JPS6188105A - トンネルの断面測定装置 - Google Patents
トンネルの断面測定装置Info
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- JPS6188105A JPS6188105A JP20941484A JP20941484A JPS6188105A JP S6188105 A JPS6188105 A JP S6188105A JP 20941484 A JP20941484 A JP 20941484A JP 20941484 A JP20941484 A JP 20941484A JP S6188105 A JPS6188105 A JP S6188105A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は掘削中のトンネル内において、距離を測定し断
面形状を算出する断面測定装置に関するものである。
面形状を算出する断面測定装置に関するものである。
従来レーザ、超音波、白光線を使用したトンネルの断面
測定器では、トンネル壁面の乱反射や作業場の雰囲気に
よシ測定値が大きく左右され、ま上側定器の発光部と受
光部の測定角度が固定されているので測定範囲が狭く、
壁面に投射光の交点が得られなければ測定が不可能にな
るという問題があり、従って切羽作業への正確なデータ
のフィードバックが遅れ、適確な測定が出来ないという
欠点があった。
測定器では、トンネル壁面の乱反射や作業場の雰囲気に
よシ測定値が大きく左右され、ま上側定器の発光部と受
光部の測定角度が固定されているので測定範囲が狭く、
壁面に投射光の交点が得られなければ測定が不可能にな
るという問題があり、従って切羽作業への正確なデータ
のフィードバックが遅れ、適確な測定が出来ないという
欠点があった。
本発明はトンネルの断面測定において、トンネル壁面の
凹凸や作業雰囲気に影善ヲうけることなく測定を可能と
し、ま′ｆｃ測定範囲を拡張し、正確迅速に断面測定が
できる装置を提供する。
凹凸や作業雰囲気に影善ヲうけることなく測定を可能と
し、ま′ｆｃ測定範囲を拡張し、正確迅速に断面測定が
できる装置を提供する。
本発明は、測定用筒体内の中央部に開開制御部を有する
シャッターを備えたレーザ発光器を設け、前記筒体先端
部付近に前記レーザ発光器よりのレーザ光線に対して直
角にレーザ投射線を投射するミラーを取付け、前記筒体
内の他端と交叉するように装着し次側定器を架台フレー
ムにＰ３蔵されたパルスモータにより所定角度に旋回可
能に支承させ、電子結合素子カメラ、パルスモータおよ
び開閉制御器と夫々制御回路により、レーザ投射線を前
記カメラにて受像して計算記録する計算機に接続してな
るトンネルの断面測定装置である。
シャッターを備えたレーザ発光器を設け、前記筒体先端
部付近に前記レーザ発光器よりのレーザ光線に対して直
角にレーザ投射線を投射するミラーを取付け、前記筒体
内の他端と交叉するように装着し次側定器を架台フレー
ムにＰ３蔵されたパルスモータにより所定角度に旋回可
能に支承させ、電子結合素子カメラ、パルスモータおよ
び開閉制御器と夫々制御回路により、レーザ投射線を前
記カメラにて受像して計算記録する計算機に接続してな
るトンネルの断面測定装置である。
本発明の実施例を図面により説明する。
第１図は装置の構成および測定器の内部を説明する側断
面の図面、第２図は第１図のＡ−Ａ部所面図で測定用筒
体とパルスモータの関係を示す図面、第３図は第１図の
Ｂ−Ｂ部断面図でシャッターの動作を示す図面、第４図
は第１図のＣ−Ｃ部所面図でミラーの取付けを示す図面
、第５図は電子結合素子カメラ（Ｃｈａｒｇｅ −Ｃｏ
ｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ Ｃａｍｅｒａ、以下単にＣＣ
Ｄカメラと称する）の内部を示す図面、第６図はチョッ
パを用いた他の実施例の正面図、第７図は計算機および
制御部のブロック接続図である。
面の図面、第２図は第１図のＡ−Ａ部所面図で測定用筒
体とパルスモータの関係を示す図面、第３図は第１図の
Ｂ−Ｂ部断面図でシャッターの動作を示す図面、第４図
は第１図のＣ−Ｃ部所面図でミラーの取付けを示す図面
