JP2726614B2 - 後続台車の位置の自動測量方法 - Google Patents
後続台車の位置の自動測量方法Info
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- JP2726614B2 JP2726614B2 JP29903393A JP29903393A JP2726614B2 JP 2726614 B2 JP2726614 B2 JP 2726614B2 JP 29903393 A JP29903393 A JP 29903393A JP 29903393 A JP29903393 A JP 29903393A JP 2726614 B2 JP2726614 B2 JP 2726614B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シールド工事において
掘削動作中の後続台車の任意の一点の位置を自動的かつ
連続的に測量する方法に関するものである。
掘削動作中の後続台車の任意の一点の位置を自動的かつ
連続的に測量する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シールド工事用の後続台車の位置を自動
的に測量する方法を本出願人は既に出願している（特願
平４−３３１０５６号）。この測量方法は後続台車に取
り付けたジャイロコンパス、傾斜計、走行距離計により
後続台車の方位角、ピッチング角、走行距離を計測し、
所定時間間隔で後続台車の位置を測定し、累積演算を行
って後続台車の位置を自動的に測量するものである。
的に測量する方法を本出願人は既に出願している（特願
平４−３３１０５６号）。この測量方法は後続台車に取
り付けたジャイロコンパス、傾斜計、走行距離計により
後続台車の方位角、ピッチング角、走行距離を計測し、
所定時間間隔で後続台車の位置を測定し、累積演算を行
って後続台車の位置を自動的に測量するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この自
動測量方法ではヨーイング方向についていえば、後続台
車の基準点としてジャイロコンパスの中心点を取り上げ
ており、後続台車が直線区間を走行する際は問題はない
が、後続台車が直線と曲線との変曲点および曲線区間を
走行する際は、その基準点の進行方向とジャイロコンパ
スの方位角とは一致せず、後続台車が横滑りしながら走
行するように見受けられるという問題が生じる。
動測量方法ではヨーイング方向についていえば、後続台
車の基準点としてジャイロコンパスの中心点を取り上げ
ており、後続台車が直線区間を走行する際は問題はない
が、後続台車が直線と曲線との変曲点および曲線区間を
走行する際は、その基準点の進行方向とジャイロコンパ
スの方位角とは一致せず、後続台車が横滑りしながら走
行するように見受けられるという問題が生じる。
【０００４】図１２は、後続台車が曲線区間を走行する
場合の説明図である。図１２において１０１は曲線状の
レール、１０３は移動前の後続台車、１０３ａは移動後
の後続台車、１０５は移動前の後続台車の車輪、１０５
ａは移動後の後続台車の車輪、１０７は移動前のジャイ
ロコンパス、１０７ａは移動後のジャイロコンパスを示
す。
場合の説明図である。図１２において１０１は曲線状の
レール、１０３は移動前の後続台車、１０３ａは移動後
の後続台車、１０５は移動前の後続台車の車輪、１０５
ａは移動後の後続台車の車輪、１０７は移動前のジャイ
ロコンパス、１０７ａは移動後のジャイロコンパスを示
す。
【０００５】後続台車が１０３で示す位置から、１０３
ａで示す位置に移動した場合、ジャイロコンパス１０７
の中心点はＡ１からＡ２へと破線Ｃで示す軌跡を描き移
動する。このとき、点Ａ１、Ａ２でのジャイロコンパス
１０７、１０７ａの方位角と後続台車の進行方向は一致
しないため、ジャイロコンパス１０７、１０７ａの方位
角を用いて累積演算を行った場合、破線Ｃの軌跡を描く
ことができず、前述したように、後続台車が横滑りしな
がら走行するように見受けられるという問題が生じる。
ａで示す位置に移動した場合、ジャイロコンパス１０７
