專利名稱：電子水準(zhǔn)儀及電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子水準(zhǔn)儀(level)及電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺(以下僅記為標(biāo)尺)。
背景技術(shù)：
所謂電子水準(zhǔn)儀是指，通過使用作為刻度而帶有條形碼的標(biāo)尺，來讀出條形碼而 自動(dòng)地求出測(cè)定點(diǎn)的高度的儀器。在這樣的電子水準(zhǔn)儀中，容易受到干擾的影響，例如存在 容易由于標(biāo)尺的背景或位于標(biāo)尺與電子水準(zhǔn)儀之間的障礙物而變得不能測(cè)定這樣的不良 狀況。
申請(qǐng)人為了消除所述不良狀況，提出了有關(guān)不易受到干擾的影響的電子水準(zhǔn)儀的 申請(qǐng)(參照下述專利文獻(xiàn)I)。首先，對(duì)該電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行說明。
如圖1所示，該電子水準(zhǔn)儀2用于以標(biāo)尺I作為瞄準(zhǔn)來測(cè)定瞄準(zhǔn)位置的高度h。標(biāo) 尺I上顯示有在白地的表面上描繪了黑色的標(biāo)記11而成的條形碼。標(biāo)尺I通常被設(shè)置成 正立狀態(tài)，但是也有時(shí)如圖示那樣，以頂棚面C為基準(zhǔn)，設(shè)置成使標(biāo)尺I在上下方向上進(jìn)行 了反轉(zhuǎn)的倒立狀態(tài)。在該情況下，測(cè)定從頂棚面C至瞄準(zhǔn)位置的距離h。標(biāo)記11的上下方 向的寬度尺寸不都是相同的尺寸，而是以規(guī)定順序排列有多種尺寸。
圖2示出了條形碼圖案。標(biāo)尺I上顯示的標(biāo)記11以一定間距P進(jìn)行排列。若將 標(biāo)尺I的全長(zhǎng)設(shè)為4m、將間距P設(shè)為16mm，則能夠在標(biāo)尺I上顯示249根標(biāo)記11。作為標(biāo) 記11的上下方向的寬度尺寸，使用3_ · 4mm · 7mm · 8mm · Ilmm · 12mm這6種。電子水準(zhǔn) 儀2若求出標(biāo)記11的寬度尺寸，則如圖2的N所示那樣，對(duì)應(yīng)于0、1、2、3、4、5這6種整數(shù)。 因此，根據(jù)標(biāo)記11制作出的數(shù)列用6種整數(shù)來表示，例如成為如下那樣的數(shù)列(I)。
· · · 0、5、1、2、4、0、5、3、1、0、4、3、2、 · · · (I)
在此，在從數(shù)列(I)中取出任意個(gè)數(shù)的整數(shù)來制作序列的情況下，需要使從I處取 出而制作的序列相對(duì)于從其他任意處取出而制作的序列不同。此外，需要使在標(biāo)尺I的倒 立狀態(tài)下得到的序列相對(duì)于在標(biāo)尺I的正立狀態(tài)下得到的任意序列都不同。因此，將從所 述數(shù)列(I)中取出整數(shù)的個(gè)數(shù)設(shè)為5個(gè)。例如，若從數(shù)列(I)的左端取出5個(gè)整數(shù)，則得到 如下那樣的序列(2)。
0、5、1、2、4 (2)
其中，在取出5個(gè)整數(shù)的情況下，這些整數(shù)不必一定連續(xù)，例如在由于標(biāo)尺I與電 子水準(zhǔn)儀2之間的障礙物等而導(dǎo)致與第三個(gè)整數(shù)對(duì)應(yīng)的標(biāo)記11被隱藏的情況下，也可以 是，將被隱藏而不明的整數(shù)設(shè)為*，而得到如下那樣的序列。
0、5、*、2、4、0 (3)
另一方面，電子水準(zhǔn)儀2將與上述數(shù)列(I)相同的數(shù)列作為表格值來存儲(chǔ)，求出該 表格值的哪個(gè)部分與取出的序列(2)或(3)相一致，根據(jù)該位置求出瞄準(zhǔn)位置的高度h。
此外，如果標(biāo)尺I為倒立狀態(tài)，則從所述序列(2)的部分取出的整數(shù)的序列(4)如 下所示。
4、2、1、5、0 (4)
序列(4)被設(shè)定成與上述數(shù)列(I)任何部分都不一致。因此，如果標(biāo)尺I為倒立狀 態(tài)則不存在一致的部，因此，微型計(jì)算機(jī)3能夠判斷出標(biāo)尺I為倒立狀態(tài)并顯示該情況，并 且，使所取出的序列(4)的順序反轉(zhuǎn)，而將反轉(zhuǎn)后的序列與所述數(shù)列(I)比較，由此能夠求出高度h。
然而，若標(biāo)尺I與電子水準(zhǔn)儀2的距離很遠(yuǎn)，則位于瞄準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)的視野內(nèi)的標(biāo)記 11的個(gè)數(shù)會(huì)增加，然而標(biāo)記11的圖像會(huì)變小，寬度尺寸的識(shí)別精度降低。因此，若根據(jù)標(biāo)尺 I的圖像的大小，通過視距測(cè)量而判斷為標(biāo)尺I與電子水準(zhǔn)儀2的距離超出了規(guī)定值，則如 圖2的F所示，將3mm和4mm識(shí)別為相同的尺寸而使其與O對(duì)應(yīng)，將7mm和8mm識(shí)別為相同 的尺寸而使其與I對(duì)應(yīng)，將Ilmm和12mm識(shí)別為相同的尺寸而使其與2對(duì)應(yīng)。這樣，得到由 3種整數(shù)表示的如下那樣的數(shù)列(5)。
