JP2000055653A - トンネル切羽面の把握方法 - Google Patents
トンネル切羽面の把握方法Info
- Publication number
- JP2000055653A JP2000055653A JP10223322A JP22332298A JP2000055653A JP 2000055653 A JP2000055653 A JP 2000055653A JP 10223322 A JP10223322 A JP 10223322A JP 22332298 A JP22332298 A JP 22332298A JP 2000055653 A JP2000055653 A JP 2000055653A
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- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 切羽面の凹凸を正確に認識すること。
【解決手段】 把握方法では、トンネル切羽面１０の前
方において、切羽面１０からの距離ｙ０が既知の測定点
にトンネル断面方向に伸びる基線Ｌを想定し、この基線
Ｌ上に既知間隔ｄを隔てて一対のデジタル撮像機Ａ，Ｂ
が設置される。各撮像機Ａ，Ｂは、角形断面のバー１２
に支持されていて、バー１２は、三脚１４上の取付けら
れている。また、一対の撮像機Ａ，Ｂの中間位置には、
トンネル切羽面１０に輝点Ｐを照射するレーザポインタ
Ｃが設けられている。基線Ｌから輝点Ｐまでの距離ｙを
測定する際には、各撮像機Ａ，Ｂの光軸Ｏａ，Ｏｂが、
基線Ｌに対して直角になるように調整され、撮像機Ａ，
Ｂの光軸Ｏａ，Ｏｂが平行になる状態で輝点Ｐをそれぞ
れ撮像する。撮像機Ａ，Ｂで撮像された映像から基線Ｌ
から輝点Ｐまでの距離ｙを求める。
方において、切羽面１０からの距離ｙ０が既知の測定点
にトンネル断面方向に伸びる基線Ｌを想定し、この基線
Ｌ上に既知間隔ｄを隔てて一対のデジタル撮像機Ａ，Ｂ
が設置される。各撮像機Ａ，Ｂは、角形断面のバー１２
に支持されていて、バー１２は、三脚１４上の取付けら
れている。また、一対の撮像機Ａ，Ｂの中間位置には、
トンネル切羽面１０に輝点Ｐを照射するレーザポインタ
Ｃが設けられている。基線Ｌから輝点Ｐまでの距離ｙを
測定する際には、各撮像機Ａ，Ｂの光軸Ｏａ，Ｏｂが、
基線Ｌに対して直角になるように調整され、撮像機Ａ，
Ｂの光軸Ｏａ，Ｏｂが平行になる状態で輝点Ｐをそれぞ
れ撮像する。撮像機Ａ，Ｂで撮像された映像から基線Ｌ
から輝点Ｐまでの距離ｙを求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、トンネル切羽面
の把握方法に関するものである。
の把握方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】トンネル工事においては、切羽面の状況
を把握することは、工事の安全性を判断したり、あるい
は、支保工の変更や補助工法の採否を決定するために必
要である。
を把握することは、工事の安全性を判断したり、あるい
は、支保工の変更や補助工法の採否を決定するために必
要である。
【０００３】切羽面の状況を把握する手段としては、従
来、目視やハンマーなどを用いて観察し、この観察に基
づいて野帳や記録表などに記載することが一般的に行わ
れていた。
来、目視やハンマーなどを用いて観察し、この観察に基
づいて野帳や記録表などに記載することが一般的に行わ
れていた。
【０００４】ところが、このような手段は、客観性に欠
けるなどの問題があり、特開平１０−３９０４２号公報
には、このような問題を解決するために、デジタルカメ
ラにより切羽面を撮像し、撮像情報をデイスプレイ上に
表示し、このデイスプレイ上の画像と、作業員による観
察結果に基づいて作成した判定結果とを、地山判定資料
として出力する切羽面の把握方法が提案されている。
けるなどの問題があり、特開平１０−３９０４２号公報
には、このような問題を解決するために、デジタルカメ
ラにより切羽面を撮像し、撮像情報をデイスプレイ上に
表示し、このデイスプレイ上の画像と、作業員による観
