JPS63124911A - Automatic collimating device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(1)発明の目的
〔産業上の利用分野〕
この発明は、比較的ゆっくりと移動する反射器の位置を
常に正確に認識することができる自動照準装置に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (1) Object of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an automatic aiming device that can always accurately recognize the position of a reflector that moves relatively slowly.
とくに、移動する対象物に反射器をとりつけ、対象物の
移動に自動的に追従してその照準を行うとともに、対象
物の比較的ゆっくりした移動、たとえば1時間当り1
mmの移動を正確に認識する必要がある分野である建設
物の経時変化及び土砂崩れ予想現場での表面上の移動測
定、その他の測定装置として利用できるものである。In particular, a reflector is attached to a moving object to automatically follow the object's movement and aim at it, and the object moves relatively slowly, for example, once per hour.
This device can be used to measure changes over time in buildings and movement on surfaces at landslide prediction sites, which is a field where it is necessary to accurately recognize movement in millimeters, and as a measuring device for other purposes.
従来、建設工事その他において測量を行う場合、光学式
測距儀を用いて対象物に対する基準点よりの距離その他
を測定するものであるが、繰り返し測定する場合にはそ
の都度測定者がその照準を合せ直す作業を必要としてい
た。Conventionally, when surveying for construction work or other purposes, an optical rangefinder is used to measure the distance from a reference point to the target object, etc., but when repeating measurements, the measurer has to adjust the aim each time. It required some re-alignment work.
また、対象物が移動した場合、あるいは移動する対象物
を測定する場合についても上記と同様である。Furthermore, the same applies when the object moves or when measuring a moving object.
これらの測定に要する手数を簡略化するため、光学式測
距儀の光ビームが常に対象物の目標地点に向くよう自動
追従機能を有する自動測量装置が提案されているが、こ
れらは測定する対象物に受光素子、たとえば格子状に区
分された太陽電池等よりなる受光素子が配列され、光ビ
ームが受光面上の座標位置を動くことを検出して対象物
の移動を検出し、光学式測距儀と受光素子の位置関係を
修正することにより対象物の移動に追従するものであっ
た。In order to simplify the labor required for these measurements, automatic surveying devices have been proposed that have an automatic tracking function so that the light beam of the optical rangefinder always points toward the target point of the object. Light-receiving elements, such as solar cells divided into a grid, are arranged on an object, and the movement of the object is detected by detecting the movement of the light beam at the coordinate position on the light-receiving surface. The movement of the object was tracked by correcting the positional relationship between the rangefinder and the light-receiving element.
〔発明が解決しようとしいてる間転点〕前述したような
従来技術によれば、測定しようとする対象物に電気的素
子を用い、したがって電気的回路装置も備えなければな
らないという欠点があった。[The turning point that the invention is trying to solve] According to the prior art as described above, there is a drawback that an electrical element is used in the object to be measured, and therefore an electrical circuit device must also be provided.
この発明は前記の問題点を解決し、測定する対象物に取
付ける反射器を電源などの電気的装置などを必要としな
い受動形のもので構成し、しかもその反射器の移動に自
動的に追従し、かつ、その位置を正確に認識することの
できる自動照準装置を提供しようとするものである。This invention solves the above-mentioned problems by constructing a passive type reflector attached to the object to be measured that does not require an electrical device such as a power source, and automatically following the movement of the reflector. The object of the present invention is to provide an automatic aiming device that can accurately recognize the position of the target object.
(2)発明の構成
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は再帰性のある反射器と、光学式測距儀と、該
光学式測距儀を旋回方向並びに俯仰方向に回転させるた
めの駆動機構と、該駆動機構のアクチュエータとしての
ステッピングモータと、該ステッピングモータを制御す
るステッピングモータ駆動制御手段と、該ステッピング
モータ駆動制御手段をコントロールする制御装置とを有
し、該制御装置には、演算制御装置と、該光学式測距儀
の旋回方向と俯仰方向の角度座標データを格納するrg
M標データ記憶手段と、該光学式測距儀により測定した
距離データを格納する距離データ記憶手段と、該座標デ
ータと距離データを基準データとして予め格納する基準
データ記憶手段と、該座標データと距離データを該基準
データと比較判断する計算手段と、該演算制御装置の制
御手順を記憶した制御プログラムメモリとを有するとと
もに、測定距離範囲内の距離と反射器の直径の70%の
角度座標のデータを有するサーチ角度テーブルと、照準
を測定ポイントへ移動するためのサーチ方向を定めるデ
ータを有するサーチ方向テーブルをもつサーチ座標設定
手段と、反射器の中心点を計算し設定するセンター設定
手段とを備えた自動照準装置である。(2) Structure of the Invention [Means for Solving Problems] This invention provides a reflector with retroactivity, an optical range finder, and a device for rotating the optical range finder in a turning direction and an elevation direction. a stepping motor as an actuator of the driving mechanism; a stepping motor drive control means for controlling the stepping motor; and a control device for controlling the stepping motor drive control means. , an arithmetic and control unit, and an rg that stores angular coordinate data of the turning direction and the elevation direction of the optical range finder.
M target data storage means, distance data storage means for storing distance data measured by the optical rangefinder, reference data storage means for previously storing the coordinate data and distance data as reference data, and the coordinate data and distance data. It has calculation means for comparing and determining distance data with the reference data, and a control program memory that stores control procedures for the arithmetic and control unit, and also calculates the distance within the measurement distance range and the angular coordinate of 70% of the diameter of the reflector. a search coordinate setting means having a search angle table having data, a search direction table having data determining a search direction for moving the sight to the measurement point, and a center setting means for calculating and setting the center point of the reflector. It is equipped with an automatic aiming device.