の中心点はＡ１からＡ２へと破線Ｃで示す軌跡を描き移
動する。このとき、点Ａ１、Ａ２でのジャイロコンパス
１０７、１０７ａの方位角と後続台車の進行方向は一致
しないため、ジャイロコンパス１０７、１０７ａの方位
角を用いて累積演算を行った場合、破線Ｃの軌跡を描く
ことができず、前述したように、後続台車が横滑りしな
がら走行するように見受けられるという問題が生じる。
【０００６】ピッチング方向についていえば、後続台車
の基準点として前後傾斜計の中心点を取り上げており、
水平区間から勾配のある区間への変曲点で前後傾斜計の
ピッチング角と、前後傾斜計の中心点の進行方向のピッ
チング角は一致せず、また前後傾斜計の中心点の移動量
はレールを基準とした走行距離計では捕らえることが難
しいという問題がある。
の基準点として前後傾斜計の中心点を取り上げており、
水平区間から勾配のある区間への変曲点で前後傾斜計の
ピッチング角と、前後傾斜計の中心点の進行方向のピッ
チング角は一致せず、また前後傾斜計の中心点の移動量
はレールを基準とした走行距離計では捕らえることが難
しいという問題がある。
【０００７】図１３は、後続台車が水平区間から勾配の
ある区間へ移動する場合の説明図である。図１３におい
て１０３は移動前の後続台車、１０３ｂは移動後の後続
台車、１０５は移動前の後続台車の車輪、１０５ｂは移
動後の後続台車の車輪、１０９は移動前の前後傾斜計、
１０９ｂは移動後の前後傾斜計を表わす。
ある区間へ移動する場合の説明図である。図１３におい
て１０３は移動前の後続台車、１０３ｂは移動後の後続
台車、１０５は移動前の後続台車の車輪、１０５ｂは移
動後の後続台車の車輪、１０９は移動前の前後傾斜計、
１０９ｂは移動後の前後傾斜計を表わす。
【０００８】後続台車が１０３の位置から１０３ｂの位
置へ移動した場合、前後傾斜計１０９、１０９ｂの中心
点はＢ１からＢ２へと破線Ｄの軌跡を描き移動する。こ
のとき、点Ｂ１、Ｂ２での前後傾斜計１０９、１０９ｂ
のピッチング角と進行方向は一致していないため、前後
傾斜計１０９、１０９ｂで測定されるピッチング角を用
いて累積演算を行った場合、破線Ｄの軌跡を描くことは
できない。
置へ移動した場合、前後傾斜計１０９、１０９ｂの中心
点はＢ１からＢ２へと破線Ｄの軌跡を描き移動する。こ
のとき、点Ｂ１、Ｂ２での前後傾斜計１０９、１０９ｂ
のピッチング角と進行方向は一致していないため、前後
傾斜計１０９、１０９ｂで測定されるピッチング角を用
いて累積演算を行った場合、破線Ｄの軌跡を描くことは
できない。
【０００９】このように、従来の後続台車の位置の自動
測量方法では後続台車の測定すべき点がジャイロコンパ
スの中心や前後傾斜計の中心であったため、曲線部、直
線区間から曲線区間の変曲点、水平区間から勾配のある
区間への変曲点等で誤差が生じるという問題があった。
測量方法では後続台車の測定すべき点がジャイロコンパ
スの中心や前後傾斜計の中心であったため、曲線部、直
線区間から曲線区間の変曲点、水平区間から勾配のある
区間への変曲点等で誤差が生じるという問題があった。
【００１０】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、曲線部や水平区間
から勾配のある区間への変曲点近辺においても誤差の生
じることがない後続台車の位置の自動測量方法を提供す
ることにある。
たもので、その目的とするところは、曲線部や水平区間
から勾配のある区間への変曲点近辺においても誤差の生
じることがない後続台車の位置の自動測量方法を提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために本発明は、シールド機の後続台車の位置を測量す
る自動測量方法であって、前記後続台車はレール上を走
行し、（ａ）前記レールと前記後続台車を水平面内に投
影した場合、前記後続台車のある車輪がレールと接触す
る接触部において、真北とレールの接線方向とがなす角
度を方位角として測定する工程と、（ｂ）前記後続台車
の側面をその側面と平行な投影面に投影した場合、前記
後続台車の前記車輪がレールと接触する接触部におい
