JPH07318317A - 高さ測定装置の高さ計測値補正方法および高さ測定装置 - Google Patents

高さ測定装置の高さ計測値補正方法および高さ測定装置

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JPH07318317A
JPH07318317A JP11487194A JP11487194A JPH07318317A JP H07318317 A JPH07318317 A JP H07318317A JP 11487194 A JP11487194 A JP 11487194A JP 11487194 A JP11487194 A JP 11487194A JP H07318317 A JPH07318317 A JP H07318317A
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JP
Japan
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height
light
measurement value
measurement
calculation
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JP11487194A
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English (en)
Inventor
Makoto Hirano
信 平野
Yasuhiro Nakahara
康博 中原
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 受光器の組立精度に依存することなく高精度
の高さ測定が行われるようにすること。 【構成】 所定の高さにて水平旋回する基準高さ光を受
光する受光体7と、受光体の基準高さ光受光状態より基
準高さよりの高さを演算し、高さ計測値を出力する高さ
演算計測部10とを有する高さ測定装置の高さ計測値補
正方法において、高さ方向に移動可能な光源13よりの
水平旋回光を受光体により受光し、この時に高さ演算計
測部10が演算出力する高さ計測値と光源13の基準高
さよりの測定値との相関を予め取得し、これにより得ら
れる相関データにより高さ計測値10を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基準高さに対する相対
的な高さを測定する高さ測定装置の高さ計測値補正方法
および高さ測定装置に関し、特に基準高さ光を使用し、
高さ測定装置自体が位置している部位の高さを基準高さ
に対する相対高さとして測定する光学式の高さ測定装置
の高さ計測値補正方法および高さ測定装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】スポーツ施設のフィードなどの地面の表
面形状を測量するために、基準高さ位置に設置されたレ
ーザ燈台のような光源より水平旋回状態にて放射される
レーザ光などからなる基準高さ光を受光する受光体と当
該受光体の基準高さ光受光状態より基準高さよりの高さ
を演算して高さ計測値を出力する高さ演算計測部とを有
する高さ測定装置を、表面形状測量対象の地面上を走行
移動させ、高さ測定装置自体が位置している部位の高さ
を基準高さに対する相対高さとして測定することは既に
提案されている。
【0003】この高さ測定装置は本願出願人と同一の出
願人による実願平4−86980号の明細書および図面
に示されており、これは、図5、図6に示されているよ
うに、N字状に配置された角柱状の三つの光ファイバケ
ーブル束体1、2、3と、光ファイバケーブル束体1、
2、3の各々の端部に導光接続された受光素子(光/電
気変換素子)4、5、6とによる受光体7を有し、受光
体7が所定の基準高さにて一定速度にて水平旋回する基
準高さ光Lを受光する。
【0004】光ファイバケーブル束体1、2、3は各
々、光ファイバケーブルを面状に配列してリボン状にし
たものを複数枚積層して角柱状にしたものであり、図7
に示されているように、各光ファイバケーブルに付けら
れた傷により束体を上下に斜行する乱反射境界面aを与
える乱反射領域bを有し、乱反射境界面aに入射する基
準高さ光Lを受光素子4、5、6に導くようになってい
る。
【0005】この高さ測定装置においては、受光素子
4、5、6の受光出力の時間差より、基準高さ光Lが光
ファイバケーブル束体1と2との間を通過するの要した
時間Δt1 と、基準高さ光Lが光ファイバケーブル束体
2と3との間を通過するの要した時間Δt2 を計測し、
