JP2004037140A - Surveying method in pipe-jacking method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、推進工法における測量方法に係り、特に、地盤を掘削する先導体に後続して、立坑から管体を順次挿入し、これら管体を先導体の掘削に合わせて順次推進させながら埋設するときに、先導体と各管体の位置を測量するに好適な推進工法における測量方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
下水道などに用いる管体を地中に埋設するに際しては、推進工法が採用されている。この推進工法によれば、地盤を掘削する先導体(シールド機)に後続して、立坑から管体を順次挿入し、これら管体を、立坑内の推進ジャッキにより、先導体の掘削に合わせて順次前方に推進させながら埋設することができる。この場合、先導体の移動および各管体の埋設に伴って、先導体と各管体の位置を測量することが行われている。
【0003】
例えば、推進を開始する立坑内に視準用望遠鏡などを備えた測量装置を設置し、先導体に設けられた視準ターゲットを視準用望遠鏡で視準することで、先導体の位置や方向および距離などを光学的に測量する技術が知られている。また管体の途中の複数個所にそれぞれ測量装置を設置しておき、立坑側から順番に前方の測量装置を測量していくことで、最先端の先導体までの測量を行ったり、複数の測量装置を通信回線で連結し、測量装置や視準用望遠鏡の動作を制御したり、測定情報の取得などを自動的に行なったりする方法も提案されている。
【0004】
例えば、特開平11−23271号公報に記載されているように、埋設された管体の複数個所に配置された測量装置の本体頂部に、視準用の反射プリズムを固定し、相隣接する一対の測量装置において、一方の測量装置の視準用望遠鏡で、他方の測量装置の反射プリズムを視準することで、一方の測量装置を基準にした他方の測量装置の測量データを取得する方法が提案されている。
【0005】
また、特開2001−21355号公報に記載されているように、装置本体に対して垂直旋回自在に配置された測定機能部と、測定機能部に配置された光学式測距部と、光学式測距部の視準方向が含まれる垂直面内で測定機能部に配置された測距用反射部と、測定機能部に配置され、光学式測距部の視準方向と同じ向きに測角用光線を照射する測角光照射部と、測定機能部で測角光照射部に隣接して配置され、測角用光線を受光する測角光受光部とを備えたものが提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記各従来技術においては、管体内に配置されたいずれかの測量機で測量に伴うエラーが発生したときのことについては十分配慮されていない。例えば、いずれかの測量機の視野内に複数の反射プリズムに相当するものが存在することに伴ってエラーが発生した場合、最も早く受光した反射プリズムからの反射光を測定点として認識し、認識した測定点に対して測距・測角を行ったり、あるいは複数の反射プリズムを測定点として各測定点に対して測距・測角して複数の測定点に関するデータを取ったりすることがある。このため、測定すべき反射プリズム以外の反射プリズムの測距・測角値を表示してしまったり、複数の反射プリズムの測距・測角値がでて、測定できないことが生じる。
【0007】
このような場合、測距・測角を行っても正確な測量結果が得られないことが多く、しかも、エラーの発生原因が分からないときには、直径70cm〜1.5m程度の管体内を作業員が中腰や這った状態でエラーの発生した測量機まで行って、エラーの原因を確認した上で、再度作業員が測量機を使って測距・測角をしなければならず、測量作業が面倒である。しかも、狭い管体内を作業員が移動することは重労働である。
【0008】
本発明は、従来技術の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、測量エラーが発生したときでも管体内に作業員が入ることなく、測量エラーに対応することができる推進工法における測量方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1に係る推進工法における測量方法においては、地盤を掘削する先導体に後続して、立坑から管体を順次挿入し、これら管体を前記先導体の掘削に合わせて順次推進させながら埋設するとともに、前記先導体と各管体の位置を測量するに際して、前記先導体に反射プリズムを設置するとともに、前記立坑内に基準ターゲットを設置し、前記管体のうち指定の管体内と前記立坑内に、望遠鏡で捉えた測定対象物を撮像する撮像装置と前記測定対象物に向けて照明光を照射する照明装置とを備えた自動視準型トータルステーションをそれぞれ設置するとともに、前記各トータルステーションに反射プリズムを設置し、さらに前記立坑外に前記各トータルステーションと情報の授受を行う計測制御機を設置し、前記立坑内のトータルステーションにおいて、前記計測制御機からの指令により、前記基準ターゲットと前記立坑に隣接して設置された管体内のトータルステーションの反射プリズムをそれぞれ視準して、前記立坑内のトータルステーションと前記基準ターゲットまたは前記反射プリズムとを結ぶ各直線の水平狭角および前記立坑内のトータルステーションと前記反射プリズムまでの距離を算出し、前記立坑に隣接して設置された管体から前記先導体に続いて設置された管体までの管体のうち指定の管体内のトータルステーションにおいては、前記計測制御機からの指令により、前方の反射プリズムと後方の反射プリズムをそれぞれ視準して、各トータルステーションと前方の反射プリズムまたは後方の反射プリズムとを結ぶ各直線の水平狭角および各トータルステーションと前方の反射プリズムまでの距離を算出し、前記各算出結果と前記各トータルステーションの撮像による画像をそれぞれ前記計測制御機に転送して、前記計測制御機に各トータルステーションの撮像による画像を表示するように構成した。
【0010】
(作用)立坑と管体内に設置されたトータルステーションは、立坑外の計測制御機からの指令を基に測距・測角を行なうとともに、測量結果と測定対象物に関する画像を計測制御機に転送するようにしているので、いずれかのトータルステーションで測量エラーが発生しても、その発生原因を立坑外の計測制御機で把握することができるとともに、立坑外の計測制御機から測量エラーの生じたトータルステーションに対して、測量エラーに対処するための指令を送ることができる。
【0011】
このため、測量エラーが発生したときには、管体内に作業員が入ることなく、測量エラーに対応することができる。
【0012】
請求項2においては、請求項1に記載の推進工法における測量方法において、前記各トータルステーションを自動整準台で支持するように構成した。
【0013】
(作用)各トータルステーションを自動整準台で支持することで、振動が生じても各トータルステーションを常に水平に維持することができる。
【0014】
請求項3においては、請求項1または2に記載の推進工法における測量方法において、前記各トータルステーションは、前記撮像装置の撮像による画像を処理して測定点を弁別し、弁別した測定点を前記望遠鏡の視準軸に自動的に一致させる自動視準を実行するように構成した。
【0015】
(作用)撮像装置の撮像による画像を処理して測定点を弁別することで、測定点を望遠鏡の視準軸に自動的に一致させることができる。
【0016】
請求項4においては、請求項1または2に記載の推進工法における測量方法において、前記各トータルステーションに設置する反射プリズムを、前記各トータルステーションの鉛直軸の中心線上を浮上点とする一対のプリズムで構成し、前記一対のプリズムのそれぞれの光軸が望遠鏡の視準軸と平行で光線の入射方向が互いに180度異なる方向を向くように設置した。
【0017】
(作用)反射プリズムが光線の入射方向が180度異なる一対のプリズムで構成されているので、各トータルステーションの反射プリズムを反転することなく、各トータルステーション間で測距・測角を行なうことができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0019】
図1は、本発明の一実施例であって、推進工法における測量方法に適用された測量機110の全体構成を説明するブロック図であり、図2は、この測量機の光学系と自動視準装置を説明する図であり、図3は、この測量機の背面図であり、図4は、この測量機の自動視準装置に用いられる十字形ラインセンサを説明する図である。
【0020】
本実施例の測量機110の望遠鏡46は、図1、図2及び図3に示したように、測定対象物を高倍率で撮像する撮像装置として視準カメラ光学系47の他に、測定対象物を低倍率の広い視野で撮像する撮像装置として広角カメラ光学系89を備えている。そして、この測量機110は、図3に示したように、整準台40上に水平回転可能に水平回転軸43を取り付け、この水平回転軸43に一体化した水平回転部42の一対の柱部44間に垂直回転可能に望遠鏡46を取り付けている。
【0021】
