JPH06109469A - Distance measuring method - Google Patents
Distance measuring methodInfo
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- JPH06109469A JPH06109469A JP28391592A JP28391592A JPH06109469A JP H06109469 A JPH06109469 A JP H06109469A JP 28391592 A JP28391592 A JP 28391592A JP 28391592 A JP28391592 A JP 28391592A JP H06109469 A JPH06109469 A JP H06109469A
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光線等の光ビー
ムを利用して2地点間の距離を測定する距離計測方法に
関するものであり、土木・建築分野等での距離計測に利
用されるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring method for measuring a distance between two points by using a light beam such as a laser beam and is used for distance measuring in the field of civil engineering and construction. It is a thing.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、2地点間の距離測定には種々
の方法があり、例えば、巻尺による測量や、スタジア測
量、光波測距儀等による測量が一般的に利用されてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, there are various methods for measuring the distance between two points, and, for example, surveying by a tape measure, stadia surveying, surveying by an optical wave rangefinder, etc. are generally used.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
距離測定方法には下記のような問題があった。 巻尺による測量は簡単で現在でも良く用いられてい
るが、計測距離が最長でも50m程度と短く、また測定
区間に障害物があると真直ぐに計測できないので測定誤
差が生じてしまう。また例えば、幅の広い川を跨いで距
離を測定するということもできない。 スタジア測量、光波測距儀を用いた測量は測定精度
が高く、これもまた良く用いられているが、使用する前
に予め機器の操作方法を熟知しておかなければならない
ので、誰にでも手軽に使用できるというわけにはいかな
い。また機器の購入コストも高い。However, the above distance measuring method has the following problems. Although surveying with a tape measure is simple and is often used at present, the measurement distance is short at about 50 m at the longest, and if there is an obstacle in the measurement section, the measurement cannot be performed straightly, resulting in a measurement error. Moreover, for example, it is not possible to measure the distance across a wide river. Measurement using stadia surveying and light wave rangefinders has high measurement accuracy and is also often used, but it is easy for anyone to use because it is necessary to know the operation method of the equipment before use. It cannot be used for. Also, the purchase cost of the equipment is high.
【0004】本発明の目的は、簡単な原理でしかも正確
な距離測定を容易に行うことができる距離測定方法を提
供することにある。An object of the present invention is to provide a distance measuring method which can easily perform accurate distance measurement with a simple principle.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の距離計測方法
は、図3に示すように分光点2より一定の角度θだけ拡
がって直進する2本の光ビームの角度θと、そこから距
離Dだけ離れた箇所にある測定点4における両光ビーム
の隔離距離hとの間に、D×2×tan(θ/2)=h
なる関係があることに基づいて開発されたものである。
即ち本発明の距離計測方法は、図1、2に示すように一
つの光源1の先方の分光点2に設けた光学機器3により
同光源1から発射させた光ビームを一定の角度θだけ開
いた2本の光ビームにし、この2本の光ビームを前記分
光点2から離れた箇所にある測定点4における離隔距離
hを計測し、この離隔距離hと前記角度θとから分光点
2と測定点4との間の距離DをD=h/{2tan(θ
/2)}に基づいて算出するようにしたことを特徴とす
るものである。The distance measuring method of the present invention is, as shown in FIG. 3, an angle θ between two light beams that spread straight from a spectral point 2 by a constant angle θ and a distance D from the angle. Between the separation points h of the two light beams at the measurement point 4 at a distance of only D × 2 × tan (θ / 2) = h
It was developed based on the relationship
That is, according to the distance measuring method of the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the optical beam emitted from the light source 1 is opened at a certain angle θ by the optical device 3 provided at the spectral point 2 ahead of the one light source 1. 2 light beams, and the separation distance h of the two light beams at a measurement point 4 located apart from the spectroscopic point 2 is measured. From the separation distance h and the angle θ, the spectroscopic point 2 is obtained. The distance D to the measurement point 4 is D = h / {2tan (θ
/ 2)} is used for the calculation.
