JPH0219404B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は変位計測技術に係る非接触式多数点変
位計測法に関するもので、構造物の変位や地盤沈
下等の計測に用いる新規変位計測法を提唱するこ
とを目的とする。

従来、構造物の変位や地盤沈下等の変位量の計
測にはトランシツトまたは連通管等の計測機器が
使われているが、この種の計測では一般に多数点
の計測を経時的に行なわなければならず、計測作
業が甚だ面倒なものであつた。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、多
数点の変位量を比較的簡単に、かつ正確に計測す
る技術を提唱せんとするものである。すなわち本
発明の非接触式多数点変位計測法は、被計測物に
対して、該被計測物外の一点から直線上に遮蔽物
を有しない複数の所望位置に入射光反射体か、も
しくは受光センサを設けた検知棒を、姿勢安定機
構を介して取り付けるとともに上記被計測物外の
一点に、被計測物の変位量計測方向に平行移動す
る移動量検知機構を備え、かつ該移動軸と直交面
内を自動的に旋回してその角度検知機構を備えて
なるレーザ発射装置を設置し、該レーザ発射装置
から投光したレーザ光の細光束の有無を上記検知
棒の入射光反射体によつて反射して、該レーザ発
射装置の一部に取り付けた受光センサで検知する
かまたは検知棒に設けた受光センサで検知し、被
計測物の変位量をレーザ発射装置の旋回軸に設け
た移動量検知機構によつて計測することを特徴と
するものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
ると、第１図ないし第３図は第一の実施例を示す
ものである。被計測物ａの変位計測方向は鉛直方
向（矢印Ａ）である。１は旋回軸Ｏ矢印Ａと平行
になるように被計測物ａ外の地点に設置したレー
ザ発射装置で自動旋回機構２によつて旋回軸Ｏと
直交する平面内を旋回し、所望旋回方向に一定波
長のレーザ光の細光束を発射するとともに自動旋
回機構２によつて旋回角度を検出するようにな
る。また上記旋回軸Ｏには基台３との間にレーザ
発射装置１の旋回面を旋回軸Ｏの方向に適宜、連
続的に移動させる螺合構造等の移動手段４とその
移動量を検知する移動量検知機構５を具備すると
ともにレーザ発射装置１の一部に放物面鏡または
望遠レンズになる集光器７を取り付け、該集光器
７の焦点位置にホトダイオードまたはTVカメラ
等の受光センサ８を設けてなるもので受光センサ
８は後述する中央処理機構９と接続される。

１０は被計測物ａ側に設けられる検知棒であ
り、該検知棒１０の下端部をボールジヨイント１
１等の姿勢安定機構を介して被計測物ａに取り付
けるためのブラケツト１２の端部と揺回動自在に
枢着するとともに、該枢着部から反対方向に延び
るバランスウエイト１３の荷重により、常時検知
棒１０を鉛直方向に支承してなる。また１４は当
該検知棒１０の略中央部に構成した反射テープや
鏡面加工板等の入射光反射体であり、前記レーザ
光を投光方向に反射するもので、該入射光反射体
１４の上下位置にはレーザ光を透光するような透
明材もしくはプリズムのごとくレーザ光を入射方
向に反射しない入射光吸収構造１５，１５を形成
してなる。

前記中央処理機構９は受光センサ８の受光入力
信号をトリガーとしてその時のレーザ発射装置１
の旋回角度を自動旋回機構２の出力信号から、ま
た同時に移動手段４の移動量を移動量検知機構５
から読み取つて記憶するとともに、つぎに移動お
よび旋回スキヤン繰り返えし行ない、該記憶位置
との比較を行なうようになる。

上記実施例によつて被計測物ａの多数点a₁，
a₂，a₃の変位（変位方向Ａ）を計測する場合第３
図に示すようにレーザ発射装置１が移動手段４に
よる移動範囲内で、直接視認可能な位置a₁，a₂，
a₃を選び検知棒１０を設置する。

その後、移動手段４によつてたとえば下から上
へ順次、旋回面を一定量だけ移動させ、その都度
自動旋回機構２によつて、レーザ発射装置１から
のレーザ光束Ｌを、旋回面上で一定角度内または
全周スキヤニングさせる。この動作の間、多数点
a₁，a₂，a₃の各各の検知棒１０からの反射光Ｌを
受光センサ８が検出した時点で、移動量検知機構
５によつて基準位置l₀からの移動と距離l₁，l₂，l₃
を、また自動旋回機構２によつてa₁，a₂，a₃の基
準方向θ₀からの角度θ₁，θ₂，θ₃を中央処理機構９
に入力し、その移動距離と旋回角度を初期値とし
て記憶する。