また、整準台40は、自動整準台として架盤34、定盤35、3本の整準ねじ部36を備えており、3本の整準ねじ36のうち2本の整準ねじ36は回転駆動軸として、駆動モータ(図示省略)に連結されている。定盤35上部には水平回転部42が固定され、架盤34は三脚またはベース盤(図示省略)に固定されるようになっている。さらに定盤35の縁には、制御回路が内蔵されたX−Y座標傾斜センサ(図示省略)が固定されている。この傾斜センサは、定盤35のX軸、Y軸回りの傾斜量(θx、θy)を検出し、この検出出力を、2本の整準ねじ36に設けられた駆動モータに供給するようになっている。各駆動モータは傾斜量を0にする方向に整準ねじ36を回転駆動し、定盤35を自動的に水平状態に維持するように構成されている。すなわち、測量機110を設置した際に、測量機110本体が振動などで傾いたときでも常に水平状態を保つことができるように構成されている。
【0022】
本実施例の測量機110は、望遠鏡46で捕らえた測定対象物を撮像する撮像装置と、測定対象物に向けて照明光を照射する照明装置を有する自動視準型トータルステーションとして、図1に示したように、測定点までの距離を測定する測距部(光波距離計)48と、望遠鏡46の水平角を測定する水平測角部(水平エンコーダ)50と、望遠鏡46の垂直角を測定する垂直測角部(垂直エンコーダ)52と、望遠鏡46の水平角を制御する水平制御部(水平サーボモータ)54と、望遠鏡46の垂直角を制御する垂直制御部(垂直サーボモータ)56と、これら各部を制御するとともに測定結果を算定するためのCPU(演算制御部)58とを備えている。もちろん、望遠鏡46は、手動で容易に回転させることもできる構成としている。
【0023】
さらに、本実施例の測量機110は、各カメラ光学系47、89で得た画像からノイズを除去して鮮明な画像にするとともに、測定対象物の輪郭や測定点等を弁別する画像処理装置60と、各カメラ光学系47、89から得た画像を表示するとともに画像上に種々の情報等を重ね合わせるスーパーインポーズ装置62と、タッチペン68又は指等の測定点指定手段で触れることにより測定点を指定したり、各種データやコマンド等を入力することができるタッチパネルディスプレイ64と、測量機110とは別体の計測制御機(パーソナルコンピュータ)65等の外部機器とのデータ入出力のための入出力装置66とを備える。
【0024】
画像処理装置60とスーパーインポーズ装置62は、測量機110の内部に取り付けられ、タッチパネルディスプレイ64は、水平回転部42の下部背面に取り付けられる。タッチパネルディスプレイ64は、各カメラ光学系47、89により撮像された画像を表示するだけでなく、広角カメラ光学系又は視準カメラ光学系の視準軸(光軸)O1、Oの方向を示すレクチル線(十字線)92、各種のコマンドを入力するためのアイコン、データを入力するためのテンキー、測距部48や測角部50、52で得た測定結果等もスーパーインポーズ装置62により重ねて表示できるようになっている。
【0025】
もちろん、タッチパネルディスプレイパネル64の代わりに、普通の液晶ディスプレイ等の表示装置と、種々のコマンドやデータ入力のためのキーボードとを別体にして備え、測定点指定手段としては、カーソル移動キー、マウス、トラックボール、ジョイスティック等を用いてもよい。また、本実施例の測量機110は、測距部48と測角部50、52を有し、トータルステーションと同じ機能を有しているが、ターゲットの大きさは既知であるから、測角部50,52を有していれば、広角カメラ光学系89で撮像されたターゲット像の大きさに基づいて距離を求めているので、必ずしもトータルステーションと同じ機能を必要とするものではない。
【0026】
広角カメラ光学系89は、広角レンズ87と広角CCDカメラ素子88からなり、広角カメラ光学系89の光軸O1は、視準カメラ光学系47の視準軸Oに平行に構成されている。また、広角CCDカメラ89は、合焦レンズ19’を含むズーム装置を備え、ターゲットの遠近を調整するズーム型自動焦点機構を備えている。もちろん、小型化や価格抑制等のためには、ズーム装置を省くことができ、又は、広角カメラ光学系89そのものも省くこともでき、さらに、広角CCDカメラ素子88の代わりに、その他の適当な撮像装置を用いてもよい。
【0027】
視準カメラ光学系47は、視準軸O上に、対物レンズ11、反射プリズム70、ダイクロイックミラー72、ビームスプリッタ120、視準CCDカメラ素子45を設置している。また、視準カメラ光学系47は、測距光を出射する赤外線LED等の発光素子74と、この測距光を集光する集光レンズ76と、集光された測距光を反射プリズム70に向けて反射するダイクロイックミラー78とで構成される測距部光学系を有し、この測距部光学系の光軸O2は、視準軸Oと共役の光学系で視準軸Oと同軸光学系とされる。さらに、視準カメラ光学系47は、可視光で照明するLED等の光源80と、この照明光を集光する集光レンズ82と、集光された照明光を反射プリズム70に向けて反射するミラー84とで構成される照明装置を有し、この照明装置の光軸O3は、視準軸Oと共役の光学系で視準軸Oと同軸光学系とされる。
【0028】
さらに、視準カメラ光学系47は、ターゲットで反射された測距光がダイクロイックミラー72で反射して入射するフォトダイオード等の受光素子86と、ターゲットで反射された照明光を2つに分けるビームスプリッタ120と、ビームスプリッタ120で2つに分けられた一方の照明光が合焦レンズ19を経て、照明されたターゲット像を結像し、この結像をデジタル画像に変換する視準CCDカメラ素子45と、他方の照明光の入射位置を認識する十字形ラインセンサ122とを備えている。もちろん、視準CCDカメラ素子45の代わりに、その他の適当な撮像装置を用いてもよく、十字形ラインセンサ122の代わりに4分割センサ等の適宜センサを用いてもよい。
【0029】
照明光としては赤外線レーザ光でもよいが、レーザ光では広角CCDカメラ素子88の視野全体を照明しにくいので、本実施例では、視野全体に照明光が広がり易いように、LED等の光源80による可視光の照明光を出射する照明装置を備えた。このため、屋内の暗所で測定した場合には、ターゲットで反射された照明光を作業員が視認し易く便利である。また、本実施例では、光源80をCPU58からのON/OFF切り換え指令により点滅可能にしている。もちろん、適当な変調回路により光源80を点滅可能にしてもよい。光源80を点滅させると、暗所で直接見るターゲットも、タッチパネルディスプレイ64上のターゲット像も点滅するので、いっそうターゲットを視認し易く測定点の指定が容易になる。
【0030】
さて、発光素子74からの出射された測距光(LED又は赤外線レーザ光)は、集光レンズ76、ダイクロイックミラー78、反射プリズム70、対物レンズ11を経て、測定対象物のターゲットに向けて送光される。そして、ターゲットで反射された測距光は、今来た光路を逆進し、対物レンズ11を透過して、ダイクロイックミラー72で直角方向へ反射され、受光素子86へ入射する。ターゲットまでの距離は、従来と同様に、発光素子74から図示しない光ファイバーにより直接受光素子86へ入射する参照光と、ターゲットで反射してから受光素子86へ入射する測距光の位相差から算出される。
【0031】
一方、光源80から出射された照明光は、集光レンズ82、ミラー84、反射プリズム70、対物レンズ11を経て、測定対象物の測定点に設置されたターゲットに向けて送光される。そして、ターゲットで反射された照明光は、今来た光路を逆進し、対物レンズ11とダイクロイックミラー72とを透過して、ビームスプリッタ120により2つに分けられ、分割された光の一方は合焦レンズ19を経て、照明されたターゲット像を結像するべく視準CCDカメラ素子45へ入射して、この結像がデジタル画像に変換され、分割された光の他方は十字形ラインセンサ122に集光される。
【0032】
ところで、本実施例では、測定点を視準カメラ光学系47の視準軸O上に位置させるための自動視準装置69として、視準CCDカメラ素子45、CPU58、画像処理装置60、水平制御部54、垂直制御部56からなる第1の自動視準装置と、十字形ラインセンサ122、CPU58、水平制御部54、垂直制御部56からなる第2の自動視準装置と、広角CCDカメラ素子88、CPU58、画像処理装置60、水平制御部54、垂直制御部56、図示しないズーム装置とからなる予備視準装置とを備えている。
【0033】
まず、視準CCDカメラ素子45を有する第1の自動視準装置について、図2及び図6に基づいてさらに詳細に説明する。視準CCDカメラ素子45の受光部の中心は、視準カメラ光学系47の視準軸Oと一致するようにされていて、視準軸Oに沿う光線が視準CCDカメラ素子45の受光部の中心に入射するので、図6に示したように、タッチパネルディスプレイ64上において、視準軸Oとターゲット像90との水平方向偏差hと垂直方向偏差vは、視準軸Oとターゲット方向のなす角に対応する。そこで、両偏差h、vをともに0とすることによりターゲットを自動視準することができる。
【0034】
