JPH05306933A

JPH05306933A - 位置計測装置及び計測方法

Info

Publication number: JPH05306933A
Application number: JP13440492A
Authority: JP
Inventors: Kazumoto Futaki; 一元二木; Takahiro Kimura; 隆廣木村
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1992-04-28
Filing date: 1992-04-28
Publication date: 1993-11-19

Abstract

(57)【要約】【目的】外部磁界の影響を受けずに、ロ−リング回転が
生じても、正確な位置計測を行なう。【構成】互いに直交する３軸の光ファイバジャイロ１，
２，３を走行体６に配置する。１軸の光ファイバジャイ
ロ１をロ−リング角に検出用として使用し、他の２軸の
光ファイバジャイロ２，３でそれぞれ検出したピッチン
グ角とヨ−イング角を検出したロ−リング角で補正して
方位角と伏角を算出し、方位角と伏角及び走行体６の走
行距離から走行体６に位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は光ファイバジャイロを
使用した位置計測装置及び計測方法、特に測定精度の向
上に関するものである。

【０００２】例えばガス管や石油導管等の埋設管などに
ように外界から位置の計測が困難な配管系統の位置計測
には次ぎの方法が採用されている。

【０００３】（１）コンパスによる方位計と、水準器に
よる伏角計を搭載した走行体を管内に走行させながら、
地磁気水平成分の方向（南北方向）と走行体の水平成分
の方向との差から方位角を計測し、方位角と伏角及び走
行距離の計測値で位置を演算する方法。

【０００４】（２）方位角計測用と伏角計測用のメカニ
カルジャイロと、ロ−リング補正のサ−ボ機構を使用し
た走行体を管内に走行させ、走行体の進行方向を軸にし
て回転するロ−リングをサ−ボ機構で防止しながら方位
角と伏角及び走行距離を計測して位置を演算する方法。

【０００５】（３）メカニカルジャイロのかわりに光フ
ァイバジャイロを使用して方位角と伏角を計測して位置
を演算する方法。

【０００６】光ファイバジャイロの原理は、図６に示す
ように角速度ωで回転しているＮ回巻きの光ファイバコ
イル６１に光源６２から右回りと左回りのレ−ザ光を通
して位相検出器６３で検出すると、右回りと左回りの波
との間に位相差が生じる。この位相差は角速度ωと光フ
ァイバコイル６１の巻数Ｎに比例する。したがって位相
差を計測して時間積分すれば光ファイバコイル６１の角
度を演算することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記コンパスによる方
位角を計測する方法は、埋設管が鋼管のように磁性体で
構成されている場合には計測が不可能であり、ステンレ
ス管のように非磁性体で構成されている場合の計測にの
み限定される。また、埋設管の近傍に鉄筋やタンク等の
磁性体があると地磁気が乱れて、方位角を正確に計測す
ることはできない。

【０００８】また、メカニカルジャイロで方位角と伏角
を計測する場合は、回転体を使用するために、45度以上
の伏角になると計測ができなくなり、例えば湾曲した埋
設管の位置計測には使用できなかった。さらに、走行体
のロ−リングを防止するサ−ボ機構を有するために、走
行体が大きくなり、かつ複雑になってしまう。

【０００９】光ファイバジャイロを使用した方法はコン
パスによる方法と比べてに外部磁界の影響を全く受けず
に方位角を計測でき、かつ45度以上の伏角も計測でき
る。したがって鉄等の磁性体の近傍で伏角の大きい埋設
管の計測をすることができる。

【００１０】しかしながら光ファイバジャイロを搭載し
た走行体のロ−リングを防止するためにサ−ボ機構を使
用することから、走行体の構造が複雑になり大きさが大
きくなってしまう。また、走行体が管路を走行している
ときに、特に伏角の大きいところで急激なロ−リング回
転が生じると、サ−ボ機構の追従が困難になってしま
い、正確な位置計測ができなくなる場合もある。

