JPH0740066B2 - レ−ザ光線を使用した３次元空間上の角度測定方法及び装置 - Google Patents
レ−ザ光線を使用した３次元空間上の角度測定方法及び装置Info
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- JPH0740066B2 JPH0740066B2 JP1398687A JP1398687A JPH0740066B2 JP H0740066 B2 JPH0740066 B2 JP H0740066B2 JP 1398687 A JP1398687 A JP 1398687A JP 1398687 A JP1398687 A JP 1398687A JP H0740066 B2 JPH0740066 B2 JP H0740066B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザ光線を使用した３次元位置の測定方法
および装置に関し、更に詳しくは３次元空間の所定点が
基準点からなす角度を測定する方法及び装置に関する。
および装置に関し、更に詳しくは３次元空間の所定点が
基準点からなす角度を測定する方法及び装置に関する。
［従来の技術］ レーザ光線を利用した距離或いは方向の測定は、トラン
シットによる測量に比較して熱練を必要とせず、また測
定データの処理がコンピュータで可能で、自動記録或い
は表示も可能など優れた測量法である。そこで、本出願
人は、このレーザ光線による優れた測定方法を特願昭60
−189688号（特公平３−58646号公報参照）、特願昭60
−267481号（特公平４−11806号公報参照）等によって
提案した。
シットによる測量に比較して熱練を必要とせず、また測
定データの処理がコンピュータで可能で、自動記録或い
は表示も可能など優れた測量法である。そこで、本出願
人は、このレーザ光線による優れた測定方法を特願昭60
−189688号（特公平３−58646号公報参照）、特願昭60
−267481号（特公平４−11806号公報参照）等によって
提案した。
ところで、上記提案された測定方法或いは装置は、いず
れも平面における所定点すなわち計測点が基準点からな
る角度或いは方向を測定するもので、３次元空間の計測
点の方向は測定できないものである。また測定に使用さ
れるレーザがビーム形状であるため計測範囲が狭いとい
う難点がある。もっとも、平面位置の測定には、ビーム
形状でも格別問題は生じないが、３次元空間の計測点の
方向の測定には問題がある。
れも平面における所定点すなわち計測点が基準点からな
る角度或いは方向を測定するもので、３次元空間の計測
点の方向は測定できないものである。また測定に使用さ
れるレーザがビーム形状であるため計測範囲が狭いとい
う難点がある。もっとも、平面位置の測定には、ビーム
形状でも格別問題は生じないが、３次元空間の計測点の
方向の測定には問題がある。
［発明の目的］ したがって、本発明は、レーザを使用して３次元空間の
計測点の基準線からの方向を測定する方法及び装置を提
供することを目的とし、また測定範囲の拡大された測定
方法及び装置を提供することを目的としている。
計測点の基準線からの方向を測定する方法及び装置を提
供することを目的とし、また測定範囲の拡大された測定
方法及び装置を提供することを目的としている。
［発明の構成］ 本発明によるレーザ光線を使用した３次元空間上の角度
測定方法によれば、所定間隔をおいたＸ、Ｙ平面上の２
箇所の基準点の一方の基準点に互いに逆方向に等速で前
記Ｘ、Ｙ平面に直角なＺ軸を中心としてスリット状のレ
ーザ光線を回転照射する第１のレーザ灯台を設置し、他
方の基準点に前記Ｘ、Ｙ平面内に位置し、そしてＺ軸と
直交するＸ軸を中心として前記の第１のレーザ灯台と同
様にスリット状のレーザ光線を回転照射する第２のレー
ザ灯台を設置し、前記スリット状のレーザ光線はその一
側が回転軸に直角な方向に照射されて時計方向に回転す
る光線CW2と他側がその一側の光線CW2と角度ψで照射さ
れる光線CW1と、一側が回転軸に直角な方向に照射され
て反時計方向に回転される光線CCW1と他側がその一側の