、第５図は電子結合素子カメラ（Ｃｈａｒｇｅ −Ｃｏ
ｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ Ｃａｍｅｒａ、以下単にＣＣ
Ｄカメラと称する）の内部を示す図面、第６図はチョッ
パを用いた他の実施例の正面図、第７図は計算機および
制御部のブロック接続図である。
図において、測定装置１は測定器２および計算機２５よ
ジ構成され％測定器２は所定長さ？有する筒体形状をな
し、軸受３ ａ ＋ ３ ｂにて架台フレーム４に水平
に支承され、第２図に示すパルスモータ５によりベル）
５ａを介して所定角度に旋回制御される。測定器２の筒
体内申央部に先端部方向にレーザ光線６を発光するレー
ザ発光器７と、発光部７ａの近傍にレーザ光線６を透過
、遮光する開閉制御部２７（＋−備えｆｃ’／ヤツター
８を設け、先端部に第４図に示す前記レーザ光線６と直
角にトンネル断面にレーザ投射線１１ｔ−投射するミラ
ー９を支持具９ａによシ測定器２に固着する。このよう
にしてレーザ発光６７から発光されたレーザ光像６はシ
ャンター８を通過し、ミラー９０反射点１２にて反射さ
れ、レーザ投射孔ｌＯよシレーザ光線６と直角ｔ−なす
レーザ投射線１１の方向に投射される。測定器２内の他
端部にＣＣＤカメラ１５を、カメラ中心＠１６がレーザ
光線６と交叉し、ま几レーザ投射線１１とも交叉するよ
うに固定具１９にて装着する。このようにしてミラー９
の反射点１２．カメラ中心＠１６とレーザ光線６との交
点１７ならひにレーザ投射線１１との交点１８との３点
にて直角３角形を形成する。前記ＣＣＤカメラ１５内部
の受光板２０は第５図に示す受光面２１が前記レーザ光
線６と直角になるように取付けられている。この受光面
２１は多数の元センサー素子の果合体で形成され、受光
■２１上に受像した光点３２を位は１５号として後述す
る計算機２５に出力する。
ジ構成され％測定器２は所定長さ？有する筒体形状をな
し、軸受３ ａ ＋ ３ ｂにて架台フレーム４に水平
に支承され、第２図に示すパルスモータ５によりベル）
５ａを介して所定角度に旋回制御される。測定器２の筒
体内申央部に先端部方向にレーザ光線６を発光するレー
ザ発光器７と、発光部７ａの近傍にレーザ光線６を透過
、遮光する開閉制御部２７（＋−備えｆｃ’／ヤツター
８を設け、先端部に第４図に示す前記レーザ光線６と直
角にトンネル断面にレーザ投射線１１ｔ−投射するミラ
ー９を支持具９ａによシ測定器２に固着する。このよう
にしてレーザ発光６７から発光されたレーザ光像６はシ
ャンター８を通過し、ミラー９０反射点１２にて反射さ
れ、レーザ投射孔ｌＯよシレーザ光線６と直角ｔ−なす
レーザ投射線１１の方向に投射される。測定器２内の他
端部にＣＣＤカメラ１５を、カメラ中心＠１６がレーザ
光線６と交叉し、ま几レーザ投射線１１とも交叉するよ
うに固定具１９にて装着する。このようにしてミラー９
の反射点１２．カメラ中心＠１６とレーザ光線６との交
点１７ならひにレーザ投射線１１との交点１８との３点
にて直角３角形を形成する。前記ＣＣＤカメラ１５内部
の受光板２０は第５図に示す受光面２１が前記レーザ光
線６と直角になるように取付けられている。この受光面
２１は多数の元センサー素子の果合体で形成され、受光
■２１上に受像した光点３２を位は１５号として後述す
る計算機２５に出力する。
第７図に示す計算機２５には、等速呼出し記憶機構、読
取専用メモリ、計算記録機構が内蔵されており、前記Ｃ
ＣＤカメラ１５の位置信号を受信し、距離の計ｎ６己録
を行うと共に、パルスドライバ２６を介してパルスモー
タ５により測定器２を所定角度に旋回制御し、また開閉
制御部２７に信号を送タシャッター８の開閉制御を行う
。
取専用メモリ、計算記録機構が内蔵されており、前記Ｃ
ＣＤカメラ１５の位置信号を受信し、距離の計ｎ６己録
を行うと共に、パルスドライバ２６を介してパルスモー
タ５により測定器２を所定角度に旋回制御し、また開閉
制御部２７に信号を送タシャッター８の開閉制御を行う
。
なお、前記のシャッター８および開閉制御部２７にかえ
て、第６図に示すパルスモータ２３によシ回転駆動され
るチョッパ２２としてもよいＯ 〔作 用〕 つぎに本装置の測定方法について説明する。
て、第６図に示すパルスモータ２３によシ回転駆動され
