JPS6197506A - 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
- Publication number
- JPS6197506A JPS6197506A JP22015984A JP22015984A JPS6197506A JP S6197506 A JPS6197506 A JP S6197506A JP 22015984 A JP22015984 A JP 22015984A JP 22015984 A JP22015984 A JP 22015984A JP S6197506 A JPS6197506 A JP S6197506A
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- Japan
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- tunnel
- section
- camera
- light
- laser
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- 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トンネル断面寸
法を計測し断面形状を測定算出する断面測定装置に関す
るものである。
法を計測し断面形状を測定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、日光線を使用したトンネルの断面
測定器では、測定器の発光部と受光部の測定角度が固定
されているのでトンネルの１断面のみしか測定が行えず
、掘進方向に連続してトンネル断面を測定する場合はそ
の都度測定器を移動しなければならないという問題があ
シ、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、測定器の発光部と受光部の測定角度が固定
されているのでトンネルの１断面のみしか測定が行えず
、掘進方向に連続してトンネル断面を測定する場合はそ
の都度測定器を移動しなければならないという問題があ
シ、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、掘削中のトンネルの断面測定において、測定
器を移動することなく掘進方向の広範囲に亘υ正確迅速
にトンネル断面の測定ができる断面測定装置を提供する
。
器を移動することなく掘進方向の広範囲に亘υ正確迅速
にトンネル断面の測定ができる断面測定装置を提供する
。
本発明は、測定用筒体内の中央部にレーザ光線を発光す
るレーザ発光器を、取付け、かつ前記筒体先端部付近に
モータと角度発信器とを備えたミラーを前記レーザ光線
に対して所定の角度にてレーザ投射線を投射するように
取付け、さらに前記筒体内の他端部にレーザ光線に対し
て平行に設けた受光板を内蔵した電子結合素子カメラを
前記カメラの中心線がレーザ光線と直交するように取付
けて測定器を構成し、前記測定器を架台フレームに内蔵
され九パルスモータにより所定角度に旋回可能に支承し
、前記モータ。
るレーザ発光器を、取付け、かつ前記筒体先端部付近に
モータと角度発信器とを備えたミラーを前記レーザ光線
に対して所定の角度にてレーザ投射線を投射するように
取付け、さらに前記筒体内の他端部にレーザ光線に対し
て平行に設けた受光板を内蔵した電子結合素子カメラを
前記カメラの中心線がレーザ光線と直交するように取付
けて測定器を構成し、前記測定器を架台フレームに内蔵
され九パルスモータにより所定角度に旋回可能に支承し
、前記モータ。
角度発信器、電子結合素子カメラおよびパルスモータと
を夫々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
置である。
を夫々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
置である。
本発明の一実施例を図面によシ説明する。
第１図は断面測定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部断面図で
測定用筒体とレーザ発光器およびパルスモータの関係を
示す図面、第３図は第１図０Ｂ−Ｂ部断面図でミラーの
取付状態を示す図面、第４図は計算機および制御部のブ
ロック接続図である。
する側断面の図面、第２図は第１図のＡ−Ａ部断面図で
測定用筒体とレーザ発光器およびパルスモータの関係を
示す図面、第３図は第１図０Ｂ−Ｂ部断面図でミラーの
取付状態を示す図面、第４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、断面測定装置１は測定器２および計算機２
０により構成し、測定器２は所定長さを有する筒体形状
をなし、軸受３ ａ ｅ ３ ｂにて架台フレーム４に
水平に支承し、第２図に示すパルスモータ５によシベル
ト５ａを介して所定角度に旋回制御される。測定器２の
筒体山中前記レーザ光Ｉ！７を所定の角度にてトンネル
断面にレーザ投射線１２を投射するミラー８を設ける。
