JPH0520965Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は管渠のうねり状態を計測するための装
置に関する。

〔従来の技術〕

埋設管等の管渠は、例えば下水管渠の場合埋設
の深さが浅いので地盤の不同沈下・地震・輪荷
重・工事・土質等種々の外的原因が重なつて経時
的に管の偏平・変形・割れ等が発生し、また、管
渠施設には経時的に土砂・廃棄物等が滞積し、管
渠網の機能低下、さらには閉塞に至る場合もあ
る。

さらに管渠施設に当初設計した勾配と逆勾配の
現象・中だるみ現象等種々の変化が発生する。

これら現象の発生した管渠は、管渠の材料力学
的見地からみると、管渠劣化対策として、管渠の
入れ取替えから単なる補修・補強まで種々の手段
があり、管渠の劣化の程度によつていずれかの手
段を選択しなければならず、前記劣化の程度を正
確に知る必要がある。

また、管渠施設の水理学的立場からみると、下
水流量・流速低下による管渠網の機能低下、さら
に、有害ガス発生による管渠の腐食の有無等を知
る必要がある。

このような場合大径管であれば、計測者が管内
に入り計測できるが、小径管では計測者が管内に
入つて計測することができない。

そこで、計測者がマンホール内に入り、管口付
近は目視や巻尺による簡単な測定を行ない、奥行
きは鏡に光をあて、目視観察を行ない、勾配の変
化については、マンホール間にピアノ線などを緊
張し、目視検査する便宜的方法が採用されてい
た。

また、最近では管内カメラを搭載した自走車に
よつて、管渠施設全線を目視観察ができるように
なつた。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記従来の手段では、管渠の勾
配の変化状況や不陸状態を数量的かつ全体的に把
握することは不可能であり、管渠劣化対策のため
の判断材料となる正確なデータを得ることはでき
ない。

本考案は前記事項に鑑みなされたものであり、
計測者の入ることのできない小口径管渠施設の不
陸状態等を少なくとも１スパンのマンホール間に
ついて連続的に精度良く計測でき、管渠の全体的
な状態を表示させることができるようにした計測
装置を得ることを技術的課題とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は半透明板からなるターゲツト２５と、
このターゲツト２５に照射されたレーザービーム
の位置を感知する撮影手段２２とを備えた管内自
走車１と、 管渠の軸方向の離れた位置から前記ターゲツト
２５にレーザービームを放射できるレーザービー
ム発生器３０と、 前記撮影手段２２からの信号を入力する入力手
段７０と、 この入力手段７０の後段に設けられ、前記ター
ゲツト２５に照射されたレーザービームの位置の
Ｘ及びＹ方向の変位より管渠の直線性を算出する
演算手段７１と、 この演算手段７１に接続され、演算手段７１か
ら出力された前記管渠の直線性を可視的図形を出
力する図形出力手段７２とを具備して管渠内計測
装置とした。

〔作用〕

本考案はマンホール６２近くの管渠６０内に管
内自走車１を配置し、この管内自走車１の撮像手
段２２とターゲツト２５を結ぶ直線が略管渠６０
の中心線上に位置するように調節し固定する。

そして、近傍のマンホール６３にてレーザービ
ーム発生器３０を、略管渠６０の中心に位置する
ようにして設置し、レーザービームをターゲツト
２５のターゲツトセンター２６付近に放射し、こ
のターゲツト２５に照射されたレーザービームの
光点を裏面側より撮像手段２２で撮影する。

そして、管内自走車１を前進させながら引き続
き撮影するか、又は一定距離毎に管内自走車１を
停止させてターゲツト２５のレーザービームの光
点を撮影し、管渠６０内のターゲツト２５の各位
置における光点のずれを計測する。

そうすると、管渠６０に不陸状態例えば中だる
み現象等が存在する場合には、管渠６０を構成す
る各単管及び各部位の傾斜度によつて、ターゲツ
ト２５上の光点が移動する。

このため、撮影手段２２からの信号は随時変動
するが、この信号を入力手段７０、演算手段７１
及び図形出力手段７２で処理することにより管渠
６０の全体像が可視的情報として出力される。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図乃至第１０図に
基づいて説明するが、管内自走車１についてはそ
の構造についても詳細に言及する。

まず、管内自走車１は車体の前後に誘導輪と駆
動輪を設置し、この誘導輪と駆動輪の間に無限軌
導体を張架したものであり、前後方向に走行で
き、本出願人らがさきに出願した特願昭58−
207128号の管内面塗装装置と同様のものである。

この管内自走車１の前部寄りの上部には、２本
の前部フレーム６と２本の後部フレーム７が下部
ねじ８で軸着され、そして、この４本のフレーム
は前方に倒れた水平位置から上方に垂直に延びる
位置まで、90度の範囲内で所望の位置に固定でき
るようになつており、この前部フレーム６と後部
フレーム７の先端部には機器取付台５が、前記し
た４本のフレームが固定される所望の位置で、固
定できるようになつている。

前記構造により、機器取付台５は、管内自走車
１の上方の高い位置と、管内自走車１の前方の低
い位置の間の所望の位置で、水平状態に保持され
たまま固定できるようになつている。

また、機器取付台５には前方に延出する固定フ
レーム１０を設け、この固定フレーム１０にはタ
ーゲツト固定フレーム１１を取り付け、ターゲツ
ト固定フレーム１１には半透明アクリル板からな
るターゲツト２５が取り付けてあり、ターゲツト
２５にはターゲツトセンター２６を通り縦方向及
び横方向に目盛が設けてある。

そして、機器取付台５には走行方向に向かつて
レーザービームを放射できるレーザービーム発生
器１７を取り付けるとともに、スライドフレーム
１４を取り付け、このスライドフレーム１４には
原動機として形成した回転手段２０に連結した回
転ミラー１９が取り付けてあり、この回転ミラー
１９は、前記レーザービーム発生器１７と結ぶ線
に対し45度傾斜して取り付けてあり、レーザービ
ームを直角に反射するように形成してある。さら
に、この回転ミラー１９とレーザービーム発生器
１７は管渠６０の偏平度計測用の機器である。

また、別のレーザービーム発生器３０を管内自
走車１から離れた前方に設置し、前記ターゲツト
２５にレーザービームを放射するように形成して
ある。

そして、管内自走車１には走行距離検出手段２
が装着してあり、この走行距離検出手段２は光学
式エンコーダーを使用し、車輪の回転によりエン
コーダーを回転させ、予めデータ取り込みのため
設定したパルス数と一致した時に信号を出力する
ようになつており、録画再生データ処理タイミン
グ用として使用する。

前記走行距離検出手段２からの信号及び撮影手
段２２からの信号は入力アナログ信号をデジタル
信号として出力する入力手段７０に入力され、こ
の入力手段７０の後段には演算手段７１が設けら
れている。

この演算手段７１は、マイクロコンピユータで
構成され、前記ターゲツト２５に照射されたレー
ザービームの位置のＸ及びＹ方向の変位より管渠
の直線性を算出するものである。

この演算手段７１の後段には図形出力手段７２
が接続されており、演算手段７１から出力された
前記管渠の直線性を可視的図形で出力するもので
ある。

この図形出力手段７２としてはCRTデイスプ
レイ、XYプロツタ等を用いることができる。

これら入力手段７０に入力され、この入力手段
７０の後段には演算手段７１が設けられている。
この演算手段７１は、マイクロコンピユータで構
成され、前記ターゲツト２５に照射されたレーザ
ービームの位置のＸ及びＹ方向の変位より管渠の
直線性を算出するものである。

これら入力手段７０、演算手段７１、図形出力
手段７２は実際の装置では第１０図に示すよう
に、モニター３５を備えた処理器４３・走行距離
装置４１・スケーラー装置４２・画像処理装置３
７・インターフエイス３８・コンピユータ５１か
らなる計測器３４になつており、VTR３６が前
記画像処理装置３７に接続されている。

このVTR３６は撮影手段２２からの信号を直
接、または前記画像処理装置３７及びコンピユー
タ５１で処理された映像を記録するためのもので
ある。

前記計測器３４は、管内自走車１に搭載した計
測用機器とケーブル４５で連結されている。

次に、データ処理システムについて説明する。

画像処理装置３７はVTR３６の画像信号をメ
モリーし、レーザー光の線光点をアナログレベル
で判別し、画面との位置等を出力するものであ
る。例えばモニター３５上の黒部分を0V、白の
部分を＋5Vと出力する。モニター３５上は細い
升目となつており、縦、横の番地が決つているの
で、その番地と電圧とを出力する。

コンピユーター５１は画像処理により、出力さ
れた番地をソフトを使用してＸ，Ｙ座標を読み、
各座標の電圧レベルを判別し、レーザー光の線光
等を読取りメモリーする。

更にソフトウエアによつて縮小率を入力し、任
意の寸法でデイスプレイし、プリントアウト図形
の製作等を行なう。

インターフエイス３８は画像処理部出力をコン
ピユーターに合わせ出力する。画像処理モニター
５０は画像処理後の映像を表示するものであり、
CRT３９はコンピユーターによつて処理された
データ、図形等をデイスプレイし、プリンター４
０はCRTにデイスプレイされたデータをプリン
トするものである。

この管渠内計測装置で管渠６０内の不陸状態・
中だるみ現象等を計測するには、マンホール６２
から管内自走車１と計測用機器の取り付けられた
機器取付台５を搬入し、管渠６０内で組立て、タ
ーゲツト２５のターゲツトセンター２６及び撮像
手段２２であるTVカメラのレンズの中心が管渠
６０の略中心に位置するように、前・後部フレー
ム６，７を位置させて上・下部ねじ９，８を締め
付けて固定して行なう。そして、近傍のマンホー
ル６３から搬入したレーザービーム発生器３０
を、略管渠６０の中心に位置するように設置す
る。

そして、前記作用の項で述べたようにしてター
ゲツト２５に照射されたレーザービームの光点を
撮像手段２２のTVカメラで撮影し、モニター３
５の画面に映し出し、管内自走車１の走行に伴う
ターゲツト２５の各位置における各光点の移動
量・方向をVTRに録画し、計測装置によつて解
析する。

また、現場において手動計測を行なうには、第
６図に示すように、Ｘ−Ａ，Ｙ−Ａのカーソルに
よつて光点の移動量を計測し、縮小率を掛け、ス
ケーラー装置４２に実寸で表示された値を読み取
る。

以下、具体的測定例につき第７図及び第８図に
基づいて説明する。

まず、管渠６０に中弛みがない場合において
は、レーザービーム発生器３０から管渠６０内に
照射されたレーザービームは第７図Ａに示すよう
に、ターゲツトセンター２６の中央に照射され
る。

前記撮像手段２２はこのビームスポツトＳを撮
像し、ビームスポツトＳの部分を白レベル、これ
以外の部分は黒レベルを出力し、この信号は
VTR３６に記録される。

ここで、管渠６０に縦方向の中弛みがあつたと
きは管内自走車１の進行に伴つてビームスポツト
ＳがＸ軸上を移動し、中弛みの深部では第７図Ｂ
に示す位置となる。

一方、管渠６０に横方向の曲折があつた場合に
はビームスポツトＳは管内自走車１の進行に伴つ
てＹ軸上を移動し、例えば第７図Ｃに示す位置と
なる。

このようにVTR３６に記録されたデータに基
づいて、Ｘ軸Ｙ軸の交点から前記ビームスポツト
Ｓまでの距離を算出すれば管渠６０の中弛み状態
を知ることができる。

以上のようにして測定した結果を前記走行距離
検出手段２からの距離データと合わせ、画像処理
装置３７で解析すると、第８図に示すように、管
渠６０内自走車１の位置に対する管渠６０の中弛
み状態を表示させることができ、補修すべき箇所
の発見が容易となる。

以下に不陸状態となつている管渠の傾斜が計測
可能となる理由を示す。第９図に示すように、基
点Ａ（例えばマンホール６２）から管内自走車が
l₁（単管L₁上）だけ進んだ地点でa₁というデータ
が得られ、更にl₂（単管L₂上）進んだ地点ではa₂
というデータが得られるとするなら距離l_o（単管
L_o上）ではa_oのデータとなる。マンホール間６
２，６３に亘つて各データを計測すれば、 a₁の座標（x₁，y₁）は x₁＝l₁cos（tan^-1a₁／l₁） y₁＝a₁cos（tan^-1a₁／l₁） で表され、座標a_o（x_o，y_o）での一般式は x_o＝x_o-1＋√（l_o ²＋a_o ²−y_o-1 ²）−a_osin〔tan^-1a
_o／l_o−tan^-1y_o-1／√（l_o ²＋a_o ²−y_o-1 ²）〕 y_o＝a_ocos〔tan^-1a_o／l_o−tan^-1y_o-1／√（l_o ²＋a_o
²−y_o-1 ²）〕 となる。管渠の蛇行状態も同様である。

該式より、計測システムによつて解析、プリン
ター４０に出力し、管渠の敷設状態を把握できる
ようになる。

そして、前記実施例では、機器取付台５を90度
の範囲で回動できる前・後部フレーム６，７で高
低所望の高さに固定できるように形成したが、こ
の高低所望の高さに固定できる装置としては、パ
ンタグラフ型で伸縮するもの、或は伸縮するフレ
ームを用いることができる。

〔考案の効果〕 本考案は撮影手段とターゲツトとを設けた管内
自走車を管渠内で走行させ、このターゲツトにレ
ーザービーム発生器からのレーザービームを照射
し、前記撮影手段からの出力信号から管渠の直線
性を算出するようにしたので、管渠のうねり状態
を全体像として視認でき、補修すべき箇所を容易
に発見できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の側面図、第２図は
その平面図、第３図はその一部の正面図、第４図
はその使用状態の側面図、第５図はクレーム対応
図、第６図はモニターを示す図、第７図はビーム
の照射位置を示す図、第８図は画像処理装置によ
り処理された映像を示す図、第９図は不陸状態の
計測について説明するための図、第１０図は処理
システムのブロツク図である。 １……管内自走車、２……走行距離検出手段、
２２……撮像手段、２５……ターゲツト、３０…
…レーザービーム発生器、６０……管渠、７０…
…入力手段、７１……演算手段、７２……図形出
力手段。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 半透明板からなるターゲツト２５と、 このターゲツト２５に照射されたレーザービー
   ムの位置を感知する撮影手段２２と、 走行距離検出手段２とを備えた管内自走車１
   と、 管渠の軸方向の離れた位置から前記ターゲツト
   ２５にレーザービームを放射できるレーザービー
   ム発生器３０と、 前記撮影手段２２からの信号及び走行距離検出
   手段２からの信号を入力する入力手段７０と、 この入力手段７０の後段に設けられ、前記ター
   ゲツト２５に照射されたレーザービームの位置の
   Ｘ及びＹ方向の変位より管渠の直線性を算出する
   演算手段７１と、 この演算手段７１に接続され、演算手段７１か
   ら出力された前記管渠の直線性を可視的図形とし
   て出力する図形出力手段７２とを備えていること
   を特徴とする管渠内計測装置。