JPH04222175A - Record analyzer for tunnel wall picture - Google Patents

Record analyzer for tunnel wall picture

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Publication number
JPH04222175A
JPH04222175A JP2413250A JP41325090A JPH04222175A JP H04222175 A JPH04222175 A JP H04222175A JP 2413250 A JP2413250 A JP 2413250A JP 41325090 A JP41325090 A JP 41325090A JP H04222175 A JPH04222175 A JP H04222175A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tunnel
head
vehicle
recording
tunnel wall
Prior art date
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Pending
Application number
JP2413250A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinpei Taniguchi
谷 口 親 平
Shunichi Kiwada
亀和田 俊 一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
REATSUKUSU KK
Original Assignee
REATSUKUSU KK
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Filing date
Publication date
Application filed by REATSUKUSU KK filed Critical REATSUKUSU KK
Priority to JP2413250A priority Critical patent/JPH04222175A/en
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Abstract

PURPOSE:To objectively and speedily diagnose the current condition of a tunnel by continuously recording pictures of anomaly generated on the walls of the tunnel. CONSTITUTION:At a vehicle 1 traveling in the tunnel, a photographic head 5 is fitted to adjust the position so that the optical axis of the head 5 can be coincident with the central axis of the arched ceiling of the tunnel, and this head 5 is constituted so as to change the direction orthogonally to the central axis of the arched ceiling of the tunnel. Further, the head 5 is equipped with a prism and a lighting lamp, etc., as well. Thus, when recording continuous pictures in the longitudinally cross sectional direction of the tunnel, the vehicle is traveled along the one side lane of the tunnel, and the tunnel walls are photographed and recorded. On the other hand, in the case of photographing in a laterally cross sectional direction at the arbitrary point of the tunnel, the vehicle 1 is stopped, and the pictures are photographed while rotating the photographic head 5 with the rotary axis of the head 5 as a center. Then, a measurement on this recorded picture is enabled based on the picture, and the current condition of the tunnel walls can be speedily diagnosed.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本願は、トンネル坑壁に発生した
亀裂等の変状を記録解析するトンネル坑壁画像の記録解
析装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for recording and analyzing images of tunnel walls, which records and analyzes deformations such as cracks that occur in tunnel walls.