次に、まずこの発明の自動照準装置の原理について説明
する。Next, first, the principle of the automatic aiming device of the present invention will be explained.
この発明は、光学式測距儀より投射された光を反射器で
反射し、再び光学式測距儀で受光し、反射器による反射
光の有無を検出することを基本とする。第1図および第
2図はこの発明の自動照準装置の原理を説明するための
説明図である。The basic idea of this invention is to reflect light projected from an optical range finder on a reflector, receive the light again on the optical range finder, and detect the presence or absence of the light reflected by the reflector. FIGS. 1 and 2 are explanatory diagrams for explaining the principle of the automatic aiming device of the present invention.
この発明における反射器Aは第3図に示すように再帰性
のある光反射器(リフレックスリフレクタ)であって、
反射器Aへの光の入射角度が変わっても元の方向へ光を
反射することができるものを用いである。The reflector A in this invention is a reflex reflector as shown in FIG.
A reflector is used that can reflect the light in the original direction even if the angle of incidence of the light on the reflector A changes.
第1図に示すように、反射器Aが例えばAの位置からA
′の位置に移動したとする。そして、予め照準されてい
た位置が点1であった場合には、反射器A′は点1から
当然術れるから、光の反射は得られない。そこで装置は
照準を点2に移動し再度測定を行う。点2でも反射が得
られなければ点31点4.・・・とうずまき状に測定範
囲を広げる。As shown in FIG.
Suppose that it moves to the position ′. If the previously aimed position is point 1, the reflector A' will naturally be directed from point 1, and no light will be reflected. The device then moves the aim to point 2 and takes the measurement again. If no reflection is obtained at point 2, score 31 points 4. ...Expanding the measurement range in a spiral pattern.
ここで各点の間隔を反射器Aの直径りの0.7倍にとっ
ている。これは、この間隔で測定をつづければ、反射器
を見落す事はないという理由による。第1図の例では1
2回目に反射器をさがしだすこととなる。Here, the interval between each point is set to 0.7 times the diameter of reflector A. This is because if measurements are continued at this interval, no reflector will be overlooked. In the example in Figure 1, 1
The second time I searched for the reflector.
また、この発明では以上の反射器A′の位置をさがすと
ともに、その反射器A′の中心点を照準する機能もそな
えている。Further, the present invention has a function of searching for the position of the reflector A' and aiming at the center point of the reflector A'.
第2図に示す例でこれを説明する。まず第2図の点21
に照準されていたとする0点21では反射光が存在する
が、ここで装置は横方向に光の投射を移していき、反射
光が得られない点22の位置をさがしこの座標を格納し
ておく。This will be explained using the example shown in FIG. First, point 21 in Figure 2
There is a reflected light at the 0 point 21, which is assumed to be aimed at the 0 point 21, but the device shifts the projection of light laterally, searches for the position of the point 22 where no reflected light is obtained, and stores this coordinate. put.
次に装置は、同様に点23を認識し、先に格納した点2
2の座標と点23の座標から両座標の真中の点24の座
標を算出する。装置はこの点24の座標を反射器A′の
横方向の真中と認識する。Next, the device similarly recognizes point 23 and stores the previously stored point 2.
From the coordinates of point 2 and point 23, the coordinates of point 24, which is in the middle of both coordinates, are calculated. The device recognizes the coordinates of this point 24 as the lateral center of reflector A'.
後以上と同様に上下方向の点259点26の座標を得て
点27の反射器A′の真中の座標を得る。After that, similarly to the above, the coordinates of points 259 and 26 in the vertical direction are obtained, and the coordinates of point 27 in the middle of reflector A' are obtained.
以上のように、この発明では前述の反射器をさがす機能
と反射器の中心点を照準するM1能を有する。As described above, the present invention has the function of searching for the reflector and the M1 function of aiming at the center point of the reflector.
ここでは前者をサーチ座標設定手段としてのサーチ機能
、後者を反射器の中心点を計算し設定するセンター設定
手段としてのセンター機能とする。Here, the former is defined as a search function as a search coordinate setting means, and the latter is defined as a center function as a center setting means for calculating and setting the center point of the reflector.
この2つの機能を常にくりかえすことで移動する物体に
取付けられた反射器の中心点を常に追従する装置が提供
される。By constantly repeating these two functions, a device is provided that constantly follows the center point of a reflector attached to a moving object.
したがって、この発明によれば、反射器の位置を正確に
照準することができるとともに、反射器の位置が移動し
た場合、反射器の移動に追従してその位置を正確に認識
することができる。Therefore, according to the present invention, it is possible to accurately aim the position of the reflector, and when the position of the reflector moves, it is possible to follow the movement of the reflector and accurately recognize the position.
また、従来の反射鏡による光学式測距儀で得られる変位
はあくまで測距儀の測定方向での変位である。Furthermore, the displacement obtained with a conventional optical rangefinder using a reflecting mirror is only a displacement in the measurement direction of the rangefinder.
すなわち、測距儀を設置する場所は移動方向と同一方向
でなければならない、しかしながら、この発明において
は、第3図において観測点C点からは例えば木立ち等で
移動予測方向の視界がふさがれている場合には移動予測
方向上ではない視界のひらけた場所である例えば9点か
らの測定を可能とする。In other words, the place where the rangefinder is installed must be in the same direction as the direction of movement. However, in this invention, the field of view from observation point C in FIG. In this case, measurements can be made from, for example, nine points in open visibility that are not in the predicted direction of movement.
