JP4745282B2 - 管路計測方法 - Google Patents

Description

本発明は、既設の管路の直線性などの計測技術に関するものであり、特には、作業者が立ち入ることの困難な小径管路や、悪環境の管路の計測技術に関するものである。

既設の管路であっても、作業者が立ち入ることのできる大径の管路の場合には、測量機器を管路内に持ち込んで、管路の直線性などを計測することができる。

しかし、作業者が立ち入ることの困難な小径管路や、悪環境の管路を計測する場合には、正確な直線性の計測は困難であった。

そこで、本発明は、作業者が立ち入ることの困難な小径管路や、悪環境の管路であっても、撮像装置と基準ターゲットを設置可能な立坑があれば、その間の管路の直線性を計測する技術を提供することを目的としてなされたものである。

本発明にかかる管路計測方法の請求項１では、
計測対象区間の管路の終点に基準ターゲットを配置し、
計測対象区間の管路の基点に前記基準ターゲットを撮像し得る撮像手段を配置して、計測対象区間の管路の直線性を計測する経路計測方法において、
前記撮像手段で前記基準ターゲットを撮像することによって、基点から終点までの基準軸を決定する基準軸決定工程と、
前記撮像手段にて撮像可能であって、その中心部位を画像上から特定可能な中間ターゲットを前記管路の途中に配置して、前記撮像手段で前記中間ターゲットを撮像し、前記中間ターゲットの中心部位を特定して、
前記中心部位と前記基準ターゲットの位置の画面上でのずれを特定することによって、前記基準軸に対する前記中間ターゲットの中心部位の変位を計測する変位計測工程と、
を含み、
計測対象区間の管路の直線性を計測するようにした。
請求項２では、
前記変位計測工程においては、前記中間ターゲットを計測対象区間の管路に沿って移動させて、複数の移動位置において、前記撮像手段で、前記管路の途中において、中心部位が前記管路の中心位置になるようにセットした中間ターゲットを撮像することによって、前記基準軸に対する前記中間ターゲットの中心部位の変位を計測するとともに、前記基点からの距離を測定することによって、
計測対象区間の管路の直線性を計測するようにした。

本発明の請求項１にかかる管路計測方法によれば、
撮像手段で前記基準ターゲットを撮像することによって、基点から終点までの基準軸を決定し、前記撮像手段で管路の途中に配置した中間ターゲットを撮像することによって、前記基準軸に対する前記中間ターゲットの中心部位の変位を計測することによって、計測対象区間の管路の垂直方向のずれと水平方向のずれを計測して、管路の直線性を計測するので、
管路の途中に、前記中間ターゲットさえ入れることが可能であれば、小径の管路の直線性を測定することができるのである。
請求項２によれば、
前記中間ターゲットを計測対象区間の管路に沿って移動させて、複数の移動位置において、前記撮像手段で、前記管路の途中において、中心部位が前記管路の中心位置になるようにセットした中間ターゲットを撮像することによって、前記基準軸に対する前記中間ターゲットの中心部位の変位を計測するとともに、前記基点からの距離を測定するので、
計測対象区間の管路の直線性をより詳細に計測することができる。

以下に、本発明にかかる管路計測方法を、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、地中における２つの立坑Ａ，Ｂと、その間の管路Ｃの断面図を示したものである。なお、長い管路を計測する場合には、その内の一部の区間を計測対象区間として計測し、順次計測対象区間を移動させながら長い管路を計測することができる。
まず、準備工程として、一方の立坑Ａに撮像装置１を設置し、他方の立坑Ｂに基準ターゲット２を設置する。この基準ターゲット２は前記撮像装置１にて撮像可能であって中心部位などの特定の部位を画像上から特定可能なものであればよい。