【0006】[0006]
【作用】本発明の距離計測方法では、図3に示すよう
に、2本の光ビームの角度θが固定であるため、測定点
4において2本の光ビームの隔離距離hを適宜の手段で
測定するだけで分光点2と測定点4との間の距離DがD
=h/{2tan(θ/2)}より求められる。In the distance measuring method of the present invention, as shown in FIG. 3, since the angle θ of the two light beams is fixed, the separation distance h between the two light beams at the measuring point 4 can be adjusted by an appropriate means. The distance D between the spectral point 2 and the measuring point 4 is D
= H / {2tan (θ / 2)}.
【0007】[0007]
【実施例1】本発明の距離計測方法の一実施例を図1に
示す。これは距離の測定を行う分光点2と測定点4のう
ち、一方の分光点2に光源1を設置する。前記光源1は
拡がりの少ない光ビームを出力するものであり、例えば
30m先でも幅5〜6mm程度のスポットを容易に実現
することができる非球面レンズを使用した可視光半導体
レーザを利用したポインタ等を用いる。Embodiment 1 An embodiment of the distance measuring method of the present invention is shown in FIG. In this, the light source 1 is installed at one of the spectral points 2 and 4 for measuring the distance. The light source 1 outputs a light beam with a small divergence. For example, a pointer using a visible light semiconductor laser using an aspherical lens that can easily realize a spot having a width of about 5 to 6 mm even at a distance of 30 m. To use.
【0008】前記光源1の先方には同光源1より出射さ
れた光ビームを2本の光ビームに分けて出射するビーム
スプリッタ(光学機器)3を配置する。このビームスプ
リッタ3は入射された光ビームを45°のハーフミラー
12で2つに分けると共に、一方の光ビームをそのまま
直進させて出射させ、他方の光ビームは45°−ψの全
反射ミラー13によって前記光ビームから2ψだけ開い
て出射されるようにしたものである。この角度ψは固定
であると共に予めその値がわかっているので2本の光ビ
ームの角度θが2ψとして得られる。A beam splitter (optical device) 3 for dividing the light beam emitted from the light source 1 into two light beams and emitting the light beam is arranged in front of the light source 1. The beam splitter 3 splits the incident light beam into two by a 45 ° half mirror 12 and allows one of the light beams to go straight ahead and to be emitted, while the other light beam is a 45 ° -ψ total reflection mirror 13. The light beam is opened by 2φ and emitted. Since this angle ψ is fixed and its value is known in advance, the angle θ of the two light beams can be obtained as 2ψ.
【0009】他方の測定点4には、前記ビームスプリッ
タ3から出射された2本の光ビームを投射する測定板1
5を設置する。同測定板15は前記2本の光ビームが投
射されるような大きな平板であり、測定者が同測定板1
5に投射された光ビームの隔離距離hを物差し等を用い
て測定することができる。この測定時には、測定板15
に前記2本の光ビームの中間の軸14が垂直に投射され
るように同測定板15の向き及び高さを調整する必要が
ある。A measuring plate 1 for projecting the two light beams emitted from the beam splitter 3 on the other measuring point 4.
Install 5. The measurement plate 15 is a large flat plate on which the two light beams are projected, and the measurement person
The separation distance h of the light beam projected on the beam 5 can be measured using a ruler or the like. During this measurement, the measurement plate 15
It is necessary to adjust the orientation and height of the measuring plate 15 so that the intermediate axis 14 of the two light beams is projected vertically.
【0010】本発明では前記測定板15の代わりに、表
面にフォトダイオードが多数配列されているフォトダイ
オードアレイを配置して、それに投射された光ビームの
位置を自動的に検出し、その検出信号をコンピュータ等
で処理して隔離距離hを求めても良い。In the present invention, instead of the measuring plate 15, a photodiode array having a large number of photodiodes arranged on the surface is arranged, and the position of the light beam projected on it is automatically detected. May be processed by a computer or the like to obtain the isolation distance h.
【0011】このようにして得られた測定点4における
両光ビームの離隔距離hと両光ビームの角度θとから分
光点2と測定点4との間の距離Dを求めるには、関係式
D×2×tan(θ/2)=h、即ちD=h/{2ta
n(ψ)}に基づいて求めれば良い。ただし、厳密に言
えばこのようにして求められる距離Dは分光点2と測定
点4との間の距離Dではなく、図4に示すように点16
と測定点4との間の距離である。この点16は前記2本
の光ビームを図中の左側に仮に伸ばした時に交わる点で
ある。そこで予め実験或は計算によって点16と分光点
2との間の距離rを求め、前記距離Dから距離rを引く
ようにすればより正確に分光点2と測定点4との間の距
離Dが求められる。To obtain the distance D between the spectroscopic point 2 and the measuring point 4 from the separation distance h of the two light beams and the angle θ of the two light beams at the measuring point 4 thus obtained, the relational expression D × 2 × tan (θ / 2) = h, that is, D = h / {2ta
It may be obtained based on n (ψ)}. Strictly speaking, however, the distance D obtained in this way is not the distance D between the spectral point 2 and the measurement point 4 but the point 16 as shown in FIG.
And the measurement point 4. This point 16 intersects when the two light beams are temporarily extended to the left side in the drawing. Therefore, if the distance r between the point 16 and the spectral point 2 is obtained in advance by an experiment or calculation and the distance r is subtracted from the distance D, the distance D between the spectral point 2 and the measuring point 4 can be more accurately obtained. Is required.
【0012】[0012]
【実施例2】本発明の距離計測方法の他の実施例を図2
に示す。この実施例では距離の測定を行う分光点2と測
定点4のうち、一方の分光点2に実施例1と同様の光源
1から出射される光ビームを入射させて反射するコーナ
ーキューブ(光学機器)3を設置する。Second Embodiment Another embodiment of the distance measuring method of the present invention is shown in FIG.
Shown in. In this embodiment, of the spectral points 2 and 4 for measuring the distance, one of the spectral points 2 is a corner cube (an optical device) that reflects the light beam emitted from the light source 1 similar to that in the first embodiment. ) Install 3.
【0013】このコーナーキューブ3は、その入射面2
1に入射した光ビームをその入射方向に対して2ψだけ
ずらして同入射面21から出射できるようにしたプリズ
ムである。このコーナーキューブ3は直角プリズムの一
片を図2(b)に示すように角度ψだけカットして作製
することができる。This corner cube 3 has its entrance surface 2
It is a prism that allows the light beam incident on the beam No. 1 to be emitted from the same incident surface 21 by shifting it by 2ψ with respect to the incident direction. This corner cube 3 can be manufactured by cutting one piece of a right-angled prism by an angle ψ as shown in FIG.
【0014】他方の測定点4には光源1と測定板15と
を設置する。測定板15は大きな平板であり、これには
光源1の光ビームを出射する穴22が形成され、またコ
ーナーキューブ3により反射されて戻ってきた光ビーム
が投射されるようになっている。そして測定板15の前
記穴22を通って出射する光ビームとコーナーキューブ
3によって戻された光ビームとの隔離距離hが物差し等
で測定できるようになっている。なお、測定を行う時は
実施例1と同様に、測定板15に前記両光ビームの中心
軸14が垂直に投射されるように同測定板15の向き及
び高さを調整する必要がある。At the other measuring point 4, the light source 1 and the measuring plate 15 are installed. The measurement plate 15 is a large flat plate, in which a hole 22 for emitting the light beam of the light source 1 is formed, and the light beam reflected by the corner cube 3 and returned is projected. The separation distance h between the light beam emitted through the hole 22 of the measuring plate 15 and the light beam returned by the corner cube 3 can be measured with a ruler or the like. When performing the measurement, it is necessary to adjust the direction and height of the measurement plate 15 so that the central axes 14 of the both light beams are vertically projected on the measurement plate 15, as in the first embodiment.
【0015】本発明では前記測定板15の代わりに、表
面にフォトダイオードが多数配列されているフォトダイ
オードアレイを配置して、それに投射された光ビームの
位置を自動的に検出し、その検出信号をコンピュータ等
で処理して隔離距離hを求めても良い。In the present invention, instead of the measuring plate 15, a photodiode array having a large number of photodiodes arranged on the surface is arranged to automatically detect the position of the light beam projected on the photodiode array, and the detection signal thereof is detected. May be processed by a computer or the like to obtain the isolation distance h.
