JP3836471B2 - Inclinometer and ground displacement measuring device using tilt meter - Google Patents

Inclinometer and ground displacement measuring device using tilt meter Download PDF

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Description

本発明は、主として地盤の変位を測定するために使用される傾斜測定計及び傾斜測定計を使用した地盤変位測定装置に関するものである。 The present invention relates to an inclination measuring instrument used mainly for measuring the displacement of the ground and a ground displacement measuring apparatus using the inclination measuring instrument.

(従来技術の概要)
従来、いわゆる二次元の傾斜計測を行う測定方法として、板バネや差動トランスを利用したものが一般に知られている(従来型傾斜計)。
(Overview of conventional technology)
Conventionally, as a measurement method for performing so-called two-dimensional inclination measurement, a method using a leaf spring or a differential transformer is generally known (conventional inclinometer).

また、地盤内の三次元変位を測定する技術としては、多点三成分岩盤変位形(トリベック)や地盤変位測定装置(特許第3300888号公報)が知られている。 As a technique for measuring the three-dimensional displacement in the ground, a multipoint three-component rock displacement type (Tribec) and a ground displacement measuring device (Japanese Patent No. 3300888) are known.

地盤内に設置したガイド管の挙動に追随して移動するコーンミラー先端部の挙動を計測するものとしては特許第3435630号公報に記載されたものが知られている。 Japanese Patent No. 3435630 discloses a technique for measuring the behavior of the tip of a cone mirror that moves following the behavior of a guide tube installed in the ground.

そして、傾斜角を測定するものと、相当数のクリノメータを内蔵し傾斜角を測定するものもあり(特許第3435630号公報)、伸縮方向についての測定はカメラによってガイド管接続部を撮影することによって計測している(特許第3300888号公報、特許第3435630号公報)。 And there are those that measure the tilt angle and those that incorporate a considerable number of clinometers (Patent No. 3435630), and the direction of expansion and contraction is measured by photographing the guide tube connection with a camera. It is measured (Japanese Patent No. 3300888, Japanese Patent No. 3435630).

さらに、ボアホールカメラの地中内のカメラ撮影方向を確定する手段として磁針方位計を内蔵する(特開平01-210594号公報参照)もの、また特開平01-146394号公報記載のようにボールを転動自在に収納したリング部材を取付け、方位を計測するものもある。 Further, as a means for determining the camera shooting direction in the ground of the borehole camera, there is a built-in magnetic needle compass (see Japanese Laid-Open Patent Publication No. 01-210594), and a ball as described in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 01-146394. There is also a type in which a ring member that is stored freely is attached and the direction is measured.

ここで、前記した二次元の傾斜計を用いた測方方法では、鉛直または水平ボーリング対応で、通常の有効測定ボーリング傾斜角度が±10°程度であり任意方向に対しては柔軟に対応できない。 Here, the measuring method using the above-described two-dimensional inclinometer is compatible with vertical or horizontal boring, and the normal effective measuring boring tilt angle is about ± 10 °, and cannot flexibly cope with an arbitrary direction.

また、三次元方向のトリベックについては、三方向の変位を計測できるが鉛直ボーリングのみの適用で、測定深度も100mまでであり、かつ孔径126mmの大口径ボーリング孔が必要とされていた。 As for the three-dimensional tribec, displacement in three directions can be measured, but only vertical boring is applied, and the measurement depth is up to 100 m, and a large bore boring hole with a hole diameter of 126 mm is required.

さらに、任意の方向のボーリング孔に対応できるが、傾斜角の測定が相対傾斜角度であり、相対角度を累積することによって任意位置での絶対角度を計算しているため計測誤差が伝搬してしまうとの課題があった。 Furthermore, although it can correspond to a boring hole in any direction, the measurement of the inclination angle is a relative inclination angle, and the absolute angle at an arbitrary position is calculated by accumulating the relative angle, so that a measurement error is propagated. There was a problem.