て、レールと水平線とがなす角度をピッチング角として
測定する工程と、（ｃ）前記後続台車の移動距離を測定
する工程と、（ｄ）前記工程（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を
所定時間間隔で行い、測定された前記方位角、前記ピッ
チング角、前記移動距離を基にして、前記車輪と前記レ
ールの接触部におけるレールの中央部の点の位置を、測
定開始時の位置を基準として算出する工程と、を具備す
る後続台車の位置の自動測量方法であり、第２の発明
は、算出された前記車輪と前記レールの接触部における
レールの中央部の点の位置と、前記後続台車の姿勢デー
タとを用いて、前記後続台車の任意の一点の位置を測定
開始時の位置を基準として算出する工程と、をさらに具
備する請求項１記載の後続台車の位置の自動測量方法で
ある。
ために本発明は、シールド機の後続台車の位置を測量す
る自動測量方法であって、前記後続台車はレール上を走
行し、（ａ）前記レールと前記後続台車を水平面内に投
影した場合、前記後続台車のある車輪がレールと接触す
る接触部において、真北とレールの接線方向とがなす角
度を方位角として測定する工程と、（ｂ）前記後続台車
の側面をその側面と平行な投影面に投影した場合、前記
後続台車の前記車輪がレールと接触する接触部におい
て、レールと水平線とがなす角度をピッチング角として
測定する工程と、（ｃ）前記後続台車の移動距離を測定
する工程と、（ｄ）前記工程（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を
所定時間間隔で行い、測定された前記方位角、前記ピッ
チング角、前記移動距離を基にして、前記車輪と前記レ
ールの接触部におけるレールの中央部の点の位置を、測
定開始時の位置を基準として算出する工程と、を具備す
る後続台車の位置の自動測量方法であり、第２の発明
は、算出された前記車輪と前記レールの接触部における
レールの中央部の点の位置と、前記後続台車の姿勢デー
タとを用いて、前記後続台車の任意の一点の位置を測定
開始時の位置を基準として算出する工程と、をさらに具
備する請求項１記載の後続台車の位置の自動測量方法で
ある。
【００１２】
【作用】本発明では、図１に示すようなレール１と後続
台車の車輪５の接触部３において方位角、ピッチング
角、移動距離を測定し、これらを累積演算して車輪の位
置を算出するので、曲線部、直線区間から曲線区間への
変曲点、水平区間から勾配のある区間への変曲点付近に
おいても誤差を生じることはない。
台車の車輪５の接触部３において方位角、ピッチング
角、移動距離を測定し、これらを累積演算して車輪の位
置を算出するので、曲線部、直線区間から曲線区間への
変曲点、水平区間から勾配のある区間への変曲点付近に
おいても誤差を生じることはない。
【００１３】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。図２は、本発明の１実施例に係る後続台車
およびシールド機の模式図である。図２において１はレ
ール、７はシールド機、９は後続台車、５、６は後続台
車の車輪、１１はレール方向検出器、１３は距離計測用
の車輪、１５は車輪１３の回転数を計測して後続台車９
の移動距離を測定する距離計、１６は演算装置である。
に説明する。図２は、本発明の１実施例に係る後続台車
およびシールド機の模式図である。図２において１はレ
ール、７はシールド機、９は後続台車、５、６は後続台
車の車輪、１１はレール方向検出器、１３は距離計測用
の車輪、１５は車輪１３の回転数を計測して後続台車９
の移動距離を測定する距離計、１６は演算装置である。
【００１４】図３は、レール方向検出器１１の斜視図で
ある。このレール方向検出器１１では本体２１の前後に
スライド軸２３、２３ａが設けられる。スライド軸２３
に一対のスライド部２５、２５がスライド可能に設けら
れる。スライド部２５の下方にローラ２７が鉛直軸回り
に回転可能に設けられる。ローラ２７はレール１の側面
と接触しつつ回転する。一対のスライド部２５、２５間
にはバネ２９が設けられ、このバネ２９によりレール１
