される。すると、光センサ25、5
5は、図7に示すように、受光時間検出部27、57に
パルス状のレーザ光検知信号S7、S8を出力する。受
光時間検出部27、57は、レーザ光検知信号S7、S
8に基づいて、受光時間検出信号S9、S10を走査角
度検出部29、59に出力する。すると、走査角度検出
部29、59は、該受光時間検出信号S9、S10が入
力された瞬間の、走査角度ψ1、ψ2を、走査面内位置
検出演算部33に出力する。すると、走査面内位置検出
演算部33は、該走査角度ψ1、ψ2に基づいて前記走
査平面PL3、PL4内に設定した図1に示すAB座標
平面における座標位置(a10、b10)を検出演算す
る。ここで、図1に示すように、AB座標平面(及びX
YZ座標空間)において、レーザ角度検出ユニット10
から、A軸に対して角度ψ1を有する形で反射手段2に
向けて射出されたレーザ光と、他方のレーザ角度検出ユ
ニット40から、A軸に対して角度ψ2を有する形で前
記反射手段2に向けて射出されたレーザ光は、共に同一
平面(AB座標平面)上の直線であり、それゆえ、両直
線の交点、即ち、反射手段2の位置が唯一無二であるこ
とは自明である。よって、該走査角度ψ1、ψ2に基づ
いて反射手段2のAB座標平面上の位置(a10、b1
0)を何らかの演算式を用いて演算し得ることは明らか
である。まず、各レーザ角度検出ユニット10、40に
おいて、各レーザ光が第二回転ミラー18、48に照射
した位置のAB座標位置(a3、0)、(a4、0)を
検出する。尚、該各位置(a3、0)、(a4、0)
は、A軸が第二回転ミラー18、48の俯仰軸心CT
3、CT4に一致していることから、A軸上の座標位置
である。また、該各位置(a3、0)、(a4、0)
は、図4に示すように、X軸上に設定された、各レーザ
角度検出ユニット10、40の機械中心CP1、CP2
からX軸に対して、走査角度ψ1、ψ2方向に位置して
おり、X軸上の機械中心CP1、CP2のX座標値a
1、a2は、そのまま、A軸上のA座標値とすることが
出来る。また、X軸と、前記各位置(a3、0)、(a
4、0)の位置するA軸との間隔はL3である。よっ
て、次式で演算検出することが出来る。 a3=L3/tanψ1+a1...i a4=L3/tanψ2+a2...ii すると、反射手段2のAB座標上の位置(a10、b1
0)は、以下の演算式、数1、数2を用いて演算するこ
とが出来る。Therefore, when the laser beams are scanned while lowering both the scanning planes PL3 and PL4 at the predetermined pitch P1 in the survey area SA of the slope 1, as shown in FIG. 3, the scanning planes PL3 and PL4 are shown. However, when the laser light is positioned at a certain elevation angle β, the laser light is applied to the reflecting means 2 while the slope 1 is being scanned. Then, the reflecting means 2
Is provided so that the laser light can be reflected on the same reflection path as the emission path, as shown in FIG. 1, the laser angle detection unit 10 that emits each laser light , 40. The two laser beams emitted from the two laser angle detection units 10 and 40 are, as described above, the scanning planes PL3 and PL4.
In the surveying area SA of the slope 1 shown in FIG. 3, while being moved and positioned downward at a predetermined pitch P1 from its upper end, the boundary line B on the left side of the surveying area SA is at each height position thereof.
Since the scanning is performed from Ll to the boundary line BLr on the right side, the reflecting means 2 to which each of the laser beams is first irradiated are both the reflecting means 2 installed at the position closest to the upper limit boundary line BLu in the survey area SA. When a plurality of reflecting means 2 are provided at the same height position, the reflecting means 2 is the closest to the left boundary line BLl among them. Further, next, the reflecting means 2 irradiated by the two laser beams is the one other than the reflecting means 2 which has already been irradiated and is the closest to the leftmost boundary line BLl among the reflecting means 2 closest to the upper limit boundary line BLu. is there. The same applies to the next. That is, both laser beams are measured in the survey area SA.
The order of irradiating the plurality of reflecting means 2 provided in the same is the same. Therefore, according to the order, it is possible to identify which reflecting means 2 each reflected laser beam is reflected to. Now, as shown in FIG. 4, each laser beam reflected by the reflection means 2 first returns to the same reflection path as the emission path in the second rotary mirror 18, 48 of the laser angle detection unit 10, 40. When the laser light is emitted, it is reflected toward the position where the second rotary mirror 18, 48 is irradiated with the laser light. Then, the laser light is
Machine center CP provided on the first rotating mirror 21, 51
1, reflected toward CP2. By the way, when the respective laser beams return to the rotating mirrors 18, 21, 48, 51 again, the rotation angle positions θ3, θ1, θ2 of the rotating mirrors 18, 21, 48, 51 are reflected by the reflecting means 2. Almost no movement from the angular position where the laser light is irradiated. I mean,
This is because the rotational angular velocities of the rotary mirrors 18, 21, 48 and 51 are set so slow that the round trip time of the laser light can be ignored. Therefore, the laser light is emitted from the rotating mirror 1.
8, 21, 48 and 51 are reflected toward the half mirrors 20 and 50 in the form of returning to the same path as at the time of emission, and the laser light passes through the half mirrors 20 and 50 and the optical sensors 25 and 55. Is received by. Then, the optical sensors 25, 5
As shown in FIG. 7, the reference numeral 5 outputs pulsed laser light detection signals S7 and S8 to the light receiving time detection units 27 and 57. The light receiving time detectors 27 and 57 detect the laser light detection signals S7 and S, respectively.
Based on 8, the light receiving time detection signals S9 and S10 are output to the scanning angle detection units 29 and 59. Then, the scanning angle detection units 29 and 59 output the scanning angles ψ1 and ψ2 at the moment when the light receiving time detection signals S9 and S10 are input to the scanning in-plane position detection calculation unit 33. Then, the scanning plane position detection calculation unit 33 detects and calculates the coordinate position (a10, b10) on the AB coordinate plane shown in FIG. 1 set in the scanning planes PL3, PL4 based on the scanning angles ψ1, ψ2. . Here, as shown in FIG. 1, the AB coordinate plane (and X
Laser angle detection unit 10 in YZ coordinate space)
From the laser beam emitted toward the reflection means 2 at an angle ψ1 with respect to the A axis, and from the other laser angle detection unit 40, the reflection means 2 at an angle ψ2 with respect to the A axis. It is obvious that the laser beams emitted toward are straight lines on the same plane (AB coordinate plane), and therefore, the intersections of both straight lines, that is, the position of the reflecting means 2 is unique. . Therefore, the position (a10, b1) of the reflection means 2 on the AB coordinate plane is calculated based on the scanning angles ψ1, ψ2.