【0016】このようにして得られた測定点4における
両光ビームの離隔距離hと両光ビームの角度θとから分
光点2と測定点4との間の距離Dを求めるには、関係式
D×2×tan(θ/2)=h、即ちD=h/{2ta
n(ψ)}に基づいて求めれば良い。ただし、厳密に言
えばこのようにして求められる距離Dは分光点2と測定
点4との間の距離Dではなく、図5に示すように点16
と測定点4との間の距離である。この点16は前記2本
の光ビームを図中の左側に仮に伸ばした時に交わる点で
ある。そこで予め実験或は計算によって点16と分光点
2との間の距離rを求め、前記距離Dから距離rを引く
ようにすればより正確に分光点2と測定点4との間の距
離Dが求められる。In order to obtain the distance D between the spectroscopic point 2 and the measuring point 4 from the distance h between the two light beams at the measuring point 4 thus obtained and the angle θ between the two light beams, a relational expression is used. D × 2 × tan (θ / 2) = h, that is, D = h / {2ta
It may be obtained based on n (ψ)}. Strictly speaking, however, the distance D obtained in this way is not the distance D between the spectral point 2 and the measurement point 4 but the point 16 as shown in FIG.
And the measurement point 4. This point 16 intersects when the two light beams are temporarily extended to the left side in the drawing. Therefore, if the distance r between the point 16 and the spectroscopic point 2 is obtained in advance by experiment or calculation and the distance r is subtracted from the distance D, the distance D between the spectroscopic point 2 and the measuring point 4 will be more accurate. Is required.
【0017】[0017]
【発明の効果】本発明の距離計測方法によれば、1つの
光源1から出射した光ビームを分光点2において一定の
角度θだけ開いた2本の光ビームにして、この2本の光
ビームの離隔距離hを測定点4で計測するだけで容易に
分光点2と測定点4との間の距離Dが求められる。According to the distance measuring method of the present invention, a light beam emitted from one light source 1 is made into two light beams opened at a certain angle θ at the spectral point 2, and these two light beams are used. The distance D between the spectroscopic point 2 and the measuring point 4 can be easily obtained only by measuring the separation distance h of the measuring point 4.
【図1】本発明の距離計測方法の一実施例を示した概略
図。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a distance measuring method according to the present invention.
【図2】(a)は本発明の距離計測方法の他の実施例を
示した概略図、(b)は(a)の距離計測方法に使用す
るコーナーキューブの一例を示した説明図。2A is a schematic view showing another embodiment of the distance measuring method of the present invention, and FIG. 2B is an explanatory view showing an example of a corner cube used in the distance measuring method of FIG.
【図3】本発明の距離計測方法における原理を示した説
明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the principle of the distance measuring method of the present invention.
【図4】図1の距離計測方法における距離測定の説明
図。FIG. 4 is an explanatory diagram of distance measurement in the distance measurement method of FIG.
【図5】図2の距離計測方法における距離測定の説明
図。5 is an explanatory diagram of distance measurement in the distance measurement method of FIG.
1 光源 2 分光点 3 光学機器 4 測定点 1 Light source 2 Spectral point 3 Optical equipment 4 Measurement point
Claims (1)
光学機器3により同光源1から発射させた光ビームを一
定の角度θだけ開いた2本の光ビームにし、この2本の
光ビームを前記分光点2から離れた箇所にある測定点4
における離隔距離hを計測し、この離隔距離hと前記角
度θとから分光点2と測定点4との間の距離DをD=h
/{2tan(θ/2)}に基づいて算出するようにし
たことを特徴とする距離計測方法。1. A light beam emitted from the light source 1 is made into two light beams opened by a certain angle θ by an optical device 3 provided at a spectral point 2 ahead of one light source 1, and these two light beams are opened. A measurement point 4 located at a location distant from the spectral point 2 by the light beam.
The distance D at h is measured, and the distance D between the spectral point 2 and the measurement point 4 is D = h from the distance h and the angle θ.
A distance measuring method characterized in that it is calculated based on / {2tan (θ / 2)}.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28391592A JPH06109469A (en) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | Distance measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28391592A JPH06109469A (en) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | Distance measuring method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06109469A true JPH06109469A (en) | 1994-04-19 |
Family
ID=17671846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28391592A Pending JPH06109469A (en) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | Distance measuring method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06109469A (en) |
-
1992
- 1992-09-29 JP JP28391592A patent/JPH06109469A/en active Pending
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