そして、基準軸決定工程として、前記撮像装置１にて前記基準ターゲット２を撮像する。このとき、例えば前記基準ターゲット２の画像が中央に位置するように撮像装置１の向きを調整するとよい。この状態で撮像した前記基準ターゲット２を含んだ画像の例を図２に示した。図２において、中央の円形画像は前記基準ターゲット２の画像を示している。図２における横線は、前記基準ターゲット２を原点とした水平基準線を示し、縦線は、前記基準ターゲット２を原点とした垂直基準線を示している。前記基準ターゲット２の画面上での位置を記憶しておく。前記撮像装置１と前記基準ターゲット２とを結ぶ直線を基準軸として決定する。

次に、変位計測工程として、前記撮像装置１の位置を変更せずに、図３に示したように、管路Ｃの途中の計測したい位置に中間ターゲット３をセットする。この中間ターゲット３は前記撮像装置１にて撮像可能であって中心部位を画像上から特定可能なものであれば、小さいもので十分である。前記中間ターゲット３と前記撮像装置１との距離は、レーザ測距手段やメジャーなどの手段で別途計測する。

そして、前記撮像装置１で、前記中間ターゲット３を撮像し、前記中間ターゲット３の画像の中心部位を特定する。そして、前記中心部位と前記記憶した前記基準ターゲット２の位置とのずれを画面上で特定する。前記測定した中間ターゲット３と撮像装置１との距離情報と、前記撮像装置１の光学的な仕様に基づいて、前記測定した画面上のずれを、前記中間ターゲット３の配置位置における前記基準軸からのずれとして換算する。前記基準線からのずれは、図４に示したように、垂直方向のずれ＝離れΔＹと、水平方向のずれ＝ΔＸとに分解して数値化しておく。

そして、前記中間ターゲット３の中心部位が、前記管路Ｃの中心位置にセットされている場合は、前記中間ターゲット３の前記基準軸からのずれ（ΔＸ、ΔＹ）は、即ち、前記管路Ｃの中心の前記管路Ｃの中心からのずれに相当する情報となる。したがって、この場合には、前記中間ターゲット３の画像の位置に基づいて前記管路Ｃの直線性、基準軸からのずれ量を検査することができる。このようなずれ量は中間ターゲットの変位、即ち、位置の変化量である。
なお、見通し可能な計測対象区間であれば、本来直線でない区間、例えば僅かに曲がった区間の曲がり具合を計測することも可能である。

また、前記中間ターゲット３の中心部位が、前記管路Ｃの中心位置からずれた相対的な位置（α、β）にセットされている場合は、前記中間ターゲット３の前記基準軸からのずれ（ΔＸ、ΔＹ）を、前記前記管路Ｃの中心位置からずれ量（α、β）で補正することによって、前記管路Ｃの直線性、基準軸からのずれ量を検査することができる。
なお、前記相対的な位置（α、β）は、前記中間ターゲットの前記管路を構成する構造物（管材など）に対する相対的な位置情報である。

以上の説明は、管路Ｃの途中の１箇所における測定結果に基づいて、管路Ｃの直線性、基準軸からのずれ量を検査したが、管路Ｃの途中の複数箇所において上記同様の測定を繰り返すことによって、管路Ｃの直線性、基準軸からのずれ量を、より詳細に検査することができる。

複数箇所で測定する場合には、図５に示したように、１つの中間ターゲット３を第１地点Ｐ１，第２地点Ｐ２，第３地点Ｐ３，第４地点Ｐ４・・・と順次移動させながら測定すればよい。
この場合、前記基準軸決定工程の後に、まず、中間ターゲット３を第１地点Ｐ１に設置して、前記撮像装置１で、第１地点における前記中間ターゲット３を撮像し、その中心位置と、前記同様に別途測定した中間ターゲット３と撮像装置１との距離情報（Ｌ１）とに基づいて、第１地点Ｐ１における中間ターゲット３の前記基準軸からのずれ量（ΔＸ１、ΔＹ１）を測定する。

次に、中間ターゲット３を第２地点Ｐ２に移動させて設置し、前記撮像装置１で、第２地点における前記中間ターゲット３を撮像し（図６参照。）、その中心位置と、前記同様に別途測定した中間ターゲット３と撮像装置１との距離情報（Ｌ２）とに基づいて、第２地点Ｐ２における中間ターゲット３の前記基準軸からのずれ量（ΔＸ２、ΔＹ２）を測定する。
同様にして、順次中間ターゲット３を、第３地点、第４地点・・・と移動して、各地点の撮像装置１からの距離情報（Ｌ３）、（Ｌ４）・・・と、それらの地点における前記基準軸からのずれ量（ΔＸ３、ΔＹ３）、（ΔＸ４、ΔＹ４）・・・を測定する。
以上のようにしてえられた各地点におけるデータをプロットすると、図７に示したように、管路Ｃの全体の直線性（軌跡とも言える。）を詳細に把握することができる。図７の（Ａ）は、前記管路Ｃの平面図であり、平面での直線性を示す図であり、（Ｂ）は前記管路Ｃの断面図であり、垂直面での直線性を示す図である。

なお、中間ターゲットの構造を図８に示したように、複数の中間ターゲット３、３、３
が固定された中間ターゲット集合体４とすることによって、当該中間ターゲット集合体の傾きや方向も測定することができるので、当該中間ターゲットが固定されている管の傾きや方向も測定することができる。
また、中間ターゲットの中心部位に限らず、中間ターゲットを構成する部材の特定の位置を中間ターゲットとして測定してもよい。
さらに、前記撮像装置１として、距離測定機能を備えたノンプリ測定機を使用することによって、各ターゲットの画像の撮像とともに、基準ターゲットまでの距離や、中間ターゲットまでの距離を計測することができる。

以上においては、管路Ｃが設計上では直線である場合において、施工後、もしくは時間経過後の変形・ずれを測定する場合で説明したが、設計上は曲線である管路Ｃにおいて設計上の曲線からの変形・ずれを測定することも可能である。

本発明は、中間ターゲットさえ入れることが可能であれば小径の管路の測定に利用することができる。

本発明にかかる管路計測方法の実施の形態における管路の断面図である。 図１の状態で撮像した基準ターゲットを含んだ画像の例である。 管路Ｃの途中に中間ターゲットをセットした状態の断面図である。 図３の状態で撮像した基準ターゲットを含んだ画像の例である。 管路の複数位置での測定工程を説明する断面図である。 図５の状態で撮像した複数の基準ターゲットを含んだ画像の例である。 管路の形状の平面図と断面図の１例である。 複数の中間ターゲットからなる中間ターゲット集合体の斜視図である。

Ａ，Ｂ 立坑
Ｃ 管路
１ 撮像装置
２ 基準ターゲット
３ 中間ターゲット
４ 中間ターゲット集合体

Claims (2)

1. 計測対象区間の管路の終点に基準ターゲットを配置し、
   計測対象区間の管路の基点に前記基準ターゲットを撮像し得る撮像手段を配置して、計測対象区間の管路の直線性を計測する経路計測方法において、
   前記撮像手段で前記基準ターゲットを撮像することによって、基点から終点までの基準軸を決定する基準軸決定工程と、
   前記撮像手段にて撮像可能であって、その中心部位を画像上から特定可能な中間ターゲットを前記管路の途中に配置して、前記撮像手段で前記中間ターゲットを撮像し、前記中間ターゲットの中心部位を特定して、
   前記中心部位と前記基準ターゲットの位置の画面上でのずれを特定することによって、前記基準軸に対する前記中間ターゲットの中心部位の変位を計測する変位計測工程と、
   を含み、
   計測対象区間の管路の直線性を計測することを特徴とする管路計測方法。
2. 前記変位計測工程においては、
   前記中間ターゲットを計測対象区間の管路に沿って移動させて、
   複数の移動位置において、
   前記撮像手段で、前記管路の途中において、中心部位が前記管路の中心位置になるようにセットした中間ターゲットを撮像することによって、前記基準軸に対する前記中間ターゲットの中心部位の変位を計測するとともに、前記基点からの距離を測定することによって、
   計測対象区間の管路の直線性を計測することを特徴とする請求項１に記載の管路計測方法。

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