· · · 0、2、0、1、2、0、2、1、0、0、2、1 · · · (5)
電子水準(zhǔn)儀2除了存儲(chǔ)數(shù)列(I)之外還存儲(chǔ)該數(shù)列(5)。然而，若這樣，構(gòu)成數(shù)列(5)的整數(shù)的種類成為3種，則為了進(jìn)行可靠的高度測(cè)定，需要將取出的整數(shù)的個(gè)數(shù)相對(duì)于 5個(gè)進(jìn)行增加，因此，取出了 8個(gè)。
例如，若從數(shù)列(5)的左端起取出8個(gè)整數(shù)，則得到如下那樣的序列(6)。
0、2、0、1、2、0、2、1 (6)
此外，在有幾個(gè)(例如2個(gè))的標(biāo)記11被隱藏而無法識(shí)別的情況下，也可以是，取出 不連續(xù)的8個(gè)整數(shù)來形成序列(7)。
0、2、0、*、2、0、*、1、0、0 (7)
然后，求出序列(6)或者(7)與電子水準(zhǔn)儀2所存儲(chǔ)的數(shù)列(5)的哪個(gè)部分相一 致，來求出瞄準(zhǔn)位置的高度h。此外，使標(biāo)尺I為倒立狀態(tài)時(shí)得到的序列(6)或者(7)反轉(zhuǎn)， 根據(jù)反轉(zhuǎn)后的序列和數(shù)列(5)來求出瞄準(zhǔn)位置的高度h。
然而，如圖3所示，在電子水準(zhǔn)儀2的內(nèi)部，設(shè)有對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)(物鏡及調(diào)焦透鏡) 21及傾斜自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)(補(bǔ)償器)22，所接受的標(biāo)尺I的圖像被分束器23向線性傳感器24 分支。從分束器23經(jīng)過的是瞄準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)，被向線性傳感器24分支的是影像光學(xué)系統(tǒng)。
貓準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)由對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)21、傾斜自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)22、分束器23、焦點(diǎn)板20a 和接眼透鏡20b構(gòu)成。影像光學(xué)系統(tǒng)由對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)21、傾斜自動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)22、分束器23 和線性傳感器24構(gòu)成。線性傳感器24將接受的標(biāo)尺I的圖像變換為電信號(hào)并輸出給放大 器25。被放大器25放大后的信號(hào)與時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器26的時(shí)鐘信號(hào)同步地被A/D變換器27取 樣保持，并被變換為數(shù)字信號(hào)。變換成數(shù)字信號(hào)的信號(hào)存儲(chǔ)在RAM28中。微型計(jì)算機(jī)3基 于RAM28所存儲(chǔ)的信號(hào)，求出在瞄準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)的視野內(nèi)捕捉到的各標(biāo)記11的寬度尺寸，以 瞄準(zhǔn)點(diǎn)為中心，根據(jù)規(guī)定量的標(biāo)記11求出規(guī)定量的整數(shù)的序列。例如，在規(guī)定距離以內(nèi)進(jìn) 行測(cè)定的情況下，如圖4所示，根據(jù)第N — 2個(gè)、第N — I個(gè)、第N個(gè)、第N + I個(gè)、第N + 2 個(gè)標(biāo)記11的寬度尺寸，求出由5個(gè)整數(shù)構(gòu)成的序列。然后，與預(yù)先保存在R0M31內(nèi)的數(shù)列(I)或者(5)的表格值進(jìn)行比較，求出瞄準(zhǔn)位置的高度h。驅(qū)動(dòng)電路29是對(duì)線性傳感器24 的工作進(jìn)行控制的電路。此外，由于使上述瞄準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)的光軸與影像光學(xué)系統(tǒng)的光軸相 互一致，因此，標(biāo)尺I上的瞄準(zhǔn)點(diǎn)與影像光學(xué)系統(tǒng)的瞄準(zhǔn)點(diǎn)相互一致。
使用圖5的流程圖來說明為了利用該電子水準(zhǔn)儀2進(jìn)行高度測(cè)定而由微型計(jì)算機(jī) 3進(jìn)行的測(cè)定程序。