すなわち、この発明の常に反射器の真中の座標を認識で
きる事から、測定方向に対し反射器がたとえどの方向に
移動してもその移動を検出し、かつ、その移動量が定量
的に求められる訳である。In other words, since the coordinates of the center of the reflector can always be recognized in this invention, no matter which direction the reflector moves relative to the measurement direction, the movement can be detected and the amount of movement can be quantitatively determined. This is the translation.
この発明の実施例として土砂崩壊を予測するために、崩
壊の前兆である表面地盤の微小な移動を測定検出する地
盤移動検知装置に実施した例を説明する。As an embodiment of the present invention, an example will be described in which the present invention is applied to a ground movement detection device that measures and detects minute movement of the surface ground, which is a sign of collapse, in order to predict landslides.
地盤移動検知装置としては、光学的測距儀として光波測
距儀を利用し、自動的に連続して距離を測定し位置を観
測するシステムが考えられる。As a ground movement detection device, a system that uses a light wave range finder as an optical range finder to automatically and continuously measure distance and observe position can be considered.
第4図は、この発明を実施した地盤移動検知装置の構成
の概略を示すもので、第5図はその回路例を示すもので
ある。FIG. 4 shows an outline of the configuration of a ground movement detection device embodying the present invention, and FIG. 5 shows an example of its circuit.
第4図において反射器Aはりフレックスリフレクタであ
り、くい31に取りつけられていて、設置の場合はくい
を地中に差し込む方法で行われる。In FIG. 4, the reflector A is a flex reflector and is attached to a stake 31, and installation is done by inserting the stake into the ground.
32は光波測距儀であり、反射器Aとの距離を測定し、
その測定データを電気的に出力することができるもので
あり、通常一般に知られているものでありその詳細は省
略する。32 is a light wave rangefinder, which measures the distance to the reflector A;
The measurement data can be electrically outputted, and since it is generally known, the details thereof will be omitted.
33は光波測距儀を旋回又は俯仰方向に動かすための駆
動1a#fであり、34は旋回用ステッピングモータ、
35は俯仰用ステッピングモータであって、これらは測
量用の堅牢な三脚36の上に位置し、反射器を見渡せる
位置に設置される。33 is a drive 1a#f for moving the light wave rangefinder in the direction of rotation or elevation; 34 is a stepping motor for rotation;
Reference numeral 35 denotes a stepping motor for elevation, which is placed on a sturdy tripod 36 for surveying, so that it can overlook the reflector.
37は制御装置であり、入出力機能を有するワンチップ
マイクロコンピュータ又はマイクロプロセッサと記憶装
置で構成される。37 is a control device, which is composed of a one-chip microcomputer or microprocessor having input/output functions and a storage device.
38は旋回用ステッピングモータ34を制御するための
ステッピングモータ駆動制御手段としての駆動制御装置
であり、39は俯仰用ステッピングモータ35を制御す
るためのステッピングモータ駆動制御手段としての駆動
制御装置である。これら駆動制御装置38.39は前述
した制御装置37によりコントロールされる。38 is a drive control device as a stepping motor drive control means for controlling the stepping motor 34 for turning, and 39 is a drive control device as a stepping motor drive control means for controlling the stepping motor 35 for elevation. These drive control devices 38, 39 are controlled by the control device 37 described above.
40は光波測距儀32にとりつけられた目視用照準器と
しての望遠鏡であり、これは反射器に対して頭初に概略
照準を行うための助けとするものである、したがって、
必ずしも必要とはしないし、また、望遠鏡である必要は
ない、41は操作器であり、これにより制御装置37を
手動により制御する。47は光波測距儀32による測定
データおよび制御装置37による演算結果などのデータ
を表示するための表示器であり、例えばLCD表示素子
等で構成される。40 is a telescope as a visual sight attached to the light wave range finder 32, which is used to assist in initially aiming roughly at the reflector; therefore,
Reference numeral 41 is an operating device, which is not necessarily required and does not necessarily have to be a telescope, by which the control device 37 is manually controlled. Reference numeral 47 denotes a display device for displaying data such as measurement data by the light wave distance meter 32 and calculation results by the control device 37, and is composed of, for example, an LCD display element.
第5図はこの実施例の回路図を示すもので、操作器41
が有する矢印キー42(−、−、↑、↓)は、使用者が
最初に反射器の位置を照準するため手動で光波測距儀3
2を旋回方向にまたは俯仰方向に動かすための指示スイ
ッチである。43はエントリキーで、これにより手動で
照準した測定ポイントを入力し、その後自動追従による
動作を開始するスイッチである。FIG. 5 shows a circuit diagram of this embodiment, in which the operating device 41
The arrow keys 42 (-, -, ↑, ↓) are used by the user to manually move the light wave rangefinder 3 to aim at the position of the reflector.
This is an instruction switch for moving 2 in the turning direction or in the elevation direction. Reference numeral 43 denotes an entry key, which is a switch for manually inputting the aimed measurement point and then starting automatic tracking operation.