It is obvious that 0) can be calculated using some arithmetic expression. First, in each of the laser angle detection units 10 and 40, the AB coordinate positions (a3, 0) and (a4, 0) of the positions where the laser beams are applied to the second rotating mirrors 18 and 48 are detected. The respective positions (a3,0), (a4,0)
Is the elevation axis center CT of the second rotating mirror 18, 48 with the A axis
3 and CT4, the coordinate position is on the A axis. Further, the respective positions (a3,0), (a4,0)
Is, as shown in FIG. 4, the machine centers CP1 and CP2 of the laser angle detection units 10 and 40 set on the X axis.
From the X axis to the scanning angles ψ1 and ψ2, and the X coordinate values a of the machine centers CP1 and CP2 on the X axis.
1 and a2 can be directly used as the A coordinate value on the A axis. In addition, the X axis and the positions (a3, 0), (a
The distance from the A-axis where (4, 0) is located is L3. Therefore, the calculation can be detected by the following equation. a3 = L3 / tan ψ1 + a1. . . i a4 = L3 / tan ψ2 + a2. . . ii Then, the position of the reflecting means 2 on the AB coordinates (a10, b1
0) can be calculated using the following formulas, Formula 1 and Formula 2.
【数1】 [Equation 1]
【数2】 尚、数1及び数2は、以下のように、求めることが出来
る。まず、図1に示すレーザ角度検出ユニット10の第
二回転ミラー18から反射手段2、(x10、y10)
に照射したレーザ光LS1が、A軸に対して角度ψ1を
有することから、数3を導くことが出来る。[Equation 2] The equations 1 and 2 can be obtained as follows. First, from the second rotary mirror 18 of the laser angle detection unit 10 shown in FIG. 1 to the reflection means 2, (x10, y10).
Since the laser beam LS1 applied to the laser beam has an angle ψ1 with respect to the A axis, the formula 3 can be derived.
【数3】 また、図1に示すレーザ角度検出ユニット40の第二回
転ミラー48から、反射手段2、(x10、y10)に
照射したレーザ光LS2が、A軸に対して角度ψ2を有
することから、数4を導くことが出来る。[Equation 3] Further, since the laser light LS2 emitted from the second rotating mirror 48 of the laser angle detection unit 40 shown in FIG. 1 to the reflecting means 2, (x10, y10) has an angle ψ2 with respect to the A axis, Can be guided.
【図4】数3を変形すると数5のように、数4を変形す
ると数6のように表すことが出来る。FIG. 4 can be expressed as a mathematical expression 5 by modifying the mathematical expression 3, and as a mathematical expression 6 by modifying the mathematical expression 4.
【数5】 [Equation 5]
【数6】 数5、数6より、b10を消去すると、数7が導かれ
る。[Equation 6] When b10 is deleted from the equations 5 and 6, the equation 7 is derived.
【数7】 数7をa10で整理すると、数8になる。[Equation 7] If Equation 7 is organized by a10, Equation 8 is obtained.
【数8】 数8を変形すると、数9が導かれる。[Equation 8] By transforming Equation 8, Equation 9 is derived.
【数9】 そして、三角関数の定義により、tan(180°−ψ2)=ta
n(−ψ2)であるので、数1を導くことが出来る。ま
た、数3、数4をa10で整理すると、数10、数11
のように表すことが出来る。[Equation 9] Then, by definition of trigonometric function, tan (180 ° −ψ2) = ta
Since it is n (−ψ2), the formula 1 can be derived. Further, when formula 3 and formula 4 are arranged by a10, formula 10 and formula 11
Can be expressed as
【数10】 [Equation 10]
【数11】 数10、数11よりa10を消去すると、数12が導か
れる。[Equation 11] Eliminating a10 from the equations 10 and 11 leads to the equation 12.
【数12】 数12をy10で整理すると、数13になる。[Equation 12] Rearranging Equation 12 by y10 gives Equation 13.
【数13】 数13を変形すると、数14が導かれる。[Equation 13] By transforming Equation 13, Equation 14 is derived.
【数14】 そして、三角関数の定義により、tan(180°−ψ2)=ta
n(−ψ2)であるので、数2を導くことが出来る。よっ
て、走査面内位置検出演算部33は、前記走査角度ψ
1、ψ2を演算し、検出すると、該走査角度ψ1、ψ2
を前記数1、数2に代入することにより、反射手段2の
AB座標位置(a10、b10)を検出演算することが
出来る。すると、走査面内位置検出演算部33は、検出
した反射手段2のAB座標位置(a10、b10)を、
図7に示す三次元位置検出演算部35に出力する。[Equation 14] Then, by definition of trigonometric function, tan (180 ° −ψ2) = ta
Since it is n (−ψ2), the equation 2 can be derived. Therefore, the in-scanning position detection calculation unit 33 determines the scanning angle ψ.
When 1 and ψ2 are calculated and detected, the scanning angles ψ1 and ψ2 are detected.
By substituting the above into Equations 1 and 2, the AB coordinate position (a10, b10) of the reflecting means 2 can be detected and calculated. Then, the scanning plane position detection calculation unit 33 calculates the detected AB coordinate position (a10, b10) of the reflection unit 2 as
It is output to the three-dimensional position detection calculation unit 35 shown in FIG.
【0016】また、図7に示す仰角検出部26、56
は、仰角検知手段17、47により検知された、図2に
示す走査面PL1、PL2の該仰角βを、常時三次元位
置検出演算部35に出力している。従って、三次元位置
検出演算部35には、反射手段2のAB座標(a10、
b10)と、当該反射手段2にレーザ光を走査した際の
走査面PL1、PL2の仰角β、即ちXYZ座標におけ
るXY座標平面に対する、AB座標平面の仰角βが入力
される。尚、AB座標平面は、XYZ座標におけるXZ
座標平面を、X軸周りに仰角βだけ回転させ、Z軸方向
に所定の間隔L3だけ移動させた座標平面である。よっ
て、三次元位置検出演算部35は、反射手段2のAB座
標(a10、b10)と、XZ座標平面に対するAB座
標平面の仰角βと、予め設定されている所定間隔L3と
に基づいて、図1、図2に示すように斜面1を含む空間
に予め設定されたXYZ座標空間における反射手段2の
XYZ座標(x10、y10、z10)を以下の式ii
i、iv、vを用いることにより検出演算することが出来
る。 x10=a10 ・・・iii y10=b10*sinβ ・・・iv z10=L3−b10*cosβ ・・・v 但し、a10:反射手段2のAB座標(a10、b1
0)でのA座標。 b10:反射手段2のAB座標(a10、b10)での
B座標。 β:XZ座標平面に対するAB座標平面の仰角。 L3:X軸とA軸との間隔。 式iiiは、図1に示すように、AB座標平面でのA軸が
XYZ座標空間においてX軸をZ軸方向にL3だけ平行
移動しただけの形に設けられていることから自明であ
る。式iv及び式vは、A軸がXYZ空間においてA軸を
Z軸方向にL3だけ平行移動した形に設けられており、
且つ図2に示すように、X8座標平面に対するAB座標
平面の角度、即ち、Z軸とB軸の角度が仰角βであるこ
とから導くことが出来る。Further, the elevation angle detecting units 26 and 56 shown in FIG.
