JP2002168617A - トンネル等の管状物計測装置及びシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】管状物の正常性の検査を、より適正に行えるよ
うにする。 【解決手段】計測車を走行させると共に、計測車上のロ
ータ１１０を回転させる。ロータ１１０上のレーザー発
振機１１１から出射されたレーザ光はトンネル４００内
壁で反射し、ロータ１１０上の光学系１１２で光センサ
１１３上に集光されて、トンネル内壁までの距離の変位
Δrに対応する集光位置が光センサ１１３によって検出
される。したがって、トンネル４００の内壁を螺旋上に
走査しながら、その距離の変位を測定することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道トンネルなど
の管状物の内壁の正常性を検査する技術に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より鉄道トンネルなどにおいては、
経年変化による内壁のひび割れ、クラックの発生状況を
監視等するために、その内壁の正常性を検査することが
行われている。

【０００３】また、このような内壁の正常性の検査の技
術としては、トンネル内壁を撮影し、撮影した画像より
目視によりひび割れ、クラックの発生状況を確認した
り、画像の輝度情報よりひび割れ、クラックの発生を自
動検出する技術が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の内壁の
正常性の検査の技術によれば、トンネル内壁を撮影した
画像を介してひび割れ、クラックの発生状況を認識する
ものであるために、管状物の正常性の検査の適正さに関
して、次のような問題が生じていた。

【０００５】すなわち、画像によってひび割れ、クラッ
クの発生状況を認識するものであるため、基本的には人
間によって直接トンネル内壁の目視検査を行う以上の精
度を得ることはできない。また、かえって、画像化して
しまうと、ひび割れ、クラックによって生じた影と、他
の構造物で生じた影や単なる汚れとの区別がつかなくな
るなど、ひび割れ、クラックの検出の精度が劣化してし
まう。

【０００６】また、画像は、内壁面で反射した光の画像
を撮影するカメラに到達した強度の情報であり、直接、
深さ方向（トンネル内壁に対して垂直な方向）の情報を
持たないため、ひび割れやクラックの発生を確認できて
も、その深さ方向を含む大きさや形状を知ることができ
ない。そこで、本発明は、管状物の正常性の検査を、よ
り適正に行えるようにすることを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題達成のために、
本発明は、たとえば、台車と、前記台車を管状物内部に
おいて前記管状物軸方向に移動する移動手段と、前記台
車に搭載され、前記管状物軸方向の軸を回転軸として回
転して管状物内壁面を周方向に走査し、管状物内壁面ま
での距離または距離の変位を表す位置データを測定する
測定手段と、前記測定装置の管状物軸方向位置と回転角
とを検出する座標検出手段と前記測定装置が測定した位
置データを、当該位置データ測定時に検出された測定装
置の管状物軸方向位置と回転角とに対応づけて、３次元
の形状データとして記憶する記憶装置とを有することを
特徴とする管状物計測装置を提供する。

【０００８】このような管状物計測装置によれば、画像
としてではなく、管状物内壁面までの距離またはその変
位を、前記測定装置の管状物軸方向位置と回転角とに対
応づけて、三次元的な形状データとして測定するので、
これより、より適正に内壁面形状についての検査を行う
ことができるようになる。また、測定手段を、前記管状
物軸方向の軸を回転軸として回転して管状物内壁面を周
方向に走査し、管状物内壁面での距離またはその変位を
表す位置データを測定するものとして構成することによ
り、より簡易な構成で、このような測定を高速に行うこ
とが可能となる。

【０００９】より具体的には、測定手段は、たとえば、
前記管状物軸方向を回転軸として回転するロータと、前
記ロータ上に設置された、レーザー光を前記管状物の内
壁に出射するレーザ出射手段と、前記ロータ上に設置さ
れた、前記内壁で反射したレーザ光を受光する受光手段
と、前記受光手段の受光位置を検出する受光位置検出手
段とを備え、前記形状データとして、前記受光位置検出
手段の検出した受光位置、または、当該受光位置から求
まる前記レーザ出射手段から前記管状物内壁面までの距
離の変位を測定するものとすることができる。

