JP3011640B2 - シールド掘進機のテール部クリアランスの計測方法および計測装置 - Google Patents
シールド掘進機のテール部クリアランスの計測方法および計測装置Info
- Publication number
- JP3011640B2 JP3011640B2 JP7135551A JP13555195A JP3011640B2 JP 3011640 B2 JP3011640 B2 JP 3011640B2 JP 7135551 A JP7135551 A JP 7135551A JP 13555195 A JP13555195 A JP 13555195A JP 3011640 B2 JP3011640 B2 JP 3011640B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- segment
- parallel
- distance
- tail plate
- tail
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シールド掘進機のテー
ルプレートとセグメント間のクリアランス（隙間）の計
測方法およびクリアランスの計測装置に関するものであ
る。
ルプレートとセグメント間のクリアランス（隙間）の計
測方法およびクリアランスの計測装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、シールド掘進機の現在の姿勢デー
タを得る方法として、シールド本体のテールプレートと
セグメント間のクリアランス寸法を計測して、セグメン
トに対してシールド本体がどの程度ずれているかを求め
る方法がある。
タを得る方法として、シールド本体のテールプレートと
セグメント間のクリアランス寸法を計測して、セグメン
トに対してシールド本体がどの程度ずれているかを求め
る方法がある。
【０００３】そして、このシールド本体のテールプレー
トとセグメントとのクリアランス寸法を計測する方法と
して、くさびを使用する計測方法、または超音波距離計
若しくはレーザ距離計を使用する方法がある。
トとセグメントとのクリアランス寸法を計測する方法と
して、くさびを使用する計測方法、または超音波距離計
若しくはレーザ距離計を使用する方法がある。
【０００４】前者のくさびを使用する方法は、図13に示
すように、シールド本体のテールプレート51の内面51ａ
とセグメント52の外面52ａとのクリアランスに、一側面
が傾斜されたくさび体53を挿入し、このくさび体53の挿
入量ｓから、クリアランス寸法δを計測していた。
すように、シールド本体のテールプレート51の内面51ａ
とセグメント52の外面52ａとのクリアランスに、一側面
が傾斜されたくさび体53を挿入し、このくさび体53の挿
入量ｓから、クリアランス寸法δを計測していた。
【０００５】また、後者の超音波距離計（若しくはレー
ザ距離計）を使用する方法は、図14に示すように、シー
ルド本体のテールプレート61の内方部に超音波距離計63
を配置するとともに、この超音波距離計63からセグメン
ト62の内面62ｂまでの距離ｍと、シールド本体のテール
プレート61の内面61ａまでの距離ｎとを検出し、これら
検出された距離の差（ｎ−ｍ）からさらにセグメント62
の厚さｐを減じることにより、クリアランス寸法δが求
められていた。
ザ距離計）を使用する方法は、図14に示すように、シー
ルド本体のテールプレート61の内方部に超音波距離計63
を配置するとともに、この超音波距離計63からセグメン
ト62の内面62ｂまでの距離ｍと、シールド本体のテール
プレート61の内面61ａまでの距離ｎとを検出し、これら
検出された距離の差（ｎ−ｍ）からさらにセグメント62
の厚さｐを減じることにより、クリアランス寸法δが求
められていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した各計測方法に
よると、シールドの掘進とともに、計測機器（くさび体
53，超音波距離計63）を移動させる必要があり、移動中
にこれら計測機器を損傷させる危険があった。また、シ
ールド本体のテールプレート51，61の内面51ａ，61ａ
に、土砂（または水）ｄなどが付着している場合には、
クリアランス寸法δを正確に計測することができないと
いう問題があった。
よると、シールドの掘進とともに、計測機器（くさび体
53，超音波距離計63）を移動させる必要があり、移動中
にこれら計測機器を損傷させる危険があった。また、シ
ールド本体のテールプレート51，61の内面51ａ，61ａ
に、土砂（または水）ｄなどが付着している場合には、
クリアランス寸法δを正確に計測することができないと
いう問題があった。
【０００７】本発明は上記問題を解決するものであり、
計測機器を固定しておくことができ、さらに土砂（また
は水）の影響を受けにくいシールド掘進機のテールプレ
ートクリアランスの計測方法および計測装置を提供する
ことを目的とするものである。
計測機器を固定しておくことができ、さらに土砂（また
は水）の影響を受けにくいシールド掘進機のテールプレ
ートクリアランスの計測方法および計測装置を提供する
ことを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第１発明のシールド掘進機のテールプレートクリア
ランスの計測方法は、セグメントに対してシールド本体
のテールプレートの内面と平行に平行光線を照射すると
ともにこの平行光線をテールプレートと垂直方向に走査
し、前記テールプレートと前記セグメントの下部とを撮
影し、この撮影画像において前記セグメントの下端に平
行光線が反射したことを検出すると、この平行光線の反
射検出地点と前記平行光線の走査開始地点との距離を検
出し、この距離に前記テールプレート内面と平行光線の
走査開始地点との距離を加算することにより、テールプ
レート内面とセグメント外面とのクリアランス寸法を求
めることを特徴とするものである。
め、第１発明のシールド掘進機のテールプレートクリア
ランスの計測方法は、セグメントに対してシールド本体
のテールプレートの内面と平行に平行光線を照射すると
ともにこの平行光線をテールプレートと垂直方向に走査
し、前記テールプレートと前記セグメントの下部とを撮
影し、この撮影画像において前記セグメントの下端に平
行光線が反射したことを検出すると、この平行光線の反
射検出地点と前記平行光線の走査開始地点との距離を検
出し、この距離に前記テールプレート内面と平行光線の
走査開始地点との距離を加算することにより、テールプ
レート内面とセグメント外面とのクリアランス寸法を求
めることを特徴とするものである。
【０００９】また、第２発明のシールド掘進機のテール
プレートクリアランスの計測装置は、平行光線をセグメ
ントに対して照射する光照射装置と、この光照射装置か
ら照射される平行光線を、シールド本体のテールプレー
トの内面と平行に維持し、かつ平行光線を前記テールプ
レート内面から所定高さの走査開始位置よりテールプレ
ート内面と垂直方向に走査する走査機構と、前記走査機
構による平行光線の走査位置を検出する走査位置検出器
と、前記セグメントに照射される平行光線を撮影するカ
メラ装置と、前記カメラ装置の撮影画像において前記セ
グメントの下端に平行光線が反射したことを検出する画
像処理装置と、前記画像処理装置によりセグメントの下
端が検出されると、前記走査位置検出器による平行光線
の走査位置を平行光線の反射検出地点として記憶し、こ
の平行光線の反射検出地点と平行光線の走査開始地点と
の距離を演算し、この距離に前記テールプレート内面と
平行光線の走査開始地点との距離を加算することによ
り、テールプレート内面とセグメント外面とのクリアラ
ンス寸法を求める演算装置とを備えたことを特徴とする
ものである。
プレートクリアランスの計測装置は、平行光線をセグメ
ントに対して照射する光照射装置と、この光照射装置か
ら照射される平行光線を、シールド本体のテールプレー
トの内面と平行に維持し、かつ平行光線を前記テールプ
レート内面から所定高さの走査開始位置よりテールプレ
ート内面と垂直方向に走査する走査機構と、前記走査機
構による平行光線の走査位置を検出する走査位置検出器
と、前記セグメントに照射される平行光線を撮影するカ
メラ装置と、前記カメラ装置の撮影画像において前記セ
グメントの下端に平行光線が反射したことを検出する画
像処理装置と、前記画像処理装置によりセグメントの下
端が検出されると、前記走査位置検出器による平行光線
の走査位置を平行光線の反射検出地点として記憶し、こ
の平行光線の反射検出地点と平行光線の走査開始地点と
の距離を演算し、この距離に前記テールプレート内面と
平行光線の走査開始地点との距離を加算することによ
り、テールプレート内面とセグメント外面とのクリアラ
ンス寸法を求める演算装置とを備えたことを特徴とする
ものである。
【００１０】さらに第３発明のシールド掘進機のテール
プレートクリアランスの計測方法は、シールド本体のテ
ールプレートと垂直方向に所定間隔で配置された２本の
平行光線をセグメントに対してテールプレートの内面と
平行に照射し、前記テールプレート内面と平行な光軸で
カメラ装置により平行光線が照射された前記セグメント
の側面を撮影し、この撮影画像において前記２本の平行
光線の照射位置と前記セグメントの上端位置を検出し、
２本の平行光線の照射位置間の距離により前記カメラ装
置とセグメント間の距離を演算し、この求めた距離によ
り、先に求めたセグメントの上端位置を補正し、この補
正したセグメントの上端位置に基づいてテールプレート
内面とセグメント外面とのクリアランス寸法を求めるこ
とを特徴とするものである。
プレートクリアランスの計測方法は、シールド本体のテ
ールプレートと垂直方向に所定間隔で配置された２本の
平行光線をセグメントに対してテールプレートの内面と
平行に照射し、前記テールプレート内面と平行な光軸で
カメラ装置により平行光線が照射された前記セグメント
の側面を撮影し、この撮影画像において前記２本の平行
光線の照射位置と前記セグメントの上端位置を検出し、
２本の平行光線の照射位置間の距離により前記カメラ装
置とセグメント間の距離を演算し、この求めた距離によ
り、先に求めたセグメントの上端位置を補正し、この補
正したセグメントの上端位置に基づいてテールプレート
内面とセグメント外面とのクリアランス寸法を求めるこ
とを特徴とするものである。
【００１１】また、第４発明のシールド掘進機のテール
プレートクリアランスの計測装置は、シールド本体のテ
ールプレートと垂直方向に所定間隔で配置された２本の
平行光線をセグメントに対してテールプレートの内面と
平行に照射する光照射装置と、前記テールプレート内面
と平行な光軸で２本の平行光線が照射された前記セグメ
ントの側面を撮影するカメラ装置と、前記カメラ装置の
撮影画像において前記２本の平行光線の照射位置と前記
セグメントの上端位置を検出し、２本の平行光線の照射
位置間の距離により前記カメラ装置とセグメント間の距
離を演算し、この求めた距離により、先に求めたセグメ
ントの上端位置を補正し、この補正したセグメントの上
端位置に基づいてテールプレート内面とセグメント外面
とのクリアランス寸法を求める演算装置とを備えたこと
を特徴とするものである。
プレートクリアランスの計測装置は、シールド本体のテ
ールプレートと垂直方向に所定間隔で配置された２本の
平行光線をセグメントに対してテールプレートの内面と
平行に照射する光照射装置と、前記テールプレート内面
と平行な光軸で２本の平行光線が照射された前記セグメ
ントの側面を撮影するカメラ装置と、前記カメラ装置の
撮影画像において前記２本の平行光線の照射位置と前記
セグメントの上端位置を検出し、２本の平行光線の照射
位置間の距離により前記カメラ装置とセグメント間の距
離を演算し、この求めた距離により、先に求めたセグメ
ントの上端位置を補正し、この補正したセグメントの上
端位置に基づいてテールプレート内面とセグメント外面
とのクリアランス寸法を求める演算装置とを備えたこと
を特徴とするものである。
【００１２】
【作用】上記第１，第２発明によると、シールド本体の
テールプレート内面とセグメント外面とのクリアランス
寸法を、画像処理装置によりセグメントの下端が検出さ
れたときの走査位置検出器による平行光線の走査位置
を、平行光線の反射検出地点として記憶し、この平行光
線の反射検出地点と平行光線の走査開始地点との距離を
演算し、この距離に、テールプレート内面と平行光線の
走査開始地点間の距離を加算することにより求めるよう
にしているため、掘削が進むにつれて計測機器を移動さ
せる必要もなく、非接触で計測が行われ、また計測箇所
での土砂の堆積、地下水の流入などによる計測誤差が生
じることが防止される。
テールプレート内面とセグメント外面とのクリアランス
寸法を、画像処理装置によりセグメントの下端が検出さ
れたときの走査位置検出器による平行光線の走査位置
を、平行光線の反射検出地点として記憶し、この平行光
線の反射検出地点と平行光線の走査開始地点との距離を
演算し、この距離に、テールプレート内面と平行光線の
走査開始地点間の距離を加算することにより求めるよう
にしているため、掘削が進むにつれて計測機器を移動さ
せる必要もなく、非接触で計測が行われ、また計測箇所
での土砂の堆積、地下水の流入などによる計測誤差が生
じることが防止される。
【００１３】また上記第３，第４発明によると、シール
ド本体のテールプレート内面とセグメント外面とのクリ
アランス寸法を、カメラ装置の撮影画像において２本の
平行光線の照射位置とセグメントの上端位置を検出し、
２本の平行光線の照射位置間の距離によりカメラ装置と
セグメント間の距離を演算し、この求めた距離により、
先に求めたセグメントの上端位置を補正し、この補正し
たセグメントの上端位置に基づいて求めるようにしてい
るため、掘削が進むにつれて計測機器を移動させる必要
もなく、非接触で、かつ連続で計測が行われ、また計測
箇所での土砂の堆積、地下水の流入などによる計測誤差
が生じることが防止される。
ド本体のテールプレート内面とセグメント外面とのクリ
アランス寸法を、カメラ装置の撮影画像において２本の
平行光線の照射位置とセグメントの上端位置を検出し、
２本の平行光線の照射位置間の距離によりカメラ装置と
セグメント間の距離を演算し、この求めた距離により、
先に求めたセグメントの上端位置を補正し、この補正し
たセグメントの上端位置に基づいて求めるようにしてい
るため、掘削が進むにつれて計測機器を移動させる必要
もなく、非接触で、かつ連続で計測が行われ、また計測
箇所での土砂の堆積、地下水の流入などによる計測誤差
が生じることが防止される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。 〔第１実施例〕本実施例におけるクリアランスの計測装
置は、図１に示すように、シールド掘進機のシールド本
体のテールプレート１の内面１ａと、既に施工されたセ
グメント２の外面２ａとのテールクリアランス（隙間）
の寸法ａを計測するものである。
明する。 〔第１実施例〕本実施例におけるクリアランスの計測装
置は、図１に示すように、シールド掘進機のシールド本
体のテールプレート１の内面１ａと、既に施工されたセ
グメント２の外面２ａとのテールクリアランス（隙間）
の寸法ａを計測するものである。
【００１５】この計測装置は、レーザコリメート光（平
行光線）Ｌをセグメント２に対して照射する光照射装置
であるレーザ発振器３と、このレーザ発振器３から照射
されるレーザコリメート光Ｌを、テールプレート内面１
ａと平行に維持し、かつレーザコリメート光Ｌをセグメ
ント２に対して、テールプレート内面１ａから所定高さ
ｓの走査開始位置（ｃ点）よりテールプレート内面１ａ
と垂直方向に走査する走査機構４と、走査機構４による
レーザコリメート光Ｌの走査位置を検出する走査位置検
出器５と、走査機構４の上方からテールプレート１とセ
グメント２の下部とを撮影し、セグメント２に照射され
るレーザコリメート光Ｌを視認するＣＣＤカメラ装置６
と、カメラ装置６の撮影画像を入力し、セグメント２の
下端（ｂ点）にレーザコリメート光Ｌが反射したことを
検出する画像処理装置７（詳細は後述する）と、たとえ
ばコンピュータからなる演算装置８（詳細は後述する）
から構成されている。
行光線）Ｌをセグメント２に対して照射する光照射装置
であるレーザ発振器３と、このレーザ発振器３から照射
されるレーザコリメート光Ｌを、テールプレート内面１
ａと平行に維持し、かつレーザコリメート光Ｌをセグメ
ント２に対して、テールプレート内面１ａから所定高さ
ｓの走査開始位置（ｃ点）よりテールプレート内面１ａ
と垂直方向に走査する走査機構４と、走査機構４による
レーザコリメート光Ｌの走査位置を検出する走査位置検
出器５と、走査機構４の上方からテールプレート１とセ
グメント２の下部とを撮影し、セグメント２に照射され
るレーザコリメート光Ｌを視認するＣＣＤカメラ装置６
と、カメラ装置６の撮影画像を入力し、セグメント２の
下端（ｂ点）にレーザコリメート光Ｌが反射したことを
検出する画像処理装置７（詳細は後述する）と、たとえ
ばコンピュータからなる演算装置８（詳細は後述する）
から構成されている。
【００１６】上記走査機構４は、レーザ発振器３を水平
に支持し、テールプレート内面１ａと垂直方向の移動経
路を形成するレール装置11と、このレール装置11に沿っ
てレーザ発振器３を移動させるモータ12と、演算装置８
からの指令に基づきモータ12を駆動するドライバ13から
構成されている。
に支持し、テールプレート内面１ａと垂直方向の移動経
路を形成するレール装置11と、このレール装置11に沿っ
てレーザ発振器３を移動させるモータ12と、演算装置８
からの指令に基づきモータ12を駆動するドライバ13から
構成されている。
【００１７】上記画像処理装置７によるｂ点の検出方法
を図２，図３を参照しながら詳細に説明する。 〔ステップ−１〕まず、レーザコリメート光Ｌを照射し
ない状態で、カメラ装置６の撮影画像信号を入力し、画
像メモリＡに記憶する。 〔ステップ−２〕次に、レーザコリメート光Ｌを照射し
た状態で、カメラ装置６の撮影画像信号を入力し、画像
メモリＢに記憶する。 〔ステップ−３〕そして、画像メモリＢから画像メモリ
Ａの内容を減算する。 〔ステップ−４〕減算後の画像を予め設定したしきい値
によるしきい値処理を行い、設定値以上の領域を抽出す
る。 〔ステップ−５〕そして、しきい値処理において得られ
た領域が存在するか判定する。 〔ステップ−６〕存在しない場合は、走査機構４で一定
量を移動させ、ステップ−１〜ステップ−５を抽出領域
が得られるまで繰り返す。 〔ステップ−７〕ステップ−５で抽出領域が得られたと
き、つまりｂ点を検出したとき検出信号を演算装置８へ
出力し（ステップ−９）、計測を終了する。
を図２，図３を参照しながら詳細に説明する。 〔ステップ−１〕まず、レーザコリメート光Ｌを照射し
ない状態で、カメラ装置６の撮影画像信号を入力し、画
像メモリＡに記憶する。 〔ステップ−２〕次に、レーザコリメート光Ｌを照射し
た状態で、カメラ装置６の撮影画像信号を入力し、画像
メモリＢに記憶する。 〔ステップ−３〕そして、画像メモリＢから画像メモリ
Ａの内容を減算する。 〔ステップ−４〕減算後の画像を予め設定したしきい値
によるしきい値処理を行い、設定値以上の領域を抽出す
る。 〔ステップ−５〕そして、しきい値処理において得られ
た領域が存在するか判定する。 〔ステップ−６〕存在しない場合は、走査機構４で一定
量を移動させ、ステップ−１〜ステップ−５を抽出領域
が得られるまで繰り返す。 〔ステップ−７〕ステップ−５で抽出領域が得られたと
き、つまりｂ点を検出したとき検出信号を演算装置８へ
出力し（ステップ−９）、計測を終了する。
【００１８】ｂ点が検出されたときの特性図を図３
（ｂ）に示す。ｂ点では輝度レベルがしきい値レベルを
越えている。演算装置８の動作を図４，図５を参照しな
がら詳細に説明する。 〔ステップ−１〕まず画像処理装置７によりセグメント
１の下端（ｂ点）検出信号を入力しているかどうかを判
定する。 〔ステップ−２〕ステップ−１において下端（ｂ点）検
出信号を入力していると、走査位置検出器５によるレー
ザコリメート光Ｌの走査位置をレーザコリメート光反射
検出地点（ｄ点）として記憶する。 〔ステップ−３〕そして、このｄ点と上記ｃ点との距離
ｒを演算する。 〔ステップ−４〕この距離ｒにテールプレート内面１ａ
とレーザコリメート光Ｌの走査開始地点ｃとの距離ｓを
加算し、テールプレート内面１ａとセグメント外面２ａ
とのクリアランス寸法ａを求める。
（ｂ）に示す。ｂ点では輝度レベルがしきい値レベルを
越えている。演算装置８の動作を図４，図５を参照しな
がら詳細に説明する。 〔ステップ−１〕まず画像処理装置７によりセグメント
１の下端（ｂ点）検出信号を入力しているかどうかを判
定する。 〔ステップ−２〕ステップ−１において下端（ｂ点）検
出信号を入力していると、走査位置検出器５によるレー
ザコリメート光Ｌの走査位置をレーザコリメート光反射
検出地点（ｄ点）として記憶する。 〔ステップ−３〕そして、このｄ点と上記ｃ点との距離
ｒを演算する。 〔ステップ−４〕この距離ｒにテールプレート内面１ａ
とレーザコリメート光Ｌの走査開始地点ｃとの距離ｓを
加算し、テールプレート内面１ａとセグメント外面２ａ
とのクリアランス寸法ａを求める。
【００１９】上記構成による動作を説明する。走査開始
地点（ｃ点）より上方へレーザ発振器３によりレーザコ
リメート光Ｌを照射しながらセグメント２を走査し、画
像処理装置７によりセグメントの下端（ｂ点）が検出さ
れると、走査位置検出器５によるレーザコリメート光Ｌ
の走査位置を、レーザコリメート光Ｌの反射検出地点
（ｄ点）として記憶し、このレーザコリメート光Ｌの反
射検出地点（ｄ点）とレーザコリメート光Ｌの走査開始
地点（ｃ点）との距離ｒを演算し、この距離ｒにテール
プレート内面１ａとレーザコリメート光Ｌの走査開始地
点（ｃ点）との距離ｓを加算することによりシールド本
体のテールプレート内面１ａとセグメント外面２ａとの
クリアランス寸法ａを求める。
地点（ｃ点）より上方へレーザ発振器３によりレーザコ
リメート光Ｌを照射しながらセグメント２を走査し、画
像処理装置７によりセグメントの下端（ｂ点）が検出さ
れると、走査位置検出器５によるレーザコリメート光Ｌ
の走査位置を、レーザコリメート光Ｌの反射検出地点
（ｄ点）として記憶し、このレーザコリメート光Ｌの反
射検出地点（ｄ点）とレーザコリメート光Ｌの走査開始
地点（ｃ点）との距離ｒを演算し、この距離ｒにテール
プレート内面１ａとレーザコリメート光Ｌの走査開始地
点（ｃ点）との距離ｓを加算することによりシールド本
体のテールプレート内面１ａとセグメント外面２ａとの
クリアランス寸法ａを求める。
【００２０】上記動作により、従来の如く掘削が進むに
つれて計測機器を移動させる必要もなく、固定した状態
で計測を行うことができ、計測機器の損傷を防止するこ
とができ、さらに非接触で計測でき、さらに計測箇所で
の土砂の堆積、地下水の流入などによる計測誤差が生じ
ることを防止することができる。 〔第２実施例〕本実施例におけるクリアランスの計測装
置は、第１実施例と同様に図６に示すように、シールド
掘進機のシールド本体のテールプレート21の内面21ａ
と、既に施工されたセグメント22の外面22ａとのテール
クリアランス（隙間）の寸法ａを計測するものである。
つれて計測機器を移動させる必要もなく、固定した状態
で計測を行うことができ、計測機器の損傷を防止するこ
とができ、さらに非接触で計測でき、さらに計測箇所で
の土砂の堆積、地下水の流入などによる計測誤差が生じ
ることを防止することができる。 〔第２実施例〕本実施例におけるクリアランスの計測装
置は、第１実施例と同様に図６に示すように、シールド
掘進機のシールド本体のテールプレート21の内面21ａ
と、既に施工されたセグメント22の外面22ａとのテール
クリアランス（隙間）の寸法ａを計測するものである。
【００２１】この計測装置は、レーザコリメート光（平
行光線）をシールド本体のテールプレート21と垂直方向
に所定間隔で配置されたハーフミラー23とミラー24とを
使用して、２本のレーザコリメート光Ｌし、この２本の
レーザコリメート光Ｌをセグメント22の側面22ｃに対し
てテールプレートの内面１ａと平行に照射するレーザ発
振器25と、テールプレート内面１ａと平行な光軸で２本
のレーザコリメート光Ｌが照射されたセグメント２の側
面22ｃを撮影するＣＣＤカメラ装置26と、カメラ装置26
の撮影箇所を照らす照明具27と、コンピュータ装置から
なりカメラ装置26の撮影画像を入力してテールプレート
内面21ａとセグメント外面22ａとのクリアランス寸法ａ
を求める演算装置28（詳細は後述する）から構成されて
いる。
行光線）をシールド本体のテールプレート21と垂直方向
に所定間隔で配置されたハーフミラー23とミラー24とを
使用して、２本のレーザコリメート光Ｌし、この２本の
レーザコリメート光Ｌをセグメント22の側面22ｃに対し
てテールプレートの内面１ａと平行に照射するレーザ発
振器25と、テールプレート内面１ａと平行な光軸で２本
のレーザコリメート光Ｌが照射されたセグメント２の側
面22ｃを撮影するＣＣＤカメラ装置26と、カメラ装置26
の撮影箇所を照らす照明具27と、コンピュータ装置から
なりカメラ装置26の撮影画像を入力してテールプレート
内面21ａとセグメント外面22ａとのクリアランス寸法ａ
を求める演算装置28（詳細は後述する）から構成されて
いる。
【００２２】まず演算装置28によるセグメント22の上端
（ｅ点）と２本のレーザコリメート光Ｌのセグメント側
面22ｃの照射地点（ｆ点，ｇ点）の検出方法を図７を参
照しながら詳細に説明する。
（ｅ点）と２本のレーザコリメート光Ｌのセグメント側
面22ｃの照射地点（ｆ点，ｇ点）の検出方法を図７を参
照しながら詳細に説明する。
【００２３】カメラ装置26の撮影画像信号を入力し、図
７（ａ）に示すようにｙ方向に並んだ走査線毎に、走査
線方向（ｘ方向）の中央の範囲（積分の範囲ｈ）の画素
の値（輝度）を積分する。すると、図７（ｂ）に示す輝
度積分値の特性が得られることから、暗から明に輝度積
分値が上昇した点をセグメント22の上端（ｅ点）、輝度
積分値が突出している地点をｆ点，ｇ点と特定すること
ができる。
７（ａ）に示すようにｙ方向に並んだ走査線毎に、走査
線方向（ｘ方向）の中央の範囲（積分の範囲ｈ）の画素
の値（輝度）を積分する。すると、図７（ｂ）に示す輝
度積分値の特性が得られることから、暗から明に輝度積
分値が上昇した点をセグメント22の上端（ｅ点）、輝度
積分値が突出している地点をｆ点，ｇ点と特定すること
ができる。
【００２４】次に、撮影画像の画素数を、たとえばｙ方
向に５１２、撮影画像上のｅ点のｙ方向の座標をｙ0 ，
ｆ点，ｇ点のｙ方向の座標をｙ1 ，ｙ2 として、カメラ
装置26とセグメント22間の距離Ｊと、上記座標ｙ1 ，ｙ
2 間の距離Ｗについて図８，図９に基づいて説明する。
向に５１２、撮影画像上のｅ点のｙ方向の座標をｙ0 ，
ｆ点，ｇ点のｙ方向の座標をｙ1 ，ｙ2 として、カメラ
装置26とセグメント22間の距離Ｊと、上記座標ｙ1 ，ｙ
2 間の距離Ｗについて図８，図９に基づいて説明する。
【００２５】図８に示すように、カメラ装置26により撮
影される範囲は距離に比例するので、カメラ装置26とセ
グメント22間の距離Ｊ1 ，Ｊ2 ，Ｊ3 （Ｊ1 ＜Ｊ2 ＜Ｊ
3 ）では、たとえばＷ1 ＝２００，Ｗ2 ＝１００，Ｗ3
＝５０となり、図９に示すように、距離Ｊと距離Ｗとの
関係を求めることができる。
影される範囲は距離に比例するので、カメラ装置26とセ
グメント22間の距離Ｊ1 ，Ｊ2 ，Ｊ3 （Ｊ1 ＜Ｊ2 ＜Ｊ
3 ）では、たとえばＷ1 ＝２００，Ｗ2 ＝１００，Ｗ3
＝５０となり、図９に示すように、距離Ｊと距離Ｗとの
関係を求めることができる。
【００２６】次にカメラ装置26とセグメント22間の距離
Ｊ1 に特定した場合の、ｙ方向の座標ｙ0 と、セグメン
ト22の上端ｅ点とテールプレート内面21ａ間の距離Ｋ
を、図10に示すように、予め求めることで、図11に示す
ように、座標ｙ0 と距離Ｋとの関係を求めることができ
る。
Ｊ1 に特定した場合の、ｙ方向の座標ｙ0 と、セグメン
ト22の上端ｅ点とテールプレート内面21ａ間の距離Ｋ
を、図10に示すように、予め求めることで、図11に示す
ように、座標ｙ0 と距離Ｋとの関係を求めることができ
る。
【００２７】演算装置28の動作を図12にしたがって説明
する。まず、上記画像処理によりｅ点，ｆ点，ｇ点を特
定し（ステップ−１）、座標ｙ1 ，ｙ2 間の距離Ｗ（＝
ｙ2 −ｙ1 ）を演算する（ステップ−２）。次に、この
距離Ｗから図９により実際のカメラ装置26とセグメント
22間の距離Ｊを求め（ステップ−３）、次に座標ｙ0 を
距離Ｊと距離Ｊ1 の比率で乗算して距離Ｊ1 における座
標ｙ0 ’（＝ｙ0 ＊Ｊ／Ｊ1 ）を求め（ステップ−
４）、この座標ｙ0’から図11により実際のセグメント2
2の上端ｅ点のテールプレート内面21ａからの距離Ｋを
求め（ステップ−５）、この距離Ｋからセグメント２の
厚みＶを減算することでクリアランス寸法ａ（＝Ｋ−
Ｖ）を求める（ステップ−６）。
する。まず、上記画像処理によりｅ点，ｆ点，ｇ点を特
定し（ステップ−１）、座標ｙ1 ，ｙ2 間の距離Ｗ（＝
ｙ2 −ｙ1 ）を演算する（ステップ−２）。次に、この
距離Ｗから図９により実際のカメラ装置26とセグメント
22間の距離Ｊを求め（ステップ−３）、次に座標ｙ0 を
距離Ｊと距離Ｊ1 の比率で乗算して距離Ｊ1 における座
標ｙ0 ’（＝ｙ0 ＊Ｊ／Ｊ1 ）を求め（ステップ−
４）、この座標ｙ0’から図11により実際のセグメント2
2の上端ｅ点のテールプレート内面21ａからの距離Ｋを
求め（ステップ−５）、この距離Ｋからセグメント２の
厚みＶを減算することでクリアランス寸法ａ（＝Ｋ−
Ｖ）を求める（ステップ−６）。
【００２８】上記構成による動作を説明する。カメラ装
置26の撮影画像において２本のレーザコリメート光Ｌの
照射地点（ｆ点，ｇ点）とセグメント22の上端位置（ｅ
点）を検出し、ｆ点，ｇ点の距離Ｗから実際のカメラ装
置26とセグメント22間の距離Ｊを求め、この距離Ｊによ
りｅ点の座標ｙ0 を補正し、この補正したｅ点の座標ｙ
0 ’から実際のセグメント22の上端ｅ点とテールプレー
ト内面21ａ間の距離Ｋを求め、この距離Ｋからシールド
本体のテールプレート内面21ａとセグメント外面22ａと
のクリアランス寸法ａを求める。
置26の撮影画像において２本のレーザコリメート光Ｌの
照射地点（ｆ点，ｇ点）とセグメント22の上端位置（ｅ
点）を検出し、ｆ点，ｇ点の距離Ｗから実際のカメラ装
置26とセグメント22間の距離Ｊを求め、この距離Ｊによ
りｅ点の座標ｙ0 を補正し、この補正したｅ点の座標ｙ
0 ’から実際のセグメント22の上端ｅ点とテールプレー
ト内面21ａ間の距離Ｋを求め、この距離Ｋからシールド
本体のテールプレート内面21ａとセグメント外面22ａと
のクリアランス寸法ａを求める。
【００２９】上記動作により、掘削が進むにつれて計測
機器を移動させる必要もなく、固定した状態で計測を行
うことができ、計測機器の損傷を防止することができ、
また非接触で、かつ連続で計測を行うことができ、さら
にまた計測箇所での土砂の堆積、地下水の流入などによ
る計測誤差が生じることを防止できる。またクリアラン
スが土砂でふさがれた状態であっても計測することがで
きる。
機器を移動させる必要もなく、固定した状態で計測を行
うことができ、計測機器の損傷を防止することができ、
また非接触で、かつ連続で計測を行うことができ、さら
にまた計測箇所での土砂の堆積、地下水の流入などによ
る計測誤差が生じることを防止できる。またクリアラン
スが土砂でふさがれた状態であっても計測することがで
きる。
【００３０】
【発明の効果】以上のように第１，第２発明によれば、
シールド本体のテールプレート内面とセグメント外面と
のクリアランス寸法を、画像処理装置によりセグメント
の下端が検出されたときの走査位置検出器による平行光
線の走査位置を平行光線の反射検出地点として記憶し、
この平行光線の反射検出地点と平行光線の走査開始地点
間の距離を演算し、この距離にテールプレート内面と平
行光線の走査開始地点間の距離を加算することにより求
めるようにしているため、掘削が進むにつれて計測機器
を移動させる必要もなく、固定した状態で計測を行うこ
とができ、計測機器の損傷を防止することができ、また
非接触で計測を行うことができ、また計測箇所での土砂
の堆積、地下水の流入などによる計測誤差が生じること
を防止できる。
シールド本体のテールプレート内面とセグメント外面と
のクリアランス寸法を、画像処理装置によりセグメント
の下端が検出されたときの走査位置検出器による平行光
線の走査位置を平行光線の反射検出地点として記憶し、
この平行光線の反射検出地点と平行光線の走査開始地点
間の距離を演算し、この距離にテールプレート内面と平
行光線の走査開始地点間の距離を加算することにより求
めるようにしているため、掘削が進むにつれて計測機器
を移動させる必要もなく、固定した状態で計測を行うこ
とができ、計測機器の損傷を防止することができ、また
非接触で計測を行うことができ、また計測箇所での土砂
の堆積、地下水の流入などによる計測誤差が生じること
を防止できる。
【００３１】また第３，第４発明によれば、シールド本
体のテールプレート内面とセグメント外面とのクリアラ
ンス寸法を、カメラ装置の撮影画像において２本の平行
光線の照射位置とセグメントの上端位置を検出し、２本
の平行光線の照射位置間の距離によりカメラ装置とセグ
メント間の距離を演算し、この求めた距離により、先に
求めたセグメントの上端位置を補正し、この補正したセ
グメントの上端位置に基づいて求めるようにしているた
め、掘削が進むにつれて計測機器を移動させる必要もな
く、固定した状態で計測を行うことができ、計測機器の
損傷を防止することができ、また非接触で、かつ連続で
計測を行うことができ、また計測箇所での土砂の堆積、
地下水の流入などによる計測誤差が生じることを防止で
き、さらにクリアランスが土砂でふさがれた状態であっ
ても計測することができる。
体のテールプレート内面とセグメント外面とのクリアラ
ンス寸法を、カメラ装置の撮影画像において２本の平行
光線の照射位置とセグメントの上端位置を検出し、２本
の平行光線の照射位置間の距離によりカメラ装置とセグ
メント間の距離を演算し、この求めた距離により、先に
求めたセグメントの上端位置を補正し、この補正したセ
グメントの上端位置に基づいて求めるようにしているた
め、掘削が進むにつれて計測機器を移動させる必要もな
く、固定した状態で計測を行うことができ、計測機器の
損傷を防止することができ、また非接触で、かつ連続で
計測を行うことができ、また計測箇所での土砂の堆積、
地下水の流入などによる計測誤差が生じることを防止で
き、さらにクリアランスが土砂でふさがれた状態であっ
ても計測することができる。
【図１】本発明の第１実施例におけるクリアランスの計
測装置の概略構成を示す図である。
測装置の概略構成を示す図である。
【図２】同実施例におけるクリアランスの計測装置の画
像処理装置のフローチャートである。
像処理装置のフローチャートである。
【図３】同実施例におけるクリアランスの計測箇所を映
し出した画像図と画像の輝度積分値の特性図である。
し出した画像図と画像の輝度積分値の特性図である。
【図４】同実施例におけるクリアランスの計測装置の演
算装置のフローチャートである。
算装置のフローチャートである。
【図５】同実施例におけるクリアランスの計測箇所の要
部側面図である。
部側面図である。
【図６】本発明の第２実施例におけるクリアランスの計
測装置の概略構成を示す図である。
測装置の概略構成を示す図である。
【図７】同実施例におけるクリアランスの計測箇所を映
し出した画像図と画像の輝度積分値の特性図である。
し出した画像図と画像の輝度積分値の特性図である。
【図８】同実施例におけるクリアランスの計測原理の説
明図である。
明図である。
【図９】同実施例におけるクリアランスの計測装置のカ
メラ装置とセグメント間の距離と、画像上の２本のレー
ザコリメート光の照射位置間の距離の特性図である。
メラ装置とセグメント間の距離と、画像上の２本のレー
ザコリメート光の照射位置間の距離の特性図である。
【図10】同実施例におけるクリアランスの計測原理の説
明図である。
明図である。
【図11】同実施例におけるクリアランスの計測装置のセ
グメント上端高さと、画像上のセグメント上端位置の特
性図である。
グメント上端高さと、画像上のセグメント上端位置の特
性図である。
【図12】同実施例におけるクリアランスの計測装置の演
算装置のフローチャートである。
算装置のフローチャートである。
【図13】従来例のクリアランスの計測方法を説明する要
部断面図である。
部断面図である。
【図14】従来例のクリアランスの計測方法を説明する要
部断面図である。
部断面図である。
１，21 シールド本体 １ａ，21ａ 内面 ２，22 セグメント ２ａ，22ａ 外面 ３，25 レーザ発振器 ４ 走行機構 ５ 走行位置検出器 ６，26 カメラ装置 ７ 画像処理装置 ８，28 演算装置 23 ハーフミラー 24 ミラー 27 照明具 Ｌ レーザコリメート光（平行光線） ａ クリアランス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−55436（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−307194（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 15/00 E21D 11/00 E21D 9/06 301
Claims (4)
- 【請求項１】 セグメントに対してシールド本体のテー
ルプレートの内面と平行に平行光線を照射するとともに
この平行光線をテールプレートと垂直方向に走査し、前
記テールプレートと前記セグメントの下部とを撮影し、
この撮影画像において前記セグメントの下端に平行光線
が反射したことを検出すると、この平行光線の反射検出
地点と前記平行光線の走査開始地点との距離を検出し、
この距離に前記テールプレート内面と平行光線の走査開
始地点との距離を加算することにより、テールプレート
内面とセグメント外面とのクリアランス寸法を求めるこ
とを特徴とするシールド掘進機のテール部クリアランス
の計測方法。 - 【請求項２】 平行光線をセグメントに対して照射する
光照射装置と、 この光照射装置から照射される平行光線を、シールド本
体のテールプレートの内面と平行に維持し、かつ平行光
線を前記テールプレート内面から所定高さの走査開始位
置よりテールプレート内面と垂直方向に走査する走査機
構と、 前記走査機構による平行光線の走査位置を検出する走査
位置検出器と、 前記セグメントに照射される平行光線を撮影するカメラ
装置と、 前記カメラ装置の撮影画像において前記セグメントの下
端に平行光線が反射したことを検出する画像処理装置
と、 前記画像処理装置によりセグメントの下端が検出される
と、前記走査位置検出器による平行光線の走査位置を平
行光線の反射検出地点として記憶し、この平行光線の反
射検出地点と平行光線の走査開始地点との距離を演算
し、この距離に前記テールプレート内面と平行光線の走
査開始地点との距離を加算することにより、テールプレ
ート内面とセグメント外面とのクリアランス寸法を求め
る演算装置とを備えたことを特徴とするシールド掘進機
のテール部クリアランスの計測装置。 - 【請求項３】 シールド本体のテールプレートと垂直方
向に所定間隔で配置された２本の平行光線をセグメント
に対してテールプレートの内面と平行に照射し、前記テ
ールプレート内面と平行な光軸でカメラ装置により平行
光線が照射された前記セグメントの側面を撮影し、この
撮影画像において前記２本の平行光線の照射位置と前記
セグメントの上端位置を検出し、２本の平行光線の照射
位置間の距離により前記カメラ装置とセグメント間の距
離を演算し、この求めた距離により、先に求めたセグメ
ントの上端位置を補正し、この補正したセグメントの上
端位置に基づいてテールプレート内面とセグメント外面
とのクリアランス寸法を求めることを特徴とするシール
ド掘進機のテール部クリアランスの計測方法。 - 【請求項４】 シールド本体のテールプレートと垂直方
向に所定間隔で配置された２本の平行光線をセグメント
に対してテールプレートの内面と平行に照射する光照射
装置と、 前記テールプレート内面と平行な光軸で２本の平行光線
が照射された前記セグメントの側面を撮影するカメラ装
置と、 前記カメラ装置の撮影画像において前記２本の平行光線
の照射位置と前記セグメントの上端位置を検出し、２本
の平行光線の照射位置間の距離により前記カメラ装置と
セグメント間の距離を演算し、この求めた距離により、
先に求めたセグメントの上端位置を補正し、この補正し
たセグメントの上端位置に基づいてテールプレート内面
とセグメント外面とのクリアランス寸法を求める演算装
置とを備えたことを特徴とするシールド掘進機のテール
部クリアランスの計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7135551A JP3011640B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | シールド掘進機のテール部クリアランスの計測方法および計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7135551A JP3011640B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | シールド掘進機のテール部クリアランスの計測方法および計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327356A JPH08327356A (ja) | 1996-12-13 |
| JP3011640B2 true JP3011640B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=15154441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7135551A Expired - Fee Related JP3011640B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | シールド掘進機のテール部クリアランスの計測方法および計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3011640B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5508161B2 (ja) * | 2010-06-25 | 2014-05-28 | 三井住友建設株式会社 | 覆工巻き厚検査装置及び覆工巻き厚検査方法 |
| CN113358046B (zh) * | 2021-05-19 | 2023-04-14 | 上海隧道工程有限公司 | 盾尾间隙的视觉测量方法及其系统 |
-
1995
- 1995-06-02 JP JP7135551A patent/JP3011640B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08327356A (ja) | 1996-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6873912B2 (en) | Vehicle tracking system | |
| JP3615980B2 (ja) | 車輪測定装置 | |
| EP0532169B1 (en) | Optical Inspection Probe | |
| JP4076196B2 (ja) | 車幅計測方法及び装置 | |
| JP2004347585A (ja) | 建築および土木構造物計測・解析システム | |
| JPH1144533A (ja) | 先行車両検出装置 | |
| JP3011640B2 (ja) | シールド掘進機のテール部クリアランスの計測方法および計測装置 | |
| US20020005956A1 (en) | Method and device for measuring three-dimensional position | |
| JP2000321039A (ja) | 塗装欠陥検査装置及び方法 | |
| JPH0484707A (ja) | ３次元寸法測定装置 | |
| JP3324809B2 (ja) | 三次元測定用測定点指示具 | |
| KR100415796B1 (ko) | 스캐닝간격결정방법 | |
| JP2572286B2 (ja) | ３次元形状寸法計測装置 | |
| JPH10328864A (ja) | レーザ加工装置および加工対象物の位置測定方法 | |
| KR920010549B1 (ko) | 3차원 곡면 형상의 측정방법 및 장치 | |
| JPH0949706A (ja) | レーザ光を用いた被計測物の前後方向の移動量測定方法 | |
| JP2630844B2 (ja) | ３次元形状寸法計測装置 | |
| JPH10105719A (ja) | 孔位置の光学的計測方法 | |
| JP3112537B2 (ja) | 光学的三次元形状測定方法と測定装置 | |
| JP3381420B2 (ja) | 突起検出装置 | |
| CN220614020U (zh) | 一种箱梁巡检机器人 | |
| JPH0814851A (ja) | 非接触容積測定方法および装置 | |
| JPH08304040A (ja) | ３次元形状測定装置 | |
| JPH05215528A (ja) | 三次元形状測定装置 | |
| JPH10185515A (ja) | コイル位置検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081210 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091210 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101210 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111210 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121210 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131210 Year of fee payment: 14 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |