JPS585609A - ビデオ信号解析装置及び該装置を利用したトンネル掘進方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はビデオ信号解析装置及６び該装置を利用したト
ンネル掘進方法に関し、詳しくはターゲット、同期コン
トローラ、中央処理装置（以下「ＣＰＵ」と称する。）
及びディジタル表示用発光 ダイオード装置（以下「Ｌ　Ｅ　Ｄ　Ｊと称する。）を
含み、ターゲットから出力されたビデオ信号をＣＰＵで
ディジタル演算処理してＬＥＤで表示するビデオ信号解
析装置並びに該ビデオ信号解析装置を用いて測量しなが
ら元押し掘進機でトンネルを掘進するトンネル掘進方法
に 関する。

元押し掘進機を使用してトンネルを掘 削する工法において、掘進機の進行の直進性を確保する
為、従来は掘進機が数 メートル進むごとに人間が機械内部に 入り、又は掘進機の元押部から掘進機先端部に配置した
ターゲットにレーザーを投光して元押側でその位置をア
ナログ的に表示する事によって測量を行なっていた。が
、従来の、人間が機械内部に 入って測量する方法では時間がかかり、作業の進行が遅
くなり、また測量者の健康管理上も好ましくない。また
、自動的にレーザー受光位置のアナログ表示を行なう方
式では、ターゲットに埋め込む フォトダイオードの細かさに限度がある為、縦方向、及
び横方向に３ｍｍ以下の精度を出す事が事実上不可能で
あった。

本発明は作業の進行に実質的に影響を 及ぼさない時間内に、高精度で測量を する事の出来る装置、及びその装置を 利用したトンネル掘進方法を提供する事を目的とする。

以下、図面に基づいて本発明の詳細な 説明する。

第１図は、本発明に係るビデオ信号解 析装置であり、 番号ｌはターゲット、２は同期コント ローラ、３はＣＰＵユニット、４及び５は縦方向及び横
方向のＬＥＤ表示器で ある。

ターゲットｌはスクリーン６、ビデオ カメラ７及びハウジング８を含んで構成されており、レ
ーザー投光器９から投射されたレーザー光をスクリーン
６で 受け、該スクリーンを反対側からビデ、オカメラで映し
て同期コントローラ２に ビデオ信号を送るようになっている。

スクリーン６はレーザー光の位置を 正確に取り込む為、また光学的ノイズを追・す、レーザ
ー光の当らない部分とのマージンを大きく取る為半透明
の物質で出来ており、レーザー投光器９に対向して外方
に露出し、ハウジング８に固定されである。

ここで半透明とはすりガラス、色付き ガラス、半透明プラスチック材、そ、の他同様の使質を
含むものとする。

ビデオカメラ７はｃｃＤカメラを 用い、ハウジング８の内側でスクリーン・の全体を撮映
出来るように、 該スクリーン６に対向して支承されで ある。レーザー投光器には絞り機構の付いているのが通
常でありスクリーン６上に成る半径を持った小さな円と
して映すことが出来る。従ってビデオカメラで これを撮影し、その中ＩＣｐ点を求める事によってレー
ザー光のスクリーン６上におけるＳ硼を求める事が出来
る。

同期コントローラ２は第２図に示す 如くプリアンプ１０．Ａ−Ｄコンバータ１１（アナログ
−ディジタルコンバータ、 以下ｒＡ−Ｄコンバータ」と称する。）ラッチ１２、メ
モリ１３、タイミングコントローラ１４を含んで成る。

ラッチ１２及びメモリ１３は、回路によってはどちらか
一方のみで済ます事も 出来る。また、場合によりてはプリアンプｌＯの前段に
ビデオ信号ディストリ ビュータ１５を設け、ビデオカメラ７で撮映した映像を
何ら加工せずにモニタテレビ１６に映す事も出来る。

プリアンプｌＯに入力されたビデオ信号は適切なレベル
に増幅されてＡ−Ｄコンバータ！１に入力され、ディジ
タルな データに変換される。このデータは各ラスタを適当な数
に分割するタイミング で、順次ラッチされ、リードライトメモ１Ｊ１３に書き
込まれて行く。このタイミングはスクリーン６の形状及
び面積、該スクリーン６のテレビ画面上に点める 位置、形状及び面積、ビデオカメラ７の解像度、及び必
要とする精度によって決まり、タイミングコントローラ
１４からのクロック信号によってラッチされ、 同じくタイミングコントローラ１４からのライト信号及
びアドレス信号に′よフてメモ１月３上に書き込まれる
。タイミングコントローラＩ４のタイミング発生は時間
的な制約により、ハードウェアで行なう事が好ましい。

