KR20180052048A - 레이저 거리 측정기 및 이를 이용한 물체 너비 측정방법 - Google Patents

레이저 거리 측정기 및 이를 이용한 물체 너비 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 거리 측정기 및 이를 이용한 물체 너비 측정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본체에 대한 조사각이 고정된 고정레이저와 본체에 대한 조사각이 가변된 회동레이저를 본체에 나란하게 설치하고, 이들을 이용해 측정 대상 물체와의 거리 뿐만아니라 측정대상 물체의 너비도 자동으로 산출되도록 한 레이저 거리 측정기 및 이를 이용한 물체 너비 측정방법에 관한 것이다.
이를 위해, 외관을 구성하며, 측정값이 표시되는 디스플레이부를 포함하는 본체;상기 본체의 일측에 고정되며, 측정 대상 물체와의 조사(照射)각이 직각이 되도록 레이저를 발진하여 상기 측정 대상 물체 일단부와의 거리를 측정하는 고정 레이저;상기 본체의 타측에 고정 레이저와 나란하게 축 결합되되 사용자가 회동하여 조사(照射)각을 임의로 가변시키면서 측정 대상 물체 타단부와의 거리를 측정하며, 조사각을 자동으로 센싱하는 각도센서를 포함하는 회동레이저;상기 고정레이저를 통해 측정된 물체의 일단부와의 측정거리와, 회동레이저를 통해 물체의 타단부와의 측정거리, 고정레이저와 회동레이저 사이의 거리를 삼각법 계산을 통해 물체의 일단부와 타단부 사이의 거리를 산출하는 제어부:를 포함하여 구성된 레이저 측정기를 제공한다.

Description

레이저 거리 측정기 및 이를 이용한 물체 너비 측정방법{A laser range finder and object width measuremet method using the same}
본 발명은 레이저 거리 측정기 및 이를 이용한 물체 너비 측정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 측정기와 물체 간에 측정 각도에 관계없이, 물체와의 거리 뿐만아니라 물체의 너비도 측정할 수 있는 레이저 거리 측정기 및 이를 이용한 물체 너비 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로 레이저 거리측정기는 거리를 측정하고자 하는 목표물에 레이저를 쏘고 상기 발사된 레이저가 목표물에 반사되어 돌아온 시간을 측정한 다음, 상기 시간을 거리로 변환시켜서 측정자가 시각적으로 판단할 수 있도록 하는 장치로서, 표적물까지의 거리를 정확하게 측정하여 명중률을 높이기 위한 군사적 목적으로 개발되기 시작하였으며, 현재에는 건설 현장이나 대규모 설비를 구축하는 산업 현장 등에서도 유용하게 사용되고 있다.
이러한 레이저 거리 측정기는 레이저를 발생하는 장치와, 표적에서 반사되어 되돌아온 레이저를 감지하는 광 검출기를 구비하며, 발사된 레이저가 표적물에 반사되어 되돌아온 시간을 측정하여 표적물까지의 거리를 계산하게 된다.
상기 종래기술에 따른 레이저 거리 측정기에 대하여 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 레이저(1)와 레이저 수광센서(2)로 구성되어 거리를 측정하는 도면을 나타낸다.
그 측정 방법은, 원하는 물체까지의 거리(d) 측정시 레이저(1)에서 레이저 빔(beam)을 발사해서 물체에 반사된 반사광을 레이저 수광센서(2)에서 검출하고, 이때의 각도(θ)를 검출하여 삼각법에 의해 물체까지의 거리를 측정하는 방법이었다.
하지만, 상기한 종래 기술에 따른 레이저 거리측정기는 다음과 같은 문제가 있었다.
첫째, 레이저(1)와 레이저 수광센서(2)가 분리되어 있으므로 인해, 측정 작업시 편의성이 떨어지는 문제가 있었다.
상황에 따라 측정 작업을 위해 두 사람의 인력이 소요될 수 있으므로, 측정 인력 운용의 효율성이 떨어지는 문제가 있었다.
둘째, 측정자와 측정 대상물 간에 거리 측정만 이루어질 수 있어서, 측정기 사용에 대한 효율성이 떨어지는 문제가 있었다.
