JPH045333B2 - - Google Patents
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- JPH045333B2 JPH045333B2 JP60011974A JP1197485A JPH045333B2 JP H045333 B2 JPH045333 B2 JP H045333B2 JP 60011974 A JP60011974 A JP 60011974A JP 1197485 A JP1197485 A JP 1197485A JP H045333 B2 JPH045333 B2 JP H045333B2
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- distance
- shield machine
- section
- automatic
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- Prior art date
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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、シールドトンネル工事において、
シールド機の掘進位置、方向、姿勢等を測量する
ため使用される自動測量装置に関する。
シールド機の掘進位置、方向、姿勢等を測量する
ため使用される自動測量装置に関する。
従来の技術
シールドトンネル工事を高精度に能率的に施工
するためには、掘進中のシールド機の位置、姿勢
あるいはセグメントの位置を常時リアルタイムで
把握し、計画線上を掘進するように適切な方向修
正を行なうことが肝要である。
するためには、掘進中のシールド機の位置、姿勢
あるいはセグメントの位置を常時リアルタイムで
把握し、計画線上を掘進するように適切な方向修
正を行なうことが肝要である。
従来、シールドトンネル工事における坑内測
量は、立坑内に設置した基準点をもとにしてト
ランシツト、レベル、スチールテープ等による
手作業でシールド中心線及びシールド機の位
置、方向を把握し、あるいはシールド機に設置
した傾斜形などによりシールド機の姿勢（ピツ
チング、ローリングなどあを把握する測量方法
を実施しているのが通例であつた。
量は、立坑内に設置した基準点をもとにしてト
ランシツト、レベル、スチールテープ等による
手作業でシールド中心線及びシールド機の位
置、方向を把握し、あるいはシールド機に設置
した傾斜形などによりシールド機の姿勢（ピツ
チング、ローリングなどあを把握する測量方法
を実施しているのが通例であつた。
最近ではレーザービーム、ジヤイロコンパ
ス、ITV等を使用した自動測量システムも開
発されている。例えば実開昭59−179318号公報
に記載された姿勢角検出装置は、測定対象とな
る光源部が５個の輝点（光点）で立体を構成
し、これをシールド機のような移動体に設置
し、後方のテレビカメラで視準して表示操作部
で処理する構成になつている。
ス、ITV等を使用した自動測量システムも開
発されている。例えば実開昭59−179318号公報
に記載された姿勢角検出装置は、測定対象とな
る光源部が５個の輝点（光点）で立体を構成
し、これをシールド機のような移動体に設置
し、後方のテレビカメラで視準して表示操作部
で処理する構成になつている。
また、特開昭56−1304号公報に記載された移動
体の位置計測方法は、シールド機の如き移動体に
テレビカメラを設置し、定点（固定座標系）に設
置された光源をテレビカメラで視準させ、その時
のテレビカメラの回転角に基き処理部（コンピユ
ータ）において所謂三角測量の原理で移動体の２
次元座標（位置）及び向きを演算し計測する構成
とされている。
体の位置計測方法は、シールド機の如き移動体に
テレビカメラを設置し、定点（固定座標系）に設
置された光源をテレビカメラで視準させ、その時
のテレビカメラの回転角に基き処理部（コンピユ
ータ）において所謂三角測量の原理で移動体の２
次元座標（位置）及び向きを演算し計測する構成
とされている。
