JPH07128079A - 管路計測方法 - Google Patents

管路計測方法

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JPH07128079A
JPH07128079A JP27471993A JP27471993A JPH07128079A JP H07128079 A JPH07128079 A JP H07128079A JP 27471993 A JP27471993 A JP 27471993A JP 27471993 A JP27471993 A JP 27471993A JP H07128079 A JPH07128079 A JP H07128079A
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probe
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良雄 伊地知
Yukio Ikeda
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 角速度ドリフトによる計測誤差を低減させる
管路計測方法を提供する。 【構成】 計測プローブ7が管路通過16中又は管路出
口16bまで来たときに、この計測プローブ7を静止さ
せて地球の自転に基づく回転角速度を検出すると共にこ
の計測プローブ7の姿勢・方位を傾斜計及び方位計で計
測し、上記検出した回転角速度と姿勢・方位から算出し
た回転角速度との差を管路計測中のドリフトの補正に用
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバジャイロ
(以下OFGという)を用いた管路計測方法に係り、特
に、角速度ドリフトによる計測誤差を低減させる管路計
測方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】都市部の地下にはガス管や水道管をはじ
めとして種々の管路が埋設されている。電力用のケーブ
ルを通すための管路も既に数多く埋設されている。これ
らの管路のルート形状については、竣工図が整理されて
管理されていないために、正確に判るものが少ない。こ
のため新しく管路を設けたり、古い管路を掘り出した
り、その他の工事で地面を掘り返したりする際に、過去
に埋設した管路に穴を開けてしまう事故が実際に発生し
ている。こうした事故を未然に防ぐために、ルート形状
が正確に判っていない既設の管路のルート形状を計測し
ておくことが要求されている。
【0003】このような要求が高まる中、近年、OFG
を用いた管路計測用の計測プローブが開発され、既設の
管路のルート形状を計測することが可能となった。
【0004】この計測プローブは図2に示されるよう
に、管路内を進行される計測プローブ7の本体に3軸の
OFG8、9、10を内蔵し、進行方向を軸として、こ
の軸の周りの回転を表すロール角、軸の左右の回転を表
すヨー角、軸の上下の回転を表すピッチ角の3軸につい
て回転を計測することができる。この3軸の回転角を合
成することにより、計測プローブの3次元的な姿勢を求
めることができる。この計測プローブの姿勢の変化と計
測プローブが進行した距離とを組み合わせることにより
3次元的な計測プローブの軌跡、即ち管路のルート形状
を求めることができる。
【0005】この計測プローブはオフセット解消の操作
が必要である。オフセットとは本来零であるべき計測値
に生じているズレの値のことであり、後述の角速度ドリ
フトの蓄積がオフセットとなる。角速度ドリフトには、
OFG自体の光学系や電気系が原因で生じるものと、地
球の自転が原因で生じるものとがある。オフセット解消
の操作は、計測しようとする管路入口に計測プローブを
置いて、静止状態にする。このとき3軸のOFGの角速
度検出値がいずれも0となるように調整する。これでオ
フセットが解消される。
【0006】計測プローブを管路に通して計測を開始す
ると、計測プローブの姿勢変化に伴い、計測プローブに
対する地球の自転の影響も変化する。例えば、赤道上で
計測プローブが東を向いているとすると、ピッチ角のO
FGにのみ0.00417°/秒の角速度が加わる。こ
の状態でオフセットを解消して3軸ともに角速度が0を
示すようにするから、爾後、ピッチ角のOFGには0.