察結果に基づいて作成した判定結果とを、地山判定資料
として出力する切羽面の把握方法が提案されている。
【０００５】しかしながら、このような切羽面の把握方
法には、以下に説明する問題があった。
法には、以下に説明する問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、上記公報に
開示されている切羽面の把握方法では、デジタルカメラ
により切羽面を撮像するが、この撮像情報は、平面的な
二次元情報であって、切羽面に存在する凹凸に関する情
報が殆ど得られず、このため正確な判断をすることが困
難であった。
開示されている切羽面の把握方法では、デジタルカメラ
により切羽面を撮像するが、この撮像情報は、平面的な
二次元情報であって、切羽面に存在する凹凸に関する情
報が殆ど得られず、このため正確な判断をすることが困
難であった。
【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、特
に、切羽面の凹凸を正確に求めることができる切羽面の
把握方法を提供することにある。
てなされたものであって、その目的とするところは、特
に、切羽面の凹凸を正確に求めることができる切羽面の
把握方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、トンネル切羽面からの座標が既知の測定
点にトンネル断面方向に伸びる基線を想定し、この基線
上に既知間隔を隔てて一対のデジタル撮像機を設置し、
前記デジタル撮像機間に設けられたレーザポインタから
前記切羽面に投射される輝点を、前記デジタル撮像機の
視野が前記基線に対して直角になるように平行撮像し、
各撮像機で撮像された映像から、前記座標既知地点から
前記輝点までの距離を求めるようにした。このように構
成したトンネル切羽面の把握方法によれば、撮像機で撮
像された映像から、撮像機が設置されている座標既知地
点から輝点までの距離を求め、求められた距離値と測定
点の座標値との差を求めることにより、レーザポインタ
の輝点が切羽面の前または後に位置しているかを知るこ
とができる。前記輝点は、前記切羽面を視認した際に、
凹または凸部に設定することができる。この構成によれ
ば、切羽面の平坦な部分を基準として、輝点を凹部に設
定すると、切羽面の亀裂の深さが判るし、輝点を凸部に
設定すると、突出量の大きさが判る。
に、本発明は、トンネル切羽面からの座標が既知の測定
点にトンネル断面方向に伸びる基線を想定し、この基線
上に既知間隔を隔てて一対のデジタル撮像機を設置し、
前記デジタル撮像機間に設けられたレーザポインタから
前記切羽面に投射される輝点を、前記デジタル撮像機の
視野が前記基線に対して直角になるように平行撮像し、
各撮像機で撮像された映像から、前記座標既知地点から
前記輝点までの距離を求めるようにした。このように構
成したトンネル切羽面の把握方法によれば、撮像機で撮
像された映像から、撮像機が設置されている座標既知地
点から輝点までの距離を求め、求められた距離値と測定
点の座標値との差を求めることにより、レーザポインタ
の輝点が切羽面の前または後に位置しているかを知るこ
とができる。前記輝点は、前記切羽面を視認した際に、
凹または凸部に設定することができる。この構成によれ
ば、切羽面の平坦な部分を基準として、輝点を凹部に設
定すると、切羽面の亀裂の深さが判るし、輝点を凸部に
設定すると、突出量の大きさが判る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１お
よび図４は、本発明にかかるトンネル切羽面の把握方法
の一実施例を示している。
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１お
よび図４は、本発明にかかるトンネル切羽面の把握方法
の一実施例を示している。
【００１０】同図に示した把握方法では、トンネル切羽
面１０の前方において、切羽面１０からの距離ｙ0が既
知の測定点にトンネル断面方向に伸びる基線Ｌを想定
し、この基線Ｌ上に既知間隔ｄを隔てて一対のデジタル
撮像機Ａ，Ｂが設置される。
面１０の前方において、切羽面１０からの距離ｙ0が既
知の測定点にトンネル断面方向に伸びる基線Ｌを想定
し、この基線Ｌ上に既知間隔ｄを隔てて一対のデジタル
撮像機Ａ，Ｂが設置される。
【００１１】各デジタル撮像機Ａ，Ｂは、角形断面のバ
ー１２に支持されていて、バー１２は、三脚１４上の取
付けられている。また、一対のデジタル撮像機Ａ，Ｂの
中間位置には、トンネル切羽面１０に輝点Ｐを照射する
レーザポインタＣが設けられている。
ー１２に支持されていて、バー１２は、三脚１４上の取
付けられている。また、一対のデジタル撮像機Ａ，Ｂの
中間位置には、トンネル切羽面１０に輝点Ｐを照射する
レーザポインタＣが設けられている。
【００１２】基線Ｌから輝点Ｐまでの距離ｙを測定する
際には、各デジタル撮像機Ａ，Ｂの光軸Ｏａ，Ｏｂが、
基線Ｌに対して直角になるように調整され、デジタル撮
像機Ａ，Ｂの光軸Ｏａ，Ｏｂが平行になる状態で輝点Ｐ
をそれぞれ撮像する。
際には、各デジタル撮像機Ａ，Ｂの光軸Ｏａ，Ｏｂが、
基線Ｌに対して直角になるように調整され、デジタル撮
像機Ａ，Ｂの光軸Ｏａ，Ｏｂが平行になる状態で輝点Ｐ
をそれぞれ撮像する。
【００１３】そして、各デジタル撮像機Ａ，Ｂで撮像さ
れた映像から基線Ｌから輝点Ｐまでの距離ｙを求める。
本発明の把握方法では、位置の判明している２地点から
目標点（輝点Ｐ）をデジタル撮像機Ａ，Ｂで撮像した一
対の立体写真から、三角測量と同様の原理によって目標
点（輝点Ｐ）までの距離を求めることを応用している。
れた映像から基線Ｌから輝点Ｐまでの距離ｙを求める。
本発明の把握方法では、位置の判明している２地点から
目標点（輝点Ｐ）をデジタル撮像機Ａ，Ｂで撮像した一
対の立体写真から、三角測量と同様の原理によって目標
点（輝点Ｐ）までの距離を求めることを応用している。
【００１４】この原理をトンネル切羽面１０に応用する
際には、トンネル内が暗いので、何らかの光源が必要と
なり、このため切羽面１０にレーザポインタ１６からレ
ーザ光を照射した輝点Ｐを創り出し、この輝点Ｐを一対
のデジタル撮像機Ａ，Ｂで撮像するようにした。
際には、トンネル内が暗いので、何らかの光源が必要と
なり、このため切羽面１０にレーザポインタ１６からレ
ーザ光を照射した輝点Ｐを創り出し、この輝点Ｐを一対
のデジタル撮像機Ａ，Ｂで撮像するようにした。
【００１５】基線Ｌから輝点Ｐまでの距離ｙは、バー１
４の左右に配置された一対のデジタル撮像機Ａ，Ｂの光
軸Ｏａ，Ｏｂが平行になるように水平に保持して、基線
Ｌに対して直角の方向に向けて平行撮影を行う直角平行
撮影法により行い、得られた撮像から求められる。
４の左右に配置された一対のデジタル撮像機Ａ，Ｂの光
軸Ｏａ，Ｏｂが平行になるように水平に保持して、基線
Ｌに対して直角の方向に向けて平行撮影を行う直角平行
撮影法により行い、得られた撮像から求められる。
【００１６】図２に示した状態で各デジタル撮像機Ａ，
Ｂで撮像された輝点Ｐの位置は、左側のデジタル撮像機
Ａでは、画面の右寄りに写り、右側のデジタル撮像機Ｂ
では、画面の左側に写る。
Ｂで撮像された輝点Ｐの位置は、左側のデジタル撮像機
Ａでは、画面の右寄りに写り、右側のデジタル撮像機Ｂ
では、画面の左側に写る。
【００１７】このような左右のデジタル撮像機Ａ，Ｂで
撮像された輝点Ｐの位置の違い、すなわち、視差を利用
して距離ｙを測定する。切羽面１０に照射された輝点Ｐ
を一対のデジタル撮像機Ａ，Ｂで撮像した状態の模式図
を図３に示している。
撮像された輝点Ｐの位置の違い、すなわち、視差を利用
して距離ｙを測定する。切羽面１０に照射された輝点Ｐ
を一対のデジタル撮像機Ａ，Ｂで撮像した状態の模式図
を図３に示している。
【００１８】同図において、ｙがこれから測定する距離
であり、ｆは、各デジタル撮像機Ａ，Ｂの焦点から画像
面までの距離であり、ｄは、デジタル撮像機Ａ，Ｂ間の
設置間隔であり、Ｏａ，Ｏｂは、各デジタル撮像機Ａ，
Ｂの光軸である。
であり、ｆは、各デジタル撮像機Ａ，Ｂの焦点から画像
面までの距離であり、ｄは、デジタル撮像機Ａ，Ｂ間の
設置間隔であり、Ｏａ，Ｏｂは、各デジタル撮像機Ａ，
Ｂの光軸である。
【００１９】ここで、Ｘａを光軸Ｏａを原点とするデジ