またボアホールカメラ内臓の磁針方位計は方位測定のみが可能であり、傾斜角は算出できないとの課題があった。
特許第3300888号公報 特許第3435630公報 特開平01-210594号公報
Moreover, the magnetic needle compass with a built-in borehole camera can only measure the direction, and there is a problem that the tilt angle cannot be calculated.
Japanese Patent No. 3300888 Japanese Patent No. 3435630 Japanese Patent Laid-Open No. 01-210594

かくして、本発明は前記従来の課題に対処すべく創案されたもので、一つのボーリング孔で、例えば地盤の三次元変位が得られ、かつ従来からの地盤変位測定装置の欠点である相対角度の測定ではなく、任意深度での絶対傾斜角度が測定でき、計測誤差を伝搬することなく地中の三次元変位を測定でき、しかも構造が比較的簡単で製造コストを安価にしうる傾斜測定計及び傾斜測定計を使用した地盤変位測定装置を提供することを目的とするものである。 Thus, the present invention was devised to cope with the above-mentioned conventional problems. For example, the three-dimensional displacement of the ground can be obtained with one borehole, and the relative angle which is a disadvantage of the conventional ground displacement measuring device is obtained. Inclinometer and tilt that can measure absolute tilt angle at any depth, not three-dimensional measurement, can measure three-dimensional displacement in the ground without propagating measurement errors, and can be relatively simple in structure and inexpensive to manufacture An object of the present invention is to provide a ground displacement measuring device using a measuring meter.

本発明による傾斜測定計及び傾斜測定計を使用した地盤変位測定装置は、

プローブ内上方に設置された撮像部材と、
該撮像部材の下方に設けられた傾斜認識部材と、を有し、
前記撮像部材によって傾斜認識部材の傾斜状態を撮像し、該撮像画像から傾斜角を測定する傾斜測定計であり、
前記傾斜認識部材は、
球体を回転自在として内設した測定容器と、前記球体の表面に設けられた複数個の傾斜認識マーカーと、前記球体の水平回動を規制して常時一定方向へ制御する水平回動規制部材と、球体の垂直方向への回動を規制して常時垂直方向へ制御する垂直回動規制部材と、を備え、
前記撮像部材で前記複数個の傾斜認識マーカーの移動を撮像し、該撮像画像から傾斜角を測定することを特徴とし、
または、
前記水平回動規部材は永久磁石により形成し、前記垂直回動規制部材は、球体内部に収納固定された錘により形成した、ことを特徴とし、
または、
地中掘削された掘削孔内に収納されるガイドパイプと、前記ガイドパイプ内に移動自在にして収納され、前記ガイドパイプの傾斜角を測定する請求項1または請求項2記載の傾斜測定計と、
を備えて構成されたことを特徴とし、
または、
前記傾斜測定計には、前記撮像部材と傾斜認識部材との間に、円錐台状をなすと共に、中央の軸方向には貫通孔が設けられ、前記円錐面が反射ミラーとして形成されたコーンミラーが配置され、
前記反射ミラーによりガイドパイプの内壁長手方向に設けられたパイプ伸張マーカーの撮像が可能とされ、かつ前記貫通孔を通過して傾斜認識部材の傾斜認識マーカーの撮像が可能とされた、
ことを特徴とし、
または、
前記撮像部材には魚眼レンズが装着され、前記傾斜認識マーカー及びパイプ伸張認識マーカーが撮像可能とされた、
ことを特徴とし、
または、
前記傾斜認識マーカー、パイプ伸張認識マーカーは色違いの標点で 形成された、
ことを特徴とし、
または、
前記傾斜認識マーカー、パイプ伸張認識マーカーは外形を異ならせた標点で形成された、
ことを特徴とするものである。
The ground displacement measuring device using the inclination measuring instrument and the inclination measuring instrument according to the present invention,

An imaging member installed above the probe;
An inclination recognition member provided below the imaging member,
An inclination measuring instrument that images an inclination state of an inclination recognition member by the imaging member and measures an inclination angle from the captured image,
The inclination recognition member is
A measuring container in which a sphere is rotatable, a plurality of inclination recognition markers provided on the surface of the sphere, and a horizontal rotation restricting member that restricts horizontal rotation of the sphere and controls it in a constant direction at all times. A vertical rotation restricting member that restricts the vertical rotation of the sphere and always controls it in the vertical direction,
Capturing the movement of the plurality of tilt recognition markers with the imaging member, measuring the tilt angle from the captured image,
Or
The horizontal time DoTadashi system member is formed by a permanent magnet, said vertical rotation restricting member is formed by housing the fixed weight inside the sphere, characterized in that,
Or
A guide pipe accommodated in an excavation hole excavated in the ground, and an inclination measuring meter according to claim 1 or 2, which is accommodated movably in the guide pipe and measures an inclination angle of the guide pipe. ,
It is characterized by being configured with,
Or
The inclination measuring meter has a truncated cone shape between the imaging member and the inclination recognizing member, and a through-hole is provided in the central axial direction, and the cone mirror is formed as a reflecting mirror. Is placed,
It is possible to image the pipe extension marker provided in the longitudinal direction of the inner wall of the guide pipe by the reflection mirror, and it is possible to image the inclination recognition marker of the inclination recognition member through the through hole.
It is characterized by
Or
A fisheye lens is attached to the imaging member, and the tilt recognition marker and the pipe extension recognition marker can be imaged.
It is characterized by
Or
The inclination recognition marker and the pipe extension recognition marker are formed of different color marks.
It is characterized by
Or
The inclination recognition marker and the pipe extension recognition marker are formed by marks having different outer shapes,
It is characterized by this.

本発明による傾斜測定計及び傾斜測定計を使用した地盤変位測定装置であれば、一つのボーリング孔で、例えば地盤の三次元変位が得られ、かつ従来からの地盤変位測定装置の欠点である相対角度の測定ではなく、任意深度での絶対傾斜角度が測定でき、計測誤差を伝搬することなく地中の三次元変位を測定でき、しかも構造が比較的簡単で製造コストを安価にしうるとの優れた効果を奏する。 In the ground displacement measuring device using the inclination measuring device and the inclination measuring device according to the present invention, for example, a three-dimensional displacement of the ground can be obtained with one boring hole, and relative to the conventional ground displacement measuring device is a disadvantage. It is not an angle measurement, it can measure an absolute tilt angle at an arbitrary depth, it can measure a three-dimensional displacement in the ground without propagating measurement errors, and it has a relatively simple structure and can reduce manufacturing costs. Has an effect.

以下本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.

図1は本発明による傾斜測定計1の一実施例を示す構成説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of an embodiment of an inclination measuring instrument 1 according to the present invention.

該傾斜測定計1は、略円筒状をなすプローブ2内上方位置にCCDカメラ3が配置され、その下側に傾斜認識部材4が配置されている。 In the tilt measuring instrument 1, a CCD camera 3 is disposed at an upper position in the probe 2 having a substantially cylindrical shape, and a tilt recognition member 4 is disposed on the lower side thereof.

傾斜認識部材4は略円筒形状をなし、透明色よりなる部材で構成された容器本体5の内部に回転自在の傾斜認識球体6が密封されて構成されている。符号7は軽油などで構成された潤滑液であり、前記傾斜認識球体6の外周側と容器本体5との間に注入され、前記傾斜認識球体6の容器本体5内での自在な回転をスムーズなものとしている。しかして、以上により測定容器8が構成される。 The inclination recognition member 4 has a substantially cylindrical shape, and is configured such that a rotatable inclination recognition sphere 6 is sealed inside a container body 5 made of a transparent member. Reference numeral 7 denotes a lubricating liquid composed of light oil or the like, which is injected between the outer peripheral side of the inclination recognition sphere 6 and the container body 5 to smoothly rotate the inclination recognition sphere 6 freely within the container body 5. It is supposed to be. Thus, the measurement container 8 is configured as described above.

次に、傾斜認識球体6は図6から理解されるように、その内部には該傾斜認識球体6の水平回動を規制して常時一定の方向へ向くよう制御する水平回動規制部材9が内設され、また該傾斜認識球体6の垂直方向への回動を規制し、常時垂直方向へ向くよう制御する垂直回動規制部材10が内設されている。
従って、傾斜認識球体6はいかなる箇所に設置されようと、水平方向及び垂直方向などにつき必ず同じ方向に向くようになっている。
Next, as can be understood from FIG. 6, the inclination recognition sphere 6 has a horizontal rotation restricting member 9 that restricts the horizontal rotation of the inclination recognition sphere 6 and controls the inclination recognition sphere 6 so that it always faces in a certain direction. Further, a vertical rotation restricting member 10 that restricts the rotation of the tilt recognition sphere 6 in the vertical direction and controls the tilt recognition sphere 6 so as to always face in the vertical direction is provided.
Therefore, the inclination recognition sphere 6 is always directed in the same direction in the horizontal direction and the vertical direction, regardless of where it is installed.

ここで、前記水平回動規制部材9及び垂直回動規制部材10について何らその構成部材が限定されるものではないが、水平回動規制部材9は図6に示すように棒状の永久磁石によって構成できるし、垂直規制回動部材10は例えば球状の錘を傾斜認識球体6の内部下側に固定して取り付けることにより構成することができる。 Here, the horizontal rotation restricting member 9 and the vertical rotation restricting member 10 are not limited in their constituent members, but the horizontal rotation restricting member 9 is constituted by a rod-like permanent magnet as shown in FIG. Alternatively, the vertical restricting rotation member 10 can be configured by, for example, fixing a spherical weight to the lower side inside the inclination recognition sphere 6 and attaching it.

そして、この傾斜認識球体6の表面には図3から理解されるように、複数個の傾斜認識マーカー11が設けられている。 A plurality of inclination recognition markers 11 are provided on the surface of the inclination recognition sphere 6 as can be understood from FIG.

本実施例での傾斜認識マーカー11は色違いの標点として形成されている。 The inclination recognition marker 11 in the present embodiment is formed as a mark of different colors.

すなわち当該傾斜認識球体6の水平方向及び垂直方向の回動が規制された状態で、例えばその上方中央位置には赤色の評点として、所定の間隔をおいて図3において左から黒色の評点、さらに黒色の評点そして青色の評点として形成し、その下側に所定間隔をおいて左から青色の評点、緑色の評点、黒色の評点として、さらにその下側には所定の間隔をおいて、左から青色の評点、黒色の評点そして黒色の評点とし、下方中央位置にはピンク色の評点を設けてある。 That is, in a state where the rotation of the tilt recognition sphere 6 in the horizontal direction and the vertical direction is restricted, for example, a red score is provided at the upper center position, and a black score from the left in FIG. It is formed as a black score and a blue score, with a predetermined interval on the lower side from the left, a blue score, a green score, and a black score, and further on the lower side with a predetermined interval from the left A blue score, a black score, and a black score are provided, and a pink score is provided at the lower center position.

尚、傾斜認識マーカー11の構成については前記のように色違いの評点で構成するのみならず、形状を異ならせて構成したもの、あるいは数字や文字を異ならせて構成したものなどCCDカメラ3によって違いが認識できるものであればどのような構成でも構わない。 Note that the tilt recognition marker 11 is configured not only with different color scores as described above, but also with a CCD camera 3 such as one with a different shape or one with different numbers or letters. Any configuration can be used as long as the difference can be recognized.

ところで、図1に示されるように、CCDカメラ3と傾斜認識球体6との間には円錐台形状に形成され、中央軸方向に貫通孔12が穿設されたいわゆる中抜けコーンミラー13が設けられている。 By the way, as shown in FIG. 1, a so-called hollow cone mirror 13 is provided between the CCD camera 3 and the tilt recognition sphere 6 and is formed in a truncated cone shape and has a through hole 12 in the central axis direction. It has been.

該中抜けコーンミラー13の円錐面は反射ミラーとして構成され、例えば透明色からなる部材で形成された観測窓14越しにガイドパイプ15の伸張度を計測できるものとされている。 The conical surface of the hollow cone mirror 13 is configured as a reflecting mirror, and the extension degree of the guide pipe 15 can be measured through an observation window 14 formed of a member made of a transparent color, for example.

また、前記の貫通孔12越しには傾斜認識球体6上の各評点も計測できる様に構成されている。 Further, each score on the inclination recognition sphere 6 can be measured through the through-hole 12.

図4,図5にその計測状態を示す。中央の円内は貫通孔12越しにCCDカメラ3で撮像された傾斜認識球体6上の評点、すなわち傾斜認識マーカー11であり、その外側四方向放射状に撮像された評点はガイドパイプ15などの内壁の周面4カ所に設けられたパイプ伸張認識マーカー16である。 4 and 5 show the measurement state. The center circle is a score on the tilt recognition sphere 6 imaged by the CCD camera 3 through the through-hole 12, that is, the tilt recognition marker 11, and the score imaged radially in the outer four directions is the inner wall of the guide pipe 15 or the like. These are pipe extension recognition markers 16 provided at four places on the peripheral surface of the pipe.

尚、図2にはCCDカメラ3の先端にいわゆる広角に認識出来る魚眼レンズ17を装着したもので、これにより前記の中抜けコーンミラー13を必要とせずに、傾斜認識球体6上の傾斜認識マーカー11の動き及びガイドパイプ15内壁のパイプ伸張マーカー16の動きを測定できる。 In FIG. 2, a fish-eye lens 17 that can be recognized at a wide angle is attached to the tip of the CCD camera 3, so that the tilt recognition marker 11 on the tilt recognition sphere 6 is not required without using the hollow cone mirror 13. And the movement of the pipe extension marker 16 on the inner wall of the guide pipe 15 can be measured.

以上において、例えば地盤の変位を測定する場合、その箇所にボーリング孔18を穿設し、該ボーリング孔18内にガイドパイプ15を挿入する。 In the above, for example, when measuring the displacement of the ground, the bore hole 18 is drilled at that location, and the guide pipe 15 is inserted into the bore hole 18.

ここで、ガイドパイプ15の構成については図1、図2に示されており、複数本の円筒状パイプを長手方向につないで構成する。そしてその接合については連結用パイプ19を使用して連結している。 Here, the configuration of the guide pipe 15 is shown in FIG. 1 and FIG. 2, and is configured by connecting a plurality of cylindrical pipes in the longitudinal direction. And about the joining, it connects using the pipe 19 for a connection.

図1、図2から理解されるように、連結パイプ19の両端からは、たとえば合成樹脂製のブチルゴムなど可撓性を有する部材で構成されたひれ状の止水部材20が各々取り付けられており、ガイドパイプ15と連結用パイプ19との間の止水性を保持するものとしている。 As can be understood from FIGS. 1 and 2, fin-like water-stopping members 20 made of flexible members such as butyl rubber made of synthetic resin are attached to both ends of the connecting pipe 19. The water-stopping property between the guide pipe 15 and the connecting pipe 19 is maintained.

ここで、隣り合うガイドパイプ15,15と連結用パイプ19との接続であるが、図から理解されるように一方側のガイドパイプ15と連結用パイプ19との接合部には金属製のねじ部材21等で完全固定され、他方側のガイドパイプ15と連結用パイプ19との接合部はプラスチックリベット22などで仮固定してある。 Here, the adjacent guide pipes 15, 15 are connected to the connecting pipe 19. As understood from the drawing, a metal screw is provided at the joint between the guide pipe 15 on one side and the connecting pipe 19. It is completely fixed by the member 21 or the like, and the joint portion between the guide pipe 15 on the other side and the connecting pipe 19 is temporarily fixed by a plastic rivet 22 or the like.

よってガイドパイプ15が地盤の変位により伸縮する際に前記プラスチックリベット22が簡単に剪断されて、その部分の連結がずれて外れるよう構成されている。 Therefore, when the guide pipe 15 expands and contracts due to the displacement of the ground, the plastic rivet 22 is easily sheared so that the connection of the portion is shifted and released.

尚、一方側ガイドパイプ15の内側部分には伸縮測定プレート23が固定されている。すなわち、一方側ガイドパイプ15と伸縮測定プレート23とはその接合部2箇所においてプレート固定ねじ24,24で固定され、他方側のガイドパイプ15と伸縮測定プレート23との接合部は連結しないフリーな状態としてある。 An expansion / contraction measurement plate 23 is fixed to an inner portion of the one side guide pipe 15. That is, the one-side guide pipe 15 and the expansion / contraction measurement plate 23 are fixed by the plate fixing screws 24 and 24 at two joint portions thereof, and the joint portion between the other-side guide pipe 15 and the expansion / contraction measurement plate 23 is not connected. It is as a state.

さらに、この伸縮測定プレート23の内側部分には前記の評点状をなすパイプ伸張認識マーカー16が少なくとも1個設けられ、その近傍位置のガイドパイプ15内壁部部には前記の評点状をなすパイプ伸張認識マーカー16が長手方向に向かって所定の間隔をおき複数個設けられている。 Further, at least one pipe extension recognition marker 16 having the above-mentioned score shape is provided on the inner portion of the expansion / contraction measurement plate 23, and the pipe extension having the above-mentioned score shape is provided on the inner wall portion of the guide pipe 15 in the vicinity thereof. A plurality of recognition markers 16 are provided at predetermined intervals in the longitudinal direction.

ここで、傾斜測定計1をガイドパイプ15の最先端側、すなわち一番奥の箇所まで降下させる。そして、その時点での傾斜度を確認しておく。 Here, the inclination measuring meter 1 is lowered to the most distal side of the guide pipe 15, that is, the innermost part. And the inclination at that time is confirmed.

その傾斜角度は前記傾斜確認マーカー11の移動距離を測定することにより容易に認識できる。 The inclination angle can be easily recognized by measuring the movement distance of the inclination confirmation marker 11.