【0002】0002

【従来の技術】従来、この種のものにあっては、下記の
ようなものになっている。近年、千葉県富津市における
トンネル天盤の崩落事故に見るように、トンネルの老朽
化に伴う事故災害の危険度が増加しつつあることが関係
者より指摘されている。これは戦前、戦後後期あるいは
高度経済成長期において建設された国内における数多く
のトンネルが、完成後、数十年を経て経年的な劣化をき
たしていることに加えて、近年における経済規模の拡大
に伴う交通利用の著しい増加がその老朽化に拍車をかけ
ていることは疑いないものと思われる。いうまでもなく
トンネル(道路)は、経済社会を支える主要なインフラ
ストラクチュアの一つであり、山岳海崖を貫いて動脈を
構成し、あるいは峠を隔てた生活空間の交流を支える他
に得難い機能を提供する重要構造物である。したがって
、その老朽化による機能の低下は経済や民生の基盤にリ
スクを負わせるものであり、機能の維持管理には新規建
設と同様の大きな意義があると言える。トンネルの維持
管理を目的として、トンネル坑壁に発生した亀裂や湧水
、盤ぶくれ等の変状調査のために以下のような方法が行
なわれている。 A.作業員による目視点検及びスケッチ。 この方法は、保守作業員が指定された点検項目について
、実際にトンネル坑内で変状を調査し記録するので、劣
悪な環境のもとで作業能率が悪く、また、点検の結果に
も作業員の体調や能力が反映されるので、客観性が乏し
い。 B.スチールカメラによる写真撮影。 この方法は、写真記録であるので客観的な記録ができる
が、長大トンネル坑壁の全体を撮影記録するためには膨
大な数の写真を撮影する必要があり、これらを取扱うの
は人力では不可能に近い。一方、局部を撮影すれば亀裂
等の詳細な画像記録がなされるが、当該画像の撮影位置
等の記録は別途人手で行なわなければならず、後での取
扱いも不便で簡便な方法とは言い難い。また、写真撮影
の場合、フレーム画像として記録するので、画像周辺で
はレンズによる歪が発生し、計測の目的には使用し難い
欠点がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, this type of device is as follows. In recent years, stakeholders have pointed out that the risk of accidents and disasters is increasing as tunnels age, as seen in the collapse of a tunnel roof in Futtsu City, Chiba Prefecture. This is due to the fact that many tunnels in Japan, built before the war, in the late postwar period, or during the period of high economic growth, have deteriorated over time several decades after completion, as well as due to the expansion of the economy in recent years. There is no doubt that the remarkable increase in traffic use is accelerating its deterioration. Needless to say, tunnels (roads) are one of the main infrastructures that support economic society, and have functions that are difficult to obtain other than by penetrating mountains and sea cliffs to form arteries, or by supporting the exchange of living spaces across mountain passes. It is an important structure that provides Therefore, the decline in functionality due to aging poses a risk to the economy and the foundations of people's lives, and it can be said that the maintenance and management of functionality has the same significance as new construction. For the purpose of tunnel maintenance and management, the following methods are used to investigate deformations such as cracks, water seeps, and blisters that occur in tunnel walls. A. Visual inspection and sketches by workers. In this method, maintenance workers actually investigate and record deformations in the designated inspection items inside the tunnel, so work efficiency is poor in poor environments, and the inspection results also Because it reflects the person's physical condition and ability, it lacks objectivity. B. Photography with a still camera. Since this method uses photographic records, objective records can be made, but in order to photograph and record the entire wall of a long tunnel, it is necessary to take a huge number of photographs, which cannot be handled manually. Close to possible. On the other hand, if the private parts are photographed, detailed images such as cracks etc. can be recorded, but the recording of the photographing position etc. of the image must be done separately manually, and later handling is inconvenient, so it is not a simple method. hard. Furthermore, in the case of photography, since it is recorded as a frame image, distortion due to the lens occurs around the image, making it difficult to use for measurement purposes.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたも
のにあっては、下記のような問題点を有していた。多く
の場合、作業は交通を維持したまま行なわれるものであ
り、車両との接触の危険、排気ガスや粉塵の充満などの
劣悪な環境下で行なわれる困難な作業となっている。ま
た、作業員の個人差や見落とし、あるいは天盤付近の手
の届かない部分の不完全な記録などにより、このような
作業結果に客観性が乏しいことも往々指摘されるところ
であるが、これは上記のような作業環境による一面止む
を得ない事情が背景となっているので改善する必要があ
る。本装置は、トンネル坑内を縦断方向に移動するトン
ネル坑壁画像記録解析装置によってトンネル坑壁に発生
した変状の画像を連続的に記録し、これによって、トン
ネル老朽化の診断を客観的かつ迅速に行ない、また、局
所的に発生した微細な変状の定量的な記録も併せ行なえ
ることを目的するもので、以下のような問題点を解決す
るものである。 A.トンネル坑壁の点検業務は、トンネル内に充満した
粉塵、排ガスや交通を維持したままで行なうことによる
交通接触等の危険があり、また、トンネル坑壁の照明も
足りないなど劣悪な作業環境で行なわれることになるが
、これらの環境下でも装置のトンネル方向への移動によ
って迅速簡便に坑壁の画像を記録し、トンネル坑壁の老
朽化診断などの解析ができるものとする。 B.フレーム画像によらないデジタル連続画像記録方式
により、歪のない連続画像を記録し、画像上での計測が
簡便に行なえるものとする。 C.坑壁状態の詳細記録も併せ行なえるものとする。
[Problems to be Solved by the Invention] The prior art described above has the following problems. In many cases, work is carried out while traffic is maintained, making it difficult work to be carried out in poor conditions such as the risk of contact with vehicles and the presence of exhaust gas and dust. It is also often pointed out that the results of such work lack objectivity due to individual differences among workers, oversights, or incomplete records of hard-to-reach areas near the top. This is due to unavoidable circumstances related to the work environment as described above, and it is necessary to make improvements. This device uses a tunnel wall image recording and analysis device that moves longitudinally inside the tunnel to continuously record images of deformations that occur in the tunnel wall, thereby allowing objective and rapid diagnosis of tunnel deterioration. The purpose of this technology is to enable quantitative recording of minute deformations that occur locally, and to solve the following problems. A. Inspection work on tunnel walls involves the risk of contact with traffic due to the dust, exhaust gas, and traffic remaining in the tunnel, and the work environment is poor, with insufficient lighting on the tunnel walls. Even in these environments, images of the tunnel walls can be recorded quickly and easily by moving the device toward the tunnel, allowing analysis such as diagnosis of aging of the tunnel walls. B. To record continuous images without distortion using a digital continuous image recording method that does not rely on frame images, and to easily perform measurements on the images. C. Detailed records of the condition of the mine wall can also be recorded.

