JP2578121B2 - 断面測定器の設置位置検出方法及び装置 - Google Patents

断面測定器の設置位置検出方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、被測定物の近傍に基準のレーザー光線が投
光された場所であって、レーザーパルス、光波、超音波
またはレーザー等の測定波と測定位置検出用の可視光線
とを発射し、被測定物に当って反射した測定波の速度か
ら距離を測定するようにした断面測定器の設置位置を検
出する位置検出方法及び装置に関する。
従来技術及びその問題点 従来、トンネル等を掘る場合等において、切羽側では
余掘り・当たりのチェックやコンクリート吹付け厚のチ
ェック等のため基準のレーザー光線を投光している。こ
のレーザー光線は、予め測量で位置が確認されており、
またこの光線から例えば何十cm離れた所まで掘るという
基準の光線であるため、比較的壁側に近傍した位置に設
けられている。
また、トンネルの断面や法面の断面等を測定する断面
測定器として、上記した形式の測定器がよく用いられて
いる。この種の測定器の1つとして、不可視光線の波に
乗ったレーザーパルスを被測定対象物に向って発射し、
そして対象に当って反射した速度の平均値を算出し、被
測定物までの距離を検出するものが既に知られている。
この場合、測定器はレーザーパルスを発射して受光する
測定ヘッドが測定器本体の軸に装着され、この軸の回り
を所定角度毎に最大360度を回転して測定することがで
きる。即ち、測定ヘッドが所定角度毎に測定し、それを
1回転するまで行うことができる。それによって、トン
ネルの断面形状等を測定することができるものである。
従って、上記測定器を用いれば、所定位置の断面形状
が短時間で測定でき、極めて有利である。ところが、こ
の測定器を適宜位置に設置して断面形状が検出できて
も、この断面形状が設計図面に対して一致しているか否
かは判別できない。そこで、断面形状と設計図面とを一
致させるには、測定器を設置した位置を検出する必要が
あった。
ところが、従来では測定器の設置位置を簡単かつ正確
に知ることが難しく、その検出だけで多くの時間を要し
ていた。
本発明は、かかる問題点を解消しようとするものであ
る。
問題点を解決するための手段 本発明は、レーザーパルス、光波、超音波またはレー
ザー等の測定波及び該測定波による測定箇所を示すため
の測定位置表示用の可視光線を発射する測定部を有し、
該測定部の測定方向と前記被測定物に当って反射した前
記測定波の速度よりその被測定物までの距離とを検知し
て断面を測定する断面測定器により、近傍に基準のレー
ザー光線が投光されている被測定物の断面形状を測定す
る際、その断面測定器が設置されている位置を検出する
ための設置位置検出方法において、前記基準のレーザー
光線から所定位置保持手段を介して得られた所定の位置
に受光部材を保持させ、前記断面測定器の測定波発射方
向を前記可視光線が前記受光部材に当たる照準位置へ動
かし、該受光部材までの距離及び予め定めた基準位置と
前記照準位置への測定波発射方向とがなす角度を前記断
面測定器自体によって検知して、当該断面測定器の設置
位置を検出することを特徴とし、 さらに、本発明は前記断面測定器の可視光線を当てる
受光部材と、該受光部材を前記基準のレーザー光線から
得られた所定の位置に保持する保持手段とを備え、該保
持手段が、前記受光部材が取り付けられ、前記基準のレ
ーザー光線を照準する照準部材と、該照準部材を移動可
能で、かつ任意の位置で保持可能に支持する支持部材と
を有し、前記照準部材には照準部として基準のレーザー
光線が通過可能な直線方向に延びる穴が設けられている
ことを特徴とし、 さらにまた、本発明は前記断面測定器の可視光線を当
てる受光部材と、該受光部材を前記基準のレーザー光線
から得られた所定の位置に保持する保持手段とを備え、
該保持手段が、前記受光部材が取り付けられ、前記基準
のレーザー光線を照準する照準部材と、該照準部材を移
動可能で、かつ任意の位置で保持可能に支持する支持部
材とを有し、前記受光部材が光反射板であり、前記断面
測定器には光反射板の反射光が当たる第2の受光部材が
設けられていることを特徴としている。
実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。
第1図において、1は断面測定器であり、断面測定器
1は高さ調節可能な三脚10に支持されている。この断面
測定器1は第2図に明示するように、測定器本体2と、
該本体に対し図示していない支軸の回りを回転可能に装
着された測定部としての測定ヘッド3とを有している。
測定ヘッド3には、不可視光線の波に多数のレーザーパ
ルスとして構成された測定波を載せて発射する発信部4
と、測定対象物に当って反射したレーザーパルスを受け
