專利名稱：測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備和測(cè)繪系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)繪工作的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)(survey setting point)指示設(shè)備，并且涉及一種具有所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備的測(cè)繪系統(tǒng)，該測(cè)繪工作例如一種操作，諸如確定測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)等。
背景技術(shù)：
在測(cè)繪工作中，例如在用于在測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)中打樁(drive a pile)的測(cè)繪設(shè)置工作中，測(cè)繪儀器被設(shè)置在已知點(diǎn)，并且該測(cè)繪儀器指示測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)(坐標(biāo))并且將測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的信息傳送給在測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)中打樁的工人(此后稱作打樁工人)。打樁工人支承測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備，并且測(cè)繪儀器測(cè)量測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備的位置并且將測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備的當(dāng)前位置和測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)之間的偏差傳送給打樁工人。打樁 工人在要消除偏差的位置支承測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備，并且將測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備所指示的點(diǎn)確定為測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)。作為常規(guī)的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備，具有安裝有棱鏡的桿體。該桿體的下端指示測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)，并且測(cè)繪儀器測(cè)量棱鏡的位置。當(dāng)測(cè)繪儀器所測(cè)量的數(shù)值與該桿體被垂直支承的狀態(tài)下的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的數(shù)值相符，則確定出測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)。因此，所述桿體提供有諸如水準(zhǔn)管(bubble tube)等的傾斜檢測(cè)器以檢查桿體是
否垂直站立。為此，即使當(dāng)測(cè)繪儀器所測(cè)量的數(shù)值與測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的數(shù)值相符時(shí)，如果桿體傾斜，也有必要將桿體校正為垂直站立(執(zhí)行水準(zhǔn)測(cè)量(leveling))。當(dāng)從該條件對(duì)桿體傾斜進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，棱鏡的位置在水平方向中被移位并且偏離測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)。因此，有必要進(jìn)一步調(diào)節(jié)測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備的位置。因此，設(shè)置準(zhǔn)確的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)需要麻煩的操作，這重復(fù)測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備的位置調(diào)節(jié)和水準(zhǔn)測(cè)量。順便提及，在JP-A-2009-204557中，公開了一種其中桿體配備有棱鏡的測(cè)繪點(diǎn)指示設(shè)備。在JP-Utility Model-A-H3-27310 (日本實(shí)用新型H3-27310A)中，公開了一種測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備，其中在三腳架上提供以水平方向延伸的臂并且在臂的末端提供棱鏡以及用于將棱鏡位置接合(attach)(轉(zhuǎn)送(transfer))至地面的鉛錘(plumb bob)。在JP-A-2001-227950中，公開了一種測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備，其中在三腳架上提供以水平方向延伸的臂并且在棱鏡末端提供有棱鏡以及激光指示器作為將棱鏡位置接合至地面的器件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備和測(cè)繪系統(tǒng)，其中可能方便地執(zhí)行測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的確定以及打樁工作。為了實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備包括棱鏡設(shè)備和支承構(gòu)件，并且在該測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備中，棱鏡設(shè)備包括用于發(fā)射激光光束的激光發(fā)射設(shè)備，在中心具有空腔的全向棱鏡(omnidirectional prism),在所述空腔中提供的鏡能夠繞以直角相交的兩條軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并且能夠在任意方向上偏轉(zhuǎn)從所述激光發(fā)射設(shè)備所發(fā)射的激光光束，以及用于對(duì)所述鏡的姿態(tài)或旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制的控制單元，并且所述支承構(gòu)件支承所述棱鏡設(shè)備，并且所述激光光束被配置為將所述棱鏡設(shè)備的中心位置接合(轉(zhuǎn)送)至所需表面。另外，在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備中，所述控制單元對(duì)所述鏡進(jìn)行控制以使得所述激光光束投射在所述表面上的點(diǎn)的軌跡成為預(yù)定圖案。另外，在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備中，所述棱鏡設(shè)備具有傾斜傳感器，并且所述控制單元對(duì)所述鏡進(jìn)行控制以使得所述激光光束基于所述傾斜傳感器的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行垂直或水平投射。
另外，在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備中，所述支承構(gòu)件可以傾斜，并且可能通過所述支承構(gòu)件的傾斜對(duì)所述激光光束的接合位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，根據(jù)本發(fā)明的測(cè)繪系統(tǒng)包括棱鏡設(shè)備，支承所述棱鏡設(shè)備的支承構(gòu)件，以及第一通信單元，所述棱鏡設(shè)備包括用于發(fā)射激光光束的激光發(fā)射設(shè)備，在中心具有空腔的全向棱鏡，在所述空腔中提供的鏡能夠繞以直角相交的兩條軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并且能夠在任意方向上偏轉(zhuǎn)從所述激光發(fā)射設(shè)備所發(fā)射的激光光束，傾斜傳感器，以及用于對(duì)所述鏡的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制的控制單元；并且在所述測(cè)繪系統(tǒng)中，測(cè)繪儀器包括第二通信單元，設(shè)置在已知點(diǎn)并且測(cè)量測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備的位置，并且所述測(cè)繪儀器將所測(cè)量的全向棱鏡的位置和測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的位置傳送至所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備，并且所述控制單元對(duì)所述鏡進(jìn)行控制以使得所述激光光束基于所述第一通信單元所接收的所述全向棱鏡的位置和所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的位置投射測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)。另外，在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)繪系統(tǒng)中，所述控制單元對(duì)所述鏡進(jìn)行控制以使得所述激光光束在表面上投射的點(diǎn)的軌跡成為包含所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)以及所述全向棱鏡的當(dāng)前位置的預(yù)定圖案。另外，在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)繪系統(tǒng)中，所述預(yù)定圖案可以是直線，并且所述直線的一端可以是所述全向棱鏡的當(dāng)前位置，而所述直線的另一端可以是測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)。另外，在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)繪系統(tǒng)中，所述預(yù)定圖案是以所述全向棱鏡的當(dāng)前位置作為中心的圓，并且所述圓的半徑是從所述全向棱鏡的當(dāng)前位置到測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的距離。另外，在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)繪系統(tǒng)中，所述預(yù)定圖案是以所述全向棱鏡的當(dāng)前位置作為中心的橢圓，并且所述橢圓的長軸的一端是測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)。另外，在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)繪系統(tǒng)中，所述控制單元對(duì)所述鏡的姿態(tài)進(jìn)行控制以使得所述激光光束向下垂直投射。另外，在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)繪系統(tǒng)中，所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備包括指引通知單元，并且在所述全向棱鏡的位置落入相對(duì)于測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的測(cè)量允許誤差范圍內(nèi)的情況下，所述指引通知單元作出所述全向棱鏡的位置落入測(cè)量允許誤差范圍內(nèi)的通知。另外，在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備中，所述鏡可以是MEMS鏡。另外，在根據(jù)本發(fā)明的測(cè)繪系統(tǒng)中，所述鏡可以是MEMS鏡。根據(jù)本發(fā)明，所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備包括棱鏡設(shè)備和支承構(gòu)件，并且在所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備中，所述棱鏡設(shè)備包括用于發(fā)射激光光束的激光發(fā)射設(shè)備，在中心具有空腔的全向棱鏡，在所述空腔中提供的鏡能夠繞以直角相交的兩條軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并且能夠在任意方向上偏轉(zhuǎn)從所述激光發(fā)射設(shè)備所發(fā)射的激光光束，以及用于對(duì)所述鏡的姿態(tài)或旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制的控制單元，并且所述支承構(gòu)件支承所述棱鏡設(shè)備，并且所述激光光束被配置為將所述棱鏡設(shè)備的中心位置接合(轉(zhuǎn)送)至所需表面。結(jié)果，無論所述支承構(gòu)件的狀態(tài)如何，都可能輕易地將所述棱鏡設(shè)備的中心位置接合至所需表面。