【００１０】また、さらに、前記トンネル内に管状物軸
方向間隔が既知の基準体を複数配置し、前記管状物計測
装置において前記基準体を検出し、前記基準体を検出し
た時点における前記座標検出手段が検出した管状物軸方
向位置と、前記既知の管状物軸方向間隔とに応じて、前
記座標検出手段が検出した測定装置の管状物軸方向位置
を校正するようにすれば、より精度良く、測定装置の管
状物軸方向位置を求めることができるようになる。

【００１１】また、前記トンネル内に形状が既知の基準
体を配置し、前記受光位置検出手段が前記基準体に対し
て測定した受光位置と、前記基準体の形状とに応じて、
前記受光位置検出手段が検出した受光位置を、前記管状
物内壁面までの距離の変位量に変換するようにすれば、
受光位置を精度良く前記管状物内壁面までの距離の変位
量に変換し、利用することができるようになる。

【００１２】また、前記管状物計測装置が測定した形状
データと、あらかじめ記憶しておいた基準形状データと
の差分を求め、差分を表す画像を表示するようにすれ
ば、基準形状データを正常時に前記管状物計測装置が測
定した形状データとしておくことにより、管状物の内壁
面の形状の変化、異常の発生を画像から直ちに把握する
ことができるようになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、鉄道
トンネルへの適用を例にとり説明する。本実施形態に係
る計測システムは、鉄道トンネル内を走行し鉄道トンネ
ルの内壁変位の３次元データを収集する計測車と、計測
車が収集した３次元データを加工し鉄道トンネルの内壁
形状の正常／異常を判定するための出力を行うデータ処
理装置からなる。

【００１４】まず、計測車と、その動作について説明す
る。図１に、本実施形態に係る計測車の構成を示す。図
中、aは計測車１００を前方より見たようすを、bは計測
車１００を側方より見たようすを模式的に表したもので
ある。

【００１５】図示するように、計測車１００は、トンネ
ル４００内において、鉄道レール４０１上を自走する車
両である。計測車１００は、車輪１０５や車輪１０５を
回転駆動するモータや運転装置その他の一般的に鉄道車
両が備える走行のための構成を有している。また、計測
車両は、２つの絶対距離計１０１、レーザ変位計１０
２、走行距離計１０３、測定処理部１０４を有してい
る。

【００１６】絶対距離計１０１は、たとえばレーザ距離
計などであり、トンネル側壁までの絶対距離を測定す
る。また、走行距離計１０３は、車輪１０５の回転をエ
ンコードし、これを計測車１００の移動距離のデータと
して出力する。

【００１７】次に、レーザ変位計１０２は、計測車１０
０の走行に伴いトンネル４００内壁を螺旋状に走査しト
ンネル４００内壁の距離の変位を測定する。図２に、こ
のようなレーザ変位計１０２の構成を示す。図中、aは
計測車側方より見たレーザ変位計１０２の構成を、bは
計測車側方より見たレーザ変位計１０２の構成を模式的
に表したものである。

【００１８】図示するようにレーザ変位計１０２は、ト
ンネル４００の軸方向（計測車両の走行方向）を回転軸
として回転するローター１１０、ローター１１０を回転
するモータ１１４、モータ１１４の回転角をエンコード
する回転エンコーダ１１５、レーザ光を出射するレーザ
ー発振機１１１、光センサ１１３、トンネル４００内壁
で反射したレーザ光を光センサ１１３上に集光する１ま
たは複数のレンズなどより構成され光学系１１２、光セ
ンサ１１３と光学系１１２を回転軸方向に移動する移動
機構１１６、スリップリング１２２を有している。ま
た、各々測定処理部１０４と、レーザ発振機１１１、移
動機構１１６、光センサ１１３、モータ１１４、回転エ
ンコーダ１１５とのデータ等の送受を仲介するインタフ
ェース１１７〜１２１を備えている。