るチョッパ２２としてもよいＯ 〔作 用〕 つぎに本装置の測定方法について説明する。
第８図は本装置ｌを掘削中のトンネル３０内に据付けた
状態を示す側面図、第９図はその正面図であり、測定器
２をトンイ・ル３０内の所定位置に水平にかつレーザ光
線６がトンネル３０の掘進方向と一致するように据付け
る。第１０図、第１１図は計算方法の説明図でるる。
状態を示す側面図、第９図はその正面図であり、測定器
２をトンイ・ル３０内の所定位置に水平にかつレーザ光
線６がトンネル３０の掘進方向と一致するように据付け
る。第１０図、第１１図は計算方法の説明図でるる。
レーザ発光器７よ多発光したレーザ光像６はミラー９の
反射点１２にて反射し、レーザ光線６に直角のレーザ投
射線１１の方向に投射し、トン坏ル断面３１上に光点３
２を生ずる。
反射点１２にて反射し、レーザ光線６に直角のレーザ投
射線１１の方向に投射し、トン坏ル断面３１上に光点３
２を生ずる。
この場合、カメラ中心線１６はレーザ光線６に対し角、
＜ １８．１７．１２のふシ角度θを保ち据付けられて
おＬ ’ｉ７’ｖｃｃＤカメラ１５は受光面２１の長さ
ｎに対応する視角θ′を有しておシ、受光面２１の一端
部３３に対応するレーザ投射線１１との交点を３３ａ、
他端部３４に対応する交点１３４ａとし、ミラー９０反
射点１２よりの距離ヲ夫々１２．３３ａ＝Ｌ、 ＋ １
２．３４ａ＝Ｌ。
＜ １８．１７．１２のふシ角度θを保ち据付けられて
おＬ ’ｉ７’ｖｃｃＤカメラ１５は受光面２１の長さ
ｎに対応する視角θ′を有しておシ、受光面２１の一端
部３３に対応するレーザ投射線１１との交点を３３ａ、
他端部３４に対応する交点１３４ａとし、ミラー９０反
射点１２よりの距離ヲ夫々１２．３３ａ＝Ｌ、 ＋ １
２．３４ａ＝Ｌ。
とすれはｓ （Ｌｘ Ｌｌ）の長さが測定器２の測
定範囲であり、１友交点１７と反射点１２の長さ１２．
１７＝ｘとすれば、夫々Ｌ１．Ｌ、はθ′ Ｌ、 ＝ ｚ −ｔａｎ （θ−一） ・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（ａＪにて表わすこ
とができる。
定範囲であり、１友交点１７と反射点１２の長さ１２．
１７＝ｘとすれば、夫々Ｌ１．Ｌ、はθ′ Ｌ、 ＝ ｚ −ｔａｎ （θ−一） ・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（ａＪにて表わすこ
とができる。
ここでトンネル断面３１４での測足岨脳即ち１２．３２
′に／とじ、光点３２に対応する受光面２１上の受光点
１ｔ３２ａとし、一端部３３よりの長さを３３ 、３＝
＝３＝ａ ＝ ｎ’ とすれは、ミラー９の反射点１２
よりトンネル断面３１までの距離はｎ′ １＝Ｌ１＋（Ｌ、−Ｌｌ）Ｘ −・・’・’−・・・−
”・（Ｃ）にて表わすことができる。
′に／とじ、光点３２に対応する受光面２１上の受光点
１ｔ３２ａとし、一端部３３よりの長さを３３ 、３＝
＝３＝ａ ＝ ｎ’ とすれは、ミラー９の反射点１２
よりトンネル断面３１までの距離はｎ′ １＝Ｌ１＋（Ｌ、−Ｌｌ）Ｘ −・・’・’−・・・−
”・（Ｃ）にて表わすことができる。
この（ａ） 、 （ｂ） 、 （ｃ）式にてθ、θ’
＋ Ｘ ＋ Ｌｌ ＋ Ｌ＠およびｎは既知の値であシ
、計算機２５に記憶し、受光点３２ａまでの長さｎ′の
値全位置信号として計算機２５に入力すれば、ミラー９
の反射点１２即ち測定器２よυトンネル壁面３１までの
距離ｌ！全計算することができる。
＋ Ｘ ＋ Ｌｌ ＋ Ｌ＠およびｎは既知の値であシ
、計算機２５に記憶し、受光点３２ａまでの長さｎ′の
値全位置信号として計算機２５に入力すれば、ミラー９
の反射点１２即ち測定器２よυトンネル壁面３１までの
距離ｌ！全計算することができる。
本装ｋｌは、測定するトンネル断面３１の凹凸が大きく
、レーザ投射＠１１が乱反射され、また作業雰囲気が悪
く光点３２の測定が困難になる場合に対処して、レーザ
発光部７ａの近傍にシャッター８ｔ−取付け、レーザ光
線６ｔ−間歇的に投射するＬうにして、レーザ投射線１
１の投射時と遮光時の光点３２のコントラストの差を計
算機２５にで読みと）、光点３２を適確に把握して測定
精度を向上する０ レーザ光線６を間歇的に発光する装置は、第６図に示し
たパルスモータ２３により駆動されるチョッパ２２を使
用してもよい。この場合チョッパ２２を通過するレーザ
光像６はチョッパ２２の羽根２２ａにより通過、遮光が
繰返され、レーザ光線は間歇的に投射され、シャッター
８と同じ作用効果を呈する。
、レーザ投射＠１１が乱反射され、また作業雰囲気が悪
く光点３２の測定が困難になる場合に対処して、レーザ
発光部７ａの近傍にシャッター８ｔ−取付け、レーザ光
線６ｔ−間歇的に投射するＬうにして、レーザ投射線１
１の投射時と遮光時の光点３２のコントラストの差を計
算機２５にで読みと）、光点３２を適確に把握して測定
精度を向上する０ レーザ光線６を間歇的に発光する装置は、第６図に示し
たパルスモータ２３により駆動されるチョッパ２２を使
用してもよい。この場合チョッパ２２を通過するレーザ
光像６はチョッパ２２の羽根２２ａにより通過、遮光が
繰返され、レーザ光線は間歇的に投射され、シャッター
８と同じ作用効果を呈する。
以上の方法にて一定方同の画定が完了すれば、計算機２
５エクパルスドライバ２６に信号を送シ、パルスモータ
５により６Ｉ１１定器２を所定角度旋回して次の測定を
行う０この測定を順？：に繰返してトンネル３０を断面
方向に一定角度毎に測定して断面形状を算出作図し、こ
の測定値を掘削計画値と比較して切羽作菓ヘフィードバ
ックすることにより適ｖｉな掘削作業２進めることがで
きる。
５エクパルスドライバ２６に信号を送シ、パルスモータ
５により６Ｉ１１定器２を所定角度旋回して次の測定を
行う０この測定を順？：に繰返してトンネル３０を断面
方向に一定角度毎に測定して断面形状を算出作図し、こ
の測定値を掘削計画値と比較して切羽作菓ヘフィードバ
ックすることにより適ｖｉな掘削作業２進めることがで
きる。
本発明は、レーザ光像、−子結曾素子カメラおよび計算
機を便用し、シャッターまたはチョッパによりレーザ光
線を断続しているので、掘削中のトンネル壁面の凹凸や
作業雰囲気に影響金堂けることなりトンネル断面の広い
範囲にわたり、正確迅速に測定ができ、切羽作業の効率
を向上することができるトンネルの断面測定装置である
。
機を便用し、シャッターまたはチョッパによりレーザ光
線を断続しているので、掘削中のトンネル壁面の凹凸や
作業雰囲気に影響金堂けることなりトンネル断面の広い
範囲にわたり、正確迅速に測定ができ、切羽作業の効率
を向上することができるトンネルの断面測定装置である
。
第１図は装置の構成および測定器の内部を説明するＳｉ
ｌ＋断面の図面、第２図は第１図のＡ−Ａ部断面図、第
３図は第１図のＢ−Ｂ部所面図、第４図は第１図のＣ−
Ｃ部断面図、第５図は電子結合素子カメラの内部構造図
、第６図はチョッパの正面図、第７図は計算機および制
＃部のブロック接続図、第８図は測定方法を説明する側
面図、第９図は第８図の正面図、第１Ｏ図。 第１１図は測定計算方法を説明する図面である０１・・
・測定装置 ２・・・測定器 ４・・・架台フレーム
５．２３・・・パルスモータ ６・・・レーザ光
線 ７・・・レーザ発光器 ８・・・シャッター
９・・・ミラー １１・・・レーザ投射線１５・・
・電子結合素子カメラ（ＵＣＩ）カメラ）１６°°°カ
メラの中心線 ２０・・・受光板２５・・・計算機
２７・・・開閉制御部出 願 人 株式会社 間
組第２図 第４図 第５ｆｉｉＱ 第６＝ フ 第７図 第１ 第９図 手わ゛ｄ袖正：！Ｆ（自発） 昭＋ｕ５９年１２１１３日
ｌ＋断面の図面、第２図は第１図のＡ−Ａ部断面図、第
３図は第１図のＢ−Ｂ部所面図、第４図は第１図のＣ−
Ｃ部断面図、第５図は電子結合素子カメラの内部構造図
、第６図はチョッパの正面図、第７図は計算機および制
＃部のブロック接続図、第８図は測定方法を説明する側
面図、第９図は第８図の正面図、第１Ｏ図。 第１１図は測定計算方法を説明する図面である０１・・
・測定装置 ２・・・測定器 ４・・・架台フレーム
５．２３・・・パルスモータ ６・・・レーザ光
線 ７・・・レーザ発光器 ８・・・シャッター
９・・・ミラー １１・・・レーザ投射線１５・・
・電子結合素子カメラ（ＵＣＩ）カメラ）１６°°°カ
メラの中心線 ２０・・・受光板２５・・・計算機
２７・・・開閉制御部出 願 人 株式会社 間
組第２図 第４図 第５ｆｉｉＱ 第６＝ フ 第７図 第１ 第９図 手わ゛ｄ袖正：！Ｆ（自発） 昭＋ｕ５９年１２１１３日
Claims (1)
- 測定用筒体内の中央部に開閉制御部を有するシャッター
を備えたレーザ発光器を設け、前記筒体先端部付近に前
記レーザ発光器よりのレーザ光線に対して直角にレーザ
投射線を投射するミラーを取付け、前記筒体内の他端部
にレーザ光線に対して直角に取付けた受光板を内蔵した
電子結合素子カメラの中心線がレーザ光線と交叉するよ
うに装着した測定器を架台フレームに内蔵されたパルス
モータにより所定角度に旋回可能に支承させ、電子結合
素子カメラ、パルスモータおよび開閉制御器と夫々制御
回路により、レーザ投射線を前記カメラにて受像して距
離を計算記録する計算機に接続してなるトンネルの断面
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20941484A JPS6188105A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | トンネルの断面測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20941484A JPS6188105A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | トンネルの断面測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6188105A true JPS6188105A (ja) | 1986-05-06 |
Family
ID=16572484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20941484A Pending JPS6188105A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | トンネルの断面測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6188105A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01265110A (ja) * | 1988-04-18 | 1989-10-23 | Iseki Tory Tech Inc | 管路の検査装置 |
| JPH03108602A (ja) * | 1989-09-22 | 1991-05-08 | Takuwa:Kk | 構造物断面形状測定装置 |
| JPH06235637A (ja) * | 1992-06-10 | 1994-08-23 | Nishimatsu Constr Co Ltd | セグメントの自動測定装置および自動測定方法 |
| JP2004101190A (ja) * | 2002-09-04 | 2004-04-02 | Hitachi Ltd | 管渠内面形状測定装置及び測定方法 |
| CN104833339A (zh) * | 2015-04-15 | 2015-08-12 | 安徽理工大学 | 一种巷道断面稳定性测量评价系统及方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5337457A (en) * | 1976-09-18 | 1978-04-06 | Iwatsu Electric Co Ltd | Distance measuring device |
| JPS60213811A (ja) * | 1984-04-09 | 1985-10-26 | Tokyu Constr Co Ltd | トンネル断面自動計測装置 |
-
1984
- 1984-10-05 JP JP20941484A patent/JPS6188105A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| JPH03108602A (ja) * | 1989-09-22 | 1991-05-08 | Takuwa:Kk | 構造物断面形状測定装置 |
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