즉, 측정기의 다양한 기능성면에서 효율적이지 못한 문제가 있었던 것이다.
대한민국 공개번호 제10-2014-0045631호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 측정 대상 물체의 일단부와 타단부까지의 거리 및 각도를 각각 감지할 수 있는 한 쌍의 레이저를 구성하되, 본체 하나에 나란하게 구성함으로써 측정 작업의 편의성을 높이고 한 사람만으로도 측정 가능한 레이저 거리측정기를 제공하고자 한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 한 쌍의 레이저를 통한 측정 대상 물체 일단부와의 거리 및 측정 대상 물체 타단부와의 거리 및 각도가 측정된 값을 특정의 수학식을 이용해 측정 대상 물체와 측정기 간에 측정 각도에 관계없이 측정 대상 물체의 너비를 측정할 수 있도록 한 레이저 거리 측정기 및 이를 이용한 물체 너비 측정 방법을 제공하고자 한 것이다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 외관을 구성하며, 측정값이 표시되는 디스플레이부를 포함하는 본체;상기 본체의 일측에 고정되며, 측정 대상 물체와의 조사(照射)각이 직각이 되도록 레이저를 발진하여 상기 측정 대상 물체 일단부와의 거리를 측정하는 고정 레이저;상기 본체의 타측에 고정 레이저와 나란하게 축 결합되되 사용자가 회동하여 조사(照射)각을 임의로 가변시키면서 측정 대상 물체 타단부와의 거리를 측정하며, 조사각을 자동으로 센싱하는 각도센서를 포함하는 회동레이저;상기 고정레이저를 통해 측정된 물체의 일단부와의 측정거리와, 회동레이저를 통해 물체의 타단부와의 측정거리, 고정레이저와 회동레이저 사이의 거리를 삼각법 계산을 통해 물체의 일단부와 타단부 사이의 거리를 산출하는 제어부:를 포함하여 구성된 레이저 거리 측정기를 제공한다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 예로써, 레이저 거리 측정기의 고정레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 조사(照射)각이 직각인 경우의 물체 너비 측정방법에 있어서, (a) 측정 대상 물체의 일단부와 레이저 빔의 각도가 직각이 되도록 고정레이저를 발진하는 단계;(b) 회동레이저를 회동하여 측정 대상 물체의 타단부에 발진하는 단계;(c) 상기 (b)단계를 통해 회동레이저와 측정 대상 물체의 타단부 사이의 거리(y) 및 각도(θ)를 측정하고, 고정레이저를 통해 측정된 측정 대상 물체의 일단부 사이의 거리값(x) 및 삼각법을 이용해 측정대상 물체의 타단부에서 회동레이저가 직각으로 대응된 측정대상물체의 어느 위치까지 측정 대상 물체의 일부 너비(s)를 산출하는 단계;(d) 기 등록된 고정레이저와 회동레이저 사이의 거리값(a)과 상기 (c)단계에서 산출된 측정 대상 물체의 일부 너비(s)를 더하여 측정 대상 물체의 전체 너비(M)를 구하는 단계:를 포함하여 구성된 레이저 거리 측정기를 이용한 물체 너비 측정방법을 제공한다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 또 다른 예로써, 레이저 거리 측정기의 고정레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 조사(照射)각이 직각이 아닌 경우의 물체 너비 측정방법에 있어서, (a) 측정 대상 물체의 일단부를 향해 본체를 움직여 고정레이저를 발진하는 단계;(b) 회동레이저를 회동하여 측정 대상 물체의 타단부에 발진하는 단계;(c) 측정된 고정레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 거리(A), 기 등록된 고정레이저와 회동레이저 사이의 거리(a)를 가지고 삼각법을 이용해, 회동레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 거리(l)를 산출하는 단계;(d) 고정레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 거리(A) 및 회동레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 거리가 형성하는 사이각(α)에 대한 엇각을 이용해, 회동레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 거리(l)와 본체의 타측이 형성하는 각도(α)를 산출하는 단계;(e) 회동레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 거리(A), 회동레이저와 측정 대상 물체의 타단부 사이의 거리(B), 회동레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 거리가 형성하는 사이각에 대한 엇각(α), 회동레이저의 조사(β)각을 가지고 삼각법을 이용해 물체의 전체 너비(M)를 산출하는 단계:를 포함하여 구성된 레이저 거리 측정기를 이용한 물체 너비 측정방법을 제공한다.