【００１９】ここで、レーザー発振機１１１、光センサ
１１３、光学系１１２、移動機構１１６、レーザー発振
機１１１と光センサ１１３と光学系１１２の各々のイン
タフェース１１７、インタフェース１１８、インタフェ
ース１１９は、ロータ１１０上に支持されており、ロー
タ１１０と共に回転する。また、スリップリング１２２
は、これらの回転するロータ１１０上の各部と外部の間
との信号、電力の中継を行うための部位である。

【００２０】また、レーザー発振機１１１は、図中１３
０として示したように、トンネル軸と垂直な方向（トン
ネル頂部走査時において左右方向、トンネル側部走査時
において上下方向）に細長い線上のパターンのレーザ光
を出射する。また、光センサ１１３は、CCDラインセン
サや、PSD（Position Sensitive Detector）などの、ト
ンネル４００内壁で反射したレーザ光のパターンの長手
方向と略垂直な方向について、入射した光の位置を検出
可能なセンサである。なお、CCDラインセンサを使用す
る場合には、たとえば、測定処理部１０４において最も
高い輝度を検出したCCD素子の位置を入射した光の位置
として算出するようにする。

【００２１】ここで、このような構成のレーザ変位計１
０２において、トンネル４００の内壁の変位を測定する
原理について説明する。図示するように、レーザー発振
機１１１から出射されたレーザ光はトンネル４００内壁
で反射し、光学系１１２で光センサ１１３上に集光され
て、その集光位置が光センサ１１３によって検出され
る。

【００２２】ここで、図中a、cに示すように光センサ１
１３によって検出される位置dは、トンネル４００内壁
までの距離によって変化し、光センサ１１３の検出位置
ｄの変化Δｄは、トンネル内壁までの距離の変位Δrに
対応する。したがって、検出位置dの変位を測定すれ
ば、トンネル内壁までの距離の変位Δrを測定すること
ができることになる。

【００２３】さて、本レーザ変位計１０２は、このよう
な光センサ１１３における検出を、計測車１００を走行
させると共に、ロータ１１０を回転させながら行う。し
たがって、レーザ変位計１０２は、トンネル４００内壁
を螺旋上に走査しながら、その距離の変位を測定してい
くことになる。

【００２４】次に、図３に、測定処理部１０４の構成を
示す。図示するように、測定処理部１０４は、測定制御
部１４０、デジタルデータテープなどのリムーバルな記
憶媒体１６０に対応した外部記憶装置１４７、インタフ
ェース１５０を介して測定制御部１４０と接続する操作
部１４８、インタフェース１５１を介して測定制御部１
４０と接続する表示部１４９を有している。また、外部
記憶装置１４７、前述したレーザ変位計１０２の各イン
タフェース１１７〜１２１も、測定制御部１４０と接続
している。また、前述した二つの絶対距離計１０１、走
行距離計１０３も各々インタフェース１５２〜１５４を
介して、測定制御部１４０に接続している。

【００２５】次に、測定制御部１４０は、３次元変位測
定部１４１、基準ブロック検出部１４２、受光位置調整
部１４３、変位校正データ測定部１４４、距離校正デー
タ測定部１４５、以上の各部の動作を制御する主制御部
１４６を有している。ただし、このような測定処理部１
０４は、実際には、プログラムを実行するCPUや、プロ
グラムの記憶やワークエリアとして使用されるメモリ
や、その他の各種周辺回路よりなるCPU回路によって構
成するようにしてよい。

【００２６】以下、このような測定処理部１０４の制御
下で行われる、トンネル４００内壁変位の３次元データ
を収集する動作について説明する。まず、あらかじめト
ンネル４００内に、図４aに、その形状を示す基準ブロ
ック５００を、間隔を開けて取り付けておく。

