JPH11351870A - 自動位置測定装置及び方法 - Google Patents

自動位置測定装置及び方法

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JPH11351870A
JPH11351870A JP16257598A JP16257598A JPH11351870A JP H11351870 A JPH11351870 A JP H11351870A JP 16257598 A JP16257598 A JP 16257598A JP 16257598 A JP16257598 A JP 16257598A JP H11351870 A JPH11351870 A JP H11351870A
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JP
Japan
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target
measuring
measuring device
arithmetic
control unit
Prior art date
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Application number
JP16257598A
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English (en)
Inventor
Motoyuki Takasu
鷹巣征行
Shigeyuki Kojima
小島茂之
Tsutomu Sato
佐藤務
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Tokyu Construction Co Ltd
Original Assignee
Tokyu Construction Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外乱光や隣接ターゲットから所定のターゲッ
トを識別できるようにすること。 【解決手段】 測定位置に色付きターゲット3を配置
し、測定機1でターゲット3を撮影し、色差画像変換装
置5で撮影画像からターゲット3を識別し、ターゲット
3の位置を求め、測定機1をターゲット3の方向に制御
する自動位置測定装置及び方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、位置の自動検知に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、NATM工法によるトンネル工事
では、トンネル内壁の変形を迅速にとられ、その結果を
設計・施工に反映させるために、内空変位計測及び天端
沈下計測を頻繁に行う必要がある。
【0003】そこで、特に、トンネル内部のように外乱
光となる水銀灯などの照明が点在していても、確実に位
置(変位も含む)を計測できることが望まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】<イ>本発明は、確実
に位置を測定できるようにすることにある。 <ロ>本発明は、外乱光からターゲットを識別できるよ
うにすることにある。 <ハ>本発明は、隣接のターゲットを相互に識別できる
ようにすることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、トンネル内の
測定位置に配置されたターゲットを撮影し、ターゲット
の位置を測定する測定機と、ターゲットの撮影画像から
位置を求め、測定機をターゲットの方向に制御する演算
制御装置とを備えていることを特徴とする、自動位置測
定装置、又は、測定位置に配置された色付きターゲット
を撮影し、ターゲットの位置を測定する測定機と、ター
ゲットを識別する色差画像変換装置と、ターゲットの画
像から位置を求め、測定機をターゲットの方向に制御す
る演算制御装置とを備えていることを特徴とする、自動
位置測定装置、又は、測定位置に色付きターゲットを配
置し、測定機でターゲットを撮影し、色差画像変換装置
で撮影画像からターゲットを識別し、ターゲットの位置
を求め、測定機をターゲットの方向に制御することを特
徴とする、自動位置測定方法にある。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。
【0007】<イ>自動位置測定装置 自動位置測定装置は、ターゲット3の位置を自動的に測
定するものであり、例えば、図1のように、トンネル4
内の測定位置に配置されたターゲット3を測定機1で撮
影し、演算制御装置2によりターゲット3の撮影画像か
らターゲット3の位置を求め、測定機1をターゲット3
の方向に制御し、ターゲット3の位置を自動的に測定す
るものである。更に、ターゲット3の位置を継続して測
定することにより、測定位置の変位を求めることができ
る。特に、NATM工法のように、トンネル4内部の内
空変位や天端沈下などの変位量を測定する場合、自動位
置測定装置で定期的に変位を測定できる。
【0008】また、図2のように、ターゲット3に色を
付与し、色付けターゲット3を測定機1で撮影し、色差
画像変換装置5を用いてターゲット3の画像を抽出す
る。その後は、色付きでないターゲット3の場合と同様
に、抽出画像から演算制御装置2によりターゲット3の
位置を求め、測定機1をターゲット3の方向に制御し、
ターゲット3の位置を自動的に測定し、ターゲット3の
位置をより正確に測定できる。
【0009】<ロ>測定機 測定機1は、ターゲット3を撮影し、ターゲット3の位
置を測定する装置である。例えば、測定機1は、トータ
ルステーションのMET2NV(株式会社ソキア製)を
使用できる。このトータルステーションは、CCDカメ
ラでターゲットを撮影でき、サーボモータなどの駆動部
を駆動(縦軸と横軸の2軸の回転)し、決められた位置
を正確に視準できる。また、パソコンなどの外部の演算
制御装置2から送信されるコマンドでCCDカメラ部や
駆動部などを制御でき、また、測定された距離と角度の
データは、演算制御装置2に出力できる。このトータル
ステーションは、自動的に測距や測角の3次元データを
得ることができる。更に、ターゲットに白色光などの光
を照射する投光器を備えている。
【0010】<ハ>ターゲット ターゲット3は、測定機1で撮影でき、視準できるもの
である。ターゲット3は、反射シート、蛍光シート、蓄
光シート、赤外発光シートなどのシートを使用できる。
例えば、反射シートは、四角形の反射面を有し、測定機
1の投光器11などで白色光などの光を照射すると、非
常に明るい反射光が得られる。
【0011】ターゲット3に各種の色を付すことによ
り、色毎にターゲット3を識別できる。また、特定の色
を指定することにより、照明などの外乱光とも区別でき
る。例えば、反射シートに色付きフィルム(赤、青、
黄、緑、オレンジ、ピンク、白色=透明など)を貼り付
け、色付きターゲットが得られる。
【0012】<ニ>演算制御装置 演算制御装置2は、撮影されたターゲット3の画像の位
置を求め、測定機1を制御するものである。例えば、演
算制御装置2は、パソコンに演算制御ソフトであるC−
point(株式会社ソキア製)を組み込むことで得ら
れる。演算制御装置2は、例えば、ターゲット3の位置
を指示すると、測定機1が視準し、視準した位置で画像
処理を行い、最も光量の強い光束の位置計算を行う。計
算した位置に測定機1を移動し、測距を行い、ターゲッ
トまでの距離を計測する。測距データに基づいてカメラ
の焦点を合わせる。再度、画像処理を行い、ターゲット
3のエッジ抽出を行う。4本のエッジの交点座標からタ
ーゲット3の中心位置を計算する。
【0013】<ホ>色差画像変換装置 色差画像変換装置5は、色画像データから所定の色の画
像を抽出する装置である。例えば、色差画像変換装置5
は、高速色画像変換装置KA−200A(倉敷紡績株式
会社製)を使用できる。その入力データは、測定機のC
CDカメラからの色画像をRGB変換器4で3原色に分
けて得られたものを使用できる。
【0014】色差画像変換装置5は、例えば、色画像
と、予め登録しておいた基準色との色差値を濃淡白黒映
像信号として出力する。つまり、色画像の中で基準色に
近い部分は白っぽく、離れた部分は黒っぽくして出力す
る。
【0015】色付きターゲット3と色差画像変換装置5
を組み合わせることにより、カメラの視野内に外乱光や
他の色付きターゲット3が複数存在していても、これら
の外乱光や他の色付きターゲットをカットすることがで
きる。特に、青と緑の判別が非常に有効である。
【0016】以下に、色付きターゲットの位置測定方法
を説明する。
【0017】<イ>ターゲットの指定と登録 ターゲットの位置測定は、例えば図3において、まず、
測定機1の投光器11でターゲット3を照射し(S1、
S2)、測定機1のCCDカメラでターゲット3を撮影
する。撮影画像は演算制御装置2の表示装置に表示さ
れ、画面上で測定すべき各ターゲット3の位置を指定す
る。それと共に、色付きターゲット3の場合、ターゲッ
ト毎にその色を色差画像変換装置5に登録する。青と赤
のターゲット3が撮影された場合、青のターゲット位置
をカーソルなどで指定し、その青色を色差画像変換装置
5に登録する。次に、赤のターゲット3も同様に処理す
る。
【0018】<ロ>ターゲットの画像処理 色差画像変換装置は、登録された青色の箇所を抽出する
(S3)。その結果、青のターゲットの箇所31は、強
度が高く、白っぽくなり、ランプの箇所6や赤のターゲ
ットの箇所32は、青成分が少ないので、強度が低く、
黒っぽくなる。この画像を2値化して、白っぽい箇所の
み抽出し、青のターゲット3の中心位置を演算処理する
(S4)。
【0019】<ハ>ターゲットの測距と測角 青のターゲット3の中心が求まると、測定機1の制御信
号を送り、モータなどを制御して、測定機1をターゲッ
ト3の中心に向け、焦点を合わせる(S5)。測定機1
の向きから、ターゲット3の位置の角度が求まり、距離
測定手段でターゲット3までの距離を測定する。ここで
求まった測距データと測角データは演算制御装置2で読
み込まれる。赤色のターゲットなど他のターゲットも同
様に処理されて、自動的の各ターゲット3の測距データ
と測角データを求めることができる。
【0020】
【発明の効果】本発明は、次のような効果を得ることが
できる。 <イ>外乱光が点在していても、ターゲットを確実に捉
えることができる。 <ロ>異なった色のターゲットを使用することにより、
複数のターゲットを識別することができる。 <ハ>自動位置測定装置をトンネル内で使用することに
より、トンネル内壁の変形を迅速に捉えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】自動位置測定装置をトンネル内で使用する説明
【図2】色付きターゲットを使用した自動位置測定装置
の構成図
【図3】ターゲットの画像処理の流れ図
【符号の説明】
1・・・測定機 11・・投光器 2・・・演算制御装置 3・・・ターゲット 31・・青のターゲットの箇所 32・・赤のターゲットの箇所 4・・・RGB変換器 5・・・色差画像変換装置 6・・・ランプの箇所

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トンネル内の測定位置に配置されたターゲ
    ットを撮影し、ターゲットの位置を測定する測定機と、 ターゲットの撮影画像から位置を求め、測定機をターゲ
    ットの方向に制御する演算制御装置とを備えていること
    を特徴とする、 自動位置測定装置。
  2. 【請求項2】測定位置に配置された色付きターゲットを
    撮影し、ターゲットの位置を測定する測定機と、 ターゲットを識別する色差画像変換装置と、 ターゲットの画像から位置を求め、測定機をターゲット
    の方向に制御する演算制御装置とを備えていることを特
    徴とする、 自動位置測定装置。
  3. 【請求項3】測定位置に色付きターゲットを配置し、 測定機でターゲットを撮影し、 色差画像変換装置で撮影画像からターゲットを識別し、 ターゲットの位置を求め、 測定機をターゲットの方向に制御することを特徴とす
    る、 自動位置測定方法。
JP16257598A 1998-06-10 1998-06-10 自動位置測定装置及び方法 Pending JPH11351870A (ja)

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