下式による演算により基準高さよりの高さhを算出する
が行われる。 h=H×Δt2 /(Δt1 +Δt2 ) …(1)
【0006】但し、Hは受光体7の光ファイバケーブル
束体1、2、3による高さ測定理論上の理想N字形(図
6にて一点鎖線により示す)の高さ寸法であり、これは
受光体7固有の初期値として既知値である。これにより
高さ測定装置が位置している部位(測定点)の高さが基
準高さに対する相対高さとして測定される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如き高さ測定装置においては、その測定原理からして、
受光素子4、5、6をN形に配置する受光器7の組立精
度が高さ測定精度に大きな影響を与える。このため受光
器7の組み立てを高精度に行う必要があり、これは受光
器7の組立作業性より製造コストを高騰化する。
【0008】また組立て精度の限界から高さ測定精度に
限界を与えることにもなり、高さ測定装置の製品毎に測
定精度がばらつくことになる。本発明は、上述の如き問
題点に鑑みなされたものであり、受光器の組立精度に依
存することなく高精度の高さ測定が行われるようにする
高さ測定装置の高さ計測値補正方法および高さ測定装置
を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的は本発明によ
れば、所定の高さにて水平旋回する基準高さ光を受光す
る受光体と、前記受光体の基準高さ光受光状態より基準
高さよりの高さを演算し、高さ計測値を出力する高さ演
算計測部とを有する高さ測定装置の高さ計測値補正方法
において、高さ方向に移動可能な光源よりの水平旋回光
を前記受光体により受光し、この時に前記高さ演算計測
部が演算出力する高さ計測値と前記光源の基準高さより
の測定値との相関を予め取得し、これにより得られる相
関データにより前記高さ計測値を補正することを特徴と
する高さ測定装置の高さ計測値補正方法によって達成さ
れる。
【0010】また上述の目的を達成するために、本発明
による高さ測定装置は、所定の高さにて水平旋回する基
準高さ光を受光する受光体と、前記受光体の基準高さ光
受光状態より基準高さよりの高さを演算し、高さ計測値
を出力する高さ演算計測部とを有する高さ測定装置にお
いて、高さ方向に移動可能に設けられて水平旋回光を出
力する光源と、前記光源の基準高さよりの高さを測定す
る光源高さ測定手段と、前記受光体が前記光源よりの水
平旋回光を受光することにより前記高さ演算計測部が演
算出力する高さ計測値と前記光源高さ測定手段による高
さ測定値との相関データを記憶する記憶手段と、前記受
光体が基準高さ光を受光する高さ測定時において前記高
さ演算計測部が演算出力する高さ計測値を前記記憶手段
に記憶されている相関データに基づいて補正出力する計
測値補正手段とを有していること、あるいは前記受光体
が高さ方向に移動可能な光源よりの水平旋回光を受光す
ることにより前記高さ演算計測部が演算出力する高さ計
測値と前記光源の高さ測定値との相関データを記憶した
記憶手段と、前記受光体が基準高さ光を受光する高さ測
定時において前記高さ演算計測部が演算出力する高さ計
測値を前記記憶手段に記憶されている相関データに基づ
いて補正出力する計測値補正手段とを有していることを
特徴としている。
【0011】
【作 用】高さ方向に移動可能な光源よりの水平旋回光
を受光体により受光し、この時に高さ演算計測部が演算
出力する高さ計測値と光源の基準高さよりの測定値との
相関を予め取得することが行われ、これにより得られる
相関データにより高さ計測値を補正することが行われ
る。この補正により受光体の組立誤差が補償される。
【0012】
【実施例】以下に、添付の図を参照して本発明を実施例
について説明する。なお、本発明の実施例において上述
の従来例と同一構成の部分は、上述の従来例に付した符
号と同一の符号を付して説明する。図1、図2は本発明
による高さ測定装置の実施例を示している。高さ測定装
置は、従来と同様に、N字状に配置された角柱状の三つ
の光ファイバケーブル束体1、2、3と、光ファイバケ
ーブル束体1、2、3の各々の端部に導光接続された受
光素子4、5、6(図2参照)とによる受光体7を有し
ている。
【0013】受光素子4、5、6の出力信号は受光回路
8を介して受光時間間隔計測手段9に入力され、受光時
間間隔計測手段9は前述の時間Δt1 とΔt2 とを計測
する。この時間Δt1 とΔt2 のデータは高さ演算計測
手段10に入力され、高さ演算計測手段10は、受光体
7の光ファイバケーブル束体1、2、3による高さ測定
理論上の理想N字形の高さ寸法をHとして下式による演
算により基準高さよりの高さ計測値Z2 を算出する。 Z2 =H×Δt2 /(Δt1 +Δt2 ) …(2)
【0014】なお、高さ計測値Z2 は(1)式における
高さhと同じであり、(2)式と(1)式とは同一の演
算式である。高さ演算計測手段10は高さ計測値Z2
を、計測値補正のための相関データ作成時には相関デー
タ作成手段11へ出力し、基準高さ光Lを受光する実際
の高さ測定時には計測値補正手段12へ出力する。
【0015】計測値補正用の相関データ作成時には高さ
方向に移動可能な発光器(光源)13より水平旋回光L
sを受光体7へ照射する。発光器13はスタンド14の
垂直レール14aに案内されて上下移動する上下動テー
ブル15に搭載されて高さ方向に移動し、上下動テーブ
ル15はテーブル駆動装置16により上下駆動される。
スタンド14には上下動テーブル15の高さ位置、換言
すれば発光器13よりの水平旋回光Lsの基準高さより
の高さを測定するリニアスケール、ロータリエンコーダ
等による光源高さ測定器17が設けられており、光源高
さ測定器17は高さ測定値Z1 をデータ転送ケーブル1
8を介して相関データ作成手段11へ転送する。
【0016】相関データ作成手段11は光源高さ測定器
17より入力する高さ測定値Z1 とこの時に高さ演算計
測手段10が出力する高さ計測値Z2 とを対応付けて図
3に示されているようなデータ換算テーブルを作成す
る。このデータ換算テーブルは、高さ測定値Z1 と高さ
計測値Z2 との相関性をデータテーブルにしたもの、即
ち高さ測定値Z1 と高さ計測値Z2 との相関データであ
り、上下動テーブル15を高さ測定装置の高さ計測分解
能に見合うスキップ動作で測定可能範囲全域を高さ方向
へ走査することにより、その各走査位置における高さ測
定値Z1(1)〜Z1(n)の各々について高さ計測値Z2(1)〜
Z2(n)を対応付けする。
【0017】データ換算テーブルは記憶装置19に記憶
される。データ換算テーブルの作成は、少なくとも高さ
測定装置の出荷時に一度行われればよいから、高さ測定
装置は、計測値補正のためには相関データ作成手段11
と記憶装置19と計測値補正手段12を有しているだけ
で、発光器13、スタンド14、上下動テーブル15、
テーブル駆動装置16、光源高さ測定器17を常備して
いる必要はなく、これらはデータ換算テーブルの作成時
にのみ使用する別の装置として構成されていてもよい。
【0018】計測値補正手段12は、受光体7が基準高
さ光Lを受光する実際の高さ測定時に、高さ演算計測手
段10より高さ計測値Z2 を入力し、高さ計測値Z2 に
対応する高さ測定値Z1 を記憶装置19に記憶されてい
るデータ換算テーブルより読み出し、高さ測定値Z1 を
真の高さ計測値として出力する。図4は高さ測定値Z1
(1)〜Z1(n)と高さ計測値Z2(1)〜Z2(n)との相関関係
の一例を示している。このように高さ測定値Z1(1)〜Z
1(n)と高さ計測値Z2(1)〜Z2(n)との相関関係は非線形
であることが多く、このことから、データ換算テーブル
を使用した高さ計測値補正は複雑な演算処理による場合
に比して有利である。
【0019】なお、相関データ作成手段11は光源高さ
測定器17の側に設けられていてもよく、この場合には
高さ演算計測手段10よりの高さ計測値Z2 をデータ転
送ケーブル18により相関データ作成手段11へ転送
し、相関データ作成手段11にて作成されたデータ換算
テーブルをデータ転送ケーブル18により記憶装置19
へ転送すればよい。
【0020】上述の如き高さ測定装置を路面やスポーツ
施設のフィードなどにて走行可能な自走台車に搭載し、
その移動範囲内をカバーできる基準高さ光を出射するレ
ーザ燈台のような光源を設置することにより、路面やス
ポーツ施設のフィードなどの表面形状を測定することが
できる。
【0021】
【発明の効果】上述の説明により明らかなように、本発
明によれば、高さ方向に移動可能な光源よりの水平旋回
光を受光体により受光し、この時に高さ演算計測部が演
算出力する高さ計測値と光源の基準高さよりの測定値と
の相関を予め取得することが行われ、これにより得られ
る相関データにより高さ計測値を補正することが行われ
るから、受光体の組立誤差が補償され、受光体の組立精
度に依存することなく、高さ測定装置毎に測定精度がば
らつくことがなく、高精度の高さ測定が行われるように
なる。これにより受光体の組立にさほど厳格な精度管理
が要求されなくなり、製造コストが低廉化する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明による高さ測定装置の一実施例
を示す側面図、(b)は受光体部分の正面図。
【図2】本発明による高さ測定装置の一実施例を示すブ
ロック線図。
【図3】データ換算テーブルの一例を示す説明図。
【図4】高さ測定値と高さ計測値との相関関係の一例を
示すグラフ。
【図5】高さ測定装置の受光部の拡大斜視図。
【図6】高さ測定装置の受光部の拡大側面図。
【図7】光ファイバケーブル束体の拡大側面図。
【符号の説明】
1、2、3…光ファイバケーブル束体 4、5、6…受光素子 7…受光体 9…受光時間間隔計測手段 10…高さ演算計測手段 11…相関データ作成手段 12…計測値補正手段 13…発光器 15…上下動テーブル 16…テーブル駆動装置 17…光源高さ測定器 19…記憶装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の高さにて水平旋回する基準高さ光
    を受光する受光体と、前記受光体の基準高さ光受光状態
    より基準高さよりの高さを演算し、高さ計測値を出力す
    る高さ演算計測部とを有する高さ測定装置の高さ計測値
    補正方法において、 高さ方向に移動可能な光源よりの水平旋回光を前記受光
    体により受光し、この時に前記高さ演算計測部が演算出
    力する高さ計測値と前記光源の基準高さよりの測定値と
    の相関を予め取得し、これにより得られる相関データに
    より前記高さ計測値を補正することを特徴とする高さ測
    定装置の高さ計測値補正方法。
  2. 【請求項2】 所定の高さにて水平旋回する基準高さ光
    を受光する受光体と、前記受光体の基準高さ光受光状態
    より基準高さよりの高さを演算し、高さ計測値を出力す
    る高さ演算計測部とを有する高さ測定装置において、 高さ方向に移動可能に設けられて水平旋回光を出力する
    光源と、 前記光源の基準高さよりの高さを測定する光源高さ測定
    手段と、 前記受光体が前記光源よりの水平旋回光を受光すること
    により前記高さ演算計測部が演算出力する高さ計測値と
    前記光源高さ測定手段による高さ測定値との相関データ
    を記憶する記憶手段と、 前記受光体が基準高さ光を受光する高さ測定時において
    前記高さ演算計測部が演算出力する高さ計測値を前記記
    憶手段に記憶されている相関データに基づいて補正出力
    する計測値補正手段と、 を有していることを特徴とする高さ測定装置。
  3. 【請求項3】 所定の高さにて水平旋回する基準高さ光
    を受光する受光体と、前記受光体の基準高さ光受光状態
    より基準高さよりの高さを演算し、高さ計測値を出力す
    る高さ演算計測部とを有する高さ測定装置において、 前記受光体が高さ方向に移動可能な光源よりの水平旋回
    光を受光することにより前記高さ演算計測部が演算出力
    する高さ計測値と前記光源の高さ測定値との相関データ
    を記憶した記憶手段と、 前記受光体が基準高さ光を受光する高さ測定時において
    前記高さ演算計測部が演算出力する高さ計測値を前記記
    憶手段に記憶されている相関データに基づいて補正出力
    する計測値補正手段と、 を有していることを特徴とする高さ測定装置。
JP11487194A 1994-05-27 1994-05-27 高さ測定装置の高さ計測値補正方法および高さ測定装置 Pending JPH07318317A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019519789A (ja) * 2016-06-30 2019-07-11 ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト レーザー受信機に入射する受信ビームと回転レーザービームとを比較するための方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019519789A (ja) * 2016-06-30 2019-07-11 ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト レーザー受信機に入射する受信ビームと回転レーザービームとを比較するための方法
EP3479062B1 (de) * 2016-06-30 2021-04-07 Hilti Aktiengesellschaft Verfahren zum vergleichen eines auf einen laserempfänger auftreffenden empfangsstrahls mit einem rotierenden laserstrahl

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