【００２７】図示するように基準ブロック５００は、段
差Ｈ（たとえば20mm）を設けた上段面５０１と下段面５
０２を有する断面凸形状を有するブロックである。図４
ｂ、ｃに示すように、トンネル４００内の基準ブロック
５００の取付向きは上段面５０１がトンネル４００軸方
向を向く向きとし、トンネル４００内の基準ブロック５
００の取付高さはトンネル４００側面の上段面５０１が
絶対距離計１０１の測定高さとなる高さとし、トンネル
４００内の基準ブロック５００の取付間隔は所定の距離
Ｌ（たとえば、数十m)とする。また、図示するように、
距離Ｌ毎に２つの基準ブロック５００を１組として、計
測車１００からみて左右に配置する。また、トンネル４
００の入り口（トンネル４００の測定を開始する端）
に、計測車１００の進行方向上、最初の基準ブロック５
００の組を配置する。

【００２８】次に、オペレータは、測定の開始に先だっ
て、まず、受光位置の調整を行う。すなわち、オペレー
タは、まず、操作部１４８から測定処理部１０４に受光
位置調整動作を指示し、計測車１００をトンネル４００
内に進める。そして、受光位置調整動作を指示された測
定処理部１０４の主制御部１４６は、モータ１１４の回
転を開始し以下の動作を行うよう各部を制御する。

【００２９】すなわち、基準ブロック検出部１４２は、
回転エンコーダー１１５の示すロータ１１０の回転角
と、光センサー１１３の検出位置のデータ系列より、略
水平方向に、基準ブロック５００の上段面５０１と下段
面５０２の形状に対応する変位の変化が生じたことを検
出したならば、基準ブロック検出イベントを発生する。
受光位置調整部１４３は、基準ブロック検出イベントが
生じた時点で絶対距離計１０１が検出した絶対距離を、
基準ブロック５００の上段面５０１までの距離として入
手する。そして、入手した距離よりトンネル４００の経
を推定し、この経に応じて移動機構１１６を駆動して、
光センサ１１３、光学系１１２をロータ１１０上で移動
し、その位置を、トンネル４００の平均半径の距離に対
して、光センサ１１３が所定の受光位置（たとえば、中
央の位置)でレーザ光を検出するように調整する。

【００３０】ただし、以上のような受光位置調整は、基
準ブロック５００のたとえば上段面５０１に対して、光
センサ１１３が所定の受光位置（たとえば、基準ブロッ
ク５００の上段面高さを考慮して求めた、トンネル４０
０の平均半径の距離に対して中央で受光することになる
位置)でレーザ光を検出するように、光センサ１１３、
光学系１１２をロータ１１０上で移動し、その位置を調
整するようにしてもよい。

【００３１】さて、このようにして、受光位置の調整を
完了したならば測定を開始する。すなわち、オペレータ
は、まず、操作部１４８から測定処理部１０４に測定開
始を指示し、計測車１００をトンネル４００内を進行さ
せる。そして、測定開始を指示された測定処理部１０４
の主制御部１４６は、モータ１１４の回転を開始し、以
下の動作を行うよう各部を制御する。

【００３２】まず、３次元変位測定部１４１は、基準ブ
ロック検出部１４２が先程と同様にして最初の基準ブロ
ック検出イベントを発生すると走行距離計１０３を０に
リセットする。一方、変位校正データ測定部１４４は、
基準ブロック検出部１４２が先程と同様にして最初の基
準ブロック検出イベントを発生すると、光センサ１１３
が、基準ブロック５００の段差Ｈに対して出力したdの
変位Δdを取得し、これを変位校正データTi（refΔd）
として、外部記憶装置１４７を介して記憶媒体１６０に
蓄積する。なお、Tiは、このトンネルについてのi回目
の測定についてのデータであることを表す。

