(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部から放射される光ビームを所定方向に向ける回動反射部と、前記回動反射部の姿勢を測定する姿勢測定部と、前記姿勢測定部からの姿勢測定信号に基づき前記回動反射部が所定の姿勢となるように姿勢制御する姿勢制御部とを備え、前記光源部から放射される光ビームを前記回動反射部により回動走査を行い、かつ所定の繰返し周期で複数の処理項目を実行するコンピュータを有する測量装置において；
第１の制御周期でタイミング信号を生成する手段と；
前記タイミング信号に従って、前記姿勢制御部の姿勢制御駆動部処理を行う第１優先処理項目手段と；
前記第１の制御周期よりも長い第２の制御周期にて、制御処理を行う複数の第２優先処理項目手段と；
前記複数の第２優先処理項目手段のうち、前記タイミング信号にて制御処理を行う第２優先処理項目手段を選択する手段とを備え；
前記第１優先処理項目手段による制御処理の終了後、前記選択手段にて選択された第２優先処理項目手段の制御処理を行うように構成された測量装置。
【請求項２】
光源部から放射される光ビームを所定方向に向ける回動反射部と、前記回動反射部の姿勢を測定する姿勢測定部と、前記姿勢測定部からの姿勢測定信号に基づき前記回動反射部が所定の姿勢となるように姿勢制御する姿勢制御部とを備え、前記光源部から放射される光ビームを前記回動反射部により回動走査を行い、かつ所定の繰返し周期で複数の処理項目を実行するコンピュータを有する測量装置において；
第１の制御周期でタイミング信号を生成する手段と；
前記タイミング信号に従って、前記姿勢制御部の姿勢制御駆動部処理を行う第１優先処理項目手段と；
前記第１の制御周期よりも長い第２の制御周期にて、制御処理を行う複数の第２優先処理項目手段と；
前記第２の制御周期よりも長い第３の制御周期にて、制御処理を行う複数の第３優先処理項目手段と；
前記複数の第２優先処理項目手段並びに第３優先処理項目手段のうち、前記タイミング信号にて制御処理を行う第２優先処理項目手段又は／及び第３優先処理項目手段を選択する手段とを備え；
前記第１優先処理項目手段による制御処理の終了後、前記選択手段にて選択された第２優先処理項目手段又は／及び第３優先処理項目手段の制御処理を行うように構成された測量装置。
【請求項３】
前記選択手段は一つの処理項目手段を選択し、前記第１優先処理項目手段による制御処理の終了後、前記一つの処理項目手段の制御処理を行うように構成された請求項１又は請求項２に記載の測量装置。
【請求項４】
前記第２優先処理項目手段には、前記姿勢測定部からの測定信号を用いた回転方向及び回転速度を制御する姿勢制御処理を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の測量装置。
【請求項５】
前記第２優先処理項目手段には、レーザ動作処理またはプリズム動作処理の制御処理を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の測量装置。
【請求項６】
前記第３優先処理項目手段には、稼動範囲検出処理またはバッテリー監視処理を含むことを特徴とする請求項２に記載の測量装置。
【請求項７】
光源部から放射される光ビームを所定方向に向ける回動反射部と、前記回動反射部の姿勢を測定する姿勢測定部と、前記姿勢測定部からの姿勢測定信号に基づき前記回動反射部が所定の姿勢となるように姿勢制御する姿勢制御部とを備え、前記光源部から放射される光ビームを前記回動反射部により回動走査を行い、かつ所定の繰返し周期で複数の処理項目を実行するコンピュータを有する測量装置の制御方法において；
第１の制御周期と、この第１の制御周期よりも長く設定された第２の制御周期とを定め；
前記複数の処理項目を、前記第１の制御周期にて処理される、前記姿勢制御部の姿勢制御駆動部処理である第１優先処理項目と、前記第２の制御周期にて処理される第２優先処理項目とに区分し；
第１の制御周期が開始されると、前記第１優先処理項目を実行させ；
次に複数の第２優先処理項目の中から、処理すべき第２優先処理項目を選択し；
選択された第２優先処理項目を実行させる測量装置の制御方法。
【請求項８】
所定の繰返し周期で複数の処理項目を実行するコンピュータを有する測量装置の制御方法において；
第１の制御周期と、この第１の制御周期よりも長く設定された第２の制御周期と、この第２の制御周期よりも長く設定された第３の制御周期とを定め；
前記複数の処理項目を、前記第１の制御周期にて処理される前記姿勢制御部の姿勢制御駆動部処理である制御処理を行う第１優先処理項目と、前記第２の制御周期にて処理される第２優先処理項目と、前記第３の制御周期にて処理される第３優先処理項目とに区分し；
第１の制御周期が開始されると、前記第１優先処理項目を実行させ；
次に複数の第２優先処理項目並びに第３優先処理項目の中から、処理すべき第２優先処理項目又は／及び第３優先処理項目を選択し；
選択された第２優先処理項目又は／及び第３優先処理項目を実行させる測量装置の制御方法。
【請求項９】
前記処理すべき処理項目として一つの処理項目を選択し、選択された前記一つの処理項目を実行させる請求項７又は請求項８に記載の測量装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、測量を開始できる状態に測量機器の姿勢を整準するような優先順位の高い処理と、測量機器の動作状態監視のように優先順位は劣後するが一定間隔で処理を繰り返す必要のある処理を、単一のマイクロプロセッサにより並列処理する測量機器、並びに測量装置の制御方法に関するものである
【０００２】
【従来の技術】
整準を行う必要のある測量機器として、例えばトランシットや回転レーザー測量機器がある。トランシットとは、建物の高角度、水平、距離、高低差の測定に使われる測量機器で、水平器を用いて三脚の頭部を水平にする必要がある。トランシットの整準においては、例えば正面２個の整準ねじを使用し、棒状気泡管の気泡を中央へ導き、次に水平固定ネジで９０度回転させ気泡を合わせる。そして、数回繰り返し、気泡が中央で落ち着いたら、１８０度回転させ気泡が２本の黒い線の内側であれば精度内となる。
【０００３】
測量機器は天井材設置、窓枠墨だし、生コンクリートの打設のように、土木建設作業における施工や検査に用いられるため、整準処理が迅速且つ簡易に行うことができれば、利用者にとって利便性が高くなる。そこで、整準処理を簡易に行うために、測量機器に搭載されたマイクロプロセッサや電子回路を用いて整準処理が自動的に行われている。また整準処理を迅速に行うために、水平器を用いた測量機器を水平にする駆動機構としてパルスモータを用いている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の測量機器に搭載されたマイクロプロセッサにおいては、整準処理のほかにレーザー動作処理やプリズム動作処理のような他の動作も並列して行われていた。そのため、整準処理を迅速に行うためにパルスモータを最高速度で動作させる場合には、整準処理と並列処理されているマイクロプロセッサによる他の処理が円滑に進行しないという課題があった。
【０００５】
そこで、パルスモータを最高速度で動作させる場合には、別途設けられたパルスパターン発生回路によって駆動し、整準に近い姿勢になるとマイクロプロセッサによる整準処理に切換える方式が採用されている。しかし、パルスパターン発生回路を設けると、パルスモータ駆動制御回路がマイクロプロセッサとは別に設けられるため、製造コストが増大すると共に、パルスパターン発生回路による駆動とマイクロプロセッサによる整準処理とを切換える必要があり、制御プログラムが複雑になるという課題があった。
【０００６】
本発明は上述する課題を解決するもので、整準処理専用のパルスパターン発生回路を設けることなく、且つ整準処理と並列処理されている他の処理を阻害することなく、整準処理のような優先順位の高い処理を円滑に行うことのできる測量機器並びに測量装置の制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の測量装置は、図１に示すように、所定の繰返し周期で複数の処理項目を実行するコンピュータを有する測量装置において、第１の制御周期でタイミング信号を生成する手段（第１タイミング発生回路）１と、前記タイミング信号に従って、制御処理を行う第１優先処理項目手段２と、前記第１の制御周期よりも長い第２の制御周期にて、制御処理を行う複数の第２優先処理項目手段４と、前記複数の第２優先処理項目手段のうち、前記タイミング信号にて制御処理を行う第２優先処理項目手段を選択する手段（第２優先処理選択手段）３とを備えている。そして、第１優先処理項目手段２による制御処理の終了後、第２優先処理選択手段３にて選択された第２優先処理項目手段４の制御処理を行うように構成されている。