その認識方法を図4及び図5を参照して説明する。図4と図5から理解されるように、傾斜があるとCCDカメラ3に撮像されている傾斜認識マーカー11が移動する。 The recognition method will be described with reference to FIGS. As understood from FIGS. 4 and 5, when there is an inclination, the inclination recognition marker 11 captured by the CCD camera 3 moves.

ここで、当該画像から得られる情報としては、X、Y方向の移動をピクセル量として認識できる。

X方向の移動ピクセル量=δX、Y方向の移動ピクセル量=δYとする。

そして、事前キャリブレーションにより、1ピクセルが傾斜角の何度に相当するかを
換算係数=α として求めておく。
そして、 θx=α×δX θy=α×δY との式により、
傾斜角度を計算する。

また、ガイドパイプ15における、たとえば全体の傾斜を測定する場合には、例えば50センチメートルピッチで傾斜角度を測定し、距離を乗ずることで累積変位を計算することが出来る。
さらに、前記した伸縮測定プレート23はガイドパイプ15の内壁周囲方向4箇所に所定間隔をおいて取り付けられており、その4箇所のうちいずれの箇所でガイドパイプ15が伸張したかが図4及び図5に示すパイプ伸張認識マーカー16、16間の長さの変化で認識することが出来る。
Here, as information obtained from the image, movement in the X and Y directions can be recognized as a pixel amount.

The moving pixel amount in the X direction = δX, and the moving pixel amount in the Y direction = δY.

Then, by pre-calibration, the number of tilt angles corresponding to one pixel is obtained as a conversion coefficient = α.
Then, θx = α × δX θy = α × δY
Calculate the tilt angle.

For example, when measuring the entire inclination of the guide pipe 15, for example, the accumulated displacement can be calculated by measuring the inclination angle at a pitch of 50 centimeters and multiplying the distance.
Further, the above-described expansion / contraction measurement plate 23 is attached at four positions in the circumferential direction of the inner wall of the guide pipe 15 at a predetermined interval, and at which of the four positions the guide pipe 15 is extended is shown in FIGS. It can be recognized by a change in the length between the pipe extension recognition markers 16 and 16 shown in FIG.

ところで、本発明の傾斜認識球体6には下半球の外周面にも傾斜認識マーカー11が設けられている。 By the way, the inclination recognition sphere 6 of the present invention is provided with an inclination recognition marker 11 on the outer peripheral surface of the lower hemisphere.

これは地盤の変位を測定するために傾斜測定計1を上から下に向けて挿入するのみならず、例えばトンネルの内壁上面に設けたボーリング孔に上側に向けて挿入し、当該地盤の変位を測定することなどを考慮してのことである。 In order to measure the displacement of the ground, not only the inclination measuring instrument 1 is inserted from the top to the bottom, but also, for example, it is inserted upward into a boring hole provided on the upper surface of the inner wall of the tunnel, and the displacement of the ground is measured. This is in consideration of measurement.

このように、本発明による傾斜測定計1であれば、ボーリング孔が下側に向けて掘削されていても、あるいは上側に向けて掘削されていても、さらには横向きに掘削されていても、該ボーリング孔に挿入してオールラウンドに地盤の変位など傾斜角度を測定することが出来る。
このように、本発明では、ボーリング孔を用いて、三次元変位の傾斜情報を得るために、従来の地盤変位測定装置の様に相対角度の検出しか測定できないものではなく、任意深度での絶対傾斜角度を求めることができる。
Thus, with the tilt measuring instrument 1 according to the present invention, whether the boring hole is excavated downward, or excavated upward, or further laterally excavated, It can be inserted into the borehole to measure the inclination angle such as ground displacement all around.
As described above, in the present invention, in order to obtain the inclination information of the three-dimensional displacement using the borehole, only the detection of the relative angle can be measured as in the conventional ground displacement measuring device, and the absolute information at an arbitrary depth can be obtained. The inclination angle can be obtained.

すなわち、CCDカメラ3の先端側に、傾斜認識球体6として構成したいわゆる磁針ボール式傾斜計を一体化させて設置し、該傾斜認識球体6表面には、例えば、45°ピッチで傾斜認識マーカー11である色違いの評点をつけておく。 That is, a so-called magnetic needle ball type inclinometer configured as a tilt recognition sphere 6 is integrated and installed on the tip side of the CCD camera 3, and the tilt recognition marker 11 is formed on the surface of the tilt recognition sphere 6 at a 45 ° pitch, for example. Give a different color rating.

そして球体内部にセットした水平回動規制部材9である永久磁石によって必ず一定の水平方向へ向くよう方位を決めておく。また、錘などの垂直方向回動規制部材10によって必ず垂直方向へ向くよう方位を決めておく。 Then, the direction is determined so as to be directed in a certain horizontal direction by a permanent magnet which is a horizontal rotation restricting member 9 set inside the sphere. In addition, the direction is determined by the vertical rotation restricting member 10 such as a weight so as to be directed in the vertical direction.

すると、前記傾斜認識球体6は、傾斜があるとともにその表面の評点が移動する様に見えるのでその移動量から角度を計算するのである。 Then, since the inclination recognition sphere 6 has an inclination and the score of the surface seems to move, the angle is calculated from the movement amount.

この計算については前記の式などからCCDカメラ3に接続したコンピュータ25によって自動的に行われる。 This calculation is automatically performed by the computer 25 connected to the CCD camera 3 based on the above formula.

尚、傾斜角度が45°を超える場合には、当初CCDカメラ3の撮像画面端部にみえた評点が中央付近に移動してくるので、色づけした他の異なる評点の位置情報から角度を補正して計測すればよいことになる。
If the tilt angle exceeds 45 °, the score initially seen at the end of the imaging screen of the CCD camera 3 moves near the center, so the angle is corrected from the position information of other different scores that are colored. And measure it.

例えば、特許第3300888号公報に記載された従来のシステム(相対傾斜角計測装置)に着脱式のオプションとして本発明による傾斜測定計を取り付けることにより、併用型のシステムとして使用することができる。
For example, a conventional system (relative tilt angle measuring device) described in Japanese Patent No. 3200888 can be used as a combined system by attaching the tilt meter according to the present invention as a detachable option.

本発明による地盤変位測定装置の概略構成を説明する構成説明図である。It is a structure explanatory view explaining a schematic structure of a ground displacement measuring device according to the present invention.

他の実施例による地盤変位測定装置の概略構成を説明する構成説明図である。It is a structure explanatory drawing explaining the schematic structure of the ground displacement measuring apparatus by another Example.

傾斜認識球体の構成を説明する構成説明図である。It is a structure explanatory drawing explaining the structure of an inclination recognition sphere.

CCDカメラでの撮像画面を説明する説明図(その1)である。It is explanatory drawing (the 1) explaining the imaging screen in a CCD camera.

CCDカメラでの撮像画面を説明する説明図(その2)である。It is explanatory drawing (the 2) explaining the imaging screen with a CCD camera.

本発明による傾斜認識部材の構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the structure of the inclination recognition member by this invention.

傾斜認識マーカーの移動距離によって傾斜角θを測定する状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the state which measures inclination-angle (theta) with the movement distance of inclination recognition marker.

本発明による地盤変位測定装置の使用状態を説明する説明図(その1)である。It is explanatory drawing (the 1) explaining the use condition of the ground displacement measuring apparatus by this invention.

本発明による地盤変位測定装置の使用状態を説明する説明図(その2)である。It is explanatory drawing (the 2) explaining the use condition of the ground displacement measuring apparatus by this invention.

従来例の構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the structure of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 傾斜測定計
2 プローブ
3 CCDカメラ
4 傾斜認識部材
5 容器本体
6 傾斜認識球体
7 潤滑液
8 測定容器
9 水平回動規制部材
10 垂直回動規制部材
11 傾斜認識マーカー
12 貫通孔
13 中抜けコーンミラー
14 透明窓
15 ガイドパイプ
16 パイプ伸張認識マーカー
17 魚眼レンズ
18 ボーリング孔
19 連結用パイプ
20 止水部材
21 ねじ部材
22 プラスチックリベット
23 伸縮測定プレート
24 固定ねじ
25 コンピュータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inclination meter 2 Probe 3 CCD camera 4 Inclination recognition member 5 Container body 6 Inclination recognition sphere 7 Lubrication liquid 8 Measuring container 9 Horizontal rotation restriction member 10 Vertical rotation restriction member 11 Inclination recognition marker 12 Through-hole 13 Hollow cone cone mirror 14 Transparent window 15 Guide pipe
16 Pipe extension recognition marker 17 Fisheye lens 18 Boring hole 19 Connection pipe 20 Water stop member 21 Screw member 22 Plastic rivet 23 Expansion / contraction measurement plate 24 Fixing screw 25 Computer

Claims (7)

プローブ内上方に設置された撮像部材と、
該撮像部材の下方に設けられた傾斜認識部材と、を有し、
前記撮像部材によって傾斜認識部材の傾斜状態を撮像し、該撮像画像から傾斜角を測定する傾斜測定計であり、
前記傾斜認識部材は、
球体を回転自在として内設した測定容器と、前記球体の表面に設けられた複数個の傾斜認識マーカーと、前記球体の水平回動を規制して常時一定方向へ制御する水平回動規制部材と、球体の垂直方向への回動を規制して常時垂直方向へ制御する垂直回動規制部材と、を備え、
前記撮像部材で前記複数個の傾斜認識マーカーの移動を撮像し、該撮像画像から傾斜角を測定することを特徴とする傾斜測定計。
An imaging member installed above the probe;
An inclination recognition member provided below the imaging member,
An inclination measuring instrument that images an inclination state of an inclination recognition member by the imaging member and measures an inclination angle from the captured image,
The inclination recognition member is
A measuring container in which a sphere is rotatable, a plurality of inclination recognition markers provided on the surface of the sphere, and a horizontal rotation restricting member that restricts horizontal rotation of the sphere and controls it in a constant direction at all times. A vertical rotation restricting member that restricts the vertical rotation of the sphere and always controls it in the vertical direction,
An inclination measuring meter, wherein the imaging member images the movement of the plurality of inclination recognition markers and measures an inclination angle from the captured image.
前記水平回動規部材は永久磁石により形成し、前記垂直回動規制部材は、球体内部に収納固定された錘により形成した、ことを特徴とする請求項1記載の傾斜測定計。 The horizontal time DoTadashi system member is formed by a permanent magnet, said vertical rotation restricting member is formed by housing the fixed weight inside the sphere, tilt meter according to claim 1, wherein a. 地中掘削された掘削孔内に収納されるガイドパイプと、前記ガイドパイプ内に移動自在にして収納され、前記ガイドパイプの傾斜角を測定する請求項1または請求項2記載の傾斜測定計と、
を備えて構成されたことを特徴とする地盤変位測定装置。
A guide pipe accommodated in an excavation hole excavated in the ground, and an inclination measuring meter according to claim 1 or 2, which is accommodated movably in the guide pipe and measures an inclination angle of the guide pipe. ,
A ground displacement measuring device comprising: a ground displacement measuring device.
前記傾斜測定計には、前記撮像部材と傾斜認識部材との間に、円錐台状をなすと共に、中央の軸方向には貫通孔が設けられ、前記円錐面が反射ミラーとして形成されたコーンミラーが配置され、
前記反射ミラーによりガイドパイプの内壁長手方向に設けられたパイプ伸張マーカーの撮像が可能とされ、かつ前記貫通孔を通過して傾斜認識部材の傾斜認識マーカーの撮像が可能とされた、
ことを特徴とする請求項3記載の傾斜測定計を使用した地盤変位測定装置。
The inclination measuring meter has a truncated cone shape between the imaging member and the inclination recognizing member, and a through-hole is provided in the central axial direction, and the cone mirror is formed as a reflecting mirror. Is placed,
It is possible to image the pipe extension marker provided in the longitudinal direction of the inner wall of the guide pipe by the reflection mirror, and it is possible to image the inclination recognition marker of the inclination recognition member through the through hole.
A ground displacement measuring device using the inclination measuring meter according to claim 3.
前記撮像部材には魚眼レンズが装着され、前記傾斜認識マーカー及びパイプ伸張認識マーカーが撮像可能とされた、A fisheye lens is attached to the imaging member, and the tilt recognition marker and the pipe extension recognition marker can be imaged.
ことを特徴とする請求項3記載の傾斜測定計を使用した地盤変位測定装置。A ground displacement measuring device using the inclination measuring meter according to claim 3.
前記傾斜認識マーカー、パイプ伸張認識マーカーは色違いの標点で 形成された、The inclination recognition marker and the pipe extension recognition marker are formed of different color marks.
ことを特徴とする請求項4または請求項5記載の地盤変位測定装置。The ground displacement measuring device according to claim 4 or 5, characterized in that.
前記傾斜認識マーカー、パイプ伸張認識マーカーは外形を異ならせた標点で形成された、The inclination recognition marker and the pipe extension recognition marker are formed by marks having different outer shapes,
ことを特徴とする請求項4または請求項5記載の地盤変位測定装置。The ground displacement measuring device according to claim 4 or 5, characterized in that.
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