JPH06146780A - シールド機の自動位置測定方法 - Google Patents
シールド機の自動位置測定方法Info
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- JPH06146780A JPH06146780A JP32496092A JP32496092A JPH06146780A JP H06146780 A JPH06146780 A JP H06146780A JP 32496092 A JP32496092 A JP 32496092A JP 32496092 A JP32496092 A JP 32496092A JP H06146780 A JPH06146780 A JP H06146780A
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- JP
- Japan
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- shield machine
- sound wave
- shield
- ground
- propagation time
- Prior art date
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- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シールド坑のカーブの有無に拘らず測定地点
の盛替えを行わずに測定できると共に、シールド機の掘
進量に拘らずシールド機の位置を正確に測定できるシー
ルド機の自動位置測定方法を提供する。 【構成】 シールド機1の音波発信装置9a,9bから
出力される音波を、シールド坑4の計画線Aに沿って地
上6に設置した6個の音波受信センサ10a,10b,
…,10fで受信し、音波発信装置9a,9bから各音
波受信センサ10a,10b,…,10fまでの音波の
伝搬時間からシールド機1の位置を割り出すようにし
た。
の盛替えを行わずに測定できると共に、シールド機の掘
進量に拘らずシールド機の位置を正確に測定できるシー
ルド機の自動位置測定方法を提供する。 【構成】 シールド機1の音波発信装置9a,9bから
出力される音波を、シールド坑4の計画線Aに沿って地
上6に設置した6個の音波受信センサ10a,10b,
…,10fで受信し、音波発信装置9a,9bから各音
波受信センサ10a,10b,…,10fまでの音波の
伝搬時間からシールド機1の位置を割り出すようにし
た。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、所定の計画線に沿って
地下を掘進するシールド機の位置を自動測定する方法に
関するものである。
地下を掘進するシールド機の位置を自動測定する方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】地下を掘進するシールド機を所定の計画
線に沿って自動的に掘進させるために、シールド機の誘
導制御を行う際には、シールド機の位置を確認するため
にシールド機の自動測定が行われる。シールド機の自動
測定には、従来、レーザを用いる方式やジャイロコンパ
スを用いる方式が採用されている。
線に沿って自動的に掘進させるために、シールド機の誘
導制御を行う際には、シールド機の位置を確認するため
にシールド機の自動測定が行われる。シールド機の自動
測定には、従来、レーザを用いる方式やジャイロコンパ
スを用いる方式が採用されている。
【0003】レーザ方式は、シールド機の後方であらか
じめ測量等により位置が求められたシールド坑内の測定
地点から、シールド機の後端に設けた指標へレーザ光を
照射し、この指標を自動追尾しつつ、指標からのレーザ
光の反射波に基づいて所謂光波測距法によりシールド機
までの距離を求め、この距離と、自動追尾によるレーザ
光の振れ角と、測定地点の位置とから、シールド機の位
置の測定を行うものである。
じめ測量等により位置が求められたシールド坑内の測定
地点から、シールド機の後端に設けた指標へレーザ光を
照射し、この指標を自動追尾しつつ、指標からのレーザ
光の反射波に基づいて所謂光波測距法によりシールド機
までの距離を求め、この距離と、自動追尾によるレーザ
光の振れ角と、測定地点の位置とから、シールド機の位
置の測定を行うものである。
【0004】一方、ジャイロコンパス方式は、ジャイロ
コンパスが地球の自転軸を感知して常に南北方向を指す
ことを利用し、シールド機に搭載されたジャイロコンパ
スが指す方向とシールド機の掘進方向とのなす角(方位
角)や、シールド機の掘進距離から、シールド機の位置
の測定を行うものである。
コンパスが地球の自転軸を感知して常に南北方向を指す
ことを利用し、シールド機に搭載されたジャイロコンパ
スが指す方向とシールド機の掘進方向とのなす角(方位
