JP2019085782A - テールクリアランス計測装置 - Google Patents
テールクリアランス計測装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019085782A JP2019085782A JP2017215242A JP2017215242A JP2019085782A JP 2019085782 A JP2019085782 A JP 2019085782A JP 2017215242 A JP2017215242 A JP 2017215242A JP 2017215242 A JP2017215242 A JP 2017215242A JP 2019085782 A JP2019085782 A JP 2019085782A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- point
- segment ring
- plane
- skin plate
- tail clearance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
また、平面を特定するアルゴリズムは簡便であり、平面と点の距離を算出するアルゴリズムも簡便である。よって、コンピュータの処理負担を軽減できる。
また、平面を特定するアルゴリズムは簡便であり、平面と点の距離を算出するアルゴリズムも簡便である。よって、コンピュータの処理負担を軽減できる。
また、算出した距離の一群から最小値を取得したので、その最小値は、スキンプレートの内面とセグメントリングの内面との距離を最適に表したものである。よって、テールクリアランスの幅を計測することができる。
また、算出した距離の一群から最小値を取得したので、その最小値は、スキンプレートの内面とセグメントリングの内面との距離を最適に表したものである。よって、テールクリアランスの幅を計測することができる。
図1は、トンネル施工工事に用いられるシールドマシン10を示した図である。スキンプレート11はシールドマシン10の外殻体を構成するものである。スキンプレート11はリングガーダー12によって補強されている。スキンプレート11の先端部に回転カッター13が設けられている。スキンプレート11の内側に、カッター駆動機構14、シールドジャッキ15、排土装置17及びエレクタ18等が設けられている。
図2は、テールクリアランス計測装置30のブロック図である。テールクリアランス計測装置30は、テールクリアランス21の幅、つまりセグメントリング20の外面20bからスキンプレート11の内面11aまでの距離を計測する装置である。
表示デバイス32は、例えば液晶ディスプレイデバイス、有機ELディスプレイデバイス又はプロジェクタである。コンピュータ31が演算処理によって映像信号を生成し、その映像信号を表示デバイス32に出力する。そうすると、映像信号に従った画面が表示デバイス32に表示される。表示デバイス32とコンピュータ31が一体化されていてもよいし、別体であってもよい。
入力デバイス33は、例えばスイッチ、キーボード若しくはポインティングデバイス又はこれらの組み合わせである。入力デバイス33は、表示デバイス32の表面に設けられたタッチパネルであってもよい。入力デバイス33は、操作されると操作内容に応じた信号をコンピュータ31に出力する。
例えば、マイクロソフト社によって販売されているKinect(登録商標)というセンサを三次元計測器35に利用してもよい。Kinect(登録商標)というセンサの市販価格が低いので、テールクリアランス計測装置30を低コストで提供することができる。なお、マイコン等が三次元計測器35に内蔵されておらず、三次元計測器35の出力信号がコンピュータ31によって信号処理されることによって、コンピュータ31が三次元計測器35の出力信号を点の三次元座標に変換してもよい。
プログラム40が以下に説明する処理をコンピュータ31に実行させて、テールクリアランス21の幅がコンピュータ31によって算出される。
まず、コンピュータ31が三次元計測器35を制御することによって、三次元計測器35がスキンプレート11とセグメントリング20の内面11a,20aを計測する。そして、コンピュータ31が三次元計測器35の計測結果を入力して、各点の三次元座標を取得する。ここで、上述したように三次元計測器35の計測結果から三次元座標に変換する処理は、三次元計測器35のマイコンが行ってもよいし、コンピュータ31が行ってもよい。
次に、コンピュータ31は、取得した三次元座標の集合の中からスキンプレート11とセグメントリング20の内面11a,20aの点群を認識する。例えば、コンピュータ31は、取得した三次元座標の集合について三次元特徴量を算出し、三次元特徴量を利用して、三次元座標の集合の中からスキンプレート11の内面11aの点群とセグメントリング20の内面20aの点群を抽出する。以下、コンピュータ31がスキンプレート11の内面11aの点群として認識した各点の三次元座標をスキンプレート三次元座標といい、コンピュータ31がセグメントリング20の内面20aの点群として認識した各点の三次元座標をセグメントリング三次元座標という。
なお、コンピュータ31が、スキンプレート11の内面11aの点群から、更に範囲11c内の点群を抽出してもよい。また、コンピュータ31が、セグメントリング20の内面20aの点群から、更に範囲20c内の点群を抽出してもよい。これにより、以降の処理時間を短縮することができる。
コンピュータ31は、スキンプレート三次元座標の集合に基づいて、スキンプレート11の内面11aに沿った平面を特定する。つまり、コンピュータ31は、スキンプレート三次元座標の集合から、次式で表す平面の方程式の係数a〜dを算出する。係数aは平面の単位法線ベクトルVnのX成分であり、係数bは平面の単位法線ベクトルVnのY成分であり、係数cは平面の単位法線ベクトルVnのZ成分であり、係数dは原点から平面までの距離である。
次に、コンピュータ31は、セグメントリング三次元座標の集合の何れかの点Pcから上述のように特定した平面までの距離を算出する。より具体的には、以下の(4−1)又は(4−2)の通りである。
図5を参照して、平面方程式の係数を用いた距離Lの算出について具体的に説明する。点Pcはセグメントリング三次元座標の集合の何れかの点であり、点Pcの三次元座標を(Xc,Yc,Zc)とする。点Pcから平面までの距離Lは、次式の通りである。