【0004】0004

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のものは下記のようになるものである。本発
明の要旨とするところは A.トンネル坑内を走行する車両または台車にa.トン
ネル天盤アーチの中心軸に撮影ヘッドの光学軸が一致す
るよう位置調節可能なスライディングレールにベースを
取付け、ベースに撮影ヘッドを取付ける。 b.撮影ヘッドにはトンネル横断方向に回軸可能な回転
軸を介して回転枠を取付け、かつ、回転枠内に前方回転
軸を介してTVカメラ箱を取付ける。 c.TVカメラ箱前方には前方回転軸を共有する前方枠
を介して多方向プリズムが取付けられ、さらに、照明ラ
ンプを取付ける。 d.TVカメラ箱上部にはレーザースケーラを取付ける
。 e.TVカメラ箱内部にはズームレンズ付TVカメラを
設ける。 B.車両または台車上に画像処理ユニット、画像記録ユ
ニット、コントロールユニット、モニタ、発電機を設置
する。 C.車両または台車にはスライディングレールを介して
走向位置指示器及び取付位置の調節可能なバックミラー
を取付ける。以上のように構成したトンネル坑壁画像記
録装置である。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention is as follows. The gist of the present invention is A. A. For vehicles or trolleys traveling inside the tunnel. The base is attached to a sliding rail whose position can be adjusted so that the optical axis of the photographing head coincides with the central axis of the tunnel ceiling arch, and the photographing head is attached to the base. b. A rotating frame is attached to the photographing head via a rotating shaft that can be rotated in the direction across the tunnel, and a TV camera box is attached within the rotating frame via a forward rotating shaft. c. A multidirectional prism is attached to the front of the TV camera box via a front frame that shares the front rotation axis, and an illumination lamp is also attached. d. Attach a laser scaler to the top of the TV camera box. e. A TV camera with a zoom lens is installed inside the TV camera box. B. An image processing unit, image recording unit, control unit, monitor, and generator are installed on the vehicle or trolley. C. A strike position indicator and a rearview mirror whose mounting position is adjustable are attached to the vehicle or bogie via a sliding rail. This is a tunnel wall image recording device configured as described above.

【0005】[0005]

