JPH0344598A - 方位角検出方法 - 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】 Ｌ　産業上の利用分野 本発明は、方位角検出方法に関して、特に、管状体内等
における曲折状態における方位角を、本体に固定された
レート積分ジャイロとサーボ加速度計により、高精度且
つ簡単に得るようにするための新規な改良に関する。

ｂ、従来の技術 従来、用いられていたこの種の方位角検出方法を採用し
たものとしては種々あるが、その中で、代表的なものと
して、第３図および第４図で示す本出願人が社内で製造
していた大曲り計測装置（特願平１−１５０９４号に開
示）のｎ４戊を開示することができる。

すなわち、第３図および第４図において、符号ｌで示さ
れるものは全体が円筒形をなすケーシングであり、この
ケーシング１内の一対の軸受２．３には、全体形状がほ
ぼ平板状をなすロールジンバル４が一対の回転軸４ａ、
４ｂを介して、ロール軸〈＾）を中心に回転自在に設け
られており、前記回転軸４ｂには、前記ケーシング１内
に固定されたモータ５のモータ軸５ａが結合されている
。

前記ロールジンバル４上には、加速度計６、−軸ジャイ
ロ７および水準器８が設けられ、この水準器８の出力信
号８ａが接続線からなる入力手段９を介してサーボアン
プ１０に入力され、このサーボアンプ１０の駆動信号１
０ａが前記モータ５に印加されている。

従来の穴曲り計測装置は、以上のように構成されており
、以下に、その動作について説明する。

前述の穴曲り計測装置２０を、ケーブルリール２１に巻
回されたケーブル２２で接続し、コントローラ２３と測
長器２４を用いて、土木工事で形成された小口径の穴の
中に進入させると、加速度計６によって傾斜角を得るこ
とができ、−軸ジャイロ７によって方位角を得ると共に
、水準器８からの出力信号８ａによってロール角を検出
し、サーボアンプ１０によってモータ５を作動させ、ロ
ールジンバル４の水平位置制御を行っている。

Ｃ１発明が解決しようとする課題 従来の穴曲り計測装置は、以上のように構成されていた
ため、次のような課題を有していた。

すなわち、この計測装置を計測すべき管状体内に走行さ
せた時、この管状体の助りや、計測装置の管壁への接触
等により、計測装置がローリングさせられる。

この計測装置がローリングすると、方位角計測のために
進行方向に対して鉛直方向に向けられている一軸ジャイ
ロの入力軸も同時にローリングし、この状態で方位角が
あった場合、この−軸ジャイロにより計測される方位角
は、ローリング角のｃｏｓｉｎに比例し、実際の方位角
よりも小なる値が計測されて誤差を生ずることになる。

このため、−軸ジャイロをジンバル上に取付け、水準器
およびモータ回路によりローリング方向の水平位置を検
出して、ジンバルを常にロール方向に対して水平状態と
し、−軸ジャイロの入力軸が進行方向に対して錯角方向
を向くように作動させていた。

しかしながら、前述のジンバル方式の堝き、水平からの
ローリング角を検出する水準器に電解ｌα検出器を使用
していたため、時定数が大きく、応答遅れを生じ、速い
変化に追従することが困難であった。

また、ローリングが速い場き、ある時間、ジンバルが傾
斜してしまうことがあると共に、水平位置にジンバルが
復帰した時に、オーバーシュートによりハンチングを生
ずると云うことがあり、ローリングに対する正確な補正
を行うことは極めて困難であった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされた
もので、特に、管状体内等におけるｔｉｌｌ折状態にお
ける方位角を、本体に固定されたレート積分ジャイロと
サーボ加速度計により、高精度且つ簡単に得るようにし
た方位角検出方法を提供することを目的とする。

８０課題を解決するための手段 本発明による方位角検出方法は、本体に固定されたレー
ト積分ジャイロと前記本体に設けられたサーボ加速度計
とにより方位角を検出する方法において、前記レート積
分ジャイロで検出される方位角速度を積分して方位角を
得る第１工程と、前記サーボ加速度計で絶対ロール角を
検出する第２工程と、前記絶対ロール角を検出した検出
角度で前記方位角を補正する第３工程とよりなる方法で
ある。

０１作　用 本発明による方位角検出方法においては、サーボ加速度
計により絶対ロール角を検出し、この検出角度によって
、レート積分ジャイロで検出される方位角速度を積分し
た方位角を補正することにより、正確な方位角を得るこ
とができる。

従って、絶対ロール角の検出角度が、常に原点蕩ヅ１動
作を迅速に繰り返すことができる機能を有するサーボ加
速度計によって得られているため、応答遅れを生じるこ
とがなく、速い変化にも迅速に追従することができる極
めて高精度の方位角検出を行うことができる。

ｆ、実施例 以下、図面と共に本発明による方位角検出方法の好適な
実施例について詳細に説明する。

尚、従来例と同−又は同等部分には、同一符号を１寸し
て説明する。

第１図および第２図は、本発明による方位角検出方法を
示すためのもので、第１図は断面図、第２図はブロック
図である。

図において符号１で示されるものは、全体形状がほぼ円
筒体をなす本体であり、この本体１内には、周知の構造
よりなるレート積分ジャイロ７Ａが、従来のようなジン
バルを介すことなく、本体１に取付体１ａを介して固定
して設けられている。

前記取付体１ａの他端部には、サーボ加速度計６Ａが設
けられており、前記レート積分ジャイロ７Ａの入力軸（
図示せず）は、本体１の進行方向に対して鉛直方向に向
けて設定されていると共に、前記サーボ加速度計は、加
速度を検出した時に作動する検出体く図示せず〉を直ち
に原点に戻す原点ｔｘ　帰動作をサーボアンプ６Ａａに
よって行うことができるように周知の手段により構成さ
れている。

前記レート積分ジャイロ７Ａから得られる方位角速度を
積分して得られた方位角７Ａａ、並びに、前記サーボ加
速度計６Ａで得られる絶対ロール角を検出して得られた
検出角度６Ａａは、補正回路２５に入力され、この補正
回路２５では、前記検出角度６Ａａで前記方位角７Ａａ
を補正することにより、正確な補正後方位角２５ａを得
ることができるように構成されている。

本発明による方位角検出方法は、前述したように構成さ
れており、以下に、その動作について説明する。

まず、前述の第１図および第２図に示される大曲り計測
装置ｔ２０を、ケーブルリール２１に巻回されたケーブ
ル２２で接続し、コントローラ２３と測長器２４を用い
て、土木工事で形成された小口径の穴の中に進入させる
と、レート積分ジャイロ７Ａによって検出された方位角
速度を積分して得られた方位角７Ａａが補正回路２５に
入力され、サーボ加速度計６Ａによって得られた絶対ロ
ール角を検出して得られた検出角度６Ａａが補正回路２
５に入力されている。

従って、この補正回路２５では、この検出角度６Ａａで
前記方位角７Ａａを補正することによって、正確な補正
後方位角２５ａを得ることができる。

また、前述のサーボ加速度１トロＡは、サーボアンプ６
Ａａによって、常に、加速度を検出するための振子等（
図示せず〉が、周知のトルカ−コイルを介して原点復帰
するように構成されているため、従来の水準器とは異な
り、常に、応答遅れの少ない、高速追随形の特性を有す
ることができる。

「９発明の効果 本発明による方位角検出方法は、以上のように構成され
ているため、次のような効果を有することができる。

すなわち、常に原点復帰する高速追随形のサーボ加速度
計から得られる絶対ロール角を検出した検出角度で、レ
ート積分ジャイロから得られる方位角を補正することに
より、常に正確な方位角を検出することができ、従来の
水準器から得られたロール角を検出した検出角度を用い
る検出方法に比較すると、極めて高精度の方位角を得る
ことができ、この方位角検出方法を用いた大曲り計測装
置においては、極めて高精度の大曲り計測を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明による方位角検出方法を
示すためのもので、第１図は断面図、第２図はブロック
図、第３図と第４図は従来例を示す構成図とブロック図
である。 ■は本体、６Ａはサーボ加速度計、６Ａａは検出角度、
７Ａはレート積分ジャイロ、７Ａａは方位角である。 代　　理　　人　　　曽　　　我　　　迫　　　照第２
図 第３図 ０ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 本体（１）に固定されたレート積分ジャイロ（７Ａ）と
   前記本体（１）に設けられたサーボ加速度計（６Ａ）と
   により方位角を検出する方位角検出方法において、 前記レート積分ジャイロ（７Ａ）で検出される方位角速
   度を積分して方位角（７Ａａ）を得る第１工程と、前記
   サーボ加速度計（６Ａ）で絶対ロール角を検出する第２
   工程と、前記絶対ロール角を検出した検出角度（６Ａａ
   ）で前記方位角（７Ａａ）を補正する第３工程とよりな
   ることを特徴とする方位角検出方法。