本発明が解決しようとする課題
() 上述した手作業による測量方法の場合は、
シールド工事の精度の高い施工を行なうために
は、測量に豊富な経験と高度な技術が要求され
る。また、測量及びシールド掘進の管理が繁雑
になる上に、測量結果のフイードバツクは、セ
グメントリングにして数リングおき位に遅れ、
このため施工精度の確保が難しかつた。そし
て、測量が能率的でなく、省人化できないとい
う欠点、問題点がある。
シールド工事の精度の高い施工を行なうために
は、測量に豊富な経験と高度な技術が要求され
る。また、測量及びシールド掘進の管理が繁雑
になる上に、測量結果のフイードバツクは、セ
グメントリングにして数リングおき位に遅れ、
このため施工精度の確保が難しかつた。そし
て、測量が能率的でなく、省人化できないとい
う欠点、問題点がある。
() この点、自動測量システムの場合は手作業
の欠点が大きく改善されるけれども、実開昭59
−179318号公報に記載された姿勢検出装置の場
合は、ターゲツトを立体に構成するには光点が
最低でも４個必要であり、スペースを要する。
また、この検出装置の場合、ローリング角は、
二つ光点を結ぶ延長軸とＸ軸とがなす角度とし
て直接判定するが、ピツチング角及びヨーイン
グ角が複合した場合にはローリング角を直接判
定できない。何故なら、ローリング角が或る値
であつても、90度のピツチングを生じた場合
は、二つの光点は同一表面上に位置し、この二
つの光点を結ぶ延長線はＸ軸と交差角度を生じ
ないからである。また、表示器上の円直径値
は、ヨーイング角又はピツチング角が生じてい
る場合には円にならず楕円になるため、直径の
比は意味をなさない。従つて、この検出装置で
は姿勢角を正確に検出できない。
の欠点が大きく改善されるけれども、実開昭59
−179318号公報に記載された姿勢検出装置の場
合は、ターゲツトを立体に構成するには光点が
最低でも４個必要であり、スペースを要する。
また、この検出装置の場合、ローリング角は、
二つ光点を結ぶ延長軸とＸ軸とがなす角度とし
て直接判定するが、ピツチング角及びヨーイン
グ角が複合した場合にはローリング角を直接判
定できない。何故なら、ローリング角が或る値
であつても、90度のピツチングを生じた場合
は、二つの光点は同一表面上に位置し、この二
つの光点を結ぶ延長線はＸ軸と交差角度を生じ
ないからである。また、表示器上の円直径値
は、ヨーイング角又はピツチング角が生じてい
る場合には円にならず楕円になるため、直径の
比は意味をなさない。従つて、この検出装置で
は姿勢角を正確に検出できない。
特開昭56−1304号公報に記載された移動体の位
置計測方法は、三角測量の原理で移動体の２次元
座標と向きを求めるものであるが、これではシー
ルドの機の測量内容として不十分である。即ち、
３次元の姿勢角及び計画線からの位置ずれを測量
してはじめてシールド機の制御に適用可能だから
である。
置計測方法は、三角測量の原理で移動体の２次元
座標と向きを求めるものであるが、これではシー
ルドの機の測量内容として不十分である。即ち、
３次元の姿勢角及び計画線からの位置ずれを測量
してはじめてシールド機の制御に適用可能だから
である。
課題を解決するための手段
上記従来技術の課題を解決するための手段とし
て、この発明に係るシールド機の自動測量装置
は、 (イ) ３個の検出用輝点３ａ〜３ｃが正面方向に見
ると水平な一直線上に配置され、平面方向に見
ると二等辺三角形の各頂点の位置に配置されて
おり、測距用の反射プリズム４を含む構成とさ
れ、シールド機１に設置されたターゲツト部Ａ
と、 (ロ) 前記ターゲツト部Ａの３個の検出用輝点３ａ
〜３ｃを撮影するテレビカメラ６、及び前記反
射プリズム４までの距離を測る測距部７ａを備
えた自動視準光波距離計７とで構成され、シー
ルド機１の後方の不動位置に設置された検出部
Ｂと、 (ハ) 前記テレビカメラ６で撮影したターゲツト部
Ａ画面像信号が入力される移動物体位置検出装
置８、及び前記自動視準光波距離計７で測つた
反射プリズム４までの距離データと前記移動物
体位置検出装置８で得た３個の検出用輝点３ａ
〜３ｃのＸ−Ｙ座標データが入力されるパーソ