【作用】A.上記のように構成したトンネル坑壁画像記
録装置によって、トンネル縦断方向の連続画像を記録す
る場合は、トンネルの片側車線を走行させ、トンネル坑
壁の撮影記録を行なう。この際、以下のように調整し作
業を行う。スライディングレールによってベース位置を
変更し、撮影ヘッドの光学中心をトンネル天盤アーチの
軸に一致させる。四方向プリズムはテレビカメラ箱の前
方に位置調整する。TVカメラの光学軸はトンネル天盤
アーチ軸と一致させる。各プリズムに正対する坑壁面を
照明ランプで照明する。上記TVカメラの光学軸がトン
ネル内の一定位置を保持するよう走向位置指示器とバッ
クミラーで確認しながら走行する。このようにして走行
しながらトンネル坑壁の画像撮影を行なうと、トンネル
天盤坑壁から常に一定距離を保持して各プリズムに正対
する坑壁部分を同時に(例えば四方向)かつ、連続的に
撮影することができる。この画像を画像処理ユニット内
部で、フレームメモリー上にデジタル画像データとして
取り込み、その撮影位置におけるトンネル横断線が、各
プリズムから取込まれた画像上に位置する仮想線上で、
フレームメモリー上の各画素データを取り込み、これを
仮想展開画像上でそれぞれ位置すべき座標位置に並べか
え、一行の要素画像とし、この過程を測距輪に設けられ
たパルスエンコーダにおいて、車両の進行する一定微小
距離毎に発生する電気パルス信号をトリガー信号として
繰り返し、各行の要素画像を展開画像メモリー上に逐次
並べて連続した坑壁画像を得る。 B.また、本装置を使用してトンネル任意個所の横断方
向連続画像を撮影する場合は、トンネル内の目的とする
個所に車両または台車を停止し、スライディングレール
によってベース位置を変更し、撮影ヘッドの回転軸をト
ンネル天盤アーチの中心軸に一致させる。TVカメラ箱
と前方枠及び四方向プリズムを前方回転軸を中心にトン
ネル天盤アーチの中心軸から直角に折り曲げる。四方向
プリズムのうち、トンネル坑壁に正対する二つのプリズ
ムに正対する坑壁面を照明ランプで照明する。このよう
にして調整し、かつ、回転軸を中心に撮影ヘッドを回転
させながら撮影すると、トンネル坑壁面の横断方向の画
像をほぼ一定の距離から少なくとも二方向のプリズムに
正対する坑壁画像を同時に、かつ、連続的に撮影するこ
とができる。この画像を上記Aと同様に画像処理ユニッ
ト内のフレームメモリーに取り込み、回転軸あるいはモ
ータに取付けられたパルスエンコーダからの一定微小回
転角度毎に発生する電気パルスをトリガー信号として展
開画像メモリー上に画像を再構成すれば、連続したトン
ネル横断方向の画像を得ることができる。 C.また、本装置によって坑壁局部の詳細画像を得よう
とする場合は、上記Bと同様に撮影ヘッドを位置調整し
、 a.回転枠に対して前方回転軸を中心にTVカメラ箱の
み直角に折り曲げ、TVカメラ及びズームレンズを坑壁
面に正対させる。 b.TVカメラ方向の照明ランプにより坑壁を照明する
。 c.車両または台車の移動と回転軸まわりの回転により
、撮影対象坑壁部分にTVカメラを正対させる。 d.レーザースケーラにより坑壁面にスケールを投影す
る。 D.坑壁面の状況によりズーム調整し、この画像を画像
処理ユニット内でフレームメモリー上にデジタル記録す
る。 この際、当該画像上には、 a.レーザースケーラによる一定大きさのスケールb.
測距輪により距離情報 を、回転軸に取付けたパルスエンコーダにより回転軸の
情報をそれぞれ表示し、坑壁詳細画像と共に記録するも
のである。
[Effect]A. When recording continuous images in the tunnel longitudinal direction using the tunnel wall image recording device configured as described above, the tunnel wall is photographed and recorded while driving on one lane of the tunnel. At this time, make the following adjustments and work. The base position is changed using a sliding rail to align the optical center of the photographing head with the axis of the tunnel ceiling arch. The four-way prism is positioned in front of the TV camera box. The optical axis of the TV camera is made to coincide with the axis of the tunnel ceiling arch. The pit wall directly facing each prism is illuminated with an illumination lamp. Travel while checking with the strike position indicator and rearview mirror to ensure that the optical axis of the TV camera is maintained at a constant position within the tunnel. When images of the tunnel wall are taken while traveling in this way, the tunnel ceiling is always maintained at a constant distance from the tunnel wall, and the parts of the tunnel wall that directly face each prism are captured simultaneously (for example, in four directions) and continuously. Can be photographed. This image is captured as digital image data on the frame memory inside the image processing unit, and the tunnel crossing line at the shooting position is on the virtual line located on the image captured from each prism.
Each pixel data on the frame memory is taken in, rearranged to the coordinate position to be located on the virtual expanded image, and made into one row of element images. An electric pulse signal generated at a certain minute distance is repeated as a trigger signal, and the element images of each row are sequentially arranged on the expanded image memory to obtain a continuous tunnel wall image. B. In addition, when using this device to take continuous cross-sectional images of any part of a tunnel, stop the vehicle or trolley at the desired location in the tunnel, change the base position using the sliding rail, and rotate the imaging head. Align the axis with the center axis of the tunnel ceiling arch. Bend the TV camera box, front frame, and four-way prism at right angles from the center axis of the tunnel ceiling arch around the front rotation axis. Among the four-way prisms, the tunnel wall surfaces directly facing the two prisms facing the tunnel wall are illuminated with illumination lamps. By adjusting in this way and photographing while rotating the imaging head around the rotation axis, images of the tunnel wall in the transverse direction and images of the tunnel wall directly facing the prism in at least two directions can be obtained simultaneously from a substantially constant distance. , and can be photographed continuously. This image is imported into the frame memory in the image processing unit in the same way as in A above, and the image is stored in the expanded image memory using the electric pulses generated at every constant minute rotation angle from the pulse encoder attached to the rotating shaft or motor as a trigger signal. By reconstructing the images, it is possible to obtain continuous images in the tunnel cross direction. C. In addition, when attempting to obtain a detailed image of a local part of the mine wall using this device, adjust the position of the photographing head in the same manner as in B above, and a. Only the TV camera box is bent at right angles to the rotation frame about the front rotation axis, and the TV camera and zoom lens are made to directly face the mine wall surface. b. The mine wall is illuminated by an illumination lamp pointing toward the TV camera. c. By moving the vehicle or trolley and rotating around the rotation axis, the TV camera is brought to face directly the part of the mine wall that is to be photographed. d. A laser scaler projects the scale onto the mine wall. D. The zoom is adjusted depending on the condition of the mine wall surface, and this image is digitally recorded on a frame memory within the image processing unit. At this time, on the image, a. Fixed size scale by laser scaler b.
Distance information is displayed by a ranging wheel, and information about the rotation axis is displayed by a pulse encoder attached to the rotation axis, and the information is recorded together with detailed images of the mine wall.

【0006】以上を図8ないし図9を参照して具体的に
詳説する。図8は、本発明のものを使用して、移動スキ
ャニングによってトンネル坑壁全周の連続画像記録を行
なう方法を示すもので、撮影ヘッドには四方向プリズム
を取付け各プリズムの撮影範囲は内蔵するズームレンズ
により45度の範囲に調整されている。すなわち、図8
は往路における撮影状態を示しており、撮影ヘッドの光
学中心はトンネル天盤アーチの中心軸に一致するよう位
置調整され、四方向プリズムの正対する方向は上下左右
の四方向となるよう固定されている。いま、各方向の照
明ランプを点灯し、車両を移動させると、図示のように
45度の四方向の帯状の画像が連続的に記録される。図
中、13Aは往路で撮影される範囲、13Bは往路で撮
影されない範囲を示すが、この範囲13Bは後述する復
路で撮影されることになる。図9は復路における撮影状
態を示すもので、図8の場合に対して撮影ヘッドの方向
を45度回転させAと同様の画像記録を行なう。以上に
示す図8,図9の往復1回の連続画像記録により、トン
ネル坑壁のすべての範囲が撮影記録されたことになり、
これを合成して一連の坑壁展開画像を得ることができる
。また、さらに、詳細な画像記録を行なうためには、四
方向プリズムによる撮影範囲をズームレンズの調整によ
り拡大調整してAと同様の連続記録を行ない、以後、撮
影範囲角の分だけ撮影ヘッドを回転し、繰返し画像記録
を行なって、坑壁全体の画像を記録合成して坑壁の展開
画像を得る。図10は本発明のものを使用して、回転ス
キャニングによって、ある地点におけるトンネル坑壁全
周の画像記録を行なう方法を示すもので、四方向プリズ
ムのうちトンネル坑壁面に正対する二方向のプリズムに
より、同時に二方向の画像を撮影し、撮影ヘッドの回転
によってスキャニング記録をする方法を示している。 これを1回の回転スキャニングで撮影される範囲の分車
両を移動し、次の地点における回転スキャニングを行な
えば、各位置の全周画像を得ることができ、これらを合
成して連続した坑壁展開画像を得ることができる。また
、この場合、回転ヘッドの半回転周期に同期して車両を
撮影範囲分連続して移動させ、トンネル坑壁をスパイラ
ル状にスキャニング記録をすれば、車両を停止せずに同
様の効果を得ることができる。
The above will be explained in detail with reference to FIGS. 8 and 9. Fig. 8 shows a method of continuously recording images of the entire circumference of a tunnel wall by moving scanning using the device of the present invention, in which a four-way prism is attached to the photographing head and the photographing range of each prism is built-in. The zoom lens is adjusted to a 45 degree range. That is, FIG.
shows the shooting condition on the outbound trip, the optical center of the shooting head is adjusted to match the central axis of the tunnel ceiling arch, and the four-way prism is fixed so that it faces the four directions of the top, bottom, left, and right. There is. Now, when the illumination lamps in each direction are turned on and the vehicle is moved, band-shaped images in four directions at 45 degrees are continuously recorded as shown in the figure. In the figure, 13A indicates a range that is photographed on the outward journey, and 13B indicates a range that is not photographed on the outward journey, but this range 13B will be photographed on the return journey, which will be described later. FIG. 9 shows the photographing state on the return trip, in which the direction of the photographing head is rotated by 45 degrees with respect to the case of FIG. 8, and the same image recording as in A is performed. By recording continuous images in one round trip in Figures 8 and 9 shown above, the entire range of the tunnel wall has been photographed and recorded.
These can be combined to obtain a series of mine wall development images. In addition, in order to record more detailed images, the photographing range with the four-way prism is expanded by adjusting the zoom lens, and continuous recording is performed in the same way as in A. From then on, the photographing head is adjusted by the angle of the photographing range. It rotates, records images repeatedly, and records and synthesizes images of the entire pit wall to obtain a developed image of the pit wall. Figure 10 shows a method of recording an image of the entire circumference of a tunnel wall at a certain point by rotational scanning using the present invention. This shows a method of simultaneously photographing images in two directions and scanning and recording by rotating the photographing head. By moving the vehicle through the range captured in one rotational scan and performing rotational scanning at the next location, it is possible to obtain a full-circle image of each location, which can be combined to create a continuous mine wall image. A developed image can be obtained. In this case, the same effect can be obtained without stopping the vehicle by moving the vehicle continuously over the photographing range in synchronization with the half-rotation period of the rotary head and recording the tunnel wall in a spiral manner. be able to.

【0007】[0007]