がスライド部２５、２５で挟まれた状態となる。３１は
ワイヤ、３３は本体２１に固定されたワイヤ変位計であ
り、スライド部２５、２５がスライド軸２３上を摺動す
ると、ワイヤ３１の長さが変わり、ワイヤ変位計３３は
ワイヤ３１の長さＤＡ１を測定する。
ある。このレール方向検出器１１では本体２１の前後に
スライド軸２３、２３ａが設けられる。スライド軸２３
に一対のスライド部２５、２５がスライド可能に設けら
れる。スライド部２５の下方にローラ２７が鉛直軸回り
に回転可能に設けられる。ローラ２７はレール１の側面
と接触しつつ回転する。一対のスライド部２５、２５間
にはバネ２９が設けられ、このバネ２９によりレール１
がスライド部２５、２５で挟まれた状態となる。３１は
ワイヤ、３３は本体２１に固定されたワイヤ変位計であ
り、スライド部２５、２５がスライド軸２３上を摺動す
ると、ワイヤ３１の長さが変わり、ワイヤ変位計３３は
ワイヤ３１の長さＤＡ１を測定する。
【００１５】同様に、本体２１の後部に設けられたワイ
ヤ変位計（図示せず）はスライド部２５ａの摺動に伴う
ワイヤ（図示せず）の長さＤＡ２を測定する。
ヤ変位計（図示せず）はスライド部２５ａの摺動に伴う
ワイヤ（図示せず）の長さＤＡ２を測定する。
【００１６】また、本体２１にはレーザ変位計３５、３
５ａが設けられる。レーザ変位計３５、３５ａは、その
レーザ変位計３５、３５ａの底面からレール１の上面ま
での距離を測定する。
５ａが設けられる。レーザ変位計３５、３５ａは、その
レーザ変位計３５、３５ａの底面からレール１の上面ま
での距離を測定する。
【００１７】つぎに、レールと後続台車を水平面内に投
影した場合、後続台車の車輪がレールと接触する接触部
において、真北とレールの接線方向とがなす角度を方位
角として測定する方法（以下、この方位角をレール方位
と称す）および、後続台車の側面をその側面と平行な投
影面に投影した場合、前記後続台車の前記車輪がレール
と接触する接触部において、レールと水平線とがなす角
度をピッチング角として測定する方法（以下、このピッ
チング角をレールピッチと称す）と、後続台車の移動距
離を測定する方法を示す。
影した場合、後続台車の車輪がレールと接触する接触部
において、真北とレールの接線方向とがなす角度を方位
角として測定する方法（以下、この方位角をレール方位
と称す）および、後続台車の側面をその側面と平行な投
影面に投影した場合、前記後続台車の前記車輪がレール
と接触する接触部において、レールと水平線とがなす角
度をピッチング角として測定する方法（以下、このピッ
チング角をレールピッチと称す）と、後続台車の移動距
離を測定する方法を示す。
【００１８】図４は、レール１の曲線部における後続台
車９のレール方位を測定する場合の説明図であり、レー
ルと後続台車を水平面内に投影した図である。図４にお
いて４１はジャイロコンパス、θG はジャイロコンパス
４１の指示値、θRGは求めるべきレール方位である。前
述したレール方向検出器１１のワイヤ変位形３３により
距離ＤＡ１，ＤＡ２を測定すると、 θA ＝ｔａｎ-1〔（ＤＡ１−ＤＡ２）／ＤＡ〕 となる。ここで、ＤＡは一対のワイヤ変位形３３の間の
距離であり、既知である
車９のレール方位を測定する場合の説明図であり、レー
ルと後続台車を水平面内に投影した図である。図４にお
いて４１はジャイロコンパス、θG はジャイロコンパス
４１の指示値、θRGは求めるべきレール方位である。前
述したレール方向検出器１１のワイヤ変位形３３により
距離ＤＡ１，ＤＡ２を測定すると、 θA ＝ｔａｎ-1〔（ＤＡ１−ＤＡ２）／ＤＡ〕 となる。ここで、ＤＡは一対のワイヤ変位形３３の間の
距離であり、既知である
【００１９】図５は、θG 、θA の定義を示すもので、
θG はジャイロコンパス４１の指示値で、後続台車９の
向きを真北から右回りにとった角度で表わす。そして、
測定範囲は０≦θG ＜３６０である。θA は右回りを
負、左回りを正にとる。したがって、 θRG＝θG −θA ＝θG −tan -1［（ＤＡ１−ＤＡ２）
／ＤＡ］ となり、レール方位θRGが算出される。
θG はジャイロコンパス４１の指示値で、後続台車９の
向きを真北から右回りにとった角度で表わす。そして、
測定範囲は０≦θG ＜３６０である。θA は右回りを
負、左回りを正にとる。したがって、 θRG＝θG −θA ＝θG −tan -1［（ＤＡ１−ＤＡ２）
／ＤＡ］ となり、レール方位θRGが算出される。
【００２０】図６は、水平区間から勾配のある区間変曲
点付近での後続台車９のレールピッチを測定する場合の
説明図であり、後続台車の側面をその側面と平行な投影
面に投影した図である。図６において４３は前後傾斜
計、θP は前後傾斜計４３の指示値、θRPは求めるべき
レールピッチである。前述したレール方向検出器１１の
レーザ変位形３５、３５ａにより距離ＤＢ１、ＤＢ２を
測定すると、 θB ＝ｔａｎ-1〔（ＤＢ１−ＤＢ２）／ＤＢ〕 となる。ここで、ＤＢは一対のレーザ変位形３５、３５
ａの間の距離であり、既知である。
点付近での後続台車９のレールピッチを測定する場合の
説明図であり、後続台車の側面をその側面と平行な投影
面に投影した図である。図６において４３は前後傾斜
計、θP は前後傾斜計４３の指示値、θRPは求めるべき
レールピッチである。前述したレール方向検出器１１の
レーザ変位形３５、３５ａにより距離ＤＢ１、ＤＢ２を
測定すると、 θB ＝ｔａｎ-1〔（ＤＢ１−ＤＢ２）／ＤＢ〕 となる。ここで、ＤＢは一対のレーザ変位形３５、３５
ａの間の距離であり、既知である。
【００２１】図７は、θP の定義を示すもので、θP は
後続台車９に搭載された前後傾斜計４３の指示値であ
り、水平を基準とし、前上がりを正、前下がりを負とす
る。図８は、θB の定義を示すもので、θB は後続台車
９の前後傾斜角を基準にして、前上がりを負、前下がり
を正にとる。したがって、 θRP＝θP −θB ＝θP −tan -1［（ＤＢ１−ＤＢ２）
／ＤＢ］ となり、レールピッチθRPが算出される。また、距離計
１５により、後続台車９の移動距離△Ｌを計測する。
後続台車９に搭載された前後傾斜計４３の指示値であ
り、水平を基準とし、前上がりを正、前下がりを負とす
る。図８は、θB の定義を示すもので、θB は後続台車
９の前後傾斜角を基準にして、前上がりを負、前下がり
を正にとる。したがって、 θRP＝θP −θB ＝θP −tan -1［（ＤＢ１−ＤＢ２）
／ＤＢ］ となり、レールピッチθRPが算出される。また、距離計
１５により、後続台車９の移動距離△Ｌを計測する。
【００２２】図９は水平平面上における車輪とレールの
接触部におけるレールの中央部の点の軌跡を示す図、図
１０は鉛直平面上における車輪とレールの接触部におけ
るレールの中央部の点の軌跡を示す図である。図９、図
１０に示されるようにレール方位θRG、レールピッチθ
RP、移動距離△Ｌが算出されると、後続台車９の車輪と
レールの接触部におけるレールの中央部の点の座標は、
測定開始時の位置を基準として、以下の式によって算出
される。
接触部におけるレールの中央部の点の軌跡を示す図、図
１０は鉛直平面上における車輪とレールの接触部におけ
るレールの中央部の点の軌跡を示す図である。図９、図
１０に示されるようにレール方位θRG、レールピッチθ
RP、移動距離△Ｌが算出されると、後続台車９の車輪と
レールの接触部におけるレールの中央部の点の座標は、
測定開始時の位置を基準として、以下の式によって算出
される。
【００２３】 Ｘn ＝Ｘn-1 ＋△Ｌ・ｃｏｓθRP・ｃｏｓθRG Ｙn ＝Ｙn-1 ＋△Ｌ・ｃｏｓθRP・ｓｉｎθRG Ｚn ＝Ｚn-1 ＋△Ｌ・ｓｉｎθRP ここで、（Ｘn 、Ｙn 、Ｚn ）は時刻における後続台車
９の車輪とレールの接触部におけるレールの中央部の点
の座標である。すなわち、時刻（ｎ−１）における後続
台車９の車輪とレールの接触部におけるレールの中央部
の点の座標成分にそれぞれ△Ｌ・ｃｏｓθRP・ｃｏｓθ
RG、△Ｌ・ｃｏｓθRP・ｓｉｎθRG、△Ｌ・ｓｉｎθRP
を加えたものが時刻ｎにおける車輪とレールの接触部に
おけるレールの中央部の点の座標成分となる。このよう
にして、車輪とレールの接触部におけるレールの中央部