2 always outputs the elevation angle β of the scanning planes PL1 and PL2 shown in FIG. 2 detected by the elevation angle detection means 17 and 47 to the three-dimensional position detection calculation unit 35. Therefore, the three-dimensional position detecting / calculating unit 35 informs the AB coordinate (a10, a,
b10) and the elevation angle β of the scanning planes PL1 and PL2 when the reflection means 2 is scanned with laser light, that is, the elevation angle β of the AB coordinate plane with respect to the XY coordinate plane in the XYZ coordinates. The AB coordinate plane is XZ in XYZ coordinates.
The coordinate plane is a coordinate plane rotated around the X axis by an elevation angle β and moved in the Z axis direction by a predetermined distance L3. Therefore, the three-dimensional position detection calculation unit 35 is configured based on the AB coordinates (a10, b10) of the reflection means 2, the elevation angle β of the AB coordinate plane with respect to the XZ coordinate plane, and the preset predetermined interval L3. 1. As shown in FIG. 2, the XYZ coordinates (x10, y10, z10) of the reflecting means 2 in the XYZ coordinate space preset in the space including the slope 1 are expressed by the following equation ii.
Detection calculation can be performed by using i, iv, and v. x10 = a10 ... iii y10 = b10 * sinβ ... iv z10 = L3-b10 * cosβ ... v where a10: AB coordinates of the reflection means 2 (a10, b1)
A coordinate in 0). b10: B coordinate at the AB coordinate (a10, b10) of the reflection means 2. β: elevation angle of the AB coordinate plane with respect to the XZ coordinate plane. L3: The distance between the X axis and the A axis. The formula iii is self-explanatory, as shown in FIG. 1, because the A axis in the AB coordinate plane is provided only in the XYZ coordinate space by translating the X axis by L3 in the Z axis direction. The formula iv and the formula v are provided in a form in which the A axis is translated by L3 in the XYZ space in the Z axis direction by L3.
Further, as shown in FIG. 2, it can be derived from the fact that the angle of the AB coordinate plane with respect to the X8 coordinate plane, that is, the angle of the Z axis and the B axis is the elevation angle β.
【0017】従って、三次元測量装置100は、図7に
示す三次元位置検出演算部35において、斜面1に複数
個設置された反射手段2のXYZ座標(x10、y1
0、z10)を、該三次元位置検出演算部35に順次入
力される、反射手段2のAB座標(a10、b10)と
当該反射手段2にレーザ光を走査した際のAB座標平面
の仰角βとに基づいて、順次検出演算することが出来
る。即ち、該三次元位置検出演算部35において斜面1
形状を検出演算することが出来る。また、該三次元位置
検出演算部35は、検出した反射手段2のXYZ座標
(x10、y10、z10)を順次、差異検出演算部6
6に出力する。Therefore, in the three-dimensional surveying apparatus 100, in the three-dimensional position detecting / calculating section 35 shown in FIG. 7, the XYZ coordinates (x10, y1) of the reflecting means 2 provided in plural on the slope 1 are provided.
0, z10) are sequentially input to the three-dimensional position detection calculation unit 35, and the AB coordinates (a10, b10) of the reflecting means 2 and the elevation angle β of the AB coordinate plane when the reflecting means 2 is scanned with laser light. Based on and, it is possible to sequentially detect and calculate. That is, in the three-dimensional position detection calculation unit 35, the slope 1
The shape can be detected and calculated. Further, the three-dimensional position detection calculation unit 35 sequentially detects the detected XYZ coordinates (x10, y10, z10) of the reflection means 2 in the difference detection calculation unit 6.
Output to 6.
【0018】差異検出演算部66は、図7に示すよう
に、三次元位置検出演算部35より反射手段2のXYZ
座標(x10、y10、z10)が順次入力されると、
座標位置メモリー34より、差異検出演算部66に入力
された反射手段のXYZ座標(x10、y10、z1
0)に対応する斜面1形状の三次元座標情報D(x、
y、z)を呼び出し、当該三次元座標情報D(x、y、
z)と当該反射手段2のXYZ座標(x10、y10、
z10)との差異(dx、dy、dz)を順次検出演算
する。そして、該各差異(dx、dy、dz)をディス
プレイ39に出力する。すると、ディスプレイ39は、
該各差異(dx、dy、dz)を順次表示する。これに
より、斜面1の測量技術者は、予め想定していた斜面1
形状、即ち三次元座標情報D(x、y、z)と、実際の
斜面1形状、即ち各反射手段2のXYZ座標(x10、
y10、z10)の違いを定量的に知ることが出来る。
さて、レーザ角度検出ユニット10、40からそれぞれ
射出されるレーザ光の走査平面PL3、PL4が、図3
に示す斜面1の測量領域SAの下限境界線BLdまでう
つむけられると、俯仰制御部30、60は、仰角検出部
26、56より常時入力されている仰角βが最低仰角α
2となったことを認知する。すると、該俯仰制御部3
0、60は、第2回転ミラー18、48をその位置に位
置決めした状態で俯仰駆動部16、46を停止し、図7
に示すように、主制御部36に俯仰完了信号S11を出
力する。すると、主制御部36は、前述のように回転ミ
ラー21、51の法線LH1、LH2が水平軸心CT
1、CT2に一致したところで、レーザ制御部31、6
1に駆動開始指令S5を出力し、各レーザ光が該下限境
界線BLd上を走査し終え、再び回転ミラー21、51
の法線LH1、LH2が水平軸心CT1、CT2に一致
したところで、レーザ制御部31、61に駆動停止指令
S12を出力する。すると、レーザ制御部31、61
は、駆動停止指令S12に基づいて、レーザ発振部1
9、49を停止する。これにより、測量領域SA内の斜
面1形状の測量が完了する。よって、斜面1形状の測量
に際して、従来のように、測量すべき斜面1に複数個設
けた位置指示手段(例えば反射手段2)を、光波測距儀
等の測量装置により、一つ一つ測量していく必要はな
く、設定された測量領域SA内をレーザ光で走査するこ
とにより測量するので、該測量を容易且つ迅速に行うこ
とが出来る。また、レーザ光を俯仰させる際には、ボッ
クス15、45全体を回転駆動させるのでなく、第二回
転ミラー18、48をのみ回転駆動するように設けたの
で、俯仰駆動部16、46を小型軽量にすることが出
来、これにより、三次元測量装置100全体の重量を軽
減することが出来る。よって、本発明の三次元測量装置
100は、持ち運びを容易に行なうことが出来る。As shown in FIG. 7, the difference detection calculation unit 66 uses the XYZ of the reflecting means 2 from the three-dimensional position detection calculation unit 35.
When the coordinates (x10, y10, z10) are sequentially input,
From the coordinate position memory 34, the XYZ coordinates (x10, y10, z1) of the reflecting means input to the difference detection calculation unit 66.
0) three-dimensional coordinate information D (x,
y, z), and the three-dimensional coordinate information D (x, y,
z) and the XYZ coordinates (x10, y10,
The difference (dx, dy, dz) from z10) is sequentially detected and calculated. Then, the respective differences (dx, dy, dz) are output to the display 39. Then, the display 39
The respective differences (dx, dy, dz) are sequentially displayed. As a result, the surveying engineer of the slope 1 can estimate the slope 1
The shape, that is, the three-dimensional coordinate information D (x, y, z), and the actual shape of the slope 1, that is, the XYZ coordinates (x10,
It is possible to quantitatively know the difference between y10 and z10).
Now, the scanning planes PL3 and PL4 of the laser light emitted from the laser angle detection units 10 and 40 are respectively shown in FIG.
When the lower limit boundary line BLd of the surveying area SA of the slope 1 shown in FIG. 2 is reached, the elevation / reduction control units 30, 60 cause the elevation angle β that is constantly input from the elevation angle detection units 26, 56 to be the minimum elevation angle α.
Recognize that it became 2. Then, the elevation control unit 3
0 and 60 stop the elevation drive units 16 and 46 in a state where the second rotary mirrors 18 and 48 are positioned at the positions, and FIG.
As shown in FIG. 5, the depression / elevation completion signal S11 is output to the main controller 36. Then, in the main control unit 36, as described above, the normals LH1 and LH2 of the rotating mirrors 21 and 51 are the horizontal axis CT.
1, when it matches CT2, the laser control units 31, 6
The drive start command S5 is output to 1, and each laser beam finishes scanning on the lower limit boundary line BLd, and the rotating mirrors 21 and 51 are again provided.
When the normal lines LH1 and LH2 of the above coincide with the horizontal axis centers CT1 and CT2, the drive stop command S12 is output to the laser control units 31 and 61. Then, the laser control units 31, 61
On the basis of the drive stop command S12
Stop 9,49. This completes the survey of the slope 1 shape in the survey area SA. Therefore, when surveying the shape of the slope 1, a plurality of position indicating means (for example, the reflecting means 2) provided on the slope 1 to be surveyed are measured one by one by a surveying device such as a lightwave rangefinder as in the conventional case. Since it is not necessary to carry out the survey and the survey is performed by scanning the set survey area SA with a laser beam, the survey can be performed easily and quickly. Further, when the laser light is elevated, the second drive mirrors 18, 48 are provided so as not to rotate the entire boxes 15 and 45, but only the drive mirrors 16 and 46 to be small and lightweight. Therefore, the weight of the entire three-dimensional surveying instrument 100 can be reduced. Therefore, the three-dimensional survey apparatus 100 of the present invention can be easily carried.
【0019】また、上記実施例中の装置100を、所定
の測量領域SA内の斜面1形状の測量が一通り完了した
後に、繰返し同じ測量領域SAの測量を行うように設け
ることにより、該測量領域SA内の斜面1形状の、時間
変化を検出することが出来、斜面の土砂崩れの前兆を監
視する際などに効果を有する。尚、上記実施例中では、
レーザ角度検出ユニット10のボックス15を三脚11
等の支持手段により地盤3上に支持し、レーザ角度検出
ユニット40のボックス45を三脚41等の支持手段に
より地盤3上に支持したが、該ボックス15、45は、
それぞれ所定の間隔L1を有する限りにおいて共同の支
持手段、一つにより支持されていても良いことは勿論で
ある。また、上記実施例中の装置100においては、二
機のレーザ角度検出ユニット10、40の水平軸心CT
1、CT2をX軸上に一致させて設けたが、二機のレー
ザ角度検出ユニット10、40の水平軸心CT1、CT
2は、必ずしも一致している必要はないことは勿論であ
る。Further, by providing the apparatus 100 in the above-mentioned embodiment so as to repeatedly measure the same survey area SA after completion of one survey of the shape of the slope 1 in the predetermined survey area SA, The time change of the shape of the slope 1 in the area SA can be detected, and it is effective in monitoring the precursor of the landslide on the slope. In the above example,
The box 15 of the laser angle detection unit 10 is attached to a tripod 11
The box 45 of the laser angle detection unit 40 was supported on the ground 3 by a supporting means such as a tripod 41.
It goes without saying that they may be supported by one common support means, as long as they have the predetermined distance L1. In addition, in the apparatus 100 in the above-mentioned embodiment, the horizontal axis CT of the two laser angle detection units 10 and 40 is used.
1 and CT2 are provided so as to coincide with each other on the X axis, the horizontal axis centers CT1 and CT of the two laser angle detection units 10 and 40 are provided.
Of course, the numbers 2 do not have to match.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
測点に設置され、レーザ光を入射経路と同一な反射経路
上に反射し得る反射手段2等の反射手段を有し、レーザ
光を垂直走査面PL1等の第一基準走査平面上で走査す
るレーザ発振部19、ハーフミラー20、第一回転ミラ
ー21、走査駆動部22等の第一レーザ光射出手段を設
け、前記第一基準走査平面上に、第二回転ミラー18等
の第一回転反射部材を、該第一回転反射部材の俯仰軸心
CT3等の第一回転軸心を該第一基準走査平面内に設定
する形で設け、前記第一回転反射部材に、レーザ光を反
射し得る反射面18a等の第一反射面を、前記第一回転
軸心に沿って設け、前記第一回転反射部材に、該第一回
転反射部材を、前記第一回転軸心を中心として回転駆動
させ得る俯仰駆動部16等の第一回転駆動手段を設け、
前記第一回転反射部材の第一反射面の、前記第一回転軸
心を中心とした角度θ3等の回転角度位置を検出し得る
仰角検知手段17等の第一回転角度検出手段を設け、前
記第一レーザ光射出手段に、該第一レーザ光射出手段に