若使測(cè)定程序開始，則、前進(jìn)至步驟SI，取得來自線性傳感器24的輸出信號(hào)。接 下來，前進(jìn)至步驟S2，對(duì)所取得的輸出信號(hào)進(jìn)行頻率測(cè)定。標(biāo)記11在標(biāo)尺I上以一定間距 B配置，因此，能夠基于標(biāo)記11的排列檢測(cè)出頻率成分。該頻率即是成像成線性傳感器24 上的規(guī)定像素?cái)?shù)的標(biāo)記11的個(gè)數(shù)，因此，如果用該個(gè)數(shù)對(duì)所述規(guī)定像素?cái)?shù)進(jìn)行除算，則能 夠?qū)⒃诰€性傳感器24上成像的標(biāo)記11的間距P求出為以像素為單位的長(zhǎng)度。接著，前進(jìn) 至步驟S3，調(diào)查頻率測(cè)定是否成功了。如果頻率測(cè)定失敗則無法計(jì)算出與標(biāo)尺I之間的距 離，因此，前進(jìn)至步驟S8，顯示測(cè)距錯(cuò)誤并結(jié)束測(cè)定程序。
如圖6所示，根據(jù)預(yù)先確定的標(biāo)尺I上的標(biāo)記11的間距B、物鏡的焦點(diǎn)距離f、頻 率測(cè)定所求出的在線性傳感器24上成像的標(biāo)記11的間距P，利用下式來求出與標(biāo)尺I之間 的距離D。
D = fB/P (8)
在步驟S3中頻率測(cè)定成功時(shí)，前進(jìn)至步驟4，如后述那樣進(jìn)行高度測(cè)定。接下來， 調(diào)查高度測(cè)定是否成功了。如果高度測(cè)定成功，則前進(jìn)至步驟S6，顯示高度及距離的測(cè)定 值，并結(jié)束該測(cè)定程序。在高度測(cè)定失敗時(shí)，前進(jìn)至步驟S7，顯示測(cè)高錯(cuò)誤，并結(jié)束該測(cè)定程 序。
利用圖7及圖8進(jìn)一步詳細(xì)說明步驟S4中的高度測(cè)定。從步驟S3前進(jìn)至步驟 S41，測(cè)定黑的標(biāo)記11的寬度尺寸。如圖8 (A)所示，若標(biāo)記11在線性傳感器24上成像， 則來自線性傳感器24的輸出信號(hào)如圖8 (B)所示那樣變化。因此，若對(duì)來自線性傳感器24 的輸出信號(hào)進(jìn)行微分，則如圖8 (C)所示，能夠檢測(cè)到下降脈沖及上升脈沖，因此，能夠根據(jù) 兩脈沖的間隔w檢測(cè)各標(biāo)記11的寬度尺寸。
接下來，前進(jìn)至步驟S42，進(jìn)行將各標(biāo)記11的寬度變換為整數(shù)的代碼化處理(參照 圖2)。接下來，前進(jìn)至步驟S43，在將各標(biāo)記11的寬度整數(shù)化而得到的序列與預(yù)先存儲(chǔ)的 數(shù)列之間搜索一致之處。接下來，前進(jìn)至步驟S44，如果搜索到了一致之處則進(jìn)行高度測(cè)定， 前進(jìn)至接下來的步驟S5，如果沒有搜索到一致之處則存儲(chǔ)為高度測(cè)定失敗，仍然進(jìn)入接下 來的步驟S5。
根據(jù)這樣的標(biāo)尺I和電子水準(zhǔn)儀2，將標(biāo)記11以等間距排列而改變標(biāo)記11的寬度 尺寸，由此得到整數(shù)的序列，因此，在I個(gè)標(biāo)記11被障礙物等隱藏而無法檢測(cè)到的情況下， 也能夠進(jìn)行高度h測(cè)定。
此外，在電子水準(zhǔn)儀2與標(biāo)尺I的距離比規(guī)定距離短的情況下，能夠可靠地識(shí)別出 全部種類的標(biāo)記11的寬度尺寸，因此，為了生成整數(shù)的序列而取出的標(biāo)記11的個(gè)數(shù)較少即 可，與此相應(yīng)地能夠縮短標(biāo)尺I與電子水準(zhǔn)儀2的距離。
此外，在標(biāo)尺I與電子水準(zhǔn)儀2的距離比規(guī)定距離長(zhǎng)的情況下，通過將寬度尺寸接 近的至少2種標(biāo)記11識(shí)別為相同的尺寸而使其表示相同的整數(shù)，增大了可識(shí)別標(biāo)記11的 距離。在該情況下，雖然與各標(biāo)記11對(duì)應(yīng)的整數(shù)的種類變少，確定瞄準(zhǔn)位置所需要的標(biāo)記 11的根數(shù)增加，但是，在標(biāo)尺I與電子水準(zhǔn)儀2的距離較遠(yuǎn)的情況下，落入瞄準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)的 視野內(nèi)的標(biāo)記11的根數(shù)較多，因此，長(zhǎng)距離測(cè)定也能夠可靠地進(jìn)行。
而且，由于將從各標(biāo)記11取出的序列反轉(zhuǎn)而得到的序列也被設(shè)定成相對(duì)于從所 述數(shù)列(I)的哪個(gè)位置取出的序列都不同，因此在標(biāo)尺I倒立狀態(tài)時(shí)得到的序列不存在與 所述數(shù)列(I) 一致之處，所以，能夠判斷出標(biāo)尺I可能被設(shè)置成了倒立狀態(tài)。因此，如果將所取出的序列向相反方向進(jìn)行反轉(zhuǎn)而得到的逆序列的情況下存在一致的部分，則判斷為標(biāo) 尺I處于倒立，對(duì)高度進(jìn)行測(cè)定。
根據(jù)以上說明可知，該電子水準(zhǔn)儀2基于標(biāo)記11的寬度尺寸來求出整數(shù)的序列， 從而求出瞄準(zhǔn)位置的高度，因此不易受到干擾的影響。此外，通過標(biāo)尺I與電子水準(zhǔn)儀2的 距離的長(zhǎng)短來對(duì)構(gòu)成序列的整數(shù)的種類進(jìn)行了增減，因此，擴(kuò)大了標(biāo)尺I與電子水準(zhǔn)儀2之 間的測(cè)定可能范圍。