본 발명에 따른 레이저 거리 측정기 및 이를 이용한 물체너비측정방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 측정 대상 물체의 일단부 및 타단부와의 거리를 각각 측정할 수 있는 한 쌍의 레이저를 마련하되, 하나의 본체에 나란하게 마련함으로써 한 손 만으로 본체를 파지하여 측정 작업을 실시할 수 있으므로 측정 작업의 편의성을 높일 수 있는 효과가 있다.
특히, 한 사람만으로도 측정 작업을 실시할 수 있으므로, 측정 인력 운용에 대한 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.
둘째, 삼각비를 이용해 도출된 특정의 수학식을 이용함으로써, 측정자와 물체 간의 거리 측정 뿐만 아니라, 한번에 물체의 너비(폭)까지 자동으로 측정될 수 있는 효과가 있다.
특히, 측정기와 물체 간에 측정 각도에 관계없이, 하나의 측정기로 모든 측정 각도에 따른 물체 너비를 산출할 수 있으므로, 사용자의 만족도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 레이저 거리측정기를 이용해 거리 측정이 이루어지는 상태를 나타낸 개념도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 거리 측정기를 나타낸 구성도
도 3는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 거리 측정기를 나타낸 사시도
도 4는 측정기와 물체의 일단부 간에 조사(照射) 각도가 직각인 경우에, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 거리 측정기를 통해 물체의 너비가 측정되는 과정을 나타낸 순서도
도 5는 측정기와 물체의 일단부 간에 조사(照射) 각도가 직각인 경우에 물체의 너비가 산출되는 개념을 나타낸 개념도
도 6은 측정기와 물체의 일단부 간에 조사(照射) 각도가 직각이 아닌 경우에, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 거리 측정기를 통해 물체의 너비가 측정되는 과정을 나타낸 순서도
도 7은 측정기와 물체의 일단부 간에 조사(照射) 각도가 직각이 아닌 경우에 물체의 너비가 산출되는 개념을 나타낸 개념도
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 거리 측정기를 나타낸 저면 사시도.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 첨부된 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 거리 측정기에 대하여 설명하도록 한다.
레이저 거리 측정기는 측정기와 물체 사이의 거리는 물론, 측정 대상 물체의 너비(측정기 정면 기준)도 자동으로 산출될 수 있도록 한 기술적 특징이 있다.
이에 따라, 산업 현장에서 손이 닿지 않는 측정 대상물에 대한 거리 및 너비 측정이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.
레이저 거리 측정기는 본체(100)와, 고정 레이저(200)와, 회동 레이저(300)와, 제어부(400)를 포함하여 구성된다.
본체(100)는 레이저 거리 측정기의 외관을 구성하며, 각종 부품들을 보호한다.
상기 본체(100)는 육면체로 이루어짐이 바람직하며, 특히, 측정의 신뢰를 높이기 위하여 후술하는 고정레이저(200)의 레이저 조사각이 본체(100)와 직각을 이룰 수 있도록 구성되어야 한다.
상기 본체(100)에는 측정값이 디스플레이되는 디스플레이부(110)가 설치된다.
디스플레이부(110)는 후술하는 제어부(400)를 통해 산출된 측정값 및 각종 본체(100)의 측정 상황을 표시한는 구성이다.
본체(100)에는 이외에도 각종 조작버튼이 설치되며, 충전 및 전원을 공급하기 위한 단자들이 설치될 수 있다.
다음으로, 고정레이저(200)는 측정 대상 물체(이하, '물체'라 함)의 일단부와 본체(100) 사이의 거리를 측정하며, 본체(100)의 일측에 고정 설치된다.
상기 고정레이저(200)는 공지된 레이저를 이용한 거리 측정기와 동일하며, 상기한 바와 같이 본체(100)의 일측으로부터 발진된 레이저 조사(照射)각이 본체(100)와 항상 직각이될 수 있도록 설치된다.
즉, 고정레이저(200)는 측정하고자 하는 물체의 일단부와 본체(100) 사이의 거리를 측정하며, 그 거리는 삼각법을 이용한 거리 산출시 삼각형의 일변 길이를 제공하게 된다.
