JPH10122864A - 掘削軌道計測用ターゲットとこのターゲットを用いた掘削軌道計測方法 - Google Patents

掘削軌道計測用ターゲットとこのターゲットを用いた掘削軌道計測方法

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JPH10122864A
JPH10122864A JP29925396A JP29925396A JPH10122864A JP H10122864 A JPH10122864 A JP H10122864A JP 29925396 A JP29925396 A JP 29925396A JP 29925396 A JP29925396 A JP 29925396A JP H10122864 A JPH10122864 A JP H10122864A
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JP
Japan
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target
excavator
trajectory measurement
excavation trajectory
horizontal
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Withdrawn
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JP29925396A
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English (en)
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Yoshiki Shibata
良樹 柴田
Hayao Yanagimoto
速雄 柳本
Takashi Mochizuki
孝 望月
Hiroshi Abe
浩 安部
Takeshi Daikuhara
毅 大工原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Tokyo Gas Co Ltd
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 1個のターゲットにより掘削機の水平、垂直
ずれと傾斜を同時に計測可能なターゲットと掘削軌道計
測方法を提供する。 【解決手段】 円錐または角錐の頂点に中心点12を設
け、基部14に外枠15を設け、または、側面13に等
高線11を設けた掘削軌道ターゲット1と、このターゲ
ット1を掘削機2の後部に取付け、かつ、発進立坑3か
ら視準器5で視準し、得られた画像から基準線7に対す
る掘削機2の水平、垂直偏位と傾斜を計測する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種の配管工事に
おける地中掘削や、トンネル工事の掘削時の掘削軌道を
計測する際に用いられる掘削軌道計測用ターゲットと、
これを用いた掘削軌道計測方法に関する。
【0002】
【従来の技術】配管工事やトンネル工事の掘削時に掘削
軌道を計測する方法は、大きく分けると光学式とジャイ
ロ式がある。この内、光学式では掘削機側に設置した
ターゲットを発進立て坑側から視準して得られた映像の
基準線とのずれから掘削軌道のずれを計測するものと、
掘削機側に受光素子を内蔵したターゲットを設置し、
発進坑側からレーザー光を照射してレーザー光の照射点
のずれから掘削軌道のずれを計測するものとがある。本
発明は前者、つまりにおける掘削軌道を計測する方法
に関するものである。従来、この掘削軌道の計測方法
は、図10に示すように十字線等のセンターマークを記
したターゲット20を掘削機2の後部に設置し、これを
発進立て坑3側からトランシットやCCDカメラ等の視
準器5で視準し得られた映像の中心点12と視準器の基
準点8との偏位から水平(X)、鉛直(Y)のずれを計
測するものである(図11)。また、掘削軌道の傾斜
(Θ)の測定は別に傾斜計を設置するか、図12に示す
ように透明板にマークしたターゲット20A,20Bを
間隔(L)を隔てて2枚設置しておき、この2枚のター
ゲット20A,20Bの座標から傾斜を演算により求め
る方法で行われていた。なお、ターゲット20の設置位
置には、視準用の照明ランプ21を別に設けていた。こ
の掘削軌道計測結果は、掘削軌道の方向修正に利用され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述のように従来の計
測方法では、掘削軌道の傾斜の測定のために、別に水平
および鉛直傾斜計を設置するか、または透明板にマーク
したターゲットを2枚設置する必要があり、かつ煩雑な
計測作業となるほか、2枚のターゲットを用いたもので
は計測精度を確保するためには、ターゲットの間隔をか
なり広くする必要があり掘削装置への設置が困難になる
課題があった。また、ターゲットを視準するための照明
ランプを別に設ける必要があった。本発明はこれらの課
題を解消して、別に傾斜計を設置する必要がなくしか
も、1個のターゲットにより掘削機の水平(X)、鉛直
(Y)のずれと傾斜(Θ)を同時に計測可能なターゲッ
トと、これを用いた掘削軌道計測方法を提供することを
目的としたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記従来技術の課題を解
消するため、本発明では以下の構成とした。すなわち、
本発明は、図2、図3に示すように形状を円錐または角
錐とし、頂点に中心点12を記し、基部14に外枠15