【０００８】
このように構成すると、コンピュータの限られた処理能力において、第１優先処理項目手段２については第１の制御周期にて必ず処理が行われ、第２優先処理項目手段４については第２の制御周期にて必ず処理が行われるように構成できる。この結果、コンピュータとは別の専用処理回路を設けることなく、第１優先処理項目を第１の制御周期にて処理できる。
【０００９】
このような測量装置としては、図２に示すように、例えば光源部１０から放射される光ビームを所定方向に向ける回動反射部２０と、回動反射部２０の姿勢を測定する姿勢測定部４０と、姿勢測定部４０からの姿勢測定信号に基づき回動反射部２０が所定の姿勢となるように姿勢制御する姿勢制御部５０とを備え、前記光源部から放射される光ビームを回動反射部２０により回動走査を行う測量装置がある。そして、第１優先処理項目手段２には、姿勢制御部５０の姿勢制御駆動部処理１２０を含み、第２優先処理項目手段４には、姿勢測定部４０からの測定信号を用いた姿勢制御処理１１０を含むように構成すると良い。特に、姿勢制御部５０の姿勢制御駆動部処理１２０を第１優先処理項目手段２として、整準処理を行う場合には、測量作業における前処理としての整準処理が迅速に行え、作業効率が格段に向上する。なお、図２には、さらに回動駆動部３０、監視部７０、バッテリー８０が記載されており、監視部７０の構成要素として第１タイミング発生回路７２、姿勢制御処理１１０、姿勢制御部駆動処理１２０、可動範囲検出処理１３０、レーザー動作処理１４０、プリズム動作処理１５０、バッテリー監視処理１６０及び処理選択部２００が記載されている。
【００１０】
上記目的を達成する本発明の測量装置は、図３に示すように、所定の繰返し周期で複数の処理項目を実行するコンピュータを有する測量装置において、第１の制御周期でタイミング信号を生成する手段（第１タイミング発生回路）１と、前記タイミング信号に従って、制御処理を行う第１優先処理項目手段２と、前記第１の制御周期よりも長い第２の制御周期にて、制御処理を行う複数の第２優先処理項目手段８と、前記第２の制御周期よりも長い第３の制御周期にて、制御処理を行う複数の第３優先処理項目手段９と、前記複数の第２優先処理項目手段８並びに第３優先処理項目手段９のうち、前記タイミング信号にて制御処理を行う第２優先処理項目手段８又は／及び第３優先処理項目手段９を選択する手段（劣後処理選択手段５）とを備えている。そして、第１優先処理項目手段２による制御処理の終了後、劣後処理選択手段５にて選択された第２優先処理項目手段８又は／及び第３優先処理項目手段９の制御処理を行うように構成されている。
【００１１】
このように構成すると、コンピュータの限られた処理能力において、第１優先処理項目手段２については第１の制御周期にて必ず処理が行われ、第２優先処理項目手段８については第２の制御周期にて必ず処理が行われ、第３優先処理項目手段９については第３の制御周期にて必ず処理が行われるように構成できる。この結果、コンピュータとは別の専用処理回路を設けることなく、第１優先処理項目を第１の制御周期にて処理できる。さらに、第１優先処理項目に該当しない劣後処理項目の場合には、第２優先処理項目と第３優先処理項目に区分することで、第３優先処理項目に比較して、より定時性の必要な第２優先処理項目については頻繁な制御周期を確保できる。場合によっては、図３に示すように、個別の第２優先処理項目の処理間隔を計測するために、第２優先処理個別タイマ６と、個別の第３優先処理項目の処理間隔を計測するために、第３優先処理個別タイマ７を設けても良い。
【００１２】