다음으로, 회동레이저(300)는 레이저의 조사(照射)각을 가변시키면서 본체(100)와 물체의 타단부 사이의 거리를 측정하는 역할을 하며, 본체(100)의 타측에 설치된다.
이때, 회동레이저(300) 역시 레이저를 이용한 공지된 거리측정기와 동일한 구성이며, 상기 고정레이저(200)와는 일직선으로 나란한 위치에 설치된다.
상기 회동레이저(300)는 본체(100)상에서 회동되며, 물체의 타단부를 향해 레이저를 발진한다.
상기 회동레이저(300)는 각도센서(310)를 포함하며, 회동레이저(300)를 회동하여 물체의 타단부를 향해 레이저를 발진하면 본체(100)와 물체의 타단부 사이의 거리 및 각도센서(310)에 의한 회동레이저(300)의 회동각도가 자동으로 표시된다.
상기 각도센서(310)는 로터리 엔코더로 마련됨이 바람직하다.
그리고, 상기 로터리 엔코더(310)를 회동시킬 수 있도록 다이얼(311)이 설치되며 상기 다이얼(311)의 일부는 도 3에 도시된 바와 같이 본체(100)의 외부로 노출된다.
이때, 다이얼(311)을 이용한 회동레이저(300)의 회동구조는 특정하게 한정되는 것은 아니며, 공지된 회동구조를 적용해도 무방하다.
다음으로, 제어부(400)는 고정레이저(200)와 회동레이저(300)를 통해 측정된 물체의 일단부와의 거리, 물체의 타단부와의 거리, 그리고 기 설정된 고정레이저(200)와 회동레이저(300) 사이의 거리를 삼각법을 이용해 본체(100) 정면의 물체 너비를 자동으로 산출하는 역할을 한다.
이때, 제어부(400)는 물체가 본체(100) 정면에 일직선으로 배치된 경우, 예컨대 고정레이저(200)의 발진된 레이저가 물체의 일단부와 직각이 될 수 있는 측정 환경의 경우에 대한 물체 너비 산출과, 고정레이저(200)의 발진된 레이저가 물체의 일단부와 직각이 될 수 없는 측정 환경의 경우에 대한 물체 너비 산출을 각각 별개로 산출할 수 있는 기술적 특징이 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 레이저 거리 측정기는 물체 위치에 제약 없이 측정의 신뢰도를 높일 수 있게 된다.
이때, 제어부(400)에는 고정레이저(200)의 발진된 레이저와 물체의 일단부 간에 각도가 직각인 경우와, 고정레이저(200)의 발진된 레이저와 물체의 일단부 간에 각도가 직각이 아닌 경우에 있어서 물체 너비를 산출할 수 있도록 한 수학식이 각각 입력되며, 상기 제어부(400)는 측정 환경에 맞는 수학식을 로딩하여 물체 너비를 산출하게 된다.
먼저 고정레이저(200)로부터 발진된 레이저가 물체의 일단부와 직각을 이루는 경우의 물체 너비를 산출하기 위한 수학식1에 대하여 살펴보도록 한다.
<수학식1>
Figure pat00001
M = 물체의 일단부와 타단부 사이의 거리(물체 너비)
a = 고정레이저와 회동레이저 사이의 거리(기 입력된 데이터)
x = 고정레이저와 물체의 일단부 사이의 거리
x' = 회동레이저와 물체 사이의 거리
x = x'
θ = 회동레이저의 레이저 조사각
y = 회동레이저와 물체의 타단부 사이의 거리로서,
이는 삼각법을 이용한 수학식이다.
즉, 도 5를 통해 알 수 있듯이 고정레이저(200)와 회동레이저(300)는 본체에 이미 설치되어 있는 구성으로서, 고정레이저(200)와 회동레이저(300) 사이의 거리(a)는 제어부(400)에 입력된 상태이다.
그리고, 고정레이저(200)와 물체의 일단부 사이의 거리(x)는 삼각법에 이용될 수 있도록 회동레이저(300)와 물체 간에 거리값(x')으로 대체할 수 있게 되는 것이다.
이에 따라, 회동레이저(300)와 물체 사이의 거리(x')와, 회동레이저(300)와 물체의 타단부 거리(y) 및 각도 측정(θ)을 통해 물체의 너비 일부 길이(s)를 삼각법을 이용해 산출할 수 있게 된다.
이후, 고정레이저(200)와 회동레이저(300) 사이의 거리(a)는 이미 제어부에 입력된 값이므로, 상기 수학식1을 이용해 물체의 너비가 자동으로 산출될 수 있게 된다.
한편, 고정레이저(200)로부터 발진된 레이저와 물체의 일단부 사이의 각도가 직각이 아닌 경우 물체 너비를 산출하는 것에 있어서, 상기한 수학식1이 적용될 경우 그 산출값은 오차가 발생하게 된다.
이는 고정레이저(200)와 회동레이저(300) 사이의 거리값(a)이 물체의 일부 너비(s)를 제외한 물체의 나머지 너비(k)에 대응되지 않기 때문이다.
즉, 물체에 대하여 측정기의 레이저 조사각이 물체의 일단부를 기준으로 직각을 벗어날 수록, 고정레이저(200)와 회동레이저(300) 간 거리(a)와 물체의 나머지너비(s) 간에 오차는 더 심해질 수 있는 것이다.
이를 위해, 상기 제어부(400)에는 상기한 경우 측정을 위한 수학식2가 입력되며, 상기 수학식2는 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.
<수학식2>
Figure pat00002
M = 물체의 일단부와 타단부 사이의 거리(물체의 너비)
l = 회동레이저와 물체의 일단부 사이의 거리(자동으로 산출되는 가상의 거리로서, l =
Figure pat00003
을 통해 산출되고,
a = 고정레이저와 회동레이저 사이의 거리)
B = 회동레이저와 물체의 타단부 사이의 거리
α = l과 A(물체의 일단부와 고정레이저 사이의 거리)가 이루는 사이각에 대한 엇각
β = 회동레이저의 레이저 조사각으로서,
도 7을 통해 알 수 있듯이, 물체의 일단부와 고정레이저(200) 사이의 거리(A) 및 고정레이저(200)와 회동레이저(300) 사이의 거리값(a)은 쉽게 측정될 수 있으며, 가상의 거리 즉, 회동레이저(300)와 물체의 일단부 사이의 거리(l)도 피타고라스의 정리에 의해 산출될 수 있게 된다.
이때, 피타고라스 정리를 통해 고정레이저(200) 사이의 거리(A)와, 물체의 일단부 사이의 거리(l)가 이루는 사이각(α)도 산출될 수 있으며, 이에 대한 엇각(α)도 자동으로 산출될 수 있게 된다.
다음으로, 삼각비에 의해 tanα = a/A이고, α = tan-1 (a/A)를 구할 수 있으며, 이후, 제2cos법칙을 통해 수학식2를 도출할 수 있게 된다.
이에 따라, 측정기의 고정레이저(200)오부터 발진된 레이저와 물체의 일단부가 이루는 각도가 직각이 아니더라도, 수학식2가 입력된 제어부(400)의 연산을 통해, 물체의 너비가 자동으로 산출될 수 있게 된다.
한편, 고정레이저(200)로부터 발진된 레이저와 물체의 일단부 사이의 각도가 직각이 아닌 경우에, 상기한 수학식2외에 다른 수학식이 적용될 수도 있다.
이를 수학식3으로 하여 설명하도록 한다.
<수학식3>
Figure pat00004
M = 물체의 일단부와 타단부 사이의 거리(물체의 너비)
A = 물체의 고정레이저와 물체의 일단부 사이의 거리
a = 고정레이저와 회동레이저 사이의 거리
B = 회동레이저와 물체의 타단부 사이의 거리
β = 회동레이저의 레이저 조사각으로서,
이는 수학식2를 응용한 것으로서,
상기한 바와 같이 <수학식2>에서 l은 도 7을 통해
Figure pat00005
임을 알 수 있다.
그리고, 삼각비에 의해 tanα = a/A이고, α = tan-1 (a/A)임에 따라,
l과 α대신 상기
Figure pat00006
및 tan-1 (a/A)을 대입함으로써 상기한 수학식3이 도출될 수 있는 것이다.