制御装!37は、入出力機能を有するワンチップマイク
ロコンピュータあるいはマイクロプロセッサによる演算
制御装置44と一時記憶装置であるRAM45および永
久記憶装置であるROM46で構成されており、この演
算制御装置44はROM46に記憶されている制御手順
としての制御プログラムに従い制御され、RAM45に
各種のデータを書き込むとともに、必要に応じてデータ
を読み出し演算を行いステッピングモータ駆動制御装W
、38.39をコントロールしてパルスモータの駆動制
御を行い、光波測距儀32の角度制御を行うなどの演算
制御を行うものである。Control equipment! 37 is composed of an arithmetic control unit 44 which is a one-chip microcomputer or microprocessor having an input/output function, a RAM 45 which is a temporary storage device, and a ROM 46 which is a permanent storage device. The stepping motor drive control unit W is controlled according to a control program as a control procedure, writes various data to the RAM 45, reads data as necessary, and performs calculations.
, 38 and 39 to perform drive control of the pulse motor, and perform calculation control such as angle control of the light wave range finder 32.
この実施例においてRAM45は、測定した距離データ
および座標データを予め基準データとして格納する基準
データ記憶手段としての基準データバッファ4うaと、
距離データを格納する距離データ記憶手段としての距離
データバッファ45bと、光波測距儀の旋回方向と俯仰
方向の角度の座標データを格納する座標データ記憶手段
としての座標データバッファ45cを有している。In this embodiment, the RAM 45 includes a reference data buffer 4a serving as a reference data storage means for storing measured distance data and coordinate data in advance as reference data;
It has a distance data buffer 45b as a distance data storage means for storing distance data, and a coordinate data buffer 45c as a coordinate data storage means for storing coordinate data of angles in the turning direction and the elevation direction of the light wave range finder. .
前記基準データバッファ45aは、測定開始後最初の測
定の距離データ、旋回方向の角度の座標及び俯仰方向の
角度の座標をそれぞれ基準データとしてたくわえるため
のバッファで、距離データバッファ45bはそれぞれ測
定のたびに変更される最新のデータを格納するバッファ
である。The reference data buffer 45a is a buffer for storing the distance data of the first measurement after the start of measurement, the angular coordinates in the turning direction, and the angular coordinates in the elevation direction as reference data, respectively. This is a buffer that stores the latest data that is changed.
ROM46は予め定めた制御手順としての制御プログラ
ムメモリ46aと、サーチ角度テーブル46bおよびサ
ーチ方向テーブル46cを有する。The ROM 46 has a control program memory 46a as a predetermined control procedure, a search angle table 46b, and a search direction table 46c.
制御プログラムメモリ46aは第6図に示す制御手順を
有し、サーチ角度テーブル46bは、第8図に示すよう
に距離に対応した反射器Aの直径の70%に相当する相
対角度座標量のROMテーブルであり、サーチ方向テー
ブル46cはサーチ座標設定手段の動作時に使われるう
ずまき形状のパターンのROMテーブルである。The control program memory 46a has a control procedure shown in FIG. 6, and the search angle table 46b is a ROM containing relative angle coordinates corresponding to 70% of the diameter of the reflector A corresponding to the distance, as shown in FIG. The search direction table 46c is a ROM table with a spiral pattern used when the search coordinate setting means operates.
この装置においては、使用者は反射器Aのだいたいの位
置を第5図に示す矢印キー42を操作して目視照準用の
望遠鏡40で照準し、次にエントリキー43を押してそ
の時の光波測距儀による距離データ及び旋回、俯仰の各
角度の座標データを基準データバッファ45aに格納す
る。In this device, the user operates the arrow keys 42 shown in FIG. 5 to aim at the approximate position of the reflector A with the telescope 40 for visual aiming, and then presses the entry key 43 to measure the current optical distance. Distance data from the vehicle and coordinate data for each angle of turning and elevation are stored in the reference data buffer 45a.
すると装置は、ROM46に記憶されている制御プログ
ラムに従い第6図に示すフローチャートの通り自動運転
を開始する。自動運転では使用者が照準した位置をもと
に反射器Aの中心を正確に照準しなおすために、その中
心点を計算設定する手段としてのサーチ座標設定手段が
働く、その詳細は後述する。その結果、再照準しなおし
た位置の旋回、俯仰の各角度の座標データと距離データ
が基準データとして第5図に示す基準データバッファ4
5aに書き変えられて格納される。その後装置は変位の
測定に入る。Then, the device starts automatic operation according to the control program stored in the ROM 46 as shown in the flowchart shown in FIG. In automatic operation, in order to accurately re-aim the center of the reflector A based on the position aimed by the user, a search coordinate setting means is used to calculate and set the center point, the details of which will be described later. As a result, the coordinate data and distance data of each angle of rotation and elevation of the reaimed position are used as reference data in the reference data buffer 4 shown in FIG.
5a and stored. The device then begins measuring displacement.
この変位の測定において、もし反射器Aが移動して照準
からはずれていて、光波測距儀32よりのデータ信号が
ない場合には、サーチ座標設定手段(詳細は後述する。In this displacement measurement, if the reflector A moves and deviates from the sight and there is no data signal from the light wave range finder 32, the search coordinate setting means (details will be described later).
)が働き、反射器をさがしだす6反射器の中心が照準か
ら若干ずれた程度の場合にはセンタ設定手段が起動し反
射器の中心を更に照準しなおす、そして、その時の旋回
俯仰の各角度座標データは、−旦第5図に示す座標デー
タバッファ45cに格納され、また、光波測距儀による
距離データがエラー検出手段(詳細は後述する。)によ
り検出されずに正常データと判断されれば距離データバ
ッファ45bに格納され、これらのデータは基準データ
バッファ45aに格納されているデータとの差が演算制
御装置44により演算される。) works to search for the reflector.6 If the center of the reflector deviates slightly from the aim, the center setting means is activated and further aims at the center of the reflector, and each angle of elevation and elevation of the turn at that time is activated. The coordinate data is stored in the coordinate data buffer 45c shown in FIG. These data are stored in the distance data buffer 45b, and the arithmetic and control unit 44 calculates the difference between these data and the data stored in the reference data buffer 45a.