ナルコンピユータ１０等より成り、パーソナル
コンピユータ１０は前記の入力に基いてシール
ド機１の計画線に対する位置ずれ、ピツチング
角、ヨーイング角、ローリング角をそれぞれ演
算し記録表示するデータ処理部Ｃと、 より成ることを特徴とする。
て、この発明に係るシールド機の自動測量装置
は、 (イ) ３個の検出用輝点３ａ〜３ｃが正面方向に見
ると水平な一直線上に配置され、平面方向に見
ると二等辺三角形の各頂点の位置に配置されて
おり、測距用の反射プリズム４を含む構成とさ
れ、シールド機１に設置されたターゲツト部Ａ
と、 (ロ) 前記ターゲツト部Ａの３個の検出用輝点３ａ
〜３ｃを撮影するテレビカメラ６、及び前記反
射プリズム４までの距離を測る測距部７ａを備
えた自動視準光波距離計７とで構成され、シー
ルド機１の後方の不動位置に設置された検出部
Ｂと、 (ハ) 前記テレビカメラ６で撮影したターゲツト部
Ａ画面像信号が入力される移動物体位置検出装
置８、及び前記自動視準光波距離計７で測つた
反射プリズム４までの距離データと前記移動物
体位置検出装置８で得た３個の検出用輝点３ａ
〜３ｃのＸ−Ｙ座標データが入力されるパーソ
ナルコンピユータ１０等より成り、パーソナル
コンピユータ１０は前記の入力に基いてシール
ド機１の計画線に対する位置ずれ、ピツチング
角、ヨーイング角、ローリング角をそれぞれ演
算し記録表示するデータ処理部Ｃと、 より成ることを特徴とする。
上記本発明の自動測量装置において、自動視準
光波距離計７は、反射プリズム４までの距離を測
る測距部７ａと、測距部７ａを反射プリズム４に
対して自動追尾させる水平及び垂直モータ部７ｃ
とで構成されていることも特徴とする。
光波距離計７は、反射プリズム４までの距離を測
る測距部７ａと、測距部７ａを反射プリズム４に
対して自動追尾させる水平及び垂直モータ部７ｃ
とで構成されていることも特徴とする。
作 用
ターゲツト部Ａを視準した自動視準光波距離計
７の測距部７ａは、反射プリズム４までの距離を
測り、この測距データはパーソナルコンピユータ
１０へ入力される。また、テレビカメラ６によつ
て撮影した３個の検出用輝点３ａ，３ｂ，３ｃの
画像信号は、移動物体位置検出装置８（ビデオト
ラツカー）へ送られる。移動物体位置検出装置８
は、前記画像信号をモニターテレビ９の画面内で
３個の輝点３ａ〜３ｃの動きを追尾し、同時にモ
ニタ画面上のＸ−Ｙ座標データがパーソナルコン
ピユータ１０に送られる。
７の測距部７ａは、反射プリズム４までの距離を
測り、この測距データはパーソナルコンピユータ
１０へ入力される。また、テレビカメラ６によつ
て撮影した３個の検出用輝点３ａ，３ｂ，３ｃの
画像信号は、移動物体位置検出装置８（ビデオト
ラツカー）へ送られる。移動物体位置検出装置８
は、前記画像信号をモニターテレビ９の画面内で
３個の輝点３ａ〜３ｃの動きを追尾し、同時にモ
ニタ画面上のＸ−Ｙ座標データがパーソナルコン
ピユータ１０に送られる。
パーソナルコンピユータ１０は、前記測距デー
タと３個の輝点３ａ〜３ｃのＸ−Ｙ座標データに
基いて演算を行ない、シールド機１の計画線に対
する位置ずれ、姿勢角、向きを算定しデイスクユ
ニツト１２へ記録し、CRT１１に表示する。
タと３個の輝点３ａ〜３ｃのＸ−Ｙ座標データに
基いて演算を行ない、シールド機１の計画線に対
する位置ずれ、姿勢角、向きを算定しデイスクユ
ニツト１２へ記録し、CRT１１に表示する。
実施例
次に、図示した本発明の実施例を説明する。
第１は、シールドトンネル工事に実施された、
この発明に係る自動測量装置の位置づけを示して
いる。
この発明に係る自動測量装置の位置づけを示して
いる。
図中１がシールド機で、２はシールド機１の後
方に組込まれたセグメントである。図中Ａがシー
ルド機１内に設置されたターゲツト部で、Ｂはシ
ールド機１のずつと後方の不動のセグメント２
（又は立坑）に設置された検出部であり、Ｃは地
上の管理室内に設置されたデータ処理部である。
方に組込まれたセグメントである。図中Ａがシー
ルド機１内に設置されたターゲツト部で、Ｂはシ
ールド機１のずつと後方の不動のセグメント２
（又は立坑）に設置された検出部であり、Ｃは地
上の管理室内に設置されたデータ処理部である。
ターゲツト部Ａの３個の検出用輝点３ａ，３
ｂ，３ｃはそれぞれ発光ダイオードLEDより成
り、その基本的配置は第６図に示したとおり、正
面方向に見ると水平な一直線ｂ−ａ−ｃ上に配置
され、平行方向に見ると斜辺の長さがｌである二
等辺三角形△abcの各頂点に配置されている。ま
た、ターゲツト部Ａは、反射プリズム４及び４個
の自動視準用輝点（LED）５を含む構成とされ
ている。
ｂ，３ｃはそれぞれ発光ダイオードLEDより成
り、その基本的配置は第６図に示したとおり、正
面方向に見ると水平な一直線ｂ−ａ−ｃ上に配置
され、平行方向に見ると斜辺の長さがｌである二
等辺三角形△abcの各頂点に配置されている。ま
た、ターゲツト部Ａは、反射プリズム４及び４個
の自動視準用輝点（LED）５を含む構成とされ
ている。
検出部Ｂは、前記３個の検出用輝点３ａ〜３ｃ
を撮影するTVカメラ６と、前記自動視準用輝点
５の自動追尾し反射プリズム４までの距離を測距
する自動視準光波距離計７とより成る。このため
前記自動視準光波距離計７は、測距部７ａと、自
動視準部７ｂとで構成されている。自動視準部７
ｂは、ターゲツト部Ａの自動視準用輝点５を自動
追尾し、当該自動視準光波距離計７がたえずター
ゲツト部Ａを視準するように水平及び垂直モータ
部７ｃを作動させる。また、測距部７ａは、反射
プリズム４までの距離を測る。
を撮影するTVカメラ６と、前記自動視準用輝点
５の自動追尾し反射プリズム４までの距離を測距
する自動視準光波距離計７とより成る。このため
前記自動視準光波距離計７は、測距部７ａと、自
動視準部７ｂとで構成されている。自動視準部７
ｂは、ターゲツト部Ａの自動視準用輝点５を自動
追尾し、当該自動視準光波距離計７がたえずター
ゲツト部Ａを視準するように水平及び垂直モータ
部７ｃを作動させる。また、測距部７ａは、反射
プリズム４までの距離を測る。
データ処理部Ｃは、前記TVカメラ６で撮影し
た画像信号が送られる移動物体位置検出装置８
（ビデオトラツカー）と、その画像表示用のモニ
ターテレビ９、及び前記自動視準光波距離計７で
測距した反射プリズム４までの距離を読み取るパ
ーソナルコンピユータ１０と、その表示部（モニ
ター部）たるCRT１１、及び記録部たるデイス
クユニツト１２で構成されている。前記移動物体
位置検出装置８は、モニターテレビ９の画面内の
３個の検出用輝点３ａ，３ｂ，３ｃを追尾し、同
時にモニター画面上のＸ−Ｙ座標のデータをパー
ソナルコンピユータ１０に送り読取らせる。パー
ソナルコンピユータ１０は、前記測距データと、
３個の検出用輝点３ａ〜３ｃのＸ−Ｙ座標データ
とに基いてシールド機１の計画線に対する位置ず
れ、姿勢、方向を計算し、デイスクユニツト１２
に記録し、CRT１１に表示する。
た画像信号が送られる移動物体位置検出装置８
（ビデオトラツカー）と、その画像表示用のモニ
ターテレビ９、及び前記自動視準光波距離計７で
測距した反射プリズム４までの距離を読み取るパ
ーソナルコンピユータ１０と、その表示部（モニ
ター部）たるCRT１１、及び記録部たるデイス
クユニツト１２で構成されている。前記移動物体
位置検出装置８は、モニターテレビ９の画面内の
３個の検出用輝点３ａ，３ｂ，３ｃを追尾し、同
時にモニター画面上のＸ−Ｙ座標のデータをパー
ソナルコンピユータ１０に送り読取らせる。パー
ソナルコンピユータ１０は、前記測距データと、
３個の検出用輝点３ａ〜３ｃのＸ−Ｙ座標データ
とに基いてシールド機１の計画線に対する位置ず
れ、姿勢、方向を計算し、デイスクユニツト１２
に記録し、CRT１１に表示する。
（計算の考え方）
第２図〜第４図は、３個の検出用輝点３ａ〜３
ｃのＸ−Ｙ座標データと測距データに基いてパー
ソナルコンピユータ１０がシールド機１の計画線
に対する位置ずれ、姿勢、方向を演算する基本的
考え方を示す。
ｃのＸ−Ｙ座標データと測距データに基いてパー
ソナルコンピユータ１０がシールド機１の計画線
に対する位置ずれ、姿勢、方向を演算する基本的
考え方を示す。
第２図に実線で示した△abcは、上記TVカメ
ラ６で撮影した３個の検出用輝点３ａ〜３ｃのモ