光線CCW1と角度ψで照射される光線CCW2で構成され、計
測点には前記第１および第２のレーザ灯台から照射され
るレーザ光線を検知するセンサを設置し、前記第１のレ
ーザ灯台から照射される互いに逆方向に回転するレーザ
光線を検知する時間差を計測して演算装置に入力し、計
測点が第１および第２のレーザ灯台を設置した２つの基
準点を結ぶ基準線からなす角度αを算出し、前記第２の
レーザ灯台から照射される光線の時間差から、第２のレ
ーザ灯台を設置した基準点において計測点が前記Ｘ、Ｙ
平面と対する角度βを算出するようになっている。
測定方法によれば、所定間隔をおいたＸ、Ｙ平面上の２
箇所の基準点の一方の基準点に互いに逆方向に等速で前
記Ｘ、Ｙ平面に直角なＺ軸を中心としてスリット状のレ
ーザ光線を回転照射する第１のレーザ灯台を設置し、他
方の基準点に前記Ｘ、Ｙ平面内に位置し、そしてＺ軸と
直交するＸ軸を中心として前記の第１のレーザ灯台と同
様にスリット状のレーザ光線を回転照射する第２のレー
ザ灯台を設置し、前記スリット状のレーザ光線はその一
側が回転軸に直角な方向に照射されて時計方向に回転す
る光線CW2と他側がその一側の光線CW2と角度ψで照射さ
れる光線CW1と、一側が回転軸に直角な方向に照射され
て反時計方向に回転される光線CCW1と他側がその一側の
光線CCW1と角度ψで照射される光線CCW2で構成され、計
測点には前記第１および第２のレーザ灯台から照射され
るレーザ光線を検知するセンサを設置し、前記第１のレ
ーザ灯台から照射される互いに逆方向に回転するレーザ
光線を検知する時間差を計測して演算装置に入力し、計
測点が第１および第２のレーザ灯台を設置した２つの基
準点を結ぶ基準線からなす角度αを算出し、前記第２の
レーザ灯台から照射される光線の時間差から、第２のレ
ーザ灯台を設置した基準点において計測点が前記Ｘ、Ｙ
平面と対する角度βを算出するようになっている。
また、本発明によるレーザ光線を使用した３次元空間上
の角度測定装置によれば、所定間隔をおいてＸ、Ｙ平面
上の２つの基準点に設置され時計方向および反時計方向
に等速で回転するレーザ光を照射する第１および第２の
レーザ灯台と、計測点に設置され、前記第１および第２
のレーザ灯台からのレーザ光線を検知する検知センサ
と、前記検知センサが受光する時計方向および反時計方
向に回転するレーザ光線の時間差を測定する時間測定装
置と、その時間測定装置で測定された第１のレーザ灯台
に関する測定値が入力されて前記２つの基準点を結ぶ基
準線に対する角度を演算すると共に、第２のレーザ灯台
に関する測定値が入力されて前記Ｘ、Ｙ平面に対する角
度を演算する演算装置とを備え、前記第１および第２の
レーザ灯台はスリット状のレーザ光線を照射し、前記ス
リット状のレーザ光線はその一側が回転軸に直角な方向
に照射されて時計方向に回転する光線CW2と他側がその
一側の光線CW2と角度ψで照射される光線CW1と、一側が
回転軸に直角な方向に照射されて反時計方向に回転され
る光線CCW1と他側がその一側の光線CCW1と角度ψで照射
される光線CCW2で構成されている。
の角度測定装置によれば、所定間隔をおいてＸ、Ｙ平面
上の２つの基準点に設置され時計方向および反時計方向
に等速で回転するレーザ光を照射する第１および第２の
レーザ灯台と、計測点に設置され、前記第１および第２
のレーザ灯台からのレーザ光線を検知する検知センサ
と、前記検知センサが受光する時計方向および反時計方
向に回転するレーザ光線の時間差を測定する時間測定装
置と、その時間測定装置で測定された第１のレーザ灯台
に関する測定値が入力されて前記２つの基準点を結ぶ基
準線に対する角度を演算すると共に、第２のレーザ灯台
に関する測定値が入力されて前記Ｘ、Ｙ平面に対する角
度を演算する演算装置とを備え、前記第１および第２の
レーザ灯台はスリット状のレーザ光線を照射し、前記ス
リット状のレーザ光線はその一側が回転軸に直角な方向
に照射されて時計方向に回転する光線CW2と他側がその
一側の光線CW2と角度ψで照射される光線CW1と、一側が
回転軸に直角な方向に照射されて反時計方向に回転され