이를 통해 알 수 있듯이, 고정레이저(200)로부터 발진된 레이저와 물체의 일단부 사이의 각도가 직각이 아닌 경우에 물체의 너비(M)를 측정하는 것이 있어서 <수학식2>와 <수학식3>이 적용될 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도 4 및 도 5를 참조하여 고정레이저(200)로부터 발진된 레이저와 물체의 일단부 사이의 각도가 직각인 경우에 물체의 너비를 측정하는 과정에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
조작버튼의 모드를, 고정레이저(200)로부터 발진된 레이저와 물체의 일단부 사이의 각도가 직각인 경우로 설정한다.
다음으로, 본체(100)의 고정레이저(200)를 물체의 일단부에 맞추고, 레이저를 발진시킨다.(S100)
이때, 물체의 일단부와 고정레이저(200) 사이의 거리(x)는 바로 측정된 후, 제어부에 입력이 된다.
다음으로, 회동레이저(300)를 물체의 타단부를 향해 발진시킨다.(S200)
이때, 측정자는 다이얼(311)을 회전하여 회동레이저(300)의 조사각을 물체의 타단부에 일치시킨다.
이때, 회동레이저(300)의 조사각(θ)은 각도센서 즉, 로터리 엔코더의 구성으로 인해 자동으로 센싱된다.
그리고, 회동레이저(300)를 물체의 타단부에 발진시킴으로써, 회동레이저와 물체의 타단부 간 거리(y)는 바로 측정된 후, 제어부(400)에 입력이 된다.
이때, 회동레이저(300)와 물체 간에 직선거리(x')는 도 5에 도시된 바와 같이, 물체의 일단부와 고정레이저(200) 사이의 거리(x)와 동일하므로, 수학식1을 통해 물체의 일부너비(S)가 산출된다.(S300)
다음으로, 제어부(400)는 상기 산출된 물체의 일부너비(S)에, 기 입력되어 있는 고정레이저(200)와 회동레이저 사이의 거리(a)를 더하는 연산을 통해 물체의 최종너비(M)를산출하며, 산출된 값은 디스플레이부(110)를 통해 표시된다.(S400)
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 고정레이저(200)로부터 발진된 레이저와 물체의 일단부 사이의 각도가 직각이 아닌 경우에 물체의 너비를 측정하는 과정에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
본체(100)의 고정레이저(200)를 물체의 일단부에 맞추고, 레이저를 발진시킨다.(S1000)
이때, 물체의 일단부와 고정레이저(200) 사이의 거리(A)는 바로 측정된 후, 제어부에 입력이 된다.
다음으로, 회동레이저(300)를 물체의 타단부를 향해 발진시킨다.(S2000)
이때, 측정자는 다이얼(311)을 회전하여 회동레이저(300)의 조사각을 물체의 타단부에 일치시킨다.
이때, 회동레이저의 조사각(β)은 각도센서 즉, 로터리 엔코더의 구성으로 인해 자동으로 센싱된다.
이에 따라, 회동레이저(300)와 물체의 타단부 간 거리(B) 및 조사각(β)은 바로 측정된 후, 제어부(400)에 입력이 된다.
다음으로, 제어부(400)는 물체의 일단부와 고정레이저 사이의 거리(A)와, 기 설정된 고정레이저(200)와 회동레이저(300) 사이의 거리(a)를 이용한 피타고라스 정리를 통해 가상의 선 즉, 회동레이저(300)와 물체의 일단부 사이의 거리(l)을 산출한다.(S3000)
이때, 도 7에 도시된 바와 같이, 물체의 일단부와 고정레이저 사이의 거리(A)와, 회동레이저(300)와 물체의 일단부 사이의 거리(l)가 이루는 사이각(α)은 삼각법(치타고라스의 저리)를 통해 산출될 수 있으며, 이로 인해 회동레이저(300)와 물체의 일단부 사이의 거리(l)와, 회동레이저(300)가 이루는 각도(α)도 자동으로 산출될 수 있게 된다.(S4000)
상기한 바와 같이 산출된 값을 입력받은 제어부(400)는 수학식2 또는 수학식3을 이용해 물체의 너비(M) 최종값을 산출하며, 산출된 최종값은 디스플레이부(110)를 통해 표시된다.
