JP2002257545A - 鉛直変位等の簡易測定方法及び測定装置 - Google Patents
鉛直変位等の簡易測定方法及び測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】構造物が鉛直方向へ変位した場合の鉛直変位、
或いは水平変位を地上レベルのレーザー距離計で簡易に
遠隔測定する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 構造物の所定位置へ鉛直線に対し一定の
傾斜角でターゲットを取り付け、地上レベルには、レー
ザ距離計を前記ターゲット面へ垂直にレーザービームを
投射可能に設置し、前記レーザー距離計の出力を演算処
理装置で演算処理して鉛直変位を求める。
或いは水平変位を地上レベルのレーザー距離計で簡易に
遠隔測定する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 構造物の所定位置へ鉛直線に対し一定の
傾斜角でターゲットを取り付け、地上レベルには、レー
ザ距離計を前記ターゲット面へ垂直にレーザービームを
投射可能に設置し、前記レーザー距離計の出力を演算処
理装置で演算処理して鉛直変位を求める。
Description
【０００１】
【発明に属する技術分野】この発明は、構造物が鉛直方
向へ変位した場合の鉛直変位、或いは水平変位を地上レ
ベルのレーザー距離計で遠隔測定する方法及び装置の技
術分野に属する。
向へ変位した場合の鉛直変位、或いは水平変位を地上レ
ベルのレーザー距離計で遠隔測定する方法及び装置の技
術分野に属する。
【０００２】
【従来技術】ドーム等の大空間建築物においては、ドー
ム屋根の鉛直方向の変位（以下、鉛直変位という。）を
正確に測定することは重要である。なぜなら、積雪荷重
等によって屋根が鉛直方向に変形して構造物が傾いたり
沈下することを予見し対処することが重要だからであ
る。
ム屋根の鉛直方向の変位（以下、鉛直変位という。）を
正確に測定することは重要である。なぜなら、積雪荷重
等によって屋根が鉛直方向に変形して構造物が傾いたり
沈下することを予見し対処することが重要だからであ
る。
【０００３】従来、高い屋根面の鉛直変位を測定する技
術としては、水盛り管により鉛直変位を測定する方法が
知られている。しかし、水盛り管内の水量のメンテナン
スを常に行う必要があり、それを手作業で行うために時
間がかかる、という問題点がある。
術としては、水盛り管により鉛直変位を測定する方法が
知られている。しかし、水盛り管内の水量のメンテナン
スを常に行う必要があり、それを手作業で行うために時
間がかかる、という問題点がある。
【０００４】他の従来技術としては、ターゲットをカメ
ラで据え、得られた画像をコンピューターで画像処理す
ることによって鉛直変位を測定する「カメラを使った画
像処理法」も実施されている。しかし、設置角度が少し
でも動くと誤差が大きくなるだけでなく、これらの機器
は非常に高価であり、少数の点の位置を測定するのでさ
え、機器及び設置にかなりの費用がかかるため、大きな
ドーム屋根等の多数点の測定に使用するのは実用的でな
い。
ラで据え、得られた画像をコンピューターで画像処理す
ることによって鉛直変位を測定する「カメラを使った画
像処理法」も実施されている。しかし、設置角度が少し
でも動くと誤差が大きくなるだけでなく、これらの機器
は非常に高価であり、少数の点の位置を測定するのでさ
え、機器及び設置にかなりの費用がかかるため、大きな
ドーム屋根等の多数点の測定に使用するのは実用的でな
い。
【０００５】トータルステーションといわれる三次元測
量機を用いる方法も知られている。これによれば鉛直
角、水平角、距離の３つの要素を同時に測定でき、計器
に接続された計器用パソコンで演算、記録までできる総
合機能を有している。しかし、多くの配線を必要とする
だけでなく、構造が複雑で、前記「カメラを使った画像
処理法」と同様に、機器及び設置に費用と時間がかかる
という問題点がある。
量機を用いる方法も知られている。これによれば鉛直
角、水平角、距離の３つの要素を同時に測定でき、計器
に接続された計器用パソコンで演算、記録までできる総
合機能を有している。しかし、多くの配線を必要とする
だけでなく、構造が複雑で、前記「カメラを使った画像
処理法」と同様に、機器及び設置に費用と時間がかかる
という問題点がある。
【０００６】次に、特開平６−１０９４７３号公報に開
示された、レーザー光線を使用した発光装置と反射装置
及び受光装置とにより鉛直変位を反射光の位置により測
定する方法も公知である。これによれば上記問題点を解
消し、特に、多くの配線を必要とせず、簡単な構造設計
で簡単に正確な測定ができ、測定装置は特に高価なもの
を使用しないため経済的でもある。
示された、レーザー光線を使用した発光装置と反射装置
及び受光装置とにより鉛直変位を反射光の位置により測
定する方法も公知である。これによれば上記問題点を解
消し、特に、多くの配線を必要とせず、簡単な構造設計
で簡単に正確な測定ができ、測定装置は特に高価なもの
を使用しないため経済的でもある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平６
−１０９４７３号公報記載の発明は、特殊な反射装置お
よび受光装置が必要であり、一般的なレーザー光を用い
ることができない等の問題がある。また、上記した各従
来技術に共通の問題点として、ターゲットの水平方向の
ずれやレーザー距離計およびカメラの設置位置の水平方
向のずれによって誤差が大きくなるため、正確な測定結
果を得ることができないという問題が依然残っている。
−１０９４７３号公報記載の発明は、特殊な反射装置お