を設け、または側面13に等高線11を記した1個のタ
ーゲット1を、前記外枠15を介して、かつ、軸線が掘
削機1の軸線に沿うようにして、掘削機2の後部に設置
し、発進立て孔3側からこのターゲット1を視準器5で
視準して得られた画像から掘削機2の水平、鉛直方向の
偏位および傾斜を計測することとした。すなわち、視準
画像のターゲットの外枠15、または等高線11のゆが
みから水平、鉛直方向の傾斜(Θx,Θy)を測定し、
ターゲット中心点12と視準器の基準点8のずれから水
平、鉛直方向の偏位(Dx,Dy)を測定するものであ
る。なお、外枠15の代わりにターゲットの側面13に
一定間隔の等高線11を記しておくと、等高線11の間
隔の広さの変化からゆがみが容易に識別でき掘削機2の
水平、鉛直方向の傾斜(Θx,Θy)の測定が極めて容
易にできる。また、ターゲット1は透光可能な材料で製
作し、内部に光源16を設けるとターゲット自身が発光
するため別に照明ランプを設ける必要がない。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を図を参
照して説明する。図1は本発明のターゲットを使用した
掘削軌道計測システムの全体構成を示すものである。図
2、図3は本発明の掘削軌道計測に使用するターゲット
で円錐形状と四角錐形状の例である。図5〜図9は視準
画像における掘削機の基準線と水平、鉛直方向の偏位
(Dx,Dy)および傾斜(Θx,Θy)の関係を示
す。
【0006】本発明に係る掘削軌道計測システムは、図
1に示すように掘削機2の後部にその頂点を発進立て孔
3側に向けてターゲット1を設置する。また、このとき
ターゲット1は、その軸線が掘削機2の軸方向に沿うよ
うにして設置する。発進立て孔3側からこのターゲット
1をトランシットやCCDカメラ等の視準器5にて視準
し、得られた画像から基準線7に対する掘削機2の水
平、鉛直方向の偏位および傾斜角を計測するものであ
る。視準器5としてCCDカメラを用いた場合は、画像
処理装置、モニターテレビ6に接続される。本発明の掘
削軌道計測において使用するターゲット1は、図2に示
すような円錐形や、図3に示すような角錐の形状とし、
その頂点には中心点12を記し、基部14には外枠15
を設け、または、側面13に等高線11を記し、基部1
4の外枠15には掘削機2の後部に、掘削機2の軸直角
方向に固定した取り付け部材(図示省略する)に固定す
るボルト孔17を設けている。
【0007】ターゲット1はどんな材料を用いて製作し
てもよいが、図4に示すように透光可能な材料、例えば
透明・半透明のプラスチックやガラス板を用いて内部に
豆ランプ等の光源16を設けると、ターゲット自身が発
光するため別に照明ランプを設ける必要がない。また、
円錐または角錐形状のターゲット1は、プラスチックそ
の他の成形型を用いて一体成形し、後工程で中心点12
や等高線11を表示して製造してもよいし、または、等
高線11の1目盛の高さに相当する厚み部で円錐体また
は角錐体を薄切りにした形状の分割部片を成型し、この
分割部片を全体で円錐または角錐状になるように積層
し、接合部が等高線を表示するようにして接着一体化す
ることで製造することもできる。以下、このターゲット
1を用いて掘削軌道を計測する方法について説明する。
前記のように構成した掘削軌道計測システムにより得ら
れる視準器5の画像は、基準線7に対する掘削機2の水
平、鉛直方向の偏位(Dx,Dy)および、傾斜(Θ
x,Θy)に応じて図5〜図9のようになる。この視準
画像において、ターゲットの外枠15または等高線11
の形状のゆがみを水平、鉛直方向の中心点12からの距
離(X1,X2,Y1,Y2)として捉え、傾斜(Θ
x,Θy)を測定する。また、基準点8と視準画像の中
心点12の隔たり(DX,DY)から、掘削機2の水
平、鉛直方向の偏位(Dx,Dy)を知ることができ
る。
【0008】以下、掘削機2の水平、鉛直方向の偏位
(Dx,Dy)、傾斜(Θx,Θy)に応じた視準画像
を説明する。図5は、掘削機2の方向が基準線7軌道に
一致している例を示すものである。ターゲットの外枠1
5はX1=X2,Y1=Y2で形状のゆがみはなく、等
高線11の場合は、等高線11が等間隔で対称形であ
る。また基準点8と視準画像の中心点12の隔たり(D
X,DY)もない。
【0009】図6は、掘削機2の方向が基準線7軌道に
対して水平方向に傾斜している例を示すものである。こ
の場合は、ターゲット1の外枠15に形状のゆがみが生
じ、X1≠X2となり傾斜方向の長さが短く、図の例で
はX1<X2となる。等高線11の場合は、水平方向の
等高線の間隔が傾斜方向に密となる。四角錐ターゲット
では縦長の長方形、円錐ターゲットでは縦長の楕円形と
なる。
【0010】図7は、掘削機2の方向が基準線7軌道に
対して鉛直方向に傾斜している例を示すものである。こ
の場合はY1≠Y2となり、鉛直方向の等高線の間隔が
傾斜方向に密となる。四角錐ターゲットでは、横長の長
方形、円錐ターゲットでは横長の楕円形となる。
【0011】図8は、掘削機2の方向が基準線7軌道に
対して水平鉛直の両方向に傾斜している例である。この
場合はX1≠X2およびY1≠Y2となる。また、等高
線11の間隔が傾斜方向に密となる。
【0012】図9は、掘削機2の方向が基準線7軌道に
対して水平および、鉛直の両方向にずれている例を示す
ものである。この場合は、視準器5の基準点8と視準画
像の中心点12に偏位(DX,DY)が生じる。なお、
偏位(DX,DY)は前記の傾斜によっても生じるた
め、先に掘削機2の傾斜を測定し、方向修正して傾斜を
なくした後、ずれ偏位を測定するようにしたほうがよ
い。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、円錐または角錐の頂点
に中心点12を設け、基部14に外枠15を設け、また
は側面13に等高線11を設けた1個のターゲット1を
用い、このターゲット1をその軸線が掘削機2の軸方向
に沿うようにして当該掘削機に設置し、発進立て孔3側
からこのターゲット1を視準器5で視準して得られた画
像のターゲット1の外枠15または、等高線11のゆが
みから掘削機2の水平、鉛直方向の傾斜(Θx,Θy)
を測定し、ターゲット中心点12と視準器5の基準点8
のずれから水平、鉛直方向の偏位(Dx,Dy)を測定
することができるため、掘削軌道方向の計測を容易に、
かつ確実に行うことができ掘削軌道の方向制御に寄与す
る。なお、外枠15の代わりにターゲット1の側面13
に一定間隔の等高線11を記したものは、等高線11の
間隔の広さの変化からゆがみが容易に識別でき、掘削機
2の水平、鉛直方向の傾斜(Θx,Θy)の測定が極め
て容易にできる。また、ターゲット1は透光可能な材料
で製作し、内部に光源16を設けるとターゲット自身が
発光するため別に照明ランプを設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のターゲットを使用した掘削軌道計測シ
ステムの全体構成図である。
【図2】本発明の掘削軌道計測において使用する円錐形
状ターゲットの斜視図である。
【図3】同上の四角錐形状ターゲットの斜視図である。
【図4】円錐または角錐形状のターゲット内に光源を設
けた例の断面図である。
【図5】視準画像における掘削機の基準線と水平、鉛直
方向の偏位(Dx,Dy)および傾斜(Θx,Θy)の
関係を示す図である。
【図6】同じく視準画像における掘削機の基準線と水
平、鉛直方向の偏位(Dx,Dy)および傾斜(Θx,
Θy)の関係を示す図である。
【図7】同じく視準画像における掘削機の基準線と水
平、鉛直方向の偏位(Dx,Dy)および傾斜(Θx,
Θy)の関係を示す図である。
【図8】同じく視準画像における掘削機の基準線と水
平、鉛直方向の偏位(Dx,Dy)および傾斜(Θx,
Θy)の関係を示す図である。
【図9】同じく視準画像における掘削機の基準線と水
平、鉛直方向の偏位(Dx,Dy)および傾斜(Θx,
Θy)の関係を示す図である。
【図10】従来のターゲットを使用した掘削軌道計測シ
ステムの全体構成図である。
【図11】従来の通常のターゲットの計測原理の説明図
である。
【図12】同じく従来のターゲットの傾斜計測原理の説
明図である。
【符号の説明】
1 ターゲット 2 掘削機 3 発進立坑 4 埋設管(保護管) 5 視準器 6 モニターテレビ 7 基準線 8 基準点 11 等高線 12 中心点 13 側面 14 基部 15 外枠 16 光源 17 ボルト孔 18 ターゲット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望月 孝 東京都千代田区大手町二丁目6番3号 新 日本製鐵株式会社内 (72)発明者 安部 浩 東京都目黒区中目黒4−13−21 A−1210 (72)発明者 大工原 毅 神奈川県海老名市国分寺台1−13−19

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円錐または角錐の頂点に中心点を設け、
    基部に外枠を設けたことを特徴とする掘削軌道計測用タ
    ーゲット。
  2. 【請求項2】 円錐または角錐の頂点に中心点を設け、
    側面に等高線を設けたことを特徴とする掘削軌道計測用
    ターゲット。
  3. 【請求項3】 透光可能な材料で製作され、内部に光源
    を設けたことを特徴とする請求項1、または請求項2記
    載の掘削軌道計測用ターゲット。
  4. 【請求項4】 請求項1または請求項2または請求項3
    記載の掘削軌道計測用ターゲットを、その軸線が掘削機
    の軸方向に沿うようにして当該掘削機に設置し、発進立
    て孔側からこのターゲットを視準器で視準して得られた
    画像から基準線に対する掘削機の水平、鉛直方向の偏位
    (Dx,Dy)と傾斜角(Θx,Θy)を計測すること
    を特徴とする掘削軌道計測方法。
JP29925396A 1996-10-24 1996-10-24 掘削軌道計測用ターゲットとこのターゲットを用いた掘削軌道計測方法 Withdrawn JPH10122864A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007255484A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Jfe Steel Kk ピストン型ガスホルダーの傾斜測定装置および傾斜測定方法
KR100796033B1 (ko) 2006-04-05 2008-01-21 (주)성풍건설 레이즈클라이머를 이용한 수직위치 측량방법
KR100923885B1 (ko) 2008-01-14 2009-10-28 포항공과대학교 산학협력단 3개의 거리 측정 센서를 이용한 한 지점의 3차원 방향과좌표를 측정하는 방법
JP2010509582A (ja) * 2006-11-10 2010-03-25 インテリジェント・アース・リミテッド 物体の位置及び定位検出システム
JP2011117803A (ja) * 2009-12-02 2011-06-16 Ohbayashi Corp 鋼管の建入誤差の測定方法、鋼管

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Effective date: 20040106