る光線CCW1と他側がその一側の光線CCW1と角度ψで照射
される光線CCW2で構成されている。
［発明の原理］ 本発明は、原理的には先に提案された特願昭60−267418
号（特公平４−11806号公報参照）に記載の発明が利用
されている。そこで、まずその先行発明の概要を説明す
る。
号（特公平４−11806号公報参照）に記載の発明が利用
されている。そこで、まずその先行発明の概要を説明す
る。
第１図に示すように（ｘ、ｙ）平面上に基準線ABがあ
り、そして同平面上にＣ点すなわち計測点があるとき、
Ｃ点が基準線ABとなす角θを求めることについて考察す
ると、レーザビームをＡ点からＢ点へ向け発し、そして
このレーザビームを反時計方向CCWと時計方向CWとに等
速で回転させると、Ｃ点では反時計方向のレーザビーム
CCWを観測して、次に時計方向のビームCWを観測する筈
である。そして再び反時計方向のビームCCWを観測する
ことになる。計測点Ｃが第３或いは第４象現に存在する
ときは、観測順序が異なるだけで、原理的には同じであ
ることは明らかである。
り、そして同平面上にＣ点すなわち計測点があるとき、
Ｃ点が基準線ABとなす角θを求めることについて考察す
ると、レーザビームをＡ点からＢ点へ向け発し、そして
このレーザビームを反時計方向CCWと時計方向CWとに等
速で回転させると、Ｃ点では反時計方向のレーザビーム
CCWを観測して、次に時計方向のビームCWを観測する筈
である。そして再び反時計方向のビームCCWを観測する
ことになる。計測点Ｃが第３或いは第４象現に存在する
ときは、観測順序が異なるだけで、原理的には同じであ
ることは明らかである。
このように観測時刻が異なるので、この観測時間差から
角θを算出できることになる。すなわち第２図に示すよ
うに、Ｃ点における観測時間差はt1、t2、t1・・・であ
るので、角θはθ＝（t1−t2）／（|t1−t2|）×t1/（t
1＋t2）×180゜で求められる。
角θを算出できることになる。すなわち第２図に示すよ
うに、Ｃ点における観測時間差はt1、t2、t1・・・であ
るので、角θはθ＝（t1−t2）／（|t1−t2|）×t1/（t
1＋t2）×180゜で求められる。
ところで、反時計方向に回転するレーザと、時計方向の
レーザを準備するのは等速で駆動する方法にも、またコ
スト的にも問題があるので、１個の回転レーザを使用
し、そしてミラーを適用することによって、２方向の回
転レーザCCW、CWを得るようにし、また反時計方向のレ
ーザCCWと時計方向のレーザCWを区別するために、先の
発明では上下方向に所定間隔をおいてレーザビームが適
用されている。
レーザを準備するのは等速で駆動する方法にも、またコ
スト的にも問題があるので、１個の回転レーザを使用
し、そしてミラーを適用することによって、２方向の回
転レーザCCW、CWを得るようにし、また反時計方向のレ
ーザCCWと時計方向のレーザCWを区別するために、先の
発明では上下方向に所定間隔をおいてレーザビームが適
用されている。
このように、ｘ、ｙ平面上で回転するレーザすなわち
ｘ、ｙ平面に垂直なｚ軸を中心にして両方向に等速で回
転するレーザを適用すると、ｘ、ｙ平面上の計測点が基
準線となす角すなわち方向が求まり、同様にｘ軸を中心
として両方向に等速で回転するレーザを使用すると、計
測点が基準点においてｘ、ｙ平面となす角が求まること
になる。
ｘ、ｙ平面に垂直なｚ軸を中心にして両方向に等速で回
転するレーザを適用すると、ｘ、ｙ平面上の計測点が基
準線となす角すなわち方向が求まり、同様にｘ軸を中心
として両方向に等速で回転するレーザを使用すると、計
測点が基準点においてｘ、ｙ平面となす角が求まること
になる。
［発明の作用効果］ 本発明によれば前述の如く２つのスリット状のレーザ光
線を用いてその交点を求めるので、センサが光線を検知
しやすく、容易に３次元的な角度を求めることができ
る。したがって例えば移動する物体もその物体にセンサ
を設ければその３次元方向を求めることができる。この
ようにスリット状のレーザ光線を用いることによってセ
ンサが容易に光線を検知でき、角度の測定上極めて好適