の点の座標を累積演算することによって所定の時刻にお
ける車輪がレールと接触する接触部の中心点の座標を算
出することができる。なお、このような演算は、演算装
置１６が行う。
９の車輪とレールの接触部におけるレールの中央部の点
の座標である。すなわち、時刻（ｎ−１）における後続
台車９の車輪とレールの接触部におけるレールの中央部
の点の座標成分にそれぞれ△Ｌ・ｃｏｓθRP・ｃｏｓθ
RG、△Ｌ・ｃｏｓθRP・ｓｉｎθRG、△Ｌ・ｓｉｎθRP
を加えたものが時刻ｎにおける車輪とレールの接触部に
おけるレールの中央部の点の座標成分となる。このよう
にして、車輪とレールの接触部におけるレールの中央部
の点の座標を累積演算することによって所定の時刻にお
ける車輪がレールと接触する接触部の中心点の座標を算
出することができる。なお、このような演算は、演算装
置１６が行う。
【００２４】つぎに、後続台車９の任意の一点の座標を
求める手順について説明する。図１１は、後続台車９の
任意の一点Ａの座標を算出する場合の説明図である。こ
こで、後続台車９に取り付けられたジャイロコンパス、
左右傾斜計、前後傾斜計の３軸をｘ−ｙ−ｚ軸とし、車
輪とレールの接触部におけるレールの中央部の点を原点
Ｏとする。Ｘ−Ｙ−Ｚ軸は現場座標系である。θG はジ
ャイロコンパスで測定される方位角、θR 左右傾斜計で
測定されるローリング角、θP は前後傾斜計で測定され
るピッチング角である。
求める手順について説明する。図１１は、後続台車９の
任意の一点Ａの座標を算出する場合の説明図である。こ
こで、後続台車９に取り付けられたジャイロコンパス、
左右傾斜計、前後傾斜計の３軸をｘ−ｙ−ｚ軸とし、車
輪とレールの接触部におけるレールの中央部の点を原点
Ｏとする。Ｘ−Ｙ−Ｚ軸は現場座標系である。θG はジ
ャイロコンパスで測定される方位角、θR 左右傾斜計で
測定されるローリング角、θP は前後傾斜計で測定され
るピッチング角である。
【００２５】ｘ−ｙ−ｚ座標系でのＡ点の座標は
（ｘA ，ｙA ，ｚA ）であり、後続台車９の姿勢によら
ず常に一定である。このＡ点はＸ−Ｙ−Ｚ座標系では
（ＸA ，ＹA，ＺA ）で表わされる。
（ｘA ，ｙA ，ｚA ）であり、後続台車９の姿勢によら
ず常に一定である。このＡ点はＸ−Ｙ−Ｚ座標系では
（ＸA ，ＹA，ＺA ）で表わされる。
【００２６】（ｘA ，ｙA ，ｚA ）を（ＸA ，ＹA ，Ｚ
A ）に変換する変換式は次のようである。
A ）に変換する変換式は次のようである。
【００２７】 ＸA ＝Ｘ0 ＋Ｍ11・ｘA ＋Ｍ12・ｙA ＋Ｍ13・ｚA ＹA ＝Ｙ0 ＋Ｍ21・ｘA ＋Ｍ22・ｙA ＋Ｍ23・ｚA ＺA ＝Ｚ0 ＋Ｍ31・ｘA ＋Ｍ32・ｙA ＋Ｍ33・ｚA ただし、 Ｍ11＝cos θP ・cos θG Ｍ12＝cos θＲ・cos （θG ＋θ） Ｍ13＝（sin 2 θP ＋sin 2 θR ）1/2 ・cos （θG ＋
θ´） Ｍ21＝cos θP ・sin θG Ｍ22＝cos θR ・sin （θG ＋θ） Ｍ23＝（sin 2 θP ＋sin 2 θR ）1/2 ・sin （θG ＋
θ´） Ｍ31＝sin θP Ｍ32＝−sin θR Ｍ33＝（cos 2 θP −sin 2 θR ）1/2 θ＝cos -1（tan θR ・tan θP ） θ´＝１８０°−cos -1［｛（cos 2 θP −sin 2 θR ） ／（sin 2 θP ＋sin 2 θR ）｝1/2 ・tan θP ］……θR ＞０ ＝−１８０°＋cos -1［｛（cos 2 θP −sin 2 θR ） ／（sin 2 θP ＋sin 2 θR ）｝1/2 ・tan θP ］……θR ＜０ ＝０°……θR ＝０ かつ θP ≦０ ＝１８０°……θR ＝０ かつ θP ＞０ である。このようにして後続台車９の任意の一点Ａの座
標を求めることができる。なお、光波測距測角儀でＡ点
を測量し、後続台車９の姿勢データからＯ点を逆算すれ
ば累積演算の始点を求めることができる。
θ´） Ｍ21＝cos θP ・sin θG Ｍ22＝cos θR ・sin （θG ＋θ） Ｍ23＝（sin 2 θP ＋sin 2 θR ）1/2 ・sin （θG ＋