此外，下述專利文獻(xiàn)2中也公開了能夠擴(kuò)大測(cè)定可能范圍的電子水準(zhǔn)儀和標(biāo)尺。 但是，專利文獻(xiàn)2與本發(fā)明之間的關(guān)連性較小，因此，省略說明。
先行技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:專利第3789625號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 :專利第2838246號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
在所述專利文獻(xiàn)I公開的電子水準(zhǔn)儀2中，為了將條形碼的標(biāo)記11的寬度尺寸變 換為整數(shù)，條形碼圖案的尺寸規(guī)格與電子水準(zhǔn)儀2的對(duì)物光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)距離及視野角、 線性傳感器24的畫角及像素尺寸之間處于相互依賴的關(guān)系，存在不能夠簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)大遠(yuǎn)距 離或者近距離測(cè)定可能的范圍的問題。這是因?yàn)?，要擴(kuò)大測(cè)定可能范圍，需要有條形碼圖案 的新的圖案規(guī)則和用于對(duì)其進(jìn)行識(shí)別的運(yùn)算處理程序。
本發(fā)明鑒于所述問題而提出，技術(shù)問題在于，能夠簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)大測(cè)定可能范圍而能 夠進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)定及短距離測(cè)定這雙方，即使與以往的電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺混合使用也不會(huì) 產(chǎn)生錯(cuò)誤測(cè)定。
用于解決技術(shù)問題的技術(shù)手段
為了解決上述技術(shù)問題，技術(shù)方案I所涉及的發(fā)明中，電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺，具有多 個(gè)條狀的標(biāo)記以等間距沿著長(zhǎng)邊方向排列而形成了濃淡的圖案，其特征在于，作為所述圖 案而具有第一圖案，為了進(jìn)行第一距離范圍的測(cè)定，以規(guī)定規(guī)則形成了濃淡；第二圖案， 為了進(jìn)行與所述第一距離范圍不同的第二距離范圍的測(cè)定，對(duì)使所述第一圖案的濃淡反轉(zhuǎn) 后的圖案進(jìn)行了放大或縮小。
技術(shù)方案2所涉及的發(fā)明在技術(shù)方案I所涉及的發(fā)明中，其特征在于，所述電子水 準(zhǔn)儀用標(biāo)尺具有朝向不同的第一面和第二面，在所述第一面上形成所述第一圖案，在所述 第二面上形成所述第二圖案。
技術(shù)方案3所涉及的發(fā)明中，電子水準(zhǔn)儀具有線性傳感器，根據(jù)在技術(shù)方案I或 2所述的電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺上形成的所述第一圖案或所述第二圖案，產(chǎn)生輸出信號(hào)；和高 度測(cè)定單元，與所述第一圖案對(duì)應(yīng)地根據(jù)所述線性傳感器的輸出信號(hào)測(cè)定瞄準(zhǔn)點(diǎn)的高度， 其特征在于，具備濃淡反轉(zhuǎn)單元，為了與所述第二圖案對(duì)應(yīng)，使來自所述線性傳感器的輸 出信號(hào)的濃淡反轉(zhuǎn)；和高度校正單元，根據(jù)所述第二圖案相對(duì)于所述第一圖案的比例尺，校 正由所述高度測(cè)定單元測(cè)定的高度；使用技術(shù)方案I或2所述的電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺也能夠 進(jìn)行聞度測(cè)定。
技術(shù)方案4所涉及的發(fā)明在技術(shù)方案3所涉及的發(fā)明中，其特征在于，具備再測(cè)定 單元，該再測(cè)定單元在所述高度測(cè)定單元未測(cè)定出瞄準(zhǔn)點(diǎn)的高度的情況下，將與所述第一 圖案的對(duì)應(yīng)變更為與所述第二圖案的對(duì)應(yīng)，或者將與所述第二圖案的對(duì)應(yīng)變更為與所述第 一圖案的對(duì)應(yīng)，進(jìn)行再測(cè)定。
技術(shù)方案5所涉及的發(fā)明在技術(shù)方案4所涉及的發(fā)明中，其特征在于，
具備圖案存儲(chǔ)單元，該圖案存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)上次由所述第一圖案和所述第二圖案中 的哪個(gè)實(shí)現(xiàn)了高度測(cè)定；與所存儲(chǔ)的圖案對(duì)應(yīng)地進(jìn)行下次的最初測(cè)定。
發(fā)明效果