角)や、シールド機の掘進距離から、シールド機の位置
の測定を行うものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たレーザ方式は、測定地点からシールド機の指標へレー
ザ光を照射するため、次に示す2つの不具合が生じる。
第1には、シールド坑が直線的である場合は測定地点と
シールド機との間の見通しが利くため問題ないが、シー
ルド坑がカーブしている場合は、測定地点とシールド機
との間の見通しが利かなくなりレーザ光が指標を追尾で
きなくなって指標にレーザ光を照射できなくなるので、
シールド機の掘進に伴って、レーザ光を出力する測定地
点の盛替えを頻繁に行わなければならない不具合が生じ
る。第2には、測定地点からシールド機までの距離が長
くなると、指標に照射されるレーザ光のスポット径がレ
ーザ光の拡散によって大きくなり、測定精度が低下する
不具合が生じる。
たレーザ方式は、測定地点からシールド機の指標へレー
ザ光を照射するため、次に示す2つの不具合が生じる。
第1には、シールド坑が直線的である場合は測定地点と
シールド機との間の見通しが利くため問題ないが、シー
ルド坑がカーブしている場合は、測定地点とシールド機
との間の見通しが利かなくなりレーザ光が指標を追尾で
きなくなって指標にレーザ光を照射できなくなるので、
シールド機の掘進に伴って、レーザ光を出力する測定地
点の盛替えを頻繁に行わなければならない不具合が生じ
る。第2には、測定地点からシールド機までの距離が長
くなると、指標に照射されるレーザ光のスポット径がレ
ーザ光の拡散によって大きくなり、測定精度が低下する
不具合が生じる。
【0006】一方、ジャイロコンパス方式は、レーザ方
式のような盛替えを必要としないが、基準となる地点に
対するシールド機の相対位置を測定するものではなく、
シールド機の位置を直接測定するものであるため、シー
ルド機の誘導制御を行う上で有用なシールド機の絶対座
標を得ることができない不具合がある。また、ジャイロ
コンパス方式では、シールド機が所定の掘進方向を指向
しているものの所定の計画線から外れている場合、ジャ
イロコンパスの測定結果からはそのことを検出すること
ができず、測定結果には何ら問題がないのに実際にはシ
ールド機が所定の計画線から外れた箇所を掘削すること
があるという不具合があった。
式のような盛替えを必要としないが、基準となる地点に
対するシールド機の相対位置を測定するものではなく、
シールド機の位置を直接測定するものであるため、シー
ルド機の誘導制御を行う上で有用なシールド機の絶対座
標を得ることができない不具合がある。また、ジャイロ
コンパス方式では、シールド機が所定の掘進方向を指向
しているものの所定の計画線から外れている場合、ジャ
イロコンパスの測定結果からはそのことを検出すること
ができず、測定結果には何ら問題がないのに実際にはシ
ールド機が所定の計画線から外れた箇所を掘削すること
があるという不具合があった。
【0007】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、シールド坑のカーブの有無に拘らず測定地点の盛替
えを行わずに測定できると共に、シールド機の掘進量に
拘らずシールド機の位置を正確に測定できるシールド機
の自動位置測定方法を提供することを目的とし、さらに
は、所定の計画線からのシールド機のずれを検出するた
めの測定結果を得ることができるシールド機の自動位置
測定方法を提供することを目的とする。
で、シールド坑のカーブの有無に拘らず測定地点の盛替
えを行わずに測定できると共に、シールド機の掘進量に
拘らずシールド機の位置を正確に測定できるシールド機
の自動位置測定方法を提供することを目的とし、さらに
は、所定の計画線からのシールド機のずれを検出するた
めの測定結果を得ることができるシールド機の自動位置
測定方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、所定の計画線に沿って地下を掘進するシー
ルド機の位置を自動測定する方法であって、前記シール
ド機から地上に向けて音波を発信させ、前記計画線に沿
う複数の地上箇所において、前記シールド機から音波が
発信されてから該音波が前記各地上箇所に到達するまで
の音波伝搬時間を測定し、前記各地上箇所間の距離と前
記音波伝搬時間とに基づいて、該各地上箇所から前記シ
ールド機までの距離を割り出し、前記各地上箇所の位置
と、該各地上箇所から前記シールド機までの距離とに基
づいて、前記シールド機の位置を割り出すようにした。
また、本発明は、前記シールド機の掘進方向に沿う複数
のシールド機箇所から前記音波を発信させて、該各シー
ルド機箇所の位置を割り出し、該各シールド機箇所の位
置に基づいて前記シールド機の姿勢を割り出すようにし
た。
に本発明は、所定の計画線に沿って地下を掘進するシー
ルド機の位置を自動測定する方法であって、前記シール
