JP3191888B2 - 慣性センサを用いた管路の変位量計測方法 - Google Patents
慣性センサを用いた管路の変位量計測方法Info
- Publication number
- JP3191888B2 JP3191888B2 JP35733992A JP35733992A JP3191888B2 JP 3191888 B2 JP3191888 B2 JP 3191888B2 JP 35733992 A JP35733992 A JP 35733992A JP 35733992 A JP35733992 A JP 35733992A JP 3191888 B2 JP3191888 B2 JP 3191888B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inertial sensor
- sensor
- pipeline
- gap
- displacement
- 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
- Gyroscopes (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加速度計とジャイロス
コープとを有した慣性センサを用いて基準位置からの管
路の変位量を計測する計測方法に関する。従って、土木
建設工事における地盤の変形状態の計測等に利用可能で
ある。
コープとを有した慣性センサを用いて基準位置からの管
路の変位量を計測する計測方法に関する。従って、土木
建設工事における地盤の変形状態の計測等に利用可能で
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、工事中の地盤等の変形状態を監視
するために、その地盤に測定用の管路を埋設しておき、
初期の基準位置からのこの管路の変位量を種々の方法に
よって測定している。この測定において、最近になって
慣性センサを用いて変位量を計測する方法が開発されて
きた。この慣性センサに関しては、本出願人の内の一の
出願人が平成３年１１月１１日付けで出願した特願平３
ー３２１４４９号“孔曲り計測装置”や、同出願人によ
る平成４年４月１４日付けの特願平４−１１９６００号
“孔曲り計測装置及び孔曲り計測方法”に詳細な説明が
ある。
するために、その地盤に測定用の管路を埋設しておき、
初期の基準位置からのこの管路の変位量を種々の方法に
よって測定している。この測定において、最近になって
慣性センサを用いて変位量を計測する方法が開発されて
きた。この慣性センサに関しては、本出願人の内の一の
出願人が平成３年１１月１１日付けで出願した特願平３
ー３２１４４９号“孔曲り計測装置”や、同出願人によ
る平成４年４月１４日付けの特願平４−１１９６００号
“孔曲り計測装置及び孔曲り計測方法”に詳細な説明が
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしこの計測方法は
計測対象管路に慣性センサを走行させて行っている。こ
の場合走行する計測対象管路内面と慣性センサとの間に
は幾分かの隙間が存在したり、また、ばね支持により管
路内面と慣性センサとの間の隙間を無くすることも考え
られるが、いずれの場合も慣性センサがピッチングやヨ
ーイングを生じ、この躍りの量も計測結果に現われるた
め計測対象管路の変位量を正しく計測できないという問
題が有る。
計測対象管路に慣性センサを走行させて行っている。こ
の場合走行する計測対象管路内面と慣性センサとの間に
は幾分かの隙間が存在したり、また、ばね支持により管
路内面と慣性センサとの間の隙間を無くすることも考え
られるが、いずれの場合も慣性センサがピッチングやヨ
ーイングを生じ、この躍りの量も計測結果に現われるた
め計測対象管路の変位量を正しく計測できないという問
題が有る。
【０００４】依って、本発明は測定対象管路の変位量を
高精度で計測することのできる計測方法の提供を目的と
する。
高精度で計測することのできる計測方法の提供を目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的に鑑みて本発明
は、基準位置に対する管路の変位量を該管路を走行する
慣性センサによって計測する変位量計測方法であって、
前記慣性センサのケーシングにギャップセンサを取り付
けて、該慣性センサの計測走行中の前記管路の内面に対
する躍り量を計測し、該躍り量によって慣性センサの出
力値を補正することを特徴とする慣性センサを用いた管
路の変位量計測方法を提供する。
は、基準位置に対する管路の変位量を該管路を走行する
慣性センサによって計測する変位量計測方法であって、
前記慣性センサのケーシングにギャップセンサを取り付
けて、該慣性センサの計測走行中の前記管路の内面に対
する躍り量を計測し、該躍り量によって慣性センサの出
力値を補正することを特徴とする慣性センサを用いた管
路の変位量計測方法を提供する。
【０００６】
【作用】慣性センサのケーシングにはギャップセンサを
取り付けているため、管路の内面との位置関係が計測走
行中に測定できる。従って、慣性センサが躍りながら走
行してもこの躍り量を正しく把握でき、慣性センサの計
測結果である出力値からこの躍り量を差し引いて、より
正確な変位量を求めることができる。
取り付けているため、管路の内面との位置関係が計測走
行中に測定できる。従って、慣性センサが躍りながら走
行してもこの躍り量を正しく把握でき、慣性センサの計
測結果である出力値からこの躍り量を差し引いて、より
正確な変位量を求めることができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づ
き更に詳細に説明する。図１は計測対象管路１０の中に
慣性センサ１２を走行させている状態を示す縦断面図で
ある。図２は図１の矢視線Ｂ−Ｂによる横断面図であ
る。これらの図を参照すると、慣性センサ１２はケーシ
ング１４によって覆われており、その外側に走行のため
の車輪が前側に４個の前側車輪１６Ｆと、後側に４個の
後側車輪１６Ｒが配設されている。
き更に詳細に説明する。図１は計測対象管路１０の中に
慣性センサ１２を走行させている状態を示す縦断面図で
ある。図２は図１の矢視線Ｂ−Ｂによる横断面図であ
る。これらの図を参照すると、慣性センサ１２はケーシ
ング１４によって覆われており、その外側に走行のため
の車輪が前側に４個の前側車輪１６Ｆと、後側に４個の
後側車輪１６Ｒが配設されている。
【０００８】図２に示すようにこれらの各車輪は管路１
０の各壁面に接触して、慣性センサ１２の走行を滑らか
にする役割を果たすが、本発明においてはこれら車輪の
存在は必須ではなく、例えば、そりのような部品で走行
を滑らかにするような構成であってもよい。
０の各壁面に接触して、慣性センサ１２の走行を滑らか
にする役割を果たすが、本発明においてはこれら車輪の
存在は必須ではなく、例えば、そりのような部品で走行
を滑らかにするような構成であってもよい。
【０００９】然しながら、管路１０や慣性センサ１２の
製造誤差等のために、慣性センサ１２と管路１０の内面
との間の隙間を完全になくすることはできず、隙間が存
在する。この実施例では全車輪１６Ｆ，１６Ｒと管路１
０の各壁面とは常時接触しているのではなく、慣性セン
サ１２の走行状態によって接触している車輪とそうでな
い車輪とが存在し、時間とともにこの接触関係が変化す
ることが一般的である。
製造誤差等のために、慣性センサ１２と管路１０の内面
との間の隙間を完全になくすることはできず、隙間が存
在する。この実施例では全車輪１６Ｆ，１６Ｒと管路１
０の各壁面とは常時接触しているのではなく、慣性セン
サ１２の走行状態によって接触している車輪とそうでな
い車輪とが存在し、時間とともにこの接触関係が変化す
ることが一般的である。
【００１０】このため慣性センサ１２はその走行中に図
４に示す如く躍り現象を生ずる。即ち、ピッチングやヨ
ーイングを生ずる。これでは管路１０の基準位置からの
変位量を正しく計測できないこととなる。そこで本発明
ではこうした躍り量を計測すべく、図１や図２に示す様
に慣性センサ１２のケーシング１４にギャップセンサＳ
Ｆ１，ＳＦ２，ＳＲ１，ＳＲ２を取り付けている。
４に示す如く躍り現象を生ずる。即ち、ピッチングやヨ
ーイングを生ずる。これでは管路１０の基準位置からの
変位量を正しく計測できないこととなる。そこで本発明
ではこうした躍り量を計測すべく、図１や図２に示す様
に慣性センサ１２のケーシング１４にギャップセンサＳ
Ｆ１，ＳＦ２，ＳＲ１，ＳＲ２を取り付けている。
【００１１】図２から明瞭なように、慣性センサ１２の
前側は、正方形断面の管路１０の縦壁Ｗ１に対してギャ
ップセンサＳＦ１が、また、上側壁Ｗ２に対してはギャ
ップセンサＳＦ２が対向している。慣性センサ１２の後
側についても同様で、縦壁Ｗ１に対してギャップセンサ
ＳＲ１，上側壁Ｗ２に対してギャップセンサＳＲ２がそ
れぞれ対向している。これらのギャップセンサは非接触
センサであり、例えば渦電流式の変位センサ等を使用す
ることができる。
前側は、正方形断面の管路１０の縦壁Ｗ１に対してギャ
ップセンサＳＦ１が、また、上側壁Ｗ２に対してはギャ
ップセンサＳＦ２が対向している。慣性センサ１２の後
側についても同様で、縦壁Ｗ１に対してギャップセンサ
ＳＲ１，上側壁Ｗ２に対してギャップセンサＳＲ２がそ
れぞれ対向している。これらのギャップセンサは非接触
センサであり、例えば渦電流式の変位センサ等を使用す
ることができる。
【００１２】渦電流式変位センサの原理は以下の通りで
ある。高周波磁界内に鉄等の金属を置くと電磁誘導によ
ってその金属表面に磁界と距離に応じた渦電流が発生す
る。この渦電流はそれを生起させた磁界と逆方向の磁界
を発生させる。従って、高周波発生コイルを有したセン
サが鉄等の金属に近づくと、その距離に応じてコイルの
生起させた磁界が減殺される。この減殺程度を計測する
ことによって金属とセンサとの距離を知ることができ
る。
ある。高周波磁界内に鉄等の金属を置くと電磁誘導によ
ってその金属表面に磁界と距離に応じた渦電流が発生す
る。この渦電流はそれを生起させた磁界と逆方向の磁界
を発生させる。従って、高周波発生コイルを有したセン
サが鉄等の金属に近づくと、その距離に応じてコイルの
生起させた磁界が減殺される。この減殺程度を計測する
ことによって金属とセンサとの距離を知ることができ
る。
【００１３】このような原理で各ギャップセンサはその
対向している壁面との距離を計測できるが、更にその計
測精度を向上させるために、図２に示すようにギャップ
センサＳＦ１の反対側に同様なギャップセンサＳＦ１’
を、またギャップセンサＳＦ２の反対側には同様なギャ
ップセンサＳＦ２’を配置して、反対側の縦壁Ｗ１’や
下側壁Ｗ２’と各ギャップセンサＳＦ１’，ＳＦ２’と
の距離を計測する。そしてギャップセンサＳＦ１とＳＦ
１’とを組合せ、またギャップセンサＳＦ２とＳＦ２’
とを組合せてそれぞれ差動方式のセンサとすることが好
ましい。これは慣性センサ１２の後側についても同様で
ある。
対向している壁面との距離を計測できるが、更にその計
測精度を向上させるために、図２に示すようにギャップ
センサＳＦ１の反対側に同様なギャップセンサＳＦ１’
を、またギャップセンサＳＦ２の反対側には同様なギャ
ップセンサＳＦ２’を配置して、反対側の縦壁Ｗ１’や
下側壁Ｗ２’と各ギャップセンサＳＦ１’，ＳＦ２’と
の距離を計測する。そしてギャップセンサＳＦ１とＳＦ
１’とを組合せ、またギャップセンサＳＦ２とＳＦ２’
とを組合せてそれぞれ差動方式のセンサとすることが好
ましい。これは慣性センサ１２の後側についても同様で
ある。
【００１４】更には、図３は管路１０’が円形断面の場
合についての４個のギャップセンサＳＦ１，ＳＦ２，Ｓ
Ｆ１’，ＳＦ２’の配置の一例を示している。
合についての４個のギャップセンサＳＦ１，ＳＦ２，Ｓ
Ｆ１’，ＳＦ２’の配置の一例を示している。
【００１５】以上のようにして管路１０（１０’）と慣
性センサ１２との距離を計測して、その結果から慣性セ
ンサ１２の管路１０に対する傾きを求める原理につき図
４を参照しながら説明する。前側の各ギャップセンサと
後側の各ギャップセンサとの距離をＬ０とし、管路１０
の中心軸線を１０Ｃとし、慣性センサ１２のケーシング
１４の中心軸線を１４Ｃとして、両軸線１０Ｃと１４Ｃ
との成す角度（ピッチング角）をθとする。
性センサ１２との距離を計測して、その結果から慣性セ
ンサ１２の管路１０に対する傾きを求める原理につき図
４を参照しながら説明する。前側の各ギャップセンサと
後側の各ギャップセンサとの距離をＬ０とし、管路１０
の中心軸線を１０Ｃとし、慣性センサ１２のケーシング
１４の中心軸線を１４Ｃとして、両軸線１０Ｃと１４Ｃ
との成す角度（ピッチング角）をθとする。
【００１６】ギャップセンサＳＦ２の計測距離がＬ２で
あり、ギャップセンサＳＲ２の計測距離がＬ１であると
する。この場合次式が成立する。 ｔａｎθ＝（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ０ この式から慣性センサ１２のピッチング角θが算出でき
ることとなる。
あり、ギャップセンサＳＲ２の計測距離がＬ１であると
する。この場合次式が成立する。 ｔａｎθ＝（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ０ この式から慣性センサ１２のピッチング角θが算出でき
ることとなる。
【００１７】このピッチング躍りに対して直交する方向
の躍りであるヨーイングの角度についても、ギャップセ
ンサＳＦ１とＳＲ１との計測値によって上述の式と同様
にして算出できる。
の躍りであるヨーイングの角度についても、ギャップセ
ンサＳＦ１とＳＲ１との計測値によって上述の式と同様
にして算出できる。
【００１８】このようにして計測、算出した慣性センサ
１２の躍り量は、管路１０の本来の変位量とは無関係で
あるため、慣性センサ１２の出力する計測値からこの躍
り量を差し引くことによって管路変位量の高精度な計測
が可能となる。
１２の躍り量は、管路１０の本来の変位量とは無関係で
あるため、慣性センサ１２の出力する計測値からこの躍
り量を差し引くことによって管路変位量の高精度な計測
が可能となる。
【００１９】図５は、慣性センサが計測対象管路１０内
を走行する際に、該慣性センサがガタつかないようにそ
の前後の車輪１６Ｆ，１６Ｒを板ばね１８によって支持
した慣性センサ１２’’の走行中の１状態を模式的に示
している。即ち、各車輪１６Ｆ，１６Ｒは計測対象管路
１０の内面に常に接触してはいるが、図４の場合と同様
にピッチングやヨーイングを生ずる。従って、各ギャッ
プセンサＳＦ１，ＳＦ２，ＳＲ１，ＳＲ２によるギャッ
プの計測値を慣性センサ１２’’の計測値の補正に使用
することは有効である。
を走行する際に、該慣性センサがガタつかないようにそ
の前後の車輪１６Ｆ，１６Ｒを板ばね１８によって支持
した慣性センサ１２’’の走行中の１状態を模式的に示
している。即ち、各車輪１６Ｆ，１６Ｒは計測対象管路
１０の内面に常に接触してはいるが、図４の場合と同様
にピッチングやヨーイングを生ずる。従って、各ギャッ
プセンサＳＦ１，ＳＦ２，ＳＲ１，ＳＲ２によるギャッ
プの計測値を慣性センサ１２’’の計測値の補正に使用
することは有効である。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、慣性センサにギャップセンサを取り付けて測定
対象管路内面との距離を計測しつつ該管路の変位量を計
測するため、変位量が高精度に計測可能となる。
よれば、慣性センサにギャップセンサを取り付けて測定
対象管路内面との距離を計測しつつ該管路の変位量を計
測するため、変位量が高精度に計測可能となる。
【図１】図１は本発明に係る計測方法に使用する装置の
縦断面図である。
縦断面図である。
【図２】図２は図１の矢視線Ｂ−Ｂによる横断面図であ
る。
る。
【図３】図３は図２に対応する他の管路の横断面図であ
る。
る。
【図４】図４は本発明に係る計測方法の原理を説明する
図である。
図である。
【図５】図５は本発明に係る計測方法の他の適用例を示
す図である。
す図である。
１０，１０’ 計測対象管路 １０Ｃ 管路の中心軸線 １２，１２’，１２’’ 慣性センサ １４ ケーシング １４Ｃ ケーシングの中心
軸線 １６Ｆ，１６Ｒ 車輪 １８ 板ばね ＳＦ１，ＳＲ１，ＳＦ２，ＳＲ２ ギャップセンサ
軸線 １６Ｆ，１６Ｒ 車輪 １８ 板ばね ＳＦ１，ＳＲ１，ＳＦ２，ＳＲ２ ギャップセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 19/00 - 19/72 G01C 9/00 G01C 15/00
Claims (1)
- 【請求項１】 基準位置に対する管路の変位量を該管路
を走行する慣性センサによって計測する変位量計測方法
であって、 前記慣性センサのケーシングにギャップセンサを取り付
けて、該慣性センサの計測走行中の前記管路の内面に対
する躍り量を計測し、 該躍り量によって慣性センサの出力値を補正することを
特徴とする慣性センサを用いた管路の変位量計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35733992A JP3191888B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 慣性センサを用いた管路の変位量計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35733992A JP3191888B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 慣性センサを用いた管路の変位量計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281464A JPH06281464A (ja) | 1994-10-07 |
| JP3191888B2 true JP3191888B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=18453622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35733992A Expired - Fee Related JP3191888B2 (ja) | 1992-12-24 | 1992-12-24 | 慣性センサを用いた管路の変位量計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3191888B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6009115B1 (ja) * | 2016-05-13 | 2016-10-19 | ユニ・チャーム株式会社 | ペット用ベッド |
| KR200491543Y1 (ko) * | 2018-10-05 | 2020-04-23 | 하미경 | 반려동물용 다용도 쿠션 |
-
1992
- 1992-12-24 JP JP35733992A patent/JP3191888B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6009115B1 (ja) * | 2016-05-13 | 2016-10-19 | ユニ・チャーム株式会社 | ペット用ベッド |
| KR200491543Y1 (ko) * | 2018-10-05 | 2020-04-23 | 하미경 | 반려동물용 다용도 쿠션 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06281464A (ja) | 1994-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH05187873A (ja) | 孔曲り計測装置及び孔曲り計測方法 | |
| JPH04238216A (ja) | ジャイロのスケールファクタの算出方法 | |
| CN106370178A (zh) | 移动终端设备的姿态测量方法及装置 | |
| US8241923B2 (en) | Method for correcting mask pattern and method for manufacturing acceleration sensor and angular velocity sensor by using the method for correcting the mask pattern | |
| CN107228663A (zh) | 一种自动导引运输车的定位系统和方法 | |
| JP3191888B2 (ja) | 慣性センサを用いた管路の変位量計測方法 | |
| JPH0457963B2 (ja) | ||
| JP3635092B2 (ja) | 磁気コンパスによる方向表示を安定化させるための方法 | |
| JPH04213017A (ja) | ホイールアライメント測定装置 | |
| US7010990B2 (en) | Force detecting apparatus | |
| JP3339731B2 (ja) | 孔曲り計測方法 | |
| JPH0238916A (ja) | 角速度計測装置 | |
| JP2843904B2 (ja) | 車両用慣性航法装置 | |
| JPH11295335A (ja) | 移動体の位置検出装置 | |
| JPH11304405A (ja) | 位置検出装置及びそれを用いた位置検出方法 | |
| JP3159552B2 (ja) | 慣性センサを用いた管路の変位量計測装置と計測方法 | |
| JP3769250B2 (ja) | 車両検知装置 | |
| JP3440765B2 (ja) | 路面の横断勾配検出装置 | |
| JP3075785B2 (ja) | トンネルの位置計測方法 | |
| JP2566604B2 (ja) | 車体の位置および進行方向の測定方法ならびに自動走行制御方法 | |
| JP3235443B2 (ja) | 長尺材の曲げ角度測定方法および装置 | |
| JP2528735B2 (ja) | 管路の精密三次元位置検出方法およびその装置 | |
| JPH07151543A (ja) | 走行式ルート計測装置及び方法 | |
| JP3711878B2 (ja) | 推進ヘッド位置方向計測方法及び推進ヘッド位置方向計測装置 | |
| JP3205101B2 (ja) | 慣性センサを用いた変位量計測対象用管路とその計測方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |