JPS6118809A

JPS6118809A - 非接触式多数点変位計測法

Info

Publication number: JPS6118809A
Application number: JP13891284A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Sugihara; 繁樹杉原
Original assignee: Fujita Corp; Fujita Kogyo KK
Current assignee: Fujita Corp; Fujita Kogyo KK
Priority date: 1984-07-06
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1986-01-27
Also published as: JPH0219404B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は変位計測方向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
ランシッ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った
。

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方向を提唱せ
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って反射し
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
動量検知機構によっ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（１１）の変位計測方向は鉛直方向（矢印Ａ）で
ある。（１）は旋回軸（０）を矢印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）によって旋回軸（０）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）によって旋
回角度を検出するようになる。また上記旋回軸（０）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（０）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。

（ｌＯ）は被計測物（ａ）側に設けられる検知棒であり
、該検知棒（ｌＯ）の下端部をポールジヨイント（ＩＩ
）等の姿勢安定機構を介して被計測物（ａ）に取り付け
るためのブラケット（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
ウェイ）　（＋３）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
ら読み取って記憶するとともに、つぎに移動および旋回
スキャンを繰り返えし行ない、該記憶位置との比較を行
なうようになる。

上記実施例によって被計測物（ａ）の多数点ａｌ、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ａｌ　、　ａ２．
　ａ３を選び検知棒（１ｏ）を設置する。

その後、移動手段（４）によっ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）によって、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ャ
ニングさせる。この動作の間、多数点ａｌ　、　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）によって基準位置１ｊＱ）からの移動と距＃　Ｍｌ
　、　ｆＬ２．１３を、また自動旋回機構（２）によっ
てａｌ、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１、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）とをスキャニングさせ、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
離の読みの差を、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ａｌ、ａ２．ｉ１３
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ャニングしながら、該多数点
の移動距離を入力する方法のほか、つぎの方法によって
もよい。第二の方法は、あらかじめ移動距離と旋回角度
の初期値文１．初、！１３およびａｌ　、　、ａ２．　
ａ３によって被計測物（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（
２）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）によって反射
され受光センサ（８）がＯＮして、中央処理機構（８）
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（シ）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）の読みの差によっ
て計測することができるものであり、この繰り返しに、
より多収点ａｌ。

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
過するレーザフィルタ（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
有線によって中央処理機構（８）に人力する受信機（１
９）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）によって受光する
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
するものであったが、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（０）および移動手段（４）による移動の方向も
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、ブラケッ）　（１２）によって支持されるもので
、第２図１、第５図に示されるバランスウェイト（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（８）中
央処理機構　　　　（１０）検知棒（１３）バランスウ
ェイト（１４）入射光反射体（１７）増幅回路　　（１
日）発信機　　（１９）受信機（ａ）被計測物　　　　
　　（Ｌ）レーザ光束特許出願人　　　フジタ工業株式
会社第１図第２図　　　　　第５図第３図（ａ）（ｂ）第４図第６゛図

Claims

【特許請求の範囲】

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っ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
によっ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。