【００１１】この発明はかかる短所を解消するためにな
されたものであり、外部磁界の影響を全く受けずに、か
つロ−リング回転が生じても、正確な位置計測を行なう
ことができる位置計測装置及び計測方法を得ることを目
的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る位置計測
装置は、３軸の光ファイバジャイロと距離計と処理装置
とを有し、３軸の光ファイバジャイロはそれぞれ回転角
度を計測するものであり、走行体に搭載され、進行方向
を軸として巻回されたファイバコイルと、進行方向に対
して直交しかつ互いに直交する方向の２軸に巻回された
ファイバコイルとを有し、処理装置は走行体の位置を演
算し記憶するものであり、サンプリング手段と位置演算
手段と記憶手段とを有し、サンプリング手段は３軸の光
ファイバジャイロで計測している回転角度と距離計で計
測している走行体の走行距離とを一定周期又は一定走行
距離毎にサンプリングし、位置演算手段はサンプリング
した３軸の回転角度と走行距離とから走行体の位置を演
算し、記憶手段は演算した走行体の位置を一定周期又は
一定走行距離毎に記憶することを特徴とする。

【００１３】またこの発明に係る位置計測方法は、走行
体に搭載され、互いに直交する３軸の光ファイバジャイ
ロで計測しているロ−リング角とピッチング角とヨ−イ
ング角及び距離計で計測している走行体の走行距離とを
一定周期毎にサンプリングし、前回サンプリングしたロ
−リング角α(ｎ−１)とピッチング角β(ｎ−１)とヨ−
イング角γ(ｎ−１)と、今回サンプリングしたロ−リン
グ角α(ｎ)とピッチング角β(ｎ)とヨ−イング角γ(ｎ)
と前回演算された方位角θy(ｎ−１)と伏角θz(ｎ−１)
から方位角θy(ｎ)と伏角θz(ｎ)を演算し、演算した方
位角θy(ｎ)と伏角θz(ｎ)と前回サンプリングした走行
距離Ｌ(ｎ−１)及び今回サンプリングした走行距離Ｌ
(ｎ)とから走行体の位置を演算することを特徴とする。

【００１４】方位角θy(ｎ)と伏角θz(ｎ)は、前回サン
プリングしたピッチング角β(ｎ−１)とヨ−イング角γ
(ｎ−１)と、今回サンプリングしたロ−リング角α(ｎ)
とピッチング角β(ｎ)とヨ−イング角γ(ｎ)とから下記
の数式１で演算する。

【００１５】

【数１】 θy(ｎ)＝θy(ｎ−１)＋[β(ｎ)−β(ｎ−１)]sinα(ｎ) −[γ(ｎ)−γ(ｎ−１)]cosα(ｎ) θz(ｎ)＝θz(ｎ−１)＋[β(ｎ)−β(ｎ−１)]cosα(ｎ) ＋[γ(ｎ)−γ(ｎ−１)]sinα(ｎ)

【００１６】また、走行体の位置変位量を直交座標系で
下記の数式２で演算し、演算した位置変位量ΔＸ(ｎ)，
ΔＹ(ｎ)，ΔＺ(ｎ)を前回位置Ｘ(ｎ−１)，Ｙ(ｎ−
１)，Ｚ(ｎ−１)にそれぞれ加算することにより、走行
体の位置Ｘ(ｎ)，Ｙ(ｎ)，Ｚ(ｎ)を演算する。

【００１７】

【数２】 ΔＸ(ｎ)＝[Ｌ(ｎ)−Ｌ(ｎ−１)］cosθy(ｎ)cosθz(ｎ) ΔＹ(ｎ)＝[Ｌ(ｎ)−Ｌ(ｎ−１)］sinθy(ｎ)cosθz(ｎ) ΔＺ(ｎ)＝[Ｌ(ｎ)−Ｌ(ｎ−１)］sinθz(ｎ)

【００１８】また、この発明の位置計測方法は、円筒容
器からなる走行体の内部に互いに直交する３軸の光ファ
イバジャイロを収納し、埋設管の位置を計測することを
特徴とする。

【００１９】このように埋設管の位置を計測する場合に
は、３軸の光ファイバジャイロの軸方向の初期設定を走
行直前の管入口で行ない、走行体を埋設管の入口側から
出口側に走行させて埋設管の位置を演算することが好ま
しい。

【００２０】また、走行体を走行させて、ロ−リング角
とピッチング角とヨ−イング角及び走行距離とを計測し
た後に、走行終了直後に３軸の光ファイバジャイロの軸
方向の終期設定を行ない、計測デ−タの順序を逆転して
埋設管の位置を演算しても良い。