このため、視準CCDカメラ素子45からの画像信号は、図示しない信号処理部(増幅器、波形整形器、A/D変換器等)を経て、CPU58に入力される。CPU58は、画像処理装置60に、視準CCDカメラ素子45で得た画像から測定対象物の輪郭やターゲット像90を弁別し、これらをタッチパネルディスプレイ64上に表示させる。また、レチクル線92も、タッチパネルディスプレイ64の中心に表示され、レクチル線92の交点は、視準軸Oと一致するようになっている。ここで、タッチパネルディスプレイ64上の指定したいターゲット像90にタッチペン68で触れると、CPU58は、タッチペン68で触れた点と視準軸Oとの間の水平方向偏差hと垂直方向偏差vとを求め、これら両偏差h、vに応じた制御信号を夫々、水平制御部54、垂直制御部56に送る。すると、両制御部54、56は、両偏差h、vに応じた制御信号により望遠鏡46(水平回転部42)を回転させ、タッチペン68で触れた点、すなわち指定したターゲット像90を視準軸O上に移動させる。こうして、ターゲット像90が視準軸O付近に移動すると、CPU58は、指定されたターゲット像90を認識し、その後は、ターゲット像90と視準軸Oとの間の水平方向偏差hと垂直方向偏差vとを求め、これら両偏差h、vに応じた制御信号を夫々、水平制御部54、垂直制御部56に送って自動視準を行う。
【0035】
次に、十字形ラインセンサ122を有する第2の自動視準装置について、図2及び図4に基づいて説明する。十字形ラインセンサ122は、図4に示したように、2本のラインセンサ123、124を十字形に組み合わせたもので、その中心125を視準カメラ光学系の視準軸Oに沿う光線が入射する位置と一致させておく。両ラインセンサ123、124からの出力信号は、図示しない信号処理部(増幅器、波形整形器、A/D変換器等)を経て、CPU58に入力される。CPU58は、両ラインセンサ123,124の各受光部分126、127夫々の中点128、129を求めることにより、十字形ラインセンサ122の中心125に対する光源80の反射光の照射スポット130の中心131の水平方向偏差h1と垂直方向偏差v1を求める。両偏差h1、v1は、視準軸Oとターゲット方向のなす角に対応するので、CPUは、両偏差h1、v1に応じた制御信号を夫々、水平制御部54、垂直制御部56に送り、両偏差h1、v1をともに0とするように望遠鏡を回転させることにより、ターゲットを自動視準する。この第2の自動視準装置には、十字形ラインセンサ122以外にも、4分割光センサ等、従来用いられていた適宜センサを用いることができる。
【0036】
次に広角CCDカメラ素子88を有する予備視準装置について、図2に基づいて説明する。広角CCDカメラ素子88の受光部の中心は、広角カメラ光学系89の視準軸O1と一致するようにされていて、その視準軸O1に沿う光線が広角CCDカメラ素子88の受光部の中心に入射するので、広角CCDカメラ素子88で得た画像も、前述の視準CCDカメラ素子45で得た画像と同様に処理して自動的に視準を行うことができる。ただし、広角カメラ光学系89の視準軸O1は、視準カメラ光学系89の視準軸Oと平行に距離dだけずれているうえ低倍率であるので、予備視準装置は最初に望遠鏡46を略ターゲット付近に向ける予備視準のために用いられ、最終的には視準CCDカメラ素子45を含む第1の自動視準装置、又は十字形ラインセンサ122を含む第2の自動視準装置を用いて高精度に自動視準する。
【0037】
前述の第2の自動視準装置は主に屋外で測定するときに用いられ、前述の第1の自動視準装置は主に屋内の暗所で測定するときに用いられる。この理由は、第1の自動視準装置は、日中に屋外で測定すると、自然光の強い外乱を受けて測定ミスが出やすが、第2の自動視準装置は外乱に強いからである。
【0038】
大型構造物の各測定点の位置を計測するには、次のような方法をとる。図5に示したように、大型構造物である測定対象物100は、自然光の外乱を避けるため、計測室102内の暗所に設置され、多数の測定点に夫々ターゲット(反射プリズムシートに十字線を設けたもの)104を取り付ける。計測室102の床106等には、基準点を示すためのターゲット108と、各ターゲット104、108の位置を測定するための測量機110が設置される。
【0039】
最初に、1台の測量機110のみを使用する測定方法を説明する。まず、測量機110を所定位置に設置し、測量機110のメインスイッチをONとして、図6に示したように、広角カメラ光学系89により得られた測定対象物100の像とレクチル線92をタッチパネルディスプレイ64上に表示させる。この際、光源80を点灯させるとともに点滅させると、ターゲット104、108は光が来た方向のみに光を反射するので、タッチパネルディスプレイ64上でターゲット像90が特に明るく表示されるとともに点滅するので、作業者はターゲット像90が視認し易くなり、これ以後の測定作業容易にしている。また、画像処理装置60もターゲット像90を認識し易く、画像処理も容易になる。
【0040】
次に、タッチパネルディスプレイ64上に表示されたターゲット像(測定点又は基準点)90にタッチペンで触れて、測定するターゲット104、108を指定する。すると、予備視準装置が働いて、図7に示したように、タッチパネルディスプレイ64上で視準軸Oを示すレクチル線92の中心と指定したターゲット像90が一致するまで、望遠鏡46を回転させ、指定したターゲット像90を画面中央に移動させていく。
【0041】
こうして、指定したターゲット104又は108が略視準されると、さらに正確に視準するために、広角カメラ光学系89から視準カメラ光学系47にプログラムで自動的に切り換え、図8に示したように、タッチパネルディスプレイ64にターゲット像90とレクチル線92を表示する。ここで、ターゲット104又は108が第1又は第2の自動視準装置により正確に自動視準されると、自動的に距離測定を行うとともに、水平角及び垂直角も測定する。このさい、これらの測定値は、指定された座標系上の座標に変換され、図示しない適当な記録媒体にも記録される。
【0042】
前述の測定方法の手順を図9のフローチャートと、図10−図17に示したタッチパネルディスプレイ64に表示された画像に基づいて、さらに詳細に説明する。ただし、以下の図面では、説明を簡単にするため、タッチパネルディスプレイ64上には、ターゲット104の像90と視準方向を示すレクチル線92のみを示す。
【0043】
まず、測量機110を所定位置に設置し、測量機110の図示しないメインスイッチをONとして、ステップS0に進み、図10に示したように、広角カメラ光学系89を最も広角として測定対象物100(図示省略)とターゲット像90と画像上のレクチル線92をタッチパネルディスプレイ64に表示させる。このとき、図示しないオートフォーカス制御装置により、合焦レンズ19’の位置を調整してターゲット104、108に焦点が合わせられる。また、レクチル線92の中心は、望遠鏡46を上下左右に回転させても、広角カメラ光学系89又は視準カメラ光学系47の視準軸Oを常に示している。このため、以下、レクチル線の中心にも符号Oを付す。
【0044】
次に、ステップS1に進み、タッチパネルディスプレイ64に表示された測定点に位置するターゲット像90にタッチペン68で触れることにより、測定しようとするターゲット104、108を指定する。もし、測定しようとするターゲット104、108がタッチパネルディスプレイ64上に表示されていないときは、測定点がある方向に測量機110の望遠鏡46を手動で向けて、測定点をタッチパネル64上に表示するようにして、測定するターゲット104,108を指定する。尚、タッチパネルディスプレイ64上の適当な点にタッチペン68で触れると、後述するように、この点をタッチパネルディスプレイ64の中心へ移動することができ、それまで表示されていなかった測定点をタッチパネルディスプレイ64上に表示させることもできる。
【0045】
測定するターゲット104、108を指定すると、ステップS2に進み、予備視準装置が働き、CPU58により、図11に示したように、タッチペン68で触れた点とレクチル線の中心Oとの水平偏差hと垂直偏差v(ピクセル数で表す。)を検出する。次に、ステップS3に進み、両偏差h,vを水平制御部54と垂直制御部56に送り、両制御部54、56を作動させ、両偏差x、yがともに0となるように望遠鏡46を回転させ、図12に示したように、タッチペン68で触れた点をタッチパネルディスプレイ64の画面中央のレクチル線92の中心Oに移動させる。これで、指定されたターゲット像90は、略レクチル線92の中心O上に移動するので、CPU58によって確実に認識される。
【0046】
ところで、タッチペン68でターゲット像90の中心O’に正確に触れることは困難なため、図12に示したように、ターゲット像90の中心O’がレクチル線92の中心Oに一致しないことがある。そこで、ステップS4に進み、予備視準装置は、さらに正確にターゲット像90の中心O’とレクチル線の中心Oとを一致させるために、光源80を点灯して照明光を出射し、ターゲット104の結像を受光し、ターゲット像90の位置、すなわち、ターゲット像90の中心O’とレクチル線92の中心Oとの水平偏差hと垂直偏差vを検出する。両偏差h、vが求まると、光源80を消灯する。それから、ステップS5に進み、両偏差h、vを水平制御部54と垂直制御部56に送り、両制御部54、56を作動させ、両偏差h、vがともに0となるように望遠鏡46を回転させ、図13に示したように、指定したターゲット像90の中心をレクチル線92の中心O上へ移動させ、暫定的な予備視準を行う。
【0047】
この予備視準を終了すると、さらに正確に視準するため、ステップS6に進み、広角カメラ光学系89を小幅ズームアップする。小幅にズームアップするのは、一度に最大倍率までズームさせると、視準誤差等によりターゲット104が視野から外れ、自動視準ができなくなる恐れがあるからである。広角カメラ光学系89をズームアップすると、図14に示したように、ターゲット像90の中心O’とレクチル線92の中心Oがわずかにずれていることが普通である。そこで、ステップS7に進み、ステップS4と同様に、光源80を点灯して、再びターゲット像90の位置を検出し、この後に光源80を消灯する。そして、ステップS8に進んで、ステップS5と同様に両制御部54、56を作動させ、図15に示したように、ターゲット像90の中心O’をレクチル線92の中心O上へ移動させる暫定的な予備視準を行う。
【0048】
それから、ステップS9に進み、広角CCDカメラ素子88が最大倍率になったか否かを調べる。広角CCDカメラ素子88が、最大倍率に達していないときは、ステップS6に戻るが、最大倍率になっているときは、ステップS10に進み、光源80を点灯して、ターゲット104までの距離測定を行い、この後に光源80を消灯する。この距離測定には、ターゲット104の大きさが既知であることを利用し、タッチパネルディスプレイ64上のターゲット像90の大きさから距離を算定する。
【0049】
ターゲット104までの距離が求まると、ステップS11に進み、この距離と、両カメラ光学系47、89の視準軸間の距離dとから、視準カメラ光学系47の視準軸O上にターゲット104が位置するように、望遠鏡46の向きの調整角を計算し、望遠鏡46の向きを調整する。そして、さらに正確に視準するため、ステップS12に進み、図16に示したように、ターゲット像90がレクチル線92の中央のエリアに入った時、広角カメラ光学系89から高倍率の視準カメラ光学系47にプログラムで自動的に切り換え、合焦レンズ19の位置を調整してターゲット104に焦点を合わせる。このときの視準カメラ光学系47のフォーカス制御には、ステップS10の距離計測で求めた距離を用いる。
【0050】
次に、ステップS13に進み、ステップS4と同様に、光源80を点灯して、ターゲット像90の位置を検出する。そして、ステップS14に進み、ステップS5と同様に再び、両制御部54、56を作動させ、第1の自動視準装置により暫定的な自動視準を行う。次に、ステップS15に進み、光源80を消灯して、測距部(光波距離計)48によりターゲット104までの正確な距離を求め、この距離を用いて、ターゲット104に正確にフォーカスを合わせる。それから、ステップS16に進み、ステップS4と同様に、光源80を点灯して、ターゲット像90の位置を検出する。そして、ステップS17に進み、ステップS5と同様に、両制御部54、56を作動させ、第1の自動視準装置により最終的な自動視準を行い、図17に示したように、ターゲット像90の中心O’をレクチル線の中心O上に正確に位置させる。
【0051】
それから、ステップS18に進み、ターゲット像90の中心O’が正確にレクチル線92の中心O上にあるか否か、すなわちターゲット像90の中心O’とOとの水平偏差hと垂直偏差vが所定範囲内(たとえば、両制御部54、56のサーボモータの制御精度以下)か否か調べる。両偏差h、vがともに所定範囲内のときは、ステップS19に進んで、光源80を消灯して、測距部(光波距離計)48によりターゲット104までの距離を求め、同時に水平測角部50と垂直測角部52により望遠鏡46の水平角と垂直角を求める。これらの角度は、光学式エンコーダによって求められる。座標系が指定してあれば、これらの距離と角度(極座標)を指定された座標系(例えば、直交座標系)の座標に変換する。一方、ステップS18において、両偏差h、vがともに所定範囲外のときは、ステップS16に戻る。
【0052】
前述した測定においては、光源80は、ステップS4、S7、S13、S16で測定点の位置を検出するときと、ステップS10で距離算出するときにのみ点灯するだけで、測距部48で距離を測定するステップS15、S19では必ず消灯しているので、光源80による照明光が距離測定に誤差を与えることがない。このように、光源80が必要時に短時間のみ点灯されるので、省電力の測量機が得られる。
【0053】
こうして、1つの測定点又は基準点の測定を完了すると、再び、広角カメラ光学系89に切り換えられ、図6に示したような画像が表示されるので、次に測定したいターゲット像90をタッチペン68で指定する。以下同様に、順次ターゲット104、108の位置を計測していく。
【0054】
一方、図示しない自動計測スイッチをONとすると、CPU58は、測定対象物100に取り付けられたターゲット104と、基準点を示すターゲット108を端から端まで自動的に順番に指定していき、前述の測定を全部自動的に行うようになっている。この場合は、予め測定点及び基準点の座標を計測制御機65等の外部機器から入力しておくことにより、効率的に自動測定できるようにしている。
【0055】
こうして、1個所で前述の測定を終了すると、測量機110を次の個所へ移動させ、前述のように、ターゲット104、108を端から端まで測定していき、このような測定を予定した個所全部で行う。こうして、すべての予定個所での測定を終了した後に、この測定結果をタッチパネルディスプレイ64に表示するとともに、図示しない適当な記録媒体に記録して測定を終了する。
【0056】
以上は、1台の測量機のみで計測する方法を説明したが、通常は、計測室102の床106には複数の測量機110を設置し、これらの測量機110と観測室112内に設置されたディスプレイ(画像表示装置)を備えた計測制御機(パーソナルコンピュータ)65との間を電源ケーブル116と映像ケーブル117と通信ケーブル118で接続して、各測量機110を計測制御機65により遠隔操作するとともに、各測量機110で得た映像や測定結果は直ちに計測制御機65に送って、能率的に測定できるようにしている。もちろん、計測制御機65をもっと離れた事務所等に設置し、適当な通信装置(電話、携帯電話、無線機等)を介して、各測量機110と計測制御機65とを接続してもよい。
【0057】
このような測量機110を遠隔操作する場合、1つの測量機110に計測制御機65から計測開始指令を送ると、この測量機110のメインスイッチがONとなり、この測量機110は、広角CCDカメラ素子88により得られた測定対象物100の映像を計測制御機65に送ってくるので、計測制御機65のディスプレイに測定対象物100の像が表示される。計測制御機65は、測量機110と同じ計測制御プログラムを内蔵しているから、後は前述した測量機110で行った方法と同様にして、ターゲット104、108を端から端まで測定していく。この測量機110での全ての測定を終了すると、この測量機110のメインスイッチをOFFとし、次の測量機110に計測開始指令を送り、以下、同様にして、全ての測量機110での測定を行う。全ての測量機110での測定を終了すると、計測制御機65は、この測定結果をディスプレイに表示するとともに、適当な記録媒体に測定結果を記録し、必要により測定結果を印字して計測を終了する。
【0058】
屋外で測定する場合は、視準CCDカメラ素子45で得た画像から自動視準すると、自然光の強い外乱等により誤視準を起こし易いので、CPU58は、視準CCDカメラ素子45又は広角CCDカメラ素子88で得た背景の明るさが所定値以上のときは、視準CCDカメラ素子45により背景明るさを判断して、プログラムにより自動的に十字型ラインセンサ122を用いる第2の自動視準に切り替えるようになっている。この場合でも、計測制御機65のディスプレイ又は測量機110のタッチパネルディスプレイ64上で、広角CCDカメラ素子88で得た広い視野の画像からターゲット像90を指定するだけで、自動視準がなされるようになっている。
次に、測量機110を用いて推進工法における測量を行うに際しては、まず、図3仮想線で示すように、前記した測量機110の頂部に、一対の反射プリズム32,33を備えたプリズムユニット31(図3仮想線参照)を取着した測量機110Aを複数台用意する。
【0059】
即ち、測量機110の柱部44の上部側には取っ手30が設けられており、この取っ手30にプリズムユニット31がねじ締結などの固定手段(図示せず)によって固定されている。
【0060】
プリズムユニット31は、矩形状の枠体31a内に上下一対の反射プリズム32,33が一体化されたもので、反射プリズム32,33のそれぞれの光軸が望遠鏡46の視準軸と平行で、各反射プリズム32、33の光線の入射面が180°異なる方向となるように配置されている。例えば、上方の反射プリズム32は、光線の入射面が前方(望遠鏡の対物レンズ11配置側)を向くように配置され、下方の反射プリズム33は、光線の入射面が後方(望遠鏡の対物レンズ11配置側と反対側)を向くように配置されている。
【0061】
そして各反射プリズム32、33の浮上点が測量機110の鉛直軸(垂直軸)の中心線上になるように各反射プリズム32、33の位置関係が設定されている。すなわち、各反射プリズム32、33の浮上点を鉛直軸の中心線上に一致させておくことで、各反射プリズム32、33が正対されていなくても誤差なく測角値が測定できるようになっている。ただし、測距値は、プリズム定数を加えることにより、正確に測定できる。
【0062】
なお、プリズムユニット31としては、反射プリズム32、33のうち一方の反射プリズムのみで構成することもできるが、反射プリズムを反射ターゲットとして用いる場合には、反射プリズムを単独で、または反射プリズムを一体化した測量機を所定の方向に回転させる必要がある。