より射出され、前記第一回転反射部材の第一反射面を介
して、前記反射手段により入射経路と同一な反射経路上
に反射されたレーザ光の前記第一基準走査平面内の走査
角度ψ1等の走査角度を検出し得る走査角度検知手段2
3、光センサ25、受光時間検出部27、走査角度検出
部29等の第一射出角度検出手段を設け、前記第一レー
ザ光射出手段から間隔L1等の所定の間隔を有する位置
に、レーザ光を垂直走査面PL2等の第二基準走査平面
上で走査するレーザ発振部49、ハーフミラー50、第
一回転ミラー51、走査駆動部52等の第二レーザ光射
出手段を設け、前記第二基準走査平面上に、第二回転ミ
ラー48等の第二回転反射部材を、該第二回転反射部材
の俯仰軸心CT4等の第二回転軸心を該第二基準走査平
面内に設定する形で設け、前記第二回転反射部材に、レ
ーザ光を反射し得る反射面48a等の第二反射面を、前
記第二回転軸心に沿って設け、前記第二回転反射部材
に、該第二回転反射部材を前記第二回転軸心を中心とし
て回転駆動させ得る俯仰駆動部46等の第二回転駆動手
段を設け、前記第二回転反射部材の第二反射面の、前記
第二回転軸心を中心とした回転角度位置を検出し得る仰
角検知手段47等の第二回転角度検出手段を設け、前記
第二レーザ光射出手段に、該第二レーザ光射出手段によ
り射出され、前記第二回転反射部材の第二反射面を介し
て、前記反射手段により入射経路と同一な反射経路上に
反射されたレーザ光の前記第二基準走査平面内の走査角
度ψ2等の走査角度を検出し得る走査角度検知手段5
3、光センサ55、受光時間検出部57、走査角度検出
部59等の第二射出角度検出手段を設け、前記第一レー
ザ光射出手段により射出され、前記第一回転反射部材の
反射面を介して、前記反射手段により入射経路と同一な
反射経路上に反射されたレーザ光の、前記第一射出角度
検出手段により検出された、前記第一基準走査平面内の
走査角度と、その際に前記第一回転角度検出手段により
検出された、前記第一回転反射部材の第一反射面の、前
記第一回転軸心を中心とした回転角度位置と、当該反射
手段について、前記第二射出角度検出手段により検出さ
れた、前記第二レーザ光射出手段により射出され、前記
第二回転反射部材の第二反射面を介して、入射経路と同
一な反射経路上に反射されたレーザ光の前記第二基準走
査平面内の走査角度と、その際に前記第二回転角度検出
手段により検出された、前記第二回転反射部材の第二反
射面の、前記第二回転軸心を中心とした回転角度位置と
に基づいて、前記反射手段のXYZ座標(x10、y1
0、z10)等の位置を検出演算し得る仰角検出部2
6、56、走査面内位置検出演算部33、三次元位置検
出演算部35等の反射位置検出演算部を設けて構成した
ので、前記第一及び第二レーザ光射出手段によりそれぞ
れレーザ光を第一及び第二基準走査平面内に射出走査す
ることが出来る。すると、前記第一及び第二基準走査平
面内に設けられた第一及び第二回転反射部材の第一及び
第二反射面によって、該各レーザ光を、前記第一及び第
二基準走査平面を前記第一及び第二回転反射部材の第一
及び第二回転軸心において屈曲させた形の走査平面PL
3、PL4等の各走査平面内に射出走査することが出来
る。そして、前記第一及び第二回転駆動手段により前記
第一及び第二回転反射部材の第一及び第二反射面を回転
することにより、前記各走査平面を第一及び第二回転軸
心周りの任意の角度位置に回転位置決めすることが出来
る。これにより、所定の測量領域SA等の測量領域内に
前記レーザ光を隈無く走査させることが出来るので、前
記測量領域内の測点に前記反射手段を設けることによ
り、該反射手段にレーザ光を照射することが出来る。ま
た、前記第一及び第二回転角度検出手段は、それぞれ前
記第一及び第二回転反射部材の第一及び第二反射面の、
前記第一及び第二回転軸心を中心とした回転角度位置を
検出することが出来、前記第一及び第二射出角度検出手
段は、前記第一及び第二レーザ光射出手段により射出さ
れ、前記第一及び第二回転反射部材の第一及び第二反射
面を介して、前記反射手段により入射経路と同一な反射
経路上に反射されたレーザ光の前記第一及び第二基準走
査平面内の走査角度をそれぞれ検出することが出来る。
そして、前記反射位置検出演算部は、前記第一基準走査
平面内に設けられた第一回転反射部材の反射面を介し
て、前記反射手段により入射経路と同一な反射経路上に
反射されたレーザ光の、前記第一射出角度検出手段によ
り検出された、前記第一基準走査面内の走査角度と、そ
の際に前記第一回転角度検出手段により検出された、前
記第一回転反射部材の第一反射面の、前記第一回転軸心
を中心とした回転角度位置と、当該反射手段について、
前記第二射出角度検出手段により検出された、前記第二
レーザ光射出手段により射出され、前記第二回転反射部
材の第二反射面を介して、入射経路と同一な反射経路上
に反射されたレーザ光の前記第二基準走査面内の走査角
度と、その際に前記第二回転角度検出手段により検出さ
れた、前記第二回転反射部材の第二反射面の、前記第二
回転軸心を中心とした回転角度位置とに基づいて、前記
反射手段の位置、即ち、測点の位置を検出演算すること
が出来る。従って、本発明によれば、従来のように作業
員の視準により、位置検出装置の視準線を正確に位置指
示器に合わせるという煩雑で時間を要する作業を行なう
必要がないばかりか、測点の三次元位置も容易且つ迅速
に測量することが出来る。また、本発明の内第二の発明
は、レーザ光を垂直走査面PL1、PL2等の基準走査
平面上で走査するレーザ発振部19、49、ハーフミラ
ー20、50、第一回転ミラー21、51、走査駆動部
22、52等のレーザ光射出手段を設け、前記基準走査
平面上に、第二回転ミラー18、48等の回転反射部材
を、該回転反射部材の俯仰軸心CT3、CT4等の回転
軸心を該基準走査平面内に設定する形で設け、前記回転
反射部材に、レーザ光を反射し得る反射面18a、48
a等の反射面を、前記回転軸心に沿って設け、前記回転
反射部材に、該回転反射部材を、前記回転軸心を中心と
して回転駆動させ得る俯仰駆動部16、46等の回転駆
動手段を設け、前記回転反射部材の反射面の、前記回転
軸心を中心とした角度θ3等の回転角度位置を検出し得
る仰角検知手段17、47等の回転角度検出手段を設
け、前記レーザ光射出手段に、該レーザ光射出手段によ
り射出された後、反射されて来たレーザ光の前記基準走
査平面内の走査角度ψ1、ψ2等の走査角度を検出し得
る走査角度検知手段23、53、光センサ25、55等
の射出角度検出部を設けて構成したので、前記レーザ光
射出手段によりそれぞれレーザ光を基準走査平面内に射
出走査することが出来る。すると、前記基準走査平面内
に設けられた回転反射部材の反射面によって、該各レー
ザ光を、前記基準走査平面を前記回転反射部材の回転軸
心において屈曲させた形の走査平面PL3、PL4等の
各走査平面内に射出走査することが出来る。そして、前
記回転駆動手段により前記回転反射部材の反射面を回転
することにより、前記各走査平面を回転軸心周りの任意
の角度位置に回転位置決めすることが出来る。これによ
り、所定の測量領域SA等の測量領域内に前記レーザ光
を隈無く走査させることが出来るので、前記測量領域内
の測点に前記反射手段を設けることにより、該反射手段
にレーザ光を照射することが出来る。As described above, according to the present invention,
It has a reflection means such as a reflection means 2 installed at a measuring point and capable of reflecting the laser light on the same reflection path as the incident path, and scans the laser light on the first reference scanning plane such as the vertical scanning plane PL1. A first laser light emitting means such as a laser oscillation unit 19, a half mirror 20, a first rotary mirror 21, a scan drive unit 22 and the like is provided, and a first rotary reflection of the second rotary mirror 18 and the like is provided on the first reference scanning plane. A member may be provided such that the first rotation axis such as the elevation axis CT3 of the first rotation reflection member is set within the first reference scanning plane, and the first rotation reflection member may reflect laser light. A first reflection surface such as a reflection surface 18a is provided along the first rotation axis, and the first rotation reflection member is driven to rotate about the first rotation axis. The first rotation drive means such as the elevation drive section 16 is provided.
