JP2001074448A - Method for measuring cross-sectional shape inside hollow tube - Google Patents

Method for measuring cross-sectional shape inside hollow tube

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JP2001074448A JP25004399A JP25004399A JP2001074448A JP 2001074448 A JP2001074448 A JP 2001074448A JP 25004399 A JP25004399 A JP 25004399A JP 25004399 A JP25004399 A JP 25004399A JP 2001074448 A JP2001074448 A JP 2001074448A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for measuring a cross-sectional shape inside a hollow tube, in which the finished shape of a tunnel can be controlled precisely, efficiently and suitably by a method where the arrangement position of a laser distance measuring apparatus and the central position of the tunnel are measured precisely and satisfactorily in terms of labor and time. SOLUTION: Regarding a plurality of points P1, P2, P3, which are different on a laser irradiation line as the track of a laser irradiation point inside a tunnel 200, distances up to the points P1, P2, P3 from the arrangement position of a laser distance measuring apparatus 100 are measured, and angles which are formed with respect to a horizontal line which connects the arrangement position of the laser distance measuring apparatus 100 to the points P1, P2, P3 are measured. On the basis of the measured distances and the measured angles, the arrangement coordinates of the laser distance measuring apparatus 100 are calculated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ測距装置を
トンネル内に配置し、レーザ測距装置によりトンネル内
の断面形状を測定する方法に係り、特に、手間や時間の
面で有利に、レーザ測距装置の配置位置やトンネルの中
心位置を正確に測定することにより、トンネルの出来形
管理を正確かつ効率的に行うのに好適な中空管内の断面
形状測定方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of arranging a laser distance measuring device in a tunnel and measuring a cross-sectional shape of the tunnel by the laser distance measuring device. The present invention relates to a method for measuring a cross-sectional shape in a hollow tube suitable for accurately and efficiently managing the shape of a tunnel by accurately measuring an arrangement position of a laser distance measuring device and a center position of the tunnel.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、トンネル等の地下構造物の断面形
状を測定する方法としては、例えば、レーザ測距法によ
り距離を測定するレーザ測距装置を用いて、トンネルの
延長方向に対して直交する方向にレーザを照射してトン
ネルの延長方向に対して直交する断面（以下、単に断面
という。）の形状を測定するというものがあった。従来
の断面形状測定方法では、断面形状を測定した後に、レ
ーザ測距装置の配置位置を測量により測定し、レーザ測
距装置の配置位置とトンネルの設計上のセンターの位置
等とを比較しながら出来形管理を行っていた。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for measuring the cross-sectional shape of an underground structure such as a tunnel, for example, a laser distance measuring device for measuring a distance by a laser distance measuring method is used, and the cross section is orthogonal to the extending direction of the tunnel. In some cases, the shape of a cross section (hereinafter, simply referred to as a cross section) orthogonal to the extension direction of the tunnel is measured by irradiating a laser in a direction in which the tunnel extends. In the conventional cross-sectional shape measuring method, after measuring the cross-sectional shape, the arrangement position of the laser distance measuring device is measured by surveying, and the position of the laser distance measuring device is compared with the position of the center of the tunnel design and the like. Performed work management.

【０００３】また、トンネルの断面形状が円形である場
合には、トンネルの中心位置を測定し、トンネルの中心
位置とトンネルの設計上の中心座標とを比較しながら出
来形管理を行うが、トンネルの中心位置を測定するに
は、所定長の棒材を用意し、この棒材のセンターに目印
を付するとともにこの棒材に水準器を沿わせ、棒材が水
平になったときの目印の位置を測量することにより行っ
ていた。If the cross-sectional shape of the tunnel is circular, the center position of the tunnel is measured, and the finished shape is managed while comparing the center position of the tunnel with the center coordinates in design of the tunnel. To measure the center position of the bar, prepare a bar of a predetermined length, mark the center of the bar, place a level on this bar, and mark the bar when the bar is horizontal. This was done by measuring the position.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
断面形状測定方法にあっては、レーザ測距装置の配置位
置を測量により測定していたため、測量に手間や時間が
かかるばかりか、測量を人手により行うことから測定ミ
スが生じる可能性があった。また、トンネルの中心位置
を測定する方法にあっては、トンネルの中心位置を棒材
を用いた測量により測定していたため、測量に手間や時
間がかかるばかりか、トンネルの水平方向の中心座標し
か測定することができず、鉛直方向の中心座標を測定す
ることができなかった。However, in the conventional method for measuring the cross-sectional shape, the position of the laser distance measuring device is measured by surveying, so that the surveying is not only time-consuming and time-consuming, but also requires manual surveying. , There is a possibility that a measurement error may occur. In the method of measuring the center position of the tunnel, since the center position of the tunnel was measured by surveying using a bar, it took time and effort to perform the survey, and only the horizontal center coordinates of the tunnel were measured. It could not be measured, and the center coordinates in the vertical direction could not be measured.

【０００５】したがって、測定に手間や時間がかかり、
しかもレーザ測距装置の配置位置やトンネルの中心位置
を正確に得ることができないので、トンネルの出来形管
理を正確かつ効率的に行うことが困難であった。そこ
で、本発明では、このような従来の技術が有する未解決
の課題に着目してなされたものであって、手間や時間の
面で有利に、レーザ測距装置の配置位置やトンネルの中
心位置を正確に測定することにより、トンネルの出来形
管理を正確かつ効率的に行うのに好適な中空管内の断面
形状測定方法を提供することを目的としている。[0005] Therefore, it takes time and effort to measure,
In addition, since the arrangement position of the laser distance measuring device and the center position of the tunnel cannot be accurately obtained, it is difficult to accurately and efficiently manage the shape of the tunnel. In view of the above, the present invention has been made by paying attention to the unresolved problems of the conventional technology, and is advantageous in terms of labor and time, and is advantageous in terms of the arrangement position of the laser ranging device and the center position of the tunnel. It is an object of the present invention to provide a method for measuring a cross-sectional shape in a hollow tube suitable for accurately and efficiently managing the shape of a tunnel by accurately measuring the shape of a tunnel.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る請求項１記載の中空管内の断面形状測
定方法は、レーザ測距法により距離を測定する測定機を
中空管内に配置し、前記測定機により前記中空管の延長
方向に対して直交する方向にレーザを照射して前記中空
管内の断面形状を測定する方法であって、前記中空管内
におけるレーザ照射点の軌跡であるレーザ照射線上の異
なる複数の点について前記測定機の配置位置から当該点
までの距離および前記測定機の配置位置と当該点とを結
ぶ線が基準線に対してなす角度を測定する測定ステップ
と、測定した測定距離および測定角度に基づいて前記測
定機の配置座標を算出する配置座標算出ステップと、を
含む。In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a method for measuring a cross-sectional shape in a hollow tube, wherein a measuring machine for measuring a distance by a laser distance measuring method is provided in the hollow tube. A method of arranging and measuring a cross-sectional shape in the hollow tube by irradiating a laser in a direction orthogonal to an extension direction of the hollow tube by the measuring device, wherein a locus of a laser irradiation point in the hollow tube is measured. A measuring step of measuring a distance between the arrangement position of the measuring instrument and the point and a line connecting the arrangement position of the measuring instrument and the point with respect to a reference line for a plurality of different points on a certain laser irradiation line with respect to a reference line; Calculating the arrangement coordinates of the measuring device based on the measured measurement distance and the measured angle.

