レーザレーダ装置の設置角度設定システム及びレーザレーダ装置の設置角度設定方法
【課題】レーザビームの走査面を、より簡単に地面と平行に設定できるレーザレーダ装置の設置角度設定システムを提供する。
【解決手段】レーザレーダ装置を、レーザビームの走査面を９０°以内で変化可能な構成とし、走査面を一方向に角度４５°だけ傾けて距離Ｌａを測定し（Ｓ３）、次は走査面を逆方向に９０°だけ傾けて距離Ｌｂを測定する（Ｓ４，Ｓ５）。測定距離Ｌａ，Ｌｂより地面内の第１基準水平方向に対して傾いている角度θｃを算出し（Ｓ６）角度θｃ傾ける（Ｓ７）。次に走査面を地面と直角にして（Ｓ８）距離Ｌｄ１，Ｌｄ２を夫々測定し（Ｓ１０，Ｓ１１）、その測定結果よりレーザビームが基準角度０°にある状態で第２基準水平方向と平行になるまでの角度差θｘを算出すると（Ｓ１２）、本体を地面の方向に角度差θｘだけ傾けて走査面を９０°回転させる（Ｓ１４）。
【解決手段】レーザレーダ装置を、レーザビームの走査面を９０°以内で変化可能な構成とし、走査面を一方向に角度４５°だけ傾けて距離Ｌａを測定し（Ｓ３）、次は走査面を逆方向に９０°だけ傾けて距離Ｌｂを測定する（Ｓ４，Ｓ５）。測定距離Ｌａ，Ｌｂより地面内の第１基準水平方向に対して傾いている角度θｃを算出し（Ｓ６）角度θｃ傾ける（Ｓ７）。次に走査面を地面と直角にして（Ｓ８）距離Ｌｄ１，Ｌｄ２を夫々測定し（Ｓ１０，Ｓ１１）、その測定結果よりレーザビームが基準角度０°にある状態で第２基準水平方向と平行になるまでの角度差θｘを算出すると（Ｓ１２）、本体を地面の方向に角度差θｘだけ傾けて走査面を９０°回転させる（Ｓ１４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザレーダ装置におけるレーザビームの走査面を地面と平行に設定するシステム，及びレーザレーダ装置の設置角度設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４に示すように、レーザレーダ装置１は、地面２に立設する壁面３に設置され、レーザビームの走査面を監視する場所の地面２と平行になる状態で測定を行うのが一般的である。しかしながら、監視する場所の地面２は必ずしも水平面であるとは限らず、水準器を用いてレーザビームの走査面を水平にしても前記地面２とは平行にならない場合がある。そのため、現状では、図１５に示すように、例えば同じ高さｈ３の基準測定対象物４を複数設置して、レーザ走査によりそれらの対象物４が検出できるか確認しながらレーザレーダ装置４の設置角度を調整しており、設置作業が煩雑であるという問題がある。また、地面は必ずしも１方向だけに傾いているとは限らず、図１６に示すように水平面に対して２方向に傾いている場合もあり、そのような場合には調整がさらに困難となる。
【０００３】
特許文献１には、等間隔で平行な３つ以上のレーザビームを用いて目標物までの位置を算出する技術が開示されている。
【特許文献１】特許第３６５９９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、３つのレーザビームを壁面に当てることで計測される２つの距離ａ’，ａ’’が等しくなるように装置を傾けることで、壁面に対してレーザビームが垂直となるように調整することは開示されている。この技術では、壁面が地面に対して垂直である場合のみレーザビームを地面に対して平行にすることができるが、必ずしも壁面が地面に対して垂直であるとは限らないので、課題を解決するために適した技術であるとは言えない。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、レーザビームの走査面を、より簡単に地面と平行に設定できるレーザレーダ装置の設置角度設定システム及びレーザレーダ装置の設置角度設定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】
請求項１記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システムによれば、レーザレーダ装置を、本体が設置面に設置された状態で、レーザビームの走査面を両方向に９０°以内で変化させることが可能な構成とする。そして、ユーザインターフェイス手段は、先ず、レーザビームの走査面を、一方向に角度θ０（＜９０°）だけ傾けるようにユーザに対して報知し、ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、レーザレーダ装置に走査角θａについて地面までの距離Ｌａを測定させる。
【０００７】
次に、レーザビームの走査面を、角度θ０傾いた状態から逆方向に角度θmoveだけ傾けるようにユーザに対して報知し、ユーザにより作業完了応答があると、レーザレーダ装置に、走査角θｂ１，θｂ２（｜θｂ１｜＞｜θｂ２｜）について、地面までの距離Ｌｂ，Ｌｃをそれぞれ測定させる。それから、測定距離Ｌａ，Ｌｂより、通常測定を行う状態での走査面が地面内の第１基準水平方向に対して傾いている角度；第１傾き角θｃを算出し、測定距離Ｌｂ，Ｌｃより走査面が第２基準水平方向に対して傾いている角度；第２傾き角θｄを算出する。そして、レーザレーダ装置の本体を第１基準水平方向に角度θｃだけ傾けるようにユーザに対して報知し、作業完了応答があると、レーザレーダ装置の本体を第２基準水平方向に角度θｄだけ傾けるようにユーザに対して報知する。
すなわち、地面内の第１基準水平方向に対する傾き角θｃは、走査角θａ，θｂ１及び角度θmove，測定距離Ｌａ，Ｌｂの幾何学的関係から求めることができ、また、地面内の第２基準水平方向に対する傾き角θｄは、走査角θｂ１，θｂ２及び測定距離Ｌｂ，Ｌｃの幾何学的関係から求めることができる。
【０００８】
したがって、レーザレーダ装置の本体を接地面に設置した状態で走査面が地面に対して２方向に傾いていても、本体を第１基準水平方向に角度θｃだけ傾け、且つ第２基準水平方向に角度θｄだけ傾ければ、走査面が何れの方向についても平行となるように調整できる。つまり、レーザレーダ装置に、レーザビームの走査面を両方向に９０°以内で変化させることが可能な構成を採用した上で、ユーザインターフェイス手段がユーザに対して作業指示を行ない、且つ必要な測定をレーザレーダ装置に行わせて、作業に必要な計算値を求めてユーザに提示することで、ユーザは従来よりも調整作業を簡単に実行することができる。
【０００９】
請求項２記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システムによれば、ユーザインターフェイス手段は、レーザビームの基準角度０°に対して走査角θａ，θｂ１の一方を−９０°，他方を９０°とすると、第１傾き角θｃを（１）式により算出する。
Ｌａ・ｃｏｓθｃ＝Ｌｂ・ｃｏｓ（１８０°−θmove−θｃ） …（１）
すなわち、走査角θａ，θｂ１の振り幅は１８０°となり、測定距離Ｌａ，Ｌｂは、レーザレーダ装置の正面から見た場合の見かけ状の距離と一致する。したがって、その状態での幾何学的関係より（１）式が成り立つので、第１傾き角θｃを（１）式によって算出することができる。
【００１０】
請求項３記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システムによれば、ユーザインターフェイス手段は、角度θｂ１と地面と直角となる角度との差である角度θ３を（２）式により算出する。
Ｌｂ・ｃｏｓθ３＝Ｌｃ・ｃｏｓ（θ３＋θｂ１−θｂ２） …（２）
すなわち、（２）式の両辺は、レーザレーダ装置におけるレーザビームの照射点から地面に下ろした垂線の長さを示している。そして、角度θ３を求めれば、基準角度におけるレーザビームが地面と平行になるまでの角度差θｄは（３）式により算出できる。
θｄ＝θ３＋θｂ１−９０° …（３）
【００１１】
請求項４記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システムによれば、ユーザインターフェイス手段は、レーザビームの走査面を、角度θ０傾いた状態から逆方向に角度θmoveだけ傾けるようにユーザに対して報知するまでは請求項１と同様に処理を行うが、ユーザによる作業完了応答があると、レーザレーダ装置に、１つの走査角θｂについて地面までの距離Ｌｂを測定させる。そして、測定距離Ｌａ，Ｌｂより第１傾き角θｃを算出すると、レーザレーダ装置の本体を、第１基準水平方向に角度θｃだけ傾けるようにユーザに対して報知する。
【００１２】
続いて、作業完了応答があると、レーザビームの走査面を地面と直角にするようにユーザに対して報知し、作業完了応答があるとレーザレーダ装置に走査を実行させ、２つの走査角度θｄ１，θｄ２（θｄ１＞θｄ２）について測定された地面までの距離Ｌｄ１，Ｌｄ２に基づいて、レーザビームが基準角度０°にある状態で地面と平行になるまでの角度差θｘを算出する。それから、レーザレーダ装置の本体を、地面方向に角度差θｘだけ傾けるようにユーザに対して報知し、作業完了応答があるとレーザレーダ装置におけるレーザビームの走査面を９０°回転させるようにユーザに対して報知する。
【００１３】
すなわち、請求項１とは異なり、最初に、レーザビームの走査面が地面内の第１基準水平方向に対して平行となるように調整させる。その状態からレーザビームの走査面を地面と直角にして、２つの走査角度θｄ１，θｄ２について距離Ｌｄ１，Ｌｄ２を測定させ、走査面が地面内の第２基準水平方向に対して傾いている角度；角度差θｘを求めるので、角度差θｘをより高い精度で求めることができる。
請求項５又は６記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システムによれば、請求項４記載のシステムについて、請求項２又は３と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施例であり、レーザレーダ装置の設置角度の調整手順を示すフローチャート
【図２】設置角度の調整手順を説明する正面図
【図３】同側面図
【図４】レーザレーダ装置を壁面に設置した状態の（ａ）平面図、（ｂ）側面図
【図５】スキャン角度の方向を定義する図
【図６】パソコンのディスプレイに表示されるユーザインターフェイス画面を示す図
【図７】第２実施例を示す図６相当図（その１）
【図８】図６相当図（その２）
【図９】図６相当図（その３）
【図１０】第３実施例であり、レーザレーダ装置の設置角度の調整手順を示す側面図及び平面図
【図１１】レーザレーダ装置の設置角度を調整手順を示す斜視図
【図１２】図１相当図
【図１３】第４実施例を示す図６相当図
【図１４】従来技術を説明する図（その１）
【図１５】従来技術を説明する図（その２）