タル撮像機Ａでの輝点座標とし、Ｘｂを光軸Ｏｂを原点
とするデジタル撮像機Ｂでの輝点座標とすると、計測す
る距離ｙは、以下に示す式により求められる。 ｙ＝ｆ×ｄ／｜Ｘａ−Ｘｂ｜ なお、実際の計測では、この処理をデジタル撮像機Ａ，
Ｂで撮像されたデジタル画面上で行うため、Ｘａ，Ｘｂ
のデジタル画像上の座標をそれぞれＸａ’，Ｘｂ’とす
ると、Ｘａ／Ｘａ’＝Ｘｂ／Ｘｂ’＝ｓ（縮尺率）とな
り、上記式は、ｙ＝ｆ×ｄ／（｜Ｘａ’−Ｘｂ’｜×
ｓ）＝Ｋ／｜Ｘａ’−Ｘｂ’｜となる。
タル撮像機Ａでの輝点座標とし、Ｘｂを光軸Ｏｂを原点
とするデジタル撮像機Ｂでの輝点座標とすると、計測す
る距離ｙは、以下に示す式により求められる。 ｙ＝ｆ×ｄ／｜Ｘａ−Ｘｂ｜ なお、実際の計測では、この処理をデジタル撮像機Ａ，
Ｂで撮像されたデジタル画面上で行うため、Ｘａ，Ｘｂ
のデジタル画像上の座標をそれぞれＸａ’，Ｘｂ’とす
ると、Ｘａ／Ｘａ’＝Ｘｂ／Ｘｂ’＝ｓ（縮尺率）とな
り、上記式は、ｙ＝ｆ×ｄ／（｜Ｘａ’−Ｘｂ’｜×
ｓ）＝Ｋ／｜Ｘａ’−Ｘｂ’｜となる。
【００２０】ここで、Ｋ＝ｆ×ｄ／ｓは、いずれも既知
のｆ，ｄ，ｓによって決まる定数である。
のｆ，ｄ，ｓによって決まる定数である。
【００２１】図４は、この式ｙ＝Ｋ／｜Ｘａ’−Ｘｂ’
｜を模式的にグラフ化したものであり、このようなグラ
フを予め作成しておくと、撮像画像からＸａ’，Ｘｂ’
の差を求めると、簡単に距離ｙを求めることができる。
｜を模式的にグラフ化したものであり、このようなグラ
フを予め作成しておくと、撮像画像からＸａ’，Ｘｂ’
の差を求めると、簡単に距離ｙを求めることができる。
【００２２】距離ｙが求められると、基線Ｌからトンネ
ル切羽面１０までの距離ｙ0が既知なので、これらの差
を演算することで、輝点Ｐの位置が、切羽面１０の前に
あるか、あるいは、後ろにあるかが判る。
ル切羽面１０までの距離ｙ0が既知なので、これらの差
を演算することで、輝点Ｐの位置が、切羽面１０の前に
あるか、あるいは、後ろにあるかが判る。
【００２３】この場合、輝点Ｐの位置をトンネル切羽面
１０の凹部や凸部に設定すると、切羽面１０の平坦な部
分を基準として、切羽面１０の亀裂の深さが判るし、突
出量の大きさが判る。
１０の凹部や凸部に設定すると、切羽面１０の平坦な部
分を基準として、切羽面１０の亀裂の深さが判るし、突
出量の大きさが判る。
【００２４】このようにしたトンネル切羽面１０の距離
ｙを求めると、トンネル切羽面１０の凹凸を正確に認識
することができ、切羽面１０を三次元的に把握すること
が可能になり、その後の判断を適確に行うことができ
る。
ｙを求めると、トンネル切羽面１０の凹凸を正確に認識
することができ、切羽面１０を三次元的に把握すること
が可能になり、その後の判断を適確に行うことができ
る。
【００２５】
【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかるトンネル切羽面の把握方法によれば、切
羽面の凹凸を正確に求めることができる。
本発明にかかるトンネル切羽面の把握方法によれば、切
羽面の凹凸を正確に求めることができる。
【図１】本発明にかかるトンネル切羽面の把握方法の一
実施例を示す撮影状態の説明図である。
実施例を示す撮影状態の説明図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明にかかる切羽面の把握方法で応用する直
角平行撮影方法の原理を示す模式図である。
角平行撮影方法の原理を示す模式図である。
【図４】図３に示した撮影方法で測定する距離と視差と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
１０ トンネル切羽面 １２ バー １４ 三脚 Ａ，Ｂ デジタル撮像機 Ｃ レーザポインタ Ｌ 基線 Ｐ 輝点
Claims (2)
- 【請求項１】 トンネル切羽面からの座標が既知の測定
点にトンネル断面方向に伸びる基線を想定し、 この基線上に既知間隔を隔てて一対のデジタル撮像機を
設置し、 前記デジタル撮像機間に設けられたレーザポインタから
前記切羽面に投射される輝点を、前記デジタル撮像機の
