(57)【要約】本発明の屋内位置測定システムを用いた３次元測定システムは、その表面に線形目盛を有するリスケールバー２００と、前記リスケールバー上を移動可能であり、自身が前記リスケールバー上で移動した絶対長さを測定するリニアエンコーダ３００と、ファンビームを放射する複数の光送信機５００ａ、５００ｂと、一端が前記リニアエンコーダに固定され、前記光送信機から放射されたファンビームを検出する受信機を有するベクトルバーとを備え、前記ベクトルバーが前記リスケールバー上で移動した２地点の座標を前記受信機により求め、前記２地点の座標から前記２地点間の相対長さを測定し得るようにし、前記絶対長さと前記相対長さとの比率を、測定される２地点間の測定距離をリスケールするのに適用するようにしたことを特徴とする。【選択図】図３
2010505113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋内位置測定システムを用いた３次元測定システムであって、
その表面に線形目盛を有するリスケールバーと、
前記リスケールバー上を移動可能であり、自身が前記リスケールバー上で移動した絶対長さを測定するリニアエンコーダと、
ファンビームを放射する複数の光送信機と、
一端が前記リニアエンコーダに固定され、前記光送信機から放射されたファンビームを検出する受信機を有するベクトルバーとを備え、
前記ベクトルバーが前記リスケールバー上で移動した２地点の座標を前記受信機により求め、前記２地点の座標から前記２地点間の相対長さを測定し得るようにし、
前記絶対長さと前記相対長さとの比率を、測定される２地点間の測定距離をリスケールするのに適用するようにしたことを特徴とするシステム。
【請求項２】
屋内位置測定システムを用いた３次元測定システムに用いられるリスケール方法であって、
線形目盛を有するリスケールバー上を移動可能に構成されたリニアエンコーダに固定されているベクトルバーが前記リスケールバー上で移動した２地点間の相対長さを測定するステップと、
前記ベクトルバーが固定された前記リニアエンコーダが前記リスケールバー上で移動した２地点間の絶対長さを測定するステップと、
前記相対長さと前記絶対長さとの比率を計算するステップと、
前記比率を、測定される２地点間の測定距離をリスケールするのに適用するステップとを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋内全地球測位システム（Indoor Global Positioning System：ＩＧＰＳ）を用いた３次元測定システムに関し、特に、２地点間の距離測定時の誤差を無くすることにより正確な距離測定値を求めるようにしたシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来のＩＧＰＳを用いた３次元測定システムの構成図である。図１を参照すると、従来のＩＧＰＳを用いた３次元測定システムは、スケールバー１０と、ベクトルバー２０と、複数の光送信機３０ａ及び３０ｂと、受信機４０とを備えている。
【０００３】
ベクトルバー２０には、受信機４０が取り付けられている。ベクトルバー２０の一端は尖っており、測定中は、スケールバー１０と垂直に接触する。受信機４０は、少なくとも２つの光送信機３０ａ及び３０ｂから放射された電波及びレーザービームを受信する。このとき、受信機４０を既知の２地点間で移動させることにより測定が行われる。この３次元測定システムでは、前記２地点の座標を前記２地点間の距離値に変換することにより、前記２地点間の距離が測定される。
【０００４】
上述した従来のＩＧＰＳを用いた３次元測定システムでは、ベクトルバー２０でスケールバー１０上の或る点を指すときは、作業者が自分の手を使用して前記点を直接指す必要があった。しかし、作業者が前記点を正確に指すことは難しかった。したがって、前記点の測定値は、測定を行う度に変わり得る。さらに、この問題点に起因する誤差は累積誤差を発生させ得る。したがって、２地点間の距離測定時に、実際の距離よりも大きく測定されることがあり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、２地点間の距離測定時の誤差を無くすることにより正確な距離測定値を求めるようにしたシステム及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様では、屋内位置測定システムを用いた３次元測定システムであって、その表面に線形目盛を有するリスケールバーと、前記リスケールバー上を移動可能であり、自身が前記リスケールバー上で移動した絶対長さを測定するリニアエンコーダと、ファンビームを放射する複数の光送信機と、一端が前記リニアエンコーダに固定され、前記光送信機から放射されたファンビームを検出する受信機を有するベクトルバーとを備え、前記ベクトルバーが前記リスケールバー上で移動した２地点の座標を前記受信機により求め、前記２地点の座標から前記２地点間の相対長さを測定し得るようにし、前記絶対長さと前記相対長さとの比率を、測定される２地点間の測定距離をリスケールするのに適用するようにしたことを特徴とするシステムが提供される。
【０００７】
本発明の他の態様では、屋内位置測定システムを用いた３次元測定システムに用いられるリスケール方法であって、線形目盛を有するリスケールバー上を移動可能に構成されたリニアエンコーダに固定されているベクトルバーが前記リスケールバー上で移動した２地点間の相対長さを測定するステップと、前記ベクトルバーが固定された前記リニアエンコーダが前記リスケールバー上で移動した２地点間の絶対長さを測定するステップと、前記相対長さと前記絶対長さとの比率を計算するステップと、前記比率を、測定される２地点間の測定距離をリスケールするのに適用するステップとを含むことを特徴とする方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ベクトルバーによって指されたリスケールバー上の地点に対する測定を繰り返し行ったとしても、作業者が前記地点を直接指す従来の方法よりもより正確に測定することができる。したがって、２地点間の距離測定時に、実際の距離よりも大きい距離が測定されたとしても、その誤差が累積されないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のＩＧＰＳを用いた３次元測定システムの構成図である。
【図２】本発明による光送信機で生成されたビームを受信機が受信することを説明する概念図である。
【図３】本発明によるＩＧＰＳを用いた３次元測定システムの構成図である。
【図４】本発明によるＩＧＰＳを用いた３次元測定システムのリスケール方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明について詳細に説明する。
【００１１】
図２は、本発明で用いられる光送信機で生成されたレーザービームを、受信機が受信することを示す概念図である。
【００１２】
一般に、全地球測位システム（Global Position System：ＧＰＳ）とは、３つ以上のＧＰＳ衛星を用いて、ＧＰＳ受信機の位置に対応する３次元座標を認識及び決定する装置のことをいう。この概念は屋内にも適用されることができ、屋内位置測定システム（indoor global positioning system：ＩＧＰＳ）に代表される。ＩＧＰＳシステムでは、ＧＰＳ衛星として働く送信機とＧＰＳ受信機として働く受信機とを使用して、前記受信機の位置を３次元座標として検出することができる。
【００１３】
図２を参照して、光送信機１００は２つの回転ファンビーム（扇形ビーム）１２０、１３０を放射する。回転ファンビーム１２０、１３０は、レーザファンビームであってもよく、他の光学ビームであってもよい。受信機１１０は、光送信機１００から放射されたファンビーム１２０、１３０を受信し、光送信機１００に対しての相対的位置、即ち受信機１１０の３次元座標を取得する。このとき、ファンビーム１２０、１３０は互いに所定の角度をなしているので、これらを受信する受信機１１０の高度を測定することができる。
【００１４】
図３は、本発明によるＩＧＰＳを用いた３次元測定システムの構成図である。図３を参照して、本発明によるＩＧＰＳを用いた３次元測定システムは、リスケールバー２００と、リニアエンコーダ３００と、ベクトルバー４００と、複数の光送信機５００ａ及び５００ｂと、受信機６００とを備えている。
【００１５】
リスケールバー２００はその表面に線形目盛を有しており、前記線形目盛によってリスケールバー２００上の２地点間の長さを把握することができる。リニアエンコーダ３００は、リスケールバー２００上でリスケールバー２００が延在する方向に往復移動可能に構成されており、リスケールバー２００上の２地点間の正確な長さを優れた測定精度で測定することができる。例えば、リニアエンコーダ３００の測定精度は、０．０１ｍｍ以内である。また、ベクトルバー４００の下端はリニアエンコーダ３００上に固定されているため、ベクトルバー４００はリニアエンコーダ３００が移動するときに共に移動することができる。
【００１６】
また、光送信機５００ａ、５００ｂは、レーザファンビームを放射する。図３では２つの光送信機５００ａ、５００ｂのみが例示されているが、実質的には、少なくとも３つの光送信機を設けることが好ましい。
【００１７】
１つ又はそれ以上を含み得る受信機６００が、ベクトルバー４００の上端に取り付けられている。受信機６００は、光送信機５００ａ及び５００ｂから放射されたレーザファンビームを検出して、受信機６００の現在位置に対応する３次元座標を生成する。本発明によれば、ベクトルバー４００がリスケールバー２００上の或る点から他の点に移動すると、受信機６００が各点に対応する３次元座標を生成し、ベクトルバー４００が計算によって前記各点の３次元座標を１次元座標に変換する。その結果、ベクトルバー４００がリスケールバー２００上で移動した２地点間の相対長さを求めることができる。それと同時に、ベクトルバー４００に係合されているリニアエンコーダ３００がリスケールバー２００上で移動した２地点間の絶対長さも求めることができる。そして、相対長さと絶対長さとの比率を用いて測定距離をリスケールすることによって、前記２地点間の実際の距離を正確に求めることができる。
【００１８】
図４は、本発明によるＩＧＰＳを用いた３次元測定システムで実施されるリスケール方法を説明するためのフローチャートである。図４を参照して、ＩＧＰＳを用いたリスケール方法について説明する。
【００１９】
まず、測定される２地点にベクトルバーを移動させて、前記２地点の３次元座標をそれぞれ生成する。そして、前記３次元座標を１次元座標に変換し、前記２地点間の距離（測定距離）を算出する（Ｓ１００）。
【００２０】
続いて、リニアエンコーダ３００をリスケールバー２００上の或る点から他の点へ移動させ、リニアエンコーダ３００に固定されたベクトルバー４００に取り付けられている受信機６００によって、前記２地点の３次元座標をそれぞれ測定する。その後、測定された３次元座標を距離値に変換することにより、ベクトルバー４００がリスケールバー２００上を移動した２地点間の相対長さを求める。それと同時に、リニアエンコーダ３００がリスケールバー２００上で移動した２地点間の絶対長さをリニアエンコーダ３００により測定する（Ｓ２００）。
【００２１】
次に、ベクトルバー４００で測定した前記２地点間の相対長さと、リニアエンコーダ３００で測定した前記２地点間の絶対長さとの比率を計算する（Ｓ３００）。
【００２２】
Ｓ３００で計算された比率が、Ｓ１００でベクトルバーにより測定された２地点間の測定距離をリスケールするために適用されるので、前記２地点間の正確な実際の距離を求めることができる（Ｓ４００）。
【００２３】
ここで、前記２地点間の実際の距離を求める際に発生し得る誤差は、リニアエンコーダ３００の測定精度に左右されることに留意されたい。
【００２４】
本発明によるＩＧＰＳを用いたリスケール方法の詳細を、次の例により説明する。或る測定空間内の２地点「ａ」及び「ｂ」の間の距離を測定する場合、ベクトルバーによって求めた２地点「ａ」及び「ｂ」の間の測定距離が２２００ｍｍであったと仮定する。リスケール作業は、２地点「ａ」及び「ｂ」の間の距離を測定する前に、リスケールバーを用いて前もって行っておくべきである。これは、測定空間内の測定スケールを正確に調節し、それによって、測定基準を設定するためである。もし、リニアエンコーダに取り付けられたベクトルバーをリスケールバー上で移動させることにより求められた相対長さが１１００ｍｍであり、リニアエンコーダにより求められた絶対長さが１０００ｍｍであれば、測定誤差量は１００ｍｍとなる。したがって、測定距離は、前記２地点間の実際の距離よりも１０％多く測定されたと見なすことができる。前記リスケール作業を用いてこの測定誤差を補償するために、この１０％の比率が前記２地点「ａ」及び「ｂ」の間の測定距離、即ち２２００ｍｍに適用され、測定距離は２０００ｍｍにリスケールされることができる。
【００２５】
以上説明したようなＩＧＰＳを用いた３次元測定システム及びリスケール方法に関する技術思想を添付する図面と共に説明したが、これは、本発明の最も好適な実施形態を例示的に説明したものであって、本発明を限定するものではない。当業者であれば、本発明の技術思想から逸脱しない範囲内で多様な変形及び修正がなされ得ることが理解できよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010505113.tif 000006
【国際調査報告】
2010505113.tif 000007
2010505113.tif 000008