因此，通過使用所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備執(zhí)行測(cè)繪設(shè)置工作，變得容易地執(zhí)行測(cè)繪設(shè)置工作。另外，根據(jù)本發(fā)明，在所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備中，所述控制單元對(duì)所述鏡進(jìn)行控制以使得所述激光光束投射在所述表面上的點(diǎn)的軌跡成為預(yù)定圖案。結(jié)果，所述激光光束不僅指示測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)，而且還具有將工人指引到測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的功能。另外，根據(jù)本發(fā)明，在所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備中，所述棱鏡設(shè)備具有傾斜傳感器，并且所述控制單元對(duì)所述鏡進(jìn)行控制以使得所述激光光束基于所述傾斜傳感器的檢測(cè)結(jié)果垂直或水平投射。結(jié)果，所述激光光束不僅在地面上指示位置和坐標(biāo)，而且還指示高度。另外，根據(jù)本發(fā)明，在所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備中，所述支承構(gòu)件可以傾斜，并且可能通過所述支承構(gòu)件的傾斜對(duì)所述激光光束的接合位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。結(jié)果，即使在所述支 承構(gòu)件的豎立位置并不與測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)相符的情況下，也可能輕易地確定測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)。另外，根據(jù)本發(fā)明，在所述測(cè)繪系統(tǒng)中包括測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備和測(cè)繪儀器，并且在所述測(cè)繪系統(tǒng)中，所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備包括棱鏡設(shè)備，用于支承所述棱鏡設(shè)備的支承構(gòu)件，以及第一通信單元，所述棱鏡設(shè)備包括用于發(fā)射激光光束的激光發(fā)射設(shè)備，在中心具有空腔的全向棱鏡，在所述空腔中提供的鏡能夠繞以直角相交的兩條軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并且能夠在任意方向上偏轉(zhuǎn)從所述激光發(fā)射設(shè)備所發(fā)射的激光光束，傾斜傳感器，以及用于對(duì)所述鏡的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制的控制單元；并且所述測(cè)繪儀器包括第二通信單元，設(shè)置在已知點(diǎn)并且測(cè)量測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備的位置，并且所述測(cè)繪儀器將所測(cè)量的全向棱鏡的位置和測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的位置傳送至所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備，并且所述控制單元對(duì)所述鏡進(jìn)行控制以使得所述激光光束基于所述第一通信單元所接收的所述全向棱鏡的位置和所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的位置投射測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)。結(jié)果，無論所述支承構(gòu)件的狀態(tài)如何，都可能輕易地將所述棱鏡設(shè)備的中心位置接合至所需表面，并且容易且有效地執(zhí)行測(cè)繪設(shè)置工作。另外，根據(jù)本發(fā)明，在所述測(cè)繪系統(tǒng)中，所述控制單元對(duì)所述鏡進(jìn)行控制以使得所述激光光束在表面上投射的點(diǎn)的軌跡成為包含測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)和所述全向棱鏡的當(dāng)前位置的預(yù)定圖案。結(jié)果，激光光束不僅指示測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)，而且還具有將工人指引到測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的功倉泛。另外，根據(jù)本發(fā)明，在所述測(cè)繪系統(tǒng)中，所述控制單元對(duì)所述鏡的姿態(tài)進(jìn)行控制以使得所述激光光束向下垂直投射。結(jié)果，無論所述支承構(gòu)件的狀態(tài)如何，都可能始終將所述棱鏡設(shè)備的中心接合至地面。另外，根據(jù)本發(fā)明，在所述測(cè)繪系統(tǒng)中，所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備包括指引通知單元，并且在所述全向棱鏡的位置落入相對(duì)于測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的測(cè)量允許誤差范圍內(nèi)的情況下，所述指引通知單元作出所述全向棱鏡的位置落入測(cè)量允許誤差范圍內(nèi)的通知。結(jié)果，工人能夠僅通過觀看激光光束所投射的位置來執(zhí)行測(cè)繪設(shè)置工作并且施工性能有所提高。此外，根據(jù)本發(fā)明，在所述測(cè)繪系統(tǒng)中，所述鏡是MEMS鏡。結(jié)果，可能使得所述棱鏡設(shè)備更輕。而且，由于可能以高速旋轉(zhuǎn)所述鏡并且在任意方向上以高速反射所述激光光束，所以可能以任意圖案投射所述激光光束。


圖I是提供有測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備的測(cè)繪系統(tǒng)的示意 圖2是在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中使用的棱鏡設(shè)備的示意性剖視 圖3是實(shí)施例中的指引系統(tǒng)和測(cè)繪儀器的示意性框 圖4A和4B是棱鏡設(shè)備的操作解釋圖，圖4A示出了棱鏡設(shè)備以垂直狀態(tài)得到支承的情況，圖4B示出了棱鏡設(shè)備以傾斜支承的情況；