る受信部5と、上記発信部4が発射するレーザーパルス
と所定間隔をもって平行な可視光線l、例えばレーザー
光線を投射する投射部6を備えている。この投射部6の
レーザー光線によって、測定器の測定位置を目視によっ
て確認できる。
なお、符号7は投射部6のレーザー光線の当たる位置
を測定器設定位置から確認可能にするための望遠鏡であ
る。また、符号8は測定器本体2の水準器、そして9は
測定ヘッド3の水準器であり、この場合、測定ヘッド3
の水準器9に精密なものを用いることが好ましい。
本発明は、先に説明した基準レーザー光線を利用して
測定器の設置位置を検出しようとするものであり、次に
その基準のレーザー光線から後述する受光板を所定位置
に保持する手段について説明する。
第3図において、所定位置保持手段は、一点鎖線で示
す基準のレーザー光線11が通過する直線状に延びる穴12
aを有する円筒管12として構成された照準部材と、該円
筒管12を移動可能で、かつ任意の位置で保持可能に支持
する支持部材とを有している。支持部材は、本例の場合
支持台13と支持腕14とからなり、支持台13は夫々伸縮可
能な脚15及び腕16に支承される2本のロッド17に磁性材
料よりなる板、例えば鉄板18がスライド移動可能に装着
され、鉄板18はネジ19の締め付けることによって所望の
高さに保持される。
他方、支持腕14は上記鉄板19に吸着されるマグネット
スタンド20と、該マグネットスタンド20には2つの関節
部を有するリング腕21とを備え、このリンク腕21の先端
に上記円筒管12が支持されている。この場合、リンク腕
21の関接部は適当な力が加われば伸縮移動可能となる摩
擦力を持って連結され、従って円筒管12は通常静止して
いる。また、円筒管12はリンク腕21に対し、回動可能に
装着され、これによって円筒管12は適宜の位置へ移動
し、その位置に保持することができる。
かく支持された円筒管12はその穴12aが照準部とな
り、穴12aの径の大きさ及び管の長さは夫々適宜な大き
さ及び長さに設定されており、穴12aの径の大きさが大
き過ぎたり、管の長さが短過ぎると精度が悪くなる。こ
の円筒管12の上部には第3図に示すように、穴12aのの
延在方向と同方向に延びる受光面の受光板22が固定さ
れ、受光板22には基線22aが記されている。この基線22a
は、該線から円筒管12の中心線までの幅をWとすると、
この幅Wが断面測定器1の受信部5の中心から投射部6
までの長さと等しくなるように設定されている。
なお、円筒管12と受光板22は比較的軽い材料、例えば
プラスチック等で作られている。
上記断面測定器1及び所定位置保持手段は、上記の如
く構成され、次にその装置によりトンネル内の断面を測
定する際の設置位置検出方法について説明する。
トンネルを掘る場合、切羽側では測量で予め位置が認
識できる基準のレーザー光線11が例えば第1図及び第3
図に示すようにトンネル側面の近傍に投光されている。
このレーザー光線11の近くに上記支持台13を設置し、そ
の適当の高さに鉄板18を固定する。この鉄板18に支持腕
14のマグネットスタンド20を吸着させる。そして、円筒
管12の穴12aをレーザー光線が通り抜ける位置に円筒管1
2に調節移動する。このとき、円筒管12はリンク腕21を
介して支持されていることにより、手動により容易に円
筒管12を所定位置に合せ、そして、その位置に保持する
ことができる。
他方、断面測定器1はトンネルの幅方向の中間部分、
例えばほぼ中央に設置する。そして、測定器本体2に設
けた水準器8でその本体を水平に調整し、次に測定ヘッ
ド3のレーザーパルスを発射する方向を水平に調整す
る。このとき、測定ヘッド3は水準器9が比較的精度の
高いものを用いることと、測定本体をほぼ水平に調整後
に水平に調整するため、レーザーパルスの発射方向を高
精度で水平にすることができる。
かくして、レーザーパルスの発射方向を水平にすれ
ば、このときの測定ヘッド3の位置を基準位置とし、例
えば携帯用等のコンピュータにインプットする。次に、
測定ヘッド3を回転し、可視光線lが受光板22の基線22
aに当たる照準位置を見い出す。この場合、操作者は望
遠鏡7を使用することにより、操作者は1人でよい。な
お、基準位置は鉛直方向でもよい。
そして、可視光線lを受光板22の基線22aに当たれ
ば、第1図に示すように水平の基準位置と受光板22に当
たる位置のレーザーパルス発射角度θを割出し、そして
測定器1による受光板22までの距離を検出することによ
り、測定器1の設置位置を検出することができる。
かくして、基準のレーザー光線によって特定された位
置に受光板22を保持することができ、その受光板22を測
定器自体による測定によってその設置位置が検出でき
る。なお、測定器1の発信部4及び受信部5から可視光
線までの幅Wと、基準のレーザー光線11とから受光板22
の基線22aまでの長さが一致させているので、検出した