この結果は表示器47に表示される。装置はこの変位の
測定をくりかえす。This result is displayed on the display 47. The device repeats this measurement of displacement.
上記のサーチ座標設定手段につき実施例にもとづき具体
的に説明すると、第7図はサーチ座標設定手段の動作フ
ローチャートを示したものである。To explain the above search coordinate setting means in detail based on an embodiment, FIG. 7 shows an operation flowchart of the search coordinate setting means.
マイクロプロセッサ−で構成される演算制御回路44に
は汎用レジスタとしてカウンタRoをもち、カウンタR
oは第1図の様に次にどの方向をサーチするかを示すデ
ータ(第9図に示す、)をもつサーチ方向テーブル46
cのポインタとなる。The arithmetic control circuit 44 composed of a microprocessor has a counter Ro as a general-purpose register, and a counter R
o is a search direction table 46 having data (shown in FIG. 9) indicating which direction to search next, as shown in FIG.
It becomes a pointer to c.
ここでは、データは4bitf7!成で、φbが1の時
は右に、1bが1の時左に、2bが1の特上に、3bが
1の時は下に移動することを示しである。Here, the data is 4bitf7! When φb is 1, it moves to the right, when 1b is 1, it moves to the left, 2b is above 1, and when 3b is 1, it moves downward.
まずRoの状態で光波測距儀による測定が行われるとそ
の結果が判断されるが、光波測距儀への光の反射入力が
あり、距離データの正常値が得られれば一旦その時の旋
回俯仰の各角度座標が座標データバッファ45cに格納
される。そして装置は第6図に示すフローチャートの通
り次のセンタ設定手段の動作ステップに移るが、エラー
と判断されれば第7図に示す通り距離データバッファ4
5bのデータとカウンタRoにより新しい目標座標を算
出する。First, when a measurement is performed with a light wave range finder in the state of Ro, the result is judged. However, once there is a reflected input of light to the light wave range finder and a normal value of distance data is obtained, Each angular coordinate is stored in the coordinate data buffer 45c. Then, the apparatus moves to the next operation step of the center setting means as shown in the flowchart shown in FIG. 6, but if it is determined that an error has occurred, the distance data buffer 4
New target coordinates are calculated using the data 5b and counter Ro.
すなわち、新しい座標を得るために、まず反射器の直径
の70%に相当する相対角度座標を予め定めておく、こ
れは第8図のテーブルの形で第5図のサーチ角度テーブ
ル46bとしてROM化されている。That is, in order to obtain new coordinates, first, relative angle coordinates corresponding to 70% of the diameter of the reflector are determined in advance, and these are stored in the ROM as the search angle table 46b in FIG. has been done.
第5図演算制御装置44は距離データバッファ45bか
ら距離データを得る9次に、演算制御装ff44は第9
図に示すテーブルデータをRoのアクセスにより得る。FIG. 5: The arithmetic and control device 44 obtains distance data from the distance data buffer 45b.
The table data shown in the figure is obtained by Ro's access.
これは次にサーチする方向を示すサーチ方向テーブルで
ある。This is a search direction table that indicates the next direction to search.
前記サーチ角度テーブルにもとづく移動量と、この移動
方向より次にサーチすべき目標座標を算出する。The target coordinates to be searched for next are calculated from the amount of movement based on the search angle table and the direction of movement.
これら第8図及び第9図のテーブルは演算制御装置の負
担を軽減する目的で用意されているものである。The tables shown in FIGS. 8 and 9 are prepared for the purpose of reducing the burden on the arithmetic and control unit.
目標座標が得られると、目標座標まで移動し、カウンタ
Roをカウントアツプし、光波測距儀による測定を行う
。装置は反射器をみつけるまでこの動作をくり返す。When the target coordinates are obtained, the robot moves to the target coordinates, counts up the counter Ro, and performs measurement using a light wave range finder. The device repeats this operation until it finds a reflector.
なお、前述において、測定の結果の判断において、正常
値が得られる場合と、エラーと判断される場合があるこ
とを述べたが、これは、この実施例の装置においてはエ
ラー検出手段を有しているものである。In the above, it was mentioned that in determining the measurement result, there are cases where a normal value is obtained and cases where it is judged as an error. It is something that
すなわち、第10A図のフローチャートに示す通りで、
まず反射光が得られなかった場合、この場合は距離デー
タが得られないので、演算制御装置44は無条件にエラ
ーと判断する。他方、ここで測定により何らかの距離デ
ータが得られた場合は、第5図演算制御装置44は距離
データバッファ45bに格納されたデータと測定データ
を比較する。That is, as shown in the flowchart of FIG. 10A,
First, if no reflected light is obtained, the arithmetic and control unit 44 unconditionally determines that there is an error since distance data cannot be obtained in this case. On the other hand, if some distance data is obtained through the measurement, the arithmetic and control unit 44 in FIG. 5 compares the measured data with the data stored in the distance data buffer 45b.
二こで、もし、第10B図に示す様に本来の反射器Aと
異なる反射物体Bが現われて、測定プロセスの中途にお
いて反射器Aとかさなうた場合には、この場合は反射物
体Bまでの距離を測定することになり、例えば第10B
図における点Fを測定した場合、前記比較結果は移動距
離dを示すことになる。2. If, as shown in Figure 10B, a reflective object B that is different from the original reflector A appears and is overlapped with reflector A in the middle of the measurement process, in this case, the reflective object B For example, the distance of 10B is measured.