圖5是實(shí)施例的流程 圖6是第二實(shí)施例的棱鏡設(shè)備的主要部分的解釋圖； 圖7是第二實(shí)施例的操作解釋 圖8是第二實(shí)施例的另一操作解釋 圖9是示出第一應(yīng)用示例的操作解釋 圖10是示出第二應(yīng)用示例的操作解釋 圖11是示出第三應(yīng)用示例的操作解釋圖；和 圖12是示出第四應(yīng)用示例的操作解釋圖。
具體實(shí)施例方式通過參考附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例，以下將給出描述。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備以及提供有所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備的測(cè)繪系統(tǒng)。在圖中，附圖標(biāo)記I表示測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備，而附圖標(biāo)記2表示設(shè)置在已知點(diǎn)的測(cè)繪儀器。測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備I和測(cè)繪儀器2中的每一個(gè)均被提供以能夠發(fā)送和接收?qǐng)?zhí)行測(cè)繪設(shè)置工作所必須的信息的通信單元。測(cè)繪儀器2測(cè)量測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備I的位置(測(cè)量坐標(biāo))，將測(cè)量坐標(biāo)與執(zhí)行打樁的位置(打樁坐標(biāo))進(jìn)行比較，并且將指引信息發(fā)送至測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備I側(cè)以使得測(cè)量坐標(biāo)與打樁坐標(biāo)相符。測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備I包括桿狀形狀的支承構(gòu)件3、指引系統(tǒng)4和棱鏡設(shè)備5。指引系統(tǒng)4提供在支承構(gòu)件3的上端并且相對(duì)于支承構(gòu)件3成直角在水平方向延伸。指引系統(tǒng)4用作棱鏡設(shè)備5的支承構(gòu)件，并且在指引系統(tǒng)4的下表面上提供有棱鏡設(shè)備5。通過參考圖2，對(duì)于棱鏡設(shè)備5的基本構(gòu)造，將給出描述。多個(gè)棱鏡8以圓周方向進(jìn)行布置從而反射從所述圓周方向的任意方向進(jìn)入棱鏡8的距離測(cè)量光線，并且所述多個(gè)棱鏡8形成全向棱鏡9。全向棱鏡9被棱鏡夾持器(holder)10所夾持并且經(jīng)由棱鏡夾持器10安裝到棱鏡支承單元6。在棱鏡夾持器10的底部提供有投射窗口 11。棱鏡設(shè)備5具有密封結(jié)構(gòu)，并且在棱鏡設(shè)備5內(nèi)全向棱鏡9的上方和下方形成空間12和13。在全向棱鏡9的中心部分，形成空腔14。在空間12中，提供例如加速度傳感器的傾斜傳感器15，并且提供例如激光指示器的用于發(fā)射激光光束17的激光發(fā)射設(shè)備16。在空腔14中，提供MEMS鏡18，并且從激光發(fā)射設(shè)備16所發(fā)射的激光光束17被配置為進(jìn)入MEMS鏡18的中心，并且激光光束17被MEMS鏡18反射，并且被配置為通過投射窗口 11進(jìn)行投射。從投射窗口 11投射的激光光束17將棱鏡設(shè)備5的中心位置接合(轉(zhuǎn)送)至例如地面的表面。MEMS鏡18能夠繞垂直線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并且也能夠繞水平線(其垂直于紙面)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。MEMS鏡18可繞相同的旋轉(zhuǎn)中心以兩個(gè)方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。此外，激光光束17進(jìn)入MEMS鏡18的旋轉(zhuǎn)中心，并且該旋轉(zhuǎn)中心與全向棱鏡9的棱鏡中心相符。所要注意的是，MEMS鏡18的中心和旋轉(zhuǎn)中心彼此相符。此外，激光發(fā)射設(shè)備16以及用于控制MEMS鏡18的驅(qū)動(dòng)的控制單元19被容納在空間12的所需位置。來自傾斜傳感器15的檢測(cè)結(jié)果被輸入到控制單元19作為用于控制MEMS鏡18的信號(hào)?？刂茊卧?9可以提供在棱鏡設(shè)備5之外?；趫D3，將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的測(cè)繪系統(tǒng)的概要給出描述。如上所述，測(cè)繪系統(tǒng)主要由測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備I和測(cè)繪儀器2所形成。所要注意的是，測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備I可以包括將在以下進(jìn)行描述的指引系統(tǒng)4。
如圖3所示，指引系統(tǒng)4具有用于顯示工作狀態(tài)、去往測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的信息等的顯示單元21，第一控制運(yùn)算單元22，用于存儲(chǔ)諸如測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)坐標(biāo)、從測(cè)繪儀器2所傳送的數(shù)據(jù)等的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元23，用于執(zhí)行與測(cè)繪儀器2的數(shù)據(jù)通信的第一通信單元24，以及用于通知測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備I以及測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的定位的狀態(tài)的指引通知單元25。此外，測(cè)繪儀器2具有距離測(cè)量/角度測(cè)量單元27，其通過投射激光光束(距離測(cè)量光線)17并且從待測(cè)量物體接收反射激光光束(反射距離測(cè)量光線)來測(cè)量到待測(cè)量物體的距離并且測(cè)量所述激光光束被接收時(shí)待測(cè)量物體的方向。測(cè)繪儀器2具有對(duì)測(cè)繪儀器的距離測(cè)量操作進(jìn)行控制的第二控制運(yùn)算單元28，以及在測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備I和指引系統(tǒng)4之間執(zhí)行數(shù)據(jù)通信的第二通信單元29。測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的坐標(biāo)被事先輸入到第二控制運(yùn)算單元28。