である。
線を用いてその交点を求めるので、センサが光線を検知
しやすく、容易に３次元的な角度を求めることができ
る。したがって例えば移動する物体もその物体にセンサ
を設ければその３次元方向を求めることができる。この
ようにスリット状のレーザ光線を用いることによってセ
ンサが容易に光線を検知でき、角度の測定上極めて好適
である。
［実施例］ 本発明の実施に際しては、基準点を結ぶ基準線を補正す
るためには基準方向検出センサを使用し、またレーザ光
線の検知センサは、フォトダイオード、増幅整形回路、
しきい値回路等で構成することができる。レーザ光線を
受光する時間差は、水晶発振回路、ゲート回路、カウン
タ回路等で構成し、演算装置はマイクロコンピュータで
構成できる。しかしながら、これらの装置は、いずれも
当業者において周知であり任意に適用できるものである
から、以下の実施例では、ブロック図として示されるだ
けである。
るためには基準方向検出センサを使用し、またレーザ光
線の検知センサは、フォトダイオード、増幅整形回路、
しきい値回路等で構成することができる。レーザ光線を
受光する時間差は、水晶発振回路、ゲート回路、カウン
タ回路等で構成し、演算装置はマイクロコンピュータで
構成できる。しかしながら、これらの装置は、いずれも
当業者において周知であり任意に適用できるものである
から、以下の実施例では、ブロック図として示されるだ
けである。
以下添付図面の第３図、第４図によって、レーザ灯台の
実施例から説明する。
実施例から説明する。
第３図において、レーザ灯台１は、固定ハウジング10
と、このハウジング内に設けられている回転台20と、ハ
ウジング10及び回転台20に取付けられている後述する各
種の光学装置とから成っている。
と、このハウジング内に設けられている回転台20と、ハ
ウジング10及び回転台20に取付けられている後述する各
種の光学装置とから成っている。
固定ハウジング10は、略箱形に形成され、その底壁11の
中心部にはレーザ発振器30が固定されている。そして、
この発振器から照射されるレーザ光線Ｘは、中心透孔12
からハウジングの内部へ達するようになっている。固定
ハウジング10は、上方部に支持部材13を一体的に備えて
いる。そしてこの支持部材に反射面Ｓが回転中心線Ｃに
一致するようにミラー２が固定されている。
中心部にはレーザ発振器30が固定されている。そして、
この発振器から照射されるレーザ光線Ｘは、中心透孔12
からハウジングの内部へ達するようになっている。固定
ハウジング10は、上方部に支持部材13を一体的に備えて
いる。そしてこの支持部材に反射面Ｓが回転中心線Ｃに
一致するようにミラー２が固定されている。
固定ハウジング10の内部には、モータの構成要素である
固定子21が設けられ、この固定子に対向して平板状の回
転子22が軸受23により回転自在に軸受けされている。そ
して、この回転子22に回転台24が一体的に載置されてい
る。回転台の回転中心には透孔25が形成され、レーザ発
振器30からのレーザ光線Ｘはこの透孔25を通って、回転
台24に固定されたペンタプリズム３に達するようになっ
ている。
固定子21が設けられ、この固定子に対向して平板状の回
転子22が軸受23により回転自在に軸受けされている。そ
して、この回転子22に回転台24が一体的に載置されてい
る。回転台の回転中心には透孔25が形成され、レーザ発
振器30からのレーザ光線Ｘはこの透孔25を通って、回転
台24に固定されたペンタプリズム３に達するようになっ
ている。
回転台24の中心には、前述のようにペンタプリズム３が
固定され、そして周縁部には３角形の反射プリズム４と
ビームスプリッタ６が、また中間位置にはシリンドリカ
ル凹レンズ５が軸心が斜め上方を向くようにして一体的
に設けられている。したがって、回転台24が回転する
と、プリズム３、シリンドリカル凹レンズ５、反射プリ
ズム４およびスプリッタ６が一体的に回転することにな
る。
固定され、そして周縁部には３角形の反射プリズム４と
ビームスプリッタ６が、また中間位置にはシリンドリカ
ル凹レンズ５が軸心が斜め上方を向くようにして一体的