【図１６】従来技術を説明する図（その３）
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施例）
以下、第１実施例について図１ないし図６を参照して説明する。また、図１４及び図１５と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図４は、本実施例で使用するレーザレーダ装置１１の特徴的な構成を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は図１４と同様の側面図である。一般的なレーザレーダ装置１では、図１４に示したように、レーザビームは水平方向に走査面が拡がるように出力される。一方、レーザレーダ装置１１は、図４に示すように、壁面（設置面）３に本体１１が設置された状態で、走査面が地面２に対して垂直となるように、出力部１１ｂが±９０°の範囲内で回転可能となるように構成されている。また、図５には、レーザレーダ装置１１がスキャンを行う場合の角度の±を示す（平面図）。
【００１６】
また、レーザレーダ装置１１には、パーソナルコンピュータ（パソコン，ユーザインターフェイス手段）１２が通信線１３を介して接続されており、両者は例えばシリアル通信インターフェイスを介して通信可能となっている。パソコン１２は、レーザレーダ装置１１を使用して計測を行う場合のユーザインターフェイスプログラムが搭載されており、ユーザの入力操作に応じてレーザレーダ装置１１に測定指示を出力したり、レーザレーダ装置１１による測定結果をディスプレイ１２Ｄに表示させる。また、ユーザに対して必要なメッセージをディスプレイ１２Ｄに表示したり、図示しないスピーカを介して音声で出力するなどして報知を行う。
【００１７】
次に、本実施例の作用、すなわち、レーザレーダ装置１１の設置角度を調整する手順について図１ないし図３を参照して説明する。図２及び図３は、設置角度の調整手順を説明する図であり、図１は、同手順を示すフローチャートである。図２，図３は、レーザレーダ装置１１をそれぞれ正面，側面から見た図であり、壁面３（図２では、図示の都合上柱状に示す）が水平に対して垂直に立ち上がっているとして、地面２は水平面より２方向に傾斜しているとする。図２に示す、地面２の平面内にある第１基準水平方向からの傾きを第１傾き角と称し、図３に示す第２基準水平方向（第１基準水平方向と直交する方向）からの傾きを第２傾き角と称する。
【００１８】
ユーザは、レーザレーダ装置１１を監視したい場所の地面２に立設する壁面３に設置すると（Ｓ１）、次に、レーザレーダ装置１１より出力されるレーザビームの走査面を、図２（ａ）に示す設置状態Ａとするように傾ける（Ｓ２，第１ステップ）。例えば、通常の使用方向に対して４５°（θ０）回転させて固定する。その状態で、所定のスキャン角度（この場合−９０°）において測定点Ａまでの距離Ｌａを測定する（Ｓ３，第２ステップ）。次に、レーザビームの走査面を、図２（ｂ）に示す設置状態Ｂとするように角度θmoveだけ傾ける（Ｓ４，第３ステップ）。例えば、設置状態Ａから、逆方向に９０°回転させて固定する。その状態で、所定のスキャン角度（この場合９０°）において測定点Ｂまでの距離Ｌｂを測定する（Ｓ５，第４ステップ）。
【００１９】
測定された距離Ｌａ，Ｌｂは、パソコン１２のディスプレイ１２Ｄに表示されるので、ユーザは、その測定結果に基づいて第１傾き角θｃを（１）式により算出する（Ｓ６，第５ステップ）。
Ｌａ・ｃｏｓθｃ＝Ｌｂ・ｃｏｓ（１８０°−θmove−θｃ） …（１）
（１）式は、図２に示す幾何学的関係より決まる。尚、１８０°はＳ３，Ｓ５におけるスキャン角度の開きであり、角度θmoveも既知であるから（１）式を解けば第１傾き角θｃを求めることができる。
ユーザは、第１傾き角θｃを求めると、レーザレーダ装置１１の本体１１ａを、図２（ｄ）に示すように角度θｃだけ傾けて固定する（Ｓ７，第６ステップ）。これにより、地面２の第１基準水平方向と、レーザレーダ装置１１の走査面とが平行になる。
【００２０】
次に、ユーザは、図２（ｄ）の状態を基準として出力部１１ｂを９０°回転させて、図４，図３（ａ）に示す状態，すなわち、走査面が地面２と直角となるようにする（Ｓ８）。その状態で、レーザレーダ装置１１に地面２を走査させる（Ｓ９）。図４（ｂ）はレーザビームによる走査の状態を示している。測定結果は、図６に示すようにパソコン１２のディスプレイ１２Ｄにリストとして表示される。ここでは、走査角０．５°毎に測定された距離（ｍ）が表示されている。
【００２１】
ユーザは、上記測定結果を参照して適当な２ポイントを選択する。ここでは、図６（ａ）に示すｐ１「走査角１４．０°；距離５．７６ｍ」と、図６（ｂ）に示すｐ２「走査角１０．０°；距離９．５７ｍ」とを選択したものとする。ここで、ｐ１の走査角がθｄ１，測定距離がＬｄ１に対応し、ｐ２の走査角がθｄ２，測定距離がＬｄ２に対応する（Ｓ１０，Ｓ１１，第７ステップ）。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、地面２に立つ垂線（レーザレーダ装置１１におけるレーザビームの照射点から地面に下ろした垂線）より距離Ｌｄ１の走査線がなす角をαとし、基準角度におけるレーザビームが、地面２と平行になるまで俯角方向に調整する角度をθｘ（第２傾き角）とする。すると、幾何学的関係より（２）式及び（３）式が成り立つ。
Ｌｄ１・ｃｏｓα＝Ｌｄ２・ｃｏｓ（α＋θｄ１−θｄ２） …（２）
θｘ＝α＋θｄ１−９０° …（３）
【００２３】
すなわち、（２）式の両辺は上記垂線の長さを示している。そして、角度αを求めれば、基準角度におけるレーザビームが地面２と平行になるまでの角度差θｘは、（３）式により算出できる。（２）式より、角度αは以下のように求められる。
Ｌｄ１・ｃｏｓα／Ｌｄ２＝ｃｏｓα・ｃｏｓ（θｄ１−θｄ２）
＋ｓｉｎα・ｓｉｎ（θ１ｄ−θｄ２）
Ｌｄ１／Ｌｄ２＝ｃｏｓ（θｄ１−θｄ２）＋ｔａｎα・ｓｉｎ（θ１ｄ−θｄ２）
ｔａｎα＝｛ｌ１／ｌ２−ｃｏｓ（θｄ１−θｄ２）｝／ｓｉｎ（θｄ１−θｄ２）
α＝ｔａｎ-1［｛Ｌｄ１／Ｌｄ２−ｃｏｓ（θｄ１−θｄ２）｝
／ｓｉｎ（θｄ１−θｄ２）］
【００２４】
上述したｐ１，ｐ２の測定結果についてユーザが角度θｘを計算するとθｘ＝４°となる（Ｓ１２，第８ステップ）。図３（ｂ）に示すように、レーザレーダ装置１１の走査角が角度（θｄ２−θｘ）となったときに測定された距離がＬｂ２になれば、レーザビームの基準角度が地面２と平行になる。
θｄ２−θｘ＝１０°−４°＝６°
となるから、ユーザは、レーザレーダ装置１１の出力部１１ｂを、本体１１ａに対して俯角方向に傾けて、図６（ｃ）に示すように、走査角６°において測定される距離がＬｂ２＝９．５７ｍとなるように調整する（Ｓ１３）。そのように調整すれば、レーザビームの基準角度は地面２と平行になるので、その状態で、図３（ｃ）に示すように出力部１１ｂを９０°回転させれば（Ｓ１４，第９ステップ）レーザビームの走査面は地面２の第２基準水平方向と平行になる。
【００２５】
以上のように本実施例によれば、レーザレーダ装置１１について、本体１１ａが壁面３に設置された状態でレーザビームの走査面を９０°以内で変化させることが可能な構成を採用し、レーザビームの走査面を、一方向に角度４５°だけ傾けて走査角−９０°で地面までの距離Ｌａを測定すると、次は走査面を逆方向に９０°だけ傾けて、走査角９０°で地面までの距離Ｌｂを測定する。そして、測定距離Ｌａ，Ｌｂより、通常測定を行う状態でのレーザビームの走査面が地面２内の第１基準水平方向に対して傾いている角度；第１傾き角θｃを算出し、レーザレーダ装置１１の本体１１ａを、第１基準水平方向に角度θｃだけ傾ける。
【００２６】
それから、レーザビームの走査面を地面２と直角にした状態で、２つの走査角度θｄ１，θｄ２について地面までの距離Ｌｄ１，Ｌｄ２をそれぞれ測定し、その測定結果に基づいて、レーザビームが基準角度０°にある状態で、地面２の第２基準水平方向と平行になるまでの角度差θｘを算出する。そして、レーザレーダ装置１１の本体１１ａを第２基準水平方向に角度差θｘだけ傾けて、レーザビームの走査面を９０°回転させるようにした。
【００２７】
すなわち、距離Ｌａ，Ｌｂを測定すれば第１傾き角θｃを算出することができ、レーザレーダ装置１１の走査面が地面２の第１基準水平方向と平行となるように調整できる。そして、走査角度θｄ１，θｄ２について距離Ｌｄ１，Ｌｄ２を測定すれば、レーザビームが基準角度から地面２の第２基準水平方向と平行になるまでの角度差θｘを計算により求めることができる。角度差θｘが求められれば、レーザレーダ装置１１の本体１１ａを地面２の方向に角度差θｘだけ傾けてレーザビームの走査面を９０°回転させることで、レーザビームの走査面が地面２と平行なる。従って、地面２が絶対水平に対して２方向に傾斜している場合でも、ユーザは調整作業を従来よりも簡単に行うことができる。
【００２８】
そして、第１傾き角θｃを（１）式により算出する。すなわち、走査角θａ，θｂ１の振り幅は１８０°となり、測定距離Ｌａ，Ｌｂは、レーザレーダ装置１１の正面から見た場合の見かけ状の距離と一致する。したがって、その状態での幾何学的関係より（１）式が成り立つので、第１傾き角θｃを（１）式によって算出することができる。また、角度θｄ１と地面２と直角となる角度との差である角度αを（２）式により算出し、基準角度におけるレーザビームが地面２の第２基準水平方向と平行になるまでの角度差θｘを（３）式により算出することができる。更に、本体１１ａを地面２の方向に角度差θｘだけ傾けるため、レーザビームの走査角度が、角度θｄ２と角度差θｘとの差である角度（θｄ２−θｘ）を示す際に検出される距離が距離Ｌｄ２となるように調整するので、レーザビームの走査面が地面２と直角になっている状態で、基準角度におけるレーザビームが第２基準水平方向と平行になるように調整できる。
【００２９】
（第２実施例）
図７ないし図９は第２実施例であり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第２実施例は、第１実施例を同様の手順でレーザレーダ装置１１の設置角度を調整する場合に、パソコン１２が関与する度合をより高めてユーザの作業負担を軽減する例を示す 図７ないし図９は、図６と同様にパソコン１２のディスプレイ１２Ｄに表示されるユーザインターフェイス画面の例である。
【００３０】