このような測量装置としては、図２に示すように、例えば光源部１０から放射される光ビームを所定方向に向ける回動反射部２０と、回動反射部２０の姿勢を測定する姿勢測定部４０と、姿勢測定部４０からの姿勢測定信号に基づき回動反射部２０が所定の姿勢となるように姿勢制御する姿勢制御部５０とを備え、光源部１０から放射される光ビームを回動反射部２０により回動走査を行う測量装置がある。そして、第１優先処理項目手段２には、姿勢制御部５０の姿勢制御駆動部処理１２０を含み、第２優先処理項目手段８には、姿勢測定部４０からの測定信号を用いた姿勢制御処理１１０を含み、第３優先処理項目手段９には、姿勢制御部５０による姿勢制御可能な範囲内であるか判定する可動範囲検出処理１３０を含むように構成するとよい。好ましくは、前記測量装置は、更にバッテリー８０を備え、第３優先処理項目手段は、バッテリーの電圧監視処理１６０を含むように構成するとよい。
【００１３】
上記目的を達成する本発明の測量装置の制御方法は、図４に示すように、所定の繰返し周期で複数の処理項目を実行するコンピュータを有する測量装置の制御方法において、第１の制御周期と、この第１の制御周期よりも長く設定された第２の制御周期とを定め（Ｓ１）、前記複数の処理項目を、前記第１の制御周期にて処理される第１優先処理項目と、前記第２の制御周期にて処理される第２優先処理項目とに区分する（Ｓ２）。そして、第１の制御周期が開始されると（Ｓ３）、前記第１優先処理項目を実行させ（Ｓ４）、次に複数の第２優先処理項目の中から、前記第１の制御周期にて処理すべき第２優先処理項目を選択し（Ｓ５）、選択された第２優先処理項目を実行させる（Ｓ６）工程を有している。
【００１４】
このような制御方法に用いられる測量装置としては、図２に示すように、例えば光源部１０から放射される光ビームを所定方向に向ける回動反射部２０と、回動反射部２０の姿勢を測定する姿勢測定部４０と、姿勢測定部４０からの姿勢測定信号に基づき回動反射部２０が所定の姿勢となるように姿勢制御する姿勢制御部５０とを備え、光源部１０から放射される光ビームを回動反射部２０により回動走査を行う測量装置がある。そして、第１優先処理項目には、姿勢制御部５０の姿勢制御駆動部処理１２０を含み、第２優先処理項目には、姿勢測定部４０からの測定信号を用いた姿勢制御処理１１０を含むように構成すると良い。特に、姿勢制御部５０の姿勢制御駆動部処理１２０として整準処理を行う場合には、測量作業における前処理としての整準処理が迅速に行え、作業効率が格段に向上する。
【００１５】
上記目的を達成する本発明の測量装置の制御方法は、図５に示すように、所定の繰返し周期で複数の処理項目を実行するコンピュータを有する測量装置の制御方法において、第１の制御周期と、この第１の制御周期よりも長く設定された第２の制御周期と、この第２の制御周期よりも長く設定された第３の制御周期とを定め（Ｓ１１）、前記複数の処理項目を、前記第１の制御周期にて処理される第１優先処理項目と、前記第２の制御周期にて処理される第２優先処理項目と、前記第３の制御周期にて処理される第３優先処理項目に区分する（Ｓ１２）。そして、第１の制御周期が開始されると（Ｓ１３）、前記第１優先処理項目を実行させ（Ｓ１４）、次に複数の第２優先処理項目及び第３優先処理項目の中から、第１の制御周期にて処理すべき第２優先処理項目又は／及び第３優先処理項目を選択し（Ｓ１５）、選択された第２優先処理項目又は／及び第３優先処理項目を実行させる（Ｓ１６）工程を有している。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号又は類似符号を付し、重複した説明は省略する。図６は本発明に係る回転レーザー測量機器全体の構成ブロック図である。図において、回転レーザー測量機器は、光源部１０、回動反射部２０、回動駆動部３０、姿勢測定部４０、姿勢制御部５０、姿勢制御部可動範囲検出部６０、監視部７０、バッテリー８０並びに筐体９０を備えている。
【００１７】
光源部１０は、レーザー光束を発光するレーザーダイオード１１、レーザーダイオード１１から放射されるレーザー光束を平行光束とするレーザー光軸上に配置されたコリメーターレンズ１２、レーザーダイオード１１とコリメーターレンズ１２を保持する鏡筒１３、レーザーダイオード１１の発光状態を制御するレーザーダイオード駆動回路１４を備えている。レーザーダイオード１１の発光するレーザー光束は、現場作業者の視力に影響を与えない程度の光束を用いる。
【００１８】
回動反射部２０は、光源部１０からのレーザー光束を９０度偏向するペンタプリズム２１を備えている。回動駆動部３０は、ペンタプリズム２１を回転駆動するプリズム駆動モーター３１、プリズム駆動モーター３１の回転によりペンタプリズム２１を回転させるペンタプリズム駆動歯車３２ａ、３２ｂ、プリズム駆動モーター３１を動作させるプリズムモーター駆動回路３３（図示せず）を備えている。姿勢測定部４０は、傾斜により気泡の位置が移動する棒状気泡管４１ａ、４１ｂ、棒状気泡管の気泡を照明する気泡管照明ＬＥＤ４２ａ、４２ｂ、気泡管照明ＬＥＤ４２ａ、４２ｂの照明により気泡の位置を検出する気泡位置検出フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）アレー４３ａ、４３ｂ、気泡位置検出ＰＤアレー４３ａ、４３ｂそれぞれの信号の差を演算する傾斜検出回路４４ａ、４４ｂを備えている。
【００１９】
姿勢制御部５０は、鏡筒１３を支持する球座５１、球座５１を可動支持する球座受け５２、鏡筒１３からのびたアーム５３ａ、５３ｂ（図示せず）、アーム５３ａ、５３ｂ（図示せず）の先端部を上下動させるナット５４ａ、５４ｂ（図示せず）、ナット５４ａ、５４ｂ（図示せず）を上下動させるリードスクリュウ５５ａ、５５ｂ（図示せず）、リードスクリュー５５ａ、５５ｂ（図示せず）を回転駆動するステッピングモーター５６ａ、５６ｂ（図示せず）を備えている。姿勢制御部５０の図６に図示されていない構成は、図６の鏡筒１３の奥に位置するものであるが、図９には配置位置が示してある。
【００２０】
姿勢制御部可動範囲検出部６０は、光源部１０に設けられた可動範囲検出盤６１、可動範囲検出盤６１に設けられた反射部を検出するフォトインターラプター６２a、６２ｂ、６２ｃ（図示せず）、６２ｄ（図示せず）を有する反射検出部６３を備えている。監視部７０は、姿勢測定部４０からの信号をもとに姿勢制御部５０を制御して光源部１０からのレーザー光束を鉛直方向に向け、レーザーダイオード１１の発光状態と、回動駆動部３０の動作を制御するもので、例えばマイクロプロセッサと電子回路を組み合わせて構成してある。
【００２１】
バッテリー８０は、光源部１０、回動駆動部３０、姿勢測定部４０、姿勢制御部５０、姿勢制御部可動範囲検出部６０、監視部７０に電力を供給するもので、例えば乾電池や充電式電池が用いられる。筐体９０は、光源部１０、回動反射部２０、回動駆動部３０、姿勢測定部４０、姿勢制御部５０、姿勢制御部可動範囲検出部６０、監視部７０、バッテリー８０を保持するもので、屋外の現場に設置しても筐体内部の光学機器や電子回路の動作に支障を生じないように、アルミ合金や樹脂成形により頑丈に製造されている。
【００２２】
図７は、姿勢測定部４０の詳細を示す構成ブロック図で、電子回路と機械的部品とを共通の図面に表している。棒状気泡管４１は、気泡管照明ＬＥＤ４２により下方から照明されている。気泡位置検出ＰＤアレー４３は棒状気泡管４１の気泡の端がそれぞれのＰＤに入る様に配置されている。気泡位置検出ＰＤアレーの２ｃｈのＰＤからの出力は傾斜検出回路４４に入力され差が電圧として出力される。
【００２３】
このように構成された姿勢測定部の動作を詳細に説明する。図８は姿勢測定部４０の姿勢と傾斜検出出力との関係を示す要部構成図で、（Ａ）は棒状気泡管が右下がりの姿勢、（Ｂ）は棒状気泡管が左下がりの姿勢、（Ｃ）は棒状気泡管が水平の姿勢、（Ｄ）は右下がりの傾斜検出出力、（Ｅ）は左下がりの傾斜検出出力、（Ｆ）は水平の傾斜検出出力を示している。棒状気泡管が右下がりの場合、図８（Ａ）に示す様に気泡は左に移動し、気泡を透過してＰＤに入射するＬＥＤ光の照度は気泡を透過しない照度に比して少ない。そこで、図８（Ｄ）に示す様に、傾斜検出回路４４の出力はプラス＋となっている。棒状気泡管が左下がりの場合、図８（Ｂ）に示す様に気泡は右に移動する。そこで、図８（Ｅ）に示す様に、傾斜検出回路４４の出力はマイナス−となっている。棒状気泡管が水平の場合、図８（Ｃ）に示す様に気泡は中央にある。そこで、図８（Ｆ）に示す様に、傾斜検出回路４４の出力は０となる。
【００２４】