そして必要なデータの メモリ１３への書込みが総て終了するとその旨ＣＰＵへ
知らせるようになっている。これは、通常は割込みとい
う形で行なわれる。これらの各構成要素及び本明細書の
他の部分に記載されている 各ブロックの詳細は従来技術で差支えなく、また設計−
項に属するので具体的に詳述する事は省略する。

同期コントローラ２かうデータの書込 みが終了した旨の信号を受けるとＣＰＵは、メモリ１３
上のデータについて演算を行ない、レーザー光の中心点
の スクリーン６上に忙ける絶対番地を知る事が出来る。そ
して、それを適当な 点からのずれとして縦方向及び横方向のずれとしてａｍ
単位でＬＥＤユニット１７に表パすることが出来、また
、いずれ出るであろう上記ずれの規準になる初期値とす
る事も出来る。初期値とするかすれとするかは、オフセ
ットスイッチ１８により決める事が出来る。すなわち オフセットスイッチ１８を押すときだけ初期値として取
り込み１、他の場合、例えばＣＰＵユニット３に含まれ
る事があるタイマーによってトリガーされた場合やオフ
セットスイッチ１８以外にスイッチを設け、それでトリ
ガーされた場合等は、ずれを検出する事に決める事が出
来る。

＠３図に、本発明に係るビデオ信号解 析装置を利用したトンネル掘進方法の 一実施例を示す。　　　　　　　　　　４番号１９は元
押し掘進機である。先端部に切羽２０が付いており縦坑
でジヤツキで押しながら掘進作業を行なうように なりている。該掘進機１９の切羽側内部にターゲットｌ
が配置されてあり、地上の操作盤に、ＣＰＵユニット３
、及び同期コントローラ２が配設しである。そしてター
ゲットｌにはレーザー投光器が向けられており常時又は
間けつ的に ターゲットにレーザー光を投射出来るようになっている
。本発明のビデオ信号解析装置をこのように配置する事
によって掘進機１９で掘進作業を行なう場合、常時自動
的に掘進機１９のずれをＬＥＤユニット１７で精四に表
永する事が出来、作業者が掘進機内部に測量の為に入る
事なく、精確に掘進作業を行なう事が出来る。