先ず、パソコン１２は、図７（ａ）に示すように「レーザレーダを取り付けてください。」といった文字メッセージを表示させる。ユーザが、そのメッセージに従いレーザレーダ装置１１を壁面３に設置して（Ｓ１）、例えばジョイパッドやマウスなどのポインティングデバイスにより画面上の「次へ」をクリックする（作業完了応答）。次は図７（ｂ）に示すように「設置状態Ａにしたあと測定を開始してください。」といった文字メッセージを表示させる。ユーザが、そのメッセージに従いレーザビームの走査面を４５°傾けてから画面上の「測定スタート」をクリックすると、パソコン１２はレーザレーダ装置１１に距離Ｌａを測定させる（Ｓ２，Ｓ３）。
【００３１】
次は図７（ｃ）に示すように「測定が完了しました。所定角度θmove動かし設置状態Ｂにしたあと測定を開始してください。」といった文字メッセージを表示させる。ユーザが「測定スタート」をクリックすると、パソコン１２はレーザレーダ装置１１に距離Ｌｂを測定させる（Ｓ４，Ｓ５）。次は図７（ｄ）に示すように「測定が完了しました。算出角度θｃ動かし設置状態Ｃにしてください。完了後、『次へ』を押してください。」といった文字メッセージを表示させる。また、ディスプレイ１２Ｄには、パソコン１２が計算した第１傾き角θｃを表示させる（「θｃ＝５°」，Ｓ６，Ｓ７）。
【００３２】
ユーザが「次へ」をクリックすると、図８（ａ）に示すように「（通常の）レーザ走査面に対して９０°レーザレーダを回転させてください。」といった文字メッセージを表示させる。ユーザが、そのメッセージに従い出力部１１ｂを９０°回転させてから（Ｓ８）画面上の「次へ」をクリックすると、次は図８（ｂ）に示すように「レーザ走査を開始してください。」といった文字メッセージを表示させる。ユーザが「次へ」をクリックすると、レーザレーダ装置１１による走査が開始され（Ｓ９）、測定結果が図８（ｃ），図９（ａ）に示すように表示される。
【００３３】
パソコン１２は、上記のように測定結果を表示するのに伴い、ユーザにθｄ１，θｄ２を選択させるためのメッセージを表示する。「θｄ１を入力してください。」，「θｄ２を入力してください。」等である。例えば、ユーザが図８（ｃ）よりθｄ１＝１５°を選択し（Ｓ１０）、図９（ａ）よりθｄ２＝１０°を選択して（Ｓ１１）それぞれの画面で「次へ」をクリックすると、パソコン１２は、それらの選択結果に応じて第１実施例と同様に、（２）式，（３）式に従い角度差θｘを計算し、角度（θｄ２−θｘ）を計算した結果を図９（ｂ）に示すように表示する。
【００３４】
この場合、角度（θｄ２−θｘ）＝６°であり、例えば「表示の角度（６°）にて表示の距離（Ｌｄ２＝９．５７ｍ）になるようにレーザレーダの取り付け角度を調整してください」といったメッセージを表示する（Ｓ１２，Ｓ１３）。ユーザが、そのメッセージに従い出力部１１ｂの角度調整を行い「次へ」をクリックすると、パソコン１２は、「レーザレーダを９０°回転してください。」といった文字メッセージを表示させる。ユーザが、そのメッセージに従い出力部１１ｂを９０°回転させてから（Ｓ１４）画面上の「次へ」をクリックすると処理を終了する。パソコン１２は、文字メッセージ「設置完了です。」を表示させる（図８（ｄ）参照）。
【００３５】
以上のように第２実施例によれば、パソコン１２は、レーザレーダ装置１１を設置状態Ａとするようにユーザに対して報知し、ユーザによる作業完了応答があると、レーザレーダ装置１１に走査角θａについて距離Ｌａを測定させ、次に設置状態Ａから逆方向に角度θmoveだけ傾けて設置状態Ｂとするようにユーザに対して報知し、ユーザによる作業完了応答があると、レーザレーダ装置１１に走査角θｂについて距離Ｌｂを測定させると、測定距離Ｌａ，Ｌｂより、通常測定を行う状態でのレーザビームの走査面が地面２内の第１基準水平方向に対して傾いている角度である第１傾き角θｃを算出する。
【００３６】
すると、レーザレーダ装置１１の走査面を、第１基準水平方向に角度θｃだけ傾けて設置状態Ｃとするようにユーザに対して報知し、ユーザによる作業完了応答があると、次に走査面を地面２と直角にするように報知し、ユーザからの作業完了応答があると、レーザレーダ装置１１が走査した測定結果のうち、２点の走査角度θｄ１，θｄ２について測定された距離Ｌｄ１，Ｌｄ２に基づいて角度差θｘを算出する。それから、レーザレーダ装置１１の本体１ａを地面方向に角度差θｘだけ傾けるようにユーザに対して報知し、作業完了応答があると、レーザビームの走査面を９０°回転させるようにユーザに対して報知する。
【００３７】
すなわち、パソコン１２が第１傾き角θｃ及び角度差θｘを計算するので、ユーザ自身が計算を行う必要がない。そして、ユーザは、ディスプレイ１２Ｄに表示されるユーザインターフェイス画面を参照し、報知されるメッセージに従った手順で作業すれば、レーザビームの走査面が地面２と平行なるように簡単に調整できる。また、パソコン１２は、本体１１ａを地面方向に角度差θｘだけ傾けるため、レーザビームの走査角度が、角度θｄ２と角度差θｘとの差である角度（θｄ２−θｘ）を示す際に検出される距離が距離Ｌｄ２となるように調整することをユーザに報知する。したがって、ユーザがそのように調整を行えば、レーザビームの走査面が地面２と直角になっている状態で、基準角度におけるレーザビームが地面２と平行になるように調整できる。
【００３８】
（第３実施例）
図１０ないし図１２は第３実施例であり、第１又は第２実施例と異なる部分のみ説明する。第１，第２実施例では、第１傾き角θｃを算出するのに距離Ｌａ，Ｌｂを測定し、第２傾き角θｘを算出するのに距離Ｌｄ１，Ｌｄ２を測定したが、第３実施例では、後者の２つの距離Ｌｄ１，Ｌｄ２に替えて、１つの距離Ｌｃを測定するだけで第２傾き角θｄ（＝θｘ）を算出する。図１０は、その測定手順を側面図及び正面図の組で示しており、図１１は、それらを斜視図として三次元的に示している。そして、図１２は、測定手順を示すフローチャートである。図１１において、水平Ｘ，Ｙは絶対水平面内で直交する２方向であり、地面２は、水平Ｘに対しては仰角方向に角度α３，水平Ｙに対しては仰角方向に角度β３傾いている。
【００３９】
第３実施例では、距離Ｌｄ１に距離Ｌｂを使用し、距離Ｌｄ２を距離Ｌｃとするように測定を行う。図１２において、Ｓ２１〜Ｓ２３は第１実施例のＳ２〜Ｓ４と同様であり、これらは第１〜第３ステップに対応する。続くＳ２４では、スキャン角度θｂ１を第１実施例のθｂと同様の９０°として、スキャン角度θｂ２は角度θｂ１より小さい値に設定して、それぞれに対応する測定点Ｂ，Ｃまでの距離Ｌｂ，Ｌｃを測定する（第４ステップ）。
【００４０】
そして、Ｓ６と同様に第１傾き角θｃ（角度β３に相当）を（１）式により算出すると（Ｓ２５，第４ステップ）、続いて、距離Ｌｂ，Ｌｃから第２傾き角θｄ（角度α３に相当）を（２），（３）式により算出する（Ｓ２６，第５ステップ）。それから、レーザレーダ装置１１の設置角度をθｃだけ調整して設置状態Ｂから設置状態Ｃに変更し（Ｓ２７）、そこから、レーザレーダ装置１１の設置角度をθｄだけ調整して設置状態Ｃから設置状態Ｄに変更する（Ｓ２７，第６ステップ）。
【００４１】
以上のように第３実施例によれば、レーザレーダ装置１１を設置状態Ａにして走査角θａについて地面までの距離Ｌａを測定し、そこから逆方向に角度θmoveだけ傾けて設置状態Ｂにすると、走査角θｂ１，θｂ２について、地面までの距離Ｌｂ，Ｌｃをそれぞれ測定し、測定距離Ｌａ，Ｌｂより第１傾き角θｃを算出し、測定距離Ｌｂ，Ｌｃより第２傾き角θｄを算出すると、レーザレーダ装置１１の本体１１ａ（走査面）を、第１基準水平方向に角度θｃだけ傾け設置状態Ｃにして、第２基準水平方向に角度θｄだけ傾け設置状態Ｄにする。したがって、第１，第２実施例よりも測定手順及び調整手順が少なくなるので、これらの作業をより簡単に行うことができる。
【００４２】
（第４実施例）
図１３は第４実施例であり、第３実施例の処理を、第２実施例と同様にパソコン１２が介在して行う場合のユーザインターフェイス画面例である。図１３（ａ）〜（ｃ）は、第２実施例の図８（ｂ）〜（ｄ）と同じであり、図１３（ｃ）の画面においてユーザが「次へ」をクリックすると、「算出角度θｄ動かし設置状態Ｄにしてください。完了後、『次へ』を押してください。」といった文字メッセージを表示させる。また、ディスプレイ１２Ｄには、パソコン１２が計算した第２傾き角θｄを表示させる（「θｄ＝４°」）。そして、ユーザが、そのメッセージに従いレーザレーダ装置１１の本体１１ａを角度θｄだけ調整し、画面上の「次へ」をクリックすると処理を終了する。パソコン１２は、文字メッセージ「設置完了です。」を表示させる（図１３（ｅ）参照）。
【００４３】
以上のように第４実施例によれば、パソコン１２は、レーザレーダ装置１１を設置状態Ａにするようにユーザに対して報知し、ユーザにより作業完了応答があると、レーザレーダ装置１１に距離Ｌａを測定させ、次に、レーザレーダ装置１１を設置状態Ｂにするようにユーザに対して報知し、作業完了応答があると、レーザレーダ装置１１に距離Ｌｂ，Ｌｃをそれぞれ測定させる。
【００４４】
それから、測定距離Ｌａ，Ｌｂより第１傾き角θｃを算出し、測定距離Ｌｂ，Ｌｃより第２傾き角θｄを算出すると、レーザレーダ装置１１を設置状態Ｃにするようにユーザに対して報知し、作業完了応答があると、レーザレーダ装置１１を設置状態Ｄにするようにユーザに対して報知する。したがって、第２実施例と同様にパソコン１２がユーザに対して作業指示を行ない、且つ必要な測定をレーザレーダ装置１１に行わせ、作業に必要な計算値を求めてユーザに提示するので、ユーザは従来よりも調整作業を簡単に実行することができる。
【００４５】
本発明は上記し又は図面に記載した実施例にも限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
地面が水平面より仰角方向に傾斜している場合も同様に、角度差θｘ（符号は負となる）を求めることができる。
設置状態Ａ，Ｂとする角度は±４５°に限ることはない。また、２つの角度の絶対値が異なっても良い。
レーザビームの角度を調整する場合は、レーザレーダ装置１１の本体１１ａを壁面３に取り付ける角度を調整しても良い。ようは、レーザビームの走査面を調整すれば良い。
【００４６】
走査角は、０．５°単位でなくても良い。
第２実施例において、θｄ１，θｄ２をユーザに選択させることなく、パソコン１２が適切な測定点を自動的に選択して角度差θｘを計算しても良い。
また、第２実施例における図９（ｂ）の指示メッセージは、「出力部１２を４°（＝θｘ）地面方向に傾けてください。」としても良く、ユーザはその指示に応じて調整を行えばよい。第１実施例についても、同様に調整を行っても良い。
第３実施例において、角度θｃ，θｄの調整手順を入れ替えても良い。
ユーザインターフェイス手段は、パーソナルコンピュータである必要はなく、レーザレーダ装置の専用機器であっても良い。また、ユーザインターフェイス手段がレーザレーダ装置の本体に設けられていても良い。
【符号の説明】
【００４７】
２は地面、３は壁面（接地面）、１１はレーザレーダ装置、１１ａは本体、１１ｂは出力部、１２はパーソナルコンピュータ（ユーザインターフェイス手段）を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザレーダ装置におけるレーザビームの走査面を地面と平行に設定するシステム，及びレーザレーダ装置の設置角度設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４に示すように、レーザレーダ装置１は、地面２に立設する壁面３に設置され、レーザビームの走査面を監視する場所の地面２と平行になる状態で測定を行うのが一般的である。しかしながら、監視する場所の地面２は必ずしも水平面であるとは限らず、水準器を用いてレーザビームの走査面を水平にしても前記地面２とは平行にならない場合がある。そのため、現状では、図１５に示すように、例えば同じ高さｈ３の基準測定対象物４を複数設置して、レーザ走査によりそれらの対象物４が検出できるか確認しながらレーザレーダ装置４の設置角度を調整しており、設置作業が煩雑であるという問題がある。また、地面は必ずしも１方向だけに傾いているとは限らず、図１６に示すように水平面に対して２方向に傾いている場合もあり、そのような場合には調整がさらに困難となる。
【０００３】
特許文献１には、等間隔で平行な３つ以上のレーザビームを用いて目標物までの位置を算出する技術が開示されている。
【特許文献１】特許第３６５９９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、３つのレーザビームを壁面に当てることで計測される２つの距離ａ’，ａ’’が等しくなるように装置を傾けることで、壁面に対してレーザビームが垂直となるように調整することは開示されている。この技術では、壁面が地面に対して垂直である場合のみレーザビームを地面に対して平行にすることができるが、必ずしも壁面が地面に対して垂直であるとは限らないので、課題を解決するために適した技術であるとは言えない。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、レーザビームの走査面を、より簡単に地面と平行に設定できるレーザレーダ装置の設置角度設定システム及びレーザレーダ装置の設置角度設定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】
請求項１記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システムによれば、レーザレーダ装置を、本体が設置面に設置された状態で、レーザビームの走査面を両方向に９０°以内で変化させることが可能な構成とする。そして、ユーザインターフェイス手段は、先ず、レーザビームの走査面を、一方向に角度θ０（＜９０°）だけ傾けるようにユーザに対して報知し、ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、レーザレーダ装置に走査角θａについて地面までの距離Ｌａを測定させる。
【０００７】
次に、レーザビームの走査面を、角度θ０傾いた状態から逆方向に角度θmoveだけ傾けるようにユーザに対して報知し、ユーザにより作業完了応答があると、レーザレーダ装置に、走査角θｂ１，θｂ２（｜θｂ１｜＞｜θｂ２｜）について、地面までの距離Ｌｂ，Ｌｃをそれぞれ測定させる。それから、測定距離Ｌａ，Ｌｂより、通常測定を行う状態での走査面が地面内の第１基準水平方向に対して傾いている角度；第１傾き角θｃを算出し、測定距離Ｌｂ，Ｌｃより走査面が第２基準水平方向に対して傾いている角度；第２傾き角θｄを算出する。そして、レーザレーダ装置の本体を第１基準水平方向に角度θｃだけ傾けるようにユーザに対して報知し、作業完了応答があると、レーザレーダ装置の本体を第２基準水平方向に角度θｄだけ傾けるようにユーザに対して報知する。
すなわち、地面内の第１基準水平方向に対する傾き角θｃは、走査角θａ，θｂ１及び角度θmove，測定距離Ｌａ，Ｌｂの幾何学的関係から求めることができ、また、地面内の第２基準水平方向に対する傾き角θｄは、走査角θｂ１，θｂ２及び測定距離Ｌｂ，Ｌｃの幾何学的関係から求めることができる。
【０００８】
したがって、レーザレーダ装置の本体を接地面に設置した状態で走査面が地面に対して２方向に傾いていても、本体を第１基準水平方向に角度θｃだけ傾け、且つ第２基準水平方向に角度θｄだけ傾ければ、走査面が何れの方向についても平行となるように調整できる。つまり、レーザレーダ装置に、レーザビームの走査面を両方向に９０°以内で変化させることが可能な構成を採用した上で、ユーザインターフェイス手段がユーザに対して作業指示を行ない、且つ必要な測定をレーザレーダ装置に行わせて、作業に必要な計算値を求めてユーザに提示することで、ユーザは従来よりも調整作業を簡単に実行することができる。
【０００９】
請求項２記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システムによれば、ユーザインターフェイス手段は、レーザビームの基準角度０°に対して走査角θａ，θｂ１の一方を−９０°，他方を９０°とすると、第１傾き角θｃを（１）式により算出する。
Ｌａ・ｃｏｓθｃ＝Ｌｂ・ｃｏｓ（１８０°−θmove−θｃ） …（１）
すなわち、走査角θａ，θｂ１の振り幅は１８０°となり、測定距離Ｌａ，Ｌｂは、レーザレーダ装置の正面から見た場合の見かけ状の距離と一致する。したがって、その状態での幾何学的関係より（１）式が成り立つので、第１傾き角θｃを（１）式によって算出することができる。
【００１０】
請求項３記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システムによれば、ユーザインターフェイス手段は、角度θｂ１と地面と直角となる角度との差である角度θ３を（２）式により算出する。
Ｌｂ・ｃｏｓθ３＝Ｌｃ・ｃｏｓ（θ３＋θｂ１−θｂ２） …（２）
すなわち、（２）式の両辺は、レーザレーダ装置におけるレーザビームの照射点から地面に下ろした垂線の長さを示している。そして、角度θ３を求めれば、基準角度におけるレーザビームが地面と平行になるまでの角度差θｄは（３）式により算出できる。
θｄ＝θ３＋θｂ１−９０° …（３）
【００１１】
請求項４記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システムによれば、ユーザインターフェイス手段は、レーザビームの走査面を、角度θ０傾いた状態から逆方向に角度θmoveだけ傾けるようにユーザに対して報知するまでは請求項１と同様に処理を行うが、ユーザによる作業完了応答があると、レーザレーダ装置に、１つの走査角θｂについて地面までの距離Ｌｂを測定させる。そして、測定距離Ｌａ，Ｌｂより第１傾き角θｃを算出すると、レーザレーダ装置の本体を、第１基準水平方向に角度θｃだけ傾けるようにユーザに対して報知する。
【００１２】
続いて、作業完了応答があると、レーザビームの走査面を地面と直角にするようにユーザに対して報知し、作業完了応答があるとレーザレーダ装置に走査を実行させ、２つの走査角度θｄ１，θｄ２（θｄ１＞θｄ２）について測定された地面までの距離Ｌｄ１，Ｌｄ２に基づいて、レーザビームが基準角度０°にある状態で地面と平行になるまでの角度差θｘを算出する。それから、レーザレーダ装置の本体を、地面方向に角度差θｘだけ傾けるようにユーザに対して報知し、作業完了応答があるとレーザレーダ装置におけるレーザビームの走査面を９０°回転させるようにユーザに対して報知する。
【００１３】
すなわち、請求項１とは異なり、最初に、レーザビームの走査面が地面内の第１基準水平方向に対して平行となるように調整させる。その状態からレーザビームの走査面を地面と直角にして、２つの走査角度θｄ１，θｄ２について距離Ｌｄ１，Ｌｄ２を測定させ、走査面が地面内の第２基準水平方向に対して傾いている角度；角度差θｘを求めるので、角度差θｘをより高い精度で求めることができる。
請求項５又は６記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システムによれば、請求項４記載のシステムについて、請求項２又は３と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施例であり、レーザレーダ装置の設置角度の調整手順を示すフローチャート
【図２】設置角度の調整手順を説明する正面図
【図３】同側面図
【図４】レーザレーダ装置を壁面に設置した状態の（ａ）平面図、（ｂ）側面図
【図５】スキャン角度の方向を定義する図
【図６】パソコンのディスプレイに表示されるユーザインターフェイス画面を示す図
【図７】第２実施例を示す図６相当図（その１）
【図８】図６相当図（その２）
【図９】図６相当図（その３）
【図１０】第３実施例であり、レーザレーダ装置の設置角度の調整手順を示す側面図及び平面図
【図１１】レーザレーダ装置の設置角度を調整手順を示す斜視図
【図１２】図１相当図
【図１３】第４実施例を示す図６相当図
【図１４】従来技術を説明する図（その１）
【図１５】従来技術を説明する図（その２）
【図１６】従来技術を説明する図（その３）
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施例）
以下、第１実施例について図１ないし図６を参照して説明する。また、図１４及び図１５と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。図４は、本実施例で使用するレーザレーダ装置１１の特徴的な構成を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は図１４と同様の側面図である。一般的なレーザレーダ装置１では、図１４に示したように、レーザビームは水平方向に走査面が拡がるように出力される。一方、レーザレーダ装置１１は、図４に示すように、壁面（設置面）３に本体１１が設置された状態で、走査面が地面２に対して垂直となるように、出力部１１ｂが±９０°の範囲内で回転可能となるように構成されている。また、図５には、レーザレーダ装置１１がスキャンを行う場合の角度の±を示す（平面図）。
【００１６】
また、レーザレーダ装置１１には、パーソナルコンピュータ（パソコン，ユーザインターフェイス手段）１２が通信線１３を介して接続されており、両者は例えばシリアル通信インターフェイスを介して通信可能となっている。パソコン１２は、レーザレーダ装置１１を使用して計測を行う場合のユーザインターフェイスプログラムが搭載されており、ユーザの入力操作に応じてレーザレーダ装置１１に測定指示を出力したり、レーザレーダ装置１１による測定結果をディスプレイ１２Ｄに表示させる。また、ユーザに対して必要なメッセージをディスプレイ１２Ｄに表示したり、図示しないスピーカを介して音声で出力するなどして報知を行う。
【００１７】
次に、本実施例の作用、すなわち、レーザレーダ装置１１の設置角度を調整する手順について図１ないし図３を参照して説明する。図２及び図３は、設置角度の調整手順を説明する図であり、図１は、同手順を示すフローチャートである。図２，図３は、レーザレーダ装置１１をそれぞれ正面，側面から見た図であり、壁面３（図２では、図示の都合上柱状に示す）が水平に対して垂直に立ち上がっているとして、地面２は水平面より２方向に傾斜しているとする。図２に示す、地面２の平面内にある第１基準水平方向からの傾きを第１傾き角と称し、図３に示す第２基準水平方向（第１基準水平方向と直交する方向）からの傾きを第２傾き角と称する。
【００１８】
ユーザは、レーザレーダ装置１１を監視したい場所の地面２に立設する壁面３に設置すると（Ｓ１）、次に、レーザレーダ装置１１より出力されるレーザビームの走査面を、図２（ａ）に示す設置状態Ａとするように傾ける（Ｓ２，第１ステップ）。例えば、通常の使用方向に対して４５°（θ０）回転させて固定する。その状態で、所定のスキャン角度（この場合−９０°）において測定点Ａまでの距離Ｌａを測定する（Ｓ３，第２ステップ）。次に、レーザビームの走査面を、図２（ｂ）に示す設置状態Ｂとするように角度θmoveだけ傾ける（Ｓ４，第３ステップ）。例えば、設置状態Ａから、逆方向に９０°回転させて固定する。その状態で、所定のスキャン角度（この場合９０°）において測定点Ｂまでの距離Ｌｂを測定する（Ｓ５，第４ステップ）。
【００１９】
測定された距離Ｌａ，Ｌｂは、パソコン１２のディスプレイ１２Ｄに表示されるので、ユーザは、その測定結果に基づいて第１傾き角θｃを（１）式により算出する（Ｓ６，第５ステップ）。
Ｌａ・ｃｏｓθｃ＝Ｌｂ・ｃｏｓ（１８０°−θmove−θｃ） …（１）
（１）式は、図２に示す幾何学的関係より決まる。尚、１８０°はＳ３，Ｓ５におけるスキャン角度の開きであり、角度θmoveも既知であるから（１）式を解けば第１傾き角θｃを求めることができる。
ユーザは、第１傾き角θｃを求めると、レーザレーダ装置１１の本体１１ａを、図２（ｄ）に示すように角度θｃだけ傾けて固定する（Ｓ７，第６ステップ）。これにより、地面２の第１基準水平方向と、レーザレーダ装置１１の走査面とが平行になる。
【００２０】
次に、ユーザは、図２（ｄ）の状態を基準として出力部１１ｂを９０°回転させて、図４，図３（ａ）に示す状態，すなわち、走査面が地面２と直角となるようにする（Ｓ８）。その状態で、レーザレーダ装置１１に地面２を走査させる（Ｓ９）。図４（ｂ）はレーザビームによる走査の状態を示している。測定結果は、図６に示すようにパソコン１２のディスプレイ１２Ｄにリストとして表示される。ここでは、走査角０．５°毎に測定された距離（ｍ）が表示されている。
【００２１】
ユーザは、上記測定結果を参照して適当な２ポイントを選択する。ここでは、図６（ａ）に示すｐ１「走査角１４．０°；距離５．７６ｍ」と、図６（ｂ）に示すｐ２「走査角１０．０°；距離９．５７ｍ」とを選択したものとする。ここで、ｐ１の走査角がθｄ１，測定距離がＬｄ１に対応し、ｐ２の走査角がθｄ２，測定距離がＬｄ２に対応する（Ｓ１０，Ｓ１１，第７ステップ）。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、地面２に立つ垂線（レーザレーダ装置１１におけるレーザビームの照射点から地面に下ろした垂線）より距離Ｌｄ１の走査線がなす角をαとし、基準角度におけるレーザビームが、地面２と平行になるまで俯角方向に調整する角度をθｘ（第２傾き角）とする。すると、幾何学的関係より（２）式及び（３）式が成り立つ。
Ｌｄ１・ｃｏｓα＝Ｌｄ２・ｃｏｓ（α＋θｄ１−θｄ２） …（２）
θｘ＝α＋θｄ１−９０° …（３）
【００２３】
すなわち、（２）式の両辺は上記垂線の長さを示している。そして、角度αを求めれば、基準角度におけるレーザビームが地面２と平行になるまでの角度差θｘは、（３）式により算出できる。（２）式より、角度αは以下のように求められる。
Ｌｄ１・ｃｏｓα／Ｌｄ２＝ｃｏｓα・ｃｏｓ（θｄ１−θｄ２）
＋ｓｉｎα・ｓｉｎ（θ１ｄ−θｄ２）
Ｌｄ１／Ｌｄ２＝ｃｏｓ（θｄ１−θｄ２）＋ｔａｎα・ｓｉｎ（θ１ｄ−θｄ２）
ｔａｎα＝｛ｌ１／ｌ２−ｃｏｓ（θｄ１−θｄ２）｝／ｓｉｎ（θｄ１−θｄ２）
α＝ｔａｎ-1［｛Ｌｄ１／Ｌｄ２−ｃｏｓ（θｄ１−θｄ２）｝
／ｓｉｎ（θｄ１−θｄ２）］
【００２４】
上述したｐ１，ｐ２の測定結果についてユーザが角度θｘを計算するとθｘ＝４°となる（Ｓ１２，第８ステップ）。図３（ｂ）に示すように、レーザレーダ装置１１の走査角が角度（θｄ２−θｘ）となったときに測定された距離がＬｂ２になれば、レーザビームの基準角度が地面２と平行になる。
θｄ２−θｘ＝１０°−４°＝６°
となるから、ユーザは、レーザレーダ装置１１の出力部１１ｂを、本体１１ａに対して俯角方向に傾けて、図６（ｃ）に示すように、走査角６°において測定される距離がＬｂ２＝９．５７ｍとなるように調整する（Ｓ１３）。そのように調整すれば、レーザビームの基準角度は地面２と平行になるので、その状態で、図３（ｃ）に示すように出力部１１ｂを９０°回転させれば（Ｓ１４，第９ステップ）レーザビームの走査面は地面２の第２基準水平方向と平行になる。
【００２５】
以上のように本実施例によれば、レーザレーダ装置１１について、本体１１ａが壁面３に設置された状態でレーザビームの走査面を９０°以内で変化させることが可能な構成を採用し、レーザビームの走査面を、一方向に角度４５°だけ傾けて走査角−９０°で地面までの距離Ｌａを測定すると、次は走査面を逆方向に９０°だけ傾けて、走査角９０°で地面までの距離Ｌｂを測定する。そして、測定距離Ｌａ，Ｌｂより、通常測定を行う状態でのレーザビームの走査面が地面２内の第１基準水平方向に対して傾いている角度；第１傾き角θｃを算出し、レーザレーダ装置１１の本体１１ａを、第１基準水平方向に角度θｃだけ傾ける。
【００２６】
それから、レーザビームの走査面を地面２と直角にした状態で、２つの走査角度θｄ１，θｄ２について地面までの距離Ｌｄ１，Ｌｄ２をそれぞれ測定し、その測定結果に基づいて、レーザビームが基準角度０°にある状態で、地面２の第２基準水平方向と平行になるまでの角度差θｘを算出する。そして、レーザレーダ装置１１の本体１１ａを第２基準水平方向に角度差θｘだけ傾けて、レーザビームの走査面を９０°回転させるようにした。
【００２７】
すなわち、距離Ｌａ，Ｌｂを測定すれば第１傾き角θｃを算出することができ、レーザレーダ装置１１の走査面が地面２の第１基準水平方向と平行となるように調整できる。そして、走査角度θｄ１，θｄ２について距離Ｌｄ１，Ｌｄ２を測定すれば、レーザビームが基準角度から地面２の第２基準水平方向と平行になるまでの角度差θｘを計算により求めることができる。角度差θｘが求められれば、レーザレーダ装置１１の本体１１ａを地面２の方向に角度差θｘだけ傾けてレーザビームの走査面を９０°回転させることで、レーザビームの走査面が地面２と平行なる。従って、地面２が絶対水平に対して２方向に傾斜している場合でも、ユーザは調整作業を従来よりも簡単に行うことができる。
【００２８】
そして、第１傾き角θｃを（１）式により算出する。すなわち、走査角θａ，θｂ１の振り幅は１８０°となり、測定距離Ｌａ，Ｌｂは、レーザレーダ装置１１の正面から見た場合の見かけ状の距離と一致する。したがって、その状態での幾何学的関係より（１）式が成り立つので、第１傾き角θｃを（１）式によって算出することができる。また、角度θｄ１と地面２と直角となる角度との差である角度αを（２）式により算出し、基準角度におけるレーザビームが地面２の第２基準水平方向と平行になるまでの角度差θｘを（３）式により算出することができる。更に、本体１１ａを地面２の方向に角度差θｘだけ傾けるため、レーザビームの走査角度が、角度θｄ２と角度差θｘとの差である角度（θｄ２−θｘ）を示す際に検出される距離が距離Ｌｄ２となるように調整するので、レーザビームの走査面が地面２と直角になっている状態で、基準角度におけるレーザビームが第２基準水平方向と平行になるように調整できる。
【００２９】
（第２実施例）
図７ないし図９は第２実施例であり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第２実施例は、第１実施例を同様の手順でレーザレーダ装置１１の設置角度を調整する場合に、パソコン１２が関与する度合をより高めてユーザの作業負担を軽減する例を示す 図７ないし図９は、図６と同様にパソコン１２のディスプレイ１２Ｄに表示されるユーザインターフェイス画面の例である。
【００３０】
先ず、パソコン１２は、図７（ａ）に示すように「レーザレーダを取り付けてください。」といった文字メッセージを表示させる。ユーザが、そのメッセージに従いレーザレーダ装置１１を壁面３に設置して（Ｓ１）、例えばジョイパッドやマウスなどのポインティングデバイスにより画面上の「次へ」をクリックする（作業完了応答）。次は図７（ｂ）に示すように「設置状態Ａにしたあと測定を開始してください。」といった文字メッセージを表示させる。ユーザが、そのメッセージに従いレーザビームの走査面を４５°傾けてから画面上の「測定スタート」をクリックすると、パソコン１２はレーザレーダ装置１１に距離Ｌａを測定させる（Ｓ２，Ｓ３）。
【００３１】
次は図７（ｃ）に示すように「測定が完了しました。所定角度θmove動かし設置状態Ｂにしたあと測定を開始してください。」といった文字メッセージを表示させる。ユーザが「測定スタート」をクリックすると、パソコン１２はレーザレーダ装置１１に距離Ｌｂを測定させる（Ｓ４，Ｓ５）。次は図７（ｄ）に示すように「測定が完了しました。算出角度θｃ動かし設置状態Ｃにしてください。完了後、『次へ』を押してください。」といった文字メッセージを表示させる。また、ディスプレイ１２Ｄには、パソコン１２が計算した第１傾き角θｃを表示させる（「θｃ＝５°」，Ｓ６，Ｓ７）。
【００３２】
ユーザが「次へ」をクリックすると、図８（ａ）に示すように「（通常の）レーザ走査面に対して９０°レーザレーダを回転させてください。」といった文字メッセージを表示させる。ユーザが、そのメッセージに従い出力部１１ｂを９０°回転させてから（Ｓ８）画面上の「次へ」をクリックすると、次は図８（ｂ）に示すように「レーザ走査を開始してください。」といった文字メッセージを表示させる。ユーザが「次へ」をクリックすると、レーザレーダ装置１１による走査が開始され（Ｓ９）、測定結果が図８（ｃ），図９（ａ）に示すように表示される。
【００３３】
パソコン１２は、上記のように測定結果を表示するのに伴い、ユーザにθｄ１，θｄ２を選択させるためのメッセージを表示する。「θｄ１を入力してください。」，「θｄ２を入力してください。」等である。例えば、ユーザが図８（ｃ）よりθｄ１＝１５°を選択し（Ｓ１０）、図９（ａ）よりθｄ２＝１０°を選択して（Ｓ１１）それぞれの画面で「次へ」をクリックすると、パソコン１２は、それらの選択結果に応じて第１実施例と同様に、（２）式，（３）式に従い角度差θｘを計算し、角度（θｄ２−θｘ）を計算した結果を図９（ｂ）に示すように表示する。
【００３４】
この場合、角度（θｄ２−θｘ）＝６°であり、例えば「表示の角度（６°）にて表示の距離（Ｌｄ２＝９．５７ｍ）になるようにレーザレーダの取り付け角度を調整してください」といったメッセージを表示する（Ｓ１２，Ｓ１３）。ユーザが、そのメッセージに従い出力部１１ｂの角度調整を行い「次へ」をクリックすると、パソコン１２は、「レーザレーダを９０°回転してください。」といった文字メッセージを表示させる。ユーザが、そのメッセージに従い出力部１１ｂを９０°回転させてから（Ｓ１４）画面上の「次へ」をクリックすると処理を終了する。パソコン１２は、文字メッセージ「設置完了です。」を表示させる（図８（ｄ）参照）。
【００３５】
以上のように第２実施例によれば、パソコン１２は、レーザレーダ装置１１を設置状態Ａとするようにユーザに対して報知し、ユーザによる作業完了応答があると、レーザレーダ装置１１に走査角θａについて距離Ｌａを測定させ、次に設置状態Ａから逆方向に角度θmoveだけ傾けて設置状態Ｂとするようにユーザに対して報知し、ユーザによる作業完了応答があると、レーザレーダ装置１１に走査角θｂについて距離Ｌｂを測定させると、測定距離Ｌａ，Ｌｂより、通常測定を行う状態でのレーザビームの走査面が地面２内の第１基準水平方向に対して傾いている角度である第１傾き角θｃを算出する。
【００３６】
すると、レーザレーダ装置１１の走査面を、第１基準水平方向に角度θｃだけ傾けて設置状態Ｃとするようにユーザに対して報知し、ユーザによる作業完了応答があると、次に走査面を地面２と直角にするように報知し、ユーザからの作業完了応答があると、レーザレーダ装置１１が走査した測定結果のうち、２点の走査角度θｄ１，θｄ２について測定された距離Ｌｄ１，Ｌｄ２に基づいて角度差θｘを算出する。それから、レーザレーダ装置１１の本体１ａを地面方向に角度差θｘだけ傾けるようにユーザに対して報知し、作業完了応答があると、レーザビームの走査面を９０°回転させるようにユーザに対して報知する。
【００３７】
すなわち、パソコン１２が第１傾き角θｃ及び角度差θｘを計算するので、ユーザ自身が計算を行う必要がない。そして、ユーザは、ディスプレイ１２Ｄに表示されるユーザインターフェイス画面を参照し、報知されるメッセージに従った手順で作業すれば、レーザビームの走査面が地面２と平行なるように簡単に調整できる。また、パソコン１２は、本体１１ａを地面方向に角度差θｘだけ傾けるため、レーザビームの走査角度が、角度θｄ２と角度差θｘとの差である角度（θｄ２−θｘ）を示す際に検出される距離が距離Ｌｄ２となるように調整することをユーザに報知する。したがって、ユーザがそのように調整を行えば、レーザビームの走査面が地面２と直角になっている状態で、基準角度におけるレーザビームが地面２と平行になるように調整できる。
【００３８】
（第３実施例）
図１０ないし図１２は第３実施例であり、第１又は第２実施例と異なる部分のみ説明する。第１，第２実施例では、第１傾き角θｃを算出するのに距離Ｌａ，Ｌｂを測定し、第２傾き角θｘを算出するのに距離Ｌｄ１，Ｌｄ２を測定したが、第３実施例では、後者の２つの距離Ｌｄ１，Ｌｄ２に替えて、１つの距離Ｌｃを測定するだけで第２傾き角θｄ（＝θｘ）を算出する。図１０は、その測定手順を側面図及び正面図の組で示しており、図１１は、それらを斜視図として三次元的に示している。そして、図１２は、測定手順を示すフローチャートである。図１１において、水平Ｘ，Ｙは絶対水平面内で直交する２方向であり、地面２は、水平Ｘに対しては仰角方向に角度α３，水平Ｙに対しては仰角方向に角度β３傾いている。
【００３９】
第３実施例では、距離Ｌｄ１に距離Ｌｂを使用し、距離Ｌｄ２を距離Ｌｃとするように測定を行う。図１２において、Ｓ２１〜Ｓ２３は第１実施例のＳ２〜Ｓ４と同様であり、これらは第１〜第３ステップに対応する。続くＳ２４では、スキャン角度θｂ１を第１実施例のθｂと同様の９０°として、スキャン角度θｂ２は角度θｂ１より小さい値に設定して、それぞれに対応する測定点Ｂ，Ｃまでの距離Ｌｂ，Ｌｃを測定する（第４ステップ）。
【００４０】
そして、Ｓ６と同様に第１傾き角θｃ（角度β３に相当）を（１）式により算出すると（Ｓ２５，第４ステップ）、続いて、距離Ｌｂ，Ｌｃから第２傾き角θｄ（角度α３に相当）を（２），（３）式により算出する（Ｓ２６，第５ステップ）。それから、レーザレーダ装置１１の設置角度をθｃだけ調整して設置状態Ｂから設置状態Ｃに変更し（Ｓ２７）、そこから、レーザレーダ装置１１の設置角度をθｄだけ調整して設置状態Ｃから設置状態Ｄに変更する（Ｓ２７，第６ステップ）。
【００４１】
以上のように第３実施例によれば、レーザレーダ装置１１を設置状態Ａにして走査角θａについて地面までの距離Ｌａを測定し、そこから逆方向に角度θmoveだけ傾けて設置状態Ｂにすると、走査角θｂ１，θｂ２について、地面までの距離Ｌｂ，Ｌｃをそれぞれ測定し、測定距離Ｌａ，Ｌｂより第１傾き角θｃを算出し、測定距離Ｌｂ，Ｌｃより第２傾き角θｄを算出すると、レーザレーダ装置１１の本体１１ａ（走査面）を、第１基準水平方向に角度θｃだけ傾け設置状態Ｃにして、第２基準水平方向に角度θｄだけ傾け設置状態Ｄにする。したがって、第１，第２実施例よりも測定手順及び調整手順が少なくなるので、これらの作業をより簡単に行うことができる。
【００４２】
（第４実施例）
図１３は第４実施例であり、第３実施例の処理を、第２実施例と同様にパソコン１２が介在して行う場合のユーザインターフェイス画面例である。図１３（ａ）〜（ｃ）は、第２実施例の図８（ｂ）〜（ｄ）と同じであり、図１３（ｃ）の画面においてユーザが「次へ」をクリックすると、「算出角度θｄ動かし設置状態Ｄにしてください。完了後、『次へ』を押してください。」といった文字メッセージを表示させる。また、ディスプレイ１２Ｄには、パソコン１２が計算した第２傾き角θｄを表示させる（「θｄ＝４°」）。そして、ユーザが、そのメッセージに従いレーザレーダ装置１１の本体１１ａを角度θｄだけ調整し、画面上の「次へ」をクリックすると処理を終了する。パソコン１２は、文字メッセージ「設置完了です。」を表示させる（図１３（ｅ）参照）。
【００４３】
以上のように第４実施例によれば、パソコン１２は、レーザレーダ装置１１を設置状態Ａにするようにユーザに対して報知し、ユーザにより作業完了応答があると、レーザレーダ装置１１に距離Ｌａを測定させ、次に、レーザレーダ装置１１を設置状態Ｂにするようにユーザに対して報知し、作業完了応答があると、レーザレーダ装置１１に距離Ｌｂ，Ｌｃをそれぞれ測定させる。
【００４４】
それから、測定距離Ｌａ，Ｌｂより第１傾き角θｃを算出し、測定距離Ｌｂ，Ｌｃより第２傾き角θｄを算出すると、レーザレーダ装置１１を設置状態Ｃにするようにユーザに対して報知し、作業完了応答があると、レーザレーダ装置１１を設置状態Ｄにするようにユーザに対して報知する。したがって、第２実施例と同様にパソコン１２がユーザに対して作業指示を行ない、且つ必要な測定をレーザレーダ装置１１に行わせ、作業に必要な計算値を求めてユーザに提示するので、ユーザは従来よりも調整作業を簡単に実行することができる。
【００４５】
本発明は上記し又は図面に記載した実施例にも限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。
地面が水平面より仰角方向に傾斜している場合も同様に、角度差θｘ（符号は負となる）を求めることができる。
設置状態Ａ，Ｂとする角度は±４５°に限ることはない。また、２つの角度の絶対値が異なっても良い。
レーザビームの角度を調整する場合は、レーザレーダ装置１１の本体１１ａを壁面３に取り付ける角度を調整しても良い。ようは、レーザビームの走査面を調整すれば良い。
【００４６】
走査角は、０．５°単位でなくても良い。
第２実施例において、θｄ１，θｄ２をユーザに選択させることなく、パソコン１２が適切な測定点を自動的に選択して角度差θｘを計算しても良い。
また、第２実施例における図９（ｂ）の指示メッセージは、「出力部１２を４°（＝θｘ）地面方向に傾けてください。」としても良く、ユーザはその指示に応じて調整を行えばよい。第１実施例についても、同様に調整を行っても良い。
第３実施例において、角度θｃ，θｄの調整手順を入れ替えても良い。
ユーザインターフェイス手段は、パーソナルコンピュータである必要はなく、レーザレーダ装置の専用機器であっても良い。また、ユーザインターフェイス手段がレーザレーダ装置の本体に設けられていても良い。
【符号の説明】
【００４７】
２は地面、３は壁面（接地面）、１１はレーザレーダ装置、１１ａは本体、１１ｂは出力部、１２はパーソナルコンピュータ（ユーザインターフェイス手段）を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体が設置面に設置された状態でレーザビームの走査面を９０°以内で変化させることが可能に構成され、前記レーザビームを照射した反射光を受光することで、対象物までの距離及び角度を測定するレーザレーダ装置と、
このレーザレーダ装置に対して測定指示を行い、前記レーザレーダ装置による測定結果，並びに作業指示メッセージをユーザに対して報知し、且つ前記測定結果に基づく演算処理を実行するユーザインターフェイス手段とで構成され、
前記ユーザインターフェイス手段は、前記レーザレーダ装置における前記レーザビームの走査面を、一方向に角度θ０（＜９０°）だけ傾けるようにユーザに対して報知し、 ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置に走査角θａについて地面までの距離Ｌａを測定させ、
次に、前記レーザビームの走査面を、前記角度θ０傾いた状態から逆方向に角度θmoveだけ傾けるようにユーザに対して報知し、ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置に、走査角θｂ１，θｂ２（｜θｂ１｜＞｜θｂ２｜）について地面までの距離Ｌｂ，Ｌｃをそれぞれ測定させると、
前記測定距離Ｌａ，Ｌｂより、通常測定を行う状態での前記レーザビームの走査面が前記地面内の第１基準水平方向に対して傾いている角度である第１傾き角θｃを算出し、前記測定距離Ｌｂ，Ｌｃより前記走査面が前記第１基準水平方向と直交する第２基準水平方向に対して傾いている角度である第２傾き角θｄを算出し、
前記レーザレーダ装置の本体を、前記第１基準水平方向に対して前記角度θｃだけ傾けるようにユーザに対して報知し、ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置本体を、前記第２基準水平方向に対して前記角度θｄだけ傾けるようにユーザに対して報知することを特徴とするレーザレーダ装置の設置角度設定システム。
【請求項２】
前記ユーザインターフェイス手段は、前記レーザビームの基準角度０°に対して前記走査角θａ，θｂ１の一方を−９０°，他方を９０°とすると、
前記第１傾き角θｃを（１）式により算出することを特徴とする請求項１記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システム。
Ｌａ・ｃｏｓθｃ＝Ｌｂ・ｃｏｓ（１８０°−θmove−θｃ） …（１）
【請求項３】
前記ユーザインターフェイス手段は、前記角度θｂ１と、前記地面と直角となる角度との差である角度θ３を（２）式により算出し、
Ｌｂ・ｃｏｓθ３＝Ｌｃ・ｃｏｓ（θ３＋θｂ１−θｂ２） …（２）
前記第２傾き角θｄを、（３）式により算出することを特徴とする請求項１又は２記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システム。
θｄ＝θ３＋θｂ１−９０° …（３）
【請求項４】
本体が設置面に設置された状態でレーザビームの走査面を９０°以内で変化させることが可能に構成され、前記レーザビームを照射した反射光を受光することで、対象物までの距離及び角度を測定するレーザレーダ装置と、
このレーザレーダ装置に対して測定指示を行い、前記レーザレーダ装置による測定結果，並びに作業指示メッセージをユーザに対して報知し、且つ前記測定結果に基づく演算処理を実行するユーザインターフェイス手段とで構成され、
前記ユーザインターフェイス手段は、前記レーザレーダ装置における前記レーザビームの走査面を、一方向に角度θ０（＜９０°）だけ傾けるようにユーザに対して報知し、 ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置に走査角θａについて地面までの距離Ｌａを測定させ、
次に、前記レーザビームの走査面を、前記角度θ０傾いた状態から逆方向に角度θmoveだけ傾けるようにユーザに対して報知し、ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置に走査角θｂについて、地面までの距離Ｌｂを測定させると、前記測定距離Ｌａ，Ｌｂより、通常測定を行う状態での前記レーザビームの走査面が前記地面内の第１基準水平方向に対して傾いている角度である第１傾き角θｃを算出し、
前記レーザレーダ装置の本体を、前記第１基準水平方向に対して前記角度θｃだけ傾けるようにユーザに対して報知し、ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置における前記レーザビームの走査面を前記地面と直角にするようにユーザに対して報知し、
ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置に走査を実行させ、２点の走査角度θｄ１，θｄ２（｜θｄ１｜＞｜θｄ２｜）について測定された距離Ｌｄ１，Ｌｄ２に基づいて、前記レーザビームが基準角度０°にある状態で前記地面と平行になるまでの角度差θｘを算出し、
前記レーザレーダ装置の本体を、前記地面方向に前記角度差θｘだけ傾けるようにユーザに対して報知し、
ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置における前記レーザビームの走査面を９０°回転させるようにユーザに対して報知することを特徴とするレーザレーダ装置の設置角度設定システム。
【請求項５】
前記ユーザインターフェイス手段は、前記レーザビームの基準角度０°に対して前記走査角θａ，θｂの一方を−９０°，他方を９０°とすると、
前記第１傾き角θｃを（１）式により算出することを特徴とする請求項４記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システム。
Ｌａ・ｃｏｓθｃ＝Ｌｂ・ｃｏｓ（１８０°−θmove−θｃ） …（１）
【請求項６】
前記ユーザインターフェイス手段は、前記角度θｄ１と、前記地面と直角となる角度との差である角度αを、（２）式により算出し、
Ｌｄ１・ｃｏｓα＝Ｌｄ２・ｃｏｓ（α＋θｄ１−θｄ２） …（２）
前記角度差θｘを、（３）式により算出することを特徴とする請求項４又は５記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システム。
θｘ＝α＋θｄ１−９０° …（３）
【請求項７】
レーザビームを照射した反射光を受光することで、対象物までの距離及び角度を測定するレーザレーダ装置を地面に立設する設置面に設置した状態で、前記レーザビームの走査面を前記地面と平行に設定する方法であって、
前記レーザレーダ装置として、前記設置面に設置された状態で、前記レーザビームの走査面を両方向に９０°以内で変化させることが可能であるものを使用し、
前記レーザビームの走査面を、一方向に角度θ０（＜９０°）だけ傾ける第１ステップと、
走査角θａについて地面までの距離Ｌａを測定する第２ステップと、
前記レーザビームの走査面を、前記角度θ０傾いた状態から逆方向に角度θmoveだけ傾ける第３ステップと、
走査角θｂ１，θｂ２（｜θｂ１｜＞｜θｂ２｜）について、地面までの距離Ｌｂ，Ｌｃをそれぞれ測定する第４ステップと、
前記測定距離Ｌａ，Ｌｂより、通常測定を行う状態での前記レーザビームの走査面が前記地面内の第１基準水平方向に対して傾いている角度である第１傾き角θｃを算出し、前記測定距離Ｌｂ，Ｌｃより前記走査面が前記第１基準水平方向と直交する第２基準水平方向に対して傾いている角度である第２傾き角θｄを算出する第５ステップと、
前記レーザレーダ装置の本体を、前記第１基準水平方向に対して前記角度θｃだけ傾け、前記第２基準水平方向に対して前記角度θｄだけ傾ける第６ステップとからなることを特徴とするレーザレーダ装置の設置角度設定方法。
【請求項８】
前記第５ステップにおいて、前記レーザビームの基準角度０°に対して前記走査角θａ，θｂ１の一方を−９０°，他方を９０°とすると、
前記第１傾き角θｃを（１）式により算出することを特徴とする請求項７記載のレーザレーダ装置の設置角度設定方法。
Ｌａ・ｃｏｓθｃ＝Ｌｂ・ｃｏｓ（１８０°−θmove−θｃ） …（１）
【請求項９】
前記第５ステップにおいて、 前記角度θｂ１と、前記地面と直角となる角度との差である角度θ３を（２）式により算出し、
Ｌｂ・ｃｏｓθ３＝Ｌｃ・ｃｏｓ（θ３＋θｂ１−θｂ２） …（２）
前記第２傾き角θｄを、（３）式により算出することを特徴とする請求項７又は８記載のレーザレーダ装置の設置角度設定方法。
θｄ＝θ３＋θｂ１−９０° …（３）
【請求項１０】
レーザビームを照射した反射光を受光することで、対象物までの距離及び角度を測定するレーザレーダ装置を地面に立設する設置面に設置した状態で、前記レーザビームの走査面を前記地面と平行に設定する方法であって、
前記レーザレーダ装置として、前記設置面に設置された状態で、前記レーザビームの走査面を両方向に９０°以内で変化させることが可能であるものを使用し、
前記レーザビームの走査面を、一方向に角度θ０（＜９０°）だけ傾ける第１ステップと、
走査角θａについて地面までの距離Ｌａを測定する第２ステップと、
前記レーザビームの走査面を、前記角度θ０傾いた状態から逆方向に角度θmoveだけ傾ける第３ステップと、
走査角θｂについて、地面までの距離Ｌｂを測定する第４ステップと、
前記測定距離Ｌａ，Ｌｂより、通常測定を行う状態での前記レーザビームの走査面が前記地面内の第１基準水平方向に対して傾いている角度である第１傾き角θｃを算出する第５ステップと、
前記レーザレーダ装置の本体を、前記第１基準水平方向に対して前記角度θｃだけ傾ける第６ステップと、
前記レーザビームの走査面を前記地面と直角にした状態で、２つの走査角度θｄ１，θｄ２（θｄ１＞θｄ２）について、前記地面までの距離Ｌｄ１，Ｌｄ２をそれぞれ測定する第７ステップと、
前記測定結果に基づいて、前記レーザビームが基準角度０°にある状態で、前記地面と平行になるまでの角度差θｘを算出する第８ステップと、
前記レーザレーダ装置の本体を前記地面方向に前記角度差θｘだけ傾けて、前記レーザビームの走査面を９０°回転させる第９ステップとからなることを特徴とするレーザレーダ装置の設置角度設定方法。
【請求項１１】
前記第５ステップにおいて、前記レーザビームの基準角度０°に対して前記走査角θａ，θｂの一方を−９０°，他方を９０°とすると、前記第１傾き角θｃを（１）式により算出することを特徴とする請求項１０記載のレーザレーダ装置の設置角度設定方法。
Ｌａ・ｃｏｓθｃ＝Ｌｂ・ｃｏｓ（１８０°−θmove−θｃ） …（１）
【請求項１２】
前記第８ステップにおいて、 前記角度θｄ１と、前記地面と直角となる角度との差である角度αを、（２）式により算出し、
Ｌｄ１・ｃｏｓα＝Ｌｄ２・ｃｏｓ（α＋θｄ１−θｄ２） …（２）
前記角度差θｘを、（３）式により算出することを特徴とする請求項１０又は１１記載のレーザレーダ装置の設置角度設定方法。
θｘ＝α＋θｄ１−９０° …（３）
【請求項１】
本体が設置面に設置された状態でレーザビームの走査面を９０°以内で変化させることが可能に構成され、前記レーザビームを照射した反射光を受光することで、対象物までの距離及び角度を測定するレーザレーダ装置と、
このレーザレーダ装置に対して測定指示を行い、前記レーザレーダ装置による測定結果，並びに作業指示メッセージをユーザに対して報知し、且つ前記測定結果に基づく演算処理を実行するユーザインターフェイス手段とで構成され、
前記ユーザインターフェイス手段は、前記レーザレーダ装置における前記レーザビームの走査面を、一方向に角度θ０（＜９０°）だけ傾けるようにユーザに対して報知し、 ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置に走査角θａについて地面までの距離Ｌａを測定させ、
次に、前記レーザビームの走査面を、前記角度θ０傾いた状態から逆方向に角度θmoveだけ傾けるようにユーザに対して報知し、ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置に、走査角θｂ１，θｂ２（｜θｂ１｜＞｜θｂ２｜）について地面までの距離Ｌｂ，Ｌｃをそれぞれ測定させると、
前記測定距離Ｌａ，Ｌｂより、通常測定を行う状態での前記レーザビームの走査面が前記地面内の第１基準水平方向に対して傾いている角度である第１傾き角θｃを算出し、前記測定距離Ｌｂ，Ｌｃより前記走査面が前記第１基準水平方向と直交する第２基準水平方向に対して傾いている角度である第２傾き角θｄを算出し、
前記レーザレーダ装置の本体を、前記第１基準水平方向に対して前記角度θｃだけ傾けるようにユーザに対して報知し、ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置本体を、前記第２基準水平方向に対して前記角度θｄだけ傾けるようにユーザに対して報知することを特徴とするレーザレーダ装置の設置角度設定システム。
【請求項２】
前記ユーザインターフェイス手段は、前記レーザビームの基準角度０°に対して前記走査角θａ，θｂ１の一方を−９０°，他方を９０°とすると、
前記第１傾き角θｃを（１）式により算出することを特徴とする請求項１記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システム。
Ｌａ・ｃｏｓθｃ＝Ｌｂ・ｃｏｓ（１８０°−θmove−θｃ） …（１）
【請求項３】
前記ユーザインターフェイス手段は、前記角度θｂ１と、前記地面と直角となる角度との差である角度θ３を（２）式により算出し、
Ｌｂ・ｃｏｓθ３＝Ｌｃ・ｃｏｓ（θ３＋θｂ１−θｂ２） …（２）
前記第２傾き角θｄを、（３）式により算出することを特徴とする請求項１又は２記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システム。
θｄ＝θ３＋θｂ１−９０° …（３）
【請求項４】
本体が設置面に設置された状態でレーザビームの走査面を９０°以内で変化させることが可能に構成され、前記レーザビームを照射した反射光を受光することで、対象物までの距離及び角度を測定するレーザレーダ装置と、
このレーザレーダ装置に対して測定指示を行い、前記レーザレーダ装置による測定結果，並びに作業指示メッセージをユーザに対して報知し、且つ前記測定結果に基づく演算処理を実行するユーザインターフェイス手段とで構成され、
前記ユーザインターフェイス手段は、前記レーザレーダ装置における前記レーザビームの走査面を、一方向に角度θ０（＜９０°）だけ傾けるようにユーザに対して報知し、 ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置に走査角θａについて地面までの距離Ｌａを測定させ、
次に、前記レーザビームの走査面を、前記角度θ０傾いた状態から逆方向に角度θmoveだけ傾けるようにユーザに対して報知し、ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置に走査角θｂについて、地面までの距離Ｌｂを測定させると、前記測定距離Ｌａ，Ｌｂより、通常測定を行う状態での前記レーザビームの走査面が前記地面内の第１基準水平方向に対して傾いている角度である第１傾き角θｃを算出し、
前記レーザレーダ装置の本体を、前記第１基準水平方向に対して前記角度θｃだけ傾けるようにユーザに対して報知し、ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置における前記レーザビームの走査面を前記地面と直角にするようにユーザに対して報知し、
ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置に走査を実行させ、２点の走査角度θｄ１，θｄ２（｜θｄ１｜＞｜θｄ２｜）について測定された距離Ｌｄ１，Ｌｄ２に基づいて、前記レーザビームが基準角度０°にある状態で前記地面と平行になるまでの角度差θｘを算出し、
前記レーザレーダ装置の本体を、前記地面方向に前記角度差θｘだけ傾けるようにユーザに対して報知し、
ユーザにより前記作業を完了したことを示す応答があると、前記レーザレーダ装置における前記レーザビームの走査面を９０°回転させるようにユーザに対して報知することを特徴とするレーザレーダ装置の設置角度設定システム。
【請求項５】
前記ユーザインターフェイス手段は、前記レーザビームの基準角度０°に対して前記走査角θａ，θｂの一方を−９０°，他方を９０°とすると、
前記第１傾き角θｃを（１）式により算出することを特徴とする請求項４記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システム。
Ｌａ・ｃｏｓθｃ＝Ｌｂ・ｃｏｓ（１８０°−θmove−θｃ） …（１）
【請求項６】
前記ユーザインターフェイス手段は、前記角度θｄ１と、前記地面と直角となる角度との差である角度αを、（２）式により算出し、
Ｌｄ１・ｃｏｓα＝Ｌｄ２・ｃｏｓ（α＋θｄ１−θｄ２） …（２）
前記角度差θｘを、（３）式により算出することを特徴とする請求項４又は５記載のレーザレーダ装置の設置角度設定システム。
θｘ＝α＋θｄ１−９０° …（３）
【請求項７】
レーザビームを照射した反射光を受光することで、対象物までの距離及び角度を測定するレーザレーダ装置を地面に立設する設置面に設置した状態で、前記レーザビームの走査面を前記地面と平行に設定する方法であって、
前記レーザレーダ装置として、前記設置面に設置された状態で、前記レーザビームの走査面を両方向に９０°以内で変化させることが可能であるものを使用し、
前記レーザビームの走査面を、一方向に角度θ０（＜９０°）だけ傾ける第１ステップと、
走査角θａについて地面までの距離Ｌａを測定する第２ステップと、
前記レーザビームの走査面を、前記角度θ０傾いた状態から逆方向に角度θmoveだけ傾ける第３ステップと、
走査角θｂ１，θｂ２（｜θｂ１｜＞｜θｂ２｜）について、地面までの距離Ｌｂ，Ｌｃをそれぞれ測定する第４ステップと、
前記測定距離Ｌａ，Ｌｂより、通常測定を行う状態での前記レーザビームの走査面が前記地面内の第１基準水平方向に対して傾いている角度である第１傾き角θｃを算出し、前記測定距離Ｌｂ，Ｌｃより前記走査面が前記第１基準水平方向と直交する第２基準水平方向に対して傾いている角度である第２傾き角θｄを算出する第５ステップと、
前記レーザレーダ装置の本体を、前記第１基準水平方向に対して前記角度θｃだけ傾け、前記第２基準水平方向に対して前記角度θｄだけ傾ける第６ステップとからなることを特徴とするレーザレーダ装置の設置角度設定方法。
【請求項８】
前記第５ステップにおいて、前記レーザビームの基準角度０°に対して前記走査角θａ，θｂ１の一方を−９０°，他方を９０°とすると、
前記第１傾き角θｃを（１）式により算出することを特徴とする請求項７記載のレーザレーダ装置の設置角度設定方法。
Ｌａ・ｃｏｓθｃ＝Ｌｂ・ｃｏｓ（１８０°−θmove−θｃ） …（１）
【請求項９】
前記第５ステップにおいて、 前記角度θｂ１と、前記地面と直角となる角度との差である角度θ３を（２）式により算出し、
Ｌｂ・ｃｏｓθ３＝Ｌｃ・ｃｏｓ（θ３＋θｂ１−θｂ２） …（２）
前記第２傾き角θｄを、（３）式により算出することを特徴とする請求項７又は８記載のレーザレーダ装置の設置角度設定方法。
θｄ＝θ３＋θｂ１−９０° …（３）
【請求項１０】
レーザビームを照射した反射光を受光することで、対象物までの距離及び角度を測定するレーザレーダ装置を地面に立設する設置面に設置した状態で、前記レーザビームの走査面を前記地面と平行に設定する方法であって、
前記レーザレーダ装置として、前記設置面に設置された状態で、前記レーザビームの走査面を両方向に９０°以内で変化させることが可能であるものを使用し、
前記レーザビームの走査面を、一方向に角度θ０（＜９０°）だけ傾ける第１ステップと、
走査角θａについて地面までの距離Ｌａを測定する第２ステップと、
前記レーザビームの走査面を、前記角度θ０傾いた状態から逆方向に角度θmoveだけ傾ける第３ステップと、
走査角θｂについて、地面までの距離Ｌｂを測定する第４ステップと、
前記測定距離Ｌａ，Ｌｂより、通常測定を行う状態での前記レーザビームの走査面が前記地面内の第１基準水平方向に対して傾いている角度である第１傾き角θｃを算出する第５ステップと、
前記レーザレーダ装置の本体を、前記第１基準水平方向に対して前記角度θｃだけ傾ける第６ステップと、
前記レーザビームの走査面を前記地面と直角にした状態で、２つの走査角度θｄ１，θｄ２（θｄ１＞θｄ２）について、前記地面までの距離Ｌｄ１，Ｌｄ２をそれぞれ測定する第７ステップと、
前記測定結果に基づいて、前記レーザビームが基準角度０°にある状態で、前記地面と平行になるまでの角度差θｘを算出する第８ステップと、
前記レーザレーダ装置の本体を前記地面方向に前記角度差θｘだけ傾けて、前記レーザビームの走査面を９０°回転させる第９ステップとからなることを特徴とするレーザレーダ装置の設置角度設定方法。
【請求項１１】
前記第５ステップにおいて、前記レーザビームの基準角度０°に対して前記走査角θａ，θｂの一方を−９０°，他方を９０°とすると、前記第１傾き角θｃを（１）式により算出することを特徴とする請求項１０記載のレーザレーダ装置の設置角度設定方法。
Ｌａ・ｃｏｓθｃ＝Ｌｂ・ｃｏｓ（１８０°−θmove−θｃ） …（１）
【請求項１２】
前記第８ステップにおいて、 前記角度θｄ１と、前記地面と直角となる角度との差である角度αを、（２）式により算出し、
Ｌｄ１・ｃｏｓα＝Ｌｄ２・ｃｏｓ（α＋θｄ１−θｄ２） …（２）
前記角度差θｘを、（３）式により算出することを特徴とする請求項１０又は１１記載のレーザレーダ装置の設置角度設定方法。
θｘ＝α＋θｄ１−９０° …（３）
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−６４６９２（Ｐ２０１３−６４６９２Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０４５２２（Ｐ２０１１−２０４５２２）
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【Ｆターム（参考）】
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