ニタ画面である。この△abcのａ点の基本座標Ｘ
−Ｙの原点Ｏからのずれ（ｘ、ｙ）を計画線に対
する位置ずれとして把握する。そして、△abcに
ついては、ａ点を座標原点にとるｘ−ｙ座標に座
標交換して以下の図形処理を行なう。
ラ６で撮影した３個の検出用輝点３ａ〜３ｃのモ
ニタ画面である。この△abcのａ点の基本座標Ｘ
−Ｙの原点Ｏからのずれ（ｘ、ｙ）を計画線に対
する位置ずれとして把握する。そして、△abcに
ついては、ａ点を座標原点にとるｘ−ｙ座標に座
標交換して以下の図形処理を行なう。
第２図の△abcを平面的に見た形が、第３図に
実線で示した△abcである。そこで、第３図の△
abcにおける斜辺の中点Ｐを通る直線が軸ｚ
上に一致するまで回転したものが点線図示の△
ab1c1である。このときのの回転角αが、シー
ルド機１のヨーイング角αとして把握される。
実線で示した△abcである。そこで、第３図の△
abcにおける斜辺の中点Ｐを通る直線が軸ｚ
上に一致するまで回転したものが点線図示の△
ab1c1である。このときのの回転角αが、シー
ルド機１のヨーイング角αとして把握される。
次に、上記第３図の△ab1c1を第２図に正面図
として写したものが点線図示の△ab1c1であり、
その側面図が第４図に点線図示した△ab1c1であ
る。該△ab1c1における底辺1 1の中点Ｑを通る
直線が軸ｚと一致するまで回転したものが、
第４図に２点鎖線で図示した△ab2c2である。こ
のときのの回転角βがシールド機１のピツチ
ング角βとして把握される。
として写したものが点線図示の△ab1c1であり、
その側面図が第４図に点線図示した△ab1c1であ
る。該△ab1c1における底辺1 1の中点Ｑを通る
直線が軸ｚと一致するまで回転したものが、
第４図に２点鎖線で図示した△ab2c2である。こ
のときのの回転角βがシールド機１のピツチ
ング角βとして把握される。
上記第４図の△ab2c2を再び第２図の正面図と
して写したものが２点鎖線図示の直線△2 2で
ある。この直線△2 2を、上記３個の検出用輝
点３ａ，３ｂ，３ｃの基本的な水平方向に一直線
上の配置′′と一致させるべく回転したときの
回転角γが、シールド機１のローリング角γとし
て把握される。
して写したものが２点鎖線図示の直線△2 2で
ある。この直線△2 2を、上記３個の検出用輝
点３ａ，３ｂ，３ｃの基本的な水平方向に一直線
上の配置′′と一致させるべく回転したときの
回転角γが、シールド機１のローリング角γとし
て把握される。
（計算式）
次に、上述した図形処理をパーソナルコンピユ
ータ１０における計算式で求める方法を説明す
る。
ータ１０における計算式で求める方法を説明す
る。
いま、モニターテレビ９の画面には、３個の検
出用輝点３ａ，３ｂ，３ｃが、第５図中にａ点
（X1、Y1）、ｂ点（X2、Y2）、ｃ点（X3、Y3）と
表示されたものとする。本来の基本的配置は第６
図のとおりであるから、 計画線に対するシールド機１の位置ずれは
（平行ずれ）は、ａ点の座標X1、Y1で求めるこ
とができる。
出用輝点３ａ，３ｂ，３ｃが、第５図中にａ点
（X1、Y1）、ｂ点（X2、Y2）、ｃ点（X3、Y3）と
表示されたものとする。本来の基本的配置は第６
図のとおりであるから、 計画線に対するシールド機１の位置ずれは
（平行ずれ）は、ａ点の座標X1、Y1で求めるこ
とができる。
ヨーイング角α（右方向を＋）を求めるには、
まず座標変換 x1＝０ y1＝０ x2＝X2−X1 y2＝Y2−Y1 x3＝X3−X1 y3＝Y3−Y1 を行なう。そして、この新座標ａ（０、０）、ｂ
（x2、y2）、ｃ（x3、y3）に基いて、 z2＝√2−2 2−2 2 z3＝√2−3 2−3 2とすると、 α＝tan-1（x2＋x3／z2＋z3）で求めることができる
。
まず座標変換 x1＝０ y1＝０ x2＝X2−X1 y2＝Y2−Y1 x3＝X3−X1 y3＝Y3−Y1 を行なう。そして、この新座標ａ（０、０）、ｂ
（x2、y2）、ｃ（x3、y3）に基いて、 z2＝√2−2 2−2 2 z3＝√2−3 2−3 2とすると、 α＝tan-1（x2＋x3／z2＋z3）で求めることができる
。
