JP7347240B2 - エレクター - Google Patents

Description

本発明は、シールド掘削機に搭載されるエレクターに関する。

トンネル工事の施工方法として、シールド掘削機を用いたシールド工法が知られている。シールド掘削機は、カッターヘッドで掘削を行うとともに、カッターヘッドの後方に配置されたエレクターで複数のセグメントが筒状に組み立てられたシールドを形成する。

エレクターは、オペレーターによって操作される。オペレーターは、新たに配置する新設セグメントを把持したエレクターを操作し、既に設置された既設セグメントとの位置確認を行いながら新設セグメントを配置する。新設セグメントの配置に関して、特許文献１には、既設セグメントとの位置確認を、撮像部が撮像した画像を用いて行うことが開示されている。

特開平１１－２５６９９７号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、オペレーターは、新設セグメントと既設セグメントとの位置関係を撮像部の撮像範囲でしか確認することができない。そのため、オペレーターは、撮像部の撮像範囲外の箇所については他の作業員による位置確認や自身の経験を頼りにエレクターを操作せざるを得なかった。

上記課題を解決するエレクターは、シールド掘削機に搭載されて、セグメントを組み立てるエレクターであって、既設セグメントの形状および新設セグメントの形状を記憶する記憶部と、前記既設セグメントの撮像画像を生成する撮像部と、前記新設セグメントの位置を検出する位置検出部と、前記撮像画像において、前記既設セグメントのマークを検出する画像処理部と、前記マークの形状に基づいて前記新設セグメントに対する前記既設セグメントの相対位置を演算する相対位置演算部と、前記相対位置に基づいて、前記既設セグメントの形状と前記新設セグメントの形状とを再現した画像を生成し、表示部に表示する画像生成部と、を備える。

上記構成のエレクターは、前記新設セグメントを把持する把持部に前記撮像部が設けられていることが好ましい。
上記構成のエレクターにおいて、前記撮像部は、前記既設セグメントのマークを複数の角度から撮像することが好ましい。

上記構成のエレクターにおいて、前記新設セグメントが第１既設セグメントと第２既設セグメントとに連結され、前記第１既設セグメントおよび前記第２既設セグメントの各々に前記マークが設けられ、前記撮像部は、前記第１既設セグメントと前記第２既設セグメントとを互いに異なる撮像機で撮像することが好ましい。

上記構成のエレクターにおいては、前記画像を第１画像とするとき、前記画像生成部は、前記第１画像の生成後、前記新設セグメントを把持する把持部の動作状況に応じて、前記第１画像における前記新設セグメントの位置を基準として前記新設セグメントの位置を予測した第２画像を生成することが好ましい。

上記構成のエレクターにおいて、前記シールド掘削機は、前記既設セグメントの外側に位置するスキンプレートを有し、前記画像生成部は、前記スキンプレートを含んだ前記画像を生成することが好ましい。

上記構成のエレクターは、前記画像に基づいて前記新設セグメントの他部材への接触を警告する警告部をさらに備えることが好ましい。

上記構成によれば、エレクターのオペレーターは、表示部に表示された画像に基づいて既設セグメントと新設セグメントとの位置関係を確認することができる。

エレクターの一実施形態を搭載したシールド掘削機の概略構成を示す図。 エレクターおよびセグメントリングの概略構成を示す斜視図。 セグメントの一例を示す斜視図。 セグメントリングにおけるセグメント構成の一例を示す展開図。 把持部の概略構成の一例を示す図。 撮像部の概略構成の一例を示す図。 エレクターの電気的構成の一例を示す機能ブロック図。 新設セグメントの設置手順の一例を示すフローチャート。

図１～図８を参照して、エレクターの一実施形態について説明する。
図１に示すように、シールド掘削機１０は、筒状のスキンプレート１１を備えている。スキンプレート１１は、シールド掘削機１０の外殻を構成する。スキンプレート１１は、リングガーター１２によって内側から補強されている。スキンプレート１１の切羽側端部には、カッターヘッド１３が配設されている。カッターヘッド１３は、スキンプレート１１の軸方向Ｘを中心として旋回可能に構成されている。スキンプレート１１の内側には、シールドジャッキ１４、排土装置１５、エレクター１６が配設されている。

シールドジャッキ１４は、エレクター１６によって組み立てられたセグメントリング１７にシュー１８を押し当てた状態で伸張することでカッターヘッド１３を切羽に押圧する。カッターヘッド１３は、シールドジャッキ１４によって切羽側に押圧されながら旋回することにより切羽を掘削する。また、シールドジャッキ１４は、カッターヘッド１３によって掘削された分だけシールド掘削機１０を掘進させる。カッターヘッド１３によって掘削された土砂はチャンバー１９に貯められ、排土装置１５によってチャンバー１９から排土される。

このようにしてシールド掘削機１０を掘進させたのちにシールドジャッキ１４を収縮させると、既設のセグメントリング１７の切羽側には、新たなセグメントリング１７を組み立て可能なスペースが形成される。エレクター１６は、後述するエレクター本体３０が遠隔操作装置５０によって遠隔操作されることにより、そのスペースに新たなセグメントリング１７を組み立てる。シールド掘削機１０の掘進とセグメントリング１７の組み立てとが繰り返し行われることにより、シールド２０が形成される。

図２に示すように、セグメントリング１７は、複数のセグメント２１がリング状に組み立てられたものである。エレクター１６は、セグメント２１を把持し、その把持したセグメント２１を所定の設置位置へと順次配置することによりセグメントリング１７を組み立てる。設置位置に配置されたセグメント２１は、スキンプレート１１の軸方向Ｘにおいて隣接するセグメント２１、および、スキンプレート１１の周方向Ｃにおいて隣接するセグメント２１に対して図示されない継手を介して連結される。なお、以下では、所定の設置位置に配置されたセグメント２１を既設セグメント、新たに設置位置に配置されるセグメント２１を新設セグメントという。例えば、図２においては、セグメントリング１７を構成しているセグメント２１は既設セグメントであり、エレクター１６が把持しているセグメント２１が新設セグメントである。

図３に示すように、セグメント２１は、例えば鉄筋コンクリートや鉄などによって作製される円弧状のブロックである。セグメント２１は、シールド２０の内側に臨む内側面の中心部分に取付孔２２が開口している。セグメント２１は、取付孔２２に取り付けられる把持具がエレクター１６に連結されることによりエレクター１６に把持される。セグメント２１は、シールドジャッキ１４のシュー１８が押し当てられる切羽側端面２１ａと、セグメントリング１７の周方向Ｃに臨む一対の周方向端面２１ｂ，２１ｃとを有している。セグメント２１は、切羽側端面２１ａおよび一対の周方向端面２１ｂ，２１ｃの各々に複数のマーク２３を有している。複数のマーク２３は、切羽側端面２１ａおよび一対の周方向端面２１ｂ，２１ｃの各々において所定の位置に設けられている。

図４に示すように、セグメントリング１７は、複数種のセグメント２１で構成される。例えば、セグメントリング１７は、複数のＡセグメント、一対のＢセグメント、および、１つのＫセグメント、これら３種類のセグメントで構成される。なお、図３では、Ａセグメントを示している。

Ａセグメントは、セグメントリング１７のうちでＢセグメントおよびＫセグメント以外の部分を構成するセグメントである。Ａセグメントは、設置後にスキンプレート１１の軸方向Ｘに延びる一対の周方向端面を有するセグメントである。

Ｂセグメントは、Ａセグメントを配置したのちに配置されるセグメントである。Ｂセグメントは、周方向Ｃにおいて隣接するＡセグメントに対向する周方向端面と、周方向Ｃの長さが抗口側端面よりも切羽側端面において短くなるように傾斜する周方向端面とを有するセグメントである。なお、Ｂセグメントにおけるマーク２３は、切羽側端面と、傾斜している周方向端面とに設けられていればよい。

Ｋセグメントは、一対のＢセグメントが配置されたのち、これら一対のＢセグメントの間の隙間を埋めるように配置されるセグメントである。なお、Ｋセグメントにおけるマーク２３は、切羽側端面に設けられていればよい。

図２に示すように、エレクター１６を構成するエレクター本体３０は、円環状をなすエレクターリング３１を備えている。図１に示すように、エレクターリング３１は、ガイドローラー３２を介してリングガーター１２に支持されており、スキンプレート１１の軸方向Ｘを中心に旋回可能に構成されている。エレクターリング３１には、抗口側から一対の昇降機３３が連結されている。

図２に示すように、一対の昇降機３３は、抗口側からの平面視においてエレクターリング３１の中心を挟むように配置されている。一対の昇降機３３は、一対の昇降機３３に架け渡された昇降フレーム部３４をエレクターリング３１の径方向に昇降可能に支持している。昇降フレーム部３４の中央部分には把持部３５が連結されている。

図５に示すように、把持部３５は、昇降フレーム部３４に連結される機構支持部３６と、スライド機３７を介して機構支持部３６に支持される把持機構３８とを有している。
スライド機３７は、把持機構３８をスキンプレート１１の軸方向Ｘにスライド可能に支持している。把持機構３８は、セグメント連結部３９と位置決め機４０とを有している。セグメント連結部３９は、新設セグメントに取り付けられた把持具が連結される。位置決め機４０は、セグメント連結部３９を取り囲むように設けられており、セグメント連結部３９に連結された新設セグメントをスキンプレート１１の径方向外側（図５における方向Ｒ）に押圧することで新設セグメントを位置決めする。このとき、新設セグメントは、切羽側端面２１ａがスキンプレート１１の周方向Ｃに沿うように位置決めされる。このようにセグメント連結部３９に対して連結された新設セグメントを位置決め機４０で位置決めすることにより、把持部３５は新設セグメントを把持する。

図６に示すように、機構支持部３６には、後述する撮像部５２を構成する一対の第１撮像機４１、一対の第２撮像機４２、および、一対の第３撮像機４３が取り付けられている。第１撮像機４１は、機構支持部３６に対する抗口側が撮像範囲に設定されている。一対の第１撮像機４１は、設置後の新設セグメントがスキンプレート１１の軸方向Ｘにおいて隣接する既設セグメントについて、その切羽側端面２１ａに設けられた各マーク２３を互いに異なる角度から撮像する。

第２撮像機４２は、機構支持部３６に対するスキンプレート１１の周方向Ｃの一方が撮像範囲に設定されている。一対の第２撮像機４２は、設置後の新設セグメントがスキンプレート１１の周方向Ｃの一方において隣接する既設セグメントについて、その周方向端面２１ｂに設けられた各マーク２３を互いに異なる角度から撮像する。

第３撮像機４３は、機構支持部３６に対するスキンプレート１１の周方向Ｃの他方が撮像範囲に設定されている。一対の第３撮像機４３は、設置後の新設セグメントがスキンプレート１１の周方向Ｃの他方において隣接する既設セグメントについて、その周方向端面２１ｃに設けられた各マーク２３を互いに異なる角度から撮像する。

なお、設置後の新設セグメントがスキンプレート１１の軸方向Ｘにおいて隣接する既設セグメントが第１既設セグメントであり、設置後の新設セグメントがスキンプレート１１の周方向Ｃにおいて隣接する既設セグメントが第２既設セグメントである。

上述した構成のエレクター本体３０は、遠隔操作装置５０を通じてオペレーターによって操作される。
図７に示すように、遠隔操作装置５０は、エレクター本体３０を制御する処理部５１を備える。処理部５１は、各種情報を取得し、その取得した各種の情報、および、メモリーに記憶したプログラムや各種のデータに基づいて各種の処理を実行する。処理部５１は、ＡＳＩＣ等の１つ以上の専用のハードウェア回路、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ、或いは、それらの組み合わせ、を含む回路として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリーを含み、メモリーは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリーすなわちコンピューター可読媒体は、汎用または専用のコンピューターでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

処理部５１には、撮像部５２、入力部５３、コントローラー５４、位置検出部５５、表示部５６が電気的に接続されている。
撮像部５２は、上述した第１撮像機４１、第２撮像機４２、および、第３撮像機４３で構成されている。各撮像機４１，４２，４３は、撮像した画像を示す画像データを処理部５１に出力する。

入力部５３は、例えばオペレーターによって操作されるキーボードやマウスである。オペレーターは、入力部５３を通じてシールド設計情報や新設セグメント情報などの各種情報を処理部５１に入力する。シールド設計情報は、ＣＩＭ（Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ）システムにより作成されており、３次元コンピューターグラフィックス画像（３次元ＣＧ画像）でシールド２０を表示可能な情報を含んでいる。

シールド設計情報は、例えば、各種のセグメント２１について継手構造を含んだ外形形状を示すセグメント形状情報、および、各セグメント２１の設置位置を示すセグメント設置位置情報などを含む情報である。また、シールド設計情報は、例えば、３次元ＣＧ画像でスキンプレート１１を再現可能なスキンプレート形状情報を含んでいる。新設セグメント情報は、シールド設計情報に含まれるセグメントのうち、次に設置されるセグメントを示す情報である。

コントローラー５４は、オペレーターによって操作され、エレクターリング３１の旋回、昇降機３３による把持部３５の昇降、スライド機による把持機構３８のスライド、位置決め機４０による位置決めなど、エレクター本体３０の各種動作を指示する。コントローラー５４は、オペレーターの操作に基づく操作信号を処理部５１に出力する。

位置検出部５５は、新設セグメントの位置を検出する。位置検出部５５は、エレクターリング３１の旋回位置、昇降機３３の昇降位置、スライド機３７のスライド位置などで示される新設セグメント位置をセンサにより検出し、その検出した新設セグメント位置を示す位置信号を処理部５１に出力する。

表示部５６は、処理部５１による各種処理に応じた情報を表示する。表示部５６は、例えば、シールド設計情報の入力画面や新設セグメント情報の入力画面を表示する。
処理部５１は、各種プログラムの実行により機能する機能部として、取得部６１、記憶部６２、画像処理部６３、相対位置演算部６４、画像生成部６５、駆動部６６、警告部６７を有している。

取得部６１は、各種情報を取得する。取得部６１は、撮像部５２から入力される各種画像データ、入力部５３から入力される各種情報、コントローラー５４から入力される操作信号、および、位置検出部５５から入力される位置信号を取得する。

記憶部６２は、入力部５３を通じて入力されたシールド設計情報や新設セグメント情報を記憶する。また、記憶部６２は、シールド２０を構成するセグメント２１のうち、各セグメント２１の設置状況を示す既設セグメント情報を記憶する。

画像処理部６３は、取得部６１が取得した画像データを画像処理することにより、既設セグメントに設けられたマーク２３を検出する。
相対位置演算部６４は、新設セグメント位置と画像処理部６３が検出したマーク２３の形状とに基づいて、新設セグメントに対する既設セグメントの相対位置を演算する。

画像生成部６５は、各種情報に基づいて画像を生成し、その生成した画像を表示部５６に表示する。例えば、画像生成部６５は、新設セグメントと把持部３５の周辺の既設セグメントとを再現した自由視点画像を生成し、その生成した自由視点画像を表示部５６に表示する。この自由視点画像においては、画像生成部６５は、オペレーターが視点位置を変更する視点変更操作を行うと、その操作に応じた視点位置からの画像を表示部５６に表示する。

駆動部６６は、コントローラー５４からの操作信号に基づいて各種アクチュエーターを駆動し、エレクターリング３１の旋回、昇降機３３による把持部３５の昇降、スライド機３７による把持機構３８のスライド、および、位置決め機４０による新設セグメントの位置決めを行う。

警告部６７は、画像生成部６５が生成する画像に基づいて、既設セグメントやスキンプレート１１に新設セグメントが接触する可能性に応じた警告を行う。警告部６７は、表示部５６への警報マークの表示や警告音などにより、新設セグメントの接触可能性を警告する。

次に、図８を参照して、上述した構成の遠隔操作装置５０を用いた新設セグメントの設置手順について説明する。なお、新設セグメントは、シールド２０の切羽側まで搬送されて、取付孔２２に把持具が取り付けられているものとする。この場合、オペレーターは、コントローラー５４の操作を通じてエレクター本体３０を動作させる。

まず、遠隔操作装置５０の処理部５１は、新設セグメント情報の入力処理を行う（ステップＳ１０１）。具体的には、入力部５３を通じて、オペレーターによって入力された新設セグメント情報を取得する。

次に、遠隔操作装置５０の処理部５１は、オペレーターの指示に応じて、新設セグメントに取り付けられた把持具とセグメント連結部３９とを連結可能な連結可能位置へと把持部３５を移動させる（ステップＳ１０２）。

把持具がセグメント連結部３９に連結されると、遠隔操作装置５０の処理部５１は、オペレーターの指示に応じて、位置決め機４０で新設セグメントを押圧して新設セグメントの位置決めを行う（ステップＳ１０３）。

位置決めが完了すると、遠隔操作装置５０の処理部５１は、撮像可能位置までの移動処理を行なう（ステップＳ１０４）。具体的には、オペレーターの操作により、昇降機３３で把持部３５を上昇させて新設セグメントを地面から離間させたのち、エレクターリング３１を旋回させて、把持部３５を新設セグメントの設置位置近傍の撮像可能位置まで移動させる。撮像可能位置は、設置後の新設セグメントが隣接する既設セグメントのマーク２３を撮像部５２が撮像可能な位置である。

そして、撮像可能位置において、撮像部５２によって既設セグメントのマーク２３が撮像される（ステップＳ１０５）。
なお、撮像可能位置までの移動の際、取得部６１が取得している画像データに基づく画像、すなわち撮像部５２の撮像画像を表示部５６に表示させてもよい。これにより、オペレーターは、把持部３５を撮像可能位置へと確実に配置することができる。また、遠隔操作装置５０の処理部５１が、シールド設計情報および新設セグメント情報に基づいて、把持部３５を撮像可能位置まで移動させるようにしてもよい。

撮像画像において画像処理部６３がマーク２３を検出し（ステップＳ１０６）、そのマーク２３の形状に基づいて相対位置演算部６４が新設セグメントと既設セグメントとの相対位置を演算する（ステップＳ１０７）。

この場合、画像生成部６５は、その相対位置のほか、新設セグメント情報、既設セグメント情報、および、セグメント形状情報などに基づいて、新設セグメントと既設セグメントとを再現した３次元ＣＧによる自由視点画像を生成する。そして、画像生成部６５は、その生成した自由視点画像を表示部５６に表示する（ステップＳ１０８）。このように相対位置演算部６４が演算した相対位置に基づいて画像生成部６５が生成する自由視点画像を第１自由視点画像という。なお、相対位置演算部６４が演算した相対位置に基づいて画像生成部６５が生成する画像が第１画像である。

遠隔操作装置５０の処理部５１は、表示部５６に表示された自由視点画像を見たオペレーターの指示に応じて、各種操作を行う（ステップＳ１０９）。ここでは、オペレーターは、入力部５３を通じて視点変更操作を行ったり、コントローラー５４を通じてエレクター本体３０を操作したりする。

オペレーターの各種操作に応じて、画像生成部６５は、自由視点画像を更新し、表示部５６に表示する（ステップＳ１１０）。具体的には、画像生成部６５は、例えば、エレクター本体３０の操作時には、位置検出部５５からの位置信号に基づいて、第１自由視点画像における新設セグメントの位置を基準として、新設セグメントの位置を予測した自由視点画像である第２自由視点画像を表示部５６に表示する。また、画像生成部６５は、拡大・縮小操作に従って自由視点画像の拡大・縮小を行ったり、視点変更操作に従って目視困難な箇所を表示したりする。なお、第１画像における新設セグメントの位置を基準として、新設セグメントの位置を予測して画像生成部６５が生成する画像が第２画像である。

ステップＳ１０９のオペレーターの操作とステップＳ１１０の自由視点画像の生成とが繰り返されることにより、表示部５６には、その時々のオペレーターの操作に応じて画像生成部６５が生成した自由視点画像が表示される。オペレーターは、その自由視点画像を見ながらエレクター本体３０を操作し、既設セグメントに新設セグメントを連結させる。

そして、既設セグメントに新設セグメントが連結されて新設セグメントの設置が完了すると、遠隔操作装置５０の処理部５１は、入力部５３を通じて、オペレーターによる設置完了操作を受け付ける（ステップＳ１１１）。この場合、新設セグメントが既設セグメントとして取り扱われ、処理部５１は、ステップＳ１０１において入力した新設セグメント情報を既設セグメント情報に追加する。

こうした手順のもとで新設セグメントの設置が繰り返されることにより、Ａセグメント、Ｂセグメント、および、Ｋセグメントで構成される１つのセグメントリング１７が組み立てられる。そして、そのセグメントリング１７を支点としてシールドジャッキ１４で押圧しながらカッターヘッド１３を旋回させることにより、切羽の掘削が行われる。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）遠隔操作装置５０は、各種情報に基づいて３次元ＣＧの自由視点画像を生成して表示する。すなわち、遠隔操作装置５０は、撮影画像等に基づく位置の認識とシールド設計情報とに基づいて拡張現実を実現し、撮影画像からは把握できない場所の状況をオペレーターが把握可能に構成されている。これにより、オペレーターは、目視困難な箇所における新設セグメントと既設セグメントとの位置関係を視点変更操作で確認しながらエレクター本体３０を操作することができる。また、新設セグメントと既設セグメントとの位置関係の確認を作業員が行う必要もないため、作業員の安全性を高めることもできる。

（２）撮像部５２を構成する撮像機４１，４２，４３が把持部３５に設けられている。これにより、把持部３５とともに撮像部５２を移動させることができる。
（３）撮像部５２は、既設セグメントに設けられた各マーク２３を複数の角度から撮像可能に構成されている。これにより、画像処理によって検出されるマーク２３の各々について複数の形状が得られるため、新設セグメントに対する既設セグメントの相対位置を高い精度のもとで演算することができる。

（４）撮像部５２は、スキンプレート１１の軸方向Ｘにおいて新設セグメントが連結される既設セグメントと、スキンプレート１１の周方向Ｃにおいて新設セグメントが連結される既設セグメントとを互いに異なる撮像機で撮像する。これにより、既設セグメントに設けられたマーク２３をより近い位置で撮像することができ、画像処理によって得られるマーク２３の形状精度を高めることができる。

（５）画像生成部６５は、エレクター本体３０の動作時、第１自由視点画像における新設セグメントの位置を基準として新設セグメントの位置を予測した第２自由視点画像を表示部５６に表示する。これにより、マーク２３が撮像できなくなっても自由視点画像を表示し続けることができる。また、マーク２３の撮像および相対位置の演算を連続して行う必要がないため、処理部５１に対する負荷を小さくすることができる。

（６）画像生成部６５は、スキンプレート形状情報に基づいてスキンプレート１１を含んだ自由視点画像を生成する。これにより、スキンプレート１１との位置関係を確認しながら新設セグメントを設置することができる。

（７）警告部６７は、自由視点画像に基づいて新設セグメントの接触可能性に応じた警告を行う。これにより、オペレーターは、表示部５６に表示されていない部分を含めて、新設セグメントが他の部材に接触することをより確実に回避することができる。

（８）既設セグメントの切羽側端面２１ａおよび周方向端面２１ｂ、２１ｃの各々には、複数のマーク２３が設けられている。これにより、新設セグメントと既設セグメントとの相対位置を高い精度のもとで演算することができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・遠隔操作装置５０は、警告部６７を有していなくともよい。

・画像生成部６５が生成する画像は、自由視点画像でなくともよい。例えば、画像生成部６５は、位置検出部５５が検出する新設セグメントの位置を基準として予め定めた１以上の視点からの画像を生成してもよい。こうした構成において、画像生成部６５は、各視点からの画像を並べて表示部５６に表示することが好ましい。

・画像生成部６５は、新設セグメントおよび既設セグメントを再現した画像を生成すればよい。そのため、画像生成部６５は、スキンプレート１１を含まない画像を生成する構成であってもよい。

・画像生成部６５は、第１画像における新設セグメントの位置を基準として、把持部３５の動作状況に応じて新設セグメントの位置を予測した第２画像を生成すればよい。そのため、画像生成部６５は、位置検出部５５の検出信号に限らず、コントローラー５４からの操作信号に基づいて把持部３５の動作状況を取得してもよい。

・ステップＳ１１０の処理は、設置後の新設セグメントが隣接する既設セグメントのマーク２３が検出されていることを条件として、ステップＳ１０５からＳ１０８の処理が繰り返し実行される構成であってもよい。

・撮像部５２は、既設セグメントの切羽側端面２１ａおよび周方向端面２１ｂ，２１ｃの各々を互いに異なる１つの撮像機で撮像可能に構成されていてもよい。例えば、切羽側端面２１ａについては、１つの第１撮像機４１で撮像する構成であってもよい。

・撮像部５２は、既設セグメントの切羽側端面２１ａおよび周方向端面２１ｂ，２１ｃのうち、２以上の端面を共通の撮像機で撮像可能に構成されていてもよい。例えば、切羽側端面２１ａおよび周方向端面２１ｂについて１つの撮像機で撮像する構成であってもよい。

・撮像部５２は、既設セグメントの切羽側端面２１ａおよび周方向端面２１ｂ，２１ｃに設けられたマーク２３を１つの撮像機で撮像する構成であってもよいし、３以上の撮像機で撮像する構成であってもよい。

・処理部５１は、記憶部６２がエレクター本体３０の形状情報を記憶し、画像生成部６５が新設セグメントおよび既設セグメントとともに把持部３５などを再現した画像を生成する構成であってもよい。これにより、把持部３５と既設セグメントとの位置関係も確認することができる。この場合、警告部６７は、新設セグメントの接触可能性のほか、把持部３５の他部材への接触可能性を警告することが好ましい。

・セグメント２１は、切羽側端面２１ａおよび周方向端面２１ｂ，２１ｃの少なくとも１つにおいて、１つのマーク２３を有する構成であってもよい。例えば、セグメント２１は、切羽側端面２１ａに１つのマーク２３を有する構成であってもよい。

・マーク２３は、その形状により、セグメントの種類と端面の種類（切羽側端面であるか周方向端面であるか）を判別可能に構成されてもよい。
・マーク２３は、撮像部５２によって撮像可能な位置に設けられていればよく、例えばセグメント２１の内側面に設けられていてもよい。

１０…シールド掘削機、１１…スキンプレート、１２…リングガーター、１３…カッターヘッド、１４…シールドジャッキ、１５…排土装置、１６…エレクター、１７…セグメントリング、１８…シュー、１９…チャンバー、２０…シールド、２１…セグメント、２１ａ…切羽側端面、２１ｂ，２１ｃ…周方向端面、２２…取付孔、２３…マーク、３０…エレクター本体、３１…エレクターリング、３２…ガイドローラー、３３…昇降機、３４…昇降フレーム部、３５…把持部、３６…機構支持部、３７…スライド機、３８…把持機構、３９…セグメント連結部、４０…位置決め機、４１…第１撮像機、４２…第２撮像機、４３…第３撮像機、５０…遠隔操作装置、５１…処理部、５２…撮像部、５３…入力部、５４…コントローラー、５５…位置検出部、５６…表示部、６１…取得部、６２…記憶部、６３…画像処理部、６４…相対位置演算部、６５…画像生成部、６６…駆動部、６７…警告部。

Claims (7)

1. シールド掘削機に搭載されて、セグメントを組み立てるエレクターであって、
   既設セグメントの形状および新設セグメントの形状を記憶する記憶部と、
   前記既設セグメントの撮像画像を生成する撮像部と、
   前記新設セグメントの位置を検出する位置検出部と、
   前記撮像画像において、前記既設セグメントのマークを検出する画像処理部と、
   前記マークの形状に基づいて前記新設セグメントに対する前記既設セグメントの相対位置を演算する相対位置演算部と、
   前記相対位置に基づいて、前記既設セグメントの形状と前記新設セグメントの形状とを再現した画像を生成し、表示部に表示する画像生成部と、を備える
   エレクター。
2. 前記新設セグメントを把持する把持部に前記撮像部が設けられている
   請求項１に記載のエレクター。
3. 前記撮像部は、前記既設セグメントのマークを複数の角度から撮像する
   請求項１または２に記載のエレクター。
4. 前記新設セグメントが第１既設セグメントと第２既設セグメントとに連結され、
   前記第１既設セグメントおよび前記第２既設セグメントの各々に前記マークが設けられ、
   前記撮像部は、前記第１既設セグメントと前記第２既設セグメントとを互いに異なる撮像機で撮像する
   請求項１～３のいずれか一項に記載のエレクター。
5. 前記画像を第１画像とするとき、
   前記画像生成部は、前記第１画像の生成後、前記新設セグメントを把持する把持部の動作状況に応じて、前記第１画像における前記新設セグメントの位置を基準として前記新設セグメントの位置を予測した第２画像を生成する
   請求項１～４のいずれか一項に記載のエレクター。
6. 前記シールド掘削機は、前記既設セグメントの外側に位置するスキンプレートを有し、
   前記画像生成部は、前記スキンプレートを含んだ前記画像を生成する
   請求項１～５のいずれか一項に記載のエレクター。
7. 前記画像に基づいて前記新設セグメントの他部材への接触を警告する警告部をさらに備える
   請求項１～６のいずれか一項に記載のエレクター。