在距離測(cè)量/角度測(cè)量單元27中，測(cè)量全向棱鏡9的位置(測(cè)量坐標(biāo))，并且將測(cè)量結(jié)果與測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行比較，并且經(jīng)由第二通信單元29將信息(諸如測(cè)量結(jié)果、測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)坐標(biāo)、測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)與當(dāng)前位置之間的差異以及去往測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的指引信息)實(shí)時(shí)地?zé)o線傳送至指引系統(tǒng)4。指引系統(tǒng)4經(jīng)由第一通信單元24接收從第二通信單元29所傳送的信息(諸如測(cè)量結(jié)果以及與測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的坐標(biāo)相關(guān)的信息)。第一控制運(yùn)算單元22在顯示單元21上顯示所接收的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)坐標(biāo)以及支承構(gòu)件3也就是全向棱鏡9的當(dāng)前位置，或者在顯示單元21上顯示當(dāng)前位置和測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的坐標(biāo)之間的偏差量、使得所述偏差量為零的移動(dòng)方向等。此外，第一控制運(yùn)算單元22向控制單元19輸入信息，諸如當(dāng)前位置和測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的坐標(biāo)之間的偏差量以及另外的使得所述偏差量為零的移動(dòng)方向等?？刂茊卧?9基于來自傾斜傳感器15的傾斜檢測(cè)結(jié)果以及上述信息對(duì)MEMS鏡18的方位(姿態(tài))和移動(dòng)進(jìn)行控制。通過以下事實(shí)對(duì)MEMS鏡18的姿態(tài)和移動(dòng)進(jìn)行控制，激光光束17的投射方向以及激光光束17的移動(dòng)被控制。所要注意的是，依據(jù)輸入信息，事先在控制單元19中設(shè)置MEMS鏡18的控制模式，并且通過選擇所述控制模式來確定激光光束17的移動(dòng)模式。控制單元19基于所選擇的控制模式對(duì)MEMS鏡18的移動(dòng)進(jìn)行控制，以使得激光光束17所投射的點(diǎn)的軌跡以預(yù)定圖案進(jìn)行移動(dòng)。由于控制模式，激光光束17被投射以使得在直線上進(jìn)行前后掃描或者被投射以繪制出圓或橢圓。通過參考圖4A和4B，將給出關(guān)于MEMS鏡18的姿態(tài)控制以及激光光束17的投射方向控制的示例的描述。順便提及，圖4A和4B示出了以下情況其中全向棱鏡9的中心位置(坐標(biāo))通過激光光束17作為點(diǎn)接合至地面并且對(duì)MEMS鏡18的姿態(tài)進(jìn)行控制以使得激光光束17 —直垂直向下投射。此外，測(cè)繪儀器2對(duì)全向棱鏡9的中心位置進(jìn)行測(cè)量。圖4A示出了其中支承構(gòu)件3處于垂直狀態(tài)的狀態(tài)，并且該垂直狀態(tài)由傾斜傳感器15檢測(cè)?？刂茊卧?9對(duì)MEMS鏡18的姿態(tài)進(jìn)行控制以使得被MEMS鏡18所反射的激光光束17垂直向下投射。圖4B示出了以下狀態(tài)，其中例如全向棱鏡9在紙面上以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)Θ度。全向棱鏡9的傾斜由傾斜傳感器15檢測(cè)，并且控制單元19基于傾斜傳感器15的檢測(cè)信號(hào)將MEMS鏡18以逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)Θ/2度。結(jié)果，被MEMS鏡18所反射的激光光束17垂直向下投射，并且激光光束17將全向棱鏡9的中心接合至地面。 以這種方式，無論支承構(gòu)件3是否傾斜，都可能準(zhǔn)確地將全向棱鏡9的中心位置接合至地面。此外，通過將支承構(gòu)件3豎立在測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)附近，利用豎立點(diǎn)作為中心將支承構(gòu)件3傾斜，或者利用支承構(gòu)件3作為中心將支承構(gòu)件3進(jìn)行旋轉(zhuǎn)(扭動(dòng))，或者調(diào)節(jié)全向棱鏡9的位置，可能輕易地使得全向棱鏡9的位置與測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)相符。此外，在全向棱鏡9的位置與測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的坐標(biāo)相符的情況下，或者在全向棱鏡9的位置落入允許誤差范圍內(nèi)的情況下，指引通知單元25產(chǎn)生聲音或震動(dòng)，并且通知工人全向棱鏡9的位置與測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)相符。通過事實(shí)上指引通知單元25產(chǎn)生聲音或震動(dòng)，工人能夠執(zhí)行打樁工作而無需檢查顯示單元21的顯示。可替換地,不同于由指引通知單元25產(chǎn)生聲音或者指引通知單元的震動(dòng)，可以使得激光光束17同時(shí)進(jìn)行閃爍。此外，由于無論支承構(gòu)件3的姿態(tài)如何都可能通過激光光束17將全向棱鏡9的位置準(zhǔn)確接合至地面，所以可能標(biāo)記出測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)并且進(jìn)一步在執(zhí)行了一次定位操作之后立刻執(zhí)行打樁。測(cè)繪儀器2可以是具有追蹤功能的測(cè)繪儀器或者沒有追蹤功能的測(cè)繪儀器。通過具有追蹤功能的測(cè)繪儀器，一個(gè)工人能夠執(zhí)行打樁。通過參考圖5，根據(jù)本實(shí)施例，將給出關(guān)于打樁操作流程的描述。順便提及，對(duì)以下情況，下文將給出描述在該情況中，通過使用具有追蹤功能的測(cè)繪儀器2 (諸如全站儀(total station))來執(zhí)行測(cè)繪設(shè)置工作。(步驟01)設(shè)置關(guān)于測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的信息并且將其輸入到測(cè)繪儀器2。