ド機から地上に向けて音波を発信させ、前記計画線に沿
う複数の地上箇所において、前記シールド機から音波が
発信されてから該音波が前記各地上箇所に到達するまで
の音波伝搬時間を測定し、前記各地上箇所間の距離と前
記音波伝搬時間とに基づいて、該各地上箇所から前記シ
ールド機までの距離を割り出し、前記各地上箇所の位置
と、該各地上箇所から前記シールド機までの距離とに基
づいて、前記シールド機の位置を割り出すようにした。
また、本発明は、前記シールド機の掘進方向に沿う複数
のシールド機箇所から前記音波を発信させて、該各シー
ルド機箇所の位置を割り出し、該各シールド機箇所の位
置に基づいて前記シールド機の姿勢を割り出すようにし
た。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基づい
て説明する。図1は本発明のシールド機の自動位置測定
方法の一実施形態を示す説明図である。図1において1
はシールド機であり、シールド2と、シールド2の前端
に設けられたカッタ3と、シールド2の後端に設けられ
た不図示の複数のシールドジャッキとを備える。
て説明する。図1は本発明のシールド機の自動位置測定
方法の一実施形態を示す説明図である。図1において1
はシールド機であり、シールド2と、シールド2の前端
に設けられたカッタ3と、シールド2の後端に設けられ
た不図示の複数のシールドジャッキとを備える。
【0010】4はシールド機1による掘削で地下に形成
されたシールド坑、5はシールド坑4の内壁に設置され
たセグメントであり、シールド機1は、複数のシールド
ジャッキでセグメント5の前端を後方へ押圧すること
で、図1中の矢印Xで示す掘進方向へ掘進する。尚、図
1中6は地上、7はシールド機1の位置検出を行うパー
ソナルコンピュータ、8はシールド機1の誘導制御を行
うホストコンピュータであり、パーソナルコンピュータ
7が接続されている。ホストコンピュータ8は、パーソ
ナルコンピュータ7で検出されたシールド機1の位置に
基づいて、シールド機1の各シールドジャッキのジャッ
キ圧を制御することで、図1のY矢視図である図2に示
すシールド坑4の計画線Aに沿ってシールド機1を誘導
する。
されたシールド坑、5はシールド坑4の内壁に設置され
たセグメントであり、シールド機1は、複数のシールド
ジャッキでセグメント5の前端を後方へ押圧すること
で、図1中の矢印Xで示す掘進方向へ掘進する。尚、図
1中6は地上、7はシールド機1の位置検出を行うパー
ソナルコンピュータ、8はシールド機1の誘導制御を行
うホストコンピュータであり、パーソナルコンピュータ
7が接続されている。ホストコンピュータ8は、パーソ
ナルコンピュータ7で検出されたシールド機1の位置に
基づいて、シールド機1の各シールドジャッキのジャッ
キ圧を制御することで、図1のY矢視図である図2に示
すシールド坑4の計画線Aに沿ってシールド機1を誘導
する。
【0011】図1において9a,9bは、一定周波数の
音波を地上6に向けて発信する音波発信装置であり、シ
ールド機1の掘進方向Xに沿うシールド3の前後両端の
上部にそれぞれ配設されている。また、図1及び図2に
おいて10a,10b,…,10fは、音波発信装置9
a,9bからの音波を受信する音波受信センサ(図1で
は音波受信センサ10a,10bのみ示している)であ
り、図2に示すように、シールド坑4の計画線Aに沿う
方向とシールド坑4の径方向とにそれぞれ間隔を置い
て、地上6に6個設置されている。
音波を地上6に向けて発信する音波発信装置であり、シ
ールド機1の掘進方向Xに沿うシールド3の前後両端の
上部にそれぞれ配設されている。また、図1及び図2に
おいて10a,10b,…,10fは、音波発信装置9
a,9bからの音波を受信する音波受信センサ(図1で
は音波受信センサ10a,10bのみ示している)であ
り、図2に示すように、シールド坑4の計画線Aに沿う
方向とシールド坑4の径方向とにそれぞれ間隔を置い
て、地上6に6個設置されている。
【0012】尚、各音波受信センサ10a,10b,
…,10fの設置位置はあらかじめ任意の手段により測
定されており、従って、隣接する音波受信センサ10
a,10b,…,10f間の距離B,C,…,H(図
2)は既知とされている。また、各音波受信センサ10
a,10b,…,10fの設置位置は、音波発信装置9
a,9bからの音波の発信強度や、地中における音波の
減衰率、及びシールド機1の掘進等に応じて適宜移動す
ることとなるが、その移動は、従来のレーザ方式の測定
における測定地点の盛替えに比べて十分少ない回数で済
む。或は、シールド坑4の計画線Aの全体に亘って、相
当する数の音波受信センサをあらかじめ設置しておくこ
とも可能である。
…,10fの設置位置はあらかじめ任意の手段により測
定されており、従って、隣接する音波受信センサ10
a,10b,…,10f間の距離B,C,…,H(図
2)は既知とされている。また、各音波受信センサ10
a,10b,…,10fの設置位置は、音波発信装置9
a,9bからの音波の発信強度や、地中における音波の
減衰率、及びシールド機1の掘進等に応じて適宜移動す
ることとなるが、その移動は、従来のレーザ方式の測定
における測定地点の盛替えに比べて十分少ない回数で済
む。或は、シールド坑4の計画線Aの全体に亘って、相
当する数の音波受信センサをあらかじめ設置しておくこ
とも可能である。
【0013】さらに、図1において11は伝搬時間測定
装置であり、パーソナルコンピュータ7、音波発信装置
9a,9b、及び音波受信センサ10a,10b,…,
10fが接続されている。伝搬時間測定装置11は、パ
ーソナルコンピュータ7によりトリガされて音波発信装
置9a,9bから音波を発信させ、また、音波発信装置
9a,9bからの音波を受信した音波受信センサ10
a,10b,…,10fからの出力信号に基づいて、音
波発信装置9a,9bから音波受信センサ10a,10
b,…,10fまでの音波の伝搬時間を割り出し、その
結果をパーソナルコンピュータ7に出力する。
装置であり、パーソナルコンピュータ7、音波発信装置
9a,9b、及び音波受信センサ10a,10b,…,
10fが接続されている。伝搬時間測定装置11は、パ
ーソナルコンピュータ7によりトリガされて音波発信装
置9a,9bから音波を発信させ、また、音波発信装置
9a,9bからの音波を受信した音波受信センサ10
a,10b,…,10fからの出力信号に基づいて、音
波発信装置9a,9bから音波受信センサ10a,10
b,…,10fまでの音波の伝搬時間を割り出し、その
結果をパーソナルコンピュータ7に出力する。
【0014】パーソナルコンピュータ7では、伝搬時間
測定装置11で割り出された音波発信装置9a,9bか
ら音波受信センサ10a,10b,…,10fまでの音
波の伝搬時間に基づいて、シールド機1の位置が割り出
される。尚、パーソナルコンピュータ7やホストコンピ
ュータ8、伝搬時間測定装置11は、例えば地上6の作
業事務所(不図示)等に設置される。
測定装置11で割り出された音波発信装置9a,9bか
ら音波受信センサ10a,10b,…,10fまでの音
波の伝搬時間に基づいて、シールド機1の位置が割り出
される。尚、パーソナルコンピュータ7やホストコンピ
ュータ8、伝搬時間測定装置11は、例えば地上6の作
業事務所(不図示)等に設置される。
【0015】図3はパーソナルコンピュータ7及び伝搬
時間測定装置11の概略構成を示すブロック図である。
パーソナルコンピュータ7は、インタフェース部71、
トリガ信号出力部72、距離算出部73、記憶部74、
及び入力部75を備え、例えば、トリガ信号出力部72
及び距離算出部73はCPUで、記憶部74はRAM
で、入力部75はキーボードで構成される。入力部75
からは、測定開始指令や、隣接する音波受信センサ10
a,10b,…,10f間の距離B,C,…,H等の既
知のデータが入力される。
時間測定装置11の概略構成を示すブロック図である。
パーソナルコンピュータ7は、インタフェース部71、
トリガ信号出力部72、距離算出部73、記憶部74、
及び入力部75を備え、例えば、トリガ信号出力部72
及び距離算出部73はCPUで、記憶部74はRAM
で、入力部75はキーボードで構成される。入力部75
からは、測定開始指令や、隣接する音波受信センサ10
a,10b,…,10f間の距離B,C,…,H等の既
知のデータが入力される。
【0016】測定開始指令は入力部75からトリガ信号
出力部72に出力され、測定開始指令が入力されるとト
リガ信号出力部72は、インタフェース部71を介して
伝搬時間測定装置11へトリガ信号を出力する。測定開
始指令以外の既知のデータは入力部75から記憶部74
に出力され、記憶される。距離算出部73には、伝搬時
間測定装置11で割り出された音波発信装置9a,9b
から音波受信センサ10a,10b,…,10fまでの
音波の伝搬時間が、インタフェース部71を介して入力
され、この音波の伝搬時間と、記憶部74に記憶された
既知のデータとに基づいて、音波発信装置9a,9bと
各音波受信センサ10a,10b,…,10fとの間の
距離が算出され、それに基づいて音波発信装置9a,9
bの位置、ひいてはシールド機1の位置が割り出され
る。
出力部72に出力され、測定開始指令が入力されるとト
リガ信号出力部72は、インタフェース部71を介して
伝搬時間測定装置11へトリガ信号を出力する。測定開
始指令以外の既知のデータは入力部75から記憶部74
に出力され、記憶される。距離算出部73には、伝搬時
間測定装置11で割り出された音波発信装置9a,9b
から音波受信センサ10a,10b,…,10fまでの
音波の伝搬時間が、インタフェース部71を介して入力
され、この音波の伝搬時間と、記憶部74に記憶された
既知のデータとに基づいて、音波発信装置9a,9bと