【００３３】また、その後、３次元変位測定部１４１
は、走行距離計１０３の測定距離ｙと、回転エンコーダ
ー１１５の示すロータ１１０の回転角θと、このy、θ
に対する光センサー１１３の検出位置dとよりなる、３
次元変位測定データTi（y, θ、d）を定期的またはθの
所定の大きさの変化毎に取得し、これを外部記憶装置１
４７を介して記憶媒体１６０に蓄積していく。

【００３４】一方、距離校正データ測定部１４５は、基
準ブロック検出部１４２が先程と同様に基準ブロック検
出イベントを発生する度に、その時点の走行距離計１０
３の測定距離ｙより前回の基準ブロック検出イベントの
発生時よりの走行距離Δyを求め、校正データTi（refΔ
y）として、外部記憶装置１４７を介して記憶媒体１６
０に蓄積していく。

【００３５】そして、トンネル４００の測定範囲を計測
車が走行したならば測定は完了となる。次に、このよう
にして記憶媒体１６０に蓄積されたTi（refΔd）、Ti
（y, θ、d）列、Ti（refΔy）列よりなる測定データ
は、データ処理装置に渡されで加工され、鉄道トンネル
の内壁形状の正常／異常を判定するための出力が行われ
る。

【００３６】以下、このデータ処理装置の構成と、その
動作について説明する。図５にデータ処理装置の構成を
示す。図示するように、データ処理装置２００は、記憶
媒体１６０を取り扱う外部記憶装置２０１、変位校正部
２０２、距離校正部２０３、マスク範囲算出部２０５、
基準データ蓄積部２０６、差分処理部２０７、、マスク
処理部２０８、画像生成部２０９、表示装置２１０を有
する。

【００３７】ただし、データ処理装置２００は、実際に
は、たとえば、ＣＰＵや、主記憶、キーボードやポイン
ティングデバイスなどの入力装置、表示装置などの出力
装置を備えた、一般的な構成を有する電子計算機を用い
て構成するようにして良い。以下、このようなデータ処
理装置２００の動作について説明する。

【００３８】まず、あるトンネル４００についての第１
回目の測定T1についての測定データの処理する際の動作
について説明する。なお、この第１回目の測定T1は、ト
ンネル４００内壁に異常が無い時点で行う。

【００３９】この場合、まず、変位校正部２０２は、外
部記憶装置２０１を介して記憶媒体１６０より読み出し
たT１（refΔd）に応じて、T１（y, θ、d）列をT１
（y, θ、Δr）列に変換する。変換は、Δr=d×H(基準
ブロックの段差）／refΔdによって行う。または、Xを
Δr＝０とするｄの値（たとえば中央の受光位置の座
標）として、Δr=（d-Ｘ）×H(基準ブロックの段差）／
refΔdによって行う。これによって、基準ブロックの段
差Ｈをリファレンスとして利用した、光センサ１１３の
検出位置dの、実距離の変位Δrへの変換が行われること
になる。

【００４０】次に、距離校正部２０３は、外部記憶装置
２０１を介して記憶媒体１６０より読み出したT１（ref
Δy）に応じて、T１（y, θ、Δr）列を、T１（Ｙ,
θ、Δr）列に変換する。変換は、０から第１番目のref
Δy(1)までの間のyについては、ｙ×Ｌ／（refΔy(1))
によって、第ｎ番目(n >1)のrefΔy(ｎ)から第n＋１番
目のrefΔy(n+1)までの間のyについては、次式によって
行う。

【００４１】

【数１】

【００４２】これによって基準ブロックの配置間隔Ｌを
リファレンスとして利用した、走行距離計１０３の測定
距離の補正が行われることになる。

【００４３】次に、マスク範囲算出部２０５は、T１
（Ｙ, θ、Δr）列を解析して、マスク範囲を示すマス
ク範囲データmsk（Ｙ-θ）を算出する。マスク範囲は、
Ｙ, θ方向それぞれについて以下のように設定する。す
なわち、図６aに示すように、予め定めた閾値ThΔを超
えてΔrが変化したエッジ部と、その周辺の所定長さ／
角の範囲と、図６ｂに示すようにΔrが予め設定した閾
値Thより大きい部分と、その周辺の所定長さ／角の範囲
と含む範囲に設定する。