(步驟02)將測(cè)繪儀器2引導(dǎo)得朝向測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)，并且將測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備I夾持在測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的方向。(步驟03)操作測(cè)繪儀器2并且使其開始對(duì)全向棱鏡9進(jìn)行追蹤。與開始追蹤全向棱鏡9同時(shí)，測(cè)繪儀器2連續(xù)測(cè)量到全向棱鏡9的距離以及全向棱鏡9的角度(水平角度和垂直角度)。測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果和坐標(biāo)數(shù)據(jù)被傳送至測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備I。(步驟04)在測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備I中，基于從測(cè)繪儀器2傳送的信息計(jì)算當(dāng)前位置與測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)之間的偏差量，并且顯示所述偏差量。所要注意的是，所述偏差量被顯示為XY坐標(biāo)值或者指示偏差方向的箭頭，并且箭頭的長度可以根據(jù)偏差量而變化。(步驟05，步驟06)當(dāng)全向棱鏡9更加接近測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)并且全向棱鏡9的位置幾乎與測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)相符時(shí)，使得支承構(gòu)件3在地面上直立。(步驟07)基于測(cè)繪儀器2的測(cè)量結(jié)果檢查全向棱鏡9的位置并且確定全向棱鏡9是否垂直位于測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)上方。(步驟08)在全向棱鏡9并未垂直位于測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)上方的情況下，利用支承構(gòu)件3的下端為中心將支承構(gòu)件3相對(duì)于垂直方向進(jìn)行傾斜，或者利用支承構(gòu)件3的軸線為中心將支承構(gòu)件3進(jìn)行旋轉(zhuǎn)(扭動(dòng))，并且對(duì)全向棱鏡9的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)以使得全向棱鏡9的位置變?yōu)榇怪碧幱跍y(cè)繪設(shè)置點(diǎn)上方。(步驟09)在確認(rèn)了全向棱鏡9垂直位于測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)上方的狀態(tài)下，從激光發(fā)射設(shè)備16投射激光光束17。所發(fā)射的激光光束17被投射在測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)上?；蛘咴趶募す獍l(fā)射設(shè)備16投射激光光束17的同時(shí)可以執(zhí)行位置調(diào)節(jié)。 (步驟10)標(biāo)記出測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)(進(jìn)行打樁)。一次測(cè)繪設(shè)置工作完成，并且該過程進(jìn)行至確定下一個(gè)測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)。在以上所描述的通過使用測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備I執(zhí)行的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)確定工作中，無論支承構(gòu)件3的姿態(tài)(傾斜或扭曲)如何，激光發(fā)射設(shè)備16 —直將激光光束投射在垂直位于全向棱鏡9的中心下方的區(qū)域上。因此，由于工人無需注意保持支承構(gòu)件3的垂直姿態(tài)，且足以使得工人關(guān)注于使得激光發(fā)射設(shè)備16所照亮的位置與測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)相符。因此，大幅提高了施工性能。順便提及，測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的信息可以事先設(shè)置并輸入到指引設(shè)備4的存儲(chǔ)單元23中。在以上所描述的實(shí)施例中，使得激光光束17以垂直方向進(jìn)行投射。與之不同的是，可以通過由控制單元19控制MEMS鏡18的姿態(tài)而使得激光光束17以所需方向進(jìn)行投射。圖6和圖7示出了兩個(gè)實(shí)施例。在第二實(shí)施例中，通過使得激光光束17以所需角度而并非以垂直方向進(jìn)行投射，執(zhí)行控制以使得激光光束17所投射的點(diǎn)成為測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)。除了傾斜傳感器15之外，第二實(shí)施例中的棱鏡設(shè)備5包括方位角傳感器31 (例如，磁性傳感器)，并且棱鏡設(shè)備5除了傾斜之外還可能檢測(cè)棱鏡設(shè)備5的方位角(方位)。由于棱鏡設(shè)備5的中心(棱鏡中心)可以由測(cè)繪儀器2進(jìn)行測(cè)量并且棱鏡設(shè)備5在支承構(gòu)件3的已知高度處提供，所以水平位置D和高度位置h成為已知數(shù)值。棱鏡設(shè)備5的位置(坐標(biāo))由測(cè)繪儀器2進(jìn)行測(cè)量。通過將棱鏡設(shè)備5的當(dāng)前位置與測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O的位置(坐標(biāo))進(jìn)行比較，可能計(jì)算出測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O相對(duì)于當(dāng)前位置的距離和方向。此外，還可能計(jì)算出使得激光光束17所投射的點(diǎn)與測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O相符的投射角度α。因此，通過控制MEMS鏡18的姿態(tài)，可能使得激光光束17向測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O反射。因此，如果沒有使得棱鏡設(shè)備5與測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O的位置完全相符，則可能通過激光光束17將測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O接合至地面。