JP2839229B2 - 三次元墨出し装置 - Google Patents
三次元墨出し装置Info
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- JP2839229B2 JP2839229B2 JP6158786A JP15878694A JP2839229B2 JP 2839229 B2 JP2839229 B2 JP 2839229B2 JP 6158786 A JP6158786 A JP 6158786A JP 15878694 A JP15878694 A JP 15878694A JP 2839229 B2 JP2839229 B2 JP 2839229B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は三次元墨出し装置に関
し、とくにトンネルや道路等の構築物をつくる際の基準
線を構築予定空間に三次元で表示する三次元墨出し装置
に関する。
し、とくにトンネルや道路等の構築物をつくる際の基準
線を構築予定空間に三次元で表示する三次元墨出し装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】トンネル掘削工事や道路構築工事等にお
いて所定の基準線（直線及び曲線を含む、以下同じ）に
沿って構築物をつくる場合、通常はトランシット等での
測量により構築位置を基準線に一致させている。しかし
基準線が曲線である場合は、見通しが悪いためトランシ
ット等による測量回数が多くなり、測量誤差の集積によ
り構築位置が基準線から外れることがある。この問題を
解決するため、とくにトンネル掘削工事において、後続
台車の走行経路を利用したトンネル掘削中心の測量によ
りトンネル掘進方向を求める方法が考えられている。
いて所定の基準線（直線及び曲線を含む、以下同じ）に
沿って構築物をつくる場合、通常はトランシット等での
測量により構築位置を基準線に一致させている。しかし
基準線が曲線である場合は、見通しが悪いためトランシ
ット等による測量回数が多くなり、測量誤差の集積によ
り構築位置が基準線から外れることがある。この問題を
解決するため、とくにトンネル掘削工事において、後続
台車の走行経路を利用したトンネル掘削中心の測量によ
りトンネル掘進方向を求める方法が考えられている。
【０００３】またトランシット等による測量に替え、照
射向きが変化するレーザ光線をトンネル壁面へ照射し、
掘削断面の基準線等をトンネル壁面にレーザ光線で表示
する方法も提案されている。この基準線は、従来の墨出
しと同様に、構築時のガイド用又は構築結果の確認用と
して利用することができる。
射向きが変化するレーザ光線をトンネル壁面へ照射し、
掘削断面の基準線等をトンネル壁面にレーザ光線で表示
する方法も提案されている。この基準線は、従来の墨出
しと同様に、構築時のガイド用又は構築結果の確認用と
して利用することができる。
【０００４】更に本出願人は、シールド工法によるトン
ネル掘削時のセグメント組立て位置をビーム発生器付き
可搬型位置測定機により割出すシールド工事用セグメン
ト位置決め方法を開発し、特願平6-020323号に開示し
た。図５を参照して、このセグメント位置決め方法を本
発明の理解に必要な程度において簡単に説明する。トン
ネル内壁セグメント22を順次組立てながらシールド掘進
機21で掘進するシールド工事において、各セグメント22
の内側面上の相互に離れた３箇所以上の所定位置にター
ゲット24を固定する。３個以上の波動ビーム発生器28が
一定部位に向き可変に取付けられ且つ仰角と距離との測
定が可能な可搬型位置測定器25を前回組立てセグメント
22上のターゲット24を視準できる位置に設置し、位置測
定器25によって基準座標に対する前回組立てセグメント
22の位置を測定する。トンネル設計情報と前回組立てセ
グメントの位置情報とから今回組立てるべきセグメント
22の３個以上のターゲット24の位置を算出し、算出され
た３個以上のターゲット24の位置へ前記３個以上の波動
ビーム発生器28の波動ビーム29をそれぞれ向ける。今回
組立てセグメント22を当該セグメント22上の３個以上の
ターゲット24が前記３個以上の波動ビーム発生器28の波
動ビーム29とそれぞれ同時に交差する位置に置くことに
より、今回組立てセグメントを位置決めする。ターゲッ
ト24は例えば小さな反射板とすることができ、細いレー
ザビーム等の波動ビーム29の入射位置を表示するため反
射板の表面に刻んだ十字印の交点を波動ビーム29が入射
すべき点とすることができる。
ネル掘削時のセグメント組立て位置をビーム発生器付き
可搬型位置測定機により割出すシールド工事用セグメン
ト位置決め方法を開発し、特願平6-020323号に開示し
た。図５を参照して、このセグメント位置決め方法を本
発明の理解に必要な程度において簡単に説明する。トン
ネル内壁セグメント22を順次組立てながらシールド掘進
機21で掘進するシールド工事において、各セグメント22
の内側面上の相互に離れた３箇所以上の所定位置にター
ゲット24を固定する。３個以上の波動ビーム発生器28が
一定部位に向き可変に取付けられ且つ仰角と距離との測
定が可能な可搬型位置測定器25を前回組立てセグメント
22上のターゲット24を視準できる位置に設置し、位置測
定器25によって基準座標に対する前回組立てセグメント
22の位置を測定する。トンネル設計情報と前回組立てセ
グメントの位置情報とから今回組立てるべきセグメント
22の３個以上のターゲット24の位置を算出し、算出され
た３個以上のターゲット24の位置へ前記３個以上の波動
ビーム発生器28の波動ビーム29をそれぞれ向ける。今回
組立てセグメント22を当該セグメント22上の３個以上の
ターゲット24が前記３個以上の波動ビーム発生器28の波
動ビーム29とそれぞれ同時に交差する位置に置くことに
より、今回組立てセグメントを位置決めする。ターゲッ
ト24は例えば小さな反射板とすることができ、細いレー
ザビーム等の波動ビーム29の入射位置を表示するため反
射板の表面に刻んだ十字印の交点を波動ビーム29が入射
すべき点とすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述した後続台
車の走行経路の利用によりトンネル掘進方向を求める方
法は、走行する台車から測量を行うため、台車の走行に
伴う測量誤差が集積して誤差が生じる問題点がある。ま
たレーザ光線による墨出し方法はレーザ光線を所望の照
射面に正確に照射することが必須であり、照射される面
に応じて光源の位置を変える等の面倒な作業が必要とな
り、とくに見通しのできない曲線部への対応が難しい問
題点がある。正確な照射位置にレーザ光線が照射されな
い場合は、基準線が表示されないだけでなく、不正確な
位置に照射されたレーザ光線を誤って基準線であると判
断してしまうおそれもある。
車の走行経路の利用によりトンネル掘進方向を求める方
法は、走行する台車から測量を行うため、台車の走行に
伴う測量誤差が集積して誤差が生じる問題点がある。ま
たレーザ光線による墨出し方法はレーザ光線を所望の照
射面に正確に照射することが必須であり、照射される面
に応じて光源の位置を変える等の面倒な作業が必要とな
り、とくに見通しのできない曲線部への対応が難しい問
題点がある。正確な照射位置にレーザ光線が照射されな
い場合は、基準線が表示されないだけでなく、不正確な
位置に照射されたレーザ光線を誤って基準線であると判
断してしまうおそれもある。
【０００６】そこで本発明の目的は、光源を移動させず
に正確な位置に基準線が表示できる三次元墨出し装置を
提供するにある。
に正確な位置に基準線が表示できる三次元墨出し装置を
提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】図１の実施例を参照する
に、本発明の三次元墨出し装置は、所定基準線３に沿っ
て構築物をつくる作業現場内の異なる位置に方位及び仰
角の制御が可能に固定され且つ互いに異なる色の光線11
1及び112を発する一対の光源１及び２、各光源１及び２
の固定位置の座標と基準線３上の複数の基準位置Ａ〜Ｎ
の座標とを記憶する記憶手段５、固定位置の座標の各々
と特定の基準位置の座標とを結ぶ２本の直線の方位及び
仰角を基準位置Ａ〜Ｎ毎に算出する計算手段６、並びに
各基準位置Ａ〜Ｎに対し両光源１及び２の方位及び仰角
をそれぞれ前記２本の直線のうち対応する直線の方位及
び仰角と一致させる姿勢制御を行う基準位置割出手段７
1及び７2を備え、各基準位置Ａ〜Ｎに対する基準位置割
出手段７1及び７2による両光源１及び２の制御を繰返す
ことにより両光線111及び112の合成色の光点10を所定基
準線３上に発生させるものである。
に、本発明の三次元墨出し装置は、所定基準線３に沿っ
て構築物をつくる作業現場内の異なる位置に方位及び仰
角の制御が可能に固定され且つ互いに異なる色の光線11
1及び112を発する一対の光源１及び２、各光源１及び２
の固定位置の座標と基準線３上の複数の基準位置Ａ〜Ｎ
の座標とを記憶する記憶手段５、固定位置の座標の各々
と特定の基準位置の座標とを結ぶ２本の直線の方位及び
仰角を基準位置Ａ〜Ｎ毎に算出する計算手段６、並びに
各基準位置Ａ〜Ｎに対し両光源１及び２の方位及び仰角
をそれぞれ前記２本の直線のうち対応する直線の方位及
び仰角と一致させる姿勢制御を行う基準位置割出手段７
1及び７2を備え、各基準位置Ａ〜Ｎに対する基準位置割
出手段７1及び７2による両光源１及び２の制御を繰返す
ことにより両光線111及び112の合成色の光点10を所定基
準線３上に発生させるものである。
【０００８】好ましくは、基準線３上に狭い相互間隔で
基準位置Ａ〜Ｎを設け、各基準位置Ａ〜Ｎに連番を付し
て記憶手段４に記憶し、各基準位置Ａ〜Ｎについて両光
源１及び２の方位及び仰角の制御を連番順に繰返し、そ
の連番順の制御を反覆することにより前記合成色の光点
を反覆的に発生させる。更に好ましくは、両光源１及び
２の方位及び仰角の制御の繰返しの間の時間間隔を短く
することにより、所定基準線３上に合成色の光点10の列
を発生させる。
基準位置Ａ〜Ｎを設け、各基準位置Ａ〜Ｎに連番を付し
て記憶手段４に記憶し、各基準位置Ａ〜Ｎについて両光
源１及び２の方位及び仰角の制御を連番順に繰返し、そ
の連番順の制御を反覆することにより前記合成色の光点
を反覆的に発生させる。更に好ましくは、両光源１及び
２の方位及び仰角の制御の繰返しの間の時間間隔を短く
することにより、所定基準線３上に合成色の光点10の列
を発生させる。
【０００９】
【作用】異なる位置の一対の光源１及び２から発光され
た異なる色の２本の光線111及び112を交差させると、そ
れらの交点位置に合成色の光点10が発生する。光線111
及び112は直進することから、光点10の発生位置は光源
１及び光源２の位置と発光の方位及び仰角とにより定ま
り、両光源１及び２が固定されている場合は発光の方位
及び仰角のみにより定めることができる。光源１及び２
は、例えばレーザビームの光源にそれぞれ着色フィルタ
９1及び９2を取付けたものとすることができる。
た異なる色の２本の光線111及び112を交差させると、そ
れらの交点位置に合成色の光点10が発生する。光線111
及び112は直進することから、光点10の発生位置は光源
１及び光源２の位置と発光の方位及び仰角とにより定ま
り、両光源１及び２が固定されている場合は発光の方位
及び仰角のみにより定めることができる。光源１及び２
は、例えばレーザビームの光源にそれぞれ着色フィルタ
９1及び９2を取付けたものとすることができる。
【００１０】図１の実施例を参照するに、光源１及び光
源２の固定位置の座標を測量等により計測し、例えば表
T1で示す様に記憶手段５へ記憶する。光源１及び光源２
の方位及び仰角は、所定基準線３上の基準位置の座標と
各光源の固定位置の座標と結ぶ２本の直線の方位及び仰
角から求める。例えば基準線３上の基準位置Ｂの座標を
（xb,yb,zb）とした場合、座標（xb,yb,zb）と光源１の
座標（x1,y1,z1）を通る直線の方位α1b及び仰角β1bを
光源１の方位及び仰角とし、座標（xb,yb,zb）と光源２
の座標（x2,y2,z2）を通る直線の方位α2b及び仰角β2b
を光源２の方位及び仰角とする。基準位置割出手段７1
により光源１の方位及び仰角を方位α1b及び仰角β1bと
一致させ、同時に基準位置割出手段７2により光源２の
方位及び仰角を方位α2b及び仰角β2bと一致させること
により、光線111と光線112とを基準位置Ｂで交差させ、
合成色の光点10を基準位置Ｂに発生させる。基準位置割
出手段７1及び７2は、例えば互いに垂直な２つの回転軸
を有し、計算機８で制御可能な従来技術に属する装置と
することができる。
源２の固定位置の座標を測量等により計測し、例えば表
T1で示す様に記憶手段５へ記憶する。光源１及び光源２
の方位及び仰角は、所定基準線３上の基準位置の座標と
各光源の固定位置の座標と結ぶ２本の直線の方位及び仰
角から求める。例えば基準線３上の基準位置Ｂの座標を
（xb,yb,zb）とした場合、座標（xb,yb,zb）と光源１の
座標（x1,y1,z1）を通る直線の方位α1b及び仰角β1bを
光源１の方位及び仰角とし、座標（xb,yb,zb）と光源２
の座標（x2,y2,z2）を通る直線の方位α2b及び仰角β2b
を光源２の方位及び仰角とする。基準位置割出手段７1
により光源１の方位及び仰角を方位α1b及び仰角β1bと
一致させ、同時に基準位置割出手段７2により光源２の
方位及び仰角を方位α2b及び仰角β2bと一致させること
により、光線111と光線112とを基準位置Ｂで交差させ、
合成色の光点10を基準位置Ｂに発生させる。基準位置割
出手段７1及び７2は、例えば互いに垂直な２つの回転軸
を有し、計算機８で制御可能な従来技術に属する装置と
することができる。
【００１１】所定基準線上に基準位置Ａ〜Ｎを選び、各
基準位置の座標を図１の表T2に示す様に記憶手段５に記
憶し、各基準位置についてそれぞれ固定位置の各々を通
る２本の直線の方位及び仰角を算出する。算出された２
直線の方位及び仰角に従って基準位置割出手段７1及び
７2による光源１及び２の姿勢制御を行うことにより、
図２(Ｂ)に示す様に三次元の基準線３上に合成色の光点
10を順次発生させることができる。図２(Ａ)のグラフは
各基準位置Ａ〜Ｎに応じて光源１の方位α1及び光源２
の方位α2の制御が同時に行われることを示し、両光源
１及び２の仰角β1及びβ2（図示せず）の制御も方位α
1及びα2の制御に合せて同時に行う。なお図１の実施例
では、計算手段６で算出された２直線の方位及び仰角を
表T3で示す様に記憶手段５に記憶し、記憶された２直線
の方位及び仰角に基づいて基準位置割出手段７1及び７2
の制御を行なっている。但し表T3を介さず表T1及び表T2
から直接に光源１及び２の姿勢制御を行なうこともでき
る。
基準位置の座標を図１の表T2に示す様に記憶手段５に記
憶し、各基準位置についてそれぞれ固定位置の各々を通
る２本の直線の方位及び仰角を算出する。算出された２
直線の方位及び仰角に従って基準位置割出手段７1及び
７2による光源１及び２の姿勢制御を行うことにより、
図２(Ｂ)に示す様に三次元の基準線３上に合成色の光点
10を順次発生させることができる。図２(Ａ)のグラフは
各基準位置Ａ〜Ｎに応じて光源１の方位α1及び光源２
の方位α2の制御が同時に行われることを示し、両光源
１及び２の仰角β1及びβ2（図示せず）の制御も方位α
1及びα2の制御に合せて同時に行う。なお図１の実施例
では、計算手段６で算出された２直線の方位及び仰角を
表T3で示す様に記憶手段５に記憶し、記憶された２直線
の方位及び仰角に基づいて基準位置割出手段７1及び７2
の制御を行なっている。但し表T3を介さず表T1及び表T2
から直接に光源１及び２の姿勢制御を行なうこともでき
る。
【００１２】光点10の合成色は両光線111及び112の色の
選択により変えることができ、両光線111及び112の色と
明確に異なる色として光点10の識別を容易にし、両光線
111及び112の交点と交点以外の点を明確に区別すること
ができる。
選択により変えることができ、両光線111及び112の色と
明確に異なる色として光点10の識別を容易にし、両光線
111及び112の交点と交点以外の点を明確に区別すること
ができる。
【００１３】このようにして本発明の目的である「光源
を移動させずに正確な位置に基準線が表示できる三次元
墨出し装置」の提供が達成できる。
を移動させずに正確な位置に基準線が表示できる三次元
墨出し装置」の提供が達成できる。
【００１４】各基準位置Ａ〜Ｎに例えば施工順と対応す
る連番を付し、両光源１及び２の姿勢制御をその連番順
に繰返し、連番最後の基準位置Ｎに対する姿勢制御まで
繰返した後、連番最初の基準位置Ａに戻って姿勢制御を
反覆することにより、各基準位置Ａ〜Ｎに合成色の光点
を繰返し発生させることができる。姿勢制御の繰返しの
間の時間間隔を短くすれば、基準線３を合成色の光点10
からなる光線として表示することができる。
る連番を付し、両光源１及び２の姿勢制御をその連番順
に繰返し、連番最後の基準位置Ｎに対する姿勢制御まで
繰返した後、連番最初の基準位置Ａに戻って姿勢制御を
反覆することにより、各基準位置Ａ〜Ｎに合成色の光点
を繰返し発生させることができる。姿勢制御の繰返しの
間の時間間隔を短くすれば、基準線３を合成色の光点10
からなる光線として表示することができる。
【００１５】
【実施例】図３は、図１に示す墨出し装置による墨出し
処理を、記憶手段５と計算手段６を有する計算機８で行
なう場合の制御の流れ図の一例を示す。先ずステップ30
1で両光源１及び２の固定位置の座標を入力手段（図示
せず）を介して記憶手段５の表T1へ記憶し、ステップ30
2で基準線３上の各基準位置Ａ〜Ｎの座標を同様に記憶
手段５の表T2へ記憶する。次に記憶された表T1及び表T2
に基づき、各基準位置に光点10を発生させるための光源
１及び２の姿勢すなわち方位及び仰角を計算手段６で算
出し、算出結果を各基準位置に対応させて記憶手段５の
表T3に記憶する（ステップ303）。ステップ304〜308
は、基準位置割出手段７1及び７2による光源１及び２の
姿勢制御の繰返しを示す。ステップ304で基準位置割出
手段７1及び７2を制御し、光源１及び２を表T3の連番の
最初に記憶された方位及び仰角に向ける。ステップ305
〜307は、後続連番の基準位置に対する光源１及び２の
姿勢制御が連番の昇順に繰返されることを示す。連番の
最後まで姿勢制御を繰返した後、ステップ308で光点10
の発生すなわち墨だし作業の終了を判断し、終了しない
場合はステップ304へ戻り連番最初から光点10の発生を
反復する。ステップ304〜308の速い繰返しにより、基準
線３を合成色の光点からなる光線として表示することが
できる。例えば基準線３に沿って構築物をつくる場合、
本発明の墨出し装置によって発生させた合成色の光点が
構築物表面に表示されていることを目視で確認しながら
構築作業を進めることができる。
処理を、記憶手段５と計算手段６を有する計算機８で行
なう場合の制御の流れ図の一例を示す。先ずステップ30
1で両光源１及び２の固定位置の座標を入力手段（図示
せず）を介して記憶手段５の表T1へ記憶し、ステップ30
2で基準線３上の各基準位置Ａ〜Ｎの座標を同様に記憶
手段５の表T2へ記憶する。次に記憶された表T1及び表T2
に基づき、各基準位置に光点10を発生させるための光源
１及び２の姿勢すなわち方位及び仰角を計算手段６で算
出し、算出結果を各基準位置に対応させて記憶手段５の
表T3に記憶する（ステップ303）。ステップ304〜308
は、基準位置割出手段７1及び７2による光源１及び２の
姿勢制御の繰返しを示す。ステップ304で基準位置割出
手段７1及び７2を制御し、光源１及び２を表T3の連番の
最初に記憶された方位及び仰角に向ける。ステップ305
〜307は、後続連番の基準位置に対する光源１及び２の
姿勢制御が連番の昇順に繰返されることを示す。連番の
最後まで姿勢制御を繰返した後、ステップ308で光点10
の発生すなわち墨だし作業の終了を判断し、終了しない
場合はステップ304へ戻り連番最初から光点10の発生を
反復する。ステップ304〜308の速い繰返しにより、基準
線３を合成色の光点からなる光線として表示することが
できる。例えば基準線３に沿って構築物をつくる場合、
本発明の墨出し装置によって発生させた合成色の光点が
構築物表面に表示されていることを目視で確認しながら
構築作業を進めることができる。
【００１６】図４は、合成色の光点列を臨むカラー撮像
装置12と、撮像装置12のカラー画像から合成色の光点10
の像のみを二値画像として抽出する色抽出装置13と、色
抽出装置13で抽出された二値画像の座標を検出する座標
検出手段14と、撮像装置12の画像のピントを制御する制
御手段17とを設け、カラー撮像装置12を用いて基準線３
の光点に自動追従するための実施例を示す。図示例では
撮像装置12の光軸をＺ軸とし、Ｚ軸と直交する平面上に
Ｘ軸及びＹ軸を設けたXYZ座標系を考える。図４(Ａ)は
連番をn1、n2、n3とする基準線３上の３つの基準位置の
光点を示し、図４(Ｂ)の３画像は制御御手段17で撮像装
置12のピントを各光点に合わせながら撮影したのち色抽
出装置13で処理した二値画像をそれぞれ示す。所定基準
線３が撮像装置12の光軸と直交する平面上にない場合、
色抽出装置13による合成色の抽出処理により、撮像装置
12のピントが合ったXY平面m1、m2、m3と基準線３との交
点の像のみ表示された二値画像が得られる。従って図４
(Ｂ)に示すように、それぞれ基準位置n1、n2、n3の光点
のみを表示する二値画像を得ることができる。
装置12と、撮像装置12のカラー画像から合成色の光点10
の像のみを二値画像として抽出する色抽出装置13と、色
抽出装置13で抽出された二値画像の座標を検出する座標
検出手段14と、撮像装置12の画像のピントを制御する制
御手段17とを設け、カラー撮像装置12を用いて基準線３
の光点に自動追従するための実施例を示す。図示例では
撮像装置12の光軸をＺ軸とし、Ｚ軸と直交する平面上に
Ｘ軸及びＹ軸を設けたXYZ座標系を考える。図４(Ａ)は
連番をn1、n2、n3とする基準線３上の３つの基準位置の
光点を示し、図４(Ｂ)の３画像は制御御手段17で撮像装
置12のピントを各光点に合わせながら撮影したのち色抽
出装置13で処理した二値画像をそれぞれ示す。所定基準
線３が撮像装置12の光軸と直交する平面上にない場合、
色抽出装置13による合成色の抽出処理により、撮像装置
12のピントが合ったXY平面m1、m2、m3と基準線３との交
点の像のみ表示された二値画像が得られる。従って図４
(Ｂ)に示すように、それぞれ基準位置n1、n2、n3の光点
のみを表示する二値画像を得ることができる。
【００１７】撮像装置12のピントを被写体に合わせるた
めには、フィルム又は結像面（図示せず）と対物レンズ
（図示せず）との間隔（以下、レンズ間隔という）Ｄ
を、対物レンズの焦点距離及び結像面から被写体までの
距離により調整する必要がある。対物レンズの焦点距離
が一定である場合は、結像面から被写体までの距離をレ
ンズ間隔Ｄの関数として求めることができる。図４(Ｂ)
の各画像は、基準位置n1の光点とピントを合わせるため
のレンズ間隔Ｄがd0であり、基準位置n2の光点の場合は
d0＋d1、基準位置n3の光点の場合はd0＋d2であることを
示す。このレンズ間隔Ｄから上記関数により各光点の現
実の空間におけるＺ軸方向の距離を求めることができ
る。なお撮像装置12のレンズ間隔Ｄは、例えば制御手段
17の出力信号から得ることができる。
めには、フィルム又は結像面（図示せず）と対物レンズ
（図示せず）との間隔（以下、レンズ間隔という）Ｄ
を、対物レンズの焦点距離及び結像面から被写体までの
距離により調整する必要がある。対物レンズの焦点距離
が一定である場合は、結像面から被写体までの距離をレ
ンズ間隔Ｄの関数として求めることができる。図４(Ｂ)
の各画像は、基準位置n1の光点とピントを合わせるため
のレンズ間隔Ｄがd0であり、基準位置n2の光点の場合は
d0＋d1、基準位置n3の光点の場合はd0＋d2であることを
示す。このレンズ間隔Ｄから上記関数により各光点の現
実の空間におけるＺ軸方向の距離を求めることができ
る。なお撮像装置12のレンズ間隔Ｄは、例えば制御手段
17の出力信号から得ることができる。
【００１８】また二値画像における光点のxy座標は光軸
と垂直なXY平面上の座標と対応するので、二値画像にお
ける各光点のxy座標から現実の空間における各光点のＸ
軸方向の距離及びＹ軸方向の距離を求めることができ
る。図４(Ｂ)の各画像は基準位置n2の光点の像をxy座標
の原点とし、基準位置n1の光点の像が(-Δx1,Δy1)、基
準位置n3の光点の像が(Δx2,-Δy2)であることを示す。
このｘ軸方向及びｙ軸方向の変位と、上述した撮像装置
12のレンズ間隔Ｄの変位とから、各光点間の現実の空間
におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の距離を求める
ことができ、この距離に基づいて自動追従を行なうこと
ができる。例えば図４に示す連番n2の光点から連番n3の
光点への自動追従は、Δx2に対応するΔX2と、-Δy2に
対応する-ΔY2と、レンズ間隔Ｄの差(Δd2−Δd1)で定
まるΔZ2とを３要素とする動きベクトルΔV2を用いるこ
とにより実現できる。動きベクトルΔV2の精度を上げる
ため、図４に示す連番n1の位置から連番n3の位置への動
きベクトルΔV1により修正してもよい。動きベクトルΔ
V1は、{Δx2-(-Δx1)}に対応する{ΔX2-(-ΔX1)}と、{-
Δy2-Δy1}に対応する{-ΔY2-ΔY1}と、レンズ間隔Ｄの
差(Δd2)で定まるΔZ1とから容易に求めることができ
る。
と垂直なXY平面上の座標と対応するので、二値画像にお
ける各光点のxy座標から現実の空間における各光点のＸ
軸方向の距離及びＹ軸方向の距離を求めることができ
る。図４(Ｂ)の各画像は基準位置n2の光点の像をxy座標
の原点とし、基準位置n1の光点の像が(-Δx1,Δy1)、基
準位置n3の光点の像が(Δx2,-Δy2)であることを示す。
このｘ軸方向及びｙ軸方向の変位と、上述した撮像装置
12のレンズ間隔Ｄの変位とから、各光点間の現実の空間
におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の距離を求める
ことができ、この距離に基づいて自動追従を行なうこと
ができる。例えば図４に示す連番n2の光点から連番n3の
光点への自動追従は、Δx2に対応するΔX2と、-Δy2に
対応する-ΔY2と、レンズ間隔Ｄの差(Δd2−Δd1)で定
まるΔZ2とを３要素とする動きベクトルΔV2を用いるこ
とにより実現できる。動きベクトルΔV2の精度を上げる
ため、図４に示す連番n1の位置から連番n3の位置への動
きベクトルΔV1により修正してもよい。動きベクトルΔ
V1は、{Δx2-(-Δx1)}に対応する{ΔX2-(-ΔX1)}と、{-
Δy2-Δy1}に対応する{-ΔY2-ΔY1}と、レンズ間隔Ｄの
差(Δd2)で定まるΔZ1とから容易に求めることができ
る。
【００１９】光線３上の光点10を自動追従するのではな
く、検出された任意の光点10の座標を求めるためには、
以下の方法によることができる。即ち光源１及び２の連
番最初の基準位置への割出し時刻を０とし、各基準位置
への連番順割出しを所定時間間隔で繰返し、光源１及び
２の姿勢を変える毎に時刻０からの通算時間ｔの時刻信
号を発信する。任意の光点10を検出した地点において前
記通算時間ｔの時刻信号を受信し、受信した通算時間ｔ
と前記所定時間間隔とから当該検出した光点10の連番を
求めることができる。例えば前記所定時間間隔を１秒と
すれば、通算時間ｔ秒のみから連番が求められる。図１
に示す表T2の情報が検出側で利用できる場合は、求めた
連番から光点10の座標が定まる。また図１に示す表T1及
び表T3の情報が検出側で利用できる場合は、求めた連番
と各光源10の固定位置座標と各光源10の方位及び仰角と
から光点10の座標が計算できる。
く、検出された任意の光点10の座標を求めるためには、
以下の方法によることができる。即ち光源１及び２の連
番最初の基準位置への割出し時刻を０とし、各基準位置
への連番順割出しを所定時間間隔で繰返し、光源１及び
２の姿勢を変える毎に時刻０からの通算時間ｔの時刻信
号を発信する。任意の光点10を検出した地点において前
記通算時間ｔの時刻信号を受信し、受信した通算時間ｔ
と前記所定時間間隔とから当該検出した光点10の連番を
求めることができる。例えば前記所定時間間隔を１秒と
すれば、通算時間ｔ秒のみから連番が求められる。図１
に示す表T2の情報が検出側で利用できる場合は、求めた
連番から光点10の座標が定まる。また図１に示す表T1及
び表T3の情報が検出側で利用できる場合は、求めた連番
と各光源10の固定位置座標と各光源10の方位及び仰角と
から光点10の座標が計算できる。
【００２０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の三
次元墨出し装置は、所定基準位置に沿って構築物をつく
る作業現場の異なる位置に固定した互いに異なる色の光
線を発する一対の光源により、所定基準線上に両光線の
合成色の光点を発生させるので、光点の色を明確に区別
できる合成色の基準線を正確な位置に三次元で表示する
ことができる。この基準線は施工の基準用又は施工後の
確認用に利用することができ、またトンネル掘削の位置
制御を自動で行なう際の基準としても使うことができ
る。
次元墨出し装置は、所定基準位置に沿って構築物をつく
る作業現場の異なる位置に固定した互いに異なる色の光
線を発する一対の光源により、所定基準線上に両光線の
合成色の光点を発生させるので、光点の色を明確に区別
できる合成色の基準線を正確な位置に三次元で表示する
ことができる。この基準線は施工の基準用又は施工後の
確認用に利用することができ、またトンネル掘削の位置
制御を自動で行なう際の基準としても使うことができ
る。
【図１】は、本発明の一実施例の説明図である。
【図２】は、本発明の墨だし作業を示す説明図である。
【図３】は、墨出し作業の流れ図の一例である。
【図４】は、墨出し結果の基準線への自動追従方法を示
す説明図である。
す説明図である。
【図５】は、従来技術の説明図である。
１、２ 光源 ３ 基準線 ５ 記憶手段 ６ 計算手段 ７ 基準位置割出手段 ８ 計算機 ９ 着色フィルター 10 光点 11 光線 12 撮像装置 13 色抽出装置 14 座標検出装置 21 シールド掘進機 22 セグメント 23a、23b セグメントピース 24 ターゲット 25 可搬型位置測定器 26 ベンチマーク 28 波動ビーム発生器 29 波動ビーム。
Claims (3)
- 【請求項１】所定基準線に沿って構築物をつくる作業現
場内の異なる位置に方位及び仰角の制御が可能に固定さ
れ且つ互いに異なる色の光線を発する一対の光源、前記
各光源の固定位置の座標と前記基準線上の複数の基準位
置の座標とを記憶する記憶手段、前記固定位置の座標の
各々と特定の前記基準位置の座標とを結ぶ２本の直線の
方位及び仰角を前記基準位置毎に算出する計算手段、並
びに前記各基準位置に対し前記両光源の方位及び仰角を
それぞれ前記２本の直線のうち対応する直線の方位及び
仰角と一致させる姿勢制御を行う基準位置割出手段を備
え、前記各基準位置に対する前記基準位置割出手段によ
る両光源の制御を繰返すことにより前記両光線の合成色
の光点を前記所定基準線上に発生させてなる三次元墨出
し装置。 - 【請求項２】請求項１の装置において、前記基準線上に
狭い相互間隔で複数の基準位置を設け、前記各基準位置
に連番を付して前記記憶手段に記憶し、前記各基準位置
について前記両光源の方位及び仰角の制御を前記連番順
に繰返し、前記連番順の制御を反覆することにより前記
合成色の光点を反覆的に発生させてなる三次元墨出し装
置。 - 【請求項３】請求項２の装置において、前記両光点の方
位及び仰角の制御の繰返しの間の時間間隔を短くするこ
とにより、前記所定基準線上に前記合成色の光点列を発
生させてなる三次元墨出し装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6158786A JP2839229B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 三次元墨出し装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6158786A JP2839229B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 三次元墨出し装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829170A JPH0829170A (ja) | 1996-02-02 |
| JP2839229B2 true JP2839229B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=15679313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6158786A Expired - Lifetime JP2839229B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 三次元墨出し装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2839229B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5217683B2 (ja) * | 2008-06-25 | 2013-06-19 | 株式会社大林組 | マーク生成装置、マーク生成方法 |
| JP6062664B2 (ja) * | 2012-06-13 | 2017-01-18 | 株式会社ニコン・トリンブル | 測量装置、測量方法、及びプログラム |
-
1994
- 1994-07-11 JP JP6158786A patent/JP2839229B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0829170A (ja) | 1996-02-02 |
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