JPH08145672A - 自動掘削機台車等の位置及びヨーイング角の 検出方法 - Google Patents
自動掘削機台車等の位置及びヨーイング角の 検出方法Info
- Publication number
- JPH08145672A JPH08145672A JP32918294A JP32918294A JPH08145672A JP H08145672 A JPH08145672 A JP H08145672A JP 32918294 A JP32918294 A JP 32918294A JP 32918294 A JP32918294 A JP 32918294A JP H08145672 A JPH08145672 A JP H08145672A
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- yawing angle
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、自動掘削機台車等の位置及びヨー
イング角の検出方法に関するものである。 【構成】 掘削機台車などの走行移動体上に、走行移動
体の基準縦軸方向または基準縦軸に直交する方向に所要
の間隔をあけて、追尾ターゲットとなる発光体と測距用
反射鏡とを有する一対の追尾用ターゲットを取り付ける
と共に、トンネル内の適所に、相互に間隔を置いて一対
の追尾装置付き光波距離計を取り付け、各追尾装置付き
光波距離計により各別に走行移動体上の追尾用ターゲッ
トを連続的に追尾計測して、走行移動体の位置及びヨー
イング角を自動的連続的に検出する。
イング角の検出方法に関するものである。 【構成】 掘削機台車などの走行移動体上に、走行移動
体の基準縦軸方向または基準縦軸に直交する方向に所要
の間隔をあけて、追尾ターゲットとなる発光体と測距用
反射鏡とを有する一対の追尾用ターゲットを取り付ける
と共に、トンネル内の適所に、相互に間隔を置いて一対
の追尾装置付き光波距離計を取り付け、各追尾装置付き
光波距離計により各別に走行移動体上の追尾用ターゲッ
トを連続的に追尾計測して、走行移動体の位置及びヨー
イング角を自動的連続的に検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体、例えばトンネ
ル自動掘削機台車などの位置及びヨーイング角の検出方
法に関する。
ル自動掘削機台車などの位置及びヨーイング角の検出方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】クローラなどの自走手段を有する掘削機
台車上に、切削ドラムを有する伸縮切削ブームをふ仰旋
回自在に取り付けてなる自動掘削機において、掘削機台
車上に受光器をふ仰旋回自在に取り付け、該受光器によ
りトンネル内に設置した固定レーザビームを受光し、ト
ンネル軸に対する掘削機台車の位置及び傾きなどを自動
的に検出する方法は、特開平４−３８３９９号公報に記
載されている。
台車上に、切削ドラムを有する伸縮切削ブームをふ仰旋
回自在に取り付けてなる自動掘削機において、掘削機台
車上に受光器をふ仰旋回自在に取り付け、該受光器によ
りトンネル内に設置した固定レーザビームを受光し、ト
ンネル軸に対する掘削機台車の位置及び傾きなどを自動
的に検出する方法は、特開平４−３８３９９号公報に記
載されている。
【０００３】前記の従来公知の掘削機台車の位置及び姿
勢の検出方法では、レーザ標的を基準レーザビームに
合致させる作業を手動でしなければならない、一旦合
致させた後も掘削機台車が移動すると掘削作業を中断し
て再度レーザビームにレーザ標的を合致させる必要が生
じ、それにより切削ドラムの位置決めが正しくできな
い、耐振性が低く実用的な寿命がない 位置及び姿
勢の検出精度が悪い、という問題点があった。
勢の検出方法では、レーザ標的を基準レーザビームに
合致させる作業を手動でしなければならない、一旦合
致させた後も掘削機台車が移動すると掘削作業を中断し
て再度レーザビームにレーザ標的を合致させる必要が生
じ、それにより切削ドラムの位置決めが正しくできな
い、耐振性が低く実用的な寿命がない 位置及び姿
勢の検出精度が悪い、という問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】掘削作業中における掘
削機台車の位置及び姿勢を常にリアルタイムでしかもよ
り正確に検出する方法を得、それにより、従来公知の自
動掘削機の掘削精度及び掘削能率の向上並びに運転操作
性の容易化をはかることにある。
削機台車の位置及び姿勢を常にリアルタイムでしかもよ
り正確に検出する方法を得、それにより、従来公知の自
動掘削機の掘削精度及び掘削能率の向上並びに運転操作