この状態から以後、同様に移動手段４と自動旋
回機構２とをスキヤニングさせ、新しく入力した
移動距離と旋回角度を、先に記憶した初期値と比
較し、移動距離の読み差を、被計測物ａの変位量
として求めることができる。

このとき、旋回角度は、該多数点a₁，a₂，a₃を
判別するために用いられる。

このように、移動手段４と自動旋回機構２を任
意の範囲で略連続的にスキヤニングしながら、該
多数点の移動距離を入力する方法のほか、つぎの
方法によつてもよい。第二の方法は、あらかじめ
移動距離と旋回角度の初期値l₁，l₂，l₃およびa₁，
a₂，a₃によつて被計測物ａの初期位置にレーザ光
束Ｌを照射するよう、移動手段４と自動旋回機構
を同調駆動する。

被計測物ａの変位がない場合にはレーザ光束Ｌ
は検知棒１０の入射光反射体１４によつて反射さ
れ受光センサ８がONして、中央処理機構９に変
位がないことを入力する。また被計測物ａが変位
している場合はレーザ光束Ｌが反射されず、受光
センサ８はOFF状態のままである。この状態で
移動手段４を操作してレーザ発射装置１を鉛直方
向に移動せしめ、レーザ光束Ｌの反射光が受光セ
ンサ８をONする位置を探すことにより、被計測
物ａの変位量を移動量検知機構５の読みの差によ
つて計測することができるものであり、この繰り
返しにより多数点a₁，a₂，a₃の経時的変位を計測
することができる。

つぎに第４図および第５図は本発明の他の実施
例を示すものである。前記第一の実施例と異なる
部分についてのみ説明すると、本実施例では受光
センサ８ａを検知棒１０側に設けたものである。
検知棒１０の中央部にはレーザ光束Ｌのみを透過
するレーザフイルタ１６を設けた受光素子８ａを
検知棒１０の正面に向くように設けてなり、該受
光素子８ａの受光信号を増幅する増幅回路１７に
入力した信号を発信機１８を介して無線または有
線によつて中央処理機構９に入力する受信機１９
と情報伝達する構造になる。本実施例ではレーザ
発射装置１からの照射されたレーザ光束Ｌを直接
検知棒１０の受光センサ８ａによつて受光するも
ので、計測操作は第一の実施例と同一である。

これまでの実施例は、被計測物の変位方向を鉛
直方向とするものであつたが、第６図のように、
被計測物の変位方向Ａが水平方向であり、レーザ
発射装置１の旋回軸Ｏおよび移動手段４による移
動に方向も変位方向Ａに平行である場合にも応用
することができる。この場合、検知棒１０は、水
平に保持されるよう、ブラケツト１２によつて支
持されるもので、第２図、第５図に示されるバラ
ンスウエイト１３は不要である。

以上述べたように本発明の変位計測法によれ
ば、計測位置を被計測物から離れた位置に定置す
ることができるので、建造物の破壊実験等の経時
的変位計測において有用であるばかりでなく、多
数点の変位計測を一点の測定位置で計測すること
ができる特徴を有するものである。また本発明の
変位計測法によれば、旋回機構および該旋回軸の
移動手段を自動化することにより、無人計測装置
を構成することができるもので、本発明の効果は
きわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明非接触式多数点変位計測法の実施
例を示すもので、第１図は第一の実施方法を示す
説明図、第２図は同検知棒の正面図、第３図ａお
よびｂはレーザ発射装置の旋回状態を示す説明
図、第４図は第二の実施方法を示す説明図、第５
図は同検知棒の側面図、第６図は第３の実施方法
を示す説明図である。 １……レーザ発射装置、２……自動旋回機構、
４……移動手段、５……移動量検知機構、７……
集光器、８，８ａ……受光センサ、９……中央処
理機構、１０……検知棒、１３……バランスウエ
イト、１４……入射光反射体、１７……増幅回
路、１８……発信機、１９……受信機、ａ……被
計測物、Ｌ……レーザ光束。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被計測物に対して、該被計測物外の一点から
   の線分上に遮蔽物を有しない単数または複数の所
   望計測位置に、入射光反射体または受光センサを
   設けた検知棒を、姿勢安定機構を介して取り付け
   るとともに上記被計測物外の一点に被計測物の変
   位計測方向に平行移動する移動量検知機構を備
   え、かつ該移動軸と直交面内を旋回し、該旋回角
   度検知機構を備えてなるレーザ発射装置を設置
   し、該レーザ発射装置から照射したレーザ細光束
   の有無を上記検知棒の入射光反射体によつてレー
   ザ発射装置側に設けた受光センサで検知するか、
   もしくは検知棒に設けた受光センサで検知し、被
   計測物の変位量をレーザ発射装置を平行移動せし
   め、その旋回軸に設けた移動量検知機構によつて
   計測することを特徴とする非接触式多数点変位計
   測法。