【0063】
さらに、前記した複数台の測量機110Aの他に、図18に示すように、計測制御機65と映像切替機38をそれぞれ1台用意し、電源ケーブル116と映像ケーブル117及び通信ケーブル118を含むケーブル120を介して各測量機110Aを接続するとともに、各測量機110Aと計測制御機65および映像切替機38を接続する。そして計測制御機65と映像切替機38を立坑20から離れた位置に配置する。
【0064】
次に、推進工法における測量方法を図19にしたがって説明する。本実施例においては、立坑20に隣接して掘削されたトンネル21内に複数本の管体22が埋設され、先端側の管体22の先端部に地盤を掘削する先導体23が配置されているときの測量方法について説明する。
【0065】
まず、測量を開始するに先立って、先導体23の後端部に反射プリズム33Aを後方に向けて設置するとともに、立坑20内に基準ターゲット24を設置し、さらに第1のトータルステーションT1Aとしての測量機110Aを立坑20内に設置する。さらにトータルステーションT1Aと反射プリズム33Aとの間には、トータルステーションT1Aから視準できるように、第2のトータルステーションT2Aとしての測量機110Aを設置する。さらに第2のトータルステーションT2Aおよび反射プリズム33Aを視準できるように、第3のトータルステーションT3Aとしての測量機110Aを設置する。
【0066】
次に、作業員の遠隔操作により、計測制御機65から各トータルステーションT1A〜T3Aに対して、測量を行うための指令が送信されると、まず、トータルステーションT1Aにおいて、基準ターゲット24とトータルステーションT2Aのプリズムユニット31(後方を向く反射プリズム33)をそれぞれ自動視準する処理が実行される。この場合、第1の自動視準装置または第2の自動視準装置を用いて、前述したステップS12からステップS18(図9参照)までの処理を行い、基準ターゲット24またはトータルステーションT2Aの反射プリズム33を自動的に視準する。自動視準が行われたあとは、照明用光源(照明装置)を消灯し、発光素子74からの測距光を基準ターゲット24またはトータルステーションT2Aの反射プリズム33に向けて照射し、測距部48、垂直測角部52、水平測角部50の処理により測距・測角を行い、トータルステーションT1Aと基準ターゲット24とを結ぶ直線と、トータルステーションT1AとトータルステーションT2A(の反射プリズム33)とを結ぶ直線との間の水平挟角αを算出するとともに、トータルステーションT1AからトータルステーションT2A(の反射プリズム33)までの距離Sを算出する。
【0067】
次に、トータルステーションT2Aにおいて、トータルステーションT1Aのプリズムユニット31(の前方を向く反射プリズム32)とトータルステーションT3Aのプリズムユニット31(の後方を向く反射プリズム33)をそれぞれ自動視準する。この場合も、第1の自動視準装置または第2の自動視準装置を用いて、前述したステップS12からS18までの処理を行って自動視準を行う。自動視準が行われたあとは、測距部48、垂直測角部52、水平測角部50の処理により測距・測角を行い、トータルステーションT2AとトータルステーションT1Aとを結ぶ直線と、トータルステーションT2AとトータルステーションT3Aとを結ぶ直線との間の水平挟角α1を算出するとともに、トータルステーションT2AとトータルステーションT3Aとを結ぶ距離S1を算出する。
【0068】
次に、トータルステーションT3Aにおいて、トータルステーションT2Aのプリズムユニット31(の前方を向く反射プリズム32)と先導体23の反射プリズム33Aをそれぞれ自動視準する。この場合も、第1の自動視準装置または第2の自動視準装置を用いて、前述したステップS12〜ステップS18までの処理を行ってプリズムユニット31を自動的に視準する。そして自動視準が行われたあとは、トータルステーションT2Aのプリズムユニット31(の前方を向く反射プリズム32)に対する測距・測角を行うとともに、先導体23の反射プリズム33Aに対する測距・測角を行い、トータルステーションT3AとトータルステーションT2Aとを結ぶ直線と、トータルステーションT3Aと先導体23の反射プリズム33Aとを結ぶ直線との間の水平挟角α2を算出するとともに、トータルステーションT3Aと先導体23の反射プリズム33Aまでの距離S2を算出する。
【0069】
各トータルステーションT1A、T2A、T3Aで算出された測量結果は、ケーブル120を介して映像切替機38と計測制御機65に伝送される。そして作業者の操作により、計測制御機65によって各トータルステーションT1A〜T3Aからの映像を切替えるための操作が行われると、映像切替機38によって指定したトータルステーションからの映像に切替えられ、切替えられた画像が計測制御機65の画面上に順次表示される。さらに、各トータルステーションの測量結果も計測制御機65のディスプレイ上に表示される。
【0070】
このように、本実施例においては、各トータルステーションT1A〜T3Aと計測制御機65との間で情報の授受が行われるようになっているため、測量結果にエラーが発生した場合、例えば、トータルステーションT1AとT2Aの中間地点を視準したり、目標の反射プリズムとは異なる他の反射プリズムを視準した場合には、各トータルステーションT1A〜T3Aによって得られた画像を映像切替機38で切替えることによって、各トータルステーションT1A〜T3Aによって撮像された画像が計測制御機65のディスプレイ上に順番に表示されるため、エラーの発生したトータルステーションを特定することができる。
【0071】
例えば、エラーの発生したトータルステーションを特定するために、トータルステーションによって撮像された画像を計測制御機65のディスプレイ上に順次表示させているときに、画像中に複数の反射プリズムが映っているような場合があれば、この画像を撮像したトータルステーションでエラーが発生したと認識でき、さらに、この画像中に映っている複数の反射プリズムのうち、最も近距離にあると思われる目標とすべき反射プリズムをターゲットとして指定する操作を行う(最も近距離にあると思われる目標とすべき反射プリズムをターゲットとして指定した測距・測角を指示する)ことで、測量エラーの発生したトータルステーションにおいて、指定されたプリズムユニット31をターゲットとする測量が自動的に開始される。このため、測量エラーが発生しても、計測制御機65を操作することで、正確な測量を行うことができる。すなわち、測量エラーが発生したとても、狭い管体内に作業員が入って測量エラーの発生した測量機を直接操作することなく、測量エラーに対処することができる。
【0072】
なお、前記実施例においては、立坑20外の計測制御機65からの指令に従って各トータルステーションを遠隔操作するものについて述べたが、計測制御機65を立坑20内に配置し、立坑20内の計測制御機65からの指令に従って各トータルステーションを遠隔制御したり、立坑20内のトータルステーションを計測制御機65の代わりに用い、立坑20内のトータルステーションからの指令に従ってトンネル内のトータルステーションを遠隔操作することもできる。
【0073】
また、前記した実施例では、望遠鏡の対物レンズ11配置側を向く反射プリズム32と望遠鏡の対物レンズ11配置側と反対側を向く反射プリズム33とが測量機110の頂部に取着固定された構造の測量機110Aが用いられているが、前方を向く反射プリズム32または後方を向く反射プリズム33のいずれか一方だけを頂部に取着固定した構造の測量機110B(図示せず)であってもよい。ただし、反射プリズム32(33)一個だけを取着した測量機110Bを用いる場合は、測距光を出射する測量機に対し頂部の反射プリズム32(33)が正対するように測量機110B全体を回動させる必要があり、それだけ測量に時間がかかることはやむを得ない。
【0074】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1に係る発明によれば、測量エラーが発生したときでも管体内に作業員が入ることなく、測量エラーに対応することができる。
【0075】
請求項2に係る発明によれば、振動が生じても各トータルステーションを常に水平に維持することができる。
【0076】
請求項3に係る発明によれば、撮像装置の撮像による画像を処理することで、測定点を望遠鏡の視準軸に自動的に一致させることができる。
【0077】
請求項4に係る発明によれば、各トータルステーションの反射プリズムを反転することなく、各トータルステーション間で測距・測角を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である測量機全体のブロック図である。
【図2】前記測量機の光学系及び自動視準装置を説明する図である。
【図3】前記測量機の背面図である。
【図4】十字形ラインセンサを説明する図である。
【図5】測定対象物の各部位置を測定する方法を示す図である。
【図6】前記測量機の広角カメラ光学系で得た画像を示す図である。
【図7】前記測量機において、前記広角カメラ光学系で得た画像を用いて予備視準した後に、前記広角カメラ光学系で得た画像を示す図である。