在第二實(shí)施例中，通過將測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備I豎立在測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O附近，可能由激光光束17自動(dòng)接合測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O并且施工性能進(jìn)一步提聞。在以上所描述的實(shí)施例中，激光光束17以靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行投射并且測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)被示為一個(gè)點(diǎn)。然而，指引功能可以增加執(zhí)行激光光束17的動(dòng)態(tài)投射并且通過激光光束17的投射指弓I至測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的指弓I功能。圖8示出了對(duì)MEMS鏡18進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制以使得激光光束17進(jìn)行前后掃描的情形。通過動(dòng)態(tài)控制MEMS鏡18，可能在地面上形成直線33，其通過測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O或者包含測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O。此外，使得直線33的方向與去往測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O的移動(dòng)方向相符，并且另外，使得直線33的長度與從當(dāng)前位置到測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O的距離相對(duì)應(yīng)。因此，基于如所繪制的直線33的方向和長度，打樁工人能夠掌握移動(dòng)方 向和移動(dòng)量。也就是說，直線33使得可能對(duì)工人進(jìn)行指引以使得工人能夠適當(dāng)移動(dòng)。此外，通過所示出的直線33，工人能夠執(zhí)行操作而無需觀看指引系統(tǒng)4的顯示單元21。所要注意的是，作為使得激光光束17前后掃描的模式之一，通過使用棱鏡設(shè)備5的當(dāng)前位置作為起始點(diǎn)(激光光束17從棱鏡設(shè)備5垂直向下投射到的點(diǎn))而使得激光光束17在測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O和棱鏡設(shè)備5的當(dāng)前位置之間進(jìn)行前后掃描。圖9示出了激光光束17動(dòng)態(tài)投射的情況下的應(yīng)用示例。在圖9所示的應(yīng)用示例中，MEMS鏡18的姿態(tài)被動(dòng)態(tài)控制以使得激光光束17繪制出圓34。圓34是通過測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O的圓。圓34的中心對(duì)應(yīng)于垂直位于棱鏡設(shè)備5下方的位置，并且圓34的半徑對(duì)應(yīng)于從中心到測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O的距離。因此，圓34的大小對(duì)應(yīng)于移動(dòng)量(當(dāng)前位置和測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O之間的偏差)。因此，當(dāng)棱鏡設(shè)備5越接近測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O時(shí)，圓34變得越小。結(jié)果，工人能夠通過檢查圓34的大小變化來確定移動(dòng)方向是否正確。順便提及，可以繪制直線33以及圓34。可替換地，激光光束17可以刻畫出橢圓并且將工人的移動(dòng)方向指示為所述橢圓長軸的方向。在這種情況下，所述橢圓的中心對(duì)應(yīng)于測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備I的當(dāng)前位置，并且所述橢圓的長軸的一端對(duì)應(yīng)于測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)O。圖10示出了第二應(yīng)用示例。在第二應(yīng)用示例中，棱鏡設(shè)備5向上定向。通過將棱鏡設(shè)備5向上定向，可能在垂直上方接合所測(cè)量的坐標(biāo)位置。圖11示出了第三應(yīng)用示例。在第三應(yīng)用示例中,棱鏡設(shè)備5被放在旁邊位置并且使得激光光束17以水平方向投射。在第三應(yīng)用示例中，可能將所測(cè)量的高度接合至墻壁
坐寸ο圖12示出了第四應(yīng)用示例。在第四應(yīng)用示例中，使得激光光束17以水平方向投射并且來回掃描，并且在墻壁表面形成水平線。在第二至第四應(yīng)用示例中的任何示例中，由于棱鏡設(shè)備5具有傾斜傳感器15，所以可能基于傾斜傳感器15的檢測(cè)結(jié)果、依據(jù)棱鏡設(shè)備5的姿態(tài)而接合位置并沿所需方向畫線。所要注意的是，在以上所描述的實(shí)施例中，一個(gè)MEMS鏡18能夠繞以直角相交的兩條軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。然而，兩個(gè)MEMS鏡18 (每個(gè)都可繞一條軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn))可以被組合從而使得旋轉(zhuǎn)軸線以直角相交。此外，本發(fā)明并不局限于MEMS鏡18以及簡單地必須提供有可旋轉(zhuǎn)支承的鏡以及用于旋轉(zhuǎn)所述鏡的驅(qū)動(dòng)單元。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備，包括棱鏡設(shè)備和支承構(gòu)件，其中所述棱鏡設(shè)備包括用于發(fā)射激光光束的激光發(fā)射設(shè)備，在中心具有空腔的全向棱鏡，在所述空腔中提供的鏡能夠繞以直角相交的兩條軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并且能夠在任意方向上偏轉(zhuǎn)從所述激光發(fā)射設(shè)備所發(fā)射的所述激光光束，以及用于對(duì)所述鏡的姿態(tài)或旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制的控制單元；其中所述支承構(gòu)件支承所述棱鏡設(shè)備，并且其中所述激光光束被配置為將所述棱鏡設(shè)備的中心位置接合和/或轉(zhuǎn)送至所需表面。