If point F in the figure is measured, the comparison result will indicate the moving distance d.
しかしながらこの装置では、このdの量により反射光が
所定の定数より大きいと外乱ノイズとしてエラーと判断
するようにしである。この場合の定数は、移動物体の予
測移動速度をもとに決定しておく。However, in this device, if the reflected light is larger than a predetermined constant based on the amount of d, it is determined as disturbance noise and an error. The constant in this case is determined based on the predicted moving speed of the moving object.
次に、前述の反射器の中心点を設定するセンタ設定手段
の動作につき説明する。第11図にセンタ設定手段の動
作フローチャートを示す。Next, the operation of the center setting means for setting the center point of the reflector described above will be explained. FIG. 11 shows an operation flowchart of the center setting means.
第2図において、反射器A′の点21での測定を行った
とすると、その測定結果は正常値と判断され、さらに右
方向に1座標分移動し再度測定を行う、これをくりかえ
して、反射光の得られない点22の位置までくると、前
述のエラー検出手段によりエラー検出し、演算制御装置
44はその時の旋回方向角度座標を右の端座標として汎
用レジスタRoに格納する。その後座標データバッファ
45cに格納されている座標すなわち点21にもどる0
次に前記と同様に点21がら左に1座標分移動し測定を
行い、これをくりがえし、反射光の得られない点23を
得る。演算制御装置44は、この時の旋回方向角度座標
と汎用レジスタRoとによりその真中の点34の座標を
算出し、その値で第5図に示す座標データバッファ45
cの値を更新するとともに、ステッピングモータを駆動
して測距儀の照準をその位置に移動させる。In Fig. 2, if a measurement is made at point 21 of reflector A', the measurement result is determined to be a normal value, and the measurement is performed again by moving one coordinate further to the right. When the position of the point 22 where no light is obtained is reached, an error is detected by the above-mentioned error detection means, and the arithmetic and control unit 44 stores the rotation direction angular coordinates at that time in the general-purpose register Ro as the right end coordinates. After that, the coordinates stored in the coordinate data buffer 45c, that is, the point 21 is returned to 0.
Next, in the same manner as described above, point 21 is moved one coordinate distance to the left and measurement is performed, and this is repeated to obtain point 23 where no reflected light is obtained. The arithmetic and control unit 44 calculates the coordinates of the point 34 in the middle based on the angle coordinates of the turning direction at this time and the general-purpose register Ro, and stores the coordinates in the coordinate data buffer 45 shown in FIG.
The value of c is updated, and the stepping motor is driven to move the aim of the rangefinder to that position.
装置は同様に第2図に示す反射器A′の俯仰方向の端の
点259点26を得、その真中の点27の座標を得る。Similarly, the apparatus obtains 259 points 26 at the ends of the reflector A' in the vertical direction shown in FIG. 2, and obtains the coordinates of a point 27 in the middle thereof.
この値を反射器A′の俯仰方向の中心点として第5図に
示す座標データバッファ45cの値を更新し、光波測距
儀の照準を反射器A′の真中に移動する。この機能によ
り反射器A′の中心点を照準することとなる。The value of the coordinate data buffer 45c shown in FIG. 5 is updated using this value as the center point in the vertical direction of the reflector A', and the aim of the light wave range finder is moved to the center of the reflector A'. This function allows aiming at the center point of reflector A'.
この実施例においては反射器を円形に構成したものを示
したが方形等の反射器であってもよい。In this embodiment, the reflector is shown as having a circular shape, but the reflector may have a rectangular shape or the like.
ただしその場合、反射器の最小の径を基準としてサーチ
角度テーブルを設定しておく必要がある。However, in that case, it is necessary to set the search angle table based on the minimum diameter of the reflector.
以上の動作において、第6図のフローチャートに示すよ
うに、サーチ座標設定手段とセンタ設定手段により反射
器の中心点への照準が完了した状態では、RAM45の
座標データバッファ45cにはその照準点の座標データ
が格納されているが、距離データバッファ45bには自
動運転開始時に再照準しな距離データが格納されている
。よって、最終的に距離の測定を行い、その距離データ
を距離データバッファ45bに格納する。In the above operation, as shown in the flowchart of FIG. 6, when the search coordinate setting means and the center setting means have completed aiming at the center point of the reflector, the coordinate data buffer 45c of the RAM 45 stores the aiming point. Although coordinate data is stored, the distance data buffer 45b also stores distance data that does not need to be reaimed at the start of automatic driving. Therefore, the distance is finally measured and the distance data is stored in the distance data buffer 45b.
この場合においても、すでに前述したエラー検出手段を
働かせてエラー検出を行うこととしてあり、エラー検出
された場合は再度測定を行うこととなる。In this case as well, the above-described error detection means is activated to detect an error, and if an error is detected, the measurement is performed again.
距離データが最終的に距離データバッファ45bに格納
されると、座標データバッファ45cと距離データバッ
ファ45bに格納したデータと基準データバッファ45
aに格納したデータとを用いて、演算制御袋r!144
により基準データとの差を演算し変位計算を行う。When the distance data is finally stored in the distance data buffer 45b, the data stored in the coordinate data buffer 45c and the distance data buffer 45b and the reference data buffer 45 are
Using the data stored in a, the calculation control bag r! 144
The difference from the reference data is calculated using , and the displacement is calculated.