【０００７】ここで、レーザ照射点とは、中空管内にお
けるレーザの反射点をいい、この場合、測定機と中空管
との間に障害物が存在しなければ、中空管内の壁面でレ
ーザが反射するのでその点がレーザ照射点となり、測定
機と中空管との間に障害物が存在すれば、中空管内のそ
の障害物でレーザが反射するのでその点がレーザ照射点
となる。以下、請求項２記載の中空管内の断面形状測定
方法において同じである。Here, the laser irradiation point means a reflection point of the laser in the hollow tube. In this case, if there is no obstacle between the measuring instrument and the hollow tube, the laser is irradiated on the wall surface in the hollow tube. Since the light is reflected, that point becomes a laser irradiation point. If there is an obstacle between the measuring instrument and the hollow tube, the laser is reflected by the obstacle in the hollow tube, and that point becomes the laser irradiation point. Hereinafter, the same applies to the method for measuring the cross-sectional shape in the hollow tube according to the second aspect.

【０００８】さらに、本発明に係る請求項２記載の中空
管内の断面形状測定方法は、レーザ測距法により距離を
測定する測定機を円筒形の中空管内に配置し、前記測定
機により前記中空管の延長方向に対して直交する方向に
レーザを照射して前記中空管内の断面形状を測定する方
法であって、前記中空管内におけるレーザ照射点の軌跡
であるレーザ照射線上の異なる複数の点について前記測
定機の配置位置から当該点までの距離および前記測定機
の配置位置と当該点とを結ぶ線が基準線に対してなす角
度を測定する測定ステップと、測定した測定距離および
測定角度に基づいて前記中空管の中心座標を算出する中
心座標算出ステップと、を含む。Further, according to a second aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a cross-sectional shape in a hollow tube, wherein a measuring device for measuring a distance by a laser distance measuring method is arranged in a cylindrical hollow tube, and the measuring device is used for measuring the distance. A method for measuring a cross-sectional shape in the hollow tube by irradiating a laser in a direction orthogonal to an extension direction of the hollow tube, wherein a plurality of different points on a laser irradiation line, which are trajectories of laser irradiation points in the hollow tube, are provided. A measurement step of measuring a distance from the arrangement position of the measurement device to the point and an angle formed by a line connecting the arrangement position of the measurement device and the point with respect to a reference line, and measuring the measured distance and the measurement angle. Calculating the center coordinates of the hollow tube based on the center coordinates.

【０００９】以上では、上記目的を達成するための中空
管内の断面形状測定方法を提案したが、これに限らず、
上記目的を達成するために、次に掲げる第３ないし第５
の中空管内の断面形状測定方法を提案することもでき
る。第３の中空管内の断面形状測定方法は、請求項２記
載の中空管内の断面形状測定方法において、測定した測
定距離および測定角度に基づいて前記中空管の暫定的な
中心座標を算出する暫定中心座標算出ステップと、前記
複数の点のうちいずれかの点についての前記測定角度、
前記中空管の設計上の半径および前記暫定中心座標に基
づいて算出される当該いずれかの点についての前記測定
距離の理論値を、当該いずれかの点についての前記測定
角度で微分してその微分値を算出する微分値算出ステッ
プと、前記複数の点のうち前記いずれかの点と隣り合う
点についての前記測定距離と前記いずれかの点について
の前記測定距離との差分である距離差を算出する距離差
算出ステップと、前記微分値と前記距離差との差分が所
定以上であるときは、前記いずれかの点についての前記
測定距離を、前記隣り合う点についての前記測定距離に
前記微分値を加算したものとして補正する測定距離補正
ステップと、を含む。In the above, a method for measuring a cross-sectional shape in a hollow tube for achieving the above object has been proposed.
In order to achieve the above objectives, the following 3rd to 5th
It is also possible to propose a method for measuring a cross-sectional shape in a hollow tube. A third method for measuring a cross-sectional shape in a hollow tube is the method for measuring a cross-sectional shape in a hollow tube according to claim 2, wherein provisional center coordinates of the hollow tube are calculated based on the measured measurement distance and measurement angle. Center coordinate calculation step, the measurement angle for any of the plurality of points,
Theoretical value of the measured distance for any of the points calculated based on the design radius of the hollow tube and the provisional center coordinates is differentiated by the measured angle for any of the points. A differential value calculating step of calculating a differential value, and a distance difference that is a difference between the measured distance for a point adjacent to the one of the plurality of points and the measured distance for the one of the points. Calculating the distance difference, and when the difference between the differential value and the distance difference is greater than or equal to a predetermined value, the measured distance for any of the points is converted to the measured distance for the adjacent point. A measurement distance correction step of correcting the value as an added value.

【００１０】さらに、第４の中空管内の断面形状測定方
法は、上記第３の中空管内の断面形状測定方法におい
て、前記微分値算出ステップ、前記距離差算出ステップ
および前記測定距離補正ステップを、前記複数の点すべ
てについて行う。さらに、第５の中空管内の断面形状測
定方法は、請求項１および２のいずれかに記載の中空管
内の断面形状測定方法、または上記第３および第４のい
ずれかの中空管内の断面形状測定方法において、前記測
定ステップは、前記中空管内におけるレーザ照射点の軌
跡であるレーザ照射線上の少なくとも３つの点について
前記測定機の配置位置から当該点までの距離および前記
測定機の配置位置と当該点とを結ぶ線が基準線に対して
なす角度を測定する。Further, a fourth method for measuring a cross-sectional shape in a hollow tube is a method for measuring a cross-sectional shape in a third hollow tube, wherein the differential value calculating step, the distance difference calculating step, and the measured distance correcting step are performed. Do this for all points. Furthermore, the fifth method for measuring a cross-sectional shape in a hollow tube is the method for measuring a cross-sectional shape in a hollow tube according to any one of claims 1 and 2, or the measuring method for a cross-sectional shape in any of the third and fourth hollow tubes. In the method, the measuring step includes, for at least three points on a laser irradiation line, which is a trajectory of the laser irradiation point in the hollow tube, a distance from the arrangement position of the measurement device to the point, and an arrangement position of the measurement device; The angle formed by the line connecting to the reference line is measured.

【００１１】以上では、上記目的を達成するための中空
管内の断面形状測定方法を提案したが、これに限らず、
上記目的を達成するために、次に掲げる第１ないし第３
の中空管内の断面形状測定装置を提案することもでき
る。第１の中空管内の断面形状測定装置は、中空管内に
配置し、前記中空管の延長方向に対して直交する方向に
レーザを照射して前記中空管内の断面形状を測定する装
置であって、前記中空管内におけるレーザ照射点の軌跡
であるレーザ照射線上の異なる複数の点について前記配
置位置から当該点までの距離および前記配置位置と当該
点とを結ぶ線が基準線に対してなす角度を測定する測定
手段と、測定した測定距離および測定角度に基づいて前
記配置位置の座標を算出する配置座標算出手段と、を備
えている。In the above, a method for measuring a cross-sectional shape in a hollow tube for achieving the above object has been proposed.
To achieve the above objectives, the following first to third
A cross-sectional shape measuring device in a hollow tube can be proposed. The cross-sectional shape measuring device in the first hollow tube is a device that is disposed in the hollow tube, and measures a cross-sectional shape in the hollow tube by irradiating a laser in a direction orthogonal to an extension direction of the hollow tube. For a plurality of different points on the laser irradiation line, which are the trajectories of the laser irradiation points in the hollow tube, the distance from the arrangement position to the point and the angle formed by a line connecting the arrangement position and the point with respect to a reference line. The apparatus includes a measuring unit for measuring, and an arrangement coordinate calculating unit for calculating coordinates of the arrangement position based on the measured measurement distance and the measured angle.

【００１２】このような構成であれば、中空管の延長方
向に対して直交する方向にレーザを照射可能となるよう
に中空管内に配置して測定を開始すると、中空管の延長
方向に対して直交する方向にレーザが照射され、測定手
段により、レーザ照射線上の異なる複数の点について、
その配置位置からこれら点までの距離およびその配置位
置とこれら点とを結ぶ線が基準線に対してなす角度が測
定され、配置座標算出手段により、測定された測定距離
および測定角度に基づいて、その配置位置の座標が算出
される。With such a configuration, when the measurement is started by arranging the inside of the hollow tube so that the laser can be irradiated in a direction orthogonal to the direction of extension of the hollow tube, the laser is irradiated in the direction of extension of the hollow tube. The laser is irradiated in a direction orthogonal to the direction, and a plurality of different points on the laser irradiation line are measured by the measuring means.
The distance from the arrangement position to these points and the angle formed by the line connecting the arrangement position and these points with respect to the reference line are measured, and the arrangement coordinate calculation means, based on the measured measurement distance and measurement angle, The coordinates of the arrangement position are calculated.

【００１３】さらに、第２の中空管内の断面形状測定装
置は、円筒形の中空管内に配置し、前記中空管の延長方
向に対して直交する方向にレーザを照射して前記中空管
内の断面形状を測定する方法であって、前記中空管内に
おけるレーザ照射点の軌跡であるレーザ照射線上の異な
る複数の点について前記配置位置から当該点までの距離
および前記配置位置と当該点とを結ぶ線が基準線に対し
てなす角度を測定する測定手段と、測定した測定距離お
よび測定角度に基づいて前記中空管の中心座標を算出す
る中心座標算出手段と、を備えている。Further, the cross-sectional shape measuring device in the second hollow tube is disposed in the cylindrical hollow tube, and irradiates a laser beam in a direction perpendicular to an extension direction of the hollow tube to irradiate a laser beam in a cross section inside the hollow tube. A method for measuring a shape, wherein a line connecting the distance from the arrangement position to the point and the arrangement position and the point is different for a plurality of different points on a laser irradiation line that is a trajectory of the laser irradiation point in the hollow tube. The measuring device includes a measuring unit that measures an angle with respect to a reference line, and a center coordinate calculating unit that calculates center coordinates of the hollow tube based on the measured distance and the measured angle.

【００１４】このような構成であれば、中空管の延長方
向に対して直交する方向にレーザを照射可能となるよう
に中空管内に配置して測定を開始すると、中空管の延長
方向に対して直交する方向にレーザが照射され、測定手
段により、レーザ照射線上の異なる複数の点について、
その配置位置からこれら点までの距離およびその配置位
置とこれら点とを結ぶ線が基準線に対してなす角度が測
定され、中心座標算出手段により、測定された測定距離
および測定角度に基づいて、中空管の中心座標が算出さ
れる。With such a configuration, when the measurement is started by arranging the inside of the hollow tube so as to be able to irradiate the laser beam in a direction perpendicular to the extension direction of the hollow tube, in the extension direction of the hollow tube, The laser is irradiated in a direction orthogonal to the direction, and a plurality of different points on the laser irradiation line are measured by the measuring means.
The distance from the arrangement position to these points and the angle formed by the line connecting the arrangement position and these points with respect to the reference line are measured, and the central coordinate calculating means calculates the distance based on the measured distance and the measured angle. The center coordinates of the hollow tube are calculated.

【００１５】さらに、第３の中空管内の断面形状測定装
置は、上記第２の中空管内の断面形状測定装置におい
て、測定した測定距離および測定角度に基づいて前記中
空管の暫定的な中心座標を算出する暫定中心座標算出手
段と、前記複数の点のうちいずれかの点についての前記
測定角度、前記中空管の設計上の半径および前記暫定中
心座標に基づいて算出される当該いずれかの点について
の前記測定距離の理論値を、当該いずれかの点について
の前記測定角度で微分してその微分値を算出する微分値
算出手段と、前記複数の点のうち前記いずれかの点と隣
り合う点についての前記測定距離と前記いずれかの点に
ついての前記測定距離との差分である距離差を算出する
距離差算出手段と、前記微分値と前記距離差との差分が
所定以上であるときは、前記いずれかの点についての前
記測定距離を、前記隣り合う点についての前記測定距離
に前記微分値を加算したものとして補正する測定距離補
正手段と、を備えている。Further, the cross-sectional shape measuring device in the third hollow tube may be a temporary center coordinate of the hollow tube based on the measured distance and angle in the second cross-sectional shape measuring device in the hollow tube. Temporary center coordinate calculating means, which calculates the measured angle, the designed radius of the hollow tube and the temporary center coordinates of any one of the plurality of points. Differential value calculating means for differentiating the theoretical value of the measured distance for a point by the measured angle for any one of the points and calculating the differential value, and adjacent to any one of the plurality of points Distance difference calculating means for calculating a distance difference that is a difference between the measured distance for the matching point and the measured distance for any of the points, and when a difference between the differential value and the distance difference is equal to or greater than a predetermined value. , The measurement distance for the point of the one, and a, and measuring the distance correction means for correcting as obtained by adding the differential value to the measured distance for the point at which the adjacent.

【００１６】このような構成であれば、測定手段によ
り、レーザ照射線上の異なる複数の点について、その配
置位置からこれら点までの距離およびその配置位置とこ
れら点とを結ぶ線が基準線に対してなす角度が測定さ
れ、暫定中心座標算出手段により、測定された測定距離
および測定角度に基づいて、中空管の暫定的な中心座標
が算出される。With such a configuration, the distance from the arrangement position to these points and the line connecting the arrangement position and these points are different from the reference line by the measuring means for a plurality of different points on the laser irradiation line. The angle formed is measured, and the provisional center coordinate calculating means calculates the provisional center coordinates of the hollow tube based on the measured measurement distance and measurement angle.

【００１７】次いで、微分値算出手段により、複数の点
のうちいずれかの点についての測定角度、中空管の設計
上の半径および暫定中心座標に基づいて算出されるその
いずれかの点についての測定距離の理論値が、そのいず
れかの点についての測定角度で微分されてその微分値が
算出され、距離差算出手段により、そのいずれかの点と
隣り合う点についての測定距離とそのいずれかの点につ
いての測定距離との距離差が算出され、測定距離補正手
段により、算出された微分値と距離差との差分が所定以
上であるときは、そのいずれかの点についての測定距離
が、その隣り合う点についての測定距離に微分値を加算
したものとして補正される。Next, the differential value calculating means calculates the angle of any one of the plurality of points, the design radius of the hollow tube, and any one of the points calculated based on the provisional center coordinates. The theoretical value of the measurement distance is differentiated by the measurement angle for any of the points to calculate the derivative value, and the distance difference calculation means calculates the measurement distance for any point adjacent to the point and any one of the points. The distance difference between the measured distance and the measured distance for the point is calculated, and the measured distance correcting unit calculates, when the difference between the calculated differential value and the distance difference is equal to or greater than a predetermined value, the measured distance for any of the points is The correction is performed as a result of adding the differential value to the measurement distance of the adjacent point.

【００１８】そして、中心座標算出手段により、測定ま
たは補正された測定距離および測定された測定角度に基
づいて、中空管の中心座標が算出される。Then, the center coordinates of the hollow tube are calculated based on the measured or corrected measurement distance and the measured angle by the center coordinate calculation means.

【００１９】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図面を参照しながら説明する。図１ないし図４は、本
発明に係る中空管内の断面形状測定方法の第１の実施の
形態を示す図である。この第１の実施の形態は、本発明
に係る中空管内の断面形状測定方法を、図１に示すよう
に、レーザ測距装置１００をトンネル２００内に配置
し、レーザ測距装置１００によりトンネル２００の延長
方向に対して直交する方向にレーザを照射し、トンネル
２００内におけるレーザ測距装置１００の配置位置を測
定する場合について適用したものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 are views showing a first embodiment of a method for measuring a cross-sectional shape in a hollow tube according to the present invention. In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a laser distance measuring device 100 is disposed in a tunnel 200, and a cross-sectional shape measuring method in a hollow tube according to the present invention is arranged in a tunnel 200. This is applied to a case where a laser beam is irradiated in a direction perpendicular to the extension direction of the laser distance measuring device 100 in the tunnel 200.

【００２０】まず、レーザ測距装置１００の構成を図２
およｂ図３を参照しながら説明する。図２は、レーザ測
距装置１００の構成を示すブロック図であり、図３は、
レーザヘッドの回転位置と受光エリアの向きとの関係を
示す概念図である。レーザ測距装置１００は、図２に示
すように、対象物に向けてパルスレーザ光を放射する発
光部９および対象物を介して反射されるパルスレーザ光
を受光して受光パルス信号を出力する受光部１０を有す
るレーザレーダヘッド１と、受光部１０から出力される
受光パルス信号のレベルが所定の基準レベルを越えた時
点を反射レーザ光の到達時刻と判定して発光部９のレー
ザ光放射時刻からその到達時刻までの所要時間を測定す
る時間測定ユニット２０と、時間測定ユニット２０で測
定された所要時間に基いて発光部９または受光部１０か
ら対象物までの距離を算出する信号処理ユニット３０
と、で構成されており、レーザレーダヘッド１を、本装
置を中心とする円周方向にスキャニングすることによ
り、図１に示すように、本装置を中心とする円周方向全
周にわたってその円周方向に存在する対象物までの距離
を測定可能となっている。First, the configuration of the laser distance measuring apparatus 100 is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the laser distance measuring apparatus 100, and FIG.
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a relationship between a rotation position of a laser head and a direction of a light receiving area. As shown in FIG. 2, the laser distance measuring apparatus 100 receives a pulsed laser beam reflected through the light emitting unit 9 that emits a pulsed laser beam toward the target and the target, and outputs a received pulse signal. The laser radar head 1 having the light receiving unit 10 and the point at which the level of the light receiving pulse signal output from the light receiving unit 10 exceeds a predetermined reference level is determined as the arrival time of the reflected laser light, and the laser light emission of the light emitting unit 9 is performed. A time measuring unit 20 for measuring a required time from a time to an arrival time thereof, and a signal processing unit for calculating a distance from the light emitting unit 9 or the light receiving unit 10 to the object based on the required time measured by the time measuring unit 20 30
By scanning the laser radar head 1 in the circumferential direction centering on the present apparatus, the circle is formed over the entire circumference in the circumferential direction centering on the present apparatus as shown in FIG. It is possible to measure the distance to an object existing in the circumferential direction.

【００２１】レーザーレーダヘッド１は、ＬＤ（レーザ
ーダイオード）からなる１つの発光素子２と、ＰＤ（ピ
ンフォトダイオード）からなる第１、第２の２つの受光
素子３,４と、を有し、発光素子２の前側には、発光用
レンズ（集光レンズ）５が配置され、第１、第２の受光
素子３,４の前側には、それぞれ格子状のメカニカルフ
ィルタ８を備えた受光用レンズ（集光レンズ）６,７が
配置されている。The laser radar head 1 has one light emitting element 2 composed of an LD (laser diode) and first and second two light receiving elements 3 and 4 composed of a PD (pin photodiode). A light-emitting lens (condensing lens) 5 is disposed in front of the light-emitting element 2, and a light-receiving lens provided with a lattice-shaped mechanical filter 8 in front of the first and second light-receiving elements 3 and 4. (Condenser lenses) 6, 7 are arranged.

【００２２】発光素子２と第１、第２の受光素子３,４
は、図３に示すように、ターンテーブル１４上に載置さ
れ、それらに属するレンズ５,６,７およびメカニカルフ
ィルタ８もターンテーブル１４上に搭載されている。な
お、発光素子２およびそのレンズ５は、図２ではレーザ
ーレーダヘッド１の片側に描いてあるが、実際には、図
３に示すように、第１、第２の受光素子３,４およびそ
のレンズ６,７の中間に位置するようになっている。Light emitting element 2 and first and second light receiving elements 3 and 4
3 is mounted on a turntable 14 as shown in FIG. 3, and the lenses 5, 6, 7 and the mechanical filter 8 belonging thereto are also mounted on the turntable 14. Although the light emitting element 2 and its lens 5 are shown on one side of the laser radar head 1 in FIG. 2, actually, as shown in FIG. 3, the first and second light receiving elements 3, 4 and their The lens is located between the lenses 6 and 7.

【００２３】さらに、レーザーレーダヘッド１は、ター
ンテーブル１４を回転させて、第１、第２の受光素子
３,４の受光エリア４３,４４および発光素子２の発光エ
リア（図示せず）を図３（ａ）から（ｂ）のように偏向
させるためのサーボ機構１１と、その駆動モータ１２
と、を備えている。なお、サーボ機構１１の現在回転角
度は、駆動モータ１２と連動するポテンショメータ１３
により検出するようになっている。Further, the laser radar head 1 rotates the turntable 14 so that the light receiving areas 43 and 44 of the first and second light receiving elements 3 and 4 and the light emitting area (not shown) of the light emitting element 2 are illustrated. 3 (a) to 3 (b), a servo mechanism 11 for deflecting and a drive motor 12
And The current rotation angle of the servo mechanism 11 is controlled by a potentiometer 13
To detect.

【００２４】時間測定ユニット２０は、発光部９に対し
てスタートパルスを発生するパルス発生部２１と、スタ
ートパルスにより計時を開始し受光部１０からのスター
トパルスで計時を終了する時間測定部２２と、を有して
いる。信号処理ユニット３０は、時間測定部２２で得ら
れた時間データに基づいて対象物までの距離を算出する
距離測定部３１と、サーボ機構１１の駆動モータ１２に
対し適切な指令を与えるサーボ制御部３３と、制御プロ
グラムに基づいて演算およびシステム全体を制御するＣ
ＰＵ３４と、所定領域にあらかじめＣＰＵ３４の制御プ
ログラム等を格納しているＲＯＭ３５と、ＲＯＭ３５等
から読み出したデータやＣＰＵ３４の演算過程で必要な
演算結果を格納するためのＲＡＭ３６と、表示装置３２
と、で構成されている。The time measurement unit 20 includes a pulse generation unit 21 for generating a start pulse for the light emitting unit 9, a time measurement unit 22 for starting time measurement with the start pulse and ending the time measurement with the start pulse from the light receiving unit 10. ,have. The signal processing unit 30 includes a distance measuring unit 31 that calculates a distance to the object based on the time data obtained by the time measuring unit 22, and a servo control unit that gives an appropriate command to the drive motor 12 of the servo mechanism 11. 33 and C for controlling the arithmetic and the entire system based on the control program
A PU 34, a ROM 35 in which a control program of the CPU 34 is stored in a predetermined area in advance, a RAM 36 for storing data read from the ROM 35 and the like and a calculation result required in a calculation process of the CPU 34, a display device 32
And is composed of

【００２５】ＣＰＵ３４は、マイクロプロセッシングユ
ニットＭＰＵ等からなり、トンネル２００内におけるレ
ーザ測距装置１００の配置位置を測定するときは、ＲＯ
Ｍ３５の所定領域に格納されている所定のプログラムを
起動させ、図４のフローチャートに示す配置位置測定処
理を実行するようになっている。図４は、配置位置測定
処理を示すフローチャートである。The CPU 34 includes a microprocessing unit MPU and the like. When measuring the arrangement position of the laser distance measuring device 100 in the tunnel 200, the RO 34
A predetermined program stored in a predetermined area of M35 is started, and the arrangement position measurement processing shown in the flowchart of FIG. 4 is executed. FIG. 4 is a flowchart showing the arrangement position measurement processing.

【００２６】次に、ＣＰＵ３４において実行される配置
位置測定処理を説明しつつ、上記第１の実施の形態の動
作を説明する。まず、図１に示すように、トンネル２０
０の延長方向に対して直交する方向にレーザを照射可能
となるように、レーザ測距装置１００をトンネル２００
内に配置し、ＣＰＵ３４において配置位置測定処理を実
行することにより、トンネル２００内におけるレーザ測
距装置１００の配置位置の測定を開始すると、図４に示
すように、ステップＳ１００に移行するようになってい
る。Next, the operation of the above-described first embodiment will be described while explaining the arrangement position measurement processing executed by the CPU 34. First, as shown in FIG.
The laser range finder 100 is mounted on the tunnel 200 so that the laser can be irradiated in a direction orthogonal to the extension direction of the laser beam.
When the measurement of the arrangement position of the laser distance measuring device 100 in the tunnel 200 is started by executing the arrangement position measurement processing in the CPU 34, as shown in FIG. 4, the process proceeds to step S100. ing.

【００２７】ステップＳ１００では、角度データとして
０度をサーボ機構制御部３３に出力する。これにより、
ターンテーブル１４が回転し、図１に示すように、レー
ザ測距装置１００の右側であって水平線に対して０度の
方向にあるトンネル２００内の壁面Ｐ1までの距離ＬＲ
が測定される。次いで、ステップＳ１０２に移行して、
こうして測定された距離データを距離測定部３１から入
力し、ステップＳ１０４に移行して、角度データとして
１８０度をサーボ機構制御部３３に出力する。これによ
り、ターンテーブル１４が回転し、図１に示すように、
レーザ測距装置１００の左側であって水平線に対して１
８０度の方向にあるトンネル２００内の壁面Ｐ2までの
距離ＬＬが測定される。In step S100, 0 degree is output to the servo mechanism controller 33 as angle data. This allows
The turntable 14 is rotated, as shown in FIG. 1, the distance to the horizontal a right laser distance measuring device 100 to the wall surface P 1 in the tunnel 200 in the direction of 0 degrees LR
Is measured. Next, the process proceeds to step S102,
The distance data measured in this way is input from the distance measurement unit 31, and the process proceeds to step S104 to output 180 degrees as angle data to the servo mechanism control unit 33. Thereby, the turntable 14 rotates, and as shown in FIG.
The left side of the laser range finder 100 and 1
Distance LL to the wall surface P 2 in the tunnel 200 in the 80 ° direction is measured.

【００２８】次いで、ステップＳ１０６に移行して、こ
うして測定された距離データを距離測定部３１から入力
し、ステップＳ１０８に移行して、角度データとして２
７０度をサーボ機構制御部３３に出力する。これによ
り、ターンテーブル１４が回転し、図１に示すように、
レーザ測距装置１００の下側であって水平線に対して２
７０度の方向にあるトンネル２００内の床面Ｐ3までの
距離ＬＤが測定される。Then, the flow shifts to step S106, the distance data thus measured is input from the distance measuring unit 31, and the flow shifts to step S108, where 2 is set as angle data.
70 degrees is output to the servo mechanism control unit 33. Thereby, the turntable 14 rotates, and as shown in FIG.
The lower side of the laser range finder 100 and 2
Distance LD to the floor surface P 3 in the tunnel 200 in the direction of 70 degrees is measured.

【００２９】次いで、ステップＳ１１０に移行して、こ
うして測定された距離データを距離測定部３１から入力
し、ステップＳ１１２に移行して、入力した距離データ
ＬＲ，ＬＬ，ＬＤおよび出力した角度データに基づい
て、トンネル２００内におけるレーザ測距装置１００の
配置座標を算出し、ステップＳ１１４に移行して、算出
した配置座標を表示装置３２で表示する。Next, the flow shifts to step S110, where the distance data thus measured is input from the distance measuring unit 31, and the flow shifts to step S112, where the distance data LR, LL, LD and the output angle data are used. Then, the coordinates of the arrangement of the laser range finder 100 in the tunnel 200 are calculated, and the process proceeds to step S114 to display the calculated arrangement coordinates on the display device 32.

【００３０】表示装置３２において、算出されたレーザ
測距装置１００の配置座標は、例えば、トンネル２００
内の所定位置Ｐ0の座標からの相対座標として直交座標
系で表示される。このようにして、本実施の形態では、
トンネル２００内におけるレーザ照射点の軌跡であるレ
ーザ照射線上の異なる複数の点Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3につい
て、レーザ測距装置１００の配置位置からこれら点
Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3までの距離およびレーザ測距装置１００
の配置位置とこれら点Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3とを結ぶ線が水平
線に対してなす角度を測定し、測定した測定距離および
測定角度に基づいてレーザ測距装置１００の配置座標を
算出するようにした。In the display device 32, the calculated coordinates of the arrangement of the laser distance measuring device 100 are, for example,
Is displayed as the relative coordinates from a predetermined position P 0 of the coordinates of the inner orthogonal coordinate system. Thus, in the present embodiment,
Regarding a plurality of different points P 1 , P 2 , and P 3 on the laser irradiation line, which are the trajectories of the laser irradiation points in the tunnel 200, from the arrangement position of the laser distance measuring device 100 to these points P 1 , P 2 , and P 3 Distance and laser ranging device 100
The angle between the horizontal position and the line connecting the arrangement position of these and the points P 1 , P 2 , and P 3 is measured, and the arrangement coordinates of the laser distance measuring apparatus 100 are calculated based on the measured measurement distance and measurement angle. I did it.

【００３１】これにより、配置座標の測定が容易となる
とともに、測定を人手により行わなくてすむので配置座
標に生じる誤差が少なくなる。したがって、従来に比し
て、手間や時間の面で有利に、レーザ測距装置１００の
配置位置を比較的正確に測定することができる。次に、
本発明の第２の実施の形態を図面を参照しながら説明す
る。図５および図６は、本発明に係る中空管内の断面形
状測定方法の第２の実施の形態を示す図である。As a result, the arrangement coordinates can be easily measured, and the measurement does not need to be performed manually, so that errors in the arrangement coordinates are reduced. Therefore, the arrangement position of the laser distance measuring device 100 can be measured relatively accurately, in terms of labor and time, as compared with the related art. next,
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 5 and 6 are views showing a second embodiment of the method for measuring a cross-sectional shape in a hollow tube according to the present invention.

【００３２】この第２の実施の形態は、本発明に係る中
空管内の断面形状測定方法を、図５に示すように、レー
ザ測距装置１００を円筒形のトンネル３００内に配置
し、レーザ測距装置１００によりトンネル３００の延長
方向に対して直交する方向にレーザを照射し、トンネル
３００の中心位置を測定する場合について適用したもの
である。なお、以下、上記第１の実施の形態と異なる部
分についてのみ説明し、同一の部分については同一の符
号を付して説明を省略する。In the second embodiment, the method for measuring the cross-sectional shape of a hollow tube according to the present invention, as shown in FIG. The present invention is applied to a case where the distance device 100 irradiates a laser beam in a direction orthogonal to the extension direction of the tunnel 300 to measure the center position of the tunnel 300. Hereinafter, only portions different from the first embodiment will be described, and the same portions will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【００３３】レーザ測距装置１００は、図２および図３
に示すように、レーザレーダヘッド１と、時間測定ユニ
ット２０と、信号処理ユニット３０と、で構成されてお
り、ＣＰＵ３４で実行される処理を除いては、上記第１
の実施の形態と同一の構成である。ＣＰＵ３４は、マイ
クロプロセッシングユニットＭＰＵ等からなり、トンネ
ル３００の中心位置を測定するときは、ＲＯＭ３５の所
定領域に格納されている所定のプログラムを起動させ、
図６のフローチャートに示す中心位置測定処理を実行す
るようになっている。図６は、中心位置測定処理を示す
フローチャートである。The laser range finder 100 is shown in FIGS.
As shown in the figure, the laser radar head 1, the time measuring unit 20, and the signal processing unit 30 are configured, and except for the processing executed by the CPU 34, the first
This is the same configuration as that of the embodiment. The CPU 34 includes a microprocessing unit MPU and the like, and when measuring the center position of the tunnel 300, activates a predetermined program stored in a predetermined area of the ROM 35,
The center position measurement processing shown in the flowchart of FIG. 6 is executed. FIG. 6 is a flowchart showing the center position measurement processing.

【００３４】次に、ＣＰＵ３４において実行される中心
位置測定処理を説明しつつ、上記第２の実施の形態の動
作を説明する。まず、図５に示すように、トンネル３０
０の延長方向に対して直交する方向にレーザを照射可能
となるように、レーザ測距装置１００をトンネル３００
内に配置し、ＣＰＵ３４において中心位置測定処理を実
行することにより、トンネル３００の中心位置の測定を
開始すると、図６に示すように、ステップＳ２００に移
行するようになっている。Next, the operation of the second embodiment will be described while explaining the center position measurement processing executed in the CPU 34. First, as shown in FIG.
The laser distance measuring apparatus 100 is tunneled 300 so that the laser can be irradiated in a direction orthogonal to the extension direction of the laser 300.
When the measurement of the center position of the tunnel 300 is started by executing the center position measurement processing in the CPU 34, the process proceeds to step S200 as shown in FIG.

【００３５】ステップＳ２００では、図５に示すよう
に、レーザ測距装置１００を中心とする円周方向全周に
わたってレーザを等角でスキャンしながら、トンネル３
００内におけるレーザ照射点の軌跡であるレーザ照射線
上の異なるｎ個の点Ｐ1〜Ｐnについて、レーザ測距装置
１００の配置位置からこれら点Ｐ1〜Ｐnまでの距離Ｌ1
〜Ｌnおよびレーザ測距装置１００の配置位置とこれら
点Ｐ1〜Ｐnとを結ぶ線が水平線に対してなす角度θ1〜
θnを測定する。In step S200, as shown in FIG. 5, while scanning the laser at an equal angle over the entire circumference in the circumferential direction around the laser distance measuring apparatus 100, the tunnel 3 is scanned.
For n different points P 1 to P n on the laser irradiation line, which are the trajectories of the laser irradiation points in 00, the distance L 1 from the position of the laser distance measuring device 100 to these points P 1 to P n
~L n and a line connecting the position of the laser distance measuring device 100 and with these points P 1 to P n is the angle theta 1 ~ which forms with the horizon
Measure θ n .

【００３６】具体的には、初めに角度データとして０度
をサーボ制御部３３に出力し、その後角度データが３６
０度を超えるまで、角度データを所定角度Δθごと加算
して出力することにより、ターンテーブル１４が回転
し、図５に示すように、レーザ測距装置１００を中心と
する円周方向全周にわたってトンネル３００内の壁面お
よび床面Ｐ1〜Ｐnまでの距離Ｌ1〜Ｌnが測定される。そ
して、ステップＳ２００では、こうして測定された距離
データＬ1〜Ｌnを距離測定部３１から入力する。したが
って、ステップＳ２００においては、一連の測定によ
り、距離データＬ1〜Ｌnおよび角度データθ1〜θnが得
られる。More specifically, first, 0 degree is output to the servo control unit 33 as angle data, and thereafter, the angle data becomes 36 degrees.
By adding and outputting the angle data for each predetermined angle Δθ until the angle exceeds 0 degrees, the turntable 14 rotates, and as shown in FIG. distance L 1 ~L n from the wall and the floor P 1 to P n in the tunnel 300 is measured. Then, the input at step S200, thus the measured distance data L 1 ~L n from the distance measuring unit 31. Thus, in step S200, the series of measurements, distance data L 1 ~L n and angle data theta 1 through? N is obtained.

【００３７】次いで、ステップＳ２０２に移行して、距
離データＬ1〜Ｌnおよび角度データθ1〜θnに基づい
て、トンネル３００の暫定的な中心座標Ｍm（Ｘmc，Ｙ
mc）を算出する。暫定中心座標Ｍm（Ｘmc，Ｙmc）は、
距離データＬ1〜Ｌnおよび角度データθ1〜θnから、各
点Ｐ1〜Ｐnの座標（Ｘ1，Ｙ1）〜（Ｘn，Ｙn）を算出
し、これらを下式（１）に代入することにより算出され
る。なお、各点Ｐ1〜Ｐnの座標（Ｘ1，Ｙ1）〜（Ｘn，
Ｙn）および暫定中心座標Ｍmは、例えば、レーザ測距装
置１００の配置座標からの相対座標として算出される。Next, the process proceeds to step S202, and based on the distance data L 1 to L n and the angle data θ 1 to θ n , provisional center coordinates Mm (X mc , Y
mc ). The provisional center coordinates Mm (X mc , Y mc )
From the distance data L 1 ~L n and angle data theta 1 through? N, the points P 1 to P n of coordinates (X 1, Y 1) are calculated - the (X n, Y n), these the formula ( It is calculated by substituting into 1). Note that each point P 1 to P n of coordinates (X 1, Y 1) ~ (X n,
Y n ) and the provisional center coordinates Mm are calculated, for example, as relative coordinates from the arrangement coordinates of the laser range finder 100.