各音波受信センサ10a,10b,…,10fとの間の
距離が算出され、それに基づいて音波発信装置9a,9
bの位置、ひいてはシールド機1の位置が割り出され
る。
【0017】一方、伝搬時間測定装置11は、インタフ
ェース部111と、ドライバ部112と、音波受信セン
サ10a,10b,…,10fに対応して6段設けられ
た伝搬時間算出部113,114,…,118を備えて
おり、各伝搬時間算出部113,114,…,118を
代表して伝搬時間算出部113の構成について説明する
と、チャンネルトリガ部113a、A/D変換部113
b、及び計時部113cを備えている。尚、伝搬時間算
出部114,115,…,118の構成及び動作は、伝
搬時間算出部113と同様であるため、以後の説明にお
いては、伝搬時間算出部114,115,…,118に
関する説明を省略する。
ェース部111と、ドライバ部112と、音波受信セン
サ10a,10b,…,10fに対応して6段設けられ
た伝搬時間算出部113,114,…,118を備えて
おり、各伝搬時間算出部113,114,…,118を
代表して伝搬時間算出部113の構成について説明する
と、チャンネルトリガ部113a、A/D変換部113
b、及び計時部113cを備えている。尚、伝搬時間算
出部114,115,…,118の構成及び動作は、伝
搬時間算出部113と同様であるため、以後の説明にお
いては、伝搬時間算出部114,115,…,118に
関する説明を省略する。
【0018】ドライバ部112と、伝搬時間算出部11
3のチャンネルトリガ部113a及びA/D変換部11
3bには、パーソナルコンピュータ7のトリガ信号出力
部72からのトリガ信号が、インタフェース部111を
介して入力され、ドライバ部112はこのトリガ信号に
より音波発信装置9a,9bから音波を発信させ、伝搬
時間算出部113のチャンネルトリガ部113aはこの
トリガ信号により、音波受信センサ10aからの出力信
号の取り込みを開始させる。
3のチャンネルトリガ部113a及びA/D変換部11
3bには、パーソナルコンピュータ7のトリガ信号出力
部72からのトリガ信号が、インタフェース部111を
介して入力され、ドライバ部112はこのトリガ信号に
より音波発信装置9a,9bから音波を発信させ、伝搬
時間算出部113のチャンネルトリガ部113aはこの
トリガ信号により、音波受信センサ10aからの出力信
号の取り込みを開始させる。
【0019】A/D変換部113bは、トリガ信号出力
部72からのトリガ信号によって、音波受信センサ10
aの出力信号のA/D変換を開始し、計時部113cで
は、A/D変換された音波受信センサ10aからの出力
信号の立ち上がりを検出して、音波発信装置9a,9b
から発信された音波が音波受信センサ10aで受信され
るまでの伝搬時間の計時を行う。計時部113cで計時
された音波発信装置9a,9bから音波受信センサ10
aまでの音波の伝搬時間は、インタフェース部111を
介してパーソナルコンピュータ7の距離算出部73に伝
送される。
部72からのトリガ信号によって、音波受信センサ10
aの出力信号のA/D変換を開始し、計時部113cで
は、A/D変換された音波受信センサ10aからの出力
信号の立ち上がりを検出して、音波発信装置9a,9b
から発信された音波が音波受信センサ10aで受信され
るまでの伝搬時間の計時を行う。計時部113cで計時
された音波発信装置9a,9bから音波受信センサ10
aまでの音波の伝搬時間は、インタフェース部111を
介してパーソナルコンピュータ7の距離算出部73に伝
送される。
【0020】次に、上述した各要素を用いてシールド機
1の位置測定を行う場合について説明する。パーソナル
コンピュータ7の入力部75から測定開始指令が入力さ
れると、トリガ信号出力部72からトリガ信号が出力さ
れて、伝搬時間測定装置11のドライバ部112と伝搬
時間算出部113に入力され、音波発信装置9a,9b
からの音波の発信が開始されると共に、音波受信センサ
10aからの出力信号の取り込み、取り込まれた出力信
号のA/D変換部113bによるA/D変換、及び計時
部113cによる音波発信装置9a,9bから音波受信
センサ10aまでの音波の伝搬時間の計時が開始され
る。
1の位置測定を行う場合について説明する。パーソナル
コンピュータ7の入力部75から測定開始指令が入力さ
れると、トリガ信号出力部72からトリガ信号が出力さ
れて、伝搬時間測定装置11のドライバ部112と伝搬
時間算出部113に入力され、音波発信装置9a,9b
からの音波の発信が開始されると共に、音波受信センサ
10aからの出力信号の取り込み、取り込まれた出力信
号のA/D変換部113bによるA/D変換、及び計時
部113cによる音波発信装置9a,9bから音波受信
センサ10aまでの音波の伝搬時間の計時が開始され
る。
【0021】尚、音波発信装置9bからの音波の発信
や、音波発信装置9bから音波受信センサ10aまでの
音波の伝搬時間の計時は、音波発信装置9aから発信さ
れる音波と音波発信装置9bから発信される音波との干
渉を避けるため、音波発信装置9aからの音波の発信や
その音波の伝搬時間の計時とは時間をずらして行うのが
好ましい。従って、その場合には、音波発信装置9aか
ら音波を発信させるためのトリガ信号と、音波発信装置
9bから音波を発信させるためのトリガ信号とを、パー
ソナルコンピュータ7のトリガ信号出力部72から時間
をずらして出力させればよい。
や、音波発信装置9bから音波受信センサ10aまでの
音波の伝搬時間の計時は、音波発信装置9aから発信さ
れる音波と音波発信装置9bから発信される音波との干
渉を避けるため、音波発信装置9aからの音波の発信や
その音波の伝搬時間の計時とは時間をずらして行うのが
好ましい。従って、その場合には、音波発信装置9aか
ら音波を発信させるためのトリガ信号と、音波発信装置
9bから音波を発信させるためのトリガ信号とを、パー
ソナルコンピュータ7のトリガ信号出力部72から時間
をずらして出力させればよい。
【0022】計時部113cで計時された音波発信装置
9a,9bから音波受信センサ10aまでの音波の伝搬
時間は、インタフェース部111を介してパーソナルコ
ンピュータ7の距離算出部73に伝送され、ここで、音
波発信装置9a,9bと各音波受信センサ10a,10
b,…,10fとの間の距離が算出される。距離算出部
73による算出過程を詳説すると、まず、距離算出部7
3では、音波発信装置9aと各音波受信センサ10a,
10b,…,10fとの間の距離t1,t2,…,t6
(図2)を求める連立方程式を演算する。
9a,9bから音波受信センサ10aまでの音波の伝搬
時間は、インタフェース部111を介してパーソナルコ
ンピュータ7の距離算出部73に伝送され、ここで、音
波発信装置9a,9bと各音波受信センサ10a,10
b,…,10fとの間の距離が算出される。距離算出部
73による算出過程を詳説すると、まず、距離算出部7
3では、音波発信装置9aと各音波受信センサ10a,
10b,…,10fとの間の距離t1,t2,…,t6
(図2)を求める連立方程式を演算する。
【0023】この連立方程式を用いて距離t1,t2,
…,t6を求めるには、地中の音波の伝搬速度Vgの値
が必要となるが、伝搬速度Vgは地質等によって異なり
未知数であるため、適当な値を伝搬速度Vgの値として
設定し、その値を連立方程式に代入して仮の距離t1
1,t12,…,t16を求める。
…,t6を求めるには、地中の音波の伝搬速度Vgの値
が必要となるが、伝搬速度Vgは地質等によって異なり
未知数であるため、適当な値を伝搬速度Vgの値として
設定し、その値を連立方程式に代入して仮の距離t1
1,t12,…,t16を求める。
【0024】続いて、仮の距離t11,t12,…,t
16から、隣接する音波受信センサ10a,10b,
…,10f間の仮の距離B1,C1,…,H1を求め、
この仮の距離B1,C1,…,H1と、既知の実際の距
離B,C,…,Hとの誤差が最小になるような、伝搬速
度Vgとして設定する適当な値を求める。伝搬速度Vg
として設定する適当な値が求まったならば、その値を伝
搬速度Vgとして上述の連立方程式を解き、距離t1,
t2,…,t6を求める。尚、音波発信装置9bと各音
波受信センサ10a,10b,…,10fとの間の距離
についても同様にして算出され、それら算出結果に基づ
いて距離算出部73にて、音波発信装置9a,9bの位
置、ひいてはシールド機1の位置が割り出される。シー
ルド機1の位置のデータはホストコンピュータ8に伝送
される。
16から、隣接する音波受信センサ10a,10b,
…,10f間の仮の距離B1,C1,…,H1を求め、
この仮の距離B1,C1,…,H1と、既知の実際の距
離B,C,…,Hとの誤差が最小になるような、伝搬速
度Vgとして設定する適当な値を求める。伝搬速度Vg
として設定する適当な値が求まったならば、その値を伝
搬速度Vgとして上述の連立方程式を解き、距離t1,
t2,…,t6を求める。尚、音波発信装置9bと各音
波受信センサ10a,10b,…,10fとの間の距離
についても同様にして算出され、それら算出結果に基づ
いて距離算出部73にて、音波発信装置9a,9bの位
置、ひいてはシールド機1の位置が割り出される。シー
ルド機1の位置のデータはホストコンピュータ8に伝送
される。
【0025】このように、本実施例によるシールド機の
自動位置測定方法では、シールド機1の音波発信装置9
a,9bから出力される音波を、シールド坑4の計画線
Aに沿って地上6に設置した6個の音波受信センサ10
a,10b,…,10fで受信し、音波発信装置9a,
9bから各音波受信センサ10a,10b,…,10f
までの音波の伝搬時間からシールド機1の位置を割り出
すようにしたので、シールド坑4のカーブの有無に拘ら
ず、測定地点の頻繁な盛替えを行わずにシールド機1の
位置を測定できると共に、シールド機1の掘進量に拘ら
ずシールド機1の位置を正確に測定でき、また、計画線
Aからのシールド機1の位置ずれを検出するための測定
結果を得ることができる。
自動位置測定方法では、シールド機1の音波発信装置9
a,9bから出力される音波を、シールド坑4の計画線
Aに沿って地上6に設置した6個の音波受信センサ10
a,10b,…,10fで受信し、音波発信装置9a,
9bから各音波受信センサ10a,10b,…,10f
までの音波の伝搬時間からシールド機1の位置を割り出
すようにしたので、シールド坑4のカーブの有無に拘ら
ず、測定地点の頻繁な盛替えを行わずにシールド機1の
位置を測定できると共に、シールド機1の掘進量に拘ら
ずシールド機1の位置を正確に測定でき、また、計画線
Aからのシールド機1の位置ずれを検出するための測定
結果を得ることができる。
【0026】尚、シールド坑4の計画線Aに沿って地上
6に設置する音波受信センサの数は、実施例で示した6
個に限定されないが、地中の音波の伝搬速度Vgを未知
としたまま算出を行うためには、少なくとも6個以上設
置することが望ましく、地中の音波の伝搬速度Vgが既
知である場合には、少なくとも4個以上設置することが
望ましい。
6に設置する音波受信センサの数は、実施例で示した6
個に限定されないが、地中の音波の伝搬速度Vgを未知
としたまま算出を行うためには、少なくとも6個以上設
置することが望ましく、地中の音波の伝搬速度Vgが既
知である場合には、少なくとも4個以上設置することが
望ましい。
【0027】また、単にシールド機1の位置を測定する
ためには、シールド機1に設ける音波発信装置の数は1
個で十分であるが、計画線Aからのシールド機1の位置
ずれを検出するためには2個以上設けることが望まし
い。そして、そのようにすることにより、シールド機1
の異なる2以上の地点の位置から、シールド機1の方向
角やピッチング等、シールド機1の姿勢の検出も容易に
行うことができる。さらに、音波発信装置は、地上に向
けて音波を発信させる関係上シールド機の上部に配設す
ることが望ましいが、地上に向けての音波の伝搬に支障
がない範囲でシールド機の他の箇所に配設してもよい。
ためには、シールド機1に設ける音波発信装置の数は1
個で十分であるが、計画線Aからのシールド機1の位置
ずれを検出するためには2個以上設けることが望まし
い。そして、そのようにすることにより、シールド機1
の異なる2以上の地点の位置から、シールド機1の方向
角やピッチング等、シールド機1の姿勢の検出も容易に
行うことができる。さらに、音波発信装置は、地上に向
けて音波を発信させる関係上シールド機の上部に配設す
ることが望ましいが、地上に向けての音波の伝搬に支障
がない範囲でシールド機の他の箇所に配設してもよい。
【0028】
【発明の効果】上述したように本発明のシールド機の自
動位置測定方法によれば、所定の計画線に沿って地下を
掘進するシールド機から地上に向けて音波を発信させ、
前記計画線に沿う複数の地上箇所において、前記シール
ド機から音波が発信されてから該音波が前記各地上箇所
に到達するまでの音波伝搬時間を測定し、前記各地上箇
所間の距離と前記音波伝搬時間とに基づいて、該各地上
箇所から前記シールド機までの距離を割り出し、前記各
地上箇所の位置と、該各地上箇所から前記シールド機ま
での距離とに基づいて、前記シールド機の位置を割り出
すようにした。このため、シールド坑のカーブの有無に
拘らず測定地点の盛替えを行わずに測定できると共に、
シールド機の掘進量に拘らずシールド機の位置を正確に
測定できる。また、本発明のシールド機の自動位置測定
方法によれば、前記シールド機の掘進方向に沿う複数の
シールド機箇所から前記音波を発信させて、該各シール
ド機箇所の位置を割り出し、該各シールド機箇所の位置
に基づいて前記シールド機の姿勢を割り出すようにした
ので、所定の計画線からのシールド機のずれを検出する
ための測定結果を得ることができる。
動位置測定方法によれば、所定の計画線に沿って地下を
掘進するシールド機から地上に向けて音波を発信させ、
前記計画線に沿う複数の地上箇所において、前記シール
ド機から音波が発信されてから該音波が前記各地上箇所
に到達するまでの音波伝搬時間を測定し、前記各地上箇
所間の距離と前記音波伝搬時間とに基づいて、該各地上
箇所から前記シールド機までの距離を割り出し、前記各
地上箇所の位置と、該各地上箇所から前記シールド機ま
での距離とに基づいて、前記シールド機の位置を割り出
すようにした。このため、シールド坑のカーブの有無に
拘らず測定地点の盛替えを行わずに測定できると共に、
シールド機の掘進量に拘らずシールド機の位置を正確に
測定できる。また、本発明のシールド機の自動位置測定
方法によれば、前記シールド機の掘進方向に沿う複数の
シールド機箇所から前記音波を発信させて、該各シール
ド機箇所の位置を割り出し、該各シールド機箇所の位置
に基づいて前記シールド機の姿勢を割り出すようにした
ので、所定の計画線からのシールド機のずれを検出する
ための測定結果を得ることができる。
【図1】本発明のシールド機の自動位置測定方法の一実
施形態を示す説明図である。
施形態を示す説明図である。
【図2】図1のY矢視図である。
【図3】図1に示すパーソナルコンピュータ及び伝搬時
間測定装置の概略構成を示すブロック図である。
間測定装置の概略構成を示すブロック図である。
1 シールド機 4 シールド坑(地下) 6 地上 7 パーソナルコンピュータ 73 距離算出部 9a,9b 音波発信装置 10a,10b,10c,10d,10e,10f 音
波受信センサ 11 伝搬時間測定装置 113,114,115,116,117,118 伝
搬時間算出部 A 計画線 B,C,D,E,F,G,H 音波受信センサ間の距離 X 掘進方向
波受信センサ 11 伝搬時間測定装置 113,114,115,116,117,118 伝
搬時間算出部 A 計画線 B,C,D,E,F,G,H 音波受信センサ間の距離 X 掘進方向
Claims (2)
- 【請求項1】 所定の計画線に沿って地下を掘進するシ
ールド機の位置を自動測定する方法であって、 前記シールド機から地上に向けて音波を発信させ、 前記計画線に沿う複数の地上箇所において、前記シール
ド機から音波が発信されてから該音波が前記各地上箇所
に到達するまでの音波伝搬時間を測定し、 前記各地上箇所間の距離と前記音波伝搬時間とに基づい
て、該各地上箇所から前記シールド機までの距離を割り
出し、 前記各地上箇所の位置と、該各地上箇所から前記シール
ド機までの距離とに基づいて、前記シールド機の位置を
割り出すようにした、 ことを特徴とするシールド機の自動位置測定方法。 - 【請求項2】 前記シールド機の掘進方向に沿う複数の
シールド機箇所から前記音波を発信させて、該各シール
ド機箇所の位置を割り出し、該各シールド機箇所の位置
に基づいて前記シールド機の姿勢を割り出すようにした
請求項1記載のシールド機の自動位置測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32496092A JPH06146780A (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | シールド機の自動位置測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32496092A JPH06146780A (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | シールド機の自動位置測定方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06146780A true JPH06146780A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=18171552
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32496092A Pending JPH06146780A (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | シールド機の自動位置測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06146780A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002365005A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | San Shield Kk | シールド機の位置検出方法及びシールド機の位置検出装置 |
JP2011149757A (ja) * | 2010-01-20 | 2011-08-04 | Taisei Corp | 削孔管の先端位置測定方法および先端位置測定システム |
-
1992
- 1992-11-09 JP JP32496092A patent/JPH06146780A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002365005A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | San Shield Kk | シールド機の位置検出方法及びシールド機の位置検出装置 |
JP2011149757A (ja) * | 2010-01-20 | 2011-08-04 | Taisei Corp | 削孔管の先端位置測定方法および先端位置測定システム |
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