00417°/秒の角速度が加わっているにも拘らず、
オフセット解消の際の−0.00417°/秒が加算さ
れるので、角速度は零として検出される。管路が直線の
場合、計測プローブがロール回転せずに直進すれば、こ
のまま3軸共に角速度が検出されないが、計測プローブ
がロール回転すると地球の自転の影響が各軸で変化す
る。計測プローブが180°ロール回転するとピッチ角
のOFGは上下反転したことになり、ピッチ角にはオフ
セット解消時とは逆向きに0.00417°/秒の角速
度が加わり、前記したようにオフセット解消によって0
点が移動しているので、−0.0083°/秒の角速度
として検出される。このままでは正しいルート計測が行
えない。正しいルート計測を行うには、計測プローブと
地球の自転との相対関係を常に把握し、計測結果に地球
の自転により発生する角速度が含まれないようにしなけ
ればならない。そこで、計測プローブの緯度、経度、姿
勢に基づいて地球の自転により発生するであろう角速度
を計測結果から取り除くようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記したよ
うにOFGには光学系や電気系に由来する角速度ドリフ
トがあり、実際には角速度変化がないのに、角速度出力
に変化が現れる。一般の管路計測では、この角速度ドリ
フトの大きさは0.1°〜1°/時程度である。角速度
ドリフトは計測誤差の要因となっている。
【0008】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、角速度ドリフトによる計測誤差を低減させる管路計
測方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1の方法は、計測プローブが管路通過中
又は管路出口まで来たときに、この計測プローブを静止
させて地球の自転に基づく回転角速度を検出すると共に
この計測プローブの姿勢・方位を傾斜計及び方位計で計
測し、上記検出した回転角速度と姿勢・方位から算出し
た回転角速度との差を管路計測中のドリフトの補正に用
いるものである。
【0010】本発明の第2の方法は、計測プローブが管
路通過中又は管路出口まで来たときに、この計測プロー
ブを静止させて地球の自転に基づく回転角速度を検出
し、この検出した回転角速度と上記計測プローブの計測
による計測プローブの姿勢・方位から算出した回転角速
度との差を管路計測中のドリフトの補正に用いるもので
ある。
【0011】
【作用】本発明の第1の方法によれば、計測プローブが
静止しているとき、地球の自転に基づく回転角速度が検
出される。この回転角速度には回転角速度検出手段のド
リフト成分が含まれている。一方、傾斜計及び方位計で
計測した姿勢・方位は回転角速度検出手段とは無関係で
あるから、その姿勢・方位から算出した回転角速度には
ドリフト成分が含まれていない。2つの回転角速度の差
はドリフト成分を表している。従って、この差を管路計
測中のドリフトの補正に用いることができる。例えば、
計測プローブを静止させるまでの間に、時間当たり一定
のドリフトがあったものとして、2つの回転角速度の差
をこの時間で割り、時間当たりのドリフト量を求めるこ
とができる。
【0012】本発明の第2の方法によれば、計測プロー
ブが静止しているとき、地球の自転に基づく回転角速度
が検出される。この回転角速度には回転角速度検出手段
のドリフト成分が含まれている。一方、上記計測プロー
ブの計測による計測プローブの姿勢・方位には、その時
点までのドリフトの影響が蓄積しているから、その姿勢
・方位から算出した回転角速度にはドリフト成分が平均
的に含まれている。2つの回転角速度の差はドリフト成
分の瞬時変動を表している。従って、この差を管路計測
中のドリフトの補正に用いることができる。例えば、計
測プローブを静止させる直前に、ステップ的なドリフト
が発生したものとして、2つの回転角速度の差からこの
ステップ的なドリフト量を求めることができる。
【0013】
【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。
【0014】計測プローブは、図2に示されるように、
ほぼ円筒形をなす計測プローブ7の本体内に、直交する
3軸の回転角速度を検出する回転角速度検出手段、即ち
ロール角検出OFG8、ピッチ角検出OFG9及び、ヨ
ー角検出OFG10が収容されている。
【0015】計測プローブ7は、図3で示すように使わ
れる。電力ケーブルが通されている或いはこれから通す
ための管路16が、ルート形状を計測する対象である。
管路16の起点及び終点の管路入口16a、管路出口1
6bはそれぞれ地中に設けられた人孔13内に開口して
いる。管路16の終点側の地上に設置したケーブルリー
ル15は、ワイヤ11を巻き取ることにより、管路16
に挿入された計測プローブ7をワイヤ11に牽引させて
管路16内を進ませるようになっている。管路16の起
点側の地上に設置したケーブルリール15は、計測プロ
ーブ7の信号線12を繰り出すようになっている。信号
線12は計測プローブ7の信号を処理する信号処理部1
4に接続されている。
【0016】信号処理部14を含む計測プローブ7の信
号処理系は、図1に示されるように、回転角速度検出手
段としてロール角検出手段2、ピッチ角検出手段3及び
ヨー角検出手段4を有している。ロール角検出手段2、
ピッチ角検出手段3及びヨー角検出手段4は、それぞれ
図2のロール角検出OFG8、ピッチ角検出OFG9及
び、ヨー角検出OFG10に対応している。信号処理部
14において、各回転角速度検出手段2、3、4のオフ
セットを解消するオフセットキャンセル制御手段1は、
この例では2つの出力を有しており、1つの出力がロー
ル角検出手段2へ接続され、もう1つの出力がピッチ角
検出手段3及びヨー角検出手段4に接続されている。各
回転角速度検出手段2、3、4の出力は、補正量を算出
して出力する補正量算出手段6に接続されている。
【0017】信号処理部14は、姿勢及び方位を入力と
し、姿勢・方位から計測プローブ7のロール角、ピッチ
角、ヨー角を算出するロール・ピッチ・ヨー角算出手段
5を有している。姿勢及び方位の入力には、傾斜計、方
位計等の計測結果が用いられる。ロール・ピッチ・ヨー
角算出手段5の出力は補正量算出手段6に接続されてい
る。
【0018】ルート形状の計測の手順を説明する。
【0019】図3において、起点側の人孔13から管路
16に計測プローブ7を挿入し、そのとき従来例で説明
したように計測プローブ7のオフセットを解消する。そ
の後、管路計測を開始する。即ち、計測プローブ7をワ
イヤ11で牽引して管路16を通過させる。管路計測の
開始時点から時間が計測され、ワイヤ11の巻取量又は
ケーブルの繰出し量ひより計測プローブ7の進行距離が
計測される。ケーブルリール15の巻き取り速度が一定
の場合は、進行距離は時間と巻き取り速度とから求めて
もよい。計測プローブ7が管路16を通過する間、管路
16内での計測プローブ7の姿勢・方位を連続的に計測
することにより、管路16のルート計測が行われる。
【0020】計測プローブ7が管路出口16bに到着す
ると、管路16のひととおりの計測が終了したことにな
り、管路計測に要した時間(管路計測所要時間T)が算
出される。この計測終了時に、管路出口16bにおいて
計測プローブ7を静止させ、各軸の回転角速度検出手段
で地球の自転に基づく回転角速度を検出する。同時に、
傾斜計や方位計等を用いて計測プローブ7の姿勢及び方
位を計測する。
【0021】ここで、例えば、オフセット解消時(計測
開始時)に計測プローブ7が赤道上で東を向いていて、
計測終了時に赤道上で北を向いていたとする。ピッチ角
検出OFG9に−0.00417°/秒、ロール角検出
OFG8に0.00417°/秒の回転角速度が加わる
ので、本来は、これらの値が検知されるはずである。上
記計測終了時に傾斜計や方位計等を用いて計測した計測
プローブ7の姿勢及び方位から、この本来検知されるは
ずの回転角速度を算出することができる。このとき、管
路出口16bにおいて計測プローブ7で検出したロール
角が0.00317°/秒の回転角速度であったとする
と、ロール角検出OFG8に−0.001°/秒の角速
度ドリフトが発生していることがわかる。
【0022】そこで、この角速度ドリフトが計測中に時
間に対して一定の割合、即ち−0.001/管路計測所
要時間Tで発生したとみなし、計測開始からtだけ経過
した時点の角速度ドリフトは−0.001×t/Tであ
ったとする。ピッチ角、ヨー角についても同様の計算を
行い、計測開始からtだけ経過した時点の3軸の角速度
ドリフトを求める。これにより管路計測中のすべての時
点での姿勢・方位の計測結果に対して、角速度ドリフト
に相応するだけの補正をすることができる。これにより
管路計測の結果から角速度ドリフトによる計測誤差が取
り除かれる。
【0023】次に本発明の他の実施例を説明する。
【0024】角速度ドリフトの補正を計測終了時に行う
のではなく、計測中に行うこともできる。この場合、傾
斜計や方位計を計測プローブ7に搭載して行う。計測プ
ローブ7が管路16を通過中に計測プローブ7を静止さ
せる。その静止状態で、各OFGは地球の自転に基づく
回転角速度を検出し、傾斜計や方位計で姿勢・方位を計
測する。各OFGで検出した回転角速度と傾斜計や方位
計で計測した姿勢・方位から算出した回転角速度との差
を管路計測の補正に用いる。
【0025】上記計測中の補正と、計測終了時の補正と
を組み合わせることにより、いっそう精度を向上させる
こともできる。
【0026】角速度ドリフトは、時間に対して一定の割
合とは限らず、離散的な時間で段階的に発生することも
あるので、この段階を考慮し、ある時間から他のある時
間までは角速度ドリフトが一定として補正を行うように
してもよい。このためには計測中の補正を何度か行い、
その間隔毎の角速度ドリフトを求めればよい。
【0027】また、本発明の第2の方法にあっては、計
測プローブ7を静止させた際の姿勢・方位として、計測
プローブ7の計測による姿勢・方位を用いる。この場
合、姿勢・方位から算出される回転角速度はドリフト成
分を平均的に含んでいる。計測プローブで計測した回転
角速度との比較により、ステップ的なドリフト量を検知
することができる。
【0028】計測終了時の計測プローブ7の姿勢・方位
の計測は、人孔13で行うと近傍にある電力ケーブルの
活線による磁界の影響をうけることがあるので、計測プ
ローブ7を人孔13の外に出してから行ってもよい。
【0029】また、前記した実施例においては、計測プ
ローブ6に3軸のOFG8、9、10を搭載したが、計
測プローブ6をロール回転しないような構造とすれば、
計測プローブ6には2軸のOFGを搭載すれば管路計測
が可能である。
【0030】さらに、OFGを1軸とし、左右方向の
み、或いは上下方向のみの管路計測を行ってもよい。左
右方向のみのOFGによる管路計測は、方位のみが計測
されるので地図上に管路を示すことができる。また、上
下方向のみのOFGによる管路計測は、管路の勾配の変
化を知るのに有利である。
【0031】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
【0032】(1)計測誤差の要因である角速度ドリフ
トが取り除かれるので、計測精度が向上する。
【0033】(2)角速度ドリフトが取り除かれるの
で、OFGがある程度の角速度ドリフトを生じても許容
できることになり、低価格のOFGを計測プローブに使
用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の計測方法に用いる計測プローブの信号
処理部のブロック図である。
【図2】3軸OFGを内蔵する計測プローブの概略説明
図である。
【図3】管路の計測方法の概略説明図である。
【符号の説明】
7 計測プローブ 8 ロール角検出OFG 9 ピッチ角検出OFG 10 ヨー角検出OFG 16 管路 16b 管路出口

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力ケーブル等を通す管路を計測するた
    めに、回転角速度を検出する回転角速度検出手段を内蔵
    した計測プローブを管路内に通し、管路内での計測プロ
    ーブの姿勢・方位を検出する管路計測方法において、上
    記計測プローブが管路通過中又は管路出口まで来たとき
    に、この計測プローブを静止させて地球の自転に基づく
    回転角速度を検出すると共にこの計測プローブの姿勢・
    方位を傾斜計及び方位計で計測し、上記検出した回転角
    速度と姿勢・方位から算出した回転角速度との差を管路
    計測中のドリフトの補正に用いることを特徴とする管路
    計測方法。
  2. 【請求項2】 電力ケーブル等を通す管路を計測するた
    めに、回転角速度を検出する回転角速度検出手段を内蔵
    した計測プローブを管路内に通し、管路内での計測プロ
    ーブの姿勢・方位を計測する管路計測方法において、上
    記計測プローブが管路通過中又は管路出口まで来たとき
    に、この計測プローブを静止させて地球の自転に基づく
    回転角速度を検出し、この検出した回転角速度と上記計
    測プローブの計測による計測プローブの姿勢・方位から
    算出した回転角速度との差を管路計測中のドリフトの補
    正に用いることを特徴とする管路計測方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006507493A (ja) * 2002-11-22 2006-03-02 リダクト 地理的軌道の軌跡を割り出すための方法
JP2007155377A (ja) * 2005-12-01 2007-06-21 Tamagawa Seiki Co Ltd 孔路計測方法
JP2007155583A (ja) * 2005-12-07 2007-06-21 Tamagawa Seiki Co Ltd 孔路計測方法及び装置
CN113188493A (zh) * 2021-03-31 2021-07-30 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种确定在线测量点位的测量轨迹的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4747317A (en) 1986-12-18 1988-05-31 Atlantic Richfield Company System for surveying fluid transmission pipelines and the like

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006507493A (ja) * 2002-11-22 2006-03-02 リダクト 地理的軌道の軌跡を割り出すための方法
JP2007155377A (ja) * 2005-12-01 2007-06-21 Tamagawa Seiki Co Ltd 孔路計測方法
JP2007155583A (ja) * 2005-12-07 2007-06-21 Tamagawa Seiki Co Ltd 孔路計測方法及び装置
CN113188493A (zh) * 2021-03-31 2021-07-30 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种确定在线测量点位的测量轨迹的方法
CN113188493B (zh) * 2021-03-31 2022-04-08 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种确定在线测量点位的测量轨迹的方法

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