JPH11280378A - シールド掘進機におけるテール部のクリアランス計測方法および計測装置 - Google Patents
シールド掘進機におけるテール部のクリアランス計測方法および計測装置Info
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- JPH11280378A JPH11280378A JP8521698A JP8521698A JPH11280378A JP H11280378 A JPH11280378 A JP H11280378A JP 8521698 A JP8521698 A JP 8521698A JP 8521698 A JP8521698 A JP 8521698A JP H11280378 A JPH11280378 A JP H11280378A
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Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】照明装置を必要としないとともに、安定した計
測を行い得るシールド掘進機のテール部におけるスキン
プレートとセグメントとのクリアランスを計測する方法
を提供する。 【解決手段】レーザ発振器１１から出射されたレーザ光
をレンズ系３を介してスリット状にするとともにセグメ
ント端面部２ｂに向けて照射し、この照射部分をカメラ
装置４により撮影し、この撮影画像データから所定しき
い値以上の反射光検出量に対応する受光位置およびその
照射位置をスキンプレート１からの距離として検出し、
この端面部２ｂへの照射および撮影を、レーザ光の照射
位置をセグメント２の厚み方向で順次ずらせて行い、こ
れら得られたデータの中から受光位置の変化点を検出
し、この変化点における照射位置をスキンプレート内面
１ａからのエッジ位置とみなし、このエッジ位置までの
距離Ｌからセグメント２の厚さＴを減算することによ
り、クリアランスＳを計測する。
測を行い得るシールド掘進機のテール部におけるスキン
プレートとセグメントとのクリアランスを計測する方法
を提供する。 【解決手段】レーザ発振器１１から出射されたレーザ光
をレンズ系３を介してスリット状にするとともにセグメ
ント端面部２ｂに向けて照射し、この照射部分をカメラ
装置４により撮影し、この撮影画像データから所定しき
い値以上の反射光検出量に対応する受光位置およびその
照射位置をスキンプレート１からの距離として検出し、
この端面部２ｂへの照射および撮影を、レーザ光の照射
位置をセグメント２の厚み方向で順次ずらせて行い、こ
れら得られたデータの中から受光位置の変化点を検出
し、この変化点における照射位置をスキンプレート内面
１ａからのエッジ位置とみなし、このエッジ位置までの
距離Ｌからセグメント２の厚さＴを減算することによ
り、クリアランスＳを計測する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シールド掘進機の
テール部におけるスキンプレートとセグメントとのクリ
アランスの計測方法および計測装置に関するものであ
る。
テール部におけるスキンプレートとセグメントとのクリ
アランスの計測方法および計測装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】シールド掘進機の現在の姿勢データを得
る方法として、シールド本体のテール部のスキンプレー
トとセグメントとの隙間すなわちクリアランスを計測す
ることにより、セグメントに対してシールド本体がどの
程度ずれているかを求める方法がある。
る方法として、シールド本体のテール部のスキンプレー
トとセグメントとの隙間すなわちクリアランスを計測す
ることにより、セグメントに対してシールド本体がどの
程度ずれているかを求める方法がある。
【０００３】ところで、シールド本体のスキンプレート
とセグメントとのクリアランスを計測する方法として、
例えばスキンプレートの後方に照明装置を配置してセグ
メントの端面部を照らすとともに、この端面部をカメラ
装置により撮影し、この撮影画像からセグメント外面と
スキンプレート内面との距離、すなわちクリアランスを
計測するものがあった。
とセグメントとのクリアランスを計測する方法として、
例えばスキンプレートの後方に照明装置を配置してセグ
メントの端面部を照らすとともに、この端面部をカメラ
装置により撮影し、この撮影画像からセグメント外面と
スキンプレート内面との距離、すなわちクリアランスを
計測するものがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の計測方法による
と、セグメント端面部のエッジを検出するのに、必ず、
照明を必要とするため、照明装置を設置する必要がある
とともに、照明装置の保守点検が不可欠であるという問
題があり、さらにセグメントと照明装置との距離がシー
ルド本体の前進とともに拡がり、セグメントに当たる光
量が減少するため、セグメント端面部のエッジ検出が不
安定になるという問題もあった。
と、セグメント端面部のエッジを検出するのに、必ず、
照明を必要とするため、照明装置を設置する必要がある
とともに、照明装置の保守点検が不可欠であるという問
題があり、さらにセグメントと照明装置との距離がシー
ルド本体の前進とともに拡がり、セグメントに当たる光
量が減少するため、セグメント端面部のエッジ検出が不
安定になるという問題もあった。
【０００５】そこで、本発明は、照明装置を必要としな
いとともに、常に安定した計測を行い得るシールド掘進
機におけるテール部のクリアランス計測方法および計測