2.如權(quán)利要求I所述的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備，其中所述控制單元對(duì)所述鏡進(jìn)行控制以使得所述激光光束在表面上投射的點(diǎn)的軌跡成為預(yù)定圖案。
3.如權(quán)利要求I或2所述的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備，其中所述棱鏡設(shè)備具有傾斜傳感器，并且所述控制單元對(duì)所述鏡進(jìn)行控制以使得所述激光光束基于所述傾斜傳感器的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行垂直或水平投射。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備，其中所述支承構(gòu)件可以傾斜，并且可能通過所述支承構(gòu)件的傾斜對(duì)所述激光光束的接合位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
5.一種測(cè)繪系統(tǒng)，包括測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備和測(cè)繪儀器，其中所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備包括棱鏡設(shè)備，支承所述棱鏡設(shè)備的支承構(gòu)件，以及第一通信單元，所述棱鏡設(shè)備包括用于發(fā)射激光光束的激光發(fā)射設(shè)備，在中心具有空腔的全向棱鏡，在所述空腔中提供的鏡能夠繞以直角相交的兩條軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并且能夠在任意方向上偏轉(zhuǎn)從所述激光發(fā)射設(shè)備所發(fā)射的所述激光光束，傾斜傳感器，以及用于對(duì)所述鏡的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制的控制單元；并且其中所述測(cè)繪儀器包括第二通信單元，設(shè)置在已知點(diǎn)并且測(cè)量所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備的位置，其中所述測(cè)繪儀器將所測(cè)量的所述全向棱鏡的位置和測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的位置傳送至所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備，并且其中所述控制單元對(duì)所述鏡進(jìn)行控制以使得所述激光光束基于所述第一通信單元所接收的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的位置和所述全向棱鏡的位置投射測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求5所述的測(cè)繪系統(tǒng)，其中所述控制單元對(duì)所述鏡進(jìn)行控制以使得所述激光光束在表面上投射的點(diǎn)的軌跡成為包含所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)以及所述全向棱鏡的當(dāng)前位置的預(yù)定圖案。
7.如權(quán)利要求6所述的測(cè)繪系統(tǒng)，其中所述預(yù)定圖案是直線，并且所述直線的一端是所述全向棱鏡的當(dāng)前位置，而直線的另一端是測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)。
8.如權(quán)利要求6所述的測(cè)繪系統(tǒng)，其中所述預(yù)定圖案是以所述全向棱鏡的當(dāng)前位置作為中心的圓，并且所述圓的半徑是從所述全向棱鏡的當(dāng)前位置到測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的距離。
9.如權(quán)利要求6所述的測(cè)繪系統(tǒng)，其中所述預(yù)定圖案是以所述全向棱鏡的當(dāng)前位置作為中心的橢圓，并且所述橢圓的長軸的一端是測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求6所述的測(cè)繪系統(tǒng)，其中所述控制單元對(duì)所述鏡的姿態(tài)進(jìn)行控制以使得所述激光光束向下垂直投射。
11.如權(quán)利要求5或10所述的測(cè)繪系統(tǒng)，其中所述測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備包括指引通知單元，并且在所述全向棱鏡的位置落入相對(duì)于測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)的測(cè)量允許誤差范圍內(nèi)的情況下，所述指引通知單元作出所述全向棱鏡的位置落入測(cè)量允許誤差范圍內(nèi)的通知。
12.如權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備，其中所述鏡是MEMS鏡。
13.如權(quán)利要求5、6或10所述的測(cè)繪系統(tǒng)，其中所述鏡是MEMS鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備和測(cè)繪系統(tǒng)。一種測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備包括棱鏡設(shè)備(5)和支承構(gòu)件，并且在該測(cè)繪設(shè)置點(diǎn)指示設(shè)備中，所述棱鏡設(shè)備包括用于發(fā)射激光光束(17)的激光發(fā)射設(shè)備(16)，在中心具有空腔(14)的全向棱鏡(9)，在所述空腔中提供的鏡(18)能夠繞以直角相交的兩條軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并且能夠在任意方向上偏轉(zhuǎn)從所述激光發(fā)射設(shè)備所發(fā)射的所述激光光束，以及用于對(duì)所述鏡的姿態(tài)或旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制的控制單元(19)，并且所述支承構(gòu)件支承所述棱鏡設(shè)備，并且所述激光光束被配置為將所述棱鏡設(shè)備的中心位置接合和/或轉(zhuǎn)送至所需表面。
文檔編號(hào)G01C15/02GK102759352SQ20121012751
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者西田信幸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社拓普康