A first rotation angle detection unit such as an elevation angle detection unit 17 capable of detecting a rotation angle position such as an angle θ3 about the first rotation axis of the first reflection surface of the first rotation reflection member is provided, and The light is emitted to the first laser light emitting means by the first laser light emitting means, and is reflected on the same reflection path as the incident path by the reflecting means via the first reflecting surface of the first rotary reflecting member. A scanning angle detection means 2 capable of detecting a scanning angle such as a scanning angle ψ1 of the laser light in the first reference scanning plane.
3, the optical sensor 25, the light reception time detection unit 27, the scanning angle detection unit 29, and the like, the first emission angle detection means are provided, and the laser light is provided at a position having a predetermined distance such as the distance L1 from the first laser light emission means. Is provided on the second reference scanning plane such as the vertical scanning plane PL2, a second laser light emitting means such as a laser oscillator 49, a half mirror 50, a first rotary mirror 51, and a scan driver 52 is provided, and the second reference A second rotary reflecting member such as the second rotary mirror 48 is set on the scanning plane, and a second rotary axis such as the elevation axis CT4 of the second rotary reflecting member is set in the second reference scan plane. A second reflecting surface such as a reflecting surface 48a capable of reflecting a laser beam is provided on the second rotary reflecting member along the second rotation axis, and the second rotary reflecting member is provided with the second rotary surface. The reflecting member can be rotationally driven about the second rotation axis. A second rotation drive means such as an elevation drive portion 46 is provided, and an elevation angle detection means 47 or the like capable of detecting a rotation angle position of the second reflection surface of the second rotation reflection member about the second rotation axis. A second rotation angle detecting means is provided, and the second laser light emitting means emits the light by the second laser light emitting means, and the incident path by the reflecting means via the second reflecting surface of the second rotary reflecting member. Scanning angle detecting means 5 capable of detecting the scanning angle such as the scanning angle ψ2 in the second reference scanning plane of the laser light reflected on the same reflection path as
3, a second emitting angle detecting means such as an optical sensor 55, a light receiving time detecting portion 57, a scanning angle detecting portion 59, etc. is provided, emitted by the first laser light emitting means, and passed through the reflecting surface of the first rotary reflecting member. A scanning angle in the first reference scanning plane of the laser light reflected by the reflecting means on the same reflection path as the incident path, detected by the first emission angle detecting means, and at that time The rotation angle position of the first reflection surface of the first rotation reflection member, which is detected by the first rotation angle detection means, about the first rotation axis, and the second emission angle detection for the reflection means. The second laser beam emitted by the second laser beam emitting unit and reflected by the second laser beam emitting unit through the second reflecting surface of the second rotary reflecting member and on the same reflecting path as the incident path. Scan angle in the reference scan plane And the reflection angle of the second reflection surface of the second rotation reflection member, which is detected by the second rotation angle detection means at that time, based on the rotation angle position around the second rotation axis. XYZ coordinates of the means (x10, y1
0, z10) etc. elevation angle detection unit 2 capable of detecting and calculating the position
6, 56, the in-scanning position detection calculation unit 33, the three-dimensional position detection calculation unit 35, and other reflection position detection calculation units are provided. Emission scanning can be performed in the first and second reference scanning planes. Then, by the first and second reflecting surfaces of the first and second rotary reflecting members provided in the first and second reference scanning planes, the respective laser light, the first and second reference scanning planes. Scanning plane PL bent at the first and second rotational axes of the first and second rotary reflecting members
It is possible to perform ejection scanning in each scanning plane such as 3, PL4 and the like. Then, by rotating the first and second reflecting surfaces of the first and second rotary reflecting members by the first and second rotary driving means, the respective scanning planes are rotated around the first and second rotation axes. It can be rotationally positioned at any angular position. As a result, the laser beam can be thoroughly scanned within the surveying area such as the predetermined surveying area SA. Therefore, by providing the reflecting means at the measuring point in the surveying area, the laser light is transmitted to the reflecting means. Can be irradiated. Further, the first and second rotation angle detection means, respectively, of the first and second reflection surface of the first and second rotation reflection member,
It is possible to detect a rotation angle position about the first and second rotation axes, the first and second emission angle detection means are emitted by the first and second laser light emission means, Through the first and second reflecting surfaces of the first and second rotary reflecting members, within the first and second reference scanning planes of the laser light reflected on the same reflecting path as the incident path by the reflecting means. Each scanning angle can be detected.
Then, the reflection position detection calculation unit is a laser reflected on the same reflection path as the incident path by the reflection means via the reflection surface of the first rotary reflection member provided in the first reference scanning plane. The scanning angle of light in the first reference scanning plane, which is detected by the first emission angle detection means, and the scanning angle of the first rotation reflection member which is detected by the first rotation angle detection means at that time. A rotation angle position of the one reflection surface about the first rotation axis, and the reflection means,
Detected by the second emission angle detection means, emitted by the second laser light emission means, and reflected on the same reflection path as the incident path via the second reflection surface of the second rotary reflection member. The scanning angle within the second reference scanning plane of the laser light, the second rotation axis of the second reflection surface of the second rotation reflection member, detected by the second rotation angle detection means at that time, the second rotation axis. The position of the reflecting means, that is, the position of the measuring point can be detected and calculated based on the centered rotation angle position. Therefore, according to the present invention, it is not necessary to perform the complicated and time-consuming work of accurately aligning the collimation line of the position detection device with the position indicator by collimating the worker as in the conventional case. The three-dimensional position of a point can also be measured easily and quickly. A second aspect of the present invention is the laser oscillating units 19 and 49, the half mirrors 20 and 50, and the first rotating mirrors 21 and 51 that scan the laser light on a reference scanning plane such as the vertical scanning planes PL1 and PL2. Laser light emitting means such as the scan driving units 22 and 52 are provided, and rotary reflecting members such as the second rotary mirrors 18 and 48 are provided on the reference scanning plane, and the vertical axis CT3 and CT4 of the rotary reflecting members. The rotation axis is provided so as to be set within the reference scanning plane, and the rotary reflecting member has reflecting surfaces 18a and 48 capable of reflecting laser light.
Rotational drive means such as an elevation drive unit 16 or 46, which is provided with a reflecting surface such as a along the rotation axis and allows the rotation reflection member to rotate and rotate the rotation reflection member around the rotation axis. And rotation angle detection means such as elevation angle detection means 17 and 47 capable of detecting a rotation angle position such as an angle θ3 around the rotation axis of the reflection surface of the rotation reflection member, and the laser light emission. Means for detecting the scanning angles such as the scanning angles ψ1, ψ2 in the reference scanning plane of the laser light reflected by the laser light emitting means after being emitted by the laser light emitting means. Since the emission angle detection units such as the sensors 25 and 55 are provided, the laser beam emission means can inject and scan the laser beam in the reference scanning plane. Then, by the reflecting surface of the rotary reflecting member provided in the reference scanning plane, the respective scanning planes PL3, PL4, etc. in which the respective laser beams are bent at the rotation axis of the rotary reflecting member are used. It is possible to perform ejection scanning within each scanning plane of. Then, by rotating the reflecting surface of the rotary reflecting member by the rotation driving means, each of the scanning planes can be rotationally positioned at an arbitrary angular position around the rotation axis. As a result, the laser beam can be thoroughly scanned within the surveying area such as the predetermined surveying area SA. Therefore, by providing the reflecting means at the measuring point in the surveying area, the laser light is transmitted to the reflecting means. Can be irradiated.