【００２１】さらに、３軸の光ファイバジャイロの軸方
向の初期設定と終期設定を行ない、前進したときの位置
計測値と後退したときの位置計測値で誤差補正を行なっ
ても良い。

【００２２】

【作用】この発明においては、互いに直交する３軸の光
ファイバジャイロを走行体に配置し、そのうちの１軸の
光ファイバジャイロをロ−リング検出用として使用し、
他の２軸の光ファイバジャイロでそれぞれ検出したピッ
チング角とヨ−イング角を検出したロ−リング角により
補正して方位角と伏角を算出する。

【００２３】

【実施例】図１はこの発明の一実施例を示すブロック図
である。図に示すように、位置計測装置はＡ軸光ファイ
バジャイロ１とＢ軸光ファイバジャイロ２とＣ軸光ファ
イバジャイロ３と距離計４及び処理装置５とを有する。

【００２４】Ａ軸光ファイバジャイロ１とＢ軸光ファイ
バジャイロ２とＣ軸光ファイバジャイロ３は図２の走行
体６の構成図に示すように、走行体６に互いに直交して
配置されている。Ａ軸光ファイバジャイロ１は走行体６
の進行方向を軸（Ａ軸という）にして回転する角度であ
るロ−リング角を測定する。Ｂ軸光ファイバジャイロ２
は走行体４の進行方向に対して垂直な方向を軸（Ｂ軸と
いう）にして回転する角度であるピッチング角を測定す
る。Ｃ軸光ファイバジャイロ３はＡ軸とＢ軸にそれぞれ
垂直な方向を軸（Ｃ軸という）にして回転する角度であ
るヨ−イング角を測定する。距離計４は走行体６の走行
距離を測定する。

【００２５】処理装置５は走行体の位置を演算して記憶
するものであり、サンプリング手段７と演算手段８と記
憶手段９及び出力手段１０とを有する。サンプリング手
段７は３軸の光ファイバジャイロ１，２，３で計測して
いる走行体６の回転角度と距離計４で計測している走行
体６の走行距離とを一定周期又は一定走行距離毎にサン
プリングして記憶手段９に送り記憶させる。演算手段８
はサンプリングして記憶手段９に記憶した３軸の回転角
度と走行距離とから一定周期又は一定走行距離毎の走行
体６の位置を演算し、記憶手段９に記憶させる。出力手
段１０はＣＲＴ等の表示手段と記録手段を有し、記憶手
段９に記憶させた走行体６の位置を表示し記録する。

【００２６】上記のように構成された位置計測装置の動
作を説明するにあたり、まず、位置計測装置の原理を説
明する。

【００２７】例えばＡ軸光ファイバジャイロ１で計測し
たロ−リング角をα、Ｂ軸光ファイバジャイロ２で計測
したピッチング角をβ、Ｃ軸光ファイバジャイロ３で計
測したヨ−イング角をγとし、走行体６の方位角と伏角
をθy，θzとする。ここで走行体６がロ−リング角αだ
け回転したときの状態をＡ軸方向からみると、Ｂ軸光フ
ァイバジャイロ２とＣ軸光ファイバジャイロ３は図３に
示すようになる。そしてロ−リング角αをパラメ−タと
してピッチング角βとヨ−イング角γの変位をΔβ，Δ
γとし、方位角θy，伏角θzの変位をΔθy，Δθzとす
ると、方位角と伏角の変位Δθy，Δθzは変位Δβ，Δ
γの一次結合になり数式３で表わせる。

【００２８】

【数３】 Δθy＝Δβsinα−Δγcosα Δθz＝Δβcosα＋Δγsinα

【００２９】ここで、ｎ回目のロ−リング角，ピッチン
グ角，ヨ−イング角の測定値をα(ｎ)，β(ｎ)，γ(ｎ)
とし、初期値設定においてα(０)を零とし、β(０)が伏
角、γ(ｎ)が方位角になるように設定すると、方位角と
伏角のＮ回目の値θy(ｎ)，θz(ｎ)は数式３を変形する
ことにより次ぎの数式４で計算することができる。

【００３０】

【数４】 θy(ｎ)＝θy(ｎ−１)＋[β(ｎ)−β(ｎ−１)]sinα(ｎ) −[γ(ｎ)−γ(ｎ−１)]cosα(ｎ) θz(ｎ)＝θz(ｎ−１)＋[β(ｎ)−β(ｎ−１)]cosα(ｎ) ＋[γ(ｎ)−γ(ｎ−１)]sinα(ｎ)

【００３１】ここで走行体６が各測定を行なう間に走行
する距離をＬ(i)とすると、測定毎の走行体６の位置変
位量を直交座標Ｘ，Ｙ、Ｚで表わすと下記の数式５にな
る。

【００３２】

【数５】 ΔＸ(ｎ)＝[Ｌ(ｎ)−Ｌ(ｎ−１)］cosθy(ｎ)cosθz(ｎ) ΔＹ(ｎ)＝[Ｌ(ｎ)−Ｌ(ｎ−１)］sinθy(ｎ)cosθz(ｎ) ΔＺ(ｎ)＝[Ｌ(ｎ)−Ｌ(ｎ−１)］sinθz(ｎ)

【００３３】但し、Ｘは目標点の方位を軸にし、Ｙは目
標点の方位から直交した水平方向を軸とし、Ｚは鉛直方
向を軸にしたものである。

【００３４】この位置変位量ΔＸ(ｎ)，ΔＹ(ｎ)，ΔＺ
(ｎ)をｎ＝１からｎまでそれぞれ加算することにより、
ｎ回目の測定時の走行体の位置Ｘ(ｎ)，Ｙ(ｎ)，Ｚ(ｎ)
を得ることができる。

【００３５】次ぎに上記のようにＡ軸光ファイバジャイ
ロ１とＢ軸光ファイバジャイロ２及びＣ軸光ファイバジ
ャイロ３を配置した走行体６を、図４に示すように、モ
−タ１１につながれたリ−ル１４で牽引されるア−マド
ケ−ブル１２で案内しながら埋設管１３内を走行させて
走行体６の位置を計測する場合の動作を説明する。

【００３６】まず走行体６を埋設管１３の入口側に設置
してから、Ａ軸光ファイバジャイロ１とＢ軸光ファイバ
ジャイロ２及びＣ軸光ファイバジャイロ３を初期設定し
てから、走行体６を埋設管１３内に走行させる。このと
き距離計４は走行体６の走行距離を連続して計測してい
る。そして一定時間経過するか、走行体６の走行距離が
あらかじめ定めた一定距離に達するたびに、サンプリン
グ手段７はＡ軸光ファイバジャイロ１とＢ軸光ファイバ
ジャイロ２及びＣ軸光ファイバジャイロ３でそれぞれ計
測している走行体６のロ−リング角α(ｎ)とピッチング
角β(ｎ)とヨ−イング角γ(ｎ)をサンプリングして、そ
のときの走行距離Ｌ(ｎ)とともに記憶装置９に記憶させ
る。

【００３７】演算手段８は記憶装置９に一定走行距離毎
に記憶した走行体６のロ−リング角α(ｎ)とピッチング
角β(ｎ)とヨ−イング角γ(ｎ)のサンプリング値と、前
回サンプリングしたロ−リング角α(ｎ−１)とピッチン
グ角β(ｎ−１)とヨ−イング角γ(ｎ−１)とから、数式
４によりそのときの走行体６の方位角θy(ｎ)と伏角θz
(ｎ)を演算する。そして算出した方位角θy(ｎ)と伏角
θz(ｎ)と前回サンプリングした走行距離Ｌ(ｎ−１)及
び今回サンプリングした走行距離Ｌ(ｎ)とを用い、数式
５により前回サンプリングしてから今回サンプリングす
るまでの走行体６の位置変位量をΔＸ(ｎ)，ΔＹ(ｎ)，
ΔＺ(ｎ)を演算する。この位置変位量ΔＸ(ｎ)，ΔＹ
(ｎ)，ΔＺ(ｎ)を前回演算した走行体６の位置に加算し
て、今回サンプリングしたときの走行体６の位置座標Ｘ
(ｎ)、Ｙ(ｎ)，Ｚ(ｎ)を算出して記憶手段９に記憶させ
る。出力手段１０は記憶手段９に記憶されたサンプリン
グ毎の走行体６の位置座標Ｘ(ｎ)、Ｙ(ｎ)，Ｚ(ｎ)を順
次読みだして、その軌跡を表示手段に表示するとともに
記録手段で記録紙に記録する。

【００３８】このサンプリングと演算処理を走行体６が
埋設管１３の出口まで達するまで順次行ない、走行体６
の位置座標Ｘ(ｎ)、Ｙ(ｎ)，Ｚ(ｎ)を連続的に記録す
る。

【００３９】このようにして曲率40ｍで湾曲した埋設管
１３を上下方向に30ｍ接続し、その埋設管１３内に走行
体６を走行させながら埋設管１３の各位置を測定した結
果を図５に示す。図５において実線は計測値、点線は実
際値を示す。図に示すように走行体６を30ｍ走行させた
ときの実際値と計測値の差は、横方向で0.1ｍ、深さ方
向で0.2ｍであり、従来の測定方法と比べて実際値と計
測値の差を１／５以下に低減することができた。

【００４０】このように、各サンプリング毎にＡ軸光フ
ァイバジャイロ１で検出したロ−リング角α(ｎ)でＢ軸
光ファイバジャイロ２とＣ軸光ファイバジャイロ３でそ
れぞれ検出したピッチング角β(ｎ)とヨ−イング角γ
(ｎ)を補正して方位角θy(ｎ)と伏角θz(ｎ)を算出する
から、走行体６のロ−リングを防止するためのサ−ボ機
構を必要とせず、走行体６の小型化とその構造の簡易化
を図ることができる。

【００４１】また、走行体６が埋設管１３内を走行して
いるときに、伏角が大きいところで、走行体６に急激な
ロ−リング回転が生じても、そのときのロ−リング角α
(ｎ)でピッチング角β(ｎ)とヨ−イング角γ(ｎ)を補正
して方位角θy(ｎ)と伏角θz(ｎ)を算出するから、伏角
の大きい埋設管１３の位置や形状も計測することができ
る。したがって大きな曲率で湾曲した埋設管１３や、埋
設管１３の垂直な部分の位置や形状を精度良く計測する
ことができる。

【００４２】さらに、互いに直交する３軸の光ファイバ
ジャイロ１，２，３で走行体６の回転角度を計測するか
ら、磁性体の影響を受けることがなく、埋設管１３が鋼
管で形成されていたり、埋設管１３の近傍にタンクや鉄
筋等の磁性体があっても、その影響を受けずに埋設管１
３の位置や形状を計測することができる。

【００４３】なお、上記実施例は一定距離毎にロ−リン
グ角α(ｎ)，ピッチング角β(ｎ)，ヨ−イング角γ(ｎ)
をサンプリングした場合について説明したが、あらかじ
め定めた一定周期毎にロ−リング角α(ｎ)，ピッチング
角β(ｎ)，ヨ−イング角γ(ｎ)と走行距離Ｌ(ｎ)をサン
プリングしても良い。

【００４４】また、上記実施例は埋設管１３の入口でＡ
軸光ファイバジャイロ１とＢ軸光ファイバジャイロ２及
びＣ軸光ファイバジャイロ３の初期設定をした場合につ
いて説明したが、埋設管１３の入口側から一定距離又は
一定周期毎に順次ロ−リング角α(ｎ)，ピッチング角β
(ｎ)，ヨ−イング角γ(ｎ)と走行距離Ｌ(ｎ)をサンプリ
ングして記憶手段９に記憶しておき、走行体６が埋設管
１３の出口側に達したときのに、Ａ軸光ファイバジャイ
ロ１とＢ軸光ファイバジャイロ２及びＣ軸光ファイバジ
ャイロ３の終期設定を行なうようにしても良い。この場
合は終期設定をした後に、演算手段８で記憶手段９に記
憶されたサンプリング値を後入れ先出し方式で取りだし
て、計測デ−タの順序を逆転し、方位角θy(ｎ)と伏角
θz(ｎ)を算出して埋設管１３の位置を演算する。この
ように各光ファイバジャイロ１，２，３を終期設定する
ことにより、埋設管１３の一方の端部が閉ざされていた
りして、走行体６を例えば水圧や気圧で圧送し、圧送時
の走行距離の管理を正確にできないような場合にも、走
行体６を埋設管１３の閉ざされている部分から入口の方
に引出しながら走行距離を管理して埋設管１３の位置や
形状を計測することができる。

【００４５】また、Ａ軸光ファイバジャイロ１とＢ軸光
ファイバジャイロ２及びＣ軸光ファイバジャイロ３の初
期設定と、終期設定を行ない、走行体６が前進したとき
の位置計測値と後退したときの位置計測値で誤差補正を
行なうことにより、埋設管１３の位置をより高精度に計
測することができる。

【００４６】また、上記実施例は埋設管１３の位置と形
状を計測する場合について説明したが、推進用の掘削機
にＡ軸光ファイバジャイロ１とＢ軸光ファイバジャイロ
２及びＣ軸光ファイバジャイロ３を配置した走行体６を
取り付け、推進管の位置を計測しながら推進させること
により、湾曲している推進管であってもその位置と推進
方向を適切に制御することができる。

【００４７】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、互いに
直交する３軸の光ファイバジャイロを走行体に配置し、
そのうちの１軸の光ファイバジャイロをロ−リング検出
用として使用し、他の２軸の光ファイバジャイロでそれ
ぞれ検出したピッチング角とヨ−イング角を検出したロ
−リング角により補正して方位角と伏角を算出するよう
にしたから、走行体のロ−リングを防止するためのサ−
ボ機構を必要とせず、走行体の小型化とその構造の簡易
化を図ることができる。

【００４８】また、走行体が埋設管内を走行していると
きに、伏角が大きいところで急激なロ−リング回転が生
じても、そのときのロ−リング角α(ｎ)でピッチング角
β(ｎ)とヨ−イング角γ(ｎ)を補正して方位角θy(ｎ)
と伏角θz(ｎ)を算出するから、伏角の大きい埋設管の
位置や形状も計測することができる。したがって大きな
曲率で湾曲した埋設管や、埋設管の垂直な部分の位置や
形状を精度良く計測することができる。

【００４９】さらに、互いに直交する３軸の光ファイバ
ジャイロで走行体の回転角度を計測するから、磁性体の
影響を受けることがなく、埋設管が鋼管で形成されてい
たり、埋設管の近傍にタンクや鉄筋等の磁性体があって
も、その影響を受けずに埋設管の位置や形状を計測する
ことができる。

【００５０】また、埋設管の位置を計測する場合には、
３軸の光ファイバジャイロの軸方向の初期設定を走行直
前の管入口で行ない、走行体を埋設管の入口側から出口
側に走行させて埋設管の位置を演算することにより簡単
に埋設管の位置と形状を得ることができる。

【００５１】また、走行体を走行させて、ロ−リング角
とピッチング角とヨ−イング角及び走行距離とを計測し
た後に、走行終了直後に３軸の光ファイバジャイロの軸
方向の終期設定を行ない、計測デ−タの順序を逆転して
埋設管の位置を演算することにより、終端部が閉ざされ
ている埋設管の位置と形状を精度良く計測することがで
きる。

【００５２】さらに、３軸の光ファイバジャイロの軸方
向の初期設定と終期設定を行ない、前進したときの位置
計測値と後退したときの位置計測値で誤差補正を行なう
と、埋設管の位置と形状をより精度良く計測することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すブロック図である。

【図２】上記実施例の走行体の構成図である。

【図３】上記実施例の原理を示す説明図である。

【図４】上記実施例で埋設管の形状を測定するときの配
置図である。

【図５】上記実施例の測定結果を示す位置変位特性図で
ある。

【図６】光ファイバジャイロの原理図である。

【符号の説明】

１Ａ軸光ファイバジャイロ２Ｂ軸光ファイバジャイロ３Ｃ軸光ファイバジャイロ４距離計５処理装置６走行体７サンプリング手段８演算手段９記憶手段１０出力手段１３埋設管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３軸の光ファイバジャイロと距離計と処
理装置とを有する位置計測装置であって、３軸の光ファイバジャイロはそれぞれ回転角度を計測す
るものであり、走行体に搭載され、進行方向を軸として
巻回されたファイバコイルと、進行方向に対して直交し
かつ互いに直交する方向の２軸に巻回されたファイバコ
イルとを有し、処理装置は走行体の位置を演算し記憶するものであり、
サンプリング手段と位置演算手段と記憶手段とを有し、
サンプリング手段は３軸の光ファイバジャイロで計測し
ている回転角度と距離計で計測している走行体の走行距
離とを一定周期又は一定走行量毎にサンプリングし、位
置演算手段はサンプリングした３軸の回転角度と走行距
離とから走行体の位置を演算し、記憶手段は演算した走
行体の位置を一定周期毎に記憶することを特徴とする位
置計測装置。
【請求項２】走行体に搭載され、互いに直交する３軸
の光ファイバジャイロで計測しているロ−リング角とピ
ッチング角とヨ−イング角及び距離計で計測している走
行体の走行距離とを一定周期又は一定走行量毎にサンプ
リングし、前回サンプリングしたロ−リング角α(ｎ−
１)とピッチング角β(ｎ−１)とヨ−イング角γ(ｎ−
１)と、今回サンプリングしたロ−リング角α(ｎ)とピ
ッチング角β(ｎ)とヨ−イング角γ(ｎ)及び前回の方位
角θy(ｎ−１)と伏角θz(ｎ−１)とから方位角θy(ｎ)
と伏角θz(ｎ)を演算し、演算した方位角θy(ｎ)と伏角
θz(ｎ)と前回サンプリングした走行距離Ｌ(ｎ−１)及
び今回サンプリングした走行距離Ｌ(ｎ)とから走行体の
位置を演算することを特徴とする位置計測方法。
【請求項３】方位角θy(ｎ)と伏角θz(ｎ)を前回サン
プリングしたピッチング角β(ｎ−１)とヨ−イング角γ
(ｎ−１)と、今回サンプリングしたロ−リング角α(ｎ)
とピッチング角β(ｎ)とヨ−イング角γ(ｎ)とから下記
式 θy(ｎ)＝θy(ｎ−１)＋[β(ｎ)−β(ｎ−１)]sinα(ｎ) −[γ(ｎ)−γ(ｎ−１)]cosα(ｎ) θz(ｎ)＝θz(ｎ−１)＋[β(ｎ)−β(ｎ−１)]cosα(ｎ) ＋[γ(ｎ)−γ(ｎ−１)]sinα(ｎ) で演算する請求項２記載の位置計測方法。
【請求項４】走行体の位置変位量を直交座標系で下記
式により演算し、 ΔＸ(ｎ)＝[Ｌ(ｎ)−Ｌ(ｎ−１)］cosθy(ｎ)cosθz(ｎ) ΔＹ(ｎ)＝[Ｌ(ｎ)−Ｌ(ｎ−１)］sinθy(ｎ)cosθz(ｎ) ΔＺ(ｎ)＝[Ｌ(ｎ)−Ｌ(ｎ−１)］sinθz(ｎ) 演算した位置変位量ΔＸ(ｎ)，ΔＹ(ｎ)，ΔＺ(ｎ)をそ
れぞれ前回値Ｘ(ｎ−１)，Ｙ(ｎ−１)，Ｚ(ｎ−１)に加
算して走行体の位置Ｘ(ｎ)，Ｙ(ｎ)，Ｚ(ｎ)を演算する
請求項３記載の位置計測方法。
【請求項５】円筒容器からなる走行体の内部に互いに
直交する３軸の光ファイバジャイロを収納し、埋設管の
位置を計測する請求項２、３又は４記載の位置計測方
法。
【請求項６】３軸の光ファイバジャイロの軸方向の初
期設定を走行直前の管入口で行ない、埋設管の入口側か
ら出口側に走行させて埋設管の位置を演算する請求項５
記載の位置計測方法。
【請求項７】走行体が埋設管内部から引出されたとき
に３軸の光ファイバジャイロの軸方向の終期設定を行な
い、計測デ−タの順序を逆転して埋設管の位置を演算す
る請求項５記載の位置計測方法。
【請求項８】３軸の光ファイバジャイロの軸方向の初
期設定を走行直前の管入口で行ない埋設管内に前進さ
せ、埋設管の終端に達した後、走行体を後退させ、走行
終了直後に３軸の光ファイバジャイロの軸方向の終期設
定を行ない、前進したときの位置計測値と後退したとき
の位置計測値で誤差補正を行なう請求項５記載の位置計
測方法。