次に、姿勢制御部５０の動作を、図６及び図９を参照して説明する。図９は図６の装置を上面から見た配置図である。ステッピングモーター５６ａ，ｂは、リードスクリュー５５ａ，ｂを回転駆動し、リードスクリュー５５ａ，ｂは、ナット５４ａ，ｂを上下方向に駆動する。ナット５４ａ，ｂは、鏡筒１３からのびたアーム５３ａ，ｂの先端を上下に動かす。鏡筒１３は球座５１と球座受け５２で可動支持されている為、球座５１の中心を支点にして、光源部１０の姿勢を制御する。
【００２５】
姿勢制御部５０は、直行する２軸にアーム５３ａ，ｂ、ナット５４ａ，ｂ、リードスクリュー５５ａ，ｂ並びにステッピングモーター５６ａ，ｂからなる機構を有しており、光源部１０からのレーザー光束の射出方向を機構的に許容される範囲内で自在に調整できる。
【００２６】
次に、姿勢制御部可動範囲検出部６０の動作を説明する。図１０は鏡筒１３が姿勢制御部５０の可動範囲内で傾いている状態を示す図で、（Ａ）は鏡筒１３の側面図、（Ｂ）は姿勢制御部可動範囲検出部６０を示す底面図である。図１１は鏡筒１３が姿勢制御部５０の可動範囲外まで傾いている状態を示す図で、（Ａ）は鏡筒１３の側面図、（Ｂ）は姿勢制御部可動範囲検出部６０を示す底面図である。
【００２７】
鏡筒１３の底部に設けられた可動範囲検出盤６１は、鏡筒１３の傾斜と連動する。可動範囲検出盤６１の外周部には反射部６１ａが設けられ、反射部６１ａの内側は非反射部６１ｂとなっている。筐体９０にはフォトインターラプター６２a、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄを有する反射検出部６３が設けられている。姿勢制御部５０の可動範囲の限界で可動範囲検出盤６１の反射部６１ａがフォトインターラプター６２のいずれかで検出される様に、可動範囲検出盤６１の反射部６１ａとフォトインターラプター６２が配置されている。可動範囲は、通常の現場における設置作業で生じる程度の傾きを補償できる範囲が望ましく、例えば鏡筒の傾きとして鉛直方向を基準に±５度程度に定められている。
【００２８】
図１０（Ａ）に示すように、姿勢制御部５０の可動範囲内で鏡筒１３が傾いている場合には、図１０（Ｂ）に示すように、フォトインターラプター６２a、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは全て非反射部６１ｂを検出している。図１１（Ａ）に示すように、姿勢制御部５０の可動範囲外まで傾いている状態の場合には、図１１（Ｂ）に示すように、フォトインターラプター６２aは反射部６１ａを検出し可動限界である事を検出する。
【００２９】
続いて、監視部７０の処理内容の詳細を説明する。図１２は監視部７０の動作を説明するシーケンス図である。監視部７０の処理内容には、姿勢制御処理１１０、姿勢制御部駆動処理１２０、可動範囲検出処理１３０、レーザー動作処理１４０、プリズム動作処理１５０、バッテリー監視処理１６０及び処理選択２００の７種類がある。レーザー光束を水平方向に照射するには、光源部１０からのレーザー光束が鉛直方向に向く様にするために、傾斜検出回路４４ａ、４４ｂの信号が所定の値となる様に、監視部７０からステッピングモーター５６ａ、５６ｂを制御する必要がある。図１２のシーケンス図に示す監視部７０の処理内容では、ステッピングモーター５６ａ、５６ｂの駆動パターンを作成する姿勢制御部駆動処理１２０の繰り返し周期を短くする事を最優先させている。
【００３０】
姿勢制御処理１１０は、傾斜検出回路４４ａ、４４ｂの出力を元にステッピングモーター５６ａ、５６ｂの回転方向、回転速度を制御する。姿勢制御部駆動処理１２０は、姿勢制御処理１１０からの回転方向及び回転速度をもとにステッピングモーター５６ａ、５６ｂを駆動する波形を作成する。図１３は姿勢制御部駆動処理により生成される波形の一例を示す図で、Ａ相、Ａ相とは逆位相のＢ相、Ａ相と９０度位相のずれたＡＩＮＶ相、Ｂ相と９０度位相のずれたＢＩＮＶ相の４信号が生成される。ここでは、パルス時間Ｔｐは位相９０度相当の時間を基準に定められている。ステッピングモーター５６ａ、５６ｂの最高速度が５００ｐｐｓ（パルス／秒）の場合には、例えば２ミリ秒間隔でパルスのオンオフを各位相Ａ相、Ｂ相、ＡＩＮＶ相、ＢＩＮＶ相について繰返す必要がある。
