JPS62282220A - 中小口径推進工法における先導管の変位測量装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 この発明は、大きくても口径がφ１０００位、小さいも
のはφ２００位の下水道管やカス管などの敷設下！１９
に使用される中小１」径推進工法において、先導管のＸ
−Ｙ変位量を常時Δ１１呈して計画線上を止確に推進す
るように適ｕＪな方向修正に寄与せしめる変位量測量装
置に係り、さらにいえば、既知の小間隔で配置した２個
の輝点をテレビカメラで撮影し七の映像に甚く演算処理
により常時変位量を自動ａｌｌｌ量する装置に関する。

従来の技術 ■　下水道管やガス管などの小口径管を推進工法で敷設
する場合に、計画線上を推進するように先導管に適切な
方向修正を行なうことが重要である。このだめの測置方
法ないし変位測量装ことして従来最も一般的な手段は、
例えば特開昭５６−８５０９１号公報又は特開昭６０−
１９２０８７号公報に記載され、かつ第１図に略示して
いるように、先導管ａ内に目盛を付けたターゲットｂを
１没置し、これを発進側立坑Ｃ内に設置したトランシッ
トｄで規準し、目視により変位量を計測するようにして
いた。この変位測量の結果に広いて、方向修正装置の操
作により先導管ａに付設した首振り用の各ジヤノキｅ・
・・をＪ！ｉすＪに駆動し方向修正を行なうのである。

■　−歩進んだ測量方法ないし変位測量装置としては、
例えば特開昭５５−１４２８９７号公報に記載されてい
るように、上記第１図のトランシットｄをレーザー発振
器に置き換えて計画線に合致したレーザー光線を発振さ
せ、これを先導管のターゲットに照射しめ、その照射位
置は先導管の直後に続くバックアップパイプ内に設置し
たテレビカメラで撮影し、立坑内又は地上のテレビ受像
画面に映して変位量をｘ＋Ｉｌ量することも行なわれて
いる。

■　あるいは先導管内に設置した透明又は半透Ｉｌｌの
ターゲットの背後側にテレビカメラを設置し、レーザー
光線の照射位とをターゲットの雲側から撮影する測量方
法も公知である（＃開閉５３−１７３６８号公報）。

■　次に、特願昭６０−１１９７４号明１細書及び図面
に記載されたシールド機の自動測量装置は、大径のシー
ルドトンネルエ１１（に使用されるもので、シールド機
に設置された３個の輝点を三角形の各頂点位置に配置し
て成るターゲットとｆ寸１記ターゲットを後方から撮影
するテレビカメラ及び自動゛測距計から成る検出部と、
撮影したターゲットの３個の輝点の映像信号に基いてシ
ールド機の位置や姿勢、向き（計画線に対するずれ、ピ
ンチング角２ヨーイング角など）を１３ｔ！算処理する
データ処理部とで構成されている。

本発明が解決しようとする問題点 （Ｉ）　　上記■のよう１こ側量員がいちいちトランシ
ットｄをのぞいてターゲラｈｂの目盛りを読み変位量を
把握する測量方法の場合は、この測量員が推進機オペレ
ータと連絡をとり合って推進施工と方向修正とを行なう
ため、２人の専従員が不可欠であり、省力化、省人化が
できない、しかも、精度の高い施工及び方向修正を行な
うためには、両ｖメ従ｌに豊富な経験＋　２Ａ練と、連
絡の確かさが要求され、その良し悪しが施工精度を左右
する。

ちなみに、１ｌｌｌｌ　量Ｃ’ｌは立坑Ｃ内で４１１１
量を行ない、その結果を地上の推進機オペレータ１こ伝
達しなければならないので、両者間の連絡はとり難く、
非能率的である。

（ＩＩ　）　　上記■又は■のようにテレビカメラを利
用したｌ１ｌｌｌ量方法は、テレビ受像機を推進機オペ
レータの傍に設置することにより、ａｌｌｌ　Ｍｍをオ
ペレータが兼ねることも可能であるぐらいにａｌｌｌ　
ｍ　ｍとオペレータの連絡を緊密に能率良く行なうこと
はできる。しかし、テレビ受像画面上の計、１１１１で
は計画線に対する変位の方向とか大きさの程度は知得で
きるけれども、具体的かつ正確なＸ−Ｙ変位量としては
計測できない、実際上は目ａｔＯで読み取るか又は一定
の方式で換算するほかないので、精度の高い施工や方向
修正に十分なものとはいえない欠点があった。

さらに重大なことは、テレビカメラ等の精布な検出部を
先導管又はこれに後続するパンクアップパイプ内に設置
するため衝愁や汚泥等によって７ｒＪ損し故障し易いし
、そうでなくても施工中の機器メンテナンスが全くでき
ないという欠点がある。

七の上、中小口径省の推進工法の場合は、ターゲットア
ルいはテレビカメラ等の検出部を設Ｆａ　ｔ　ルスペー
スの確保が極めて困難で、口径によっては実施１＋（能
な場合も往々にして起るという問題点がある。

（ＩＩＩ）　　上記■の自動測量装置の場合は、計画線
に対する変位の方向及び変位量をデータ処理によって具
体的かつ正確に測量することができる。

但し、この自ＩＥ’Ｊ　ａｌ’ｌ　量装置は、大径のシ
ールド機用であり、したがって口径が１ｍ以下の中小口
径管の推進工法用としてはターゲットが大きすぎる。

し、これを規準する検出部の据付はスペースも確保しが
たく、実施可脂性はないに等しい。

また、シールド工法は、曲線状の施工を含むため計画線
に対するずれ（変位量）だけでなくピッチング角、ヨー
イング角、ローリング角などもΔ１１定する必要があり
、このため上記■の自動ａｌｌｌ量装置こは３個の輝点
より成るターゲットを使用し、その複雑な座標処理によ
って必要な変位量等を算出する構成になっているが１本
来直線的にしか施工されない推進」二法用としてはこの
ａｌｌｌｌｌｌ取方法位測定装置を採用実施するへき格
別の必要性がない、もっと簡単で小形の安価なものが望
まれるのである。

問題点を解決するための手段 上記従来技術の問題点を解決するための手段として、こ
の発明に係る中小口径推進工法における先導管の変位Ｉ
ＩＩＩｌ量装置は、第２図と第３図に実施例を示したと
おり。

（イ）　所定の間隔文で配置した２個の発光タイオード
（ＬＥＤ）の如き輝点１．１から成り、推進機の先導管
３内に設置されたターゲット２と。

（ロ）　推進機の発進側立坑４に設置され１１１記ター
ゲツト２を撮影するテレビカメラ５及びこれを取付けた
トランシット６などから成る検出部と１（ハ）　前記Ｔ
Ｖカメラ５で撮影したターゲ７）２の２個の輝点１，１
の映像信号に基いてその座標位置データをデジタル出力
する移動物体位置計測装置７及びこれによるデジタル出
力に基いて先導管３の計画線に対するＸ−Ｙ変位量を演
算処理するパーソナルコンピコ、−夕の如き演算処理装
置８などから成るデータ処理部とにより構成した。

なお、具体的な実施態様として、前記のデータ処理部は
、演算処理装置８の演算結果を画像表示するＣＲＴディ
スプレイ９及び印刷表示するプリンタ１０並びに磁気記
録により保存するフロンビイディスク１１を含む構成と
される。

また、データ処理部の演算処理装置８は、推進機の自〃
Ｊ推進及び方向修正装置と接続し、推進及び方向修正の
全自動制御を行なえる構成ともされ得る。

作　　　　　用 ターゲット２は、２個の輝点１，１が先導管３の中心線
と直角な垂直面（ｘ−ｙ面）内に位こするように先導管
３に設置し、これを推進計画線上又はこれと平行な直線
上に据付けたトランシー／　トロに取付けたテレビカメ
ラ５により撮影する。即ち、ターゲット２は２ｃｍ角程
度にきわめて小さく、これを後方のＴＶカメラ５で視べ
１できるだけのスペースが確保されれば実施’ｎｆ能で
あるから、中小口Ｐ１．管の推進工法に適用性が高い。

そして、テレビカメラ５の映像信号を移動物体位置計測
装置７ヘインプツトすると、移動物体（輝点１．１）の
重心位置が１テレビフレーム毎に計４１１され、そのデ
ータがデジタル出力として演算処理装置８へ出力される
。同時に、２個の輝点１．１の映像信号は、モニターテ
レビ１２のＸ。

ｙ座標画面（単位ドツト）に視認可能に表示される。

ｍ記移動物体位置計、１ｌｌｌ装置７による２個の輝点
１．１のデジタル出力は演算処理装置８に人力され、演
算処理により先導管３の計画線番こ対するＸ−Ｙ変位量
（単位ａｍ＋）が算出される。これが１ｌｌｌ！　；、
′Ｌ値であり、それはＣＲＴディスプレイ９に画像表示
されるし、プリンタ１０で印刷表示することもでき、ま
たフロッピィディスク１１に磁気記録して保存もされる
。

従って、演算処理装置８で求められたＸ　−Ｙ　変位量
を基に推進機オペレータが方向修正の指示を与えると、
先導管３のずれを正確に零に修正することができる。

特に、この１１１ＩＩ量はリアルタイム（例えば１／３
ｏ秒ことの計ΔＩＩＩ）で行なわれるので、このΔｌ−
量結果を方向修正にフィードバックすることにより高精
度の施工を可能ならしめる。

なお、上記演算処理装置８で得た変位量は、直接に推進
機及び方向修正装置のドライバーユニット等へ人力し、
もって推進ジヤツキ、方向修正ジャ、午のフィードバッ
ク制−を行なうことにより自動推進、自動方向修正によ
る全自動制御を行なうことも可能である。

実施例 次に、第２図に示したこの発明の詳細な説明する。

ターゲット２を構成する２個の輝点１，１は通常発光タ
イオード（ＬＥＤ）で構成され、これらは例えば２ｃｍ
位の既知の小間隔文で配置されている。このターゲラ）
・２は、第２図に示したように先導管３内において後方
の発進側立坑４に１役置したテレビカメラ５で規準し易
い位置に、しかも同先導管３の中心線に対して直角な垂
直面（Ｘ−Ｙ座標面）内に前記２個の輝点１，１を設置
した構成とされている。また、２個の輝点１，１は略水
千線上に対峙する配ことなるようにも設置されている。

ちなみに、ターゲット２に２個の輝点１．１を使用した
理由は、先導管３の絶対変位量を把握検出するためであ
る。即ち、１個の輝点だけでは、変位方向は検出できて
も、絶対変位量を割出すことができない、しかし、２個
以上の多数の輝点は必要としないのである・ 発進側立坑４内に据付けたトランシット６は、推進計画
線上又はこれと平行な直線上に設こし、これに工業用の
テレビカメラ５が取付けられている。

テレビカメラ５で撮影したターゲット２０２個の輝点１
，１の映像信号は、移動物体位：ｄ計測装置７へ人力し
、もって同輝点１，１のｘ、ｙ座標位こがデジタル出力
とされる。

また、移動物体位置計Ｊ＋ｌＩ装置７へ入力した前記輝
点１．１の映像信号は、モニターテレビ１２の画面にｍ
３図のように表示される。即ち、左側ノ輝点Ａの座標は
（ＸＩ、！／１）、右側の輝点Ｂの座標は（Ｘ２．！／
２）（単位はそれぞれドツト）としてｌ−１視される。

よって、中点Ｍの座標は（Ｘｌ　・ｙａ）となる。左右
の輝点Ａ、ＢがＸ軸に対して若干類いているのは、先導
管３にローリングが生じていることを、・ユ味する。

ところで、移動物体位置計ΔＩＩ＋装置７は、テレビカ
メラ５でとらえた２個の輝点１，１の映像信号に基き、
同輝点１．１の重心位置をＬテシビフレーム毎（＋／３
０秒毎）にＢｔ　ａｌｌｌ　Ｉ、そのデータ（座標位置
）をデンタル出力する（動きを有するものであり、輝点
１．１を自動追跡しながら計Δ１１１シ位と情報のリア
ルタイム性を発揮するものである。

この移Ｖ」物体位器計ａｕ装近７のデジタル出力（Ｍ点
Ａ、Ｂの座ビｊ位置）は、演算処理袋：δとしてのパー
ソナルコンピュータ８に入力される。このパーソナルコ
ンピュータ８は前記２個のｉｌ１点Ａ、Ｂのｘ、ｙ座標
データに基いて先導管３０計画線に対するずれ、即ちＸ
−Ｙ変位量（単位ｆｆ１Ｉりを演算で求める。七〇Ｘ−
Ｙ変位量の計算方法は次に説明するとおりである。

即ち、移動物体位置計３１４７内における撮像された２
個の輝点Ａ、Ｂのｘ、ｙ座標をそれぞれ上述の如＜Ａ（
ｘ＋　　、Ｙｌ）、Ｂ（Ｘ７　　、！／２）とすると、
移動物体位置計測装置７内における撮像されたＡＢ間の
距Ｍ文′は、 文’＝　　　ｘ２−ＸＩ　　　＋ （Ｙ２−ｙ＋　）　？・・・（１） また、同上の輝点Ａ、Ｂの中点ＭのＸａ、ｙ・嘗座標は
、 ｘｓ　＝Ｘ１　＋Ｘ２／２−　（２） Ｙ＊　＝’ｌ＋　＋７２／２・・・（３）したがって、
先導管３のＸ−Ｙ変位量は、Ｘ＝ｘｍＸ交／文′・・・
（４） Ｙ；ｙｌＩＸ文／見′・・・（５） で求めることができる。

上記（４）、（５）式（７）Ｘ−Ｙ変位量は、ＣＲＴデ
ィスプレイ９に画像表示されるほか、プリンタ１０で印
刷表示もでき、かつフロッピィディスク１１に磁気記録
して保存もされる・ 従って、推進機オペレータは、上記パーソナルコンピュ
ータ８が演算して求めたＸ−Ｙ変位量（４１１量値）を
基に、２個の輝点Ａ、Ｂの中点Ｍがトランシット６の中
心点（第３図のｘ−Ｙ座標の原点＝推進計１ＩＩｊ線）
に一致するように方向修正ジヤツキ（第１図のシャツ＋
ｅ参照）の操作や余児量の；Ａ！！ｉなどで方向修正コ
ントロールをすることになる。

異なる実施態様 上記パーソナルコンピュータ８は推進ジヤツキ、方向修
正ジヤツキの制御用ドライバーユニット１３と接続し、
パーソナルコンピュータ８の演算結果は直接制御用ドラ
イバーユニットへ入力し、かつ各ジヤツキのフィードバ
ック制御を行なうことにより完全自動制御を行なうこと
ができる。・ 本発明が奏する効果 以上に実施例と併せて詳述したとおりであって、この発
明に係る中小口径推進工法における先導管の変位測量装
置によれば、ターゲット２が非常に小さい構成で、口径
が１ｍ以下の中小口径先導管３内にも容易にスペースを
確保して設置できるほか、これを発進側立坑４内のテレ
ビカメラ５で視僧し撮影することも容易なので、管口径
が小さいことによる制約、支障をほとんど受けないで変
位測量ができる。

また、先導管３内には２個の輝点１，１より成るターゲ
ット２を設置するにすぎないので、故障の心配がないし
、施工中の測量機器メンテナンスは立坑４及び地上側に
おいて極めて容易に行なえるのである。

その上、データ処理部における変位量の４算方法は、２
個の輝点１．１の位置座標の処理と中点Ｍの位置座標を
求めるだけの極めて単純な方法で行なわれるから、移動
物体位首計３Ｉｌｌ装：！１７及び演算処理装置８も比
較的低級なものでよく、経済的である。

そして、推進距離が長くなっても、テレビカメラ５で撮
影した映像信号（輝点Ａ、Ｂの長さ〕にのみ基いて正確
に演算できるので５側量精度が極めてｊグ１１い。

しかも、先導管３の変位の向きのみならずＸ−Ｙ変位ｉ
ｊ１．を具体的数（ｆｉ　（単位ａｍ）で、３１１１量
できるので、これを方向修正コントロールにフィード八
ツクすることにより高ｊ１１／度の推進施工に寄与、シ
得るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来一般の変位量測量装置を潴示した概念図、
第２図はこの発明に係る変位ＭｌＩ量装コをブロック線
ｉ多との併合で示した説明図、第３図はモニター画面の
一例を示した説ＩＪＩＩ図である。 第１図 第３図 手続補正書（方式） 昭和６１年９月　、−３日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【１】（イ）所定の間隔（ｌ）で配置した２個の輝点（
   １）（１）から成り、先導管（３）に設置されたターゲ
   ット（２）と、 （ロ）発進側立坑（４）に設置され前記ターゲット（２
   ）を撮影するテレビカメラ（５）及びこれを取付けたト
   ランシット（６）などから成る検出部と、 （ハ）ＴＶカメラ（５）で撮影したターゲット（２）の
   ２個の輝点（１）（１）の映像信号に基いてそのデータ
   をデジタル出力する移動物体位置計測装置（７）及びそ
   のデジタル出力に基いて先導管（３）の計画線に対する
   Ｘ−Ｙ変位量を演算処理する演算処理装置（８）などか
   ら成るデータ処理部と、 により構成されていることを特徴とする、中小口径推進
   工法における先導管の変位測量装置。 【２】特許請求の範囲第１項に記載したデータ処理部は
   、演算処理装置（８）の演算結果を画像表示するＣＲＴ
   ディスプレイ（９）及び印刷表示するプリンタ（１０）
   及び磁気記録により保存するフロッピイディスク（１１
   ）を包含していることを特徴とする、中小口径推進工法
   における先導管の変位測量装置。 【３】特許請求の範囲第１項に記載したデータ処理部の
   演算処理装置（８）は、推進機の自動推進及び方向修正
   装置と接続されていることを特徴とする、中小口径推進
   工法における先導管の変位測定装置。