【００４４】ここで、図６aのマスク範囲は、Ｙ, θの
測定誤差によって、後述する差分処理部２０７の処理で
エッジ部端で大きな差分値dΔrが算出されてしまうこと
を排除するために設定し、図６bのマスク範囲はトンネ
ル４００内の架線その他のトンネル内壁の検査と無関係
な構造物を測定の対象から除外するために設定する。

【００４５】さて、第１回目の測定T１に対して、この
ようにして求められた、T１（Ｙ, θ、Δr）と、msk
（Ｙ-θ）は、基準データ蓄積部２０６に送られ記憶さ
れる。さて、第１回目の測定T1後、トンネル４００内壁
の検査などのために、たとえば定期的に測定を行う。以
下、この第１回目の測定後に行われた測定Ｔiについて
の測定データの処理する際の動作について説明する。

【００４６】この場合、まず、変位校正部２０２は、第
１回目の測定Tiの場合と同様に、外部記憶装置２０１を
介して記憶媒体１６０より読み出したTi（refΔd）に応
じて、Ti（y, θ、d）列をTi（y, θ、Δr）列に変換す
る。また、距離校正部２０３も、第１回目の測定Tiの場
合と同様に、外部記憶装置２０１を介して記憶媒体１６
０より読み出したT１（refΔy）に応じて、Ti（y, θ、
Δr）列を、Ti（Ｙ,θ、Δr）列に変換する。

【００４７】そして、差分処理部２０７は、求められた
Ti（Ｙ, θ、Δr）列と、基準データ蓄積部２０６から
読み出したT１（Ｙ, θ、Δr）列の差分を取り、Ti
（Ｙ, θ、dΔr）列を算出する。

【００４８】次に、マスク処理部２０８は、Ti（Ｙ,
θ、dΔr）のうち、基準データ蓄積部２０６から読み出
したマスク範囲データmsk（Ｙ-θ）が示すマスク範囲の
dΔrを０に変更し、画像生成部２０９に送る。そして、
画像生成部２０９は、受け取ったTi（Ｙ, θ、dΔr）を
表す、たとえば、図７に示すように、Y、θdΔrの各方
向を直交する３軸として、Ti（Ｙ, θ、dΔr）列をプロ
ットした模擬３次元画像を生成し、表示装置２０１に表
示する。

【００４９】ここで、表示された画像は、第１回目の測
定時のトンネル４００内壁形状に対する、第i回目の測
定時のトンネル４００内壁形状の変化を表すことにな
る。したがって、この画像から、トンネル４００内壁に
おけるひび割れやクラックの発生を容易に識別すること
ができる。以上、本発明の一実施形態について説明し
た。

【００５０】ところで、以上に示した実施形態は一例で
あり、この他、以上の実施形態に様々な修正を施した実
施形態が可能である。たとえば、以上では光センサ１１
３としてCCDラインセンサやPSDなどの一次元でのみ入射
した光の位置を検出可能なセンサを用いたが、これは、
CCDエリアセンサなどの二次元で入射した光の位置を検
出可能なセンサを用いるようにしてもよい。このように
することにより、ローター１１０の１回転による走査
で、より多くの測定点について測定を行うことができる
ようになる。すなわち、一回のレーザ光の入射に対し
て、トンネル軸方向に異なる複数の測定点についてのd
（したがってΔr）を検出することができる。したがっ
て、より高速な測定や、より詳細な測定が可能となる。