【図1】図1は、本発明が適用された三次元測量装置に
より斜面を測量している場面を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a scene in which a slope is surveyed by a three-dimensional surveying device to which the present invention is applied.
【図2】図2は、本発明が適用された三次元測量装置に
より斜面を測量している場面を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a scene in which a slope is surveyed by a three-dimensional surveying device to which the present invention is applied.
【図3】図3は、本発明が適用された三次元測量装置に
より斜面を測量している場面を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing a scene in which a slope is surveyed by a three-dimensional survey apparatus to which the present invention is applied.
【図4】図4は、図1の三次元測量装置のレーザ角度検
出ユニットを示す正面図である。FIG. 4 is a front view showing a laser angle detection unit of the three-dimensional surveying apparatus of FIG.
【図5】図5は、図1の三次元測量装置のレーザ角度検
出ユニットを示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a laser angle detection unit of the three-dimensional surveying device of FIG.
【図6】図6は、図4のレーザ角度検出ユニットのV−
V断面図である。6 is a view of V- of the laser angle detection unit of FIG.
It is a V sectional view.
【図7】図7は、図1の三次元測量装置の制御系を示す
ブロック図である。7 is a block diagram showing a control system of the three-dimensional surveying apparatus of FIG.
【図8】図8は、レーザ光の俯仰角度範囲を示す、図4
に示すレーザ角度検出ユニットのV−V断面図である。FIG. 8 is a view showing a depression / elevation range of laser light;
5 is a cross-sectional view taken along line VV of the laser angle detection unit shown in FIG.
2……反射手段(反射手段) 16……第一回転駆動手段(俯仰駆動部) 17……第一回転角度検出手段(仰角検知手段) 18……第一回転反射部材(第二回転ミラー) 18a……第一反射面(反射面) 19……第一レーザ光射出手段(レーザ発振部) 20……第一レーザ光射出手段(ハーフミラー) 21……第一レーザ光射出手段(第一回転ミラー) 22……第一レーザ光射出手段(走査駆動部) 23……第一射出角度検出手段(走査角度検知手段) 25……第一射出角度検出手段(光センサ) 26……反射位置検出演算部(仰角検出部) 27……第一射出角度検出手段(受光時間検出部) 29……第一射出角度検出手段(走査角度検出部) 33……反射位置検出演算部(走査面内位置検出演算
部) 35……反射位置検出演算部(三次元位置検出演算部) 46……第二回転駆動手段(俯仰駆動部) 47……第二回転角度検出手段(仰角検知手段) 48……第二回転反射部材(第二回転ミラー) 48a……第二反射面(反射面) 49……第二レーザ光射出手段(レーザ発振部) 50……第二レーザ光射出手段(ハーフミラー) 51……第二レーザ光射出手段(第一回転ミラー) 52……第二レーザ光射出手段(走査駆動部) 53……第二射出角度検出手段(走査角度検知手段) 55……第二射出角度検出手段(光センサ) 56……反射位置検出演算部(仰角検出部) 57……第二射出角度検出手段(受光時間検出部) 59……第二射出角度検出手段(走査角度検出部) PL1……第一基準走査平面(垂直走査面) PL2……第二基準走査平面(垂直走査面) CT3……第一回転軸心(俯仰軸心) CT4……第二回転軸心(俯仰軸心) θ3……回転角度位置(角度) ψ1……走査角度(走査角度) ψ2……走査角度(走査角度) L1……所定の間隔(間隔) (x10、y10、z10)……反射手段の位置(反射
手段のXYZ座標)2 ... Reflecting means (reflecting means) 16 ... First rotation drive means (depression / elevation drive section) 17 ... First rotation angle detection means (elevation angle detection means) 18 ... First rotation reflection member (second rotation mirror) 18a ... 1st reflecting surface (reflecting surface) 19 ... 1st laser light emitting means (laser oscillation part) 20 ... 1st laser light emitting means (half mirror) 21 ... 1st laser light emitting means (1st Rotating mirror) 22 ... First laser beam emitting means (scanning drive section) 23 ... First emitting angle detecting means (scanning angle detecting means) 25 ... First emitting angle detecting means (optical sensor) 26 ... Reflection position Detection calculation unit (elevation angle detection unit) 27 ... First emission angle detection unit (light receiving time detection unit) 29 ... First emission angle detection unit (scanning angle detection unit) 33 ... Reflection position detection calculation unit (in scanning plane) Position detection calculation unit) 35 ... Reflection position detection calculation unit ( Dimensional position detecting / calculating unit) 46 ... Second rotation drive means (depression / elevation drive unit) 47 ... Second rotation angle detection means (elevation angle detection means) 48 ... Second rotation reflection member (second rotation mirror) 48a .. Second reflection surface (reflection surface) 49 ... Second laser light emitting means (laser oscillating unit) 50 ... Second laser light emitting means (half mirror) 51 ... Second laser light emitting means (first rotating mirror) 52 ...... second laser light emitting means (scanning drive section) 53 ...... second emission angle detecting means (scanning angle detecting means) 55 ...... second emission angle detecting means (optical sensor) 56 ...... reflection position detection calculating section (Elevation angle detection unit) 57 ... Second emission angle detection means (light reception time detection unit) 59 ... Second emission angle detection unit (scanning angle detection unit) PL1 ... First reference scanning plane (vertical scanning plane) PL2 ... … Second reference scan plane (vertical scan plane) CT …… First rotation axis (depression axis) CT4 …… Second rotation axis (depression axis) θ3 …… Rotation angle position (angle) ψ1 …… Scanning angle (scanning angle) ψ2 …… Scanning angle (scanning) Angle) L1 ... Predetermined interval (interval) (x10, y10, z10) ... Position of reflecting means (XYZ coordinates of reflecting means)
【数4】 [Equation 4]
Claims (2)
一な反射経路上に反射し得る反射手段を有し、 レーザ光を第一基準走査平面上で走査する第一レーザ光
射出手段を設け、 前記第一基準走査平面上に、第一回転反射部材を、該第
一回転反射部材の第一回転軸心を該第一基準走査平面内
に設定する形で設け、 前記第一回転反射部材に、レーザ光を反射し得る第一反
射面を、前記第一回転軸心に沿って設け、 前記第一回転反射部材に、該第一回転反射部材を、前記
第一回転軸心を中心として回転駆動させ得る第一回転駆
動手段を設け、 前記第一回転反射部材の反射面の、前記第一回転軸心を
中心とした回転角度位置を検出し得る第一回転角度検出
手段を設け、 前記第一レーザ光射出手段に、該第一レーザ光射出手段
により射出され、前記第一回転反射部材の第一反射面を
介して、前記反射手段により入射経路と同一な反射経路
上に反射されたレーザ光の前記第一基準走査平面内の走
査角度を検出し得る第一射出角度検出手段を設け、 前記第一レーザ光射出手段から所定の間隔を有する位置
に、レーザ光を第二基準走査平面上で走査する第二レー
ザ光射出手段を設け、 前記第二基準走査平面上に、第二回転反射部材を、該第
二回転反射部材の第二回転軸心を該第二基準走査平面内
に設定する形で設け、 前記第二回転反射部材に、レーザ光を反射し得る第二反
射面を、前記第二回転軸心に沿って設け、 前記第二回転反射部材に、該第二回転反射部材を前記第
二回転軸心を中心として回転駆動させ得る第二回転駆動
手段を設け、 前記第二回転反射部材の第二反射面の、前記第二回転軸
心を中心とした回転角度位置を検出し得る第二回転角度
検出手段を設け、 前記第二レーザ光射出手段に、該第二レーザ光射出手段
により射出され、前記第二回転反射部材の反射面を介し
て、前記反射手段により入射経路と同一な反射経路上に
反射されたレーザ光の前記第二基準走査平面内の走査角
度を検出し得る第二射出角度検出手段を設け、 前記第一レーザ光射出手段により射出され、前記第一回
転反射部材の反射面を介して、前記反射手段により入射
経路と同一な反射経路上に反射されたレーザ光の、前記
第一射出角度検出手段により検出された、前記第一基準
走査平面内の走査角度と、その際に前記第一回転角度検
出手段により検出された、前記第一回転反射部材の第一
反射面の、前記第一回転軸心を中心とした回転角度位置
と、当該反射手段について、前記第二射出角度検出手段
により検出された、前記第二レーザ光射出手段により射
出され、前記第二回転反射部材の第二反射面を介して、
入射経路と同一な反射経路上に反射されたレーザ光の前
記第二基準走査平面内の走査角度と、その際に前記第二
回転角度検出手段により検出された、第二回転反射部材
の第二反射面の、前記第二回転軸心を中心とした回転角
度位置とに基づいて、前記反射手段の位置を検出演算し