よび受光装置が必要であり、一般的なレーザー光を用い
ることができない等の問題がある。また、上記した各従
来技術に共通の問題点として、ターゲットの水平方向の
ずれやレーザー距離計およびカメラの設置位置の水平方
向のずれによって誤差が大きくなるため、正確な測定結
果を得ることができないという問題が依然残っている。
【０００８】更に、最も簡単な方法として、レーザー距
離計を用いてターゲットを下から直接測定する方法も挙
げられる。しかし、測定点の直下は建築作業上多目的に
使用されるグラウンド面等であるために、常時レーザー
距離計を設置しておくことは不可能である。
離計を用いてターゲットを下から直接測定する方法も挙
げられる。しかし、測定点の直下は建築作業上多目的に
使用されるグラウンド面等であるために、常時レーザー
距離計を設置しておくことは不可能である。
【０００９】したがって、本発明の目的は、鉛直変位の
測定で問題の有るターゲットの水平変位或いは測定装置
の設置位置の水平変位による誤差に対応できる（水平変
位の除去）機能を有しており、設置角度の変化が小さい
範囲では誤差の影響は殆どなく、機器構成上も比較的安
価で、且つ設置も容易であり、特殊な反射装置や受光装
置などが必要でない、レーザー距離計（一般的レーザー
光）による鉛直変位等の簡易測定方法および装置を提供
することにある。
測定で問題の有るターゲットの水平変位或いは測定装置
の設置位置の水平変位による誤差に対応できる（水平変
位の除去）機能を有しており、設置角度の変化が小さい
範囲では誤差の影響は殆どなく、機器構成上も比較的安
価で、且つ設置も容易であり、特殊な反射装置や受光装
置などが必要でない、レーザー距離計（一般的レーザー
光）による鉛直変位等の簡易測定方法および装置を提供
することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題の解
決するための手段として、請求項１に記載した発明に係
る鉛直変位の簡易測定方法は、構造物の所定位置へ鉛直
線に対し一定の傾斜角でターゲットを取り付け、地上レ
ベルには、レーザー距離計を前記ターゲット面へ垂直に
レーザービームを投射可能に設置し、前記レーザー距離
計の出力を演算処理装置で演算処理して鉛直変位を求め
ることを特徴とする。
決するための手段として、請求項１に記載した発明に係
る鉛直変位の簡易測定方法は、構造物の所定位置へ鉛直
線に対し一定の傾斜角でターゲットを取り付け、地上レ
ベルには、レーザー距離計を前記ターゲット面へ垂直に
レーザービームを投射可能に設置し、前記レーザー距離
計の出力を演算処理装置で演算処理して鉛直変位を求め
ることを特徴とする。
【００１１】請求項２に記載した発明に係る鉛直変位の
簡易測定装置は、構造物の所定位置へ鉛直線に対し一定
の傾斜角で設置されたターゲットと、地上レベルに前記
ターゲット面へ垂直にレーザービームを投射可能に設置
されたレーザー距離計と、前記レーザー距離計の出力を
演算して鉛直変位を求める演算処理装置とからなること
を特徴とする。
簡易測定装置は、構造物の所定位置へ鉛直線に対し一定
の傾斜角で設置されたターゲットと、地上レベルに前記
ターゲット面へ垂直にレーザービームを投射可能に設置
されたレーザー距離計と、前記レーザー距離計の出力を
演算して鉛直変位を求める演算処理装置とからなること
を特徴とする。
【００１２】請求項３に記載した発明は、請求項１に記
載した鉛直変位の簡易測定方法において、レーザー距離
計の出力の初期値である斜距離をＬ１、鉛直変位発生後
の斜距離をＬ２とし、前記斜距離の傾斜角をθとすると
き、ターゲットの鉛直変位δｈは、次の式 ［数１］ δＬ＝Ｌ１−Ｌ２として δｈｓｉｎθ＝δＬ δｈ＝δＬ／ｓｉｎθ により、求めることを特徴とする。
載した鉛直変位の簡易測定方法において、レーザー距離
計の出力の初期値である斜距離をＬ１、鉛直変位発生後
の斜距離をＬ２とし、前記斜距離の傾斜角をθとすると
き、ターゲットの鉛直変位δｈは、次の式 ［数１］ δＬ＝Ｌ１−Ｌ２として δｈｓｉｎθ＝δＬ δｈ＝δＬ／ｓｉｎθ により、求めることを特徴とする。
【００１３】請求項４に記載した発明は、請求項１に記
載した鉛直変位の簡易測定方法において、ターゲット
は、複数方向からレーザービームを投射可能なＶ字型と
し、レーザー距離計は地上レベルへ１８０°対称に複数
設置し、双方のレーザー距離計で得た測定値を前記演算
処理装置により平均化して水平変位要素をによる影響を
低減して鉛直変位を求めることを特徴とする。
載した鉛直変位の簡易測定方法において、ターゲット
は、複数方向からレーザービームを投射可能なＶ字型と
し、レーザー距離計は地上レベルへ１８０°対称に複数
設置し、双方のレーザー距離計で得た測定値を前記演算
処理装置により平均化して水平変位要素をによる影響を
低減して鉛直変位を求めることを特徴とする。
【００１４】請求項５に記載した発明は、請求項４に記
載した鉛直変位の簡易測定方法において、一方のレーザ
ー距離計の出力の初期値である斜距離をＬａ、水平変位
発生後の斜距離の変化量をδＬａ、他方のレーザー距離
計の出力の初期値である斜距離をＬｂ、水平変位発生後
の斜距離の変化量をδＬｂ、前記各斜距離の傾斜角をθ
とするとき、鉛直変位δｈは、次の式 ［数２］ δＬ＝（δＬａ＋δＬｂ）／２として δｈ＝δＬ／ｓｉｎθ により平均化して水平変位要素による影響を低減し鉛直
変位を求めることを特徴とする。
載した鉛直変位の簡易測定方法において、一方のレーザ
ー距離計の出力の初期値である斜距離をＬａ、水平変位
発生後の斜距離の変化量をδＬａ、他方のレーザー距離
計の出力の初期値である斜距離をＬｂ、水平変位発生後
の斜距離の変化量をδＬｂ、前記各斜距離の傾斜角をθ