図5を参照して、平面の単位法線ベクトルを用いた距離Lの算出について具体的に説明する。点Pcはセグメントリング三次元座標の集合の何れかの点である。つまり、点Pcはセグメントリング20の内面20a上の点である。点Pbはスキンプレート三次元座標の集合の何れかの点である。つまり、点Pbはスキンプレート11の内面11a上の点であり、上述のように特定した平面上の点ともみなせる。点Pbは、スキンプレート三次元座標の集合の何れかの点であれば、平面を特定する際に用いた点Pa,P1,P2,P3の何れかであってもよいし、それ以外の点であってもよい。
点Pcから点PbまでのベクトルPcPbと単位法線ベクトルVnの内積の絶対値が、点Pcから上述のように特定した平面までの距離Lとなる。このようにベクトルPcPbと単位法線ベクトルVnの内積から距離Lを算出する場合、係数dを直接使用しないので、上記(3)の平面の特定処理の際に係数dを算出しなくてもよい。
次に、コンピュータ31は、算出した距離L(又はそれらの平均値)から厚さTを減算する。厚さTは、セグメントリング20の厚さ、つまり外面20bから内面20aまでの距離である。厚さTは既知であり、ユーザが入力デバイス33を用いて入力することによって、コンピュータ31がその入力値を厚さTとして取得する。なお、厚さTが予めプログラム40又は予め記憶部34に格納され、コンピュータ31がプログラム40又は記憶部34から厚さTを読み込んでもよい。また、セグメントリング20の厚さTが計測器によって計測され、その計測結果がコンピュータ31に入力されてもよい。
減算処理により得られた差がテールクリアランス21の幅である。
次に、コンピュータ31は、減算処理により得られた差、つまりテールクリアランス21の幅を記憶部34に記録する。また、コンピュータ31がその差を数値により表示デバイス32に表示させる。なお、コンピュータ31がネットワークにより他のコンピュータに接続されている場合、コンピュータ31がその差を他のコンピュータに送信し、その差が他のコンピュータによって記憶・管理されてもよい。
(1) 非接触型の三次元計測器35をスキンプレート11とセグメントリング20の内面11a,20aから離して設置することによって、スキンプレート11とセグメントリング20の損傷及び汚損を抑えられる。
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。以下に、以上の実施形態からの変更点について説明する。以下に説明する変更点は、可能な限り組み合わせて適用してもよい。
上述の(2)抽出処理後、コンピュータ31が、スキンプレート11の内面11aの点群の中から1つの点を選択する。
次に、コンピュータ31が、選択した点から、セグメントリング20の内面20aの点群の各点までの距離を算出する。このような距離算出のアルゴリズムは、三平方の定理を利用したものであって、簡便である。よって、コンピュータ31の処理負荷が低い。
次に、コンピュータ31が、算出した距離の一群から最小値を取得する。この最小値は、スキンプレート11の内面11aとセグメントリング20の内面20aとの距離を最適に表したものである。
その後、コンピュータ31が、取得した最小値からセグメントリング20の厚さTを減算する。減算処理により得られた差がテールクリアランス21の幅である。
上述の(2)抽出処理後、コンピュータ31が、セグメントリング20の内面20aの点群の中から1つの点を選択する。
次に、コンピュータ31が、選択した点から、スキンプレート11の内面11aの点群の各点までの距離を算出する。このような距離算出のアルゴリズムは、三平方の定理を利用したものであって、簡便である。よって、コンピュータ31の処理負荷が低い。
次に、コンピュータ31が、算出した距離の一群から最小値を取得する。この最小値は、スキンプレート11の内面11aとセグメントリング20の内面20aとの距離を最適に表したものである。
次に、コンピュータ31が、取得した最小値からセグメントリング20の厚さTを減算する。減算処理により得られた差がテールクリアランス21の幅である。
11…スキンプレート
11a…スキンプレートの内面
20…セグメントリング
20a…セグメントリングの内面
20b…セグメントリングの外面
21…テールクリアランス
30…テールクリアランス計測装置
31…コンピュータ
34…記憶部
35…三次元計測器
Claims (5)
- シールドマシンのスキンプレートの内側にあるセグメントリングの外面と前記スキンプレートの内面との間のテールクリアランスの幅を計測するテールクリアランス計測装置であって、
前記スキンプレートの内面上の各点の三次元座標と前記セグメントリングの内面上の各点の三次元座標を計測する三次元計測器と、
前記三次元計測器によって計測された各点の三次元座標から、前記テールクリアランスの幅を算出するコンピュータと、
を備えるテールクリアランス計測装置。 - 前記コンピュータが、
前記三次元計測器によって計測された前記スキンプレートの内面上の各点の三次元座標から平面を特定する平面特定処理と、
前記平面特定処理によって特定された前記平面と、前記三次元計測器によって計測された前記セグメントリングの内面上の点の三次元座標とから、その点から前記平面までの距離を算出する距離算出処理と、
前記距離算出処理によって算出された前記距離から前記セグメントリングの厚さを減算することによって、その差を前記テールクリアランスの幅として得る減算処理と、を実行する
請求項1に記載のテールクリアランス計測装置。 - 前記コンピュータが、
前記三次元計測器によって計測された前記セグメントリングの内面上の各点の三次元座標から平面を特定する平面特定処理と、
前記平面特定処理によって特定された前記平面と、前記三次元計測器によって計測された前記スキンプレートの内面上の点の三次元座標とから、その点から前記平面までの距離を算出する距離算出処理と、
前記距離算出処理によって算出された前記距離から前記セグメントリングの厚さを減算することによって、その差を前記テールクリアランスの幅として得る減算処理と、を実行する
請求項1に記載のテールクリアランス計測装置。 - 前記コンピュータが、
前記三次元計測器によって計測された前記スキンプレートの内面上の各点の中から何れかの点を選択する選択処理と、