性の容易化をはかることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る自動掘削機
台車等の位置及びヨーイング角の検出方法は、掘削機台
車などの走行移動体上に、走行移動体の基準縦軸方向ま
たは基準縦軸に直交する方向に所要の間隔をあけて、追
尾ターゲットとなる発光体と測距用反射鏡とを有する一
対の追尾用ターゲットを取り付けると共に、トンネル内
の適所に、相互に間隔を置いて一対の追尾装置付き光波
距離計を取り付け、各追尾装置付き光波距離計により各
別に走行移動体上の追尾用ターゲットを連続的に追尾計
測して、走行移動体の位置及びヨーイング角を自動的連
続的に検出することを特徴とする。
台車等の位置及びヨーイング角の検出方法は、掘削機台
車などの走行移動体上に、走行移動体の基準縦軸方向ま
たは基準縦軸に直交する方向に所要の間隔をあけて、追
尾ターゲットとなる発光体と測距用反射鏡とを有する一
対の追尾用ターゲットを取り付けると共に、トンネル内
の適所に、相互に間隔を置いて一対の追尾装置付き光波
距離計を取り付け、各追尾装置付き光波距離計により各
別に走行移動体上の追尾用ターゲットを連続的に追尾計
測して、走行移動体の位置及びヨーイング角を自動的連
続的に検出することを特徴とする。
【０００６】
【実施例】図１は本発明に係る掘削機台車の座標値及び
ヨーイング角検出方法の一実施例の説明図である。図
中、１は掘削機台車、２は掘削機台車上に取り付けられ
た伸縮カッターブーム、３はピッチング角及びローリン
グ角検出用の２軸傾斜計、Ａ及びＢはトンネルの後方に
設置された座標既知の２つの基準点、Ｃ及びＤは掘削機
台車上にその基準縦軸４に直交する方向に間隔を置いて
設置した追尾用ターゲット、５及び６はそれぞれトンネ
ル内の適所にふ仰旋回自在に設置した光学式の追尾・測
距装置である。図２は追尾・測距装置の斜視図、図３は
追尾用ターゲットの斜視図である。図中、７は光学式距
離計、８は追尾装置（ＰＳＤ素子）、９は測距用反射
鏡、１０は追尾用発光体である。追尾・測距装置５は追
尾用ターゲットＣを、追尾・測距装置６は追尾用ターゲ
ットＤを追尾測距する。追尾・測距装置５についてみる
と、その計測値、すなわち水平振り角θＨＣ、鉛直振り
角θＶＣ、ターゲット距離ＬＣは、それぞれ、電波など
により掘削機台車上に設置した演算制御装置に送られ、
そこで掘削機台車の座標値及びヨーイング角の算出に利
用される。追尾・測距装置６についても同様である。
ヨーイング角検出方法の一実施例の説明図である。図
中、１は掘削機台車、２は掘削機台車上に取り付けられ
た伸縮カッターブーム、３はピッチング角及びローリン
グ角検出用の２軸傾斜計、Ａ及びＢはトンネルの後方に
設置された座標既知の２つの基準点、Ｃ及びＤは掘削機
台車上にその基準縦軸４に直交する方向に間隔を置いて
設置した追尾用ターゲット、５及び６はそれぞれトンネ
ル内の適所にふ仰旋回自在に設置した光学式の追尾・測
距装置である。図２は追尾・測距装置の斜視図、図３は
追尾用ターゲットの斜視図である。図中、７は光学式距
離計、８は追尾装置（ＰＳＤ素子）、９は測距用反射
鏡、１０は追尾用発光体である。追尾・測距装置５は追
尾用ターゲットＣを、追尾・測距装置６は追尾用ターゲ
ットＤを追尾測距する。追尾・測距装置５についてみる
と、その計測値、すなわち水平振り角θＨＣ、鉛直振り
角θＶＣ、ターゲット距離ＬＣは、それぞれ、電波など
により掘削機台車上に設置した演算制御装置に送られ、
そこで掘削機台車の座標値及びヨーイング角の算出に利
用される。追尾・測距装置６についても同様である。
【０００７】追尾装置により機械本体基準点座標を検出
するには、トンネル空間内に設置される２つの距離計付
追尾装置と台車上に設置される２つの発光体によって機
械基準点のトンネル座標系における座標値を検出する。
追尾装置は、水平にセットし、トンネル後方に設けられ
るトンネル座標既知の２つの基準点を視準させることに
より自己位置を検出する。追尾装置がトンネル内を自由
に動き回る機械上の２つの発光体をそれぞれ１個ずつ追
尾するが、その際、追尾装置は毎回、水平振り角、鉛直
振り角、光波距離計による距離を出力し、それらを演算
して発光体の位置を求めてゆく。図４は追尾装置による
機械基準点座標演算フローである。
するには、トンネル空間内に設置される２つの距離計付
追尾装置と台車上に設置される２つの発光体によって機
械基準点のトンネル座標系における座標値を検出する。
追尾装置は、水平にセットし、トンネル後方に設けられ
るトンネル座標既知の２つの基準点を視準させることに
より自己位置を検出する。追尾装置がトンネル内を自由
に動き回る機械上の２つの発光体をそれぞれ１個ずつ追
尾するが、その際、追尾装置は毎回、水平振り角、鉛直
振り角、光波距離計による距離を出力し、それらを演算
して発光体の位置を求めてゆく。図４は追尾装置による
機械基準点座標演算フローである。
【０００８】ブーム先端のカッタードラムの位置を演算
するには、ブームの根元の機械基準点のトンネル座標系
における位置・姿勢、とブームの各可動部の操作量が基
準データとして必要である。前述したとおり、機械基準
点の座標を検出し、機械上に設置される傾斜計、発光体
座標値から姿勢データ（ピッチング角、ローリング角、
ヨーイング角）を求める。ピッチング角θＰ及びローリ
ング角θＲは、２軸の傾斜計を旋回中心軸上に設置し、
出力される値φＰ、φＲを採用する。 ピッチング角： θＲ＝φＰ ローリング角： θＲ＝φＲ 図５はヨーイング角の検出方法を示す。ヨーイング角を
検出するには、追尾装置による機械上の２ターゲットの
位置検出を利用するが、ジャイロスコープのように直接
その出力値を採用できないため、次の演算手順による。
２つのターゲットＣ及びＤの座標値をそれぞれ（ＸＣ、
ＹＣ、ＺＣ）、（ＸＤ、ＹＤ、ＺＤ）とすると、ヨーイ
ング角θＹは数式１により算出される。
するには、ブームの根元の機械基準点のトンネル座標系
における位置・姿勢、とブームの各可動部の操作量が基
準データとして必要である。前述したとおり、機械基準
点の座標を検出し、機械上に設置される傾斜計、発光体
座標値から姿勢データ（ピッチング角、ローリング角、
ヨーイング角）を求める。ピッチング角θＰ及びローリ
ング角θＲは、２軸の傾斜計を旋回中心軸上に設置し、
出力される値φＰ、φＲを採用する。 ピッチング角： θＲ＝φＰ ローリング角： θＲ＝φＲ 図５はヨーイング角の検出方法を示す。ヨーイング角を
検出するには、追尾装置による機械上の２ターゲットの
位置検出を利用するが、ジャイロスコープのように直接
その出力値を採用できないため、次の演算手順による。
２つのターゲットＣ及びＤの座標値をそれぞれ（ＸＣ、
ＹＣ、ＺＣ）、（ＸＤ、ＹＤ、ＺＤ）とすると、ヨーイ
ング角θＹは数式１により算出される。
【０００９】
【数１】
【００１０】前記実施例においては、一対の追尾用ター
ゲットは、掘削機台車の基準縦軸に直交する方向に間隔
を置いて配置しているが、一対の追尾用ターゲットは掘
削機台車の基準縦軸に一致する方向に設置してもよい。
ゲットは、掘削機台車の基準縦軸に直交する方向に間隔
を置いて配置しているが、一対の追尾用ターゲットは掘
削機台車の基準縦軸に一致する方向に設置してもよい。
【００１１】
【発明の効果】掘削機台車の位置（座標値）及びヨーイ
ング角を、連続的に、かつ従来公知の方法に比較してよ
り高精度で検出できるため、トンネルの掘削精度及び掘
削効率を向上させることができる。掘削機台車の位置及
び姿勢の測定準備作業を極めて短時間に行なうことがで
きる。追尾用ターゲットは反射鏡及び発光体からなって
いるため自動掘削機の振動による影響を受けにくい。掘
削機台車の位置及び姿勢の検出は全て自動的になされ、
運転者はその操作を全く必要としないため、未熟練の運
転者でも熟練運転者と同様に正確なトンネル断面を掘削
できる。
ング角を、連続的に、かつ従来公知の方法に比較してよ
り高精度で検出できるため、トンネルの掘削精度及び掘
削効率を向上させることができる。掘削機台車の位置及
び姿勢の測定準備作業を極めて短時間に行なうことがで
きる。追尾用ターゲットは反射鏡及び発光体からなって
いるため自動掘削機の振動による影響を受けにくい。掘
削機台車の位置及び姿勢の検出は全て自動的になされ、
運転者はその操作を全く必要としないため、未熟練の運
転者でも熟練運転者と同様に正確なトンネル断面を掘削
できる。
【図１】本発明に係る掘削機台車の座標値及びヨーイン
グ角検出方法の一実施例の説明図。
グ角検出方法の一実施例の説明図。
【図２】追尾・測距装置の斜視図。
【図３】追尾用ターゲットの斜視図。
【図４】追尾装置による機械基準点座標演算フロー。
【図５】ヨーイング角の検出方法の説明図。
１ 掘削機台車 ２ 伸縮カッターブーム ３ ２軸傾斜計 ５ 追尾・測距装置 ６ 追尾・測距装置 Ｃ 追尾用ターゲット Ｄ 追尾用ターゲット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000219875 東急建設株式会社 東京都渋谷区渋谷１丁目16番14号 (71)出願人 000140982 株式会社間組 東京都港区北青山２丁目５番８号 (71)出願人 000005924 株式会社三井三池製作所 東京都中央区日本橋室町２丁目１番１号 (72)発明者 大住 勝 千葉県千葉市稲毛区天台５丁目27番１号 建設省関東地方建設局千葉国道工事事務所 内 (72)発明者 弓削 竹志 千葉県千葉市稲毛区天台５丁目27番１号 建設省関東地方建設局千葉国道工事事務所 内 (72)発明者 磯 陽夫 東京都文京区音羽２丁目10番２号 財団法 人 先端建設技術センター内 (72)発明者 岡田 喬 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組内 (72)発明者 松枝 浩太郎 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組内 (72)発明者 佐藤 務 神奈川県相模原市田名字曽根下3062番１号 東急建設株式会社技術本部技術研究所内 (72)発明者 遠藤 健 神奈川県相模原市田名字曽根下3062番１号 東急建設株式会社技術本部技術研究所内 (72)発明者 肥後 満朗 東京都港区北青山２丁目５番８号 株式会 社間組内 (72)発明者 坂田 和幸 東京都港区北青山２丁目５番８号 株式会 社間組内 (72)発明者 三角 康 福岡県大牟田市旭町２丁目28番地 株式会 社三井三池製作所三池事業所内 (72)発明者 山田 澄雄 福岡県大牟田市旭町２丁目28番地 株式会 社三井三池製作所三池事業所内
Claims (1)
- 【請求項１】 掘削機台車などの走行移動体上に、走行
移動体の基準縦軸方向または基準縦軸に直交する方向に
所要の間隔をあけて、追尾ターゲットとなる発光体と測
距用反射鏡とを有する一対の追尾用ターゲットを取り付
けると共に、トンネル内の適所に、相互に間隔を置いて
一対の追尾装置付き光波距離計を取り付け、各追尾装置
付き光波距離計により各別に走行移動体上の追尾用ター
ゲットを連続的に追尾計測して、走行移動体の位置及び
ヨーイング角を自動的連続的に検出することを特徴とす
る自動掘削機台車等の位置及びヨーイング角の検出方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32918294A JP2945989B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | 自動掘削機台車等の位置及びヨーイング角の検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32918294A JP2945989B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | 自動掘削機台車等の位置及びヨーイング角の検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08145672A true JPH08145672A (ja) | 1996-06-07 |
| JP2945989B2 JP2945989B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=18218576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32918294A Expired - Fee Related JP2945989B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | 自動掘削機台車等の位置及びヨーイング角の検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2945989B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022119118A (ja) * | 2021-02-03 | 2022-08-16 | 大成建設株式会社 | 掘削補助システム、建設機械およびトンネル掘削機制御方法 |
-
1994
- 1994-11-21 JP JP32918294A patent/JP2945989B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022119118A (ja) * | 2021-02-03 | 2022-08-16 | 大成建設株式会社 | 掘削補助システム、建設機械およびトンネル掘削機制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2945989B2 (ja) | 1999-09-06 |
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| Date | Code | Title | Description |
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