根據(jù)技術(shù)方案I所涉及的發(fā)明的電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺，由于具有第一圖案和對(duì)使該 第一圖案的濃淡反轉(zhuǎn)后的圖案進(jìn)行了放大或縮小的第二圖案，因此，若使用技術(shù)方案3所 涉及的發(fā)明的電子水準(zhǔn)儀，則不管使用第一圖案和第二圖案中的哪個(gè)都能夠進(jìn)行高度測(cè) 定，因此，能夠使用第一圖案進(jìn)行第一距離范圍的測(cè)定，能夠使用第二圖案進(jìn)行與第一距離 范圍相比長(zhǎng)距離或短距離的第二距離范圍的測(cè)定，能夠簡(jiǎn)單地增大測(cè)定范圍。
根據(jù)技術(shù)方案2所涉及的發(fā)明，所述電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺具有朝向不同的第一面和 第二面，在所述第一面上形成有所述第一圖案，在所述第二面上形成有所述第二圖案，能夠 以I根電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺增大測(cè)定范圍，很便利。
根據(jù)技術(shù)方案3所涉及的發(fā)明的電子水準(zhǔn)儀，由于具有與第一圖案相對(duì)應(yīng)地根據(jù) 線性傳感器的輸出信號(hào)測(cè)定瞄準(zhǔn)點(diǎn)的高度的高度測(cè)定單元，因此，如果使用所述第一圖案 進(jìn)行測(cè)定則能夠進(jìn)行以往那樣的測(cè)定。如果使用所述第二圖案進(jìn)行測(cè)定，則通過濃淡反轉(zhuǎn) 單元將來自所述線性傳感器的輸出信號(hào)的濃淡反轉(zhuǎn)，能夠由所述高度測(cè)定單元從第二圖案 讀出高度。但是，第二圖案相對(duì)于第一圖案而言被進(jìn)行了放大或者縮小，因此，如果不進(jìn)行 任何處理是不能夠得到正確的高度的。因此，在與第二圖案相對(duì)應(yīng)地使來自線性傳感器的 輸出信號(hào)的濃淡反轉(zhuǎn)時(shí)，由高度校正單元根據(jù)所述第二圖案相對(duì)于所述第一圖案的比例尺 對(duì)所述高度測(cè)定單元測(cè)定的高度進(jìn)行校正，從而能夠得到正確的高度。這樣，使用第一圖案 能夠進(jìn)行第一距離范圍的測(cè)定，使用第二圖案能夠進(jìn)行與使用第一圖案時(shí)相比長(zhǎng)距離或短 距離的第二距離范圍的測(cè)定，由此，能夠不改變電子水準(zhǔn)儀的硬件地簡(jiǎn)單增大測(cè)定范圍。并 且，即使與以往的電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺混合使用也不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤測(cè)定。
根據(jù)技術(shù)方案4所涉及的發(fā)明，具備再測(cè)定單元，該再測(cè)定單元在所述高度測(cè)定 單元未測(cè)定出瞄準(zhǔn)點(diǎn)的高度的情況下，將與第一圖案的對(duì)應(yīng)變更為與第二圖案的對(duì)應(yīng)，或 者將與第二圖案的對(duì)應(yīng)變更為與第一圖案的對(duì)應(yīng)，進(jìn)行再測(cè)定，因此，即使不手動(dòng)指示由第 一圖案和第二圖案中的那個(gè)進(jìn)行測(cè)定，也能夠自動(dòng)地判斷出用第一圖案和第二圖案中的哪 個(gè)來進(jìn)行測(cè)定，很便利。
根據(jù)技術(shù)方案5所涉及的發(fā)明，具備存儲(chǔ)由第一圖案和第二圖案中的哪個(gè)實(shí)現(xiàn)了 高度測(cè)定的圖案存儲(chǔ)單元，與所存儲(chǔ)的圖案相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行下次的最初測(cè)定，因此，進(jìn)行不必 要的測(cè)定的情況變少，能夠迅速地結(jié)束迅速。


圖1是說明以往的電子水準(zhǔn)儀和標(biāo)尺的使用方法的圖。
圖2是說明以往的標(biāo)尺的條形碼的圖。
圖3是以往的電子水準(zhǔn)儀的框圖。圖4是利用以往的電子水準(zhǔn)儀對(duì)標(biāo)尺進(jìn)行了瞄準(zhǔn)的狀態(tài)的圖。圖5是表示利用以往的電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行高度測(cè)定的測(cè)定程序的流程圖。圖6是說明距離測(cè)定的原理的圖。圖7是更詳細(xì)地說明所述測(cè)定程序的一部分的流程圖。圖8是說明利用以往的電子水準(zhǔn)儀對(duì)標(biāo)記的寬度進(jìn)行檢測(cè)的方法的圖。圖9是說明本發(fā)明的一實(shí)施例的標(biāo)尺的圖。圖10是說明本發(fā)明的一實(shí)施例的電子水準(zhǔn)儀所具備的測(cè)定程序的圖。圖11是說明在所述實(shí)施例中檢測(cè)進(jìn)行了濃淡反轉(zhuǎn)后的標(biāo)記的寬度的方法的圖。圖12是對(duì)在所述實(shí)施例中進(jìn)行濃淡反轉(zhuǎn)處理時(shí)的要件進(jìn)行匯總的表。圖13是對(duì)在所述實(shí)施例中進(jìn)行再測(cè)定時(shí)的要件進(jìn)行匯總的表。