設置位置に誤差が少なく有利である。また、本例では測
定器1を基準位置から照準位置に動かし、その位置のレ
ーザーパルス発射角度を割出したが、先に照準位置に合
せ、それから基準位置へ動かしてもよい。
ところで、上記した断面測定器の設置位置検出装置で
は基準のレーザー光線11に対し、測定器1のレーザーパ
ルスを発射する方向とが直角に近い程、高精度の断面測
定が得られる。しかしながら、基準のレーザ光線11とレ
ーザーパルスとが直交しているか否かを断面測定の度に
計測するのは甚だ面倒である。
そこで、本発明では下記の如く構成することもでき
る。
第4図において、前記実施例と同様に設けられた円筒
管12に、光反射板23として構成された受光部材が取付け
られている。この光反射板23は、例えばミラーであり、
光反射板23には上記受光板と同様な基線23aが付けられ
ている。他方、測定器1の測定ヘッド3には第2図の鎖
線で示すようにその上部にスクリーン板24として構成さ
れた第2の受光部材が立設されている。このスクリーン
板24には、垂直の基準線24aが付されている。なお、ス
クリーン板24は測定ヘッド3に固定してもよいが、適宜
な装着手段によって脱着可能に取付けることがより好ま
しい。更に、測定ヘッド3に固定した場合でも折り曲げ
可能なスクリーン板24を用い、使用時にのみ立てるよう
にしていてもよい。
かく構成の装置では、前記実施例と同様にして可視光
線lと光反射板23の基線23aに当たる照準位置を見て出
す。このとき、光反射板23がミラーであるため、可視光
線lが反射する。そして、反射した可視光線lが第5図
の実線で示すようにスクリーン板24の基準線24aに当た
れば、可視光線lと基準レーザー光線11がほぼ直角であ
ることが判明する。また、第5図の鎖線で示すように可
視光線lがレーザー光線11と直角でない場合には、光反
射板23の反射光がスクリーン板24に戻らず、側方へ外れ
る。このときには、測定器1の向きを変える等による、
反射光をスクリーン24の基準線24aに合せるような調整
をすればよい。かく調整するだけで、基準のレーザー光
線11に対し、測定器1のレーザーパルスを発射する方向
をほぼ直角になる。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されず各種改変できるもので
ある。例えば、上記実施例では支持部材の支持台を下面
と一側面とに支えるように構成したが、支台は例えば、
四脚を設けて下面のみに支えるようにしたものでもよ
い。また、照準部材は円筒管に限られるものではない。
更に、照準部材を移動可能に支持する支持腕は、所定の
力を加えると曲がるパイプ等の適宜なものを使用でき
る。
更にまた、第2の受光部材は反射光を受けられるもの
であれば、適宜な板材等を用いることができ、その大き
さにすることができる。
なお、本発明はトンネルの断面を得る場合の測定器の
設置位置検出に限らず、基準のレーザー光線を設けた場
所であれば如何なる所でも適用できる。
効 果 本発明は、上述の如く基準のレーザー光線から測定器
自体を用いてその設置位置を簡単に検出することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を説明する説明図、第2図は本発
明に適用可能な測定器の斜視図、第3図は所定位置保持
手段の一例を示す斜視図、第4図は他の実施例を示す斜
視図、第5図はその説明図である。 1……断面測定器、3……測定ヘッド 4……発信部、5……受信部 6……投射部 11……基準のレーザー光線 12……円筒管、13……支持台 14……支持腕、22,23……受光板 24……スクリーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石口 真実 埼玉県所沢市大字山口5216−1 105− 2−302 (72)発明者 柏 忠信 東京都中央区銀座6丁目8番7号 富士 物産株式会社内 (72)発明者 宇田川 清 東京都中央区銀座6丁目8番7号 富士 物産株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−294310(JP,A) 特開 昭59−68612(JP,A) 特開 昭60−102580(JP,A)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザーパルス、光波、超音波またはレー
    ザー等の測定波及び該測定波による測定箇所を示すため
    の測定位置表示用の可視光線を発射する測定部を有し、
    該測定部の測定方向と前記被測定物に当って反射した前
    記測定波の速度よりその被測定物までの距離とを検知し
    て断面を測定する断面測定器により、近傍に基準のレー
    ザー光線が投光されている被測定物の断面形状を測定す