とするとき、鉛直変位δｈは、次の式 ［数２］ δＬ＝（δＬａ＋δＬｂ）／２として δｈ＝δＬ／ｓｉｎθ により平均化して水平変位要素による影響を低減し鉛直
変位を求めることを特徴とする。
【００１５】請求項６に記載した発明は、請求項４に記
載した鉛直変位の簡易測定方法において、水平変位測定
用のレーザー距離計を、一方の鉛直変位測定用のレーザ
ー距離計の設置位置へ取り付け、前記水平変位測定用の
レーザー距離計のターゲットを他方の鉛直変位測定用の
レーザー距離計の設置位置へ取り付け、前記水平変位測
定用のレーザー距離計と前記ターゲット間の水平距離の
変位を斜距離変位に換算して鉛直変位の誤差を除去する
ことを特徴とする。
載した鉛直変位の簡易測定方法において、水平変位測定
用のレーザー距離計を、一方の鉛直変位測定用のレーザ
ー距離計の設置位置へ取り付け、前記水平変位測定用の
レーザー距離計のターゲットを他方の鉛直変位測定用の
レーザー距離計の設置位置へ取り付け、前記水平変位測
定用のレーザー距離計と前記ターゲット間の水平距離の
変位を斜距離変位に換算して鉛直変位の誤差を除去する
ことを特徴とする。
【００１６】請求項７に記載した発明は、請求項６に記
載した鉛直変位の簡易測定方法において、一方のレーザ
ー距離計の出力である初期値の斜距離をＬａ、水平変位
発生後の斜距離の変化量をδＬａ、他方のレーザー距離
計の出力である初期値の斜距離をＬｂ、水平変位発生後
の斜距離の変化量をδＬｂ、前記各斜距離の傾斜角をθ
とし、水平変位測定用のレーザー距離計とターゲットと
の水平距離をＬｃとし、水平変位発生後の距離の変化量
をδＬｃとするとき、鉛直変位δｈは、次の式 ［数３］ δＬ＝（δＬａ＋δＬｂ）／２−δＬｃとして δｈ＝δＬ／ｓｉｎθ により水平距離の変位を斜距離変位に換算することによ
り鉛直変位の誤差を除去し鉛直変位を求めることを特徴
とする。
載した鉛直変位の簡易測定方法において、一方のレーザ
ー距離計の出力である初期値の斜距離をＬａ、水平変位
発生後の斜距離の変化量をδＬａ、他方のレーザー距離
計の出力である初期値の斜距離をＬｂ、水平変位発生後
の斜距離の変化量をδＬｂ、前記各斜距離の傾斜角をθ
とし、水平変位測定用のレーザー距離計とターゲットと
の水平距離をＬｃとし、水平変位発生後の距離の変化量
をδＬｃとするとき、鉛直変位δｈは、次の式 ［数３］ δＬ＝（δＬａ＋δＬｂ）／２−δＬｃとして δｈ＝δＬ／ｓｉｎθ により水平距離の変位を斜距離変位に換算することによ
り鉛直変位の誤差を除去し鉛直変位を求めることを特徴
とする。
【００１７】請求項８に記載した発明に係る水平変位の
簡易測定方法は、構造物の所定位置へ鉛直線に対し一定
の傾斜角で設置されたＶ字型ターゲットと、地上レベル
に前記ターゲット面へ垂直にレーザービームを投射可能
に設置されたレーザー距離計と、前記レーザー距離計の
設置位置に水平変位測定用のレーザー距離計を取り付
け、他のレーザー距離計の設置位置にターゲットを取り
付けて、前記水平変位測定用のレーザー距離計と前記タ
ーゲット間の水平距離の変位を測定することを特徴とす
る。
簡易測定方法は、構造物の所定位置へ鉛直線に対し一定
の傾斜角で設置されたＶ字型ターゲットと、地上レベル
に前記ターゲット面へ垂直にレーザービームを投射可能
に設置されたレーザー距離計と、前記レーザー距離計の
設置位置に水平変位測定用のレーザー距離計を取り付
け、他のレーザー距離計の設置位置にターゲットを取り
付けて、前記水平変位測定用のレーザー距離計と前記タ
ーゲット間の水平距離の変位を測定することを特徴とす
る。
【００１８】請求項９に記載した発明に係る水平変位の
簡易測定方法は、構造物の所定位置へ鉛直線に対し一定
の傾斜角を有し複数方向からレーザービームを投射可能
なＶ字型ターゲットと、地上レベルに前記ターゲット面
へ垂直にレーザービームを投射可能に設置されたレーザ
ー距離計を地上レベルへ１８０°対称に複数設置し、双
方のレーザー距離計で得た測定値から水平変位を求める
ことを特徴とする。
簡易測定方法は、構造物の所定位置へ鉛直線に対し一定
の傾斜角を有し複数方向からレーザービームを投射可能
なＶ字型ターゲットと、地上レベルに前記ターゲット面
へ垂直にレーザービームを投射可能に設置されたレーザ
ー距離計を地上レベルへ１８０°対称に複数設置し、双
方のレーザー距離計で得た測定値から水平変位を求める
ことを特徴とする。
【００１９】請求項１０に記載した発明は、請求項９に
記載した水平変位の簡易測定方法において、一方のレー
ザー距離計の出力の初期値である斜距離をＬａ、水平変
位発生後の斜距離の変化量をδＬａ、前記斜距離の傾斜
角をθ、他方のレーザー距離計の出力の初期値である斜
距離をＬｂ、 水平変位発生後の斜距離の変化量をδＬ
ｂ、前記斜距離の傾斜角をθとすると、水平変位δｘ
は、次の式 ［数４］ δｘ＝δＬａｃｏｓθ−δＬｂｃｏｓθ により前記水平変位測定用のレーザー距離計と前記ター
ゲット間の水平距離の変位を求めることを特徴とする。
記載した水平変位の簡易測定方法において、一方のレー
ザー距離計の出力の初期値である斜距離をＬａ、水平変
位発生後の斜距離の変化量をδＬａ、前記斜距離の傾斜
角をθ、他方のレーザー距離計の出力の初期値である斜
距離をＬｂ、 水平変位発生後の斜距離の変化量をδＬ
ｂ、前記斜距離の傾斜角をθとすると、水平変位δｘ
は、次の式 ［数４］ δｘ＝δＬａｃｏｓθ−δＬｂｃｏｓθ により前記水平変位測定用のレーザー距離計と前記ター
ゲット間の水平距離の変位を求めることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施形態、及び実施例】図１は、請求項１、２
に記載した発明に係るレーザー距離計による鉛直変位の
簡易測定方法及び測定装置の全体概念を示している。
に記載した発明に係るレーザー距離計による鉛直変位の
簡易測定方法及び測定装置の全体概念を示している。
【００２１】この簡易測定方法と装置は、ドーム等の大
きく高い屋根面３の鉛直変位による傾き及び沈下を予見
する手段として好適に実施される。この測定方法と装置
は、既存建物、新築建物を問わず実施することができ
る。
きく高い屋根面３の鉛直変位による傾き及び沈下を予見
する手段として好適に実施される。この測定方法と装置
は、既存建物、新築建物を問わず実施することができ
る。
【００２２】図１に示した簡易測定方法及び装置は、屋
根面３の所定位置Ｐ点へ鉛直線Ｐ−Ｑに対し一定の傾斜
角θでターゲット２を取り付けておく。前記ターゲット
２は屋根面３が鉛直変位してもレーザー距離計１のレー
ザービームが外れない大きさとする。前記ターゲット２
には特殊な材質のものを使用する必要は全くない。例え
ば、木板でも良い。
根面３の所定位置Ｐ点へ鉛直線Ｐ−Ｑに対し一定の傾斜
角θでターゲット２を取り付けておく。前記ターゲット
２は屋根面３が鉛直変位してもレーザー距離計１のレー
ザービームが外れない大きさとする。前記ターゲット２
には特殊な材質のものを使用する必要は全くない。例え
ば、木板でも良い。
【００２３】一方、地上レベルの例えば構造物外周の躯
体部分５（一例として客席部分など）にレーザー距離計
１を用意する。前記レーザー距離計１は、そのレーザー
ビームが前記ターゲット２の受光面に対し略直角に投射
するように、水平線に対する傾斜角をθで設置し、固定
する。そして、レーザー距離計１の出力を演算処理する
演算処理装置４を接続する。
体部分５（一例として客席部分など）にレーザー距離計
１を用意する。前記レーザー距離計１は、そのレーザー
ビームが前記ターゲット２の受光面に対し略直角に投射
するように、水平線に対する傾斜角をθで設置し、固定
する。そして、レーザー距離計１の出力を演算処理する
演算処理装置４を接続する。
【００２４】本発明の鉛直変位の測定原理を図２に基づ
いて説明する。鉛直変位発生前のターゲット２の位置を
ａ１、鉛直変位発生後のターゲット２の位置をａ２と
し、レーザー距離計１の出力の初期値である斜距離をＬ
１、鉛直変位発生後の斜距離をＬ２とする。そして、タ
ーゲット２の鉛直変位をδｈとするとき、鉛直変位δｈ
は、次の［数１］で求められる。 ［数１］ 斜距離の変化量δＬは、δＬ＝Ｌ１−Ｌ２で求められ
る。また、δｈｓｉｎθ＝δＬであるから、鉛直変位δ
ｈは、 δｈ＝δＬ／ｓｉｎθ の式で求められる（請求項３記載の発明）。
いて説明する。鉛直変位発生前のターゲット２の位置を
ａ１、鉛直変位発生後のターゲット２の位置をａ２と
し、レーザー距離計１の出力の初期値である斜距離をＬ
１、鉛直変位発生後の斜距離をＬ２とする。そして、タ
ーゲット２の鉛直変位をδｈとするとき、鉛直変位δｈ
は、次の［数１］で求められる。 ［数１］ 斜距離の変化量δＬは、δＬ＝Ｌ１−Ｌ２で求められ
る。また、δｈｓｉｎθ＝δＬであるから、鉛直変位δ
ｈは、 δｈ＝δＬ／ｓｉｎθ の式で求められる（請求項３記載の発明）。
【００２５】次に、レーザー距離計１の傾斜角θの角度
変化（誤差δθ）を図３に示し、一般的な測量機等の設
置位置の角度変化に対する誤差δθを図４に示し、両者
の影響を比較検討する。先ず、図３に示すレーザー距離
計１の傾斜角θの誤差をδθとし、同レーザー距離計１
の出力の初期値である斜距離をＬ１、角度変化発生後の
斜距離をＬ’とするとき、角度変化に対する斜距離の誤
差δｘは次のように求められる。 δｘ＝Ｌ'−Ｌ１ Ｌ１ は、Ｌ１＝Ｌ’ｃｏｓδθで求められるので、結
局、 δｘ＝Ｌ'−Ｌ’ｃｏｓδθ の式で求められる。上式から、レーザー距離計１の傾斜
角θがδθだけ変化したときの斜距離の誤差δｘ、は角
度変化δθが小さい範囲では、Ｌ１、Ｌ'が極大なので
測定値にさしたる影響を及ぼさないことがわかる。
変化（誤差δθ）を図３に示し、一般的な測量機等の設
置位置の角度変化に対する誤差δθを図４に示し、両者
の影響を比較検討する。先ず、図３に示すレーザー距離
計１の傾斜角θの誤差をδθとし、同レーザー距離計１
の出力の初期値である斜距離をＬ１、角度変化発生後の
斜距離をＬ’とするとき、角度変化に対する斜距離の誤
差δｘは次のように求められる。 δｘ＝Ｌ'−Ｌ１ Ｌ１ は、Ｌ１＝Ｌ’ｃｏｓδθで求められるので、結
局、 δｘ＝Ｌ'−Ｌ’ｃｏｓδθ の式で求められる。上式から、レーザー距離計１の傾斜
角θがδθだけ変化したときの斜距離の誤差δｘ、は角
度変化δθが小さい範囲では、Ｌ１、Ｌ'が極大なので
測定値にさしたる影響を及ぼさないことがわかる。
【００２６】一方、図４に示すように、一般的な測量機
等による設置位置における角度変化δθに起因する誤差
を求めるため、レーザー距離計１の出力の初期値である
斜距離をＬ１、角度変位発生後の斜距離をＬ’、前記各
斜距離Ｌ１、Ｌ’の間の角度変化（誤差）をδθとす
る。また、ターゲットの位置から地上レベルへ伸ばした
垂線をＰ−Ｑとし、前記の各斜距離Ｌ１、Ｌ’の垂線Ｐ
−Ｑとの各交点間の鉛直距離の変化量（鉛直変位の誤
差）をδｘとする。前記の各斜距離Ｌ１、Ｌ’とターゲ
ット面に対する交点間の距離をＲとする場合、角度変化
に対する鉛直変位の誤差δｘは次のように求められる。
Ｒ＝Ｌ１ｓｉｎδθ である。またＲ＝δｘｃｏｓθ
１ であるから、 δｘ＝Ｌ１ｓｉｎδθ／ｃｏｓθ１ で求められる。上式から、角度誤差δθにおいて、斜距
離Ｌ１が大きくなると誤差δｘは大きくなり、正確な測
定ができないことがわかる。
等による設置位置における角度変化δθに起因する誤差
を求めるため、レーザー距離計１の出力の初期値である
斜距離をＬ１、角度変位発生後の斜距離をＬ’、前記各
斜距離Ｌ１、Ｌ’の間の角度変化（誤差）をδθとす
る。また、ターゲットの位置から地上レベルへ伸ばした
垂線をＰ−Ｑとし、前記の各斜距離Ｌ１、Ｌ’の垂線Ｐ
−Ｑとの各交点間の鉛直距離の変化量（鉛直変位の誤
差）をδｘとする。前記の各斜距離Ｌ１、Ｌ’とターゲ
ット面に対する交点間の距離をＲとする場合、角度変化
に対する鉛直変位の誤差δｘは次のように求められる。
Ｒ＝Ｌ１ｓｉｎδθ である。またＲ＝δｘｃｏｓθ
１ であるから、 δｘ＝Ｌ１ｓｉｎδθ／ｃｏｓθ１ で求められる。上式から、角度誤差δθにおいて、斜距
離Ｌ１が大きくなると誤差δｘは大きくなり、正確な測
定ができないことがわかる。
【００２７】したがって、本発明は、一般的測量機等と
は異なり、設置角度の角度変化（誤差）δθによる影響
をさして受けることなく、正確な鉛直変位の測定が可能
なのである。
は異なり、設置角度の角度変化（誤差）δθによる影響
をさして受けることなく、正確な鉛直変位の測定が可能
なのである。
【００２８】次に、図５は、請求項４、５に記載した発
明に係る鉛直変位の簡易測定方法、特にターゲットの水
平変位に起因する誤差を除去し鉛直変位に換算して測定
する方法の原理を示している。
明に係る鉛直変位の簡易測定方法、特にターゲットの水
平変位に起因する誤差を除去し鉛直変位に換算して測定
する方法の原理を示している。
【００２９】ターゲット２は、複数方向からレーザービ
ームを投射可能なＶ字型（複数面体）とされ、屋根面３
に取り付けられている。レーザー距離計１は地上レベル
へ１８０°対称な配置で２台（１ａ、１ｂ）設置する。
一方のレーザー距離計１ａの斜距離をＬａ、ターゲット
２の水平変位発生後の斜距離の変化量をδＬａ、前記斜
距離の傾斜角をθとする。他方のレーザー距離計１ｂの
斜距離をＬｂ、 ターゲット２の水平変位発生後の斜距
離の変化量をδＬｂ、前記斜距離の傾斜角をθとする
と、斜距離の誤差δＬは、平均値として、次の［数２］
で求められる。 ［数２］ δＬ＝（δＬａ＋δＬｂ）／２ の式で平均化してδ
Ｌを求める。ここで求められたδＬを上記［数１］の鉛
直変位δｈの式、δｈ＝δＬ／ｓｉｎθ へ代入すると δｈ＝｛（δＬａ＋δＬｂ）／２｝／ｓｉｎθ の式により、前記各レーザー距離計の測定値を平均化
し、水平変位による影響を低減して鉛直変位に換算した
測定値を求めることができる（請求項５記載の発明）。
ームを投射可能なＶ字型（複数面体）とされ、屋根面３
に取り付けられている。レーザー距離計１は地上レベル
へ１８０°対称な配置で２台（１ａ、１ｂ）設置する。
一方のレーザー距離計１ａの斜距離をＬａ、ターゲット
２の水平変位発生後の斜距離の変化量をδＬａ、前記斜
距離の傾斜角をθとする。他方のレーザー距離計１ｂの
斜距離をＬｂ、 ターゲット２の水平変位発生後の斜距
離の変化量をδＬｂ、前記斜距離の傾斜角をθとする
と、斜距離の誤差δＬは、平均値として、次の［数２］
で求められる。 ［数２］ δＬ＝（δＬａ＋δＬｂ）／２ の式で平均化してδ
Ｌを求める。ここで求められたδＬを上記［数１］の鉛
直変位δｈの式、δｈ＝δＬ／ｓｉｎθ へ代入すると δｈ＝｛（δＬａ＋δＬｂ）／２｝／ｓｉｎθ の式により、前記各レーザー距離計の測定値を平均化
し、水平変位による影響を低減して鉛直変位に換算した
測定値を求めることができる（請求項５記載の発明）。
【００３０】図６は、請求項６、７に記載した発明に係
る鉛直変位の簡易測定方法、特にレーザー距離計の設置
位置が水平変位したときの誤差を除去して鉛直変位に換
算する測定方法の原理を示している。
る鉛直変位の簡易測定方法、特にレーザー距離計の設置
位置が水平変位したときの誤差を除去して鉛直変位に換
算する測定方法の原理を示している。
【００３１】ターゲット２は、やはり複数方向からのレ
ーザービームを投射可能なＶ字型とされ、屋根面３に取
り付けられている。レーザー距離計１は、地上レベルへ
１８０°対称な配置で２台（１ａ、１ｂ）設置する。一
方のレーザー距離計１ａの斜距離をＬａ、水平変位発生
後の斜距離の変化量をδＬａ、前記斜距離の傾斜角をθ
とする。他方のレーザー距離計１ｂの斜距離をＬｂ、
ターゲット２の水平変位発生後の斜距離の変化量をδＬ
ｂ、前記斜距離の傾斜角をθとする。更に、水平変位測
定用のレーザー距離計１ｃを前記一方の鉛直変位測定用
のレーザー距離計１ａの設置位置に設置し、前記水平変
位測定用のレーザー距離計１ｃのターゲット２ｃは他方
の鉛直変位測定用のレーザー距離計１ｂの設置位置へ取
り付ける。前記水平変位測定用のレーザー距離計１ｃと
ターゲット２ｃとの水平距離をＬ ｃとし、その変化量を
δＬｃとすると、斜距離の誤差δＬは、平均値として、
次の［数３］で求められる。 ［数３］ δＬ＝（δＬａ＋δＬｂ）／２−δＬｃ の式でδ
Ｌを求める。 上式で求めた斜距離の誤差δＬを、上記［数１］の鉛直
変位δｈの式、 δｈ＝δＬ／ｓｉｎθ へ代入すると、 δｈ＝｛（δＬａ＋δＬｂ）／２−δＬｃ｝／ｓｉｎθ となり、上式により鉛直変位測定用のレーザー距離計１
ａ、１ｂの設置位置の水平変位の誤差δＬｃの影響を低
減し、鉛直変位δｈに換算して正確な測定値が得られる
（請求項７記載の発明）。
ーザービームを投射可能なＶ字型とされ、屋根面３に取
り付けられている。レーザー距離計１は、地上レベルへ
１８０°対称な配置で２台（１ａ、１ｂ）設置する。一
方のレーザー距離計１ａの斜距離をＬａ、水平変位発生
後の斜距離の変化量をδＬａ、前記斜距離の傾斜角をθ
とする。他方のレーザー距離計１ｂの斜距離をＬｂ、
ターゲット２の水平変位発生後の斜距離の変化量をδＬ
ｂ、前記斜距離の傾斜角をθとする。更に、水平変位測
定用のレーザー距離計１ｃを前記一方の鉛直変位測定用
のレーザー距離計１ａの設置位置に設置し、前記水平変
位測定用のレーザー距離計１ｃのターゲット２ｃは他方
の鉛直変位測定用のレーザー距離計１ｂの設置位置へ取
り付ける。前記水平変位測定用のレーザー距離計１ｃと
ターゲット２ｃとの水平距離をＬ ｃとし、その変化量を
δＬｃとすると、斜距離の誤差δＬは、平均値として、
次の［数３］で求められる。 ［数３］ δＬ＝（δＬａ＋δＬｂ）／２−δＬｃ の式でδ
Ｌを求める。 上式で求めた斜距離の誤差δＬを、上記［数１］の鉛直
変位δｈの式、 δｈ＝δＬ／ｓｉｎθ へ代入すると、 δｈ＝｛（δＬａ＋δＬｂ）／２−δＬｃ｝／ｓｉｎθ となり、上式により鉛直変位測定用のレーザー距離計１
ａ、１ｂの設置位置の水平変位の誤差δＬｃの影響を低
減し、鉛直変位δｈに換算して正確な測定値が得られる
（請求項７記載の発明）。
【００３２】以上は鉛直変位の簡易測定方法について説
明したが、次に、水平変位の簡易測定方法を説明する。
上記図５で説明したターゲットの水平変位に起因する誤
差の測定方法は、請求項１０記載の発明に係る水平変位
の簡易測定方法としても成立する。即ち、ターゲット２
の水平変位量δｘは、次の［数４］で求められる（請求
項１０記載の発明）。 ［数４］ ターゲット２の水平変位発生後のレーザー距離計１ａの
斜距離の変化量δＬａ、前記ターゲット２の水平変位発
生後のレーザー距離計１ｂの斜距離の変化量δＬｂであ
るとき、δｘは、δＬａの水平線分とδＬｂの水平線分
を加算したものであるから、δｘ＝δＬａｃｏｓθ−δ
Ｌｂｃｏｓθの式が成り立つ。
明したが、次に、水平変位の簡易測定方法を説明する。
上記図５で説明したターゲットの水平変位に起因する誤
差の測定方法は、請求項１０記載の発明に係る水平変位
の簡易測定方法としても成立する。即ち、ターゲット２
の水平変位量δｘは、次の［数４］で求められる（請求
項１０記載の発明）。 ［数４］ ターゲット２の水平変位発生後のレーザー距離計１ａの
斜距離の変化量δＬａ、前記ターゲット２の水平変位発
生後のレーザー距離計１ｂの斜距離の変化量δＬｂであ
るとき、δｘは、δＬａの水平線分とδＬｂの水平線分
を加算したものであるから、δｘ＝δＬａｃｏｓθ−δ
Ｌｂｃｏｓθの式が成り立つ。
【００３３】また、上記図６で説明した鉛直変位測定用
のレーザー距離計１ａ、１ｂの設置位置が水平変位した
ときの誤差の測定方法は、請求項８記載の発明に係る水
平変位の簡易測定方法として成立する。即ち、上記水平
変位測定用のレーザー距離計１ｃと上記ターゲット２ｃ
により上記鉛直変位測定用のレーザー距離計１ａ、１ｂ
の設置位置の水平変位δＬｃを測定することができる。
よって常に正しい設置位置に調整することが可能であ
る。
のレーザー距離計１ａ、１ｂの設置位置が水平変位した
ときの誤差の測定方法は、請求項８記載の発明に係る水
平変位の簡易測定方法として成立する。即ち、上記水平
変位測定用のレーザー距離計１ｃと上記ターゲット２ｃ
により上記鉛直変位測定用のレーザー距離計１ａ、１ｂ
の設置位置の水平変位δＬｃを測定することができる。
よって常に正しい設置位置に調整することが可能であ
る。
【００３４】以上に実施形態を図面に基づいて説明した
が、本発明は、図示例の実施形態の限りではなく、その
技術的思考を逸脱しない範囲において、当業者が通常に
行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むこと
を念のために言及する。
が、本発明は、図示例の実施形態の限りではなく、その
技術的思考を逸脱しない範囲において、当業者が通常に
行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むこと
を念のために言及する。
【００３５】
【本発明が奏する効果】請求項１〜１０に記載した発明
に係る鉛直変位等の簡易測定方法及び測定装置によれ
ば、ターゲットの水平変位やレーザー距離計の設置位置
の水平変位による誤差に対応できる（水平変位の除去）
機能を備えており、設置角度の変化が小さい範囲におい
ての誤差の影響は無いに等しく、機器構成上も簡単で、
比較的安価であり、しかも設置が容易である点が優れて
いる。
に係る鉛直変位等の簡易測定方法及び測定装置によれ
ば、ターゲットの水平変位やレーザー距離計の設置位置
の水平変位による誤差に対応できる（水平変位の除去）
機能を備えており、設置角度の変化が小さい範囲におい
ての誤差の影響は無いに等しく、機器構成上も簡単で、
比較的安価であり、しかも設置が容易である点が優れて
いる。
【図１】本発明に係る鉛直変位等の簡易測定法及び測定
装置の構成を示した図である。
装置の構成を示した図である。
【図２】本発明に係る鉛直変位等の簡易測定法及び測定
装置の原理を示した図である。
装置の原理を示した図である。
【図３】本発明に係るレーザー距離計の設置位置の変位
に対する誤差原理を示した図である。
に対する誤差原理を示した図である。
【図４】一般的な測量機器等の設置位置の変位に対する
誤差原理を示した図である。
誤差原理を示した図である。
【図５】本発明に係るターゲットの水平変位の誤差の除
去原理を示した図である。
去原理を示した図である。
【図６】本発明に係るレーザー距離計設置位置の水平変
位に対する誤差の除去原理を示した図である。
位に対する誤差の除去原理を示した図である。
１ レーザー距離計 ２ ターゲット ３ 屋根面 ４ 演算処理用パソコン ５ レーザー距離計設置位置
Claims (10)
- 【請求項１】構造物の所定位置へ鉛直線に対し一定の傾
斜角でターゲットを取り付け、地上レベルには、レーザ
ー距離計を前記ターゲット面へ垂直にレーザービームを
投射可能に設置し、前記レーザー距離計の出力を演算処
理装置で演算処理して鉛直変位を求めることを特徴とす
る、鉛直変位の簡易測定方法。 - 【請求項２】構造物の所定位置へ鉛直線に対し一定の傾
斜角で設置されたターゲットと、地上レベルに前記ター
ゲット面へ垂直にレーザービームを投射可能に設置され
たレーザー距離計と、前記レーザー距離計の出力を演算
して鉛直変位を求める演算処理装置とからなることを特
徴とする、鉛直変位の簡易測定装置。 - 【請求項３】レーザー距離計の出力の初期値である斜距
離をＬ１、鉛直変位発生後の斜距離をＬ２とし、前記斜
距離の傾斜角をθとするとき、ターゲットの鉛直変位δ
ｈは、次の式 ［数１］ δＬ＝Ｌ１−Ｌ２として δｈｓｉｎθ＝δＬ δｈ＝δＬ／ｓｉｎθ により求めることを特徴とする、請求項１に記載した鉛
直変位の簡易測定方法。 - 【請求項４】ターゲットは、複数方向からレーザービー
ムを投射可能なＶ字型とし、レーザー距離計は地上レベ
ルへ１８０°対称に複数設置し、双方のレーザー距離計
で得た測定値を前記演算処理装置により平均化して水平
変位要素による影響を低減し鉛直変位を求めることを特
徴とする、請求項１に記載した鉛直変位の簡易測定方
法。 - 【請求項５】一方のレーザー距離計の出力の初期値であ
る斜距離をＬａ、水平変位発生後の斜距離の変化量をδ
Ｌａ、他方のレーザー距離計の出力の初期値である斜距
離をＬｂ、水平変位発生後の斜距離の変化量をδＬｂ、
前記各斜距離の傾斜角をθとするとき、鉛直変位δｈ
は、次の式 ［数２］ δＬ＝（δＬａ＋δＬｂ）／２として δｈ＝δＬ／ｓｉｎθ により平均化して水平変位要素による影響を低減し鉛直
変位を求めることを特徴とする、請求項４に記載した鉛
直変位の簡易測定方法 - 【請求項６】水平変位測定用のレーザー距離計を、一方
の鉛直変位測定用のレーザー距離計の設置位置へ取り付
け、前記水平変位測定用のレーザー距離計のターゲット
を他方の鉛直変位測定用のレーザー距離計の設置位置へ
取り付け、前記水平変位測定用のレーザー距離計と前記
ターゲット間の水平距離の変位を斜距離変位に換算して
鉛直変位の誤差を除去することを特徴とする、請求項４
に記載した鉛直変位の簡易測定方法。 - 【請求項７】一方のレーザー距離計の出力である初期値
の斜距離をＬａ、水平変位発生後の斜距離の変化量をδ
Ｌａ、他方のレーザー距離計の出力である初期値の斜距
離をＬｂ、水平変位発生後の斜距離の変化量をδＬｂ、
前記各斜距離の傾斜角をθとし、水平変位測定用のレー
ザー距離計とターゲットとの水平距離をＬｃとし、水平
変位発生後の距離の変化量をδＬｃとするとき、鉛直変
位δｈは、次の式 ［数３］ δＬ＝（δＬａ＋δＬｂ）／２−δＬｃとして δｈ＝δＬ／ｓｉｎθ により水平距離の変位を斜距離変位に換算することによ
り鉛直変位の誤差を除去し鉛直変位を求めることを特徴
とする、請求項６に記載した鉛直変位の簡易測定方法。 - 【請求項８】構造物の所定位置へ鉛直線に対し一定の傾
斜角で設置されたＶ字型ターゲットと、地上レベルに前
記ターゲット面へ垂直にレーザービームを投射可能に設
置されたレーザー距離計と、前記レーザー距離計の設置
位置に水平変位測定用のレーザー距離計を取り付け、他
のレーザー距離計の設置位置にターゲットを取り付け
て、前記水平変位測定用のレーザー距離計と前記ターゲ
ット間の水平距離の変位を測定することを特徴とする、
水平変位の簡易測定方法。 - 【請求項９】構造物の所定位置へ鉛直線に対し一定の傾
斜角を有し複数方向からレーザービームを投射可能なＶ
字型ターゲットと、地上レベルに前記ターゲット面へ垂
直にレーザービームを投射可能に設置されたレーザー距
離計を地上レベルへ１８０°対称に複数設置し、双方の
レーザー距離計で得た測定値から水平変位を求めること
を特徴とする、水平変位の簡易測定方法 - 【請求項１０】一方のレーザー距離計の出力の初期値で
ある斜距離をＬａ、水平変位発生後の斜距離の変化量を
δＬａ、前記斜距離の傾斜角をθ、他方のレーザー距離
計の出力の初期値である斜距離をＬｂ、水平変位発生後
の斜距離の変化量をδＬｂ、前記斜距離の傾斜角をθと
するとき、水平変位δｘは、次の式 ［数４］ δｘ＝δＬａｃｏｓθ−δＬｂｃｏｓθ により前記水平変位測定用のレーザー距離計と前記ター
ゲット間の水平距離の変位を求めることを特徴とする、
請求項９に記載した水平変位の簡易測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001060884A JP2002257545A (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 鉛直変位等の簡易測定方法及び測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001060884A JP2002257545A (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 鉛直変位等の簡易測定方法及び測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002257545A true JP2002257545A (ja) | 2002-09-11 |
Family
ID=18920252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001060884A Pending JP2002257545A (ja) | 2001-03-05 | 2001-03-05 | 鉛直変位等の簡易測定方法及び測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002257545A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006011386A1 (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-02 | Kyoto University | 変位計測方法、変位計測装置、変位計測用ターゲット及び構造物 |
| CN102798359A (zh) * | 2012-08-30 | 2012-11-28 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 非接触式倾角测量装置及方法 |
| JP5330229B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2013-10-30 | 国立大学法人京都大学 | 変位計測方法、及び変位計測装置並びに変位計測用のターゲット |
| JP2014077727A (ja) * | 2012-10-11 | 2014-05-01 | Tobishima Corp | 三次元変位計測方法及び三次元変位計測装置 |
| JP2014126390A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Railway Technical Research Institute | Ｐｃ桁の動的たわみの非接触測定方法及びその装置 |
| CN106363237A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-02-01 | 武汉工程大学 | 一种切割装置 |
| KR102008977B1 (ko) * | 2018-05-21 | 2019-08-08 | 이근호 | 터널의 내공변위 측정방법 및 이를 이용한 측정시스템 |
| CN111649720A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-09-11 | 中铁二院贵阳勘察设计研究院有限责任公司 | 一种大坡度隧道工作基点沉降的监测装置及方法 |
| CN116892910A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-10-17 | 苏州市相城检测股份有限公司 | 一种用于桩基顶面倾斜度的检测系统及方法 |
| JP7541393B2 (ja) | 2020-03-31 | 2024-08-28 | 内蒙古雷遠信息科技有限公司 | 変形測定方法およびレーダーシステム |
-
2001
- 2001-03-05 JP JP2001060884A patent/JP2002257545A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006011386A1 (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-02 | Kyoto University | 変位計測方法、変位計測装置、変位計測用ターゲット及び構造物 |
| US7535554B2 (en) | 2004-07-30 | 2009-05-19 | Kyoto University | Displacement measuring method, displacement measuring instrument, displacement measuring target and civil structure |
| JP5330229B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2013-10-30 | 国立大学法人京都大学 | 変位計測方法、及び変位計測装置並びに変位計測用のターゲット |
| CN102798359A (zh) * | 2012-08-30 | 2012-11-28 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 | 非接触式倾角测量装置及方法 |
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| JP2014126390A (ja) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Railway Technical Research Institute | Ｐｃ桁の動的たわみの非接触測定方法及びその装置 |
| CN106363237A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-02-01 | 武汉工程大学 | 一种切割装置 |
| KR102008977B1 (ko) * | 2018-05-21 | 2019-08-08 | 이근호 | 터널의 내공변위 측정방법 및 이를 이용한 측정시스템 |
| JP7541393B2 (ja) | 2020-03-31 | 2024-08-28 | 内蒙古雷遠信息科技有限公司 | 変形測定方法およびレーダーシステム |
| CN111649720A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-09-11 | 中铁二院贵阳勘察设计研究院有限责任公司 | 一种大坡度隧道工作基点沉降的监测装置及方法 |
| CN116892910A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-10-17 | 苏州市相城检测股份有限公司 | 一种用于桩基顶面倾斜度的检测系统及方法 |
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