【００５１】また、以上の実施形態において、絶対距離
計１０１が測定した基準ブロック５００までの絶対距離
のデータもデータ処理装置２００に渡すように構成して
もよい。また、この場合において、データ処理装置２０
０において、この絶対距離を３次元変位データTi（Y,
θ、Δr）に加算することによりトンネル内壁形状を近
似的に再現して、出力するようにしてもよい。

【００５２】また、計測車１００が位置を測定し、その
位置からレーザ変位計１０２とトンネル中心軸からの距
離を算出可能な参照点を、あらかじめトンネル４００内
に設け、レーザ変位計１０２とトンネル中心軸からの距
離に応じて、３次元変位データT0（Y, θ、Δr）、Ti
（Y, θ、Δr）をトンネル中心軸から測定した３次元変
位データに変換して差分を取るようにしてもよい。この
ようにすることにより、線路の位置の変化などがあった
場合にも、適正にトンネル内壁形状の変化を検査できる
ようになる。

【００５３】また、以上の実施形態においてデータ処理
装置２００が行った変位や距離の校正の機能などのデー
タ処理装置２００の機能の一部、または、データ処理装
置２００の機能の全てを、計測車１００側に設けるよう
にしてもよい。また、以上の実施形態では、トンネル内
壁の距離の変位を測定するのにレーザ変位計を用いた
が、これは他の変位計を用いるようにしてもかまわな
い。また、レーザ変位計に代えて距離計を用い、距離の
変位に代えて距離自体を測定するようにしてもかまわな
い。

【００５４】また、以上では単線のトンネル４００を測
定の対象とする場合について説明したが、例えば複線の
トンネルを対象とする場合には、図８に示すように、レ
ーザ変位計１０２や絶対距離計１０１は、できるだけト
ンネル中央を進むように、これらを計測車１００に配置
するようにしてよい。

【００５５】また、レーザ変位計１０２は、光学系１１
２のズームを調整可能に構成し、これらを基準ブロック
５００を利用して調整することによりΔrに対して一定
のdが計測できるようにしても良い。また、良好な計測
が行えるように光学系１１２のフォーカスなども調整可
能に構成しても良い。

【００５６】また、以上では鉄道トンネルを対象とする
場合を例にとり説明したが、以上の実施形態は、自動車
道路のトンネルなどの任意の管状建築物を対象とする場
合にも同様に適用することができる。また、小型化し、
自律走行や遠隔運転を行う構成を備えることにより、下
水管、ガス管、水道管、プラント配管その他の任意の管
状物を対象とする場合にも、同様に適用することができ
る。

【００５７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、管状物
の正常性の検査を、より適正に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る計測車の構成を模式的
に示す図である。

