JP5468315B2 - Drilling position measuring method and system - Google Patents

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Description

本発明は、削孔位置計測方法およびシステムに関し、さらに詳しくは、計測誤差を小さくして削孔位置を高い精度で計測できる削孔位置計測方法およびシステムに関するものである。   The present invention relates to a drilling position measurement method and system, and more particularly to a drilling position measurement method and system that can measure a drilling position with high accuracy by reducing measurement errors.

地盤改良等をする場合には、地盤改良薬液を注入するために地盤の削孔工事が行なわれる。削孔工事では、計画どおりの位置に削孔することが必要であるため、精度よく削孔位置を把握することが重要になる。従来、削孔位置や地中の管路の形状(蛇行や勾配)を把握するにはジャイロスコープが利用されている(例えば、特許文献1参照)。   In the case of ground improvement or the like, ground drilling work is performed to inject the ground improvement chemical. In drilling work, it is necessary to drill at the planned position, so it is important to accurately grasp the drilling position. Conventionally, a gyroscope has been used to grasp the drilling position and the shape (meandering and gradient) of the underground pipeline (for example, see Patent Document 1).

特許文献1では、まず、管路内の第1地点から第2地点までジャイロスコープを搭載した計測車両を移動させて、管路の勾配と距離を連続的に検知して計測車両の移動軌跡を求める。次いで、第1地点と第2地点の間の少なくとも2点間の距離および傾斜角を地上で測量機により測量し、この測量したデータに基づいて、先に求めた計測車両の移動軌跡を補正するようにしている。   In Patent Document 1, first, a measurement vehicle equipped with a gyroscope is moved from a first point to a second point in a pipeline, and the gradient and distance of the pipeline are continuously detected to determine the movement trajectory of the measurement vehicle. Ask. Next, a distance between at least two points between the first point and the second point and an inclination angle are measured on the ground by a surveying instrument, and the movement trajectory of the measurement vehicle obtained previously is corrected based on the measured data. I am doing so.

しかしながら、構造物の下方地盤を削孔する場合、削孔している上方位置(地上)においては、構造物が障害になって測量を行なうことが難しく、削孔位置を精度よく計測することができないという問題が生じる。また、ジャイロスコープを用いることにより移動軌跡を把握することはできるが、その移動軌跡の向きを正確に与えなければ、削孔位置を精度よく把握することができない。そのため、ジャイロスコープの移動軌跡の向きを計測誤差を小さくして正確に把握できる計測方法が望まれていた。   However, when drilling the lower ground of the structure, it is difficult to perform surveying because the structure becomes an obstacle at the upper position (ground) where the hole is drilled, and the drilling position can be accurately measured. The problem that it is not possible arises. Further, although the movement trajectory can be grasped by using the gyroscope, the drilling position cannot be grasped accurately unless the direction of the movement trajectory is given accurately. Therefore, a measurement method that can accurately grasp the direction of the movement locus of the gyroscope with a small measurement error has been desired.

特開平7−280567号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-280567

本発明の目的は、計測誤差を小さくして削孔位置を高い精度で計測できる削孔位置計測方法およびシステムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a drilling position measuring method and system capable of measuring a drilling position with high accuracy by reducing a measurement error.

上記目的を達成するため本発明の削孔位置計測方法は、削孔管の地上に突出した端部に延長管を連結し、この延長管を地盤上に設置された保持台に固定し、削孔管および延長管の内部でジャイロスコープを移動させて、このジャイロスコープの検知データおよびジャイロスコープの移動長さを検知する移動長さ検知手段の検知データに基づいて制御装置により削孔管および延長管でのジャイロスコープの移動軌跡を算出するとともに、前記延長管において1m〜5m離間する2つの基準位置でのジャイロスコープの3次元座標を基準位置座標検知手段により検知し、前記ジャイロスコープの移動軌跡のデータと前記基準位置座標検知手段により検知した2つの3次元座標のデータに基づいて、前記制御装置により削孔位置を算出してモニターに表示することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the drilling position measuring method of the present invention connects an extension pipe to the end of the drilling pipe that protrudes above the ground, and fixes the extension pipe to a holding stand installed on the ground, Based on the detection data of the gyroscope and the detection data of the moving length detecting means for detecting the moving length of the gyroscope by moving the gyroscope inside the hole tube and the extension tube, the drilling tube and the extension are controlled by the control device. The movement trajectory of the gyroscope in the tube is calculated, the three-dimensional coordinates of the gyroscope at two reference positions separated by 1 to 5 m in the extension pipe are detected by the reference position coordinate detection means, and the movement trajectory of the gyroscope is detected. And the control device calculates the drilling position on the basis of the three-dimensional coordinate data detected by the reference position coordinate detection means and the monitor. It is characterized in that display.

また、本発明の削孔位置計測システムは、削孔管の地上に突出した端部に連結される延長管と、地盤上に設置されて前記延長管を固定する保持台と、削孔管および延長管の内部を移動するジャイロスコープと、ジャイロスコープの移動長さを検知する移動長さ検知手段と、任意の位置の3次元座標を検知する基準位置座標検知手段と、ジャイロスコープ、移動長さ検知手段および基準位置座標検知手段による検知データが入力される制御装置と、制御装置に接続されたモニターとを備え、前記ジャイロスコープおよび移動長さ検知手段の検知データに基づいて前記制御装置により削孔管および延長管でのジャイロスコープの移動軌跡を算出し、この移動軌跡のデータと前記基準位置座標検知手段による前記延長管において1m〜5m離間する2つの基準位置でのジャイロスコープの3次元座標の検知データとに基づいて、前記制御装置により削孔位置を算出して前記モニターに表示することを特徴とするものである。 Further, the drilling position measurement system of the present invention includes an extension pipe connected to an end projecting to the ground of the drilling pipe, a holding base installed on the ground and fixing the extension pipe, a drilling pipe, A gyroscope that moves inside the extension tube, a movement length detection means that detects the movement length of the gyroscope, a reference position coordinate detection means that detects a three-dimensional coordinate of an arbitrary position, a gyroscope, and a movement length A control device to which detection data from the detection means and the reference position coordinate detection means are input; and a monitor connected to the control device; the control device cuts off the data based on the detection data from the gyroscope and the movement length detection means. hole pipe and calculates the movement trajectory of the gyroscope in the extension tube, to 1m~5m apart in the extension pipe according to data and the reference position coordinates detecting means of the movement trajectory One of the based on the detection data of the three-dimensional coordinates of the gyroscope at the reference position, is characterized in that displayed on the monitor to calculate the drilling position by the control device.

本発明によれば、削孔管および削孔管の地上に突出した端部に連結した延長管の内部で移動させたジャイロスコープおよび移動長さ検知手段の検知データに基づいて、ジャイロスコープの移動軌跡、即ち、削孔した形状を把握することができる。また、延長管において離間する2つの基準位置でのジャイロスコープの3次元座標を、基準位置座標検知手段によって検知することで、ジャイロスコープの移動軌跡の向きを把握することができる。したがって、ジャイロスコープの移動軌跡のデータと、基準位置座標検知手段により検知した2つの3次元座標のデータとに基づいて、削孔位置を精度よく把握することが可能になる。   According to the present invention, the movement of the gyroscope is based on the detection data of the drilling pipe and the extension pipe connected to the end of the drilling pipe protruding to the ground and the moving length detection means. The trajectory, that is, the drilled shape can be grasped. Further, by detecting the three-dimensional coordinates of the gyroscope at the two reference positions separated from each other by the reference position coordinate detecting means, the direction of the movement locus of the gyroscope can be grasped. Therefore, the drilling position can be accurately grasped based on the data of the movement trajectory of the gyroscope and the data of the two three-dimensional coordinates detected by the reference position coordinate detection means.

そして、2つの基準位置の延長管での管軸方向に離間する長さを大きくすると、2つの基準位置での3次元座標を検知する際の計測誤差の影響が小さくなり、より高精度で削孔位置を把握することができる。   If the length of the extension pipes at the two reference positions that are separated from each other in the tube axis direction is increased, the influence of the measurement error when detecting the three-dimensional coordinates at the two reference positions is reduced, and the cutting is performed with higher accuracy. The hole position can be grasped.

本発明の削孔位置計測システムの全体概要を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the whole outline | summary of the drilling position measuring system of this invention. 延長管の第1基準位置でのジャイロスコープの3次元座標を測定する工程を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the process of measuring the three-dimensional coordinate of the gyroscope in the 1st reference position of an extension pipe. 延長管の第2基準位置でのジャイロスコープの3次元座標を測定する工程を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the process of measuring the three-dimensional coordinate of the gyroscope in the 2nd reference position of an extension pipe. 延長管の変形例を示す側面図である。It is a side view which shows the modification of an extension pipe | tube. 計測した削孔位置データを例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the measured drilling position data. 地盤を削孔する工程を例示する説明図である。It is explanatory drawing which illustrates the process of drilling a ground.

以下、本発明の削孔位置計測方法およびシステムについて図に示した実施形態に基づいて説明する。   Hereinafter, a drilling position measuring method and system according to the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.

地盤改良等を行なう場合には図6に例示するように、削孔装置13を用いて順次、削孔管9を地盤に圧入することにより削孔が行なわれる。構造物14の下方地盤を削孔する場合には、斜めまたは水平に削孔が行なわれる。本発明は、このような垂直ではない削孔を行なう際の削孔位置を計測するために適用する。   When performing ground improvement or the like, as illustrated in FIG. 6, drilling is performed by sequentially pressing the drilling tube 9 into the ground using the drilling device 13. When drilling the lower ground of the structure 14, the drilling is performed diagonally or horizontally. The present invention is applied to measure the drilling position when performing such non-perpendicular drilling.

図1に例示するように、本発明の削孔位置計測システム1(以下、計測システム1という)は、延長管10と、ジャイロスコープ3と、エンコーダ4と、基準位置座標検知手段11と、制御装置5と、モニター6とを有している。延長管10は、地盤に埋設されている削孔管9の地上に突出した端部に連結部材10aによって連結される。この実施形態では、延長管10は保持台12に固定されている。   As illustrated in FIG. 1, a drilling position measurement system 1 (hereinafter referred to as a measurement system 1) of the present invention includes an extension pipe 10, a gyroscope 3, an encoder 4, a reference position coordinate detection unit 11, and a control. It has a device 5 and a monitor 6. The extension pipe 10 is connected to an end portion of the drilling pipe 9 embedded in the ground and protruding above the ground by a connecting member 10a. In this embodiment, the extension tube 10 is fixed to the holding table 12.

三軸方向の角速度を検知するジャイロスコープ3は、金属製のプローブ2に内設されている。必須ではないが、プローブ2には、三軸方向の加速度を検知する加速度計を設けることが好ましい。例えば、削孔した内面に段差等がある場合は、加速度計により検知した加速度によって、ジャイロスコープ3により検知したデータを補正することができる。   A gyroscope 3 for detecting an angular velocity in three axial directions is provided in a metal probe 2. Although not essential, the probe 2 is preferably provided with an accelerometer that detects acceleration in three axial directions. For example, when there is a step or the like on the drilled inner surface, the data detected by the gyroscope 3 can be corrected by the acceleration detected by the accelerometer.

プローブ2にはジャイロスコープ3の検知データを送信するケーブル7が接続されている。ケーブル7は、地上に設置された巻取り機8によって巻き取られる。したがって、ケーブル7を巻き取ることにより、ジャイロスコープ3は削孔管9および延長管10の内部を管軸方向に移動する。   A cable 7 for transmitting detection data of the gyroscope 3 is connected to the probe 2. The cable 7 is wound up by a winder 8 installed on the ground. Therefore, by winding the cable 7, the gyroscope 3 moves in the tube axis direction inside the drilled tube 9 and the extension tube 10.

また、延長管10と巻取り機8との間には、ケーブル7の巻取り長さを検知するエンコーダ4が設けられている。即ち、エンコーダ4によってジャイロスコープ3の移動長さが検知される。ジャイロスコープ3の移動長さを検知する移動長さ検知手段は、この実施形態に例示するエンコーダ4に限定されず、他の手段を用いることができる。
基準位置座標検知手段11としては、図示するようにトランシットやGPSなどの任意の位置の3次元座標を検知できる機器を用いる。
An encoder 4 that detects the winding length of the cable 7 is provided between the extension tube 10 and the winder 8. That is, the moving length of the gyroscope 3 is detected by the encoder 4. The moving length detecting means for detecting the moving length of the gyroscope 3 is not limited to the encoder 4 exemplified in this embodiment, and other means can be used.
As the reference position coordinate detection means 11, a device capable of detecting a three-dimensional coordinate at an arbitrary position such as transit or GPS is used as shown in the figure.

制御装置5としては、パーソナルコンピュータ等を使用する。制御装置5には、ジャイロスコープ3、エンコーダ4および基準位置座標検知手段11による検知データが入力される。制御装置5によりデータ処理された結果は、制御装置5に接続されたモニター6に表示される。   A personal computer or the like is used as the control device 5. Detection data from the gyroscope 3, the encoder 4, and the reference position coordinate detection means 11 is input to the control device 5. The result of data processing by the control device 5 is displayed on a monitor 6 connected to the control device 5.

この計測システム1では、ジャイロスコープ3およびエンコーダ4の検知データに基づいて、制御装置5により削孔管9および延長管10でのジャイロスコープ3の移動軌跡、即ち、削孔した形状が算出される。そして、この移動軌跡のデータと、基準位置座標検知手段11により取得される延長管10において離間する2つの基準位置でのジャイロスコープ3の3次元座標の検知データと、に基づいて削孔位置を算出してモニター6に表示されるように構成されている。   In this measurement system 1, based on the detection data of the gyroscope 3 and the encoder 4, the control device 5 calculates the movement trajectory of the gyroscope 3 in the drilled tube 9 and the extension tube 10, that is, the drilled shape. . Then, based on the data of the movement trajectory and the detection data of the three-dimensional coordinates of the gyroscope 3 at two reference positions separated from each other in the extension pipe 10 acquired by the reference position coordinate detection means 11, the drilling position is determined. It is configured to calculate and display on the monitor 6.

削孔位置の計測は、例えば、以下の手順により行なう。
まず、押し込み器を用いて、図1に例示するように削孔管9の目的の位置(図1では先端位置)までプローブ2を押し込む。プローブ2を目的の位置に設置した後は、ケーブル7の長さを調整して弛みをなくす。
The drilling position is measured, for example, according to the following procedure.
First, using a pusher, the probe 2 is pushed to the target position (the tip position in FIG. 1) of the drilling tube 9 as illustrated in FIG. After the probe 2 is installed at the target position, the length of the cable 7 is adjusted to eliminate slack.

次いで、巻取り機8によりケーブル7を巻き取ることによりプローブ2(ジャイロスコープ3)を削孔管9の管軸方向に移動させつつ、ジャイロスコープ3により逐次、三軸方向の角速度を検知する。この際に、エンコーダ4によりプローブ2(ジャイロスコープ3)の移動長さを検知する。これらの検知データは制御装置5に入力され、これら検知データに基づいて制御装置5で演算を行なうことにより、削孔管9におけるジャイロスコープ3の移動軌跡、即ち、削孔した形状が算出される。   Next, the cable 7 is wound up by the winder 8 to move the probe 2 (gyroscope 3) in the tube axis direction of the drilled tube 9, and the gyroscope 3 sequentially detects the angular velocity in the triaxial direction. At this time, the encoder 4 detects the moving length of the probe 2 (gyroscope 3). These detection data are input to the control device 5, and the control device 5 performs calculations based on these detection data to calculate the movement trajectory of the gyroscope 3 in the drilling tube 9, that is, the drilled shape. .

引き続き、プローブ2(ジャイロスコープ3)を延長管10の管軸方向に移動させつつ、ジャイロスコープ3により逐次、三軸方向の角速度を検知し、エンコーダ4によりプローブ2(ジャイロスコープ3)の移動長さを検知する。延長管10におけるジャイロスコープ3およびエンコーダ4の検知データも制御装置5に入力される。そして、これら検知データに基づいて制御装置5で演算を行なうことにより、延長管10でのジャイロスコープ3の移動軌跡、即ち、延長管10の形状が算出される。   Subsequently, while the probe 2 (gyroscope 3) is moved in the direction of the tube axis of the extension tube 10, the gyroscope 3 sequentially detects the angular velocity in three axes, and the encoder 4 moves the probe 2 (gyroscope 3). Detects. Detection data of the gyroscope 3 and the encoder 4 in the extension pipe 10 is also input to the control device 5. Then, by calculating the control device 5 based on these detection data, the movement trajectory of the gyroscope 3 in the extension pipe 10, that is, the shape of the extension pipe 10 is calculated.

ここで、図2、図3に例示するように、延長管10において管軸方向に離間する2つの基準位置(第1基準位置Pa、第2基準位置Pb)でのジャイロスコープ3の3次元座標を基準位置座標検知手段11により検知する。尚、本発明のジャイロスコープ3の3次元座標とは、2つの基準位置Pa、Pbでのジャイロスコープ3自体の3次元座標のみに限定されるものでななく、ジャイロスコープ3の近傍のジャイロスコープ3からの位置が判明している位置の3次元座標を含むものである。例えば、プローブ2の先端位置、後端位置、重心位置などをジャイロスコープ3の位置と設定し、この設定した位置の3次元座標を検知するようにしてもよい。   Here, as illustrated in FIGS. 2 and 3, the three-dimensional coordinates of the gyroscope 3 at two reference positions (first reference position Pa and second reference position Pb) that are separated from each other in the tube axis direction in the extension pipe 10. Is detected by the reference position coordinate detection means 11. The three-dimensional coordinates of the gyroscope 3 according to the present invention are not limited to the three-dimensional coordinates of the gyroscope 3 itself at the two reference positions Pa and Pb, and the gyroscope near the gyroscope 3 is not limited. 3 includes the three-dimensional coordinates of the position where the position from 3 is known. For example, the front end position, rear end position, center of gravity position, etc. of the probe 2 may be set as the position of the gyroscope 3, and the three-dimensional coordinates of the set position may be detected.

延長管10の任意の位置を2つの基準位置Pa、Pbとして設定することができるが、後述するように、なるべく離れた2つの位置にすることが好ましい。この実施形態では、延長管10の直線状部分に2つの基準位置Pa、Pbを設定しているが、2つの基準位置Pa、Pbの一方または両方を延長管10の屈曲部分に設定することもできる。   Although any position of the extension tube 10 can be set as two reference positions Pa and Pb, it is preferable to set two positions as far apart as possible, as will be described later. In this embodiment, two reference positions Pa and Pb are set in the linear portion of the extension tube 10, but one or both of the two reference positions Pa and Pb may be set in a bent portion of the extension tube 10. it can.

延長管10は、様々な材質のものを採用することができるが、この実施形態では透明で可撓性を有する材質(軟質樹脂等)で形成されている。したがって、延長管10の外部から内部のプローブ2(ジャイロスコープ3)の位置を視認することができる。そのため、基準位置座標検知手段11により2つの基準位置Pa、Pbにおけるジャイロスコープ3の3次元座標を容易、かつ正確に検知することができる。GPSを用いる場合は、GPSアンテナを2つの基準位置Pa、Pbに配置して位置データを取得する。   The extension tube 10 can be made of various materials. In this embodiment, the extension tube 10 is made of a transparent and flexible material (soft resin or the like). Therefore, the position of the internal probe 2 (gyroscope 3) can be visually recognized from the outside of the extension tube 10. Therefore, the three-dimensional coordinates of the gyroscope 3 at the two reference positions Pa and Pb can be easily and accurately detected by the reference position coordinate detection means 11. When using GPS, the GPS antenna is arranged at two reference positions Pa and Pb to acquire position data.

延長管10の2つの基準位置Pa、Pbに相当する部分だけを、管外部から管内部が透視可能な透明性を有する仕様にすることもできる。この仕様によっても、延長管10の外部から内部のプローブ2(ジャイロスコープ3)の位置を視認することができる。即ち、延長管10の少なくとも2つの基準位置Pa、Pbに相当する部分を、透明或いは半透明の材質で形成して、管外部から管内部が透視可能な透明性を有する仕様にすればよい。   Only the portions corresponding to the two reference positions Pa and Pb of the extension pipe 10 can be made to have a specification having transparency that allows the inside of the pipe to be seen through from the outside of the pipe. Also according to this specification, the position of the internal probe 2 (gyroscope 3) can be visually recognized from the outside of the extension tube 10. That is, at least two reference positions Pa and Pb of the extension tube 10 may be formed of a transparent or semi-transparent material so that the inside of the tube can be seen through from the outside of the tube.

図4に例示するように、延長管10の少なくとも2つの基準位置Pa、Pbに相当する部分に管壁を貫通する切欠き部10bを設けることもできる。この仕様によれば、延長管10が金属等の非透明な材質であっても、延長管10の外部から内部のプローブ2(ジャイロスコープ3)の位置を視認することができる。そのため、基準位置座標検知手段11により2つの基準位置Pa、Pbにおけるジャイロスコープ3の3次元座標を容易、かつ正確に検知することができる。   As illustrated in FIG. 4, a notch portion 10 b penetrating the tube wall may be provided in a portion corresponding to at least two reference positions Pa and Pb of the extension tube 10. According to this specification, even if the extension tube 10 is made of a non-transparent material such as metal, the position of the probe 2 (gyroscope 3) inside can be visually recognized from the outside of the extension tube 10. Therefore, the three-dimensional coordinates of the gyroscope 3 at the two reference positions Pa and Pb can be easily and accurately detected by the reference position coordinate detection means 11.

ジャイロスコープ3による検知データによって、図5(A)に例示するように、削孔管9および延長管10でのジャイロスコープ3の移動軌跡、即ち、削孔した形状Tを把握することができる。2つの基準位置Pa、Pbでは、例えば、ジャイロスコープ3の3次元座標がそれぞれPa(Xa、Ya、Za)、Pb(Xb、Yb、Zb)として検知される。   From the detection data by the gyroscope 3, as shown in FIG. 5A, it is possible to grasp the movement trajectory of the gyroscope 3 in the drilling tube 9 and the extension tube 10, that is, the drilled shape T. At the two reference positions Pa and Pb, for example, the three-dimensional coordinates of the gyroscope 3 are detected as Pa (Xa, Ya, Za) and Pb (Xb, Yb, Zb), respectively.

延長管10では、2つの基準位置Pa、Pbにおいてもジャイロスコープ3によりデータが検知されている。したがって、把握されたジャイロスコープ3の移動軌跡のデータに、2つの基準位置Pa、Pbの3次元座標を与えることにより、ジャイロスコープ3の移動軌跡(削孔した形状T)が正確な向きになる。このように、ジャイロスコープ3の移動軌跡のデータと、基準位置座標検知手段11により検知した2つの3次元座標のデータであるPa(Xa、Ya、Za)およびPb(Xb、Yb、Zb)とによって、削孔位置(削孔形状の3次元位置)を精度よく把握することが可能になる。   In the extension pipe 10, data is detected by the gyroscope 3 at two reference positions Pa and Pb. Therefore, by giving the three-dimensional coordinates of the two reference positions Pa and Pb to the grasped movement locus data of the gyroscope 3, the movement locus (the drilled shape T) of the gyroscope 3 becomes an accurate orientation. . As described above, the movement locus data of the gyroscope 3 and the two three-dimensional coordinate data Pa (Xa, Ya, Za) and Pb (Xb, Yb, Zb) detected by the reference position coordinate detection means 11 and This makes it possible to accurately grasp the drilling position (the three-dimensional position of the drilling shape).

本発明によれば、図6のように構造物14の下方地盤を削孔した場合であっても、構造物14の存在に何ら影響を受けることなく、地上において、2つの基準位置Pa、Pbでのジャイロスコープ3の3次元座標を検知できるので、削孔位置を高い精度で計測できる。   According to the present invention, even when the lower ground of the structure 14 is drilled as shown in FIG. 6, the two reference positions Pa and Pb are not affected by the presence of the structure 14 on the ground. Since the three-dimensional coordinates of the gyroscope 3 can be detected, the drilling position can be measured with high accuracy.

ところで、基準位置座標検知手段11によって、2つの基準位置Pa、Pbの3次元座標を検知する際に、わずかな計測誤差が生じることは避けることはできない。図5(A)では、2つの基準位置Pa、Pbの延長管10の管軸方向に離間する長さLがL1になっているが、この長さLが短い程、上記計測誤差に起因するジャイロスコープ3の移動軌跡の真の向きからのずれが大きくなる。   Incidentally, it is inevitable that a slight measurement error occurs when the reference position coordinate detection means 11 detects the three-dimensional coordinates of the two reference positions Pa and Pb. In FIG. 5A, the length L that is separated in the tube axis direction of the extension tube 10 at the two reference positions Pa and Pb is L1, but the shorter the length L, the more the measurement error is caused. The deviation from the true direction of the movement locus of the gyroscope 3 becomes large.

そこで、図5(B)に例示するように一方の基準位置PbをPcにずらして、2つの基準位置Pa、Pcの延長管10での管軸方向に離間する長さL(L2)をL1よりも大きくするとよい。これにより、2つの基準位置Pa、Pcでの3次元座標を基準位置座標検知手段11によって検知する際の計測誤差の影響が小さくなり、より高精度で削孔位置を把握することができる。   Therefore, as illustrated in FIG. 5B, one reference position Pb is shifted to Pc, and a length L (L2) that is separated from the two reference positions Pa and Pc in the tube axis direction in the extension pipe 10 is set to L1. It is better to make it larger. Thereby, the influence of the measurement error at the time of detecting the three-dimensional coordinates at the two reference positions Pa and Pc by the reference position coordinate detecting means 11 is reduced, and the drilling position can be grasped with higher accuracy.

延長管10での2つの基準位置Pa、Pbの管軸方向に離間する長さLは、大きくする程、削孔位置を高精度で把握することが可能になるが、延長管10の長さの制約等の観点から、例えば、削孔管9の長さの2%〜20%程度、或いは、1m〜5m程度に設定する。   As the length L of the extension pipe 10 which is separated from the two reference positions Pa and Pb in the pipe axis direction is increased, it becomes possible to grasp the drilling position with high accuracy. For example, from the viewpoint of restrictions, the length is set to about 2% to 20% of the length of the drilled tube 9, or about 1m to 5m.

地上のスペースの制約が厳しい現場であっても、可撓性を有する延長管10を用いると、延長管10を屈曲させることにより、2つの基準位置Pa、Pbの間の長さLをある程度確保することができる。例えば、任意に屈曲させた可撓性を有する延長管10の内部でプローブ2(ジャイロスコープ3)を移動させて、ジャイロスコープ3の移動軌跡のデータおよび2つの基準位置Pa、Pbの3次元座標を検知する。これにより、削孔位置を高精度で把握することが可能になる。   Even when the space on the ground is severely restricted, if the extension tube 10 having flexibility is used, the length L between the two reference positions Pa and Pb is secured to some extent by bending the extension tube 10. can do. For example, the probe 2 (gyroscope 3) is moved inside the flexible extension tube 10 that is arbitrarily bent, and the movement trajectory data of the gyroscope 3 and the three-dimensional coordinates of the two reference positions Pa and Pb. Is detected. This makes it possible to grasp the drilling position with high accuracy.

1 計測システム
2 プローブ
3 ジャイロスコープ
4 エンコーダ(移動長さ検知手段)
5 制御装置
6 モニター
7 ケーブル
8 巻取り機
9 削孔管
10 延長管
10a 連結部材
10b 切欠き部
11 基準位置座標検知手段
12 保持台
13 削孔装置
14 構造物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measurement system 2 Probe 3 Gyroscope 4 Encoder (movement length detection means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Control apparatus 6 Monitor 7 Cable 8 Winder 9 Drilling pipe 10 Extension pipe 10a Connecting member 10b Notch part 11 Reference position coordinate detection means 12 Holding stand 13 Drilling apparatus 14 Structure

Claims (8)

削孔管の地上に突出した端部に延長管を連結し、この延長管を地盤上に設置された保持台に固定し、削孔管および延長管の内部でジャイロスコープを移動させて、このジャイロスコープの検知データおよびジャイロスコープの移動長さを検知する移動長さ検知手段の検知データに基づいて制御装置により削孔管および延長管でのジャイロスコープの移動軌跡を算出するとともに、前記延長管において1m〜5m離間する2つの基準位置でのジャイロスコープの3次元座標を基準位置座標検知手段により検知し、前記ジャイロスコープの移動軌跡のデータと前記基準位置座標検知手段により検知した2つの3次元座標のデータに基づいて、前記制御装置により削孔位置を算出してモニターに表示する削孔位置計測方法。 An extension pipe is connected to the end of the drilling pipe that protrudes above the ground, and this extension pipe is fixed to a holding base installed on the ground, and the gyroscope is moved inside the drilling pipe and the extension pipe. Based on the detection data of the gyroscope and the detection data of the moving length detecting means for detecting the moving length of the gyroscope, the control device calculates the movement trajectory of the gyroscope in the drilling pipe and the extension pipe, and the extension pipe The three-dimensional coordinates of the gyroscope at two reference positions separated from each other by 1 to 5 m are detected by the reference position coordinate detection means, and the two three-dimensional data detected by the movement locus data of the gyroscope and the reference position coordinate detection means A drilling position measuring method in which a drilling position is calculated by the control device based on coordinate data and displayed on a monitor. 前記延長管が可撓性を有し、任意に屈曲させた延長管の内部で前記ジャイロスコープを移動させ、前記2つの基準位置の一方または両方を、この延長管の屈曲部分に設定した請求項1に記載の削孔位置計測方法。 The extension tube is flexible, the gyroscope is moved inside an arbitrarily bent extension tube, and one or both of the two reference positions are set at a bent portion of the extension tube. The drilling position measuring method according to 1. 前記延長管の少なくとも前記2つの基準位置に相当する部分を、管外部から管内部が透視可能な透明性を有する仕様にして、延長管の外部から前記基準位置座標検知手段により前記2つの基準位置におけるジャイロスコープの3次元座標を検知する請求項1または2に記載の削孔位置計測方法。   The portion corresponding to at least the two reference positions of the extension tube is made to have specifications that allow the inside of the tube to be transparent from the outside of the tube, and the two reference positions are detected from the outside of the extension tube by the reference position coordinate detection means. The drilling position measuring method according to claim 1, wherein the three-dimensional coordinates of the gyroscope are detected. 前記延長管の少なくとも前記2つの基準位置に相当する部分に管壁を貫通する切欠き部を設け、延長管の外部から前記基準位置座標検知手段により前記2つの基準位置におけるジャイロスコープの3次元座標を検知する請求項1または2に記載の削孔位置計測方法。   At least a portion corresponding to the two reference positions of the extension pipe is provided with a notch passing through the pipe wall, and the three-dimensional coordinates of the gyroscope at the two reference positions are detected from the outside of the extension pipe by the reference position coordinate detection means. The drilling position measuring method according to claim 1, wherein the drilling position is detected. 削孔管の地上に突出した端部に連結される延長管と、地盤上に設置されて前記延長管を固定する保持台と、削孔管および延長管の内部を移動するジャイロスコープと、ジャイロスコープの移動長さを検知する移動長さ検知手段と、任意の位置の3次元座標を検知する基準位置座標検知手段と、ジャイロスコープ、移動長さ検知手段および基準位置座標検知手段による検知データが入力される制御装置と、制御装置に接続されたモニターとを備え、前記ジャイロスコープおよび移動長さ検知手段の検知データに基づいて前記制御装置により削孔管および延長管でのジャイロスコープの移動軌跡を算出し、この移動軌跡のデータと前記基準位置座標検知手段による前記延長管において1m〜5m離間する2つの基準位置でのジャイロスコープの3次元座標の検知データとに基づいて、前記制御装置により削孔位置を算出して前記モニターに表示する削孔位置計測システム。 An extension pipe connected to an end projecting to the ground of the drilling pipe, a holding base installed on the ground to fix the extension pipe, a gyroscope moving inside the drilling pipe and the extension pipe, and a gyro The detection data by the movement length detection means for detecting the movement length of the scope, the reference position coordinate detection means for detecting the three-dimensional coordinates of an arbitrary position, the gyroscope, the movement length detection means, and the reference position coordinate detection means An input control device and a monitor connected to the control device, and based on detection data of the gyroscope and movement length detection means, the control device moves the gyroscope trajectory in the drilling tube and extension tube calculates, 3 gyroscopes in 1M~5m 2 one reference position spaced in the extension pipe according to data and the reference position coordinates detecting means of the movement trajectory Based on the original coordinates of the detected data, drilling position measuring system to be displayed on the monitor to calculate the drilling position by the control device. 前記延長管が可撓性を有していて屈曲した形状であり、前記2つの基準位置の一方または両方を、この延長管の屈曲部分に設定した請求項5に記載の削孔位置計測システム。 The extension pipe has a shape that is bent not have a flexible, drilling position measuring system according to claim 5, one or both of the two reference positions, and set the bent portion of the extension tube. 前記延長管の少なくとも前記2つの基準位置に相当する部分が、管外部から管内部を透視可能な透明性を有する仕様に構成された請求項5または6に記載の削孔位置計測システム。   The drilling hole position measuring system according to claim 5 or 6, wherein at least a portion corresponding to the two reference positions of the extension pipe is configured to have a specification that is transparent so that the inside of the pipe can be seen through from the outside of the pipe. 前記延長管の少なくとも前記2つの基準位置に相当する部分に、管壁を貫通する切欠き部を設けた請求項5または6に記載の削孔位置計測システム。   The drilling hole position measuring system according to claim 5 or 6, wherein a cutout portion penetrating the pipe wall is provided in a portion corresponding to at least the two reference positions of the extension pipe.
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