その結果は表示器47に表示することによりその移動を
測定・検知する。なお、必要により警報器、記録器等の
装置を接続する。The movement is measured and detected by displaying the result on the display 47. Additionally, devices such as alarms and recorders may be connected as necessary.
この装置は以上の動作をくり返し行い、反射器の移動に
自動的に追従してその照準を行う。This device repeats the above operations and automatically follows the movement of the reflector and aims at it.
上述の実施例は、この発明を地盤移動検知装置として実
施した場合について説明したが、その説明からも明らか
なように、その構成の1部として距離の測定を行ってい
るものであり、したがって自動照準機能を有する光学式
測距儀として実施でき、また、−旦設置すれば自動的に
その測定を継続させることができることから、建設物等
の経時変化を測定する光学式測距儀として実施できるも
のである。The above embodiment describes the case where the present invention is implemented as a ground movement detection device, but as is clear from the description, distance measurement is performed as part of the configuration, and therefore automatic It can be used as an optical range finder with a sighting function, and since it can automatically continue measuring once installed, it can be used as an optical range finder to measure changes over time in buildings, etc. It is something.
また、この実施例における地盤移動検知装置は、エラー
検出手段を有しており、例えば反射器の後方に自動車の
反射器などの反射物体が存在する場合にはその測定デー
タをノイズとみなすことができる効果がある。さらにま
た、反射器の端部の検出をエラー検出手段により実現し
、かつ、反射器の中心点を決めているものであり、その
測定の信頼性も大きい。Furthermore, the ground movement detection device in this embodiment has an error detection means, and for example, if there is a reflective object such as a car reflector behind the reflector, the measured data may be regarded as noise. There is an effect that can be done. Furthermore, since the end of the reflector is detected by the error detection means and the center point of the reflector is determined, the reliability of the measurement is also high.
(3)発明の効果
この発明による自動照準装置は、以上説明したように、
反射器が受動形であり、しかも反射器の移動に追従する
とともに反射器の中心を自動的に照準することができる
ものであり、したがって、測定者による正確な照準を必
要とせず、しかも反射器の移動を自動的に連続して測定
できる効果がある。さらにこの発明による自動照準装置
は、地表面の移動の測定、建物等の移動の測定、その他
移動する対象物までの距離を測定する光学式距離測定装
置としても、その効果が大きい。(3) Effects of the invention As explained above, the automatic aiming device according to the invention has the following features:
The reflector is a passive type, which can follow the movement of the reflector and automatically aim the center of the reflector. Therefore, accurate aiming by the measurer is not required, and the reflector This has the effect of automatically and continuously measuring the movement of objects. Furthermore, the automatic aiming device according to the present invention is highly effective as an optical distance measuring device for measuring the movement of the ground surface, the movement of buildings, etc., and the distance to other moving objects.
第1図および第2図は、この発明の自動照準装置の原理
を説明するための説明図で、第1図はサーチ座標設定手
段のサーチ機能についての説明図、第2図はセンタ設定
手段のセンタ機能についての説明図である。第3図は反
射器、第4図はこの発明を実施した地盤移動測定検知装
置の構成の概略図、第5図は実施例の回路を示すブロッ
ク図、第6図はこの発明の実施例としての地盤移動検知
装置の動作を示す概略フローチャート、第7図はそのサ
ーチ座標設定手段の動作を示すフローチャート、第8図
はROMにメモリーされているサーチ角度テーブルデー
タ、第9図はROMにメモリーされているサーチ方向テ
ーブルデータ、第10A図はエラー検出手段の動作フロ
ーチャートであり、第10B図は、エラー検出手段の機
能説明図、第11図はセンター設定手段の動作を示すフ
ローチャートである。
A、A’ ・・・反射器
B ・・・反射物体
C,D ・・・観測点
F ・・・照準点
1、〜12 ・・・照準点
21、〜27・・・照準点
31 ・・・くい
32 ・・・光波測距儀
33 ・・・旋回俯仰機構
34 ・・・旋回用ステッピングモータ35
・・・俯仰用ステッピングモータ36 ・・
・三脚
37 ・・・制御装置
38.39 ・・・ステッピングモータwAilJ制
御装置
40 ・・・望遠鏡
41 ・・・操作器
42 ・・・矢印キー
43 ・・・エントリキー
44 ・・・演算制御装置
45 ・・・RAM
45a ・・・基準データバッファ45b
・・・距離データバッファ45c ・・・座標
データバッファ46 ・・・ROM
46a ・・・制御プログラムメモリ46b
・・・サーチ角度テーブル46c ・・・サ
ーチ方向テーブル47 ・・・表示器
特許出願人 財団法人 熊本テクノポリス財団腑 8図
1 9困
茗10A図
舅lOB図
東11 図
手続揺正書(自発)
昭和62年2り!日
1、事件の表示 昭和61年特許願第271604号
2、発明の名称 自動照準装置
3、補正に係る書類名 願書
4、補正をする者
事件との関係 特許出願人
居 所 〒861−23 熊本県上益城郡益城町田
原 2081番地の10
電話(096) 286−330.0−、−4’lポ5
、補正の内容
(1)願書の第1行目「特許願」とあるを、「特許願(
特許法第38条ただし書の規定による特許出願)」に訂
正します。
(2)願書の第4行目「1、発明の名称」の項と第5行
目「21発明者」の項の間に「2、特許請求の範囲に記
載された発明の数2」を挿入します。
(3)願書の第6行目「25発明者」の項を「31発明
者」に、第11行目「3.特許出願人」の項を「4.特
許出願人」に、第16行目「4.添付書類の目録」の項
を「5.添付書類の目録」にそれぞれ訂正しまず。
以上1 and 2 are explanatory views for explaining the principle of the automatic aiming device of the present invention. FIG. 1 is an explanatory view of the search function of the search coordinate setting means, and FIG. 2 is an explanatory view of the search function of the search coordinate setting means. It is an explanatory diagram about a center function. Fig. 3 is a reflector, Fig. 4 is a schematic diagram of the configuration of a ground movement measuring and detecting device implementing this invention, Fig. 5 is a block diagram showing a circuit of an embodiment, and Fig. 6 is an embodiment of this invention. FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the search coordinate setting means, FIG. 8 is the search angle table data stored in the ROM, and FIG. 9 is the search angle table data stored in the ROM. FIG. 10A is a flowchart of the operation of the error detection means, FIG. 10B is a functional explanatory diagram of the error detection means, and FIG. 11 is a flowchart of the operation of the center setting means. A, A'...Reflector B...Reflecting object C, D...Observation point F...Aiming point 1, ~12...Aiming point 21, ~27...Aiming point 31... - Pile 32...Light wave range finder 33...Turning elevation mechanism 34...Turning stepping motor 35
...Stepping motor 36 for elevation...