이로써, 레이저 거리 측정기를 이용한 물체의 너비 측정이 완료된다.
한편, 레이저 거리 측정기를 이용한 거리 측정은 사용자가 한 손으로 파지하여 측정할 수 있으므로, 사용의 편의성을 높일 수 있는 특징이 있다.
이때, 사용자가 한 손으로 파지시 레이저 거리 측정기의 유동 및 미끄럼을 방지할 필요가 있으며, 이를 위해 본체(100)에 파지부(500)를 구성할 수 있다.
이를 본 발명의 다른 실시예로 제시하며, 첨부된 도 8을 참조하여 설명하도록 한다.
설명하기에 앞서 바람직한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 부호를 병기하며 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 8에 도시된 바와 같이 본체(100)의 저면에 파지부(500)가 설치된다.
이를 위해, 본체(100)의 저면에는 삽입홈(120)이 형성되며, 상기 삽입홈(120)은 본체(100)의 타측 저면 즉 회동레이저(300) 측 저면에 형성된다.
이는, 사용자가 오른속으로 파지부(500)를 파지하기 용이하도록 하기 위함으로서, 상기 삽입홈(120)은 본체(100)의 일측 저면에 형성될 수도 있다.
그리고, 상기 삽입홈(120)에는 파지부(500)가 축 결합되며, 파지부(500)는 그 축을 중심으로 삽입홈(120)의 외부로 회동된다.
이때, 파지부(500)의 축에는 파지부(500)를 삽입홈(120)으로 위치시키는 탄성력을 제공하는 탄성부재(미도시)가 설치된다.
이때, 탄성부재는 한정되지 않지만, 토션 스프링임이 바람직하다.
이와 같은 구성에 의해, 사용자가 본체(100)를 잡고 측정시, 파지부(500)를 당겨 삽입홈(120)으로부터 인출한 후, 인출된 파지부(500)를 손가락으로 파지한 후 측정을 실시한다.
이에 따라, 본체(100) 파지에 대한 안정감이 제공될 수 있으며, 측정값의 정확도를 높일 수 있게 된다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 : 본체 110 : 디스플레이부
120 : 삽입홈 200 : 고정레이저
300 : 회동레이저 310 : 각도센서
311 : 다이얼 400 : 제어부
500 : 파지부

Claims (9)

  1. 외관을 구성하며, 측정값이 표시되는 디스플레이부를 포함하는 본체;
    상기 본체의 일측에 고정되며, 측정 대상 물체와의 조사(照射)각이 직각이 되도록 레이저를 발진하여 상기 측정 대상 물체 일단부와의 거리를 측정하는 고정 레이저;
    상기 본체의 타측에 고정 레이저와 나란하게 축 결합되되 사용자가 회동하여 조사(照射)각을 임의로 가변시키면서 측정 대상 물체 타단부와의 거리를 측정하며, 조사각을 자동으로 센싱하는 각도센서를 포함하는 회동레이저;
    상기 고정레이저를 통해 측정된 물체의 일단부와의 측정거리와, 회동레이저를 통해 물체의 타단부와의 측정거리, 고정레이저와 회동레이저 사이의 거리를 삼각법 계산을 통해 물체의 일단부와 타단부 사이의 거리를 산출하는 제어부:를 포함하여 구성된 레이저 거리 측정기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정레이저로부터 발진된 레이저와 물체의 일단부 사이의 각이 직각일 때, 제어부는 수학식1을 통해 물체의 일단부와 타단부 사이의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정기.
    <수학식1>
    Figure pat00007

    M = 물체의 일단부와 타단부 사이의 거리
    a = 고정레이저와 회동레이저 사이의 거리
    x = 고정레이저와 물체의 일단부 사이의 거리
    x' = 회동레이저와 물체 사이의 직각거리(최단거리)
    x = x'
    θ = 회동레이저의 레이저 조사각
    y = 회동레이저와 물체의 타단부 사이의 거리
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고정레이저로부터 발진된 레이저와 물체의 일단부 사이의 각이 직각이 아닐 때, 제어부는 수학식2를 통해 물체의 일단부와 타단부 사이의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정기.