に設けられている。したがって、回転台24が回転する
と、プリズム３、シリンドリカル凹レンズ５、反射プリ
ズム４およびスプリッタ６が一体的に回転することにな
る。
レーザ灯台１は、以上のように構成されているので、レ
ーザ発振器30から照射されるレーザ光線Ｘは、ペンタプ
リズム３で図示のように屈折され、シリンドリカル凹レ
ンズ５に達する。シリンドリカル凹レンズ５では、図示
のようにレーザ光線は上下方向にのみ拡散され、第１の
端部の光線L1は、その一部はビームスプリッタ６を通っ
て直進してレーザ光線CCW1となり、残りの光線は反射プ
リズム４で屈折され、そしてミラー２で反射してレーザ
光線CW1となる。また第２の端部のレーザ光線L2は、そ
の一部は反射プリズム４及びビームスプリッタ６を通っ
て直進し、光線CCW2となり、残余の光線は反射プリズム
４で屈折して、更にミラー２で反射して光線CW2とな
る。
ーザ発振器30から照射されるレーザ光線Ｘは、ペンタプ
リズム３で図示のように屈折され、シリンドリカル凹レ
ンズ５に達する。シリンドリカル凹レンズ５では、図示
のようにレーザ光線は上下方向にのみ拡散され、第１の
端部の光線L1は、その一部はビームスプリッタ６を通っ
て直進してレーザ光線CCW1となり、残りの光線は反射プ
リズム４で屈折され、そしてミラー２で反射してレーザ
光線CW1となる。また第２の端部のレーザ光線L2は、そ
の一部は反射プリズム４及びビームスプリッタ６を通っ
て直進し、光線CCW2となり、残余の光線は反射プリズム
４で屈折して、更にミラー２で反射して光線CW2とな
る。
したがって、凹レンズ５を通ってプリズム、ミラー等を
通過或いは屈折されたレーザ光線は、スリット状にCCW2
とCCW1及びCW1とCW2との間に拡散され、しかも斜め上方
へ照射される。それ故、第３図において角ψで示される
範囲に計測点が存在すると、計測点は２種のレーザ光線
CW、CCWに照射されることになる。そして、今回転台20
を上方からみて反時計方向に回転させると、レーザ光線
CCW1、CCW2は回転台と同方向に回転するが、光線CW1、C
W2はミラー２が反射されているので反転し、時計方向に
回転する。この回転方向の関係は第４図に模式的に示さ
れている。
通過或いは屈折されたレーザ光線は、スリット状にCCW2
とCCW1及びCW1とCW2との間に拡散され、しかも斜め上方
へ照射される。それ故、第３図において角ψで示される
範囲に計測点が存在すると、計測点は２種のレーザ光線
CW、CCWに照射されることになる。そして、今回転台20
を上方からみて反時計方向に回転させると、レーザ光線
CCW1、CCW2は回転台と同方向に回転するが、光線CW1、C
W2はミラー２が反射されているので反転し、時計方向に
回転する。この回転方向の関係は第４図に模式的に示さ
れている。
このように、レーザ光線が照射されるので、第３図にお
いて示す計測エリアに計測点が存在すると、計測点は反
時計方向の光線CCWと、時計方向の光線CWとに照射され
る。したがって、第１図、第２図に関して説明したよう
に、時間差を測定すると計測点の角度或いは方向が演算
できることになる。反時計方向の光線CCWを受光するセ
ンサと、時計方向の光線CWを受光するセンサとを設ける
と、計測エリア以外の計測点の角度も演算できる。
いて示す計測エリアに計測点が存在すると、計測点は反
時計方向の光線CCWと、時計方向の光線CWとに照射され
る。したがって、第１図、第２図に関して説明したよう
に、時間差を測定すると計測点の角度或いは方向が演算
できることになる。反時計方向の光線CCWを受光するセ
ンサと、時計方向の光線CWを受光するセンサとを設ける
と、計測エリア以外の計測点の角度も演算できる。
そこで、第５図によって、その測定方法について説明す
る。基準点Ａをｘ、ｙ平面上に定め、そして基準点Ａ
に、レーザ灯台１の回転中心ＣがＺ軸と一致するように
設置して、レーザ光線を照射する。計測点Ｃには、レー
ザ光線検出センサ50を設け、レーザ光線を検知するよう
にする。また時間測定装置51と演算装置52を設ける。
る。基準点Ａをｘ、ｙ平面上に定め、そして基準点Ａ