-Tripod 37...Control device 38.39...Stepping motor wAilJ control device 40...Telescope 41...Manufacturer 42...Arrow key 43...Entry key 44...Arithmetic control device 45 ...RAM 45a ...Reference data buffer 45b
...Distance data buffer 45c ...Coordinate data buffer 46 ...ROM 46a ...Control program memory 46b
...Search angle table 46c ...Search direction table 47 ...Display device patent applicant Kumamoto Technopolis Foundation Foundation Second year of 1986! Day 1, Indication of the case Patent Application No. 271604 of 1986 2, Title of the invention Automatic aiming device 3, Name of the document related to the amendment Application 4, Person making the amendment Relationship with the case Patent applicant residence Location 861-23 Kumamoto 2081-10 Tahara, Mashiki-machi, Kamimashiki-gun, Prefecture Telephone (096) 286-330.0-, -4'l Po5
, Contents of amendment (1) The first line of the application, “Patent Application”, was replaced with “Patent Application (
(Patent application pursuant to the proviso to Article 38 of the Patent Act)". (2) Between the 4th line of the application, ``1. Title of the invention'' and the 5th line, ``21. Insert. (3) Change “25 Inventor” in line 6 of the application to “31 Inventor”, change “3. Patent Applicant” in line 11 to “4. Patent Applicant”, and change line 16 to “4. Patent Applicant” in line 11 of the application. First, the section ``4. List of attached documents'' has been corrected to ``5. List of attached documents.''that's all
Claims (2)
儀を旋回方向並びに俯仰方向に回転させるための駆動機
構と、該駆動機構のアクチュエータとしてのステッピン
グモータと、該ステッピングモータを制御するステッピ
ングモータ駆動制御手段と、該ステッピングモータ駆動
制御手段をコントロールする制御装置とを有し、該制御
装置には、演算制御装置と、光学式測距儀の旋回方向と
俯仰方向の角度の座標データを格納する座標データ記憶
手段と、該光学式測距儀による距離データを格納する距
離データ記憶手段と、座標データと距離データを基準デ
ータとして予め格納する基準データ記憶手段と、前記座
標データと距離データを基準データと比較判断する計算
手段と、該演算制御装置の制御手順を記憶した制御プロ
グラムメモリーとを有するとともに、測定距離範囲内の
距離と反射器の直径の70%の角度の座標のデータを有
するサーチ角度テーブル及び照準を測定ポイントへ移動
するためのサーチ方向を定めるデータを有するサーチ方
向テーブルをもつサーチ座標設定手段と、反射器の中心
点を計算し設定するセンタ設定手段とを備えた自動照準
装置。(1) A retroreflector, an optical range finder, a drive mechanism for rotating the optical range finder in the turning direction and the elevation direction, a stepping motor as an actuator of the drive mechanism, and the stepping motor. It has a stepping motor drive control means for controlling the motor, and a control device for controlling the stepping motor drive control means. a coordinate data storage means for storing angular coordinate data; a distance data storage means for storing distance data obtained by the optical rangefinder; a reference data storage means for previously storing coordinate data and distance data as reference data; It has calculation means for comparing and determining coordinate data and distance data with reference data, and a control program memory that stores control procedures for the arithmetic and control unit, and also has a calculation means for determining the coordinate data and distance data by comparing them with reference data. a search coordinate setting means having a search angle table having coordinate data and a search direction table having data determining a search direction for moving the aim to the measurement point; and a center setting means for calculating and setting the center point of the reflector. Automatic aiming device with.
ことを特徴とする特許請求範囲第1項記載の自動照準装
置。(2) The automatic aiming device according to claim 1, wherein the automatic aiming device is an optical distance measuring device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27160486A JPS63124911A (en) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | Automatic collimating device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27160486A JPS63124911A (en) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | Automatic collimating device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63124911A true JPS63124911A (en) | 1988-05-28 |
Family
ID=17502389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27160486A Pending JPS63124911A (en) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | Automatic collimating device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63124911A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH02179413A (en) * | 1988-12-29 | 1990-07-12 | Topcon Corp | Surveying instrument, main body of same and base employed for same |
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CN101806578A (en) * | 2009-02-17 | 2010-08-18 | 株式会社三丰 | The method for measuring distance of laser tracking interferometer and interferometer |
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1986
- 1986-11-13 JP JP27160486A patent/JPS63124911A/en active Pending
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