【図8】前記測量機において、前記視準カメラ光学系で得た画像を用いて、自動視準した後に、前記視準カメラ光学系で得た画像を示す図である。
【図9】前記測量機で測定点の位置測定の手順を説明するフローチャートである。
【図10】前記測量機の自動視準の開始前に、広角カメラ光学系で得た最も広角な画像を示す図である。
【図11】図10において、測定点のターゲットの中心のレクチル線の中心からの水平偏差及び垂直偏差を示す図である。
【図12】前記広角カメラ光学系の最も広角な状態で、ターゲットを視準軸方向へ移動させていく途中を示す図である。
【図13】前記広角カメラ光学系の最も広角な状態で、ターゲットの中心と視準軸を一致させた状態を示す図である。
【図14】前記測量機の予備視準の途中において、前記広角カメラ光学系を小幅ズームアップした状態を示す図である。
【図15】前記広角カメラ光学系を小幅ズームアップした状態で、ターゲットの中心と視準軸を一致させた状態を示す図である。
【図16】視準カメラ光学系に切り換えた直後に前記視準カメラ光学系で捕らえた画像を示す図である。
【図17】前記視準カメラ光学系で捕らえた画像で、ターゲットの中心と視準軸を一致させた状態を示す図である。
【図18】複数の測量機と計測制御機および映像切換機の配置を説明するための構成図である。
【図19】推進工法における測量方法を説明するための構成図である。
【符号の説明】
20 立坑
21 トンネル
22 管体
23 先導体
24 基準ターゲット
31 プリズムユニット
32 反射プリズム
33 反射プリズム
33A 反射プリズム
40 整準台(自動整準台)
45 視準CCDカメラ素子(撮像装置)
46 望遠鏡
47 視準カメラ光学系
48 測距部
60 画像処理装置
64 タッチパネルディスプレイ(表示装置)
65 計測制御機
68 タッチペン(測定点指定手段)
69 自動視準装置
80 光源(照明装置)
88 広角CCDカメラ素子(撮像装置)
89 広角カメラ光学系
90 ターゲット像(測定点)
110、110A 自動視準型トータルステーションである測量機
104 ターゲット(測定点)
122 十字形ラインセンサ
O 視準軸
T1A,T2A,T3A トータルステーション[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a surveying method in a propulsion method, in particular, by sequentially inserting pipes from a shaft after a conductor to be excavated in the ground, and sequentially burying these pipes in accordance with excavation of the conductor. The present invention relates to a surveying method in a propulsion method suitable for surveying the position of the tip conductor and each pipe when performing the measurement.
[0002]
[Prior art]
When burying a pipe used for sewerage in the ground, a propulsion method is adopted. According to this propulsion method, pipes are sequentially inserted from a shaft after a tip conductor (shielding machine) for excavating the ground, and these pipes are inserted by a propulsion jack in the shaft to match the excavation of the tip conductor. It can be buried while being sequentially propelled forward. In this case, with the movement of the leading conductor and the embedding of each tube, the positions of the leading conductor and each tube are measured.
[0003]
For example, by installing a surveying device equipped with a collimating telescope or the like in the shaft to start propulsion, collimating the collimating target provided on the leading conductor with the collimating telescope, the position, direction and distance of the leading conductor Techniques for optically measuring such factors are known. In addition, surveying equipment is installed at several places in the middle of the pipe, and the surveying equipment in front is measured in order from the shaft, so that surveying to the leading conductor can be performed, or multiple surveying can be performed. A method has also been proposed in which devices are connected by a communication line to control the operation of a surveying device or a collimating telescope, or to automatically acquire measurement information.
[0004]
For example, as described in JP-A-11-23271, a collimating reflecting prism is fixed to the top of a main body of a surveying instrument arranged at a plurality of locations of a buried tube, and a pair of adjacent prisms is fixed. In a surveying device, a method of acquiring survey data of another surveying device based on one surveying device by collimating a reflecting prism of another surveying device with a collimating telescope of one surveying device has been proposed. ing.
[0005]
Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-21355, a measuring function unit disposed vertically rotatable with respect to the apparatus main body, an optical distance measuring unit disposed in the measuring function unit, and an optical measuring unit Reflection section for distance measurement arranged in the measurement function section in the vertical plane including the collimation direction of the distance measurement section, and angle measurement in the same direction as the collimation direction of the optical distance measurement section, arranged in the measurement function section An angle measuring light irradiating unit that irradiates an angle measuring light beam and an angle measuring light receiving unit that is arranged adjacent to the angle measuring light irradiating unit in the measuring function unit and receives the angle measuring light beam have been proposed. .
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in each of the above prior arts, sufficient consideration has not been given to a case where an error accompanying the survey has occurred in any of the surveying instruments disposed in the pipe. For example, if an error occurs due to the presence of a plurality of reflective prisms in the field of view of any surveying instrument, the light reflected from the reflective prism received earliest is recognized as the measurement point and recognized. Distance measurement and angle measurement may be performed on the measured measurement points, or data may be obtained for a plurality of measurement points by measuring the distance and angle for each measurement point using a plurality of reflection prisms as measurement points. . For this reason, the distance measurement / angle measurement values of the reflection prisms other than the reflection prism to be measured may be displayed, or the distance measurement / angle measurement values of a plurality of reflection prisms may be displayed and measurement may not be possible.
[0007]
In such a case, an accurate survey result is often not obtained even if the distance measurement and the angle measurement are performed, and furthermore, when the cause of the error is not known, the worker moves through the pipe having a diameter of about 70 cm to 1.5 m. The operator must go to the surveying instrument where the error occurred while squatting or crawling, check the cause of the error, and then perform the distance measurement and angle measurement using the surveying instrument again. It is troublesome. Moreover, it is hard labor for an operator to move in a narrow tube.
[0008]
The present invention has been made in view of the problems of the related art, and an object of the present invention is to provide a propulsion method capable of coping with a survey error without a worker entering a pipe even when a survey error occurs. It is to provide a surveying method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the surveying method in the propulsion method according to
[0010]
(Operation) The shaft and the total station installed inside the pipe perform distance measurement and angle measurement based on commands from the measurement control device outside the shaft, and transmit the measurement results and images related to the measurement target to the measurement control device. Therefore, even if a survey error occurs in any of the total stations, the cause of the error can be grasped by the measurement controller outside the shaft, and the total station where the survey error occurred from the measurement controller outside the shaft Can send a command to deal with the survey error.
[0011]
Therefore, when a survey error occurs, the survey error can be dealt with without an operator entering the pipe.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the surveying method according to the first aspect, the total stations are supported by an automatic leveling table.
[0013]
(Operation) By supporting each total station by the automatic leveling table, each total station can always be kept horizontal even when vibration occurs.
[0014]
According to
[0015]
(Operation) By processing an image captured by the imaging device and discriminating the measurement points, the measurement points can be automatically matched with the collimating axis of the telescope.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the surveying method in the propulsion method according to the first or second aspect, the reflecting prism installed in each of the total stations is constituted by a pair of prisms having a floating point on a center line of a vertical axis of each of the total stations. The optical axes of the pair of prisms were parallel to the collimating axis of the telescope, and the incident directions of the light beams were different from each other by 180 degrees.
[0017]
(Operation) Since the reflecting prism is composed of a pair of prisms whose light incident directions are different from each other by 180 degrees, distance measurement and angle measurement can be performed between the total stations without inverting the reflecting prism of each total station.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0019]
FIG. 1 is a block diagram for explaining an overall configuration of a
[0020]
As shown in FIGS. 1, 2 and 3, the
[0021]
The leveling table 40 also includes a
[0022]
The surveying
[0023]
Further, the surveying
[0024]
The
[0025]
Needless to say, instead of the touch
[0026]
The wide-angle camera
[0027]
The collimating camera
[0028]
Further, the collimating camera
[0029]
The illumination light may be an infrared laser light, but it is difficult to illuminate the entire field of view of the wide-angle
[0030]
Now, the distance measuring light (LED or infrared laser light) emitted from the
[0031]
On the other hand, the illumination light emitted from the
[0032]
In the present embodiment, as the
[0033]
First, the first automatic collimating device having the collimating
[0034]
Therefore, the image signal from the collimating
[0035]
Next, a second automatic collimating device having the
[0036]
Next, a preliminary collimating device having a wide-angle
[0037]
The above-mentioned second automatic collimating device is mainly used when measuring outdoors, and the first automatic collimating device is mainly used when measuring indoors in a dark place. The reason for this is that when the first automatic collimation device is measured outdoors during the day, a strong disturbance of natural light is likely to cause a measurement error, but the second automatic collimation device is strong against disturbance.
[0038]
The following method is used to measure the position of each measurement point of a large structure. As shown in FIG. 5, the
[0039]
First, a measurement method using only one
[0040]
Next, the target images (measurement points or reference points) 90 displayed on the
[0041]
When the designated
[0042]
The procedure of the above-described measurement method will be described in more detail based on the flowchart of FIG. 9 and the images displayed on the
[0043]
First, the surveying
[0044]
Next, in step S1, the
[0045]
When the
[0046]
By the way, since it is difficult to accurately touch the center O ′ of the
[0047]
When this preliminary collimation is completed, the process proceeds to step S6 to zoom in the wide-angle camera
[0048]
Then, the process proceeds to a step S9 to check whether or not the wide-angle
[0049]
When the distance to the
[0050]
Next, the process proceeds to step S13, where the
[0051]
Then, the process proceeds to step S18, where it is determined whether or not the center O ′ of the
[0052]
In the above-described measurement, the
[0053]
When the measurement of one measurement point or reference point is completed in this way, the display is switched to the wide-angle camera
[0054]
On the other hand, when an automatic measurement switch (not shown) is turned on, the
[0055]
When the above-described measurement is completed at one place, the surveying
[0056]
In the above, the method of measuring with only one surveying instrument has been described. However, usually, a plurality of surveying
[0057]
When such a
[0058]
In the case of outdoor measurement, when the automatic collimation is performed from the image obtained by the collimating
Next, when performing surveying in the propulsion method using the
[0059]
That is, the
[0060]
The
[0061]
The positional relationship between the reflecting
[0062]
In addition, the
[0063]
Further, as shown in FIG. 18, one
[0064]
Next, a surveying method in the propulsion method will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a plurality of
[0065]
First, before starting the surveying, the reflecting
[0066]
Next, when a command for performing a survey is transmitted from the
[0067]
Next, in the total station T2A, the
[0068]
Next, at the total station T3A, the
[0069]
The survey results calculated at each of the total stations T1A, T2A, T3A are transmitted to the
[0070]
As described above, in the present embodiment, since information is exchanged between each of the total stations T1A to T3A and the
[0071]
For example, when an image captured by the total station is sequentially displayed on the display of the
[0072]
In the above-described embodiment, the remote control of each total station according to the command from the
[0073]
In the above-described embodiment, the reflecting
[0074]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the invention of
[0075]
According to the second aspect of the present invention, each total station can always be kept horizontal even when vibration occurs.
[0076]
According to the third aspect of the invention, by processing an image captured by the imaging device, the measurement point can be automatically made to coincide with the collimation axis of the telescope.
[0077]
According to the fourth aspect of the invention, it is possible to perform distance measurement and angle measurement between the total stations without inverting the reflecting prism of each total station.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an entire surveying instrument according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an optical system and an automatic collimation device of the surveying instrument.
FIG. 3 is a rear view of the surveying instrument.
FIG. 4 is a diagram illustrating a cross-shaped line sensor.
FIG. 5 is a diagram showing a method for measuring the position of each part of a measurement object.
FIG. 6 is a view showing an image obtained by a wide-angle camera optical system of the surveying instrument.
FIG. 7 is a diagram showing an image obtained by the wide-angle camera optical system after performing preliminary collimation using the image obtained by the wide-angle camera optical system in the surveying instrument.
FIG. 8 is a diagram showing an image obtained by the collimating camera optical system after performing automatic collimation using the image obtained by the collimating camera optical system in the surveying instrument.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a procedure of measuring a position of a measurement point by the surveying instrument.
FIG. 10 is a diagram showing a wide-angle image obtained by a wide-angle camera optical system before the surveying machine starts automatic collimation.
11 is a diagram showing a horizontal deviation and a vertical deviation of the center of the target of the measurement point from the center of the reticle line in FIG.
FIG. 12 is a diagram showing a state in which the target is being moved in the collimating axis direction when the wide-angle camera optical system is at the widest angle.
FIG. 13 is a diagram showing a state where the center of the target and the collimation axis are aligned with each other in the wide-angle state of the wide-angle camera optical system.
FIG. 14 is a diagram showing a state in which the wide-angle camera optical system is zoomed in a small width during preliminary collimation of the surveying instrument.
FIG. 15 is a diagram showing a state in which the center of the target and the collimation axis are aligned with each other in a state where the wide-angle camera optical system is zoomed up by a small width.
FIG. 16 is a diagram showing an image captured by the collimating camera optical system immediately after switching to the collimating camera optical system.
FIG. 17 is a diagram showing an image captured by the collimating camera optical system, showing a state in which the center of the target is aligned with the collimating axis.
FIG. 18 is a configuration diagram for explaining the arrangement of a plurality of surveying instruments, a measurement controller, and a video switching device.
FIG. 19 is a configuration diagram for explaining a surveying method in the propulsion method.
[Explanation of symbols]
20 shaft
21 Tunnel
22 pipe
23 conductor
24 reference targets
31 Prism unit
32 reflective prism
33 reflective prism
33A reflective prism
40 Leveling table (automatic leveling table)
45 collimated CCD camera device (imaging device)
46 telescope
47 collimating camera optical system
48 Distance measuring unit
60 Image processing device
64 Touch panel display (display device)
65 Measurement controller
68 Touch pen (measurement point designation means)
69 Automatic collimation device
80 Light source (lighting device)
88 Wide-angle CCD camera device (imaging device)
89 Wide-angle camera optical system
90 Target image (measurement point)
110, 110A Surveying instrument that is an automatic collimating total station
104 Target (measurement point)
122 Cross line sensor
O collimating axis
T1A, T2A, T3A total station
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