ピツチング角β（前上りを＋）を求めるには、
x2′＝x2cosα−z2sinα、
z2′＝z2cosα−x2sinα
x3′＝x3cosα−z3sinα、
z3′＝z3cosα−z3sinα
とすると、
β＝tan-1（y2＋y3／z2′＋z3′）で求めることがで
き る。
き る。
ローリング角γ（右回転を＋）を求めるには、
y2″＝y2cosβ−z2sinβ、
z2″＝z2′cosβ−y2sinβ
y3″＝y3cosβ−z3′sinα、
z3″＝z3′cosβ−y3sinβ
とすると、
γ＝sin-12y2″／ｌ又は
α＝−sin-12y3″／ｌで求めることができる。
（計算例）
第８図〜第１０図は、第７図のようにモニタ画
像に表示された３個の検出用輝点３ａ〜３ｃの位
置に基いて計算し、その結果を図形表示したもの
である。ちなみに検出用輝点３ａの位置は（−
120、−80）mm、検出用輝点３ｃの位置は（−50、
−40）mm、検出用輝点３ｂの位置は（25、−55）
mmであつた。
像に表示された３個の検出用輝点３ａ〜３ｃの位
置に基いて計算し、その結果を図形表示したもの
である。ちなみに検出用輝点３ａの位置は（−
120、−80）mm、検出用輝点３ｃの位置は（−50、
−40）mm、検出用輝点３ｂの位置は（25、−55）
mmであつた。
これに基いて計算した結果、ヨーイング角α
は、第８図にシールド機１の平面図を示したよう
に右に0.779゜である。ピツチング角βは、第９図
にシールド機１の側面図を示したように前下りに
−8.503゜である。位置ずれ及びローリング角γは
第１０図にシールド機１の背面図を示したとおり
センターからのずれが（−50、−40）mmで、左方
向に−7.261゜であることがそれぞれ示されてい
る。従つて、シールド機１の方向修正は、こうし
たモニタ画像に基き各成分方向に行なえばよいこ
とになる。
は、第８図にシールド機１の平面図を示したよう
に右に0.779゜である。ピツチング角βは、第９図
にシールド機１の側面図を示したように前下りに
−8.503゜である。位置ずれ及びローリング角γは
第１０図にシールド機１の背面図を示したとおり
センターからのずれが（−50、−40）mmで、左方
向に−7.261゜であることがそれぞれ示されてい
る。従つて、シールド機１の方向修正は、こうし
たモニタ画像に基き各成分方向に行なえばよいこ
とになる。
（第２の実施例）
検出部Ｂに関しては、第１１図に示したよう
に、自動視準部を除き、測距部７ａと水平及び垂
直モータ部７ｃにより構成した自動視準光波距離
計７′を使用することも可能である。この場合、
ターゲツト部Ａに自動視準用輝点５は必要でな
い。
に、自動視準部を除き、測距部７ａと水平及び垂
直モータ部７ｃにより構成した自動視準光波距離
計７′を使用することも可能である。この場合、
ターゲツト部Ａに自動視準用輝点５は必要でな
い。
即ち、TVカメラ６で撮影した画像信号に基い
て移動物体位置検出装置８で得られた３個の輝点
３ａ〜３ｃのＸ−Ｙ座標データと測距部７ａの測
距データを基に計算した。計画線に対するシール
ド機１の位置ずれ（平行ずれ）の値を、自動視準
光波距離計７′の水平及び垂直モータ部７ｃにフ
イードバツク制御することにより、ターゲツト部
Ａの反射プリズム４を自動視準するとが可能だか
らである。
て移動物体位置検出装置８で得られた３個の輝点
３ａ〜３ｃのＸ−Ｙ座標データと測距部７ａの測
距データを基に計算した。計画線に対するシール
ド機１の位置ずれ（平行ずれ）の値を、自動視準
光波距離計７′の水平及び垂直モータ部７ｃにフ
イードバツク制御することにより、ターゲツト部
Ａの反射プリズム４を自動視準するとが可能だか
らである。
（第３の実施例）
上記シールド機１に設置したターゲツト部Ａ
を、第１２図に示した如くセグメント２に対しト
ンネルスタツフ１３を介して設置することによ
り、当該セグメント２の位置を、上記シールド機
１の測量の場合と全く同様に検出することができ
る。
を、第１２図に示した如くセグメント２に対しト
ンネルスタツフ１３を介して設置することによ
り、当該セグメント２の位置を、上記シールド機
１の測量の場合と全く同様に検出することができ
る。
即ち、セグメント２はシールド機１の掘進動作
にともない、漸次位置ずれを起すことが知られて
いる。よつて、セグメントの計画線に対する位置
を計算しその軌跡を記録表示することも重要な管
理である。
にともない、漸次位置ずれを起すことが知られて
いる。よつて、セグメントの計画線に対する位置
を計算しその軌跡を記録表示することも重要な管
理である。
第１２図中２０は位置検出用輝点、２１は反射
プリズム、２２は自動視準用輝点、２３は水準器
である。
プリズム、２２は自動視準用輝点、２３は水準器
である。
（本発明が奏する効果）
この発明に係るシールド機の自動測量装置によ
れば、シールド機１の測量を全自動的に行なうの
で、坑内測量の省人化、効率化が図れる。また、
ターゲツト部Ａは３個の検出用輝点３ａ，３ｂ，
３ｃで３次元の姿勢角を測量可能にコンパクトに
構成されているので、有用スペースを限られたシ
ールド機１に取付けられるターゲツト部としては
極めて有効的である。
れば、シールド機１の測量を全自動的に行なうの
で、坑内測量の省人化、効率化が図れる。また、
ターゲツト部Ａは３個の検出用輝点３ａ，３ｂ，
３ｃで３次元の姿勢角を測量可能にコンパクトに
構成されているので、有用スペースを限られたシ
ールド機１に取付けられるターゲツト部としては
極めて有効的である。
のみならず、シールド機１の位置、姿勢など
は、シールド機１の運転中に３次元の姿勢角及び
計画線に対する位置ずれとして常時リアルタイム
で測量でき、ひいてはシールド機１の迅速な姿
勢、方向修正ができる。従つて、高精度で能率的
な施工を可能ならしめる。そして、測量及び掘進
管理の簡素化を図ることもできる。
は、シールド機１の運転中に３次元の姿勢角及び
計画線に対する位置ずれとして常時リアルタイム
で測量でき、ひいてはシールド機１の迅速な姿
勢、方向修正ができる。従つて、高精度で能率的
な施工を可能ならしめる。そして、測量及び掘進
管理の簡素化を図ることもできる。
また、シールド機１内にはターゲツト部Ａが設
置されているにすぎず、そのずつと後方の安定な
不動のセグメント２又は立坑内に検出部Ｂが設置
され、地上の管理室などにデータ処理部Ｃが設置
された構成で使用されるので、トラブル発生時の
メンテナンスが容易であり、しかもシールド径が
小さくなつた場合にも十分対応して採用実施でき
るのである。
置されているにすぎず、そのずつと後方の安定な
不動のセグメント２又は立坑内に検出部Ｂが設置
され、地上の管理室などにデータ処理部Ｃが設置
された構成で使用されるので、トラブル発生時の
メンテナンスが容易であり、しかもシールド径が
小さくなつた場合にも十分対応して採用実施でき
るのである。
第１図はシールド機に対するこの発明の測量装
置の位置づけを示した説明図、第２図〜第４図は
検出用輝点の画像処理（図形処理）の要領を示し
た正面図と平面図及び側面図である。第５図と第
６図は計算例としてモニター画面の座標表示と検
出用輝点の配置を示した説明図、第７図はモニタ
ー画面の一例、第８図〜第１０図は前記モニター
画面に基くシールド機のヨーイグ、ピツチング、
ローリングの状態を図形表示した画像面、第１１
図は第２実施例としての自動視準光波距離計を示
した正面図、第１２図はセグメントにターゲツト
部を設置した状態の正面図である。
置の位置づけを示した説明図、第２図〜第４図は
検出用輝点の画像処理（図形処理）の要領を示し
た正面図と平面図及び側面図である。第５図と第
６図は計算例としてモニター画面の座標表示と検
出用輝点の配置を示した説明図、第７図はモニタ
ー画面の一例、第８図〜第１０図は前記モニター
画面に基くシールド機のヨーイグ、ピツチング、
ローリングの状態を図形表示した画像面、第１１
図は第２実施例としての自動視準光波距離計を示
した正面図、第１２図はセグメントにターゲツト
部を設置した状態の正面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (イ) ３個の検出用輝点３ａ〜３ｃが正面方向
に見ると水平な一直線上に配置され、平面方向
に見ると二等辺三角形の各頂点の位置に配置さ
れており、測距用の反射プリズム４を含む構成
とされ、シールド機１に設置されたターゲツト
部Ａと、 (ロ) 前記ターゲツト部Ａの３個の検出用輝点３ａ
〜３ｃを撮影するテレビカメラ６、及び前記反
射プリズム４までの距離を測る測距部７ａを備
えた自動視準光波距離計７とで構成され、シー
ルド機１の後方の不動位置に設置された検出部
Ｂと、 (ハ) 前記テレビカメラ６で撮影したターゲツト部
Ａ画画像信号が入力される移動物体位置検出装
置８、及び前記自動視準光波距離計７で測つた
反射プリズム４までの距離データと前記移動物
体位置検出装置８で得た３個の検出用輝点３ａ
〜３ｃのＸ−Ｙ座標データが入力されるパーソ
ナルコンピユータ１０等より成り、パーソナル
コンピユータ１０は前記の入力に基いてシール
ド機１の計画線に対する位置ずれ、ピツチング
角、ヨーイング角、ローリング角をそれぞれ演
算し記録表示するデータ処理部Ｃと、 で構成されていることを特徴とするシールド機の
自動測量装置。 ２ 自動視準光波距離計７は、反射プリズム４ま
での距離を測る測距部７ａと、測距部７ａを反射
プリズム４に対して自動追尾させる水平及び垂直
モータ部７ｃとで構成されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載したシールド機の
自動測量装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1197485A JPS61170612A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | シ−ルド機の自動測量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1197485A JPS61170612A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | シ−ルド機の自動測量装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61170612A JPS61170612A (ja) | 1986-08-01 |
| JPH045333B2 true JPH045333B2 (ja) | 1992-01-31 |
Family
ID=11792574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1197485A Granted JPS61170612A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | シ−ルド機の自動測量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61170612A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2526136B2 (ja) * | 1989-09-29 | 1996-08-21 | 日立造船株式会社 | 移動体の変位測定方法 |
| CH685520A5 (de) * | 1992-01-24 | 1995-07-31 | Lasertape Gmbh | Laufzeitmesser. |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6022282B2 (ja) * | 1979-06-18 | 1985-06-01 | 工業技術院長 | 移動体における位置計測方法 |
| JPS59179318U (ja) * | 1983-05-17 | 1984-11-30 | 日本航空電子工業株式会社 | 姿勢検出装置 |
-
1985
- 1985-01-25 JP JP1197485A patent/JPS61170612A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61170612A (ja) | 1986-08-01 |
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