    る際、その断面測定器が設置されている位置を検出する
    ための設置位置検出方法において、 前記基準のレーザー光線から所定位置保持手段を介して
    得られた所定の位置に受光部材を保持させ、前記断面測
    定器の測定波発射方向を前記可視光線が前記受光部材に
    当たる照準位置へ動かし、該受光部材までの距離及び前
    記測定部の予め定めた基準位置の測定方向と前記照準位
    置の測定波発射方向とでなす角度を前記断面測定器自体
    によって検知して、当該断面測定器の設定位置を検出す
    ることを特徴とする設置位置検出方法。
  2. 【請求項2】前記基準位置における前記測定部の予め定
    めた基準位置の測定方向が水平方向であり、水平方向と
    前記照準位置における測定波発射方向とでなく角度を検
    知することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    設置位置検出方法。
  3. 【請求項3】レーザーパルス、光波、超音波またはレー
    ザー等の測定波及び該測定波による測定箇所を示すため
    の測定位置表示用の可視光線を発射する測定部を有し、
    該測定部の測定方向と前記被測定物に当って反射した前
    記測定波の速度よりその被測定物までの距離とを検知し
    て断面を測定する断面測定器により、近傍に基準のレー
    ザー光線が投光されている被測定物の断面形状を測定す
    る際、その断面測定器が設置されている位置を検出する
    ための設置位置検出装置において、 前記断面測定器の可視光線を当てる受項部材と、該受光
    部材を前記基準のレーザー光線から得られた所定の位置
    に保持する保持手段とを備え、該保持手段が、前記受光
    部材が取り付けられ、前記基準のレーザー光線を照準す
    る照準部材と、該照準部材を移動可能で、かつ任意の位
    置で保持可能に支持する支持部材とを有し、前記照準部
    材には照準部として基準のレーザー光線が通過可能な直
    線方向に延びる穴が設けられ、前記受光部材の受光面が
    該穴の延在方向と平行であることを特徴とする配置位置
    検出装置。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第3項に記載の設置位置検
    出装置において、前記断面測定器の可視光線が測定波と
    一定間隔を持って平行に投光され、前記受光部材にその
    可視光線を当てる基線が記され、該基線と基準のレーザ
    ー光線の幅と可視光線と測定波の間隔とが等しい長さで
    あることを特徴とする特許請求の範囲第3項に記載の設
    置位置検出装置。
  5. 【請求項5】レーザーパルス、光波、超音波またはレー
    ザー等の測定波及び該測定波による測定箇所を示すため
    の測定位置表示用の可視光線を発射する測定部を有し、
    該測定部の測定方向と前記被測定物に当って反射した前
    記測定波の速度よりその被測定物までの距離とを検知し
    て断面を測定する断面測定器により、近傍に基準のレー
    ザー光線が投光されている被測定物の断面形状を測定す
    る際、その断面測定器が設置されている位置を検出する
    ための設置位置検出装置において、 前記断面測定器の可視光線を当てる受光部材と、該受光
    部材を前記基準のレーザー光線から得られた所定の位置
    に保持する保持手段とを備え、該保持手段が、前記受光
    部材が取り付けられ、前記基準のレーザー光線を照準す
    る照準部材と、該照準部材を移動可能で、かつ任意の位
    置で保持可能に支持する支持部材とを有し、前記受項部
    材が光反射板であり、前記断面測定器には光反射板の反
    射光が当たる第2の受光部材が設けられていることを特
    徴とする設置位置検出装置。
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JPS5968612A (ja) * 1982-10-14 1984-04-18 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd トンネル掘進機用位置追尾装置における照準部
JPS60102580A (ja) * 1983-11-10 1985-06-06 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 走行ユニツト等の位置検出装置
JPS61294310A (ja) * 1985-06-24 1986-12-25 Fujita Corp トンネル断面計測装置

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