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的電子水準(zhǔn)儀及標(biāo)尺進(jìn)行說明。本實(shí) 施例的標(biāo)尺I如圖9所示，除了具有與所述專利文獻(xiàn)I所公開的標(biāo)尺I相同的條形碼圖案 即第一圖案IA之外，還具有對(duì)將第一圖案IA的白黑(濃淡)反轉(zhuǎn)后的圖案IR進(jìn)行了縮小的 相似形狀的第二圖案1B。2個(gè)圖案1A、1B可以分別描繪在I根標(biāo)尺I的表背面，也可以分 別描繪在2根標(biāo)尺I的一面上，也可以是分別描繪在多邊形剖面的標(biāo)尺I的朝向不同方向 的第一面及第二面上。另一方面，本實(shí)施例的電子水準(zhǔn)儀2除了具有不僅能夠根據(jù)描繪于標(biāo)尺I的第一 圖案IA而且還能夠根據(jù)第二圖案IB來進(jìn)行高度測(cè)定的測(cè)定程序這一點(diǎn)之外，與所述專利 文獻(xiàn)I所公開的電子水準(zhǔn)儀2相同。接下來，對(duì)微型計(jì)算機(jī)3所進(jìn)行的所述測(cè)定程序進(jìn)行說明。如圖10所示，若使所述 測(cè)定程序開始，則前進(jìn)至步驟SI，取得來自線性傳感器24的輸出信號(hào)，接著前進(jìn)至步驟S2， 對(duì)所取得的輸出信號(hào)進(jìn)行頻率測(cè)定，接著前進(jìn)至步驟S3，調(diào)查頻率測(cè)定是否成功了。至此， 在頻率測(cè)定失敗時(shí)，前進(jìn)至步驟S8，顯示測(cè)距錯(cuò)誤并結(jié)束測(cè)定，這與所述專利文獻(xiàn)I所公開 的內(nèi)容相同。在步驟S3中頻率測(cè)定成功時(shí)，前進(jìn)至步驟S10，將控制變量J、K初始化。所謂控制 變量J是指示用于與第一圖案IA (J= I)對(duì)應(yīng)的設(shè)定(與以往相同的設(shè)定)和用于與第二 圖案1B(J = 2)對(duì)應(yīng)的設(shè)定中的某個(gè)的變量。為了與第二圖案IB對(duì)應(yīng)，在取得線性傳感器 24的輸出信號(hào)(參照?qǐng)D11B)之后，使線性傳感器24的輸出信號(hào)反轉(zhuǎn)(參照?qǐng)D11B’)。之后， 如果與以往相同地對(duì)反轉(zhuǎn)后的輸出信號(hào)進(jìn)行微分(參照?qǐng)D11C)，則能夠得到標(biāo)記11的寬度 W?？刂谱兞縆是指示進(jìn)行與某個(gè)測(cè)定點(diǎn)有關(guān)的最初測(cè)定(K = I)和再測(cè)定(K = 2)中的某 個(gè)的變量。在步驟SlO中，對(duì)控制變量K設(shè)定有K = I，對(duì)控制變量J，如后述那樣，設(shè)定成 第一圖案IA (J = I)或第二圖案IB (J = 2)中的在前次測(cè)定中實(shí)現(xiàn)了高度測(cè)定的一方。接下來，前進(jìn)至步驟S11，調(diào)查是否最初指示了第二圖案IB (J = 2)。在指示了第 二圖案IB (J = 2)時(shí)，前進(jìn)至步驟S12，進(jìn)行使來自線性傳感器24的輸出信號(hào)反轉(zhuǎn)的處理， 然后，前進(jìn)至步驟S4進(jìn)行高度測(cè)定。該步驟S4與專利文獻(xiàn)I所公開的以往的情況相同。 在指示了第一圖案IA (J= I)時(shí)，直接前進(jìn)至步驟S4中進(jìn)行高度測(cè)定。在此，步驟SlO S12相當(dāng)于技術(shù)方案3所記載的濃淡反轉(zhuǎn)單元，步驟S4相當(dāng)于技術(shù)方案3所載的高度測(cè)定 單元。
若在步驟S4中進(jìn)行了高度測(cè)定，則前進(jìn)至步驟S21，調(diào)查高度測(cè)定是否成功了。在 高度測(cè)定失敗的情況下，前進(jìn)至步驟S22，調(diào)查是否是代碼化錯(cuò)誤以外的錯(cuò)誤。代碼化錯(cuò)誤 是指，標(biāo)記11的檢測(cè)失敗、將標(biāo)記11的寬度尺寸整數(shù)化失敗、未發(fā)現(xiàn)整數(shù)化后的序列與預(yù) 先存儲(chǔ)的數(shù)列之間的一致點(diǎn)。在為代碼化錯(cuò)誤以外的錯(cuò)誤時(shí)，前進(jìn)至步驟S7，顯示測(cè)高錯(cuò)誤 后結(jié)束。在為代碼化錯(cuò)誤時(shí)，前進(jìn)至步驟S23，調(diào)查是否為再測(cè)定(K = 2)。在為再測(cè)定的 情況下，前進(jìn)至步驟S7，顯示測(cè)高錯(cuò)誤后結(jié)束。在不是再測(cè)定的情況(K = I時(shí))，前進(jìn)至步 驟S24，進(jìn)行再測(cè)定的設(shè)定(K = 2，如果J = I，則變更為J = 2，如果J = 2，則變更為J = O,返回至步驟S11。在此，步驟S21 S24相當(dāng)于技術(shù)方案4所記載的再測(cè)定單元。