０により構成し、測定器２は所定長さを有する筒体形状
をなし、軸受３ ａ ｅ ３ ｂにて架台フレーム４に
水平に支承し、第２図に示すパルスモータ５によシベル
ト５ａを介して所定角度に旋回制御される。測定器２の
筒体山中前記レーザ光Ｉ！７を所定の角度にてトンネル
断面にレーザ投射線１２を投射するミラー８を設ける。
ミラー８はレーザ投射線１２がレーザ光線７に対して俯
仰するようにミラー軸９によシ測定器２の筒体に水平に
軸止し、ミラー軸９の両端部にモータ１０および角度発
信器１１を結合し、モータ１０によシミラー８を回転駆
動してレーザ投射線１２の方向を制御すると共に、ミラ
ー８の角度を角度発信器１１にて検知する。
仰するようにミラー軸９によシ測定器２の筒体に水平に
軸止し、ミラー軸９の両端部にモータ１０および角度発
信器１１を結合し、モータ１０によシミラー８を回転駆
動してレーザ投射線１２の方向を制御すると共に、ミラ
ー８の角度を角度発信器１１にて検知する。
測定器２内の他端部に電子結合素子カメラ１３（Ｃｈａ
ｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ Ｃａｍｅｒａ
、以下単にＣＣＤカメラと称する）をカメラ中心線１４
が前記レーザ光線７と直交し、またレーザ投射線１２と
も交点１８にて交叉するように取付け、ＣＣＤカメラ１
３内部には受光面１６が前記レーザ光線７に平行に即ち
、カメラ中心線１４に直角になるように受光板１５を取
付ける。この受光面１６は多数の光センサー素子の集合
体で形成され、所定の入射角でＣＣＤカメラ１３に入射
した光点３０を受光面１６にて受像し、前記入射角を受
光面１６上の位置信号に置換えて後述する計算機２０に
出力する。
ｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ Ｃａｍｅｒａ
、以下単にＣＣＤカメラと称する）をカメラ中心線１４
が前記レーザ光線７と直交し、またレーザ投射線１２と
も交点１８にて交叉するように取付け、ＣＣＤカメラ１
３内部には受光面１６が前記レーザ光線７に平行に即ち
、カメラ中心線１４に直角になるように受光板１５を取
付ける。この受光面１６は多数の光センサー素子の集合
体で形成され、所定の入射角でＣＣＤカメラ１３に入射
した光点３０を受光面１６にて受像し、前記入射角を受
光面１６上の位置信号に置換えて後述する計算機２０に
出力する。
第４図に示す計算機２０には、等速呼比し記憶機構、読
取専用メそり、計算記録機構を内蔵し、前記ＣＣＤカメ
ラ１３の位置信号と前記角度発信器１１の角度信号とを
受信してトンネル断面の距離の計算記録を行うと共に、
パルスドライバ１７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、またモータ１０を駆動し
、ミラー８を所定の俯仰角度に回転制御する。
取専用メそり、計算記録機構を内蔵し、前記ＣＣＤカメ
ラ１３の位置信号と前記角度発信器１１の角度信号とを
受信してトンネル断面の距離の計算記録を行うと共に、
パルスドライバ１７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、またモータ１０を駆動し
、ミラー８を所定の俯仰角度に回転制御する。
つぎに本装置の測定方法について説明する。
第５図は断面測定装置１を掘削中のトンネル２５内に据
付けた状態を示す側面図、第６図はその正面図であシ、
測定器２をトンネル２５内の所定位置にかつレーザ光線
６がトンネル２５の掘進方向と一致するように据付ける
。第７図は計算方法の説明図、第８図はＣＣＤＣＣカメ
ラ１３用説明図である。
付けた状態を示す側面図、第６図はその正面図であシ、
測定器２をトンネル２５内の所定位置にかつレーザ光線
６がトンネル２５の掘進方向と一致するように据付ける
。第７図は計算方法の説明図、第８図はＣＣＤＣＣカメ
ラ１３用説明図である。
レーザ発光器６よシ発光したレーザ光＠７はミラー８に
て反射し、所定の俯仰角度ψにてレーザ投射線１２の方
向に投射し、トンネル断面２６上に光点（演１１定点）
３０を生ずる。ＣＣＤカメラ１３の中心線１４はレーザ
光線７に直交し、即ちトンネル断面２６に対しても直交
しており、ＣＣＤカメラ１３は受光面１６の長さｎに対
応する視角θａを有しておυ、受光面１６の一端部３１
に対応するトンネル断面２６上の交点を３１ａ１他端部
３２に対応する交点を３２ａとすれば３１ａ、３２ａが
測定器２のトンネル３０の掘進方向における測定範囲で
あシ、前記光点（測定点）３０が３１ａ、３２ａ内にあ
ればトンネル断面測定が可能であり、レーザ反射線３５
は入射角θでＣＣＤカメラ１３に入射し、受光面１６上
の受光点３０ａにて受光する。
て反射し、所定の俯仰角度ψにてレーザ投射線１２の方
向に投射し、トンネル断面２６上に光点（演１１定点）
３０を生ずる。ＣＣＤカメラ１３の中心線１４はレーザ
光線７に直交し、即ちトンネル断面２６に対しても直交
しており、ＣＣＤカメラ１３は受光面１６の長さｎに対
応する視角θａを有しておυ、受光面１６の一端部３１
に対応するトンネル断面２６上の交点を３１ａ１他端部
３２に対応する交点を３２ａとすれば３１ａ、３２ａが
測定器２のトンネル３０の掘進方向における測定範囲で
あシ、前記光点（測定点）３０が３１ａ、３２ａ内にあ
ればトンネル断面測定が可能であり、レーザ反射線３５
は入射角θでＣＣＤカメラ１３に入射し、受光面１６上
の受光点３０ａにて受光する。
ここでＣＣＤカメラ１３の受光点中心３３の座標をｘ＝
０．ｙ＝Ｏとしこの点を測定基準点とし、レーザ光線７
方向をＸ軸、ＣＣＤカメラ中心線１４方向をｙ軸、測定
器２のＣＯＤカメラ中心線１４からミラー８の反射点３
４までの長さをｌとし、トンネル断面２６上の光点（測
定点）３０の座標を（ｘｔ、）’ｘ）とすれば、レーザ
投射線１２の方程式は ｙ ＝ ＜１−ｘ）ｔａｎψ ・・・・・・・・・
・・・・・・ （ａ）にて表わされ、また測定点３０よ
り入射角θにス入射するレーザ反射＠３５の方程式は、
７ ＝ Ｘ ｔａｎθ ・・・・・・・・・
・・・・・・ ６）にて夫々表わされるので、光点（測
定点）３０は（ａ） 、 （ｂ）両式の連立方程式の解
として表わされ、即ち、 となる。
０．ｙ＝Ｏとしこの点を測定基準点とし、レーザ光線７
方向をＸ軸、ＣＣＤカメラ中心線１４方向をｙ軸、測定
器２のＣＯＤカメラ中心線１４からミラー８の反射点３
４までの長さをｌとし、トンネル断面２６上の光点（測
定点）３０の座標を（ｘｔ、）’ｘ）とすれば、レーザ
投射線１２の方程式は ｙ ＝ ＜１−ｘ）ｔａｎψ ・・・・・・・・・
・・・・・・ （ａ）にて表わされ、また測定点３０よ
り入射角θにス入射するレーザ反射＠３５の方程式は、
７ ＝ Ｘ ｔａｎθ ・・・・・・・・・
・・・・・・ ６）にて夫々表わされるので、光点（測
定点）３０は（ａ） 、 （ｂ）両式の連立方程式の解
として表わされ、即ち、 となる。
上記（ｃ） 、 （ｄ）式においてｌは既知の値であり
、角度ψはミラー８の回動角度として回動角度発信器１
１により検知され、レーザ反射線３５の入射角θはＣＣ
Ｄカメラ１３の受光面１６上の受光点３０ａの位置信号
ｎ′として検知され、計算機２０に入力して「ｘｌ」即
ち測定基準点である受光点中心３３よシ光点（測定点）
３０までのトンネル掘進方向の距離と、 ｒｙｔｊ即
ちレーザ光、線７からトンネル断面２６上の光点（測定
。
、角度ψはミラー８の回動角度として回動角度発信器１
１により検知され、レーザ反射線３５の入射角θはＣＣ
Ｄカメラ１３の受光面１６上の受光点３０ａの位置信号
ｎ′として検知され、計算機２０に入力して「ｘｌ」即
ち測定基準点である受光点中心３３よシ光点（測定点）
３０までのトンネル掘進方向の距離と、 ｒｙｔｊ即
ちレーザ光、線７からトンネル断面２６上の光点（測定
。
点）３０ｔでの寸法を夫々計算することができる０
以上の方法により１測定点の計測が完了すれば計算機２
０よりパルスドライバ１７に信号を送シ、パルスモータ
５によシ測定器２を所定角度旋回して次の計測を行い、
この計測を属人繰返してトンネル２５の一断面の測定を
行い、ついでミラー８用のモータ１０にてミラー８を所
定角度回転し、光点（測定点）３０をトンネル３０の掘
進方向に移動し、再ひ上記の計測を繰返してトンネル断
面の測定を行う。以上の如くにしてＣＣＤカメラ１３の
測定範囲（３１ａ、３２ａ間）に亘シ順次断面測定を行
い、断面形状を測定作図し、この測定値を掘削計画値と
比較して切羽作業へフィードバックすることにより適確
な掘削作業を進めることができる０ 〔発明の効果〕 本発明は、広範囲の角度にレーザ光線を投射するミラー
と電子結合素子カメラを備えているので、トンネルの断
面測定において測定器を移動することなく掘進方向の広
範囲に亘り正確迅５ 速にトンネル断面測定ができ、
測定効率が格段と向上し適確な切羽作業を行うことがで
きる。
０よりパルスドライバ１７に信号を送シ、パルスモータ
５によシ測定器２を所定角度旋回して次の計測を行い、
この計測を属人繰返してトンネル２５の一断面の測定を
行い、ついでミラー８用のモータ１０にてミラー８を所
定角度回転し、光点（測定点）３０をトンネル３０の掘
進方向に移動し、再ひ上記の計測を繰返してトンネル断
面の測定を行う。以上の如くにしてＣＣＤカメラ１３の
測定範囲（３１ａ、３２ａ間）に亘シ順次断面測定を行
い、断面形状を測定作図し、この測定値を掘削計画値と
比較して切羽作業へフィードバックすることにより適確
な掘削作業を進めることができる０ 〔発明の効果〕 本発明は、広範囲の角度にレーザ光線を投射するミラー
と電子結合素子カメラを備えているので、トンネルの断
面測定において測定器を移動することなく掘進方向の広
範囲に亘り正確迅５ 速にトンネル断面測定ができ、
測定効率が格段と向上し適確な切羽作業を行うことがで
きる。
第１図は断面測定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部断面図、
第３図は第１図のＢ−Ｂ部断面図、第４図は計算機およ
び制御部のブロック接続図、第５図はトンネル内におけ
る測定方法を説明する側面図、第６図は第５図の正面図
、第７図は計算方法の説明図、第８図はＣＣＤカメラの
作用説明図である。 １・・・断面測定装置 ２・・・測定器 ４・・・
架台フレーム ５・・・パルスモータ ６・・・レ
ーザ発光器 ７・・・レーザ光線 ８・・・ミラー
１０・・・モータ １１・・・角度発信器 １２・
・・レーザ投射線 １３・・・電子結合素子カメラ（
ＣＣＤカメラ） １４・・・カメラの中心線１５・
・・受光板 ２０・・・計算機比 願 人 株式
会社 間 組第１図 ８２函 第３図 第４図 第５図 す 第６図 第７図
する側断面の図面、第２図は第１図のＡ−Ａ部断面図、
第３図は第１図のＢ−Ｂ部断面図、第４図は計算機およ
び制御部のブロック接続図、第５図はトンネル内におけ
る測定方法を説明する側面図、第６図は第５図の正面図
、第７図は計算方法の説明図、第８図はＣＣＤカメラの
作用説明図である。 １・・・断面測定装置 ２・・・測定器 ４・・・
架台フレーム ５・・・パルスモータ ６・・・レ
ーザ発光器 ７・・・レーザ光線 ８・・・ミラー
１０・・・モータ １１・・・角度発信器 １２・
・・レーザ投射線 １３・・・電子結合素子カメラ（
ＣＣＤカメラ） １４・・・カメラの中心線１５・
・・受光板 ２０・・・計算機比 願 人 株式
会社 間 組第１図 ８２函 第３図 第４図 第５図 す 第６図 第７図
Claims (1)
- 測定用筒体内の中央部にレーザ光線を発光するレーザ発
光器を取付け、かつ前記筒体先端部付近にモータと角度
発信器とを備えたミラーを前記レーザ光線に対して所定
の角度にてレーザ投射線を投射するように取付け、さら
に前記筒体内の他端部にレーザ光線に対して平行に設け
た受光板を内蔵した電子結合素子カメラを前記カメラの
中心線がレーザ光線と直交するように取付けて測定器を
構成し、前記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し、前記モータ
、角度発信器、電子結合素子カメラおよびパルスモータ
とを夫々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 |
|---|---|---|---|
| JP22015984A JPS6197506A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | トンネルの断面測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22015984A JPS6197506A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | トンネルの断面測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197506A true JPS6197506A (ja) | 1986-05-16 |
Family
ID=16746808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22015984A Pending JPS6197506A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | トンネルの断面測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197506A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01210815A (ja) * | 1987-02-04 | 1989-08-24 | Michel Paramythioti | 三次元測量装置 |
| CN101886914A (zh) * | 2010-06-13 | 2010-11-17 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 地下工程围岩位移实时观测装置 |
| CN102135414A (zh) * | 2010-12-29 | 2011-07-27 | 武汉大学 | 围岩位移计算方法 |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP22015984A patent/JPS6197506A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01210815A (ja) * | 1987-02-04 | 1989-08-24 | Michel Paramythioti | 三次元測量装置 |
| CN101886914A (zh) * | 2010-06-13 | 2010-11-17 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 地下工程围岩位移实时观测装置 |
| CN102135414A (zh) * | 2010-12-29 | 2011-07-27 | 武汉大学 | 围岩位移计算方法 |
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