【図２】本発明の実施形態に係るレーザ変位計の構成を
示す模式的に図である。

【図３】本発明の実施形態に係る測定処理部の構成を示
すブロック図である。

【図４】本発明の実施形態に係る基準ブロックの形状と
基準ブロックを利用した計測のようすを示す図である。

【図５】本発明の実施形態に係るデータ処理装置の構成
を示すブロック図である。

【図６】本発明の実施形態に係るマスク範囲を示す図で
ある。

【図７】本発明の実施形態に係る表示例を示す図であ
る。

【図８】本発明の実施形態に係る計測車の構成を模式的
に示す図である。

【符号の説明】

１００；計測車、１０５；車輪、１０１；絶対距離計、
１０２；レーザ変位計、１０３；走行距離計、１０４；
測定処理部、１１０；ローター、１１１；レーザー発振
機、１１２；光学系、１１３；光センサ、１１４；モー
タ、１１５；回転エンコーダ、１１６；移動機構、１１
７〜１２１；インタフェース、１２２；スリップリン
グ、１４０；測定制御部、１４１；３次元変位測定部、
１４２；基準ブロック検出部、１４３；受光位置調整
部、１４４；変位校正データ測定部、１４５；距離校正
データ測定部、１４６；主制御部、１４７；外部記憶装
置、１４８；操作部、１４９表示部、１５０〜１５１；
インタフェース、１６０；記憶媒体、２００；データ処
理装置、２０１；外部記憶装置、２０２；変位校正部、
２０３；距離校正部、２０５；マスク範囲算出部、２０
６；基準データ蓄積部、２０７；差分処理部、２０８；
マスク処理部、２０９；画像生成部、２１０；表示装
置、４００；トンネル、４０１；鉄道レール、５００；
基準ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA06 AA09 BB08 CC40 DD19 FF11 FF17 FF44 FF61 FF67 GG04 JJ02 JJ03 JJ05 JJ16 JJ25 JJ26 MM08 PP01 QQ25 QQ27 RR08 SS13 2F069 AA06 AA66 AA83 BB40 CC02 GG04 GG07 GG59 GG71 HH09 HH15 JJ06 JJ10 KK01 2G051 AA82 AB03 AC17 BA10 BC05 BC07 CA03 CA04 CB01 CD03 CD06 EA08 EA14 EB01 EB02 EC03 FA10

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】台車と、 前記台車を管状物内部において前記管状物軸方向に移動
   する移動手段と、 前記台車に搭載され、前記管状物軸方向の軸を回転軸と
   して回転して管状物内壁面を周方向に走査し、管状物内
   壁面までの距離または当該距離の変位を表す位置データ
   を測定する測定手段と、 前記測定装置の管状物軸方向位置と回転角とを検出する
   座標検出手段と前記測定装置が測定した位置データを、
   当該位置データ測定時に検出された測定装置の管状物軸
   方向位置と回転角とに対応づけて、３次元の形状データ
   として記憶する記憶装置とを有することを特徴とする管
   状物計測装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の管状物計測装置であって、 前記測定手段は、 前記管状物軸方向を回転軸として回転するロータと、 前記ロータ上に設置された、レーザー光を前記管状物の
   内壁に出射するレーザ出射手段と、 前記ロータ上に設置された、前記内壁で反射したレーザ
   光を受光する受光手段と、 前記受光手段の受光位置を検出する受光位置検出手段と
   を備え、 当該測定手段は、 前記位置データとして、前記受光位置検出手段の検出し
   た受光位置、または、当該受光位置から求まる前記レー
   ザ出射手段から前記管状物内壁面までの距離の変位を測
   定することを特徴とする管状物計測装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の管状物計測装置
   と、前記トンネル内に複数配置された管状物軸方向間隔
   が既知の基準体とを有する管状物計測システムであっ
   て、 前記管状物計測装置は、前記基準体を検出する基準体検
   出手段を有し、 前記管状物計測システムは、基準体検出手段が前記基準
   体を検出した時点における前記座標検出手段が検出した
   の管状物軸方向位置と、前記既知の管状物軸方向間隔と
   に応じて、前記座標検出手段が検出した測定装置の管状
   物軸方向位置を校正する手段を有することを特徴とする
   管状物計測システム。
4. 【請求項４】請求項２記載の管状物計測装置と、前記ト
   ンネル内に配置された形状が既知の基準体とを有する管
   状物計測システムであって、 前記受光位置検出手段が前記基準体に対して測定した受
   光位置と、前記基準体の形状とに応じて、前記受光位置
   検出手段が検出した受光位置を、前記管状物内壁面まで
   の距離の変位量に変換する手段を有することを特徴とす
   る管状物計測システム。
5. 【請求項５】請求項１または２記載の管状物計測装置
   と、基準形状データを記憶する記憶手段と、前記記憶手
   段に記憶された基準形状データと前記管状物計測装置が
   測定した形状データとの差分を求める差分算出手段と、
   当該差分算出手段が算出した差分を表す画像を表示する
   表示手段とを有することを特徴とする管状物計測システ
   ム。
6. 【請求項６】請求項１または２記載の管状物計測装置で
   あって、 前記管状物は鉄道トンネルであることを特徴とする管状
   物計測装置。