在步驟S21中判斷為高度測(cè)定成功的情況下，前進(jìn)至步驟S31，調(diào)查是否與第二圖 案IB (J = 2)對(duì)應(yīng)。第二圖案IB相對(duì)于第一圖案IA而言被進(jìn)行了縮小，因此，在與第二 圖案IB (J = 2)對(duì)應(yīng)的情況下，前進(jìn)至步驟S32，根據(jù)第二圖案IB相對(duì)于第一圖案IA的比 例尺，進(jìn)行步驟S4中測(cè)定的高度的校正處理而求出正確的高度，然后進(jìn)入步驟S40。在不與 第二圖案IB (J = 2)對(duì)應(yīng)的情況下，即與第一圖案IA (J = I)對(duì)應(yīng)的情況下，直接進(jìn)入步 驟S40。在此，步驟S31 32相當(dāng)于技術(shù)方案3所記載的高度校正單元。
然后，若進(jìn)入步驟S40，則存儲(chǔ)控制變量J的值。這是因?yàn)?，在下次測(cè)定中，使標(biāo)尺 I移動(dòng)至相鄰的測(cè)定點(diǎn)，因此多數(shù)情況下也使用相同的圖案。然后，前進(jìn)至步驟S6，顯示測(cè) 定結(jié)果后結(jié)束。在此，步驟40相當(dāng)于技術(shù)方案5所記載的圖案存儲(chǔ)單元。
另外，表12中匯總了什么情況下使線性傳感器24的輸出信號(hào)反轉(zhuǎn)，表13中匯總 了什么情況下進(jìn)行再測(cè)定。
根據(jù)本實(shí)施例的標(biāo)尺I及電子水準(zhǔn)儀2，如果使用第一圖案IA來進(jìn)行測(cè)定，則能夠 實(shí)現(xiàn)以往那樣的測(cè)定。在使用第二圖案IB進(jìn)行測(cè)定時(shí)，通過使來自線性傳感器24的輸出 信號(hào)的濃淡進(jìn)行反轉(zhuǎn)，能夠根據(jù)第二圖案IB讀出高度。但是，第二圖案IB相對(duì)于第一圖案 IA而言被縮小，因此，不能夠直接獲得正確的高度。因此，在使用第二圖案IB時(shí)，根據(jù)第二 圖案IB相對(duì)于第一圖案IA的比例尺對(duì)高度進(jìn)行校正而得到正確的高度。這樣，使用第一 圖案IA能夠進(jìn)行第一距離范圍的測(cè)定，使用第二圖案IB能夠簡(jiǎn)單地進(jìn)行比第一距離范圍 近的近距離測(cè)定。并且，即使與以往的標(biāo)尺混合使用，也能夠避免錯(cuò)誤測(cè)定。
此外，在未能根據(jù)線性傳感器24的輸出信號(hào)對(duì)瞄準(zhǔn)點(diǎn)的高度進(jìn)行測(cè)定的情況下， 將與第一圖案IA的對(duì)應(yīng)變更為與第二圖案IB的對(duì)應(yīng)，或者，將與第二圖案IB的對(duì)應(yīng)變更 為與第一圖案IA的對(duì)應(yīng)，進(jìn)行再測(cè)定，因此，即使不手動(dòng)指示用第一圖案IA還是用第二圖 案IB來進(jìn)行測(cè)定，也能夠自動(dòng)地判斷出用第一圖案IA還是第二圖案IB來進(jìn)行測(cè)定，很便 利。
而且，存儲(chǔ)用第一圖案IA或第二圖案IB中的哪個(gè)實(shí)現(xiàn)了高度測(cè)定，與所存儲(chǔ)的圖 案相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行下次的最初測(cè)定，因此，進(jìn)行不必要的測(cè)定的情況變少，能夠迅速地結(jié)束測(cè)定。
然而，本發(fā)明不限于實(shí)施例，能夠進(jìn)行各種變形。以下，示出幾個(gè)變形例。
(I)在所述實(shí)施例中，作為在標(biāo)尺I上描繪的圖案，采用了所述專利文獻(xiàn)I所公開 的圖案，但是，只要是作為電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺而使用的圖案，能夠識(shí)別圖案的濃淡反轉(zhuǎn)后的狀態(tài)的單元即可，可以采用任意圖案。例如，能夠采用所述專利文獻(xiàn)2所公開的圖案。
(2)在所述實(shí)施例中，在標(biāo)尺I上描繪的第二圖案IB形成為對(duì)將第一圖案IA的白 黑(濃淡)反轉(zhuǎn)后的圖案IR進(jìn)行了縮小的相似形狀，但是，相反，也可以是進(jìn)行了放大的相似 形狀。在該情況下，通過使用第二圖案1B，能夠?qū)崿F(xiàn)更遠(yuǎn)距離的測(cè)定。此外，也可以是，將 標(biāo)尺I設(shè)為三棱柱狀，在第一面上描繪第一圖案1A，在第二面上描繪對(duì)將第一圖案IA的白 黑(濃淡)反轉(zhuǎn)后的圖案IR進(jìn)行了縮小的相似形狀的第二圖案1B，在第三面上描繪對(duì)將第 一圖案IA的白黑(濃淡)反轉(zhuǎn)后的圖案IR進(jìn)行了放大的相似形狀的第三圖案。
(3)也可以在所述實(shí)施例的測(cè)定程序中省略步驟S40。在該情況下，在步驟SlO中 設(shè)定為J= I。于是，在最初測(cè)定中，與第一圖案1A(J= I)相對(duì)應(yīng)地直接使用來自線性傳 感器24的輸出信號(hào)進(jìn)行高度測(cè)定，在高度測(cè)定失敗而進(jìn)行再測(cè)定的情況下，與第二圖案IB (J = 2)相對(duì)應(yīng)地使來自線性傳感器24的輸出信號(hào)反轉(zhuǎn)而進(jìn)行高度測(cè)定。
(4)在所述實(shí)施例的測(cè)定程序中，也可以在步驟SlO中由操作人員手動(dòng)輸入第一 圖案IA (J = I)或第二圖案IB (J = 2)中的某個(gè)。在該情況下，當(dāng)然能夠省略步驟S40， 由于高度測(cè)定失敗的可能性很小，因此，也能夠省略步驟S22 24。
(5)在所述實(shí)施例的測(cè)定程序中，也可以自動(dòng)地決定應(yīng)該與第一圖案IA (J = I) 或者第二圖案IB (J = 2)中的哪個(gè)對(duì)應(yīng)。這能夠根據(jù)黑色標(biāo)記11是否以等間距排列來進(jìn) 行判斷。如果是等間距，則設(shè)定第一圖案IA (J = 1)，如果不是等間距，則設(shè)定第二圖案IB (J = 2)。在該情況下，能夠省略步驟S40，但是最好保留步驟S22 24。
附圖標(biāo)記說明
I 標(biāo)尺
2電子水準(zhǔn)儀
11 標(biāo)記
24線性傳感器
權(quán)利要求
1.一種電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺，具有多個(gè)條狀的標(biāo)記以等間距沿著長(zhǎng)邊方向排列而形成了濃淡的圖案，其特征在于， 作為所述圖案而具有 第一圖案，為了進(jìn)行第一距離范圍的測(cè)定，以規(guī)定規(guī)則形成了濃淡；以及 第二圖案，為了進(jìn)行與所述第一距離范圍不同的第二距離范圍的測(cè)定，對(duì)使所述第一圖案的濃淡反轉(zhuǎn)后的圖案進(jìn)行了放大或縮小。
2.如權(quán)利要求1所述的電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺，其特征在于， 所述電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺具有朝向不同的第一面和第二面，在所述第一面上形成所述第一圖案，在所述第二面上形成所述第二圖案。
3.一種電子水準(zhǔn)儀，具有線性傳感器，根據(jù)在權(quán)利要求1或2所述的電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺上形成的所述第一圖案或所述第二圖案，產(chǎn)生輸出信號(hào)；和高度測(cè)定單元，與所述第一圖案對(duì)應(yīng)地根據(jù)所述線性傳感器的輸出信號(hào)測(cè)定瞄準(zhǔn)點(diǎn)的高度，其特征在于，具備 濃淡反轉(zhuǎn)單元，為了與所述第二圖案對(duì)應(yīng)，使來自所述線性傳感器的輸出信號(hào)的濃淡反轉(zhuǎn)；和高度校正單元，根據(jù)所述第二圖案相對(duì)于所述第一圖案的比例尺，校正由所述高度測(cè)定單元測(cè)定的高度； 使用權(quán)利要求1或2所述的電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺也能夠進(jìn)行高度測(cè)定。
4.如權(quán)利要求3所述的電子水準(zhǔn)儀，其特征在于， 具備再測(cè)定單元，該再測(cè)定單元在所述高度測(cè)定單元未測(cè)定出瞄準(zhǔn)點(diǎn)的高度的情況下，將與所述第一圖案的對(duì)應(yīng)變更為與所述第二圖案的對(duì)應(yīng)，或者將與所述第二圖案的對(duì)應(yīng)變更為與所述第一圖案的對(duì)應(yīng)，進(jìn)行再測(cè)定。
5.如權(quán)利要求4所述的電子水準(zhǔn)儀，其特征在于， 具備圖案存儲(chǔ)單元，該圖案存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)上次由所述第一圖案和所述第二圖案中的哪個(gè)實(shí)現(xiàn)了高度測(cè)定； 與所存儲(chǔ)的圖案對(duì)應(yīng)地進(jìn)行下次的最初測(cè)定。
全文摘要
能夠簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)大測(cè)定可能范圍來進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)定及短距離測(cè)定這雙方，即使與以往的電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺混合使用也能夠避免錯(cuò)誤測(cè)定。電子水準(zhǔn)儀用標(biāo)尺(1)具有第一圖案(1A)，為了進(jìn)行第一距離范圍的測(cè)定，以規(guī)定的規(guī)則行了濃淡；和第二圖案(1B)，為了進(jìn)行與第一距離范圍不同的第二距離范圍的測(cè)定，對(duì)使第一圖案的濃淡反轉(zhuǎn)后的圖案(1R)進(jìn)行了放大或縮小。電子水準(zhǔn)儀具有高度測(cè)定單元，與第一圖案相對(duì)應(yīng)地根據(jù)線性傳感器的輸出信號(hào)對(duì)瞄準(zhǔn)點(diǎn)的高度進(jìn)行測(cè)定；濃淡反轉(zhuǎn)單元，為了與第二圖案對(duì)應(yīng)，使線性傳感器的輸出信號(hào)的濃淡反轉(zhuǎn)；以及高度校正單元，根據(jù)第二圖案相對(duì)于第一圖案的比例尺，對(duì)所述高度測(cè)定單元測(cè)定的高度進(jìn)行校正。
文檔編號(hào)G01C5/00GK103038604SQ20118003698
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
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