に、レーザ灯台１の回転中心ＣがＺ軸と一致するように
設置して、レーザ光線を照射する。計測点Ｃには、レー
ザ光線検出センサ50を設け、レーザ光線を検知するよう
にする。また時間測定装置51と演算装置52を設ける。
さて、上述のようにしてレーザ光線が照射されると、セ
ンサ50は光線CCWとCWを検知する。そしてその信号が時
間測定装置に入力されて、第２図について説明したよう
に、時間差t1、t2、t1、t2・・・が測定される。したが
って、これらの時間差t1、t2から計測点Ｃが基準線ABか
らなる角αがα＝（t1−t2）／（|t1−t2|）×t1/（t1
＋t2）×180゜の式により演算装置52によって算出され
る。
ンサ50は光線CCWとCWを検知する。そしてその信号が時
間測定装置に入力されて、第２図について説明したよう
に、時間差t1、t2、t1、t2・・・が測定される。したが
って、これらの時間差t1、t2から計測点Ｃが基準線ABか
らなる角αがα＝（t1−t2）／（|t1−t2|）×t1/（t1
＋t2）×180゜の式により演算装置52によって算出され
る。
さて本発明によると、３次元空間の計測点の位置も容易
に測定できる。例えば第６図に示すように、ｘ軸上の基
準点Ａ、Ｃに回転中心がＺ軸と一致するようにレーザ灯
台１を設置して、角α、γを測定する。基準点Ａ、Ｃ間
の距離ｌは予め求められているので、２角と一辺が定ま
り、Ｃ′の座標（ｘ′、ｙ′）は演算装置52により算出
され、角βが算出されているので、Ｚも演算され、その
座標（ｘ′、ｙ′、ｚ′）が演算される。これらの演算
値はディスプレイに表示し、またプリントアウトするこ
ともできる。
に測定できる。例えば第６図に示すように、ｘ軸上の基
準点Ａ、Ｃに回転中心がＺ軸と一致するようにレーザ灯
台１を設置して、角α、γを測定する。基準点Ａ、Ｃ間
の距離ｌは予め求められているので、２角と一辺が定ま
り、Ｃ′の座標（ｘ′、ｙ′）は演算装置52により算出
され、角βが算出されているので、Ｚも演算され、その
座標（ｘ′、ｙ′、ｚ′）が演算される。これらの演算
値はディスプレイに表示し、またプリントアウトするこ
ともできる。
このように３箇所の基準点からレーザ光線が照射される
と、レーザ光線検知センサ50は、それらを区別するよう
に構成する必要がある。その実施例が第７図に示されて
いる。すなわちセンサ50はフォトダイオードなどから構
成されるが、レーザ灯台の設置点が異なるので、それを
利用してセンサ50を３個ａ′、ｂ′、ｃ′設けて、それ
ぞれのセンサａ′、ｂ′、ｃ′には、それぞれの基準点
Ａ、Ｂ、Ｃに設けられている灯台の光線のみを受光する
ようになっている。また図示はされていないが、レーザ
灯台のレーザの波長を変えて、光学フィルタで分別する
ようにすることも、更には灯台の回転周期を変えてマイ
クロコンピュータで判別するようにすることもできる。
と、レーザ光線検知センサ50は、それらを区別するよう
に構成する必要がある。その実施例が第７図に示されて
いる。すなわちセンサ50はフォトダイオードなどから構
成されるが、レーザ灯台の設置点が異なるので、それを
利用してセンサ50を３個ａ′、ｂ′、ｃ′設けて、それ
ぞれのセンサａ′、ｂ′、ｃ′には、それぞれの基準点
Ａ、Ｂ、Ｃに設けられている灯台の光線のみを受光する
ようになっている。また図示はされていないが、レーザ
灯台のレーザの波長を変えて、光学フィルタで分別する
ようにすることも、更には灯台の回転周期を変えてマイ
クロコンピュータで判別するようにすることもできる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によるとレーザ光線がスリ
ット状に拡大されているので、測定範囲が広く、したが
って３次元空間に存在する計測点の角度が容易に測定で
きる。更には、レーザ光線がスリット状であるため移動
計測点も測定できる。またレーザ光線を使用しているの
で、瞬時に測定でき、しかもそのデータの表示や記録が
容易である等の効果がある。
ット状に拡大されているので、測定範囲が広く、したが
って３次元空間に存在する計測点の角度が容易に測定で
