JP6917784B2 - Side wall surface imaging method and side wall surface imaging device for tunnel digging - Google Patents

Side wall surface imaging method and side wall surface imaging device for tunnel digging Download PDF

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Description

本発明は、トンネル素掘り部の側壁面を撮像する技術に関する。 The present invention relates to a technique for imaging a side wall surface of a tunnel digging portion.

トンネルを安全かつ経済的に施工するためには、トンネル周辺の地山状況を把握することが重要である。特に安全面では、切羽の状況を観察し、岩盤崩壊や剥落の発生を事前に予測しなければならない。切羽観察の方法としては、目視観察によるスケッチの作成、写真撮影が一般的に行われる。
ここで、切羽は落盤のおそれがある。そのため、切羽の素掘り部(未覆工部)周辺は作業員が侵入できないという問題がある。また、素掘り部中央は、半円弧状(馬蹄形状)のトンネル壁面の最も高い位置になる。そのため、落盤時には落石が最も遠くまで及ぶことから、作業者は、素掘り部の側壁面の撮像時に、素掘り部中央とその近傍を避けることが望ましい。
In order to construct a tunnel safely and economically, it is important to understand the ground conditions around the tunnel. Especially in terms of safety, it is necessary to observe the condition of the face and predict the occurrence of rock collapse and exfoliation in advance. As a method of observing the face, sketching by visual observation and photography are generally performed.
Here, the face may fall off. Therefore, there is a problem that workers cannot invade the area around the bare digging part (unfinished part) of the face. In addition, the center of the bare digging part is at the highest position of the semicircular arc-shaped (horseshoe-shaped) tunnel wall surface. Therefore, it is desirable for the operator to avoid the center of the digging portion and its vicinity when imaging the side wall surface of the digging portion because the rock fall reaches the farthest when the cave-in is dropped.

一方、素掘り部には、地山の落盤を防止するために、可及的迅速に、コンクリートを吹付けて支保工を建込み、仕上げコンクリートが吹付けられて閉合されることから、作業者が、トンネル素掘り部の側壁面を撮像するタイミングが限られるという問題がある。
そこで、例えば特許文献1記載の技術では、定点カメラをトンネル天端に設置している。同文献では、その定点カメラで切羽を正面から適宜撮像し、複数の撮像画像により地質パターンを分析し、この地質パターンを用いて切羽前方の地山状況を予測するトンネル前方地質判定システムが開示されている。
On the other hand, in order to prevent the cave-in of the ground from falling in the bare digging part, concrete is sprayed to build a support work as soon as possible, and finish concrete is sprayed to close it. However, there is a problem that the timing of imaging the side wall surface of the tunnel digging portion is limited.
Therefore, for example, in the technique described in Patent Document 1, a fixed point camera is installed at the top of the tunnel. The document discloses a tunnel-front geological determination system that appropriately images the face from the front with the fixed-point camera, analyzes the geological pattern from a plurality of captured images, and predicts the geological condition in front of the face using this geological pattern. ing.

また、トンネルにカメラを据え付ける技術として、特許文献2には、光線を水平方向に照射する光線照射部と、この光線を直角方向に屈折させる屈折部と、この屈折部を水平軸回りに回転させて照射方向を変化させる駆動部とを備える光線照射装置を用いてカメラを所望の位置に据え付ける技術が開示されている。 Further, as a technique for installing a camera in a tunnel, Patent Document 2 describes a light beam irradiating portion that irradiates a light ray in a horizontal direction, a refracting portion that refracts the light ray in a right angle direction, and a refracting portion that is rotated about a horizontal axis. A technique for mounting a camera at a desired position by using a light beam irradiation device including a drive unit for changing the irradiation direction is disclosed.

特開平04−120495号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 04-120495 特開平04−286912号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 04-286912

しかし、特許文献1記載の技術では、トンネル施工に支障をきたすことがないように、定点カメラをトンネル天端に設置するため、カメラの設置工程に手間と時間がかかるという問題がある。また、特許文献2記載の技術では、光線照射装置とカメラとを個別に据え付ける必要があるため、やはりその設置工程に手間と時間がかかるという問題がある。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、効率良く安全にトンネル素掘り部の側壁面を撮像し得るトンネル素掘り部の側壁面撮像方法および側壁面撮像装置を提供することを課題とする。
However, in the technique described in Patent Document 1, since the fixed point camera is installed at the top of the tunnel so as not to interfere with the tunnel construction, there is a problem that the camera installation process takes time and effort. Further, in the technique described in Patent Document 2, since it is necessary to install the light irradiation device and the camera individually, there is also a problem that the installation process takes time and effort.
Therefore, the present invention has been made by paying attention to such a problem, and is a method of imaging the side wall surface of the tunnel digging portion and the side wall surface imaging which can efficiently and safely image the side wall surface of the tunnel digging portion. The subject is to provide the device.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るトンネル素掘り部の側壁面撮像方法は、トンネルの素掘り部に対し周方向に連続した画像を撮像可能なカメラと、該カメラがアーム先端に装備されたカメラクレーンと、レーザポインタと、を用い、前記カメラクレーンを、素掘り部を避けて側壁面にコンクリートが吹付けられた切羽とは反対側の位置に設置するクレーン設置工程と、前記クレーン設置工程の後に、前記カメラクレーンのアームを素掘り部内に張り出してアーム先端に装備した前記カメラを素掘り部の中央またはその近傍に配置するカメラ配置工程と、前記カメラ配置工程の後に、切羽の鏡と側壁面との境を前記レーザポインタによって指示しつつ前記カメラを稼働し、前記レーザポインタによる指示点とともに素掘り部の側壁面を周方向に撮像する素掘り面撮像工程と、を含むことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the method of imaging the side wall surface of the tunnel digging portion according to one aspect of the present invention includes a camera capable of capturing continuous images in the circumferential direction with respect to the tunnel digging portion, and the camera is an arm. Using a camera crane equipped at the tip and a laser pointer, the camera crane is installed at a position opposite to the face on which concrete is sprayed on the side wall surface, avoiding the digging part. After the camera arranging step, the camera arranging step of projecting the arm of the camera crane into the digging portion and arranging the camera equipped at the tip of the arm in the center or the vicinity of the digging portion, and after the camera arranging step. The camera is operated while indicating the boundary between the mirror of the face and the side wall surface with the laser pointer, and the side wall surface of the digging portion is imaged in the circumferential direction together with the point indicated by the laser pointer. It is characterized by including.

本発明の一態様に係るトンネル素掘り部の側壁面撮像方法では、カメラを素掘り部の中央またはその近傍に配置して周方向に連続した画像の撮像が可能である。よって、素掘り部の側壁面の撮像情報を取得することができる。そして、カメラを稼働する際は、切羽の鏡と側壁面との境をレーザポインタによって指示しつつカメラを稼働するので、側壁面の撮像情報には、レーザポインタによる指示点が写りこんでいる。
そのため、この指示点から、切羽の鏡と側壁面との境が判る。よって、この側壁面の撮像情報に基づいて画像処理を行うことにより、周方向に連続したトンネル素掘り部の内周面情報を得ることができる。さらに、トンネル延在方向で隣接する素掘り部の内周面情報を相互に連続する画像処理により、トンネル延在方向に連続したトンネル素掘り部の内周面情報を得ることができる。
In the method of imaging the side wall surface of the tunnel digging portion according to one aspect of the present invention, the camera can be arranged in the center of the digging portion or in the vicinity thereof to capture continuous images in the circumferential direction. Therefore, it is possible to acquire the imaging information of the side wall surface of the bare digging portion. Then, when the camera is operated, the camera is operated while indicating the boundary between the mirror of the face and the side wall surface with the laser pointer, so that the point indicated by the laser pointer is reflected in the imaging information of the side wall surface.
Therefore, from this indication point, the boundary between the face mirror and the side wall surface can be known. Therefore, by performing image processing based on the image pickup information of the side wall surface, it is possible to obtain the inner peripheral surface information of the tunnel digging portion continuous in the circumferential direction. Further, the inner peripheral surface information of the tunnel digging portion continuous in the tunnel extending direction can be obtained by image processing in which the inner peripheral surface information of the adjacent digging portions in the tunnel extending direction is continuously continuous with each other.

そして、本発明の一態様に係るトンネル素掘り部の側壁面撮像方法では、素掘り部を避けて側壁面にコンクリートが吹付けられた切羽とは反対側の位置にカメラクレーンを設置し、カメラクレーンのアームを素掘り部内に張り出して、カメラを素掘り部の中央またはその近傍に配置するので、作業者は、素掘り部側壁面の撮像時に、素掘り部中央やその近傍を避けて作業することができる。したがって、本発明の一態様に係るトンネル素掘り部の側壁面撮像方法によれば、効率良く且つ安全に素掘り部の側壁面画像を撮像できる。
ここで、切羽近傍では、トンネル内が強制換気されているため風速が速く、そのため、カメラを支持するカメラクレーンの支持状態が安定しないおそれがある。そこで、本発明の一態様に係るトンネル素掘り部の側壁面撮像方法において、前記カメラクレーンに、前記アーム先端から下方に張り出す支持脚(例えば一脚)を設け、前記カメラ配置工程では、前記支持脚でカメラを支持して、撮像時のカメラの姿勢を安定させることは好ましい。
Then, in the method of imaging the side wall surface of the tunnel digging portion according to one aspect of the present invention, a camera crane is installed at a position opposite to the face on which concrete is sprayed on the side wall surface while avoiding the digging portion, and a camera is installed. Since the arm of the crane is projected into the digging part and the camera is placed in the center of the digging part or its vicinity, the operator avoids the center of the digging part or its vicinity when imaging the side wall surface of the digging part. can do. Therefore, according to the method for imaging the side wall surface of the tunnel digging portion according to one aspect of the present invention, the side wall surface image of the tunnel digging portion can be imaged efficiently and safely.
Here, in the vicinity of the face, the wind speed is high because the inside of the tunnel is forcibly ventilated, and therefore, the support state of the camera crane that supports the camera may not be stable. Therefore, in the method of imaging the side wall surface of the tunnel digging portion according to one aspect of the present invention, the camera crane is provided with a support leg (for example, a monopod) projecting downward from the tip of the arm, and in the camera arranging step, the camera crane is described. It is preferable to support the camera with the support legs to stabilize the posture of the camera at the time of imaging.

このような構成であれば、切羽側の素掘り部内に張り出している状態のカメラを支持脚で支持し、撮像時のカメラの姿勢を安定させてからカメラを作動させることができるので、風速が速いトンネル内でカメラを稼働する上で好適である。
また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るトンネル素掘り部の側壁面撮像装置は、トンネル素掘り部の側壁面に対し周方向に連続した画像を撮像可能なカメラと、該カメラをアーム先端に装備可能且つ作業者が手で搬送可能に構成されるとともに素掘り部から離れた自身設置位置から所定長さのアームを素掘り部内に張り出してアーム先端に装備した前記カメラを素掘り部の中央またはその近傍に配置可能なカメラクレーンと、前記カメラでの撮像時に、切羽の鏡と側壁面との境を指示するレーザポインタと、を備えることを特徴とする。
With such a configuration, the camera can be operated after the camera is supported by the support legs and the posture of the camera at the time of imaging is stabilized, so that the wind speed can be increased. It is suitable for operating the camera in a fast tunnel.
Further, in order to solve the above problems, the side wall surface imaging device of the tunnel digging portion according to one aspect of the present invention includes a camera capable of capturing images continuous in the circumferential direction with respect to the side wall surface of the tunnel digging portion. The camera is configured so that the camera can be mounted on the tip of the arm and can be transported by hand by an operator, and an arm of a predetermined length is projected into the bare digging portion from a self-installed position away from the bare digging portion and equipped on the tip of the arm. It is characterized by including a camera crane that can be arranged at or near the center of the digging portion, and a laser pointer that indicates the boundary between the mirror of the face and the side wall surface at the time of imaging with the camera.

本発明の一態様に係るトンネル素掘り部の側壁面撮像装置は、カメラを素掘り部の中央またはその近傍に配置して周方向に連続した画像の撮像が可能である。よって、素掘り部の側壁面の撮像情報を容易に取得できる。そして、カメラを稼働する際は、切羽の鏡と側壁面との境をレーザポインタによって指示しつつカメラを稼働できるので、側壁面の撮像情報に、レーザポインタによる指示点を写り込ませることができる。そのため、この指示点から、切羽の鏡と側壁面との境が判る。よって、この側壁面の撮像情報に基づいて画像処理を行うことにより、周方向に連続したトンネル素掘り部の内周面情報を得ることができる。さらに、トンネル延在方向で隣接する素掘り部の内周面情報を相互に連続する画像処理により、トンネル延在方向に連続したトンネル素掘り部の内周面情報を得ることができる。 The side wall surface imaging device for the tunnel digging portion according to one aspect of the present invention can capture images continuously in the circumferential direction by arranging a camera in the center of the digging portion or in the vicinity thereof. Therefore, the imaging information of the side wall surface of the bare digging portion can be easily acquired. Then, when operating the camera, the camera can be operated while indicating the boundary between the mirror of the face and the side wall surface with the laser pointer, so that the point indicated by the laser pointer can be reflected in the imaging information of the side wall surface. .. Therefore, from this indication point, the boundary between the face mirror and the side wall surface can be known. Therefore, by performing image processing based on the image pickup information of the side wall surface, it is possible to obtain the inner peripheral surface information of the tunnel digging portion continuous in the circumferential direction. Further, the inner peripheral surface information of the tunnel digging portion continuous in the tunnel extending direction can be obtained by image processing in which the inner peripheral surface information of the adjacent digging portions in the tunnel extending direction is continuously continuous with each other.

そして、本発明の一態様に係るトンネル素掘り部の側壁面撮像装置は、素掘り部から離れた位置にカメラクレーンを設置し、所定長さのアームを素掘り部内に張り出させて、カメラを素掘り部の中央またはその近傍に配置可能に構成されているので、作業者は、素掘り部の側壁面の撮像時に、素掘り部中央やその近傍を避けて作業することができる。したがって、本発明の一態様に係るトンネル素掘り部の側壁面撮像装置によれば、効率良く且つ安全に素掘り側壁面画像を撮像できる。 Then, in the side wall surface imaging device of the tunnel digging portion according to one aspect of the present invention, a camera crane is installed at a position away from the digging portion, and an arm having a predetermined length is projected into the digging portion to form a camera. Is configured to be able to be arranged at or near the center of the bare digging portion, so that the operator can work while avoiding the center of the bare digging portion or its vicinity when imaging the side wall surface of the bare digging portion. Therefore, according to the side wall surface imaging device for the tunnel digging portion according to one aspect of the present invention, it is possible to efficiently and safely image the digging side wall surface image.

上述のように、本発明によれば、効率良く且つ安全に、素掘り部の側壁面の画像を撮像できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently and safely capture an image of the side wall surface of the digging portion.

本発明の一態様に係るトンネル素掘り部の側壁面撮像装置の一実施形態を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining one Embodiment of the side wall surface image pickup apparatus of the tunnel digging part which concerns on one aspect of this invention. 図1に示す側壁面撮像装置の要部を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the main part of the side wall surface image pickup apparatus shown in FIG. 図1に示す側壁面撮像装置を用いたトンネル素掘り部の側壁面撮像方法を説明する模式的平面図である。It is a schematic plan view explaining the side wall surface image pickup method of the tunnel digging part using the side wall surface image pickup apparatus shown in FIG. 図1に示す側壁面撮像装置を用いたトンネル素掘り部の側壁面撮像方法を説明する模式的平面図である。It is a schematic plan view explaining the side wall surface image pickup method of the tunnel digging part using the side wall surface image pickup apparatus shown in FIG. 図3の変形例を説明する模式的平面図である。It is a schematic plan view explaining the modification of FIG. レーザポインタによる指示点を説明する模式的平面図である。It is a schematic plan view explaining the instruction point by a laser pointer. 連続化処理前の、複数の側壁面撮像画像の一例を示す図((a)〜(q))である。It is a figure ((a)-(q)) which shows an example of a plurality of side wall surface captured images before a continuation process. 画像処理による連続化処理後の側壁面撮像画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the side wall surface image capture image after the continuation processing by image processing.

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。また、以下に示す実施形態ないし変形例は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態ないし変形例に特定するものではない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. The drawings are schematic. Therefore, it should be noted that the relationship, ratio, etc. between the thickness and the plane dimension are different from the actual ones, and there are parts where the relationship and ratio of the dimensions are different between the drawings. Further, the embodiments or modifications shown below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is based on the material, shape, and shape of the constituent parts. The structure, arrangement, etc. are not specified in the following embodiments or modifications.

まず、側壁面撮像装置について説明する。本実施形態の側壁面撮像装置は、トンネル切羽の素掘り部において、周方向に沿って地山の側壁面を撮影する装置である。
図1に示すように、この側壁面撮像装置10は、トンネル切羽の素掘り部において、カメラ1と、カメラ1をアーム21の先端に装備可能なカメラクレーン2と、作業者Opが手で操作するレーザポインタ3とを備える。なお、側壁面撮像装置10を構成する、レーザポインタ3とカメラクレーン2とは別体であるが、側壁面撮像装置10として常に同時に使用するものであることから、相互を可撓性のあるワイヤ等の連結部材で連結しておくことは好ましい。
First, the side wall surface imaging device will be described. The side wall surface imaging device of the present embodiment is a device that photographs the side wall surface of the ground along the circumferential direction in the bare digging portion of the tunnel face.
As shown in FIG. 1, the side wall surface imaging device 10 is manually operated by the camera 1, the camera crane 2 capable of equipping the camera 1 at the tip of the arm 21, and the operator Op in the digging portion of the tunnel face. The laser pointer 3 is provided. Although the laser pointer 3 and the camera crane 2 constituting the side wall surface imaging device 10 are separate bodies, they are always used simultaneously as the side wall surface imaging device 10, so that the wires are flexible to each other. It is preferable to connect with a connecting member such as.

カメラ1は、トンネル素掘り部の側壁面に対し周方向に連続した画像を撮像可能なドームカメラを用いている。カメラクレーン2は、作業者Opが手で搬送可能に構成されており、素掘り部Sから離れた自身設置位置からアーム21を切羽側の素掘り部内に張り出して、アーム21先端に装備したカメラ1を素掘り部の中央またはその近傍に配置可能なものを用いている。レーザポインタ3は、カメラ1での撮像時に、切羽の鏡と側壁面との境を作業者Opが指示するためのものである。
詳しくは、このカメラクレーン2は、同図に示すように、三脚25と、三脚の上部中央の回転台28に立設された支柱27と、支柱27に途中部分が俯仰可能に枢支された所定長さ(例えば後述のD1=2〜3m程度)のアーム21とを有し、アーム21が俯仰および旋回可能になっている。
The camera 1 uses a dome camera capable of capturing images continuous in the circumferential direction with respect to the side wall surface of the tunnel digging portion. The camera crane 2 is configured so that the operator Op can carry it by hand, and the arm 21 is projected into the bare digging portion on the face side from its own installation position away from the bare digging portion S, and the camera equipped at the tip of the arm 21 is equipped. The one that can arrange 1 in the center of the digging part or in the vicinity thereof is used. The laser pointer 3 is for the operator Op to indicate the boundary between the mirror of the face and the side wall surface at the time of imaging with the camera 1.
Specifically, as shown in the figure, the camera crane 2 is pivotally supported by a tripod 25, a support 27 erected on a rotary table 28 in the center of the upper part of the tripod, and an intermediate portion of the support 27. It has an arm 21 having a predetermined length (for example, D1 = about 2 to 3 m described later), and the arm 21 can be raised and lowered and swiveled.

アーム21には、その先端にカメラ1を着脱可能なカメラ取付部26が設けられ、また、後端にはカウンタウェイト22が取付けられている。ここで、このカメラクレーン2は、アーム21先端のカメラ取付部26から下方に張り出す支持脚24が装着されている。本実施形態の支持脚24は一脚である。
さらに、アーム21の先端側には、カメラ1の姿勢を維持するための水平姿勢維持機構23が付設されている。本実施形態の水平姿勢維持機構23は、支柱側に枢支された第一プーリ23aと、カメラ取付部側に枢支されて第一プーリ23aと同径の第二プーリ23bと、これらプーリ相互に掛け回された連動ワイヤ23cとを有する。
The arm 21 is provided with a camera mounting portion 26 to which the camera 1 can be attached and detached at its tip, and a counterweight 22 is mounted at its rear end. Here, the camera crane 2 is equipped with support legs 24 that project downward from the camera mounting portion 26 at the tip of the arm 21. The support leg 24 of this embodiment is a monopod.
Further, a horizontal posture maintaining mechanism 23 for maintaining the posture of the camera 1 is attached to the tip end side of the arm 21. The horizontal posture maintaining mechanism 23 of the present embodiment includes a first pulley 23a pivotally supported on the support column side, a second pulley 23b pivotally supported on the camera mounting portion side and having the same diameter as the first pulley 23a, and these pulleys. It has an interlocking wire 23c hung around.

水平姿勢維持機構23は、アーム21の俯仰に伴って第一プーリ23aと第二プーリ23bとが同期して回転することにより、アーム21の俯仰角にかかわらず、カメラ取付部26の姿勢が維持されるようになっている。なお、本実施形態の水平姿勢維持機構23はプーリ式の例であるが、これに限らず、カメラ取付部26の姿勢維持が可能であれば、例えば平行リンク機構により水平姿勢維持機構23を構成してもよい。 The horizontal posture maintaining mechanism 23 maintains the posture of the camera mounting portion 26 regardless of the depression / elevation angle of the arm 21 by rotating the first pulley 23a and the second pulley 23b in synchronization with the elevation of the arm 21. It is supposed to be done. The horizontal posture maintaining mechanism 23 of the present embodiment is an example of a pulley type, but the present invention is not limited to this, and if the posture of the camera mounting portion 26 can be maintained, for example, the horizontal posture maintaining mechanism 23 is configured by a parallel link mechanism. You may.

カメラ1は、図2に要部を拡大図示するように、ベース部11と、ベース部11に支持されてCCDイメージセンサを含む撮影光学系を有するカメラ部12と、カメラ部12を水平支軸と垂直支軸それぞれに対してそれらの軸心回りに回動する回動機構13と、カメラ部12を保護する半球状のドームカバー14と、回動機構13の回動処理およびドームカバー14のレンズ効果を考慮したフォーカス補正処理を含む撮像処理を実行するコントローラ15と、を備える。コントローラ15からは、カメラ1の動作に必要な電力の供給および信号の授受を行うためのケーブル16がベース部11の外部に導出されている。ケーブル16は、後述する撮像用コンピュータ32に接続される。 As shown in an enlarged view of a main part in FIG. 2, the camera 1 has a base portion 11, a camera portion 12 supported by the base portion 11 and having a photographing optical system including a CCD image sensor, and a camera unit 12 as a horizontal support axis. The rotating mechanism 13 that rotates around the axis of each of the vertical support shafts, the hemispherical dome cover 14 that protects the camera unit 12, the rotation processing of the rotating mechanism 13, and the dome cover 14. It includes a controller 15 that executes an imaging process including a focus correction process in consideration of the lens effect. From the controller 15, a cable 16 for supplying electric power and exchanging signals necessary for the operation of the camera 1 is led out to the outside of the base portion 11. The cable 16 is connected to an imaging computer 32, which will be described later.

回動機構13は、カメラ部12のチルト方向(垂直方向)の回転中心をドームカバー14の中心から天頂方向にずらして構成されている。これにより、カメラ1は、カメラ部12のチルト方向での撮像範囲が180°よりも広域になっており、トンネルの素掘り部に対し周方向に連続した画像を撮像可能になっている。 The rotation mechanism 13 is configured to shift the center of rotation of the camera unit 12 in the tilt direction (vertical direction) from the center of the dome cover 14 toward the zenith. As a result, the camera 1 has an imaging range of the camera unit 12 in the tilt direction wider than 180 °, and can image a continuous image in the circumferential direction with respect to the uncut portion of the tunnel.

次に、上述した側壁面撮像装置10を用いたトンネル素掘り部の側壁面撮像方法について説明する。
トンネル素掘り部の側壁面を撮像する際は、まず、図3に示すように、切羽Kの近傍の安全な場所に撮像作業用車両30を停車する。この撮像作業用車両30には、照明装置31と、撮像用コンピュータ32とが搭載されている。
次いで、作業者Opは、素掘り部Sから離れた位置に、上述した側壁面撮像装置10のカメラクレーン2を設置する(クレーン設置工程)。カメラ1から導出されているケーブル16は、撮像用コンピュータ32のコネクタ部に接続する。カメラクレーン2の三脚25の設置場所は、同図のように、掘削面中心CLからカメラクレーン2のアーム21のリーチ分(本実施形態の例では所定長さD1=2300mm程度)を鋼製巻尺で測って三脚25を設置する。
Next, a method of imaging the side wall surface of the tunnel digging portion using the side wall surface imaging device 10 described above will be described.
When imaging the side wall surface of the tunnel digging portion, first, as shown in FIG. 3, the imaging work vehicle 30 is stopped at a safe place near the face K. The imaging work vehicle 30 is equipped with a lighting device 31 and an imaging computer 32.
Next, the worker Op installs the camera crane 2 of the side wall surface imaging device 10 described above at a position away from the bare digging portion S (crane installation step). The cable 16 led out from the camera 1 is connected to the connector portion of the imaging computer 32. As shown in the figure, the tripod 25 of the camera crane 2 is installed with a steel tape measure for the reach of the arm 21 of the camera crane 2 (predetermined length D1 = 2300 mm in the example of this embodiment) from the center CL of the excavation surface. Measure with and install the tripod 25.

掘削面中心CLについては、切羽Kの手前の支保工のセンタに位置するロックボルトを目印に位置決めする。作業者Opは、水準器により、三脚25の回転台28の水平(つまり、カメラ取付部26の水平)を取る。作業者Opは、同図のように、作業者Opの安全距離D2を確保しつつ、カメラクレーン2をトンネル軸方向に対し直交する姿勢でカメラ1をカメラ取付部26に取付ける。これにより、カメラクレーン2の水平姿勢維持機構23によりカメラ取付部26も水平になる。 For the excavation surface center CL, the lock bolt located at the center of the support work in front of the face K is positioned as a mark. The operator Op uses a spirit level to level the rotary table 28 of the tripod 25 (that is, the level of the camera mounting portion 26). As shown in the figure, the worker Op mounts the camera 1 on the camera mounting portion 26 in a posture in which the camera crane 2 is orthogonal to the tunnel axial direction while ensuring the safety distance D2 of the worker Op. As a result, the camera mounting portion 26 is also made horizontal by the horizontal posture maintaining mechanism 23 of the camera crane 2.

ここで、三脚25の設置位置は、掘削面中心CLに置かなくても、カメラ1を切羽Kの中央に持っていくこともできる。例えば図5に変形例を示すように、掘削面中心CLに対して左右いずれか側方に、三脚25を設置することは好ましい。
つまり、素掘り部Sの中央は、半円弧状(馬蹄形状)のトンネル壁面の最も高い位置になる。そのため、落盤時には掘削面中心CLにて落石が最も遠くまで及ぶことから、作業者Opは、トンネル素掘り部Sの側壁面Hの撮像時に、素掘り部中央とその近傍を避けることが望ましい。なお、図5において符号Daで示す破線部分は、落石が及ぶ範囲のイメージを示している。
Here, the tripod 25 can be installed at the center of the face K without being placed at the center CL of the excavation surface. For example, as shown in FIG. 5, it is preferable to install the tripod 25 on either the left or right side with respect to the excavation surface center CL.
That is, the center of the bare digging portion S is the highest position of the semicircular arc-shaped (horseshoe-shaped) tunnel wall surface. Therefore, since the rockfall reaches the farthest point at the excavation surface center CL at the time of cave-in, it is desirable that the operator Op avoids the center of the excavation portion and its vicinity when imaging the side wall surface H of the tunnel excavation portion S. In FIG. 5, the broken line portion indicated by the reference numeral Da indicates an image of the range covered by falling rocks.

次いで、作業者Opは、図3に示すように、クレーン設置工程の後に、カメラクレーン2のアーム21を手で回動させてカメラ1を切羽下まで持っていき、カメラ1を切羽Kに近づける。カメラクレーン2のアーム21を切羽K側の素掘り部S内に張り出してアーム先端に装備したカメラ1を素掘り部Sの中央またはその近傍に配置する(カメラ配置工程)。同図に示す符号Rは、作業者Opがカメラクレーン2のアーム21を手で回動させるイメージを示している。
ここで、本実施形態では、図1に示したように、カメラクレーン2には、アーム先端から下方に張り出す支持脚24を設けているので、カメラ配置工程では、この支持脚24でカメラ1を支持して、撮像時のカメラ1の姿勢を安定させることができる。
Next, as shown in FIG. 3, the operator Op manually rotates the arm 21 of the camera crane 2 to bring the camera 1 to the bottom of the face, and brings the camera 1 closer to the face K, as shown in FIG. .. The arm 21 of the camera crane 2 is projected into the bare digging portion S on the face K side, and the camera 1 equipped at the tip of the arm is placed in or near the center of the bare digging portion S (camera placement step). Reference numeral R in the figure indicates an image in which the operator Op manually rotates the arm 21 of the camera crane 2.
Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the camera crane 2 is provided with the support legs 24 projecting downward from the tip of the arm. Therefore, in the camera arranging step, the camera 1 is provided with the support legs 24. It is possible to stabilize the posture of the camera 1 at the time of imaging.

次いで、切羽Kの後方にて、照明装置31を点灯するとともに、撮像用コンピュータ32でカメラ1の撮像方向を操作して、切羽Kに対するカメラ1のセット位置を確認する。吹付け面Fと素掘り部Sとの境B2を目安にして、「右」「左」「天」でその境B2が写っていなければ、カメラ1の固定方向ないしは三脚25の水平姿勢を確認してカメラ1を再セットする。
なお、トンネル軸方向でのカメラ1の姿勢調整については、撮像用コンピュータ32でカメラ1の水平方向での撮像方向を旋回操作して確認したときに、「吹付け面と素掘り部の境B2」が見えれば問題ない(OK)と判断する。事後に、例えば事務所にて写真編集用コンピュータで画像の調整をして、隣接する素掘り部相互の地層の境を画像処理にて合わせることができるからである。
Next, behind the face K, the lighting device 31 is turned on, and the imaging direction of the camera 1 is operated by the imaging computer 32 to confirm the set position of the camera 1 with respect to the face K. Using the boundary B2 between the spray surface F and the digging part S as a guide, if the boundary B2 is not visible on the "right", "left", and "heaven", check the fixed direction of the camera 1 or the horizontal posture of the tripod 25. Then reset the camera 1.
Regarding the posture adjustment of the camera 1 in the tunnel axis direction, when the image pickup computer 32 was used to rotate and confirm the image pickup direction of the camera 1 in the horizontal direction, "the boundary B2 between the sprayed surface and the bare digging portion" was confirmed. If you can see, it is judged that there is no problem (OK). After the fact, for example, in the office, the image can be adjusted with a computer for photo editing, and the boundary between the strata of the adjacent bare digging parts can be adjusted by image processing.

次いで、カメラ配置工程の後に、作業者Opは、図4に示すように、切羽の鏡と側壁面との境B1をレーザポインタ3によって指示しつつカメラ1を稼働して、レーザポインタ3による指示点Pとともに素掘り部Sの側壁面Hを周方向に順次に連続して撮像する(素掘り面撮像工程)。なお、作業者Opは、一名でも複数名でもよい。図7に、自動撮影によって周方向に連続して自動撮像して得た複数の内周面情報の一例((a)〜(q))を示す。 Next, after the camera arrangement step, as shown in FIG. 4, the operator Op operates the camera 1 while instructing the boundary B1 between the mirror of the face and the side wall surface by the laser pointer 3, and is instructed by the laser pointer 3. Along with the point P, the side wall surface H of the digging portion S is sequentially and continuously imaged in the circumferential direction (bare digging surface imaging step). The number of worker Ops may be one or a plurality of workers. FIG. 7 shows an example ((a) to (q)) of a plurality of inner peripheral surface information obtained by automatically continuously imaging in the circumferential direction by automatic photographing.

ここで、図6に示すように、鏡Mと側壁面Hとの境B1は直角な隅部ではなく、凹凸が複合して連続するR形状なので、画像撮影後では判断しにくいところ、本実施形態では、撮影後の写真(複数の内周面情報)には、レーザポインタ3による指示点Pが撮影される。そのため、その指示点Pを境B1と判断して容易に写真を加工することができる。
つまり、撮像用コンピュータ32が実行する画像処理では、複数の内周面情報に対し、レーザポインタ3による指示点Pから境B1を判断して、境B1よりも切羽の鏡Mの側の画像は削除し、レーザポインタ3の指示点Pが直線に並ぶように連続する画像を加工することで、周方向に連続したトンネル素掘り部Sの内周面情報(一の素掘り部Sでの周壁面の展開画像)を得ることができる(図8参照)。さらに、トンネル延在方向で隣接する素掘り部の内周面情報を相互に連続する画像処理により、トンネルTの軸方向に連続する周壁面の展開画像を作成することができる。
Here, as shown in FIG. 6, the boundary B1 between the mirror M and the side wall surface H is not a right-angled corner, but an R shape in which irregularities are compounded and continuous. In the form, the designated point P by the laser pointer 3 is photographed in the photograph (plurality of inner peripheral surface information) after the photographing. Therefore, the designated point P can be determined to be the boundary B1 and the photograph can be easily processed.
That is, in the image processing executed by the imaging computer 32, the boundary B1 is determined from the point P indicated by the laser pointer 3 for the plurality of inner peripheral surface information, and the image on the face mirror M side of the boundary B1 is displayed. By deleting and processing a continuous image so that the indicated points P of the laser pointer 3 are lined up in a straight line, the inner peripheral surface information of the tunnel digging portion S continuous in the circumferential direction (the circumference of one digging portion S). A developed image of the wall surface) can be obtained (see FIG. 8). Further, it is possible to create a developed image of the peripheral wall surface continuous in the axial direction of the tunnel T by image processing in which the inner peripheral surface information of the adjacent bare digging portions in the tunnel extending direction is continuously continuous with each other.

次に、上述したトンネル素掘り部の側壁面撮像装置10およびこれを用いたトンネル素掘り部の側壁面撮像方法の作用効果について説明する。
上述したように、本実施形態のトンネル素掘り部の側壁面撮像方法では、側壁面撮像装置10のカメラクレーン2を設置し、カメラ1を素掘り部Sの中央またはその近傍に配置して周方向に連続した画像の撮像が可能である。よって、素掘り部Sの側壁面Hの撮像情報を取得できる。
Next, the operation and effect of the side wall surface imaging device 10 of the tunnel digging portion described above and the side wall surface imaging method of the tunnel digging portion using the device will be described.
As described above, in the method of imaging the side wall surface of the tunnel digging portion of the present embodiment, the camera crane 2 of the side wall surface imaging device 10 is installed, and the camera 1 is arranged in the center of the digging portion S or in the vicinity thereof. It is possible to capture images that are continuous in the direction. Therefore, the imaging information of the side wall surface H of the bare digging portion S can be acquired.

そして、カメラ1を稼働する際は、作業者Opがレーザポインタ3によって切羽の鏡と側壁面との境B1を指示しつつカメラ1を稼働するので、側壁面の撮像情報には、レーザポインタ3による指示点Pが写りこんでいる。そのため、この指示点Pから、切羽の鏡と側壁面との境B1が判る。
よって、この側壁面の撮像情報に基づいて、画像処理を行うことにより、周方向に連続したトンネル素掘り部の内周面情報を得ることができる。さらに、トンネル延在方向で隣接する素掘り部の内周面情報を相互に連続する画像処理により、トンネル延在方向に連続したトンネル素掘り部の側壁面の内周面情報を得ることができる。
Then, when operating the camera 1, the operator Op operates the camera 1 while instructing the boundary B1 between the mirror of the face and the side wall surface by the laser pointer 3, so that the image pickup information of the side wall surface includes the laser pointer 3. The point P indicated by is reflected. Therefore, from this indicator point P, the boundary B1 between the mirror of the face and the side wall surface can be known.
Therefore, by performing image processing based on the image pickup information of the side wall surface, it is possible to obtain the inner peripheral surface information of the tunnel digging portion continuous in the circumferential direction. Further, the inner peripheral surface information of the side wall surface of the tunnel digging portion continuous in the tunnel extending direction can be obtained by image processing in which the inner peripheral surface information of the adjacent digging portions in the tunnel extending direction is continuously connected to each other. ..

そして、このトンネル素掘り部の側壁面撮像方法では、素掘り部Sから離れた切羽Kとは反対側にカメラクレーン2を設置し、カメラクレーン2のアーム21を切羽K側の素掘り部S内に張り出して、カメラ1を素掘り部Sの中央またはその近傍に配置できるので、作業者Opは、素掘り部の側壁面の撮像時に、素掘り部中央とその近傍を避けることができる。したがって、危険なトンネル切羽に近付くことなく、効率良く且つ安全に素掘り側壁面画像を撮像できる。 Then, in this method of imaging the side wall surface of the tunnel digging portion, the camera crane 2 is installed on the side opposite to the face K away from the digging portion S, and the arm 21 of the camera crane 2 is placed on the digging portion S on the face K side. Since the camera 1 can be placed in the center of the digging portion S or in the vicinity thereof by projecting inward, the operator Op can avoid the center of the digging portion and its vicinity when imaging the side wall surface of the digging portion. Therefore, it is possible to efficiently and safely capture an image of the side wall surface of a bare digging without approaching a dangerous tunnel face.

また、このトンネル素掘り部の側壁面撮像方法では、作業者Opが手で搬送可能なカメラクレーン2と、周方向に連続した画像を撮像可能なカメラ1とを組み合わせて構成しているので、切羽Kの周方向画像を安価に撮影できる。また、カメラクレーン2を使用することで、作業者Opが切羽Kに近づくことなく切羽画像を安全に撮影できる。さらに、カメラ1として、ドームカメラを使用することで、カメラ1を一度セッティングすれば、周方向の撮像はカメラ1が自動的に実行するので、撮り忘れなく容易に撮影できる。 Further, in this method of imaging the side wall surface of the tunnel digging portion, the camera crane 2 that can be manually transported by the operator Op and the camera 1 that can capture continuous images in the circumferential direction are combined. The circumferential image of the face K can be taken at low cost. Further, by using the camera crane 2, the operator Op can safely take a face image without approaching the face K. Further, by using a dome camera as the camera 1, once the camera 1 is set, the camera 1 automatically performs imaging in the circumferential direction, so that the camera 1 can easily take a picture without forgetting to take a picture.

ここで、切羽Kの近傍では、トンネル内が強制換気されているため風速が速く、そのため、カメラ1を支持するカメラクレーン2の支持状態が安定しないおそれがある。これに対し、本実施形態では、カメラクレーン2のカメラ取付部26に、アーム先端から下方に張り出す支持脚24を設け、カメラ配置工程では、この支持脚24でカメラ1を支持して、撮像時のカメラ1の姿勢を安定させているので、撮像時のカメラ1の姿勢を安定させてからカメラ1を作動させることができる。そのため、風速が速いトンネル内でカメラ1を稼働する上で好適である。 Here, in the vicinity of the face K, the wind speed is high because the inside of the tunnel is forcibly ventilated, and therefore, the support state of the camera crane 2 that supports the camera 1 may not be stable. On the other hand, in the present embodiment, the camera mounting portion 26 of the camera crane 2 is provided with a support leg 24 that projects downward from the tip of the arm, and in the camera arrangement process, the camera 1 is supported by the support leg 24 for imaging. Since the posture of the camera 1 at the time is stabilized, the camera 1 can be operated after the posture of the camera 1 at the time of imaging is stabilized. Therefore, it is suitable for operating the camera 1 in a tunnel where the wind speed is high.

1 カメラ
2 カメラクレーン
3 レーザポインタ
4 支持脚
10 トンネル素掘り部の側壁面撮像装置
11 ベース部
12 カメラ部
13 回動機構
14 ドームカバー
15 コントローラ
16 ケーブル
21 アーム
22 カウンタウェイト
23 水平姿勢維持機構
24 支持脚
25 三脚
26 カメラ取付部
27 支柱
28 回転台
30 撮像作業用車両
31 照明装置
32 撮像用コンピュータ
B1 鏡と側壁面との境
B2 吹付け面と素掘り部との境
Da 落石が及ぶ範囲
F 吹付け面
K 切羽
M (切羽の)鏡
H (素掘り部の)側壁面
Op 作業者
P 指示点
S 素掘り部
T トンネル
1 Camera 2 Camera crane 3 Laser pointer 4 Support leg 10 Side wall surface imager of tunnel digging part 11 Base part 12 Camera part 13 Rotation mechanism 14 Dome cover 15 Controller 16 Cable 21 Arm 22 Counter weight 23 Horizontal posture maintenance mechanism 24 Support Leg 25 Tripod 26 Camera mounting part 27 Strut 28 Turntable 30 Imaging work vehicle 31 Lighting device 32 Imaging computer B1 Border between mirror and side wall surface B2 Border between spraying surface and bare digging part Da Range of falling rocks F blowing Attached surface K Face M (face) Mirror H (bare digging part) Side wall surface Op Worker P Point S S bare digging part T tunnel

Claims (1)

トンネルの素掘り部に対し周方向に連続した画像を撮像可能なカメラと、該カメラがアーム先端に装備されたカメラクレーンと、レーザポインタと、を用い、
前記カメラクレーンを、素掘り部を避けて側壁面にコンクリートが吹付けられた切羽とは反対側の位置に設置するクレーン設置工程と、前記クレーン設置工程の後に、前記カメラクレーンのアームを素掘り部内に張り出してアーム先端に装備した前記カメラを素掘り部の中央またはその近傍に配置するカメラ配置工程と、前記カメラ配置工程の後に、切羽の鏡と側壁面との境を前記レーザポインタによって指示しつつ前記カメラを稼働し、前記レーザポインタによる指示点とともに素掘り部の側壁面を周方向に撮像する素掘り面撮像工程と、を含むことを特徴とするトンネル素掘り部の側壁面撮像方法。
Using a camera capable of capturing continuous images in the circumferential direction with respect to the unearthed part of the tunnel, a camera crane equipped with the camera at the tip of the arm, and a laser pointer.
The camera crane is installed at a position opposite to the face on which concrete is sprayed on the side wall surface, avoiding the digging portion, and after the crane installation process, the arm of the camera crane is digged. After the camera arranging step of arranging the camera overhanging in the portion and equipped at the tip of the arm at or near the center of the digging portion and the camera arranging step, the boundary between the mirror of the face and the side wall surface is indicated by the laser pointer. A method for imaging the side wall surface of a tunnel digging portion, which comprises operating the camera while exercising the digging surface imaging step of imaging the side wall surface of the digging portion in the circumferential direction together with a point indicated by the laser pointer. ..
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