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。イ
は本発明のトンネル坑壁画像の記録解析装置である。 1は車両、2は車両の後方中央の後端に配設されたパル
スエンコーダ付測距車である。なお、この車両について
は図示のほか、牽引される台車であってもよい。 3は車両の前面における右前方に配設された走向位置確
認用バックミラーで、当該走向位置確認用バックミラー
の中心は走向位置指示器12と同じだけ車両から離れて
、車両と平行線をなす線上(センターライン)に取付け
られている。 4は撮影ヘッドの支持部で、車両の後面上下に当該車両
の進行方向とは直交方向に添着された上下のスライディ
ングレール4Aと、上下のスライディングレール4Aに
沿って左右に移動自在に構成された上下の移動枠4Bと
、上下の移動枠における右方部分に連結した左右縦枠4
Cと、この左右縦枠間に、当該左右縦枠に対して昇降自
在に構成された正面方形の枠状に構成されたベース4D
とから構成されている。4D1はベース4Dを左右の左
右縦枠にそって所望する高さまでに上昇させ、その位置
で固定する高さ固定ノブである。 5はベース4Dの中心に車両の進行方向とは反対方向を
もって回転自在に支持された撮影ヘッドである。 6は撮影ヘッドに連結されたモニタ、7は撮影ヘッドに
連結された画像処理ユニット、8は撮影ヘッドに連結さ
れたコントロールユニット、9は画像処理ユニット7に
連結された画像記録ユニット、10はコントロールユニ
ット8に連結された発電機で、これらモニタ、画像処理
ユニット、コントロールユニット、画像記録ユニット、
発電機は車両上に装置されている。 11は走向位置指示器で、下の移動枠4Bにおける右方
部分に連結した左右縦枠4Cの中間位置に垂下されてい
る。 12はセンターライン、13はトンネル天盤アーチ、1
4はトンネル天盤アーチの中心、15は警告灯である。 図示は省略するが、車両の天井には必要に応じて天窓を
設けて作業状況を確認するようにすることができる。つ
いで、撮影ヘッド5についてその詳細を説明する。5A
は所定直径の円筒状に構成された固定枠で、ベース4D
の中心に車両1の進行方向と平行な状態で取付けられて
いる。5Bは前方枠回転軸で、固定枠内に回転自在に挿
入された円筒体で構成されている。5Cは回転枠で、前
方枠回転軸5Bの後方端に平行な状態で連設された左右
の板部5C1で構成され、この前方枠回転軸5Bの前方
端には回転用ギア5Dが固着され、かつ、この回転用ギ
アの中心にはケーブル5Eを引き込むための孔が開設さ
れている。さらに、この固定枠5Aの外上面にはパルス
エンコーダ5Fを併設したモータ5Gが添設され、この
モータはモータ側回転用ギア5Hを介して回転用ギア5
Dに連結されている。5Iは回転枠5C内に配設された
TVカメラ箱で、当該TVカメラ箱の左右側壁の中央部
に外方に突出させた前方回転軸5Jを回転枠5Cの後端
近傍位置に開設した軸穴に貫入して、当該回転枠5Aに
対して起伏自在に取付けられている。この前方回転軸5
Bの一端には枠固定ネジ5Kが螺合されている。そこで
、TVカメラ箱内には後方に向けズームレンズ5Lを有
するTVカメラ5Mが収納され、TVカメラ箱にTVカ
メラ固定ネジを利用して固定されていると共に、TVカ
メラ5Mの上面にはレーザースケーラ5Nが取付けられ
ている。5Oは前方枠で、回転枠5Cにおける左右の板
部に対して平行に構成された左右の板部5O1で構成さ
れ、先端部分には前方回転軸5Jが貫入され、かつ、後
端には正面方形のプリズム取付け枠5Pが連設され、こ
のプリズム取付け枠の内面には四方向プリズム5P1が
取付けられ、かつ、プリズム取付け枠の外周面には照明
ランプ5Qが取付けられている。このプリズムについて
は、四方向プリズムのほか直角二等辺状をなす三方向プ
リズムあるいはリング型のプリズムであってもよい。 5Rは回転枠5Cの側面に外方に突設した前方枠位置決
めストッパで、前方枠5Oが起立した時係止する。5S
は回転枠5Cの後方下面に掛架したTVカメラ位置決め
ストッパで、TVカメラ箱5Iが起立した時係止する。 本装置のデータ処理システムは、車両内に積載される画
像処理解析システムで、デジタル方式による取扱いを基
本とする。システムの信号処理の流れは図11の通りで
ある。また、全体システムは以下の三つの機能をサポー
トするものである。 A.移動および回転スキャニングによる坑壁画像の記録
機能。 B.フレーム撮影による坑壁画像記録機能。 C.上記画像のデジタルファイル作成および解析、検索
機能。 さらに、移動スキャニングによる坑壁画像記録の方法は
、図12の通りである。
[Example] An example will be described with reference to the drawings. B is a recording analysis device for tunnel wall images according to the present invention. 1 is a vehicle, and 2 is a distance measuring vehicle equipped with a pulse encoder disposed at the rear end of the rear center of the vehicle. In addition to the illustration, this vehicle may be a towed trolley. Reference numeral 3 denotes a rearview mirror for confirming the strike position located on the front right side of the front of the vehicle, and the center of the rearview mirror for confirming the strike position is the same distance from the vehicle as the strike position indicator 12 and forms a line parallel to the vehicle. It is installed on the line (center line). Reference numeral 4 denotes a support part for the photographing head, which is configured to have upper and lower sliding rails 4A attached to the upper and lower rear surfaces of the vehicle in a direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle, and to be movable left and right along the upper and lower sliding rails 4A. A vertical moving frame 4B and a left and right vertical frame 4 connected to the right side of the up and down moving frame.
C, and a base 4D configured in the shape of a square frame in front, which is configured to be able to rise and fall freely with respect to the left and right vertical frames, between the left and right vertical frames.
It is composed of. 4D1 is a height fixing knob that raises the base 4D along the left and right vertical frames to a desired height and fixes it at that position. Reference numeral 5 denotes a photographing head rotatably supported at the center of the base 4D in a direction opposite to the traveling direction of the vehicle. 6 is a monitor connected to the photographing head, 7 is an image processing unit connected to the photographing head, 8 is a control unit connected to the photographing head, 9 is an image recording unit connected to the image processing unit 7, and 10 is a control. A generator connected to unit 8, which controls the monitor, image processing unit, control unit, image recording unit,
The generator is installed on the vehicle. Reference numeral 11 denotes a strike position indicator, which is suspended at an intermediate position between the left and right vertical frames 4C connected to the right portion of the lower moving frame 4B. 12 is the center line, 13 is the tunnel ceiling arch, 1
4 is the center of the tunnel ceiling arch, and 15 is a warning light. Although not shown in the drawings, a skylight may be provided on the ceiling of the vehicle as necessary to allow confirmation of the work status. Next, details of the photographing head 5 will be explained. 5A
is a fixed frame configured in a cylindrical shape with a predetermined diameter, and the base 4D
It is attached at the center of the vehicle 1 in a state parallel to the traveling direction of the vehicle 1. Reference numeral 5B denotes a front frame rotation shaft, which is composed of a cylindrical body rotatably inserted into a fixed frame. Reference numeral 5C denotes a rotating frame, which is composed of left and right plate parts 5C1 connected in parallel to the rear end of the front frame rotation shaft 5B, and a rotation gear 5D is fixed to the front end of the front frame rotation shaft 5B. , and a hole for pulling in the cable 5E is provided at the center of this rotating gear. Further, a motor 5G equipped with a pulse encoder 5F is attached to the outer upper surface of the fixed frame 5A, and this motor is connected to the rotation gear 5 through a rotation gear 5H on the motor side.
Connected to D. 5I is a TV camera box arranged in a rotating frame 5C, and a front rotating shaft 5J that protrudes outward from the center of the left and right side walls of the TV camera box is located near the rear end of the rotating frame 5C. It penetrates into the hole and is attached to the rotating frame 5A so as to be able to rise and fall freely. This front rotation axis 5
A frame fixing screw 5K is screwed into one end of B. Therefore, a TV camera 5M with a rear-facing zoom lens 5L is housed inside the TV camera box, and is fixed to the TV camera box using a TV camera fixing screw, and a laser scaler is mounted on the top surface of the TV camera 5M. 5N is installed. 5O is a front frame, which is composed of left and right plate parts 5O1 that are configured parallel to the left and right plate parts of the rotation frame 5C, the front rotation shaft 5J is penetrated into the tip part, and the front A rectangular prism mounting frame 5P is arranged in series, a four-way prism 5P1 is mounted on the inner surface of the prism mounting frame, and an illumination lamp 5Q is mounted on the outer peripheral surface of the prism mounting frame. This prism may be a four-directional prism, a three-directional prism having a right-angled isosceles shape, or a ring-shaped prism. Reference numeral 5R denotes a front frame positioning stopper that projects outward from the side surface of the rotating frame 5C, and is locked when the front frame 5O is erected. 5S
is a TV camera positioning stopper hung on the rear lower surface of the rotating frame 5C, and is locked when the TV camera box 5I is erected. The data processing system of this device is an image processing analysis system installed in the vehicle, and is basically handled using a digital method. The signal processing flow of the system is shown in FIG. Additionally, the overall system supports the following three functions. A. Ability to record images of the mine wall by moving and rotating scanning. B. A function to record images of the mine wall using frame photography. C. Digital file creation, analysis, and search functions for the above images. Furthermore, the method of recording a pit wall image by moving scanning is as shown in FIG.