    <수학식2>
    Figure pat00008

    M = 물체의 일단부와 타단부 사이의 거리
    l = 회동레이저와 물체의 일단부 사이의 거리
    (l =
    Figure pat00009
    을 통해 산출
    a = 고정레이저와 회동레이저 사이의 거리)
    B = 회동레이저와 물체의 타단부 사이의 거리
    α = l과 A(물체의 일단부와 고정레이저 사이의 거리)가 이루는 각
    β = 회동레이저의 레이저 조사각
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 고정레이저로부터 발진된 레이저와 물체의 일단부 사이의 각이 직각이 아닐 때, 제어부는 수학식3을 통해 물체의 일단부와 타단부 사이의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정기.
    <수학식3>
    Figure pat00010

    M = 물체의 일단부와 타단부 사이의 거리
    A = 물체의 고정레이저와 물체의 일단부 사이의 거리
    a = 고정레이저와 회동레이저 사이의 거리
    B = 회동레이저와 물체의 타단부 사이의 거리
    β = 회동레이저의 레이저 조사각
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체의 타측 저면에는 삽입홈이 형성되고,
    상기 삽입홈에는 그 삽입홈을 기준으로 삽입홈의 외부를 향해 회동되는 파지부가 축 결합되며, 상기 파지부의 축에는 파지부를 원위치시키는 탄성력을 제공하는 탄성부재가 설치된 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정기.
  6. 레이저 거리 측정기의 고정레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 조사(照射)각이 직각인 경우의 물체 너비 측정방법에 있어서,
    (a) 측정 대상 물체의 일단부와 레이저 빔의 각도가 직각이 되도록 고정레이저를 발진하는 단계;
    (b) 회동레이저를 회동하여 측정 대상 물체의 타단부에 발진하는 단계;
    (c) 상기 (b)단계를 통해 회동레이저와 측정 대상 물체의 타단부 사이의 거리(y) 및 각도(θ)를 측정하고, 고정레이저를 통해 측정된 측정 대상 물체의 일단부 사이의 거리값(x) 및 삼각법을 이용해 측정대상 물체의 타단부에서 회동레이저가 직각으로 대응된 측정대상물체의 어느 위치까지 측정 대상 물체의 일부 너비(s)를 산출하는 단계;
    (d) 기 등록된 고정레이저와 회동레이저 사이의 거리값(a)과 상기 (c)단계에서 산출된 측정 대상 물체의 일부 너비(s)를 더하여 측정 대상 물체의 전체 너비(M)를 구하는 단계:를 포함하여 구성된 레이저 거리 측정기를 이용한 물체 너비 측정방법.
  7. 레이저 거리 측정기의 고정레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 조사(照射)각이 직각이 아닌 경우의 물체 너비 측정방법에 있어서,
    (a) 측정 대상 물체의 일단부를 향해 본체를 움직여 고정레이저를 발진하는 단계;
    (b) 회동레이저를 회동하여 측정 대상 물체의 타단부에 발진하는 단계;
    (c) 측정된 고정레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 거리(A), 기 등록된 고정레이저와 회동레이저 사이의 거리(a)를 가지고 삼각법을 이용해, 회동레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 거리(l)를 산출하는 단계;
    (d) 고정레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 거리(A) 및 회동레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 거리가 형성하는 사이각(α)에 대한 엇각을 이용해, 회동레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 거리(l)와 본체의 타측이 형성하는 각도(α)를 산출하는 단계;
    (e) 회동레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 거리(A), 회동레이저와 측정 대상 물체의 타단부 사이의 거리(B), 회동레이저와 측정 대상 물체의 일단부 사이의 거리가 형성하는 사이각에 대한 엇각(α), 회동레이저의 조사(β)각을 가지고 삼각법을 이용해 물체의 전체 너비(M)를 산출하는 단계:를 포함하여 구성된 레이저 거리 측정기를 이용한 물체 너비 측정방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 (c)단계의 측정 대상 물체의 일부 너비(s)는 수학식1을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정기를 이용한 물체 너비 측정방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 (e)단계의 물체의 전체 너비(M)는 수학식2 또는 수학식3을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 레이저 거리 측정기를 이용한 물체 너비 측정방법.




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