得る反射位置検出演算部を設けて構成した測量装置。1. A first laser light emitting means for scanning a laser light on a first reference scanning plane, the reflecting means being installed at a measuring point and capable of reflecting the laser light on the same reflection path as the incident path. Is provided on the first reference scanning plane, the first rotation reflecting member is provided in a form in which the first rotation axis of the first rotation reflecting member is set within the first reference scanning plane, and the first rotation The reflecting member, a first reflecting surface capable of reflecting laser light, is provided along the first rotation axis, the first rotation reflection member, the first rotation reflection member, the first rotation axis. A first rotation drive unit that can be driven to rotate about the center is provided, and a first rotation angle detection unit that can detect a rotation angle position of the reflection surface of the first rotation reflection member about the first rotation axis is provided. The first laser light emitting means emits light to the first laser light emitting means, A first emission angle capable of detecting a scanning angle in the first reference scanning plane of the laser light reflected by the reflection means on the same reflection path as the incident path through the first reflection surface of the one-rotation reflection member. Detecting means is provided, at a position having a predetermined distance from the first laser light emitting means, second laser light emitting means for scanning laser light on a second reference scanning plane is provided, and on the second reference scanning plane. A second rotation reflection member is provided in a form of setting a second rotation axis of the second rotation reflection member within the second reference scanning plane, and the second rotation reflection member can reflect laser light. Second reflecting surface is provided along the second rotation axis, and the second rotation reflecting member is provided with a second rotation driving means capable of driving the second rotation reflecting member to rotate about the second rotation axis. Providing the second rotation surface of the second rotation reflection member, the second rotation A second rotation angle detecting means capable of detecting a rotation angle position about the axis is provided, and the second laser light emitting means emits the second laser light emitting means to reflect the second rotation reflecting member. A second emission angle detection means for detecting the scanning angle in the second reference scanning plane of the laser light reflected by the reflection means on the same reflection path as the incident path through the surface is provided. The first emission angle detection means detects the laser light emitted by the laser light emission means and reflected by the reflection means on the same reflection path as the incident path through the reflection surface of the first rotation reflection member. The scanning angle in the first reference scanning plane, and the first rotation axis of the first reflection surface of the first rotation reflection member detected by the first rotation angle detection means at that time. The rotation angle position around the center, For the reflecting means, said detected by the second exit angle detection means, is emitted by the second laser beam emitting unit, via the second reflecting surface of the second rotary reflecting member,
The scanning angle in the second reference scanning plane of the laser light reflected on the same reflection path as the incident path, and the second rotation reflection member second detected by the second rotation angle detection means at that time. A surveying device configured by providing a reflection position detection calculation unit capable of detecting and calculating the position of the reflection unit based on the rotation angle position of the reflection surface about the second rotation axis.
ザ光射出手段を設け、 前記基準走査平面上に、回転反射部材を、該回転反射部
材の回転軸心を該基準走査平面内に設定する形で設け、 前記回転反射部材に、レーザ光を反射し得る反射面を、
前記回転軸心に沿って設け、 前記回転反射部材に、該回転反射部材を、前記回転軸心
を中心として回転駆動させ得る回転駆動手段を設け、 前記回転反射部材の反射面の、前記回転軸心を中心とし
た回転角度位置を検出し得る回転角度検出手段を設け、 前記レーザ光射出手段に、該レーザ光射出手段により射
出された後、反射されて来たレーザ光の前記基準走査平
面内の走査角度を検出し得る射出角度検出部を設けて構
成したレーザ射出ユニット。2. A laser beam emitting means for scanning a laser beam on a reference scanning plane, wherein a rotary reflecting member and a rotation axis of the rotary reflecting member are set on the reference scanning plane. Provided in the form of, to the rotary reflecting member, a reflective surface capable of reflecting laser light,
A rotation driving unit that is provided along the rotation axis, and that rotates the rotation reflection member around the rotation axis is provided to the rotation reflection member, and the rotation axis of the reflection surface of the rotation reflection member. A rotation angle detecting means capable of detecting a rotation angle position around the center is provided, and the laser light emitting means is provided in the reference scanning plane of the laser light reflected after being emitted by the laser light emitting means. A laser emission unit configured by providing an emission angle detection unit capable of detecting the scanning angle of.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34865293A JPH07190775A (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Surveying device and laser emission unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34865293A JPH07190775A (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Surveying device and laser emission unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07190775A true JPH07190775A (en) | 1995-07-28 |
Family
ID=18398451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34865293A Pending JPH07190775A (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Surveying device and laser emission unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07190775A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112818991A (en) * | 2021-02-18 | 2021-05-18 | 长江存储科技有限责任公司 | Image processing method, image processing apparatus, electronic device, and readable storage medium |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP34865293A patent/JPH07190775A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112818991A (en) * | 2021-02-18 | 2021-05-18 | 长江存储科技有限责任公司 | Image processing method, image processing apparatus, electronic device, and readable storage medium |
CN112818991B (en) * | 2021-02-18 | 2024-04-09 | 长江存储科技有限责任公司 | Image processing method, image processing apparatus, electronic device, and readable storage medium |
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