θ´） Ｍ31＝sin θP Ｍ32＝−sin θR Ｍ33＝（cos 2 θP −sin 2 θR ）1/2 θ＝cos -1（tan θR ・tan θP ） θ´＝１８０°−cos -1［｛（cos 2 θP −sin 2 θR ） ／（sin 2 θP ＋sin 2 θR ）｝1/2 ・tan θP ］……θR ＞０ ＝−１８０°＋cos -1［｛（cos 2 θP −sin 2 θR ） ／（sin 2 θP ＋sin 2 θR ）｝1/2 ・tan θP ］……θR ＜０ ＝０°……θR ＝０ かつ θP ≦０ ＝１８０°……θR ＝０ かつ θP ＞０ である。このようにして後続台車９の任意の一点Ａの座
標を求めることができる。なお、光波測距測角儀でＡ点
を測量し、後続台車９の姿勢データからＯ点を逆算すれ
ば累積演算の始点を求めることができる。
【００２８】このように、本実施例では後続台車９の車
輪とレールの接触部におけるレールの中央部の点の座標
を逐次求めていき、累積演算することにより、所定の時
刻の車輪とレールの接触部におけるレールの中央部の点
の座標を求めることができる。したがって、曲線部や水
平区間から勾配のある区間への変曲点付近においても誤
差を生じることがない。また、後続台車９の姿勢データ
を考慮して後続台車９の任意の一点の座標を求めること
もできる。さらに、後続台車９の任意の一点からシール
ド機７の任意の一点を自動的に測量する装置と併用すれ
ば、従来人手により掘削停止中にしか測量できなかった
ものが掘削中においても自動的かつ連続的に測量するこ
とができる。
輪とレールの接触部におけるレールの中央部の点の座標
を逐次求めていき、累積演算することにより、所定の時
刻の車輪とレールの接触部におけるレールの中央部の点
の座標を求めることができる。したがって、曲線部や水
平区間から勾配のある区間への変曲点付近においても誤
差を生じることがない。また、後続台車９の姿勢データ
を考慮して後続台車９の任意の一点の座標を求めること
もできる。さらに、後続台車９の任意の一点からシール
ド機７の任意の一点を自動的に測量する装置と併用すれ
ば、従来人手により掘削停止中にしか測量できなかった
ものが掘削中においても自動的かつ連続的に測量するこ
とができる。
【００２９】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、曲線部や水平区間から勾配のある区間への変曲点
近辺においても誤差の生じることがない。
れば、曲線部や水平区間から勾配のある区間への変曲点
近辺においても誤差の生じることがない。
【図１】 後続台車の車輪５とレール１との接触部の模
式図
式図
【図２】 シールド機７および後続台車９の概略構成図
【図３】 レール方向検出器１１の斜視図
【図４】 曲線部におけるレール方位を算出する場合の
説明図
説明図
【図５】 θG 、θRG、θA の定義を示す図
【図６】 水平区間から勾配のある区間への変曲点付近
でのレールピッチを算出する場合の説明図
でのレールピッチを算出する場合の説明図
【図７】 θP の定義を示す図
【図８】 θB の定義を示す図
【図９】水平平面上における車輪とレールの接触部にお
けるレールの中央部の点の軌跡を示す図
けるレールの中央部の点の軌跡を示す図
【図１０】鉛直平面上における車輪とレールの接触部に
おけるレールの中央部の点の軌跡を示す図
おけるレールの中央部の点の軌跡を示す図
【図１１】 後続台車９の任意の一点Ａの座標を算出す
る場合の説明図
る場合の説明図
【図１２】 従来の自動測量方法における曲線部の測量
の説明図
の説明図
【図１３】 従来の自動測量方法における水平区間から
勾配のある区間への変曲点付近での測量の説明図
勾配のある区間への変曲点付近での測量の説明図
１………レール ３………車輪とレールの接触部におけるレールの中央部
の点 ５………車輪 ７………シールド機 ９………後続台車 １１………レール方向検出器 １５………距離計 １６………演算装置 ３３………ワイヤ変位計 ３５、３５a ………レーザ変位計
の点 ５………車輪 ７………シールド機 ９………後続台車 １１………レール方向検出器 １５………距離計 １６………演算装置 ３３………ワイヤ変位計 ３５、３５a ………レーザ変位計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 竜郎 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内 (72)発明者 水谷 亮 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 シールド機の後続台車の位置を測量する
自動測量方法であって、前記後続台車はレール上を走行
し、 （ａ）前記レールと前記後続台車を水平面内に投影した
場合、前記後続台車のある車輪がレールと接触する接触
部において、真北とレールの接線方向とがなす角度を方
位角として測定する工程と、 （ｂ）前記後続台車の側面をその側面と平行な投影面に
投影した場合、前記後続台車の前記車輪がレールと接触
する接触部において、レールと水平線とがなす角度をピ
ッチング角として測定する工程と、 （ｃ）前記後続台車の移動距離を測定する工程と、 （ｄ）前記工程（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を所定時間間隔
で行い、測定された前記方位角、前記ピッチング角、前
記移動距離を基にして、前記車輪と前記レールの接触部
におけるレールの中央部の点の位置を、測定開始時の位
置を基準として算出する工程と、 を具備する後続台車の位置の自動測量方法。 - 【請求項２】 算出された前記車輪と前記レールの接触
部におけるレールの中央部の点の位置と、前記後続台車
の姿勢データとを用いて、前記後続台車の任意の一点の
位置を測定開始時の位置を基準として算出する工程と、
をさらに具備する請求項１記載の後続台車の位置の自動
測量方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29903393A JP2726614B2 (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 後続台車の位置の自動測量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29903393A JP2726614B2 (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 後続台車の位置の自動測量方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07127397A JPH07127397A (ja) | 1995-05-16 |
| JP2726614B2 true JP2726614B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=17867348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29903393A Expired - Fee Related JP2726614B2 (ja) | 1993-11-04 | 1993-11-04 | 後続台車の位置の自動測量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2726614B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7162838B2 (ja) * | 2019-01-18 | 2022-10-31 | 大成建設株式会社 | 後続台車牽引システム |
-
1993
- 1993-11-04 JP JP29903393A patent/JP2726614B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07127397A (ja) | 1995-05-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |