JPH0338397B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0338397B2 JPH0338397B2 JP58077055A JP7705583A JPH0338397B2 JP H0338397 B2 JPH0338397 B2 JP H0338397B2 JP 58077055 A JP58077055 A JP 58077055A JP 7705583 A JP7705583 A JP 7705583A JP H0338397 B2 JPH0338397 B2 JP H0338397B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shield excavator
- light receiving
- light
- rolling angle
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はシールド掘削機の方向検出方向に関
し、更に詳しくは、シールド掘削機の計画位置に
対する偏位量及び偏位角を検出する方法に関する
ものである。
し、更に詳しくは、シールド掘削機の計画位置に
対する偏位量及び偏位角を検出する方法に関する
ものである。
シールド掘削機が適正な位置にあるか否か、或
いは適正な姿勢にあるか否かを検知するため、レ
ーザー光を基準光として用いる検知方法は従来か
ら公知である。
いは適正な姿勢にあるか否かを検知するため、レ
ーザー光を基準光として用いる検知方法は従来か
ら公知である。
しかし従来の方法は、掘削機の上下左右の偏位
量や、ローリング角、ヨーイング角、ピツチング
角などの偏位角をそれぞれ個別に検出するように
なつていたので、多数の検出器が必要であり、所
望の制御情報を得るのに時間を要し、また装置が
複雑となるなどの問題があつた。
量や、ローリング角、ヨーイング角、ピツチング
角などの偏位角をそれぞれ個別に検出するように
なつていたので、多数の検出器が必要であり、所
望の制御情報を得るのに時間を要し、また装置が
複雑となるなどの問題があつた。
そこで、この発明はシールド掘削機の計画位置
に対するずれ量としての偏位量及びずれ角として
の偏位角を、簡単な装置により正確かつ迅速に検
出する方法を提供することを課題とする。
に対するずれ量としての偏位量及びずれ角として
の偏位角を、簡単な装置により正確かつ迅速に検
出する方法を提供することを課題とする。
上記の課題を解決するために、この発明は、シ
ールド掘削機後方のトンネル内の適所に光発信装
置を設け、シールド掘削機に受光板とその受光画
像の撮像装置とからなる受光装置を前後方向に移
動可能に設置すると共に、該シールド掘削機にロ
ーリング角検知装置を設置し、光発信装置から発
信された基準光を上記の受光装置を移動させて所
定距離を隔てた前後２個所で受光・撮像し、撮影
装置から出力される前後２個所における映像信号
及びローリング角検知装置から出力されるローリ
ング角信号を演算処理装置に入力し、シールド掘
削機の計画位置に対する偏位量及び偏位角の出力
情報を得るようにしたものである。
ールド掘削機後方のトンネル内の適所に光発信装
置を設け、シールド掘削機に受光板とその受光画
像の撮像装置とからなる受光装置を前後方向に移
動可能に設置すると共に、該シールド掘削機にロ
ーリング角検知装置を設置し、光発信装置から発
信された基準光を上記の受光装置を移動させて所
定距離を隔てた前後２個所で受光・撮像し、撮影
装置から出力される前後２個所における映像信号
及びローリング角検知装置から出力されるローリ
ング角信号を演算処理装置に入力し、シールド掘
削機の計画位置に対する偏位量及び偏位角の出力
情報を得るようにしたものである。
〔実施例〕
第１図において、１は地盤２中を掘削してトン
ネル３を形成しつつあるシールド掘削機であり、
４はその後方のトンネル３内の適所に設置した光
発信装置である。光発信装置４は、一般にレーザ
ーが用いられ、シールド掘削機１の方向にその中
心線Ｓと平行の基準光としてのレーザー光６を発
信する。
ネル３を形成しつつあるシールド掘削機であり、
４はその後方のトンネル３内の適所に設置した光
発信装置である。光発信装置４は、一般にレーザ
ーが用いられ、シールド掘削機１の方向にその中
心線Ｓと平行の基準光としてのレーザー光６を発
信する。
シールド掘削機１の適所には、上記のレーザー
光６の受光装置５が設置される。受光装置５は、
受光板７と、その受光板７で受光したレーザー光
６の画像の撮像装置８とを、取付台９上に設けた
ものである。取付台９はシールド掘削機１上で、
前後方向（レーザー光６の方向）に所定距離だけ
自由に移動できるように設置される（第２図の鎖
線参照）。
光６の受光装置５が設置される。受光装置５は、
受光板７と、その受光板７で受光したレーザー光
６の画像の撮像装置８とを、取付台９上に設けた
ものである。取付台９はシールド掘削機１上で、
前後方向（レーザー光６の方向）に所定距離だけ
自由に移動できるように設置される（第２図の鎖
線参照）。
上記の撮像装置８としては、例えば固定撮像素
子を内蔵したカメラを用い、受光板７で受光され
たレーザー光６の画像を走査し、その走査によつ
て得られた信号を映像信号として出力するもので
ある。また、上記のシールド掘削機１には、第１
図では図示を省略したが、ローリング角検知装置
１２が設置され、その検知結果をローリング角信
号として出力する（第３図参照）。
子を内蔵したカメラを用い、受光板７で受光され
たレーザー光６の画像を走査し、その走査によつ
て得られた信号を映像信号として出力するもので
ある。また、上記のシールド掘削機１には、第１
図では図示を省略したが、ローリング角検知装置
１２が設置され、その検知結果をローリング角信
号として出力する（第３図参照）。
これらの信号を演算処理し、シールド掘削機１
の位置や姿勢を制御するための制御装置は一般に
地上に設置され、第３図に示すように、上記の撮
像装置８から出力される映像信号及びローリング
角検知装置１２から出力されるローリング角信号
の各Ａ／Ｄ変換器１０，１３とインターフエース
１１を介して接続される中央演算処理装置１４及
びその中央演算処理装置１４とインターフエース
１１を介して接続される出力装置１５を有し、そ
の出力情報によりシールド掘削機１の位置及び姿
勢の制御手段１６を経てシールド掘削機１を制御
するようになつている。
の位置や姿勢を制御するための制御装置は一般に
地上に設置され、第３図に示すように、上記の撮
像装置８から出力される映像信号及びローリング
角検知装置１２から出力されるローリング角信号
の各Ａ／Ｄ変換器１０，１３とインターフエース
１１を介して接続される中央演算処理装置１４及
びその中央演算処理装置１４とインターフエース
１１を介して接続される出力装置１５を有し、そ
の出力情報によりシールド掘削機１の位置及び姿
勢の制御手段１６を経てシールド掘削機１を制御
するようになつている。
なお、撮像装置８の出力側にはモニター１７が
設けられる。
設けられる。
次に、上記の装置によりシールド掘削機１の偏
位量及び偏位角を検出する方法について説明す
る。
位量及び偏位角を検出する方法について説明す
る。
まず、初期にセツトするときは、受光装置５の
中心、即ち受光板７の中心と撮像装置８の中心レ
ーザー光６の光線上に位置させる。シールド掘削
機１の位置及び姿勢を検出する際は、シールド掘
削機１を停止させて、上記の受光装置５を光発信
装置４に近い位置（第２図の実線の位置）と、
その位置からレーザー光６の進む方向に所定距離
だけ隔つた位置（同鎖線の位置）において、そ
れぞれ検出処理を行なう。
中心、即ち受光板７の中心と撮像装置８の中心レ
ーザー光６の光線上に位置させる。シールド掘削
機１の位置及び姿勢を検出する際は、シールド掘
削機１を停止させて、上記の受光装置５を光発信
装置４に近い位置（第２図の実線の位置）と、
その位置からレーザー光６の進む方向に所定距離
だけ隔つた位置（同鎖線の位置）において、そ
れぞれ検出処理を行なう。
即ち、位置において、撮像装置８で撮像して
得られた映像信号を、Ａ／Ｄ変換器１０によりデ
イジタル化する。これにより、レーザー光６によ
るスポツト部分（照射された部分）と、それ以外
の部分とを区別する信号がデイジタル信号で得ら
れ、この信号をインターフエース１１を経て中央
演算処理装置１４に入力する。
得られた映像信号を、Ａ／Ｄ変換器１０によりデ
イジタル化する。これにより、レーザー光６によ
るスポツト部分（照射された部分）と、それ以外
の部分とを区別する信号がデイジタル信号で得ら
れ、この信号をインターフエース１１を経て中央
演算処理装置１４に入力する。
一方、ローリング角検知装置１２において検出
された信号も、Ａ／Ｄ変換器１３によりデイジタ
ル化され、このデイジタル信号が同じく中央演算
処理装置１４に入力される。
された信号も、Ａ／Ｄ変換器１３によりデイジタ
ル化され、このデイジタル信号が同じく中央演算
処理装置１４に入力される。
中央演算処理装置１４においては、レーザー光
６のスポツト部分の外周（縁）部の受光板７に対
する相対的な位置座標を演算算出する。つぎに、
前記で算出した外周（縁）部の各座標から受光板
７に対するレーザー光６のスポツトの中心座標を
演算算出する。
６のスポツト部分の外周（縁）部の受光板７に対
する相対的な位置座標を演算算出する。つぎに、
前記で算出した外周（縁）部の各座標から受光板
７に対するレーザー光６のスポツトの中心座標を
演算算出する。
スポツトの中心座標の精度を上げるために、ス
ポツトの外周（縁）部の演算算出及びその算出結
果からスポツト中心座標を演算算出する検出処理
を複数回繰返えして行い、その結果を平均化する
ようにしている。
ポツトの外周（縁）部の演算算出及びその算出結
果からスポツト中心座標を演算算出する検出処理
を複数回繰返えして行い、その結果を平均化する
ようにしている。
また、同様の検出処理を位置においても行な
い、この場合も複数回の繰返えしによりその結果
を平均化する。
い、この場合も複数回の繰返えしによりその結果
を平均化する。
上記のようにして演算算出したスポツト中心の
位置における受光板７の中心に対する相対位置
をX1，Y1、位置におけるものをX2，Y2とし、
受光板７のシールド掘削機１の中心に対する相対
位置をX0，Y0とする。また、ローリング角検知
装置１２により検出されたシールド掘削機１のロ
ーリング角をθとすれば、これらの結果を用い
て、任意の時点におけるシールド掘削機の計画位
置に対する偏位値△Ｘ，△Ｙ及び偏位角としての
ヨーイング角α、ピツチング角β、ローリング角
θを適当な演算式を用いて演算算出することがで
きる。
位置における受光板７の中心に対する相対位置
をX1，Y1、位置におけるものをX2，Y2とし、
受光板７のシールド掘削機１の中心に対する相対
位置をX0，Y0とする。また、ローリング角検知
装置１２により検出されたシールド掘削機１のロ
ーリング角をθとすれば、これらの結果を用い
て、任意の時点におけるシールド掘削機の計画位
置に対する偏位値△Ｘ，△Ｙ及び偏位角としての
ヨーイング角α、ピツチング角β、ローリング角
θを適当な演算式を用いて演算算出することがで
きる。
このようにして演算算出した結果を、再びイン
ターフエース１１を経由させ、各種の出力装置１
５から出力させる。出力装置１５としては、例え
ばCRTデイスプレイ装置があり、そのCRT上に
前記の算出値を文字又は図示により表示する。ま
たＸ−Ｙプロツタを用いた記録紙上に出力させて
もよい。これらの出力情報に基づき、制御手段１
６を駆動し、シールド掘削機１を計画位置に戻す
ように制御する。
ターフエース１１を経由させ、各種の出力装置１
５から出力させる。出力装置１５としては、例え
ばCRTデイスプレイ装置があり、そのCRT上に
前記の算出値を文字又は図示により表示する。ま
たＸ−Ｙプロツタを用いた記録紙上に出力させて
もよい。これらの出力情報に基づき、制御手段１
６を駆動し、シールド掘削機１を計画位置に戻す
ように制御する。
以上のように、この発明は光発信装置から発信
される基準光を、受光装置を前後に所要距離だけ
前後にずらせた位置において受け、またローリン
グ角検出装置によりローリング角を検出するよう
しているので、シールド掘削機の計画位置に対す
る偏位量だけでなく偏位角（ローリング角、ヨー
イング角、ピツチング角）を精度よく、迅速かつ
経済的に検出することができる効果がある。
される基準光を、受光装置を前後に所要距離だけ
前後にずらせた位置において受け、またローリン
グ角検出装置によりローリング角を検出するよう
しているので、シールド掘削機の計画位置に対す
る偏位量だけでなく偏位角（ローリング角、ヨー
イング角、ピツチング角）を精度よく、迅速かつ
経済的に検出することができる効果がある。
第１図はこの発明方法の実施状態を示す側面
図、第２図は同上の要部の拡大側面図、第３図は
制御側面図のブロツク図である。 １……シールド掘削機、２……地盤、３……ト
ンネル、４……光発信装置、５……受光装置、６
……レーザー光、７……受光板、８……撮像装
置、９……取付台、１０……Ａ／Ｄ変換器、１１
……インターフエース、１３……Ａ／Ｄ変換器、
１４……中央演算処理装置、１５……出力装置、
１６……制御手段。
図、第２図は同上の要部の拡大側面図、第３図は
制御側面図のブロツク図である。 １……シールド掘削機、２……地盤、３……ト
ンネル、４……光発信装置、５……受光装置、６
……レーザー光、７……受光板、８……撮像装
置、９……取付台、１０……Ａ／Ｄ変換器、１１
……インターフエース、１３……Ａ／Ｄ変換器、
１４……中央演算処理装置、１５……出力装置、
１６……制御手段。
Claims (1)
- １ シールド掘削機後方のトンネル内の適所に光
発信装置を設け、シールド掘削機に受光板とその
受光画像の撮像装置とからなる受光装置を前後方
向に移動可能に設置すると共に、該シールド掘削
機にローリング角検知装置を設置し、光発信装置
から発信された基準光を上記の受光装置を移動さ
せて所定距離を隔てた前後２個所で受光・撮像
し、撮像装置から出力される前後２個所における
映像信号及びローリング角検知装置から出力され
るローリング角信号を演算処理装置に入力し、シ
ールド掘削機の計画位置に対する偏位量及び偏位
角の出力情報を得ることを特徴とするシールド掘
削機の方向検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7705583A JPS59203192A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | シ−ルド掘削機の方向検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7705583A JPS59203192A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | シ−ルド掘削機の方向検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59203192A JPS59203192A (ja) | 1984-11-17 |
| JPH0338397B2 true JPH0338397B2 (ja) | 1991-06-10 |
Family
ID=13623096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7705583A Granted JPS59203192A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | シ−ルド掘削機の方向検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59203192A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160040964A (ko) * | 2014-10-06 | 2016-04-15 | 주식회사 에뛰드 | 내, 외측으로 이동되는 언더컷성형링을 갖는 사출금형 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02140393A (ja) * | 1988-11-22 | 1990-05-30 | Shimizu Corp | シールド機 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS585609A (ja) * | 1981-07-02 | 1983-01-13 | Mc Kk | ビデオ信号解析装置及び該装置を利用したトンネル掘進方法 |
-
1983
- 1983-04-28 JP JP7705583A patent/JPS59203192A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160040964A (ko) * | 2014-10-06 | 2016-04-15 | 주식회사 에뛰드 | 내, 외측으로 이동되는 언더컷성형링을 갖는 사출금형 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59203192A (ja) | 1984-11-17 |
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