【0008】[0008]

【発明の効果】本発明は、上述の通り構成されているの
で次に記載する効果を奏する。 A.トンネル内を走行しながら全ての画像記録を行なう
ことができる。即ち、車両にトンネル坑壁画像記録に必
要な全ての装置を積載架装した構成になっているから、
現地にて画像記録からトンネル状態把握までの一連の作
業を行なうことができる。 B.画像記録は以下の二通りの方法を選択または併用す
ることができる。 a.全体記録を目的とする車両移動、または撮影ヘッド
回転によるスキャニング記録(トンネル全周記録)。 b.局部の詳細記録を目的とするフレーム画像記録。 C.車両の移動あるいは撮影ヘッドの回転によって、ス
キャニング画像を作成するので、少なくとも移動方向で
の画像に歪みはなく、また、スキャニング幅内での歪も
、画素ごとに位置変更することで修正できるため、結果
的に正確な展開画像を得ることができる。 このことにより、この画像をもとに画像上での計測が可
能である。 D.画像記録は全てデジタル記録され、定量的な扱いや
検索表示が可能である。 E.トンネル坑壁全体のスキャニング記録は、片側1車
線を解放して行なえ、往復1回の走行で撮影記録を完了
することができる。
[Effects of the Invention] Since the present invention is constructed as described above, it produces the following effects. A. All images can be recorded while driving inside the tunnel. In other words, since the vehicle is configured to carry all the equipment necessary for recording images of tunnel walls,
A series of tasks can be carried out on-site, from image recording to understanding tunnel conditions. B. For image recording, the following two methods can be selected or used in combination. a. Scanning recording by moving the vehicle or rotating the photographing head for the purpose of recording the entire tunnel (recording the entire circumference of the tunnel). b. Frame image recording for recording local details. C. Since the scanning image is created by moving the vehicle or rotating the imaging head, there is no distortion in the image at least in the direction of movement, and distortion within the scanning width can also be corrected by changing the position of each pixel. As a result, an accurate developed image can be obtained. This allows measurement on the image based on this image. D. All image records are digitally recorded, allowing for quantitative handling and search display. E. Scanning and recording of the entire tunnel wall can be done with one lane open on each side, and the recording can be completed in one round trip.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】1部を切り欠いた背面方向からの斜視図である
FIG. 1 is a perspective view from the rear with one portion cut away.

【図2】作業状態の背面方向からの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view from the back in a working state.

【図3】略図的側面図である。FIG. 3 is a schematic side view.

【図4】撮影ヘッドの1部を切り欠いた背面方向からの
斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view from the rear with a portion of the photographing head cut away.

【図5】撮影ヘッドを支持する前方枠回転軸部分を中心
に見た1部を切り欠いた斜視図である。
FIG. 5 is a partially cutaway perspective view of the front frame rotating shaft portion that supports the imaging head;

【図6】撮影ヘッドの作用を説明する斜視図である。FIG. 6 is a perspective view illustrating the operation of the photographing head.

【図7】撮影ヘッドの作用を説明する斜視図である。FIG. 7 is a perspective view illustrating the operation of the photographing head.

【図8】往路における撮影状態を説明する斜視図である
FIG. 8 is a perspective view illustrating a photographing state on the outward journey.

【図9】復路における撮影状態を説明する斜視図である
FIG. 9 is a perspective view illustrating a photographing state on the return trip.

【図10】ある地点における撮影状態を説明する斜視図
である。
FIG. 10 is a perspective view illustrating a photographing state at a certain point.

【図11】システムの信号処理の流れ図である。FIG. 11 is a flowchart of signal processing of the system.

【図12】移動スキャニングによる坑壁画像記録の方法
についてのチャート図である。
FIG. 12 is a chart diagram of a method of recording a mine wall image by moving scanning.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

イ  トンネル坑壁画像の記録解析装置1  車両 2  パルスエンコーダ付測距車 3  走向位置確認用バックミラー 4  撮影ヘッドの支持部 5  撮影ヘッド 6  モニタ 7  画像処理ユニット 8  コントロールユニット 9  画像記録ユニット 10  発電機 11  走向位置指示器 B Tunnel wall image recording analysis device 1 Vehicle 2 Ranging vehicle with pulse encoder 3 Rearview mirror for checking strike position 4 Support part of photographing head 5 Shooting head 6. Monitor 7 Image processing unit 8 Control unit 9 Image recording unit 10 Generator 11 Strike position indicator

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  多方向を同時に見ることのできる光学
系を、トンネル天盤アーチの中心に沿って移動させ、ト
ンネル坑壁の連続画像を記録するよう構成されたことを
特徴とするトンネル坑壁画像の記録解析装置。
1. A tunnel wall, characterized in that an optical system capable of viewing in multiple directions simultaneously is moved along the center of a tunnel ceiling arch to record continuous images of the tunnel wall. Image recording and analysis device.
【請求項2】  トンネル坑内を移動する車両または台
車にスライディングレールとベースなどを介して、撮影
ヘッドを当該撮影ヘッドの光学軸がトンネル天盤アーチ
の中心軸に一致するよう位置調節可能に取付けた請求項
1記載のトンネル坑壁画像の記録解析装置。
[Claim 2] A photographing head is mounted on a vehicle or a trolley moving inside a tunnel via a sliding rail and a base so that its position can be adjusted so that the optical axis of the photographing head coincides with the central axis of the tunnel ceiling arch. The recording and analysis device for tunnel wall images according to claim 1.
【請求項3】  撮影ヘッドにはトンネル横断方向に回
軸可能な回転軸を介して回転枠を取付け、かつ、回転枠
内に前方回転軸を介してズームレンズ付TVカメラを内
蔵したTVカメラ箱を取付け、TVカメラ箱前方には前
方回転軸を共有する前方枠を介して多方向プリズムが取
付けられ、さらに、照明ランプを取付けた請求項1ある
いは請求項2記載のトンネル坑壁画像の記録解析装置。
3. A TV camera box in which a rotating frame is attached to the photographing head via a rotating shaft that can be rotated in a direction across the tunnel, and a TV camera with a zoom lens is built into the rotating frame via a forward rotating shaft. The recording and analysis of tunnel wall images according to claim 1 or claim 2, wherein a multidirectional prism is attached to the front of the TV camera box via a front frame that shares the front rotation axis, and an illumination lamp is further attached. Device.
【請求項4】  TVカメラ箱上部にはレーザースケー
ラを取付けた請求項3記載のトンネル坑壁画像の記録解
析装置。
4. The tunnel wall image recording and analysis apparatus according to claim 3, wherein a laser scaler is attached to the upper part of the TV camera box.
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