本発明は、以上の如く効果の大なるものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施を示すもので、 第１図はビデオ信号解析装置のブロック図、纂２図は同
期コントローラの ブロック図、第３図はビデオ信号解析装置を用いてトン
ネルの掘進作業を行なう説明図である。 得号の説明 ！　・・・・ターゲット ２　・・・・同期コントローラ ３　・・・・ＣＰＵユニット ４５・・・・ＬＥＤ表示器 ６　・・・・スクリーン ７　・・・・ビデオカメラ ８　・・・・ハウジング ９　・・・・レーザー投光器 ｌＯ・・・・プリアンプ １１　　・・・・＾−Ｄコンバータ １２　　・・・・ラッチ １３　　・・・・メモリ １４゛　　・・・・タイミングコントローラ１５　　・
・・・ディストリビュータ １６　　・・・・モニタテレビ １７　　・・・・ＬＥＤユニット １８　　・・・・オフセットスイッチ １９　　・・・・掘進機 ２０　　、、　、、　切ｇ　　２１・・・・マルチブレ
クサイ　・・・・データパス ロ　・・・・アドレスバス ハ　・・・・コントロールバス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ビデオ信号解析装置において、 イ）外方に露出した半透明の スクリーン、該スクリー　ンに向けて 配置されたビデオカメラ、および 該スクリーンとビデオカメラを収納 するハウジングを含んで成る ターゲット ロ）上記ターゲットから出力された ビデオ信号をＡ−Ｄ変換する Ａ−Ｄコンバータ、該Ａ−Ｄコンバー タの出力を所定のタイミングで サンプルするサンプリング回路、 該サンプルされたＡ−Ｄコンバータの 出力をラッチ及び／又は記憶する ホールド回路を含み、 ラッチ及び／又は記憶された データを、同期をとってＣＰＵに 送る同期コンドローラ バ）該同期コントローラから送られた データを演算するＣＰＵユニット ニ）該ＣＰＵユニットから送られて 来たデータをデコードしてディジタル 表示するＬＥＤユニット 以上イ）乃至二）を含む事を特徴と するビデオ信号解析装置。 （２）ビデオカメラとしてＣＣＤカメラを用いた事を特
   徴とする特許請求の範囲 １１１項に記載のビデオ信号解析装置。 （３）ターゲットをレーザー投光器に向けて配置し、レ
   ーザー受光位置検出装置 として用いた事を特徴とする 特許請求の範［１項又は第２項に 記載のビデオ信号解析装置。 （４）ＬＥＤユニットがレーザー受光部の中、ｃＩＩＪ
   の縦方向及び横方向の座標に対応してディジタル表示す
   る２個の ＬＥＤ表ボ表土器成る事を特徴とする 特許請求の範囲第３項に記載の ビデオ信号解析装置。 （５）ターゲットからＣＰＵユニットに取り込まれたデ
   ータの中心点の 位置を、成る規準になる所定の一時期 の中、ｂ点からの夫々縦方向及び横方向のずれとしてＬ
   ＥＤ表示器で表示させ る為、該所定の一時期のレーザー受光 部の中心点の位置を初期値として入力 させる為のオフセットスイッチを 有した事を特徴とする特許請求の範囲 第４項に記載のビデオ信号解析装置。 （６）元押し掘進機を用いてトンネルを掘る方・法にお
   いて、 イ）外′方に露出した半透明の スクリーン、該スクリーンに向けて 配置されたビデ、オカメラ、および 該スクリーンとビデオカメラを収納　−するハウジング
   を含んで成る ターゲット、 ｏ）上１ｉ３１−ゲットから出力されたビデオ信号をＡ
   −Ｄ変換するＡ　−Ｄ コンバータ、該Ａ−Ｄコンバータの 出力を所定のタイミングでサンプルす るサンプリング回路、該サンプルされ たＡ−Ｄコンバータの出力をラッチ及 び／又は記憶するホールド回路を 含み、ラッチ及び／又は記憶された データを同期をとってＣＰＵに送る 同期コントローラ、 ハ）該同期コントローラ′から送られたデータを演算す
   るＣＰＵユニット ニ）該ＣＰＵユニットから送られて 来たデータをデコードしてディジタル 表示するＬＥＤユニット 以上イ）乃至二）を含むビデオ信号解 析装置とレーザー投光器を用いて連続 的に又は断続的に元押し掘進機の 規準方向からのずれを表示させること により測量し、そのずれを修正しな１がらトンネルを掘
   ることを特徴とする ビデオ信号解析袋７置を利用したトンネル掘進方法。 （７）ビデオ信号解析装置のうち、少なくともターゲッ
   トを元押し掘進機内部の 切羽側に配置した事を特徴とする特許 請求の範囲第６項に記載のビデオｉ号 解析装置を利用したトンネル掘進 方法。 （８）レーザー投光器を元押し部付近に配置した事を特
   徴とする特許請求の範囲 第７項に記載のビデオ信号解析装置を 利用したトンネル掘進方法。 （９）ビデオカメラとしてＣＣＤカメラを用いた事を特
   徴とする特許請求の範囲 １１８項に記載のビデオ信号解析装置を利用したトンネ
   ル掘進方法。 （１０）　Ｌ　Ｅ　Ｄユニットがレーザー受光部の中心
   点の縦方向及び横方向の座標に 対応してディジタル表示する２個の ＬＥＤ表示器よりなるビデオ信号解析 装置を用いた事を特徴とするビデオ信 号解析装置を利用したトンネル掘進方 法。 （旧所定の一時期のレーザー受光部の中心点の位置を初
   期値として入力する オフセットスイッチを有し、オフセッ ト入力後に夕′−ゲットからＣＰＵ ユニットに取り込まれたデータの中心 点の位置を縦方向又は横方向の、夫々 正方向又は負の方向の上記初期値との 差としてＬＥＤ表示器にディジタル表 示するようにされたビデオ信号解析装 置を用いた事を特徴とするビデオ信号 解析装置を利用したトンネル 掘進方法。 （１２）オフセットスイッチによって取り込まれた初期
   値が実質的に再書変え可能で ある事を特徴とするビデオ信号解析装 置を利用したトンネル掘進方法。