視野が前記基線に対して直角になるように平行撮像し、 各撮像機で撮像された映像から、前記座標既知地点から
前記輝点までの距離を求めることを特徴とするトンネル
切羽面の把握方法。 - 【請求項２】 前記輝点は、前記切羽面を視認した際
に、凹部または凸部に設定することを特徴とする請求項
１記載のトンネル切羽面の把握方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10223322A JP2000055653A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | トンネル切羽面の把握方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10223322A JP2000055653A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | トンネル切羽面の把握方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000055653A true JP2000055653A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16796346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10223322A Pending JP2000055653A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | トンネル切羽面の把握方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000055653A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106248877A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-12-21 | 山东大学 | 一种隧道水汽湿度模拟装置、隧道环境量化模拟系统及方法 |
| JP2020109247A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-16 | 大成建設株式会社 | 吹付機用操縦支援装置およびこれを用いた吹付け作業方法 |
| CN113607137A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-05 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 低照度环境下的煤岩地质影像高精度采集方法 |
-
1998
- 1998-08-06 JP JP10223322A patent/JP2000055653A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106248877A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-12-21 | 山东大学 | 一种隧道水汽湿度模拟装置、隧道环境量化模拟系统及方法 |
| JP2020109247A (ja) * | 2018-12-28 | 2020-07-16 | 大成建設株式会社 | 吹付機用操縦支援装置およびこれを用いた吹付け作業方法 |
| JP7357526B2 (ja) | 2018-12-28 | 2023-10-06 | 大成建設株式会社 | 吹付機用操縦支援装置およびこれを用いた吹付け作業方法 |
| CN113607137A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-05 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 低照度环境下的煤岩地质影像高精度采集方法 |
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