【００３１】
可動範囲検出処理１３０は、姿勢制御処理中に姿勢制御部５０の可動範囲を超えない様にする為、姿勢制御部可動範囲検出部６０からの信号を検出し、可動範囲を超えた場合、ステッピングモーター５６ａ、５６ｂを停止する。レーザー動作処理１４０は、傾斜検出回路４４ａ、４４ｂからの信号が所定の範囲内となったら、レーザーダイオード駆動回路１４を作動させレーザーダイオード１１を点灯し、範囲外となったらレーザーダイオード１１を消灯させる。
【００３２】
プリズム動作処理１５０は、傾斜検出回路４４ａ、４４ｂからの信号が所定の範囲内となったら、プリズムモーター駆動回路３３を作動させペンタプリズム２１を回転し、範囲外となったらペンタプリズム２１を停止させる。バッテリー監視処理１６０は、バッテリー８０が適正な電圧以下となった場合、レーザーダイオード１１を消灯させ、ペンタプリズム２１を停止させる。
【００３３】
処理選択２００は、姿勢制御処理１１０、可動範囲検出処理１３０、レーザー動作処理１４０、プリズム動作処理１５０、バッテリー監視処理１６０のうち何れか一つの処理を選択して、姿勢制御部駆動処理１２０に続いて行わせるものである。姿勢制御部駆動処理１２０はステッピングモーター５６ａ、５６ｂの駆動パターンを選択する処理なので処理時間は短くてすむ。従って、姿勢制御部駆動処理１２０と処理選択２００は、第１の制御周期としての２ミリ秒間隔で処理が実行される。また、姿勢制御処理１１０、可動範囲検出処理１３０、レーザー動作処理１４０、プリズム動作処理１５０、バッテリー監視処理１６０の５種類の処理は、第２の制御周期としての１０ミリ秒間隔で処理が実行される。
【００３４】
この場合、可動範囲検出処理１３０、バッテリー監視処理１６０等のように１０ミリ秒間隔ごとに処理を行う必要性が無い処理は、更に処理頻度を下げる為、第３の制御周期としての指定回数選択されるごとにそれぞれの処理を行うように構成することも可能である。この処理の間隔を定める指定回数が、第１の制御周期を基準として第２の制御周期並びに第３の制御周期を定めることに相当している。このようにして、監視部７０は、回転レーザー測量機器に使用するパルスモーターを駆動するのに必要な制御周期による駆動パターンを発生させることができる。
【００３５】
図１４は、本発明における監視部の一例を示す構成ブロック図である。監視部７０は、マイクロプロセッサのようなＣＰＵ７１、第１の制御周期のような定周期割込み発生させる第１タイミング発生回路７２、ＲＯＭのようなプログラムメモリ７４、一時的なデータを記憶するＲＡＭ７５、内部バス７６を備えている。プログラムメモリ７４には、姿勢制御処理１１０、姿勢制御部駆動処理１２０、可動範囲検出処理１３０、レーザー動作処理１４０、プリズム動作処理１５０、バッテリー監視処理１６０及び処理選択２００を実行するためのプログラムが記憶されている。尚、ＣＰＵ７１、ＲＡＭ７５、ＲＯＭ７４及び第１タイミング発生回路７２は、ワンチップとして構成しても構わない。
【００３６】
図１５は従来における監視部の動作を説明するシーケンス図で、本発明との比較例として示してある。監視部７０の処理は、姿勢制御処理１１０、姿勢制御部駆動処理１２０、可動範囲検出処理１３０、レーザー動作処理１４０、プリズム動作処理１５０並びにバッテリー監視処理１６０の６種類を、１回の処理シーケンスにて並行処理している。そこで、１回の処理シーケンスに要する時間は、例えば８ビット、４ＭＨｚ程度の性能のマイクロプロセッサを用いている場合には１０ミリ秒程度となる。
【００３７】
他方、回転レーザー測量機器に使用するステッピングモーター５６ａ、５６ｂでは、使用するトルク、大きさ等からパルス時間Ｔｐは２ミリ秒程度まで短くする事が可能である。また、整準するまでの時間を短縮させる為にもパルス時間Ｔｐを短くする必要がある。この為、図１５のシーケンス図を有する監視部７０の場合には、ステッピングモーター５６ａ、５６ｂを駆動する波形を作成する専用の回路を、マイクロプロセッサとは別に設ける必要がある。
【００３８】
本発明を実施する測量装置としての回転レーザー測量機器には、次の効果がある。即ち、回転レーザー測量機器は光源部から放射される光ビームを所定方向に向ける回動反射部と、回動反射部の姿勢を測定する姿勢測定部と、姿勢測定部からの姿勢測定信号に基づき回動反射部が所定の姿勢となるように姿勢制御する姿勢制御部とを備え、前記光源部から放射される光ビームを回動反射部により回動走査を行うものである。そして、第１優先処理項目手段には、姿勢制御部の姿勢制御駆動部処理を含み、第２優先処理項目手段には、姿勢測定部からの測定信号を用いた姿勢制御処理を含むように構成しているので、姿勢制御部の姿勢制御駆動部処理として整準処理を行う場合には、測量作業における制御処理としての整準処理が迅速に行え、作業効率が格段に向上する。また、従来の姿勢制御部に使用していたパルスモーターを駆動する為の専用回路の機能を省略する事ができ、より安価な製品を提供することができる。
【００３９】
なお、上記の実施の形態においては、回転レーザー測量機器を例にとって説明を行ったが、本発明は、これに限定されるものではなく、他の測量機器たとえば光波距離計、パイプレーザ、デジタルトランシット、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）にも適用できる。即ち、測量作業を開始する前提条件、例えば整準のような制御処理をマイクロプロセッサを用いて自動的に調整する場合に、マイクロプロセッサが並列処理している制御処理のうち、優先順位の低い制御処理の処理間隔を広げることで、優先順位の高い制御処理をマイクロプロセッサ単体で迅速に制御することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の測量装置によれば、所定の繰返し周期で複数の処理項目を実行するコンピュータを有する測量装置において、第１の制御周期でタイミング信号を生成する手段と、前記タイミング信号に従って、制御処理を行う第１優先処理項目手段と、前記第１の制御周期よりも長い第２の制御周期にて、制御処理を行う複数の第２優先処理項目手段と、前記複数の第２優先処理項目手段のうち、前記タイミング信号にて制御処理を行う第２優先処理項目手段を選択する手段とを備え、第１優先処理項目手段による制御処理の終了後、第２優先処理選択手段にて選択された第２優先処理項目手段の制御処理を行うように構成されているので、コンピュータとは別の専用処理回路を設けることなく、第１優先処理項目を第１の制御周期にて処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るコンピュータを有する測量装置の構成ブロック図である。
【図２】  本発明に係る測量装置の構成要素と、コンピュータにより実行可能なプログラムにて実現される機能ブロックの全体図である。
【図３】  本発明に係るコンピュータを有する測量装置の構成ブロック図である。
【図４】  本発明に係るコンピュータを有する測量装置の制御方法を説明するフローチャートある。
【図５】  本発明に係るコンピュータを有する測量装置の制御方法を説明するフローチャートある。
【図６】  本発明に係る回転レーザー測量機器全体の構成ブロック図である。
【図７】  姿勢測定部の詳細を示す構成ブロック図である。
【図８】  姿勢測定部の姿勢と傾斜検出出力との関係を示す要部構成図である。
【図９】  図６の装置を上面から見た配置図である。
【図１０】  鏡筒が姿勢制御部の可動範囲内で傾いている状態を示す図である。
【図１１】  鏡筒が姿勢制御部の可動範囲外まで傾いている状態を示す図である。
【図１２】  本発明における監視部の動作を説明するシーケンス図である。
【図１３】  姿勢制御部駆動処理により生成される波形の一例を示す図である。
【図１４】  本発明における監視部の一例を示す構成ブロック図である。
【図１５】  従来における監視部の動作を説明するシーケンス図である。
【符号の説明】
１０…光源部
２０…回動反射部
３０…回動駆動部
４０…姿勢測定部
５０…姿勢制御部
６０…姿勢制御部可動範囲検出部
７０…監視部
８０…バッテリー
９０…筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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