【００３８】[0038]

【数１】 (Equation 1)

【００３９】次いで、ステップＳ２０４に移行して、各
点Ｐ1〜Ｐnのうちｉ番目の点Ｐiについての角度データ
θi、トンネル３００の設計上の半径Ｒおよび暫定中心
座標Ｍmに基づいて算出される点Ｐiについての距離デー
タＬiの理論値Ｌ（θi）を、点Ｐiについての角度デー
タθiで微分してその微分値ΔＬ（θi）を算出する。微
分値ΔＬ（θi）は、角度θ、半径Ｒおよび暫定中心座
標Ｍmの関数である下式（２）により理論値Ｌ（θi）を
算出し、これを下式（３）に代入することにより算出さ
れる。Next, the process proceeds to step S204, based on the angle data θ i for the i-th point P i among the points P 1 to P n , the design radius R of the tunnel 300, and the provisional center coordinates Mm. theoretical value L of the distance data L i of the points P i are calculated (θ i), by differentiating at the angle data theta i of the point P i to calculate the differential value ΔL a (θ i). The differential value ΔL (θ i ) is calculated as a theoretical value L (θ i ) by the following equation (2) which is a function of the angle θ, the radius R, and the provisional center coordinate Mm, and is substituted into the following equation (3). It is calculated by:

【００４０】[0040]

【数２】 (Equation 2)

【００４１】[0041]

【数３】 (Equation 3)

【００４２】次いで、ステップＳ２０６に移行して、各
点Ｐ1〜Ｐnのうち点Ｐiと隣り合う点Ｐi-1についての距
離データＬi-1と点Ｐiについての距離データＬiとの差
分である距離差ΔＬmiを算出する。距離差ΔＬmiは、下
式（４）により算出される。[0042] Then, the processing proceeds to step S206, the distance data L i of the distance data L i-1 and the point P i of the points P i-1 adjacent to the out point P i of the points P 1 to P n Then, a distance difference ΔL mi that is a difference from the above is calculated. The distance difference ΔL mi is calculated by the following equation (4).

【００４３】[0043]

【数４】 (Equation 4)

【００４４】次いで、ステップＳ２０８に移行して、微
分値Ｌ（θi）と距離差ΔＬmiとの差分（絶対値）が所
定値Ｈ以上であるか否かを判定し、微分値Ｌ（θi）と
距離差ΔＬmiとの差分が所定値Ｈ以上であると判定され
たとき(Yes)は、ステップＳ２１０に移行して、微分値
Ｌ（θi）を用いて、Ｐiについての距離データＬiを補
正する。距離データＬiは、下式（５）により補正され
る。Next, the process proceeds to step S208, where it is determined whether or not the difference (absolute value) between the differential value L (θ i ) and the distance difference ΔL mi is equal to or greater than a predetermined value H, and the differential value L (θ i )) and when it is determined that the difference between the distance difference ΔL mi is equal to or greater than the predetermined value H (Yes), the process proceeds to step S210, and the distance for P i is calculated using the differential value L (θ i ). The data Li is corrected. The distance data Li is corrected by the following equation (5).

【００４５】[0045]

【数５】 (Equation 5)

【００４６】次いで、ステップＳ２１２に移行して、す
べての点Ｐ1〜Ｐnについて、ステップＳ２０４からＳ２
１０までの処理が終了したか否かを判定し、すべての点
Ｐ1〜Ｐnについて処理が終了したと判定されたとき(Ye
s)は、ステップＳ２１４に移行して、距離データＬ1〜
Ｌnおよび角度データθ1〜θnに基づいて、トンネル３
００の中心座標Ｍ（Ｘc，Ｙc）を算出する。中心座標Ｍ
（Ｘc，Ｙc）は、距離データＬ1〜Ｌnおよび角度データ
θ1〜θnから、各点Ｐ1〜Ｐnの座標（Ｘ1，Ｙ1）〜（Ｘ
n，Ｙn）を算出し、これらを下式（６）に代入すること
により算出される。なお、各点Ｐ1〜Ｐnの座標（Ｘ1，
Ｙ1）〜（Ｘn，Ｙn）および中心座標Ｍは、例えば、レ
ーザ測距装置１００の配置座標からの相対座標として算
出される。Next, the process proceeds to step S212, and the process proceeds from step S204 to step S2 for all the points P 1 to P n.
It is determined whether or not the processing up to 10 has been completed, and when it is determined that the processing has been completed for all points P 1 to P n (Ye
s), the process proceeds to step S214 and the distance data L 1 to
Based on L n and angle data theta 1 through? N, the tunnel 3
The center coordinates M ( Xc , Yc ) of 00 are calculated. Center coordinate M
(X c, Y c), the distance data L 1 from ~L n and angle data theta 1 through? N, the points P 1 to P n of coordinates (X 1, Y 1) ~ (X
n , Y n ), and these are substituted into the following equation (6). Note that each point P 1 to P n of coordinates (X 1,
Y 1 ) to (X n , Y n ) and the center coordinate M are calculated, for example, as relative coordinates from the arrangement coordinates of the laser range finder 100.

【００４７】[0047]

【数６】 (Equation 6)

【００４８】そして、ステップＳ２１６に移行して、算
出した中心座標Ｍを表示装置３２で表示する。一方、ス
テップＳ２１２で、すべての点Ｐ1〜Ｐnについて、ステ
ップＳ２０４からＳ２１０までの処理が終了していない
と判定されたとき(No)は、ステップＳ２０４に移行す
る。Then, the flow shifts to step S216, where the calculated center coordinate M is displayed on the display device 32. On the other hand, in step S212