前記選択処理により選択した前記点から、前記三次元計測器によって計測された前記セグメントリングの内面上の各点までの距離を算出する距離算出処理と、
前記距離算出処理により算出した前記距離の一群から最小値を取得する最小値取得処理と、
前記最小値取得処理によって取得された前記最小値から前記セグメントリングの厚さを減算することによって、その差を前記テールクリアランスの幅として得る減算処理と、を実行する
請求項1に記載のテールクリアランス計測装置。 - 前記コンピュータが、
前記三次元計測器によって計測された前記セグメントリングの内面上の各点の中から何れかの点を選択する選択処理と、
前記選択処理により選択した前記点から、前記三次元計測器によって計測された前記スキンプレートの内面上の各点までの距離を算出する距離算出処理と、
前記距離算出処理により算出した前記距離の一群から最小値を取得する最小値取得処理と、
前記最小値取得処理によって取得された前記最小値から前記セグメントリングの厚さを減算することによって、その差を前記テールクリアランスの幅として得る減算処理と、を実行する
請求項1に記載のテールクリアランス計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017215242A JP6988384B2 (ja) | 2017-11-08 | 2017-11-08 | テールクリアランス計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017215242A JP6988384B2 (ja) | 2017-11-08 | 2017-11-08 | テールクリアランス計測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019085782A true JP2019085782A (ja) | 2019-06-06 |
JP6988384B2 JP6988384B2 (ja) | 2022-01-05 |
Family
ID=66762559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017215242A Active JP6988384B2 (ja) | 2017-11-08 | 2017-11-08 | テールクリアランス計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6988384B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020218490A1 (ja) | 2019-04-26 | 2020-10-29 | 国立大学法人大阪大学 | 機械学習に用いられる教師データを増幅するためのシステム、方法、プログラム |
WO2021136837A1 (de) * | 2019-12-31 | 2021-07-08 | Herrenknecht Ag | Verfahren und vorrichtung zur automatisierten anordnung von tunnelausbausegmenten |
JP2022023632A (ja) * | 2020-07-27 | 2022-02-08 | 鹿島建設株式会社 | シールド掘進機のテールクリアランス測定装置、及び、テールクリアランス測定方法 |
CN117213365A (zh) * | 2023-09-14 | 2023-12-12 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | 一种飞机蒙皮贴模度在线检测方法 |
JP7519653B2 (ja) | 2020-12-07 | 2024-07-22 | 戸田建設株式会社 | シールド機のテールクリアランス測定システム及びシールド機のテールクリアランス測定方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007147498A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Kajima Corp | 筒状リングの歪み形状計測方法及びプログラム |
-
2017
- 2017-11-08 JP JP2017215242A patent/JP6988384B2/ja active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007147498A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Kajima Corp | 筒状リングの歪み形状計測方法及びプログラム |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020218490A1 (ja) | 2019-04-26 | 2020-10-29 | 国立大学法人大阪大学 | 機械学習に用いられる教師データを増幅するためのシステム、方法、プログラム |
WO2021136837A1 (de) * | 2019-12-31 | 2021-07-08 | Herrenknecht Ag | Verfahren und vorrichtung zur automatisierten anordnung von tunnelausbausegmenten |
CN114981043A (zh) * | 2019-12-31 | 2022-08-30 | 海瑞克股份公司 | 用于自动化设置隧道衬砌部段的方法和装置 |
JP2023500987A (ja) * | 2019-12-31 | 2023-01-17 | ヘレンクネヒト・アクチエンゲゼルシャフト | トンネルライニングセグメントを自動配置する装置及び方法 |
AU2020416625B2 (en) * | 2019-12-31 | 2023-04-06 | Herrenknecht Ag | Method and device for the automated arrangement of tunnel lining segments |
CN114981043B (zh) * | 2019-12-31 | 2023-08-25 | 海瑞克股份公司 | 用于自动化安装隧道衬砌环的隧道衬砌部段的方法和装置 |