きる。更には、レーザ光線がスリット状であるため移動
計測点も測定できる。またレーザ光線を使用しているの
で、瞬時に測定でき、しかもそのデータの表示や記録が
容易である等の効果がある。
第１図及び第２図は計測点におけるレーザ光線の受光時
間間隔と角度との関係を示す説明図、第３図は本発明に
係るレーザ灯台の１実施例を示す側面図、第４図はレー
ザ灯台の模式的平面図、第５図及び第６図はそれぞれ異
なる測定法を示す説明図、第７図はレーザ光線検知セン
サの１実施例を示す模式的斜視図である。 １……レーザ灯台、２……ミラー、20……回転台、30…
…レーザ発振器、50……レーザ光線検知センサ、51……
時間測定装置、52……演算装置、CCW……反時計方向に
回転するレーザ光線、CW……時計方向に回転するレーザ
光線、α……計測点が基準線となす角度、β……計測点
が基準点においてｘ、ｙ平面となす角度
間間隔と角度との関係を示す説明図、第３図は本発明に
係るレーザ灯台の１実施例を示す側面図、第４図はレー
ザ灯台の模式的平面図、第５図及び第６図はそれぞれ異
なる測定法を示す説明図、第７図はレーザ光線検知セン
サの１実施例を示す模式的斜視図である。 １……レーザ灯台、２……ミラー、20……回転台、30…
…レーザ発振器、50……レーザ光線検知センサ、51……
時間測定装置、52……演算装置、CCW……反時計方向に
回転するレーザ光線、CW……時計方向に回転するレーザ
光線、α……計測点が基準線となす角度、β……計測点
が基準点においてｘ、ｙ平面となす角度
Claims (2)
- 【請求項１】所定間隔をおいたＸ、Ｙ平面上の２箇所の
基準点の一方の基準点に互いに逆方向に等速で前記Ｘ、
Ｙ平面に直角なＺ軸を中心としてスリット状のレーザ光
線を回転照射する第１のレーザ灯台を設置し、他方の基
準点に前記Ｘ、Ｙ平面内に位置し、そしてＺ軸と直交す
るＸ軸を中心として前記の第１のレーザ灯台と同様にス
リット状のレーザ光線を回転照射する第２のレーザ灯台
を設置し、前記スリット状のレーザ光線はその一側が回
転軸に直角な方向に照射されて時計方向に回転する光線
CW2と他側がその一側の光線CW2と角度ψで照射される光
線CW1と、一側が回転軸に直角な方向に照射されて反時
計方向に回転される光線CCW1と他側がその一側の光線CC
W1と角度ψで照射される光線CCW2で構成され、計測点に
は前記第１および第２のレーザ灯台から照射されるレー
ザ光線を検知するセンサを設置し、前記第１のレーザ灯
台から照射される互いに逆方向に回転するレーザ光線を
検知する時間差を計測して演算装置に入力し、計測点が
第１および第２のレーザ灯台を設置した２つの基準点を
結ぶ基準線からなす角度αを算出し、前記第２のレーザ
灯台から照射される光線の時間差から、第２のレーザ灯
台を設置した基準点において計測点が前記Ｘ、Ｙ平面と
対する角度βを算出することを特徴とするレーザ光線を
使用した３次元空間上の角度測定方法。 - 【請求項２】所定間隔をおいてＸ、Ｙ平面上の２つの基
準点に設置され時計方向および反時計方向に等速で回転
するレーザ光を照射する第１および第２のレーザ灯台
と、計測点に設置され、前記第１および第２のレーザ灯
台からのレーザ光線を検知する検知センサと、前記検知
センサが受光する時計方向および反時計方向に回転する
レーザ光線の時間差を測定する時間測定装置と、その時
間測定装置で測定された第１のレーザ灯台に関する測定
値が入力されて前記２つの基準点を結ぶ基準線に対する
角度を演算すると共に、第２のレーザ灯台に関する測定
値が入力されて前記Ｘ、Ｙ平面に対する角度を演算する
演算装置とを備え、前記第１および第２のレーザ灯台は
スリット状のレーザ光線を照射し、前記スリット状のレ
ーザ光線はその一側が回転軸に直角な方向に照射されて
時計方向に回転する光線CW2と他側がその一側の光線CW2
と角度ψで照射される光線CW1と、一側が回転軸に直角
な方向に照射されて反時計方向に回転される光線CCW1と
他側がその一側の光線CCW1と角度ψで照射される光線CC
W2で構成されていることを特徴とするレーザ光線を使用
した３次元空間上の角度測定装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1398687A JPH0740066B2 (ja) | 1987-01-26 | 1987-01-26 | レ−ザ光線を使用した３次元空間上の角度測定方法及び装置 |
| US07/066,423 US4874238A (en) | 1986-08-27 | 1987-06-25 | Method and device for measurement with laser beam |
| GB8714988A GB2195852B (en) | 1986-08-27 | 1987-06-26 | Method and apparatus for obtaining surveying measurements using laser beam |
| DE19873722429 DE3722429A1 (de) | 1986-08-27 | 1987-07-07 | Winkelmessverfahren und -vorrichtung unter verwendung eines lasers |
| DE8718134U DE8718134U1 (de) | 1986-08-27 | 1987-07-07 | Winkelmeßvorrichtung unter Verwendung eines Lasers |
| FR878709868A FR2603376B1 (fr) | 1986-08-27 | 1987-07-10 | Procede et dispositif de mesure par faisceau laser, en particulier pour determiner les coordonnees d'un point |
| CH3301/87A CH676504A5 (ja) | 1986-08-27 | 1987-08-27 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1398687A JPH0740066B2 (ja) | 1987-01-26 | 1987-01-26 | レ−ザ光線を使用した３次元空間上の角度測定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63182586A JPS63182586A (ja) | 1988-07-27 |
| JPH0740066B2 true JPH0740066B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=11848549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1398687A Expired - Lifetime JPH0740066B2 (ja) | 1986-08-27 | 1987-01-26 | レ−ザ光線を使用した３次元空間上の角度測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740066B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0712564A (ja) * | 1993-06-25 | 1995-01-17 | Kajima Corp | レーザーを用いた３次元位置測定方法および装置 |
| CN111076699B (zh) * | 2019-12-04 | 2020-12-25 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 用于光电检测设备的异面空间角度测量装置及测量方法 |
-
1987
- 1987-01-26 JP JP1398687A patent/JPH0740066B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63182586A (ja) | 1988-07-27 |
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