装置を提供することを目的とする。
いとともに、常に安定した計測を行い得るシールド掘進
機におけるテール部のクリアランス計測方法および計測
装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のシールド掘進機におけるテール部のクリア
ランス計測方法は、シールド掘進機におけるテール部の
スキンプレートとセグメントとのクリアランスを計測す
る計測方法であって、レーザ発振器から出射されたレー
ザ光をテール部におけるセグメントの端面部に向けてス
キンプレート表面と平行に照射し、この照射部分でのセ
グメント端面部をカメラ装置により撮影し、この撮影画
像データから所定値以上の反射光検出量に対応する受光
位置およびその照射位置をスキンプレートからの距離と
して検出し、この端面部への照射および撮影を、レーザ
光の照射位置をセグメントの厚み方向で順次異ならせて
行い、これら得られたデータの中から受光位置の変化点
を検出するとともにこの変化点における照射位置をセグ
メントのスキンプレートからのエッジ位置とみなし、こ
のエッジ位置からセグメントの厚さを減算することによ
り、スキンプレートとセグメントとのクリアランスを計
測する方法であり、また上記計測方法において、レーザ
発振器から出射されたレーザ光をスリット状にする方法
である。
に、本発明のシールド掘進機におけるテール部のクリア
ランス計測方法は、シールド掘進機におけるテール部の
スキンプレートとセグメントとのクリアランスを計測す
る計測方法であって、レーザ発振器から出射されたレー
ザ光をテール部におけるセグメントの端面部に向けてス
キンプレート表面と平行に照射し、この照射部分でのセ
グメント端面部をカメラ装置により撮影し、この撮影画
像データから所定値以上の反射光検出量に対応する受光
位置およびその照射位置をスキンプレートからの距離と
して検出し、この端面部への照射および撮影を、レーザ
光の照射位置をセグメントの厚み方向で順次異ならせて
行い、これら得られたデータの中から受光位置の変化点
を検出するとともにこの変化点における照射位置をセグ
メントのスキンプレートからのエッジ位置とみなし、こ
のエッジ位置からセグメントの厚さを減算することによ
り、スキンプレートとセグメントとのクリアランスを計
測する方法であり、また上記計測方法において、レーザ
発振器から出射されたレーザ光をスリット状にする方法
である。
【０００７】さらに、上記課題を解決するために、本発
明のシールド掘進機におけるテール部のクリアランス計
測装置は、シールド掘進機におけるテール部のスキンプ
レートとセグメントとのクリアランスを計測する計測装
置であって、レーザ発振器と、このレーザ発振器から出
射されたレーザ光をセグメントの端面部に照射するレン
ズ系と、このレンズ系の途中に配置されて照射位置をセ
グメントの厚さ方向で変更させる照射位置変更用ミラー
部と、上記照射位置変更用ミラー部から出射されるレー
ザ光を入力してセグメント端面部への照射位置をスキン
プレートからの距離として検出する照射位置検出回路
と、レーザ光が照射されたセグメント端面部を撮影する
カメラ装置と、このカメラ装置により撮影された撮影画
像データからセグメント端面部での反射光を検出すると
ともに所定値以上の反射光検出量に対応する受光位置を
検出する端面部検出回路と、上記照射位置検出回路およ
び上記端面部検出回路で検出された照射位置および受光
位置を入力して受光位置の変化点を検出するとともにこ
の変化点をセグメント端面部のスキンプレートからのエ
ッジ位置として検出するエッジ検出回路と、このエッジ
検出回路からのエッジ位置を入力するとともにこのエッ
ジ位置からセグメントの厚さを減算してクリアランスを
求める演算部とから構成したものであり、また上記計測
装置において、レーザ発振器から出射されたレーザ光を
スリット状にしたものである。
明のシールド掘進機におけるテール部のクリアランス計
測装置は、シールド掘進機におけるテール部のスキンプ
レートとセグメントとのクリアランスを計測する計測装
置であって、レーザ発振器と、このレーザ発振器から出
射されたレーザ光をセグメントの端面部に照射するレン
ズ系と、このレンズ系の途中に配置されて照射位置をセ
グメントの厚さ方向で変更させる照射位置変更用ミラー
部と、上記照射位置変更用ミラー部から出射されるレー
ザ光を入力してセグメント端面部への照射位置をスキン
プレートからの距離として検出する照射位置検出回路
と、レーザ光が照射されたセグメント端面部を撮影する
カメラ装置と、このカメラ装置により撮影された撮影画
像データからセグメント端面部での反射光を検出すると
ともに所定値以上の反射光検出量に対応する受光位置を
検出する端面部検出回路と、上記照射位置検出回路およ
び上記端面部検出回路で検出された照射位置および受光
位置を入力して受光位置の変化点を検出するとともにこ
の変化点をセグメント端面部のスキンプレートからのエ
ッジ位置として検出するエッジ検出回路と、このエッジ
検出回路からのエッジ位置を入力するとともにこのエッ
ジ位置からセグメントの厚さを減算してクリアランスを
求める演算部とから構成したものであり、また上記計測
装置において、レーザ発振器から出射されたレーザ光を
スリット状にしたものである。
【０００８】上記の各クリアランス計測方法および各計
測装置によると、セグメント端面部に、セグメント表面
と平行なスリット状のレーザ光を、セグメントの厚さ方
向で所定間隔置きに照射し、この照射部分をカメラ装置
により撮影してその照射部分における撮影画像データに
おける反射光を検出し、所定値以上の反射光検出量に対
応する受光位置の変化点における照射位置を、スキンプ
レート表面からのエッジ位置として検出するようにした
ので、エッジ位置を正確に検出することができる。
測装置によると、セグメント端面部に、セグメント表面
と平行なスリット状のレーザ光を、セグメントの厚さ方
向で所定間隔置きに照射し、この照射部分をカメラ装置
により撮影してその照射部分における撮影画像データに
おける反射光を検出し、所定値以上の反射光検出量に対
応する受光位置の変化点における照射位置を、スキンプ
レート表面からのエッジ位置として検出するようにした
ので、エッジ位置を正確に検出することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のシー
ルド掘進機におけるテール部のクリアランス計測方法お
よび計測装置を、図面に基づき説明する。
ルド掘進機におけるテール部のクリアランス計測方法お
よび計測装置を、図面に基づき説明する。
【００１０】本実施の形態におけるクリアランス計測装
置は、図１に示すように、シールド本体（シールド掘進
機）のテール部におけるスキンプレート１の内面（表
面）１ａと、セグメント２の外面（表面）２ａとの隙
間、すなわちクリアランスＳを計測するためのものであ
り、大きく分けて計測用のレーザ光を出射する光学系
３、このレーザ光が照射されたセグメント２の端面部２
ｂを撮影するカメラ装置（例えば、ＣＣＤが用いられた
もの）４、並びに上記光学系３の制御を行うとともに光
学系３からの検出データおよびカメラ装置４からの撮影
画像データを入力してクリアランスＳを演算する演算制
御系５とから構成されている。
置は、図１に示すように、シールド本体（シールド掘進
機）のテール部におけるスキンプレート１の内面（表
面）１ａと、セグメント２の外面（表面）２ａとの隙
間、すなわちクリアランスＳを計測するためのものであ
り、大きく分けて計測用のレーザ光を出射する光学系
３、このレーザ光が照射されたセグメント２の端面部２
ｂを撮影するカメラ装置（例えば、ＣＣＤが用いられた
もの）４、並びに上記光学系３の制御を行うとともに光
学系３からの検出データおよびカメラ装置４からの撮影
画像データを入力してクリアランスＳを演算する演算制
御系５とから構成されている。
【００１１】上記光学系３は、所定のレーザ光を出射す
るレーザ発振器（例えば、レーザダイオード）１１と、
このレーザ光の拡がり抑えて平行光にするコリメートレ
ンズ１２と、この平行にされたレーザ光をスリット状
（扇状）にするための第１シリンドリカルレンズ１３
と、この第１シリンドリカルレンズ１３からのレーザ光
の出射方向（セグメント端面部への照射位置）を変更す
るための照射変更用反射ミラー部１４と、この照射変更
用反射ミラー部１４で反射されたスリット状のレーザ光
を平行光にするための第２シリンドリカルレンズ１５
と、この第２シリンドリカルレンズ１５から出射された
レーザ光をセグメント２の端面部２ｂに照射するための
照射用反射ミラー１６と、上記第２シリンドリカルレン
ズ１５と照射用反射ミラー１６との間に配置されてレー
ザ光を所定方向に取り出すためのハーフミラー１７と、
このハーフミラー１７で取り出されたレーザ光を入力し
て上記照射変更用反射ミラー部１４におけるレーザ光の
出射位置すなわちレーザ光のセグメント２の端面部２ｂ
への照射位置を検出する位置検出センサ（例えば、ＰＳ
Ｄが使用される）１８とから構成されており、また上記
照射変更用反射ミラー部１４は、所定方向で回転自在
（揺動自在）に設けられた変更用反射ミラー２１と、こ
の変更用反射ミラー２１を回転させる駆動モータ２２と
から構成されている。なお、この変更用反射ミラー２１
が回転されると、スリット状のレーザ光のセグメント端
面部２ｂでの照射位置が、その厚さ方向で変更される。
るレーザ発振器（例えば、レーザダイオード）１１と、
このレーザ光の拡がり抑えて平行光にするコリメートレ
ンズ１２と、この平行にされたレーザ光をスリット状
（扇状）にするための第１シリンドリカルレンズ１３
と、この第１シリンドリカルレンズ１３からのレーザ光
の出射方向（セグメント端面部への照射位置）を変更す
るための照射変更用反射ミラー部１４と、この照射変更
用反射ミラー部１４で反射されたスリット状のレーザ光
を平行光にするための第２シリンドリカルレンズ１５
と、この第２シリンドリカルレンズ１５から出射された
レーザ光をセグメント２の端面部２ｂに照射するための
照射用反射ミラー１６と、上記第２シリンドリカルレン
ズ１５と照射用反射ミラー１６との間に配置されてレー
ザ光を所定方向に取り出すためのハーフミラー１７と、
このハーフミラー１７で取り出されたレーザ光を入力し
て上記照射変更用反射ミラー部１４におけるレーザ光の
出射位置すなわちレーザ光のセグメント２の端面部２ｂ
への照射位置を検出する位置検出センサ（例えば、ＰＳ
Ｄが使用される）１８とから構成されており、また上記
照射変更用反射ミラー部１４は、所定方向で回転自在
（揺動自在）に設けられた変更用反射ミラー２１と、こ
の変更用反射ミラー２１を回転させる駆動モータ２２と
から構成されている。なお、この変更用反射ミラー２１
が回転されると、スリット状のレーザ光のセグメント端
面部２ｂでの照射位置が、その厚さ方向で変更される。
【００１２】また、上記演算制御系５は、レーザ発振器
１１の駆動を制御するレーザ用ドライバ３１と、変更用
反射ミラー２１の回転を行う駆動モータ２２のモータ用
ドライバ３２と、上記位置検出センサ１８からの出力信
号に基づきセグメント端面部２ｂに出射されたレーザ光
の照射位置を検出するための照射位置検出回路３３と、
上記カメラ装置４からの撮影画像データを入力して、セ
グメント端面部２ｂでのレーザ光の反射光を検出すると
ともに所定値以上の反射光検出量に対応する受光位置を
検出する端面部検出回路３４と、上記照射位置検出回路
３３からの照射位置データおよびこの端面部検出回路３
４からの受光位置データを入力して端面部２ｂにおける
エッジＥを検出するとともにスキンプレート内面１ａか
らの距離で表わされるエッジ位置を検出するエッジ検出
回路３５と、このエッジ検出回路３５からのエッジ位置
データを入力するとともにこのエッジ位置から予め入力
されているセグメント２の厚さＴを減算してスキンプレ
ート１とセグメント２とのクリアランスＳを求める演算
部３６と、この演算部３６での演算結果すなわちクリア
ランスＳを表示する表示部（例えば、モニターなど）３
７と、少なくとも上記エッジ検出回路３５からのデータ
信号を入力して、レーザ用ドライバ３１およびモータ用
ドライバ３２に駆動信号を出力するための制御部３８と
から構成されている。
１１の駆動を制御するレーザ用ドライバ３１と、変更用
反射ミラー２１の回転を行う駆動モータ２２のモータ用
ドライバ３２と、上記位置検出センサ１８からの出力信
号に基づきセグメント端面部２ｂに出射されたレーザ光
の照射位置を検出するための照射位置検出回路３３と、
上記カメラ装置４からの撮影画像データを入力して、セ
グメント端面部２ｂでのレーザ光の反射光を検出すると
ともに所定値以上の反射光検出量に対応する受光位置を
検出する端面部検出回路３４と、上記照射位置検出回路
３３からの照射位置データおよびこの端面部検出回路３
４からの受光位置データを入力して端面部２ｂにおける
エッジＥを検出するとともにスキンプレート内面１ａか
らの距離で表わされるエッジ位置を検出するエッジ検出
回路３５と、このエッジ検出回路３５からのエッジ位置
データを入力するとともにこのエッジ位置から予め入力
されているセグメント２の厚さＴを減算してスキンプレ
ート１とセグメント２とのクリアランスＳを求める演算
部３６と、この演算部３６での演算結果すなわちクリア
ランスＳを表示する表示部（例えば、モニターなど）３
７と、少なくとも上記エッジ検出回路３５からのデータ
信号を入力して、レーザ用ドライバ３１およびモータ用
ドライバ３２に駆動信号を出力するための制御部３８と
から構成されている。
【００１３】なお、少なくとも上記演算部３６には、Ｃ
ＰＵ、主メモリ、外部メモリ、各機器とのインターフェ
イスなどが具備されており、また制御部３８には、例え
ば演算部３６など、必要な箇所から各機器の制御に必要
なデータも入力されている。
ＰＵ、主メモリ、外部メモリ、各機器とのインターフェ
イスなどが具備されており、また制御部３８には、例え
ば演算部３６など、必要な箇所から各機器の制御に必要
なデータも入力されている。
【００１４】上記照射位置検出回路３３では、予め、位
置検出センサ１８からの位置データと実際のスキンプレ
ート内面１ａからの距離とを対応付けるためのデータが
入力されており、位置検出センサ１８で検出された位置
から、実際に、セグメント端面部２ｂでのスキンプレー
ト内面１ａからの照射位置（距離）が求められる。
置検出センサ１８からの位置データと実際のスキンプレ
ート内面１ａからの距離とを対応付けるためのデータが
入力されており、位置検出センサ１８で検出された位置
から、実際に、セグメント端面部２ｂでのスキンプレー
ト内面１ａからの照射位置（距離）が求められる。
【００１５】また、上記端面部検出回路３４では、図２
に示すように、レーザ光の所定照射位置における撮影画
像Ａが入力されると、図３に示すように、厚さ方向での
距離すなわち照射位置（Ｘ座標）に対応する反射レーザ
光の検出画素数の頻度（累積値）（反射光検出量）αが
計算により求められ、その頻度αの内、所定のしきい値
β以上である場合すなわち最大値である場合には、その
頻度αに対応する受光位置（Ｘ座標）が出力される。上
記しきい値βは、ノイズなどにより生じる小さい撮影画
像Ｂのデータを除去し得るような値に設定されている。
なお、上記構成において、レンズ系は、コリメートレン
ズ１２、第１シリンドリカルレンズ１３、第２シリンド
リカルレンズ１５、照射用反射ミラー１６、ハーフミラ
ー１７などにより構成されている。
に示すように、レーザ光の所定照射位置における撮影画
像Ａが入力されると、図３に示すように、厚さ方向での
距離すなわち照射位置（Ｘ座標）に対応する反射レーザ
光の検出画素数の頻度（累積値）（反射光検出量）αが
計算により求められ、その頻度αの内、所定のしきい値
β以上である場合すなわち最大値である場合には、その
頻度αに対応する受光位置（Ｘ座標）が出力される。上
記しきい値βは、ノイズなどにより生じる小さい撮影画
像Ｂのデータを除去し得るような値に設定されている。
なお、上記構成において、レンズ系は、コリメートレン
ズ１２、第１シリンドリカルレンズ１３、第２シリンド
リカルレンズ１５、照射用反射ミラー１６、ハーフミラ
ー１７などにより構成されている。
【００１６】次に、上記計測装置により、スキンプレー
ト１とセグメント２とのクリアランスＳを計測する方法
について説明する。計測開始時における照射位置につい
ては、セグメント端面部２ｂにレーザ光が当たるよう
に、変更用反射ミラー２１がセットされている。
ト１とセグメント２とのクリアランスＳを計測する方法
について説明する。計測開始時における照射位置につい
ては、セグメント端面部２ｂにレーザ光が当たるよう
に、変更用反射ミラー２１がセットされている。
【００１７】この状態で、レーザ発振器１１が駆動され
てレーザ光が出射されると、コリメートレンズ１２、第
１および第２シリンドリカルレンズ１３，１５にて、こ
のレーザ光が所定幅のスリット状にされるとともに照射
用反射ミラー１６により、セグメント端面部２ｂに照射
される。
てレーザ光が出射されると、コリメートレンズ１２、第
１および第２シリンドリカルレンズ１３，１５にて、こ
のレーザ光が所定幅のスリット状にされるとともに照射
用反射ミラー１６により、セグメント端面部２ｂに照射
される。
【００１８】上記レーザ光が照射されたセグメント端面
部２ｂがカメラ装置４により撮影されるとともに、この
撮影画像データが端面部検出回路３４に入力されて、照
射位置における反射レーザ光の検出画素数が検出される
とともに、この検出画素数がしきい値より大きい場合、
すなわち受光量が最も多い場合に対応する受光位置が検
出され、そしてこの受光位置データと照射位置検出回路
３３からの照射位置データとが、エッジ検出回路３５に
入力される。
部２ｂがカメラ装置４により撮影されるとともに、この
撮影画像データが端面部検出回路３４に入力されて、照
射位置における反射レーザ光の検出画素数が検出される
とともに、この検出画素数がしきい値より大きい場合、
すなわち受光量が最も多い場合に対応する受光位置が検
出され、そしてこの受光位置データと照射位置検出回路
３３からの照射位置データとが、エッジ検出回路３５に
入力される。
【００１９】次に、制御部３８から駆動モータ２２に信
号が出力されて、変更用反射ミラー２１が所定角度でも
って回転され、再度、レーザ発振器１１からレーザ光が
出射されて、スリット状のレーザ光が照射用反射ミラー
１６を経てセグメント端面部２ｂにかつセグメント２の
内面に所定間隔だけずれた位置に照射される。
号が出力されて、変更用反射ミラー２１が所定角度でも
って回転され、再度、レーザ発振器１１からレーザ光が
出射されて、スリット状のレーザ光が照射用反射ミラー
１６を経てセグメント端面部２ｂにかつセグメント２の
内面に所定間隔だけずれた位置に照射される。
【００２０】そして、この端面部２ｂをカメラ装置４に
より撮影して、上述したように、反射レーザ光の反射光
検出量が最も大きい受光位置データと照射位置データと
がエッジ検出回路３５に入力される。
より撮影して、上述したように、反射レーザ光の反射光
検出量が最も大きい受光位置データと照射位置データと
がエッジ検出回路３５に入力される。
【００２１】この手順を、所定回数繰り返し行い、セグ
メント端面部２ｂのエッジＥの上側および下側の所定範
囲に亘って、それぞれデータが採取される。こうして、
得られた複数のデータをグラフに示すと、図４に示すよ
うに、滑らかな傾斜した直線Ｃから急激に傾斜が増加す
る直線Ｄへと変化する。この急激に変化する点（受光位
置）がエッジＥであることを示している。
メント端面部２ｂのエッジＥの上側および下側の所定範
囲に亘って、それぞれデータが採取される。こうして、
得られた複数のデータをグラフに示すと、図４に示すよ
うに、滑らかな傾斜した直線Ｃから急激に傾斜が増加す
る直線Ｄへと変化する。この急激に変化する点（受光位
置）がエッジＥであることを示している。
【００２２】すなわち、この変化点がエッジ検出回路３
５にて検出され、この時の照射位置が、スキンプレート
内面１ａからのエッジＥまでの距離Ｌとされる。そし
て、このエッジＥまでの距離Ｌが演算部３６に入力され
て、この距離Ｌから、既知であるセグメント２の厚さＴ
が減算されて、クリアランスＳが求められる。勿論、こ
の厚さＴのデータは、予め、外部メモリに入力されてい
る。
５にて検出され、この時の照射位置が、スキンプレート
内面１ａからのエッジＥまでの距離Ｌとされる。そし
て、このエッジＥまでの距離Ｌが演算部３６に入力され
て、この距離Ｌから、既知であるセグメント２の厚さＴ
が減算されて、クリアランスＳが求められる。勿論、こ
の厚さＴのデータは、予め、外部メモリに入力されてい
る。
【００２３】このように、セグメントの端面部に、セグ
メント表面と平行に、所定幅のスリット状のレーザ光
を、セグメントの厚さ方向で所定間隔おきにずらせて照
射し、この照射部分をカメラ装置により撮影してその照
射部分における撮影画像データの反射光検出量が最も大
きい受光位置を検出し、この受光位置の変化点における
照射位置を、スキンプレート内面からのエッジ位置とし
て検出するようにしたので、エッジ位置を正確に検出す
ることができるとともに、レーザ光を使用しているの
で、従来のように、照明装置などを必要としない。
メント表面と平行に、所定幅のスリット状のレーザ光
を、セグメントの厚さ方向で所定間隔おきにずらせて照
射し、この照射部分をカメラ装置により撮影してその照
射部分における撮影画像データの反射光検出量が最も大
きい受光位置を検出し、この受光位置の変化点における
照射位置を、スキンプレート内面からのエッジ位置とし
て検出するようにしたので、エッジ位置を正確に検出す
ることができるとともに、レーザ光を使用しているの
で、従来のように、照明装置などを必要としない。
【００２４】また、レーザ光の反射光による計測である
ため、セグメントのエッジ部分に設けられた窪みおよび
セグメントの継ぎ目の影響を受けないとともに、直接、
エッジ部分を計測するようにしているので、単に、照明
を用いてエッジ部分を撮影して計測するものに比べて計
測精度の向上を図ることができる。
ため、セグメントのエッジ部分に設けられた窪みおよび
セグメントの継ぎ目の影響を受けないとともに、直接、
エッジ部分を計測するようにしているので、単に、照明
を用いてエッジ部分を撮影して計測するものに比べて計
測精度の向上を図ることができる。
【００２５】ところで、上記実施の形態にて説明した図
４は、図１に示すように、セグメント端面部を斜め上方
からカメラ装置により撮影した場合の受光位置を示して
おり、例えばセグメント端面部の真後ろから撮影した場
合には、図５に示すように、エッジＥから離れた空間部
からの反射光が検出されないため、エッジ位置から離れ
た部分では、反射光が検出されず、したがって受光位置
のデータはない。
４は、図１に示すように、セグメント端面部を斜め上方
からカメラ装置により撮影した場合の受光位置を示して
おり、例えばセグメント端面部の真後ろから撮影した場
合には、図５に示すように、エッジＥから離れた空間部
からの反射光が検出されないため、エッジ位置から離れ
た部分では、反射光が検出されず、したがって受光位置
のデータはない。
【００２６】また、上記実施の形態においては、スリッ
ト状のレーザ光を、セグメントの厚さ方向で所定間隔お
きにずらせて照射するように説明したが、例えばレーザ
光の出射を連続的に行い、所定の速度で走査し、所定時
間おきに撮影するようにした場合でも、同一の効果が得
られる。
ト状のレーザ光を、セグメントの厚さ方向で所定間隔お
きにずらせて照射するように説明したが、例えばレーザ
光の出射を連続的に行い、所定の速度で走査し、所定時
間おきに撮影するようにした場合でも、同一の効果が得
られる。
【００２７】さらに、上記実施の形態においては、変更
用反射ミラーを回転させることにより、所定幅のスリッ
ト状のレーザ光を、セグメント端面部において、その厚
さ方向で照射位置を変更させるようにしたが、例えば変
更用反射ミラーを設けずに、照射用反射ミラーをセグメ
ント端面部と平行に所定間隔置きに移動させるようにし
てもよく、またレーザ発振器を直接セグメント端面部と
平行に所定間隔置きに移動させるようにしてもよい。勿
論、この場合、照射用反射ミラーまたはレーザ発振器の
位置が、機械的にまたは光学的に正確に検出されて、ス
キンプレート内面からの照射位置（距離）が求められる
ように構成される。
用反射ミラーを回転させることにより、所定幅のスリッ
ト状のレーザ光を、セグメント端面部において、その厚
さ方向で照射位置を変更させるようにしたが、例えば変
更用反射ミラーを設けずに、照射用反射ミラーをセグメ
ント端面部と平行に所定間隔置きに移動させるようにし
てもよく、またレーザ発振器を直接セグメント端面部と
平行に所定間隔置きに移動させるようにしてもよい。勿
論、この場合、照射用反射ミラーまたはレーザ発振器の
位置が、機械的にまたは光学的に正確に検出されて、ス
キンプレート内面からの照射位置（距離）が求められる
ように構成される。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明のクリアランス計測
方法および計測装置によると、セグメント端面部に、セ
グメント表面と平行なスリット状のレーザ光を、セグメ
ントの厚さ方向で所定間隔置きに照射するとともに、こ
の照射部分をカメラ装置により撮影して照射部分におけ
る撮影画像データにおける反射光検出量を検出し、この
反射光検出量に対応する受光座標の変化点における照射
位置を、スキンプレート表面からのエッジ位置として検
出するようにしたので、エッジ位置を常に正確に検出す
ることができ、すなわちテール部のクリアランスを正確
に計測することができるとともに、レーザ光を使用して
いるので、照明装置などを必要としない。
方法および計測装置によると、セグメント端面部に、セ
グメント表面と平行なスリット状のレーザ光を、セグメ
ントの厚さ方向で所定間隔置きに照射するとともに、こ
の照射部分をカメラ装置により撮影して照射部分におけ
る撮影画像データにおける反射光検出量を検出し、この
反射光検出量に対応する受光座標の変化点における照射
位置を、スキンプレート表面からのエッジ位置として検
出するようにしたので、エッジ位置を常に正確に検出す
ることができ、すなわちテール部のクリアランスを正確
に計測することができるとともに、レーザ光を使用して
いるので、照明装置などを必要としない。
【００２９】さらに、レーザ光の反射光による計測であ
るため、セグメントのエッジ部分に設けられた窪みおよ
びセグメントの継ぎ目の影響を受けないとともに、直
接、エッジ部分を計測するようにしているので、単に、
照明を用いてエッジ部分を撮影して計測するものに比べ
て計測精度の向上を図ることができる。
るため、セグメントのエッジ部分に設けられた窪みおよ
びセグメントの継ぎ目の影響を受けないとともに、直
接、エッジ部分を計測するようにしているので、単に、
照明を用いてエッジ部分を撮影して計測するものに比べ
て計測精度の向上を図ることができる。
【図１】本発明の実施の形態におけるクリアランス計測
装置の概略構成を示す図である。
装置の概略構成を示す図である。
【図２】同実施の形態におけるセグメント端面部の撮影
画像を示す図である。
画像を示す図である。
【図３】同実施の形態におけるセグメント端面部の撮影
画像データでの反射光の検出画素数を示すグラフであ
る。
画像データでの反射光の検出画素数を示すグラフであ
る。
【図４】同実施の形態におけるセグメント端面部におけ
る照射位置と受光位置との関係を示すグラフである。
る照射位置と受光位置との関係を示すグラフである。
【図５】同実施の形態における他の視点に基づくセグメ
ント端面部における照射位置と受光位置との関係を示す
グラフである。
ント端面部における照射位置と受光位置との関係を示す
グラフである。
１ スキンプレート １ａ 内面 ２ セグメント ２ａ 外面 ２ｂ 端面部 ３ 光学系 ４ カメラ装置 ５ 演算制御系 １１ レーザ発振器 １２ コリメートレンズ １３ 第１シリンドリカルレンズ １４ 照射変更用ミラー部 １５ 第２シリンドリカルレンズ １６ 照射用反射ミラー １７ ハーフミラー １８ 位置検出センサ ２１ 変更用反射ミラー ２２ 駆動モータ ３３ 照射位置検出回路 ３４ 端面部検出回路 ３５ エッジ検出回路 ３６ 演算部
Claims (4)
- 【請求項１】シールド掘進機におけるテール部のスキン
プレートとセグメントとのクリアランスを計測する計測
方法であって、レーザ発振器から出射されたレーザ光を
テール部におけるセグメントの端面部に向けてスキンプ
レート表面と平行に照射し、この照射部分でのセグメン
ト端面部をカメラ装置により撮影し、この撮影画像デー
タから所定値以上の反射光検出量に対応する受光位置お
よびその照射位置をスキンプレートからの距離として検
出し、この端面部への照射および撮影を、レーザ光の照
射位置をセグメントの厚み方向で順次異ならせて行い、
これら得られたデータの中から受光位置の変化点を検出
するとともにこの変化点における照射位置をセグメント
のスキンプレートからのエッジ位置とみなし、このエッ
ジ位置からセグメントの厚さを減算することにより、ス
キンプレートとセグメントとのクリアランスを計測する
ことを特徴とするシールド掘進機におけるテール部のク
リアランス計測方法。 - 【請求項２】レーザ発振器から出射されたレーザ光をス
リット状にすることを特徴とする請求項１記載のシール
ド掘進機におけるテール部のクリアランス計測方法。 - 【請求項３】シールド掘進機におけるテール部のスキン
プレートとセグメントとのクリアランスを計測する計測
装置であって、レーザ発振器と、このレーザ発振器から
出射されたレーザ光をセグメントの端面部に照射するレ
ンズ系と、このレンズ系の途中に配置されて照射位置を
セグメントの厚さ方向で変更させる照射位置変更用ミラ
ー部と、上記照射位置変更用ミラー部から出射されるレ
ーザ光を入力してセグメント端面部への照射位置をスキ
ンプレートからの距離として検出する照射位置検出回路
と、レーザ光が照射されたセグメント端面部を撮影する
カメラ装置と、このカメラ装置により撮影された撮影画
像データからセグメント端面部での反射光を検出すると
ともに所定値以上の反射光検出量に対応する受光位置を
検出する端面部検出回路と、上記照射位置検出回路およ
び上記端面部検出回路で検出された照射位置および受光
位置を入力して受光位置の変化点を検出するとともにこ
の変化点をセグメント端面部のスキンプレートからのエ
ッジ位置として検出するエッジ検出回路と、このエッジ
検出回路からのエッジ位置を入力するとともにこのエッ
ジ位置からセグメントの厚さを減算してクリアランスを
求める演算部とから構成したことを特徴とするシールド
掘進機のテール部におけるクリアランス計測装置。 - 【請求項４】レーザ発振器から出射されたレーザ光をス
リット状としたことを特徴とする請求項３記載のシール
ド掘進機におけるテール部のクリアランス計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8521698A JPH11280378A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | シールド掘進機におけるテール部のクリアランス計測方法および計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8521698A JPH11280378A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | シールド掘進機におけるテール部のクリアランス計測方法および計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11280378A true JPH11280378A (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=13852388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8521698A Pending JPH11280378A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | シールド掘進機におけるテール部のクリアランス計測方法および計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11280378A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005140510A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Toyonaka Kenkyusho:Kk | 遠距離対象物の変位測定方法と遠距離対象物の変位測定装置 |
| JP2006313083A (ja) * | 2005-05-06 | 2006-11-16 | Nissan Motor Co Ltd | 車載物体検出装置、および物体検出方法 |
| CN101865690A (zh) * | 2010-04-12 | 2010-10-20 | 大连理工大学 | 三维地貌观测方法 |
| EP2740895A3 (de) * | 2012-12-07 | 2016-04-20 | Geodata Messtechnik GmbH | Tübbing-Abstandssensor für Tunnelbohrmaschine |
| JP2016070013A (ja) * | 2014-10-01 | 2016-05-09 | 株式会社フジタ | テールクリアランス測定装置 |
| CN110579176A (zh) * | 2018-06-11 | 2019-12-17 | 日立造船株式会社 | 盾尾空隙测量装置、盾构掘进机以及盾尾空隙测量方法 |
| CN111457851A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-07-28 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种盾构机盾尾间隙测量系统及方法 |
| CN112556592A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-03-26 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种基于视觉定位的盾尾间隙测量系统及方法 |
| CN113358046A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-09-07 | 上海隧道工程有限公司 | 盾尾间隙的视觉测量方法及其系统 |
| CN115388740A (zh) * | 2022-09-09 | 2022-11-25 | 中航沈飞民用飞机有限责任公司 | 一种蒙皮边缘位置检验装置及方法 |
| JP7799000B1 (ja) * | 2024-10-17 | 2026-01-14 | 大豊建設株式会社 | セグメント計測システム |
| JP7823853B1 (ja) * | 2025-10-22 | 2026-03-04 | 華東交通大学 | ディープラーニングに基づくシールドマシンテールギャップソフト測定方法 |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP8521698A patent/JPH11280378A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005140510A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Toyonaka Kenkyusho:Kk | 遠距離対象物の変位測定方法と遠距離対象物の変位測定装置 |
| JP2006313083A (ja) * | 2005-05-06 | 2006-11-16 | Nissan Motor Co Ltd | 車載物体検出装置、および物体検出方法 |
| CN101865690A (zh) * | 2010-04-12 | 2010-10-20 | 大连理工大学 | 三维地貌观测方法 |
| CN101865690B (zh) | 2010-04-12 | 2012-05-16 | 大连理工大学 | 三维地貌观测方法 |
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| CN110579176A (zh) * | 2018-06-11 | 2019-12-17 | 日立造船株式会社 | 盾尾空隙测量装置、盾构掘进机以及盾尾空隙测量方法 |
| CN111457851A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-07-28 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种盾构机盾尾间隙测量系统及方法 |
| CN111457851B (zh) * | 2020-04-14 | 2021-11-23 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种盾构机盾尾间隙测量系统及方法 |
| CN112556592A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-03-26 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种基于视觉定位的盾尾间隙测量系统及方法 |
| CN112556592B (zh) * | 2020-12-23 | 2022-08-19 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种基于视觉定位的盾尾间隙测量系统及方法 |
| CN113358046A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-09-07 | 上海隧道工程有限公司 | 盾尾间隙的视觉测量方法及其系统 |
| CN115388740A (zh) * | 2022-09-09 | 2022-11-25 | 中航沈飞民用飞机有限责任公司 | 一种蒙皮边缘位置检验装置及方法 |
| JP7799000B1 (ja) * | 2024-10-17 | 2026-01-14 | 大豊建設株式会社 | セグメント計測システム |
| JP7823853B1 (ja) * | 2025-10-22 | 2026-03-04 | 華東交通大学 | ディープラーニングに基づくシールドマシンテールギャップソフト測定方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040806 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040817 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041130 |