JP7359965B2 (ja) | 2019-12-31 | 2023-10-11 | ヘレンクネヒト・アクチエンゲゼルシャフト | トンネルライニングセグメントを自動配置する装置及び方法 |
US11913337B2 (en) | 2019-12-31 | 2024-02-27 | Herrenknecht Ag | Method and device for the automated arrangement of tunnel lining segments |
JP2022023632A (ja) * | 2020-07-27 | 2022-02-08 | 鹿島建設株式会社 | シールド掘進機のテールクリアランス測定装置、及び、テールクリアランス測定方法 |
JP7519653B2 (ja) | 2020-12-07 | 2024-07-22 | 戸田建設株式会社 | シールド機のテールクリアランス測定システム及びシールド機のテールクリアランス測定方法 |
CN117213365A (zh) * | 2023-09-14 | 2023-12-12 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | 一种飞机蒙皮贴模度在线检测方法 |
CN117213365B (zh) * | 2023-09-14 | 2024-06-11 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | 一种飞机蒙皮贴模度在线检测方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6988384B2 (ja) | 2022-01-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6988384B2 (ja) | テールクリアランス計測装置 | |
TWI566204B (zh) | 三維物件識別技術 | |
KR101986414B1 (ko) | 치아의 종류 판정 프로그램, 치관 위치 판정 장치 및 그 방법 | |
CN106839977B (zh) | 基于光栅投影双目成像技术的盾构渣土体积实时测量方法 | |
JP5538667B2 (ja) | 位置姿勢計測装置及びその制御方法 | |
Rabah et al. | Automatic concrete cracks detection and mapping of terrestrial laser scan data | |
CN112581421B (zh) | 三维点云处理方法、建筑物检测方法、装置、设备及介质 | |
US20120256916A1 (en) | Point cloud data processing device, point cloud data processing method, and point cloud data processing program | |
WO2012020696A1 (ja) | 点群位置データ処理装置、点群位置データ処理システム、点群位置データ処理方法、および点群位置データ処理プログラム | |
CN106104198A (zh) | 信息处理设备、信息处理方法和程序 | |
JP2012247364A (ja) | ステレオカメラ装置、ステレオカメラシステム、プログラム | |
KR20110064622A (ko) | 티오에프 카메라를 이용한 3차원 에지 추출 방법 및 장치 | |
JP6956899B2 (ja) | 表示データ生成装置、表示データ生成方法、および表示データ生成プログラム | |
US20170251999A1 (en) | Ultrasound diagnostic image generating device and method | |
US20230260216A1 (en) | Point cloud annotation device, method, and program | |
JP2018119833A (ja) | 情報処理装置、システム、推定方法、コンピュータプログラム、及び記憶媒体 | |
TW201616450A (zh) | 點雲畫筆選取系統及方法 | |
CN105279514A (zh) | 机器人系统 | |
Shi et al. | Circular grid pattern based surface strain measurement system for sheet metal forming | |
JP2015156136A (ja) | 算出装置、方法及びプログラム | |
KR102207725B1 (ko) | 다중 측량 모드의 3차원 측량 시스템 및 측량방법 | |
Duran et al. | Digital modeling of world's first known length reference unit: The Nippur cubit rod | |
US10733470B2 (en) | Systems and methods for rapid alignment of digital imagery datasets to models of structures | |
JP7180163B2 (ja) | 真円度計測装置 | |
KR20200078840A (ko) | 3차원 깊이센서를 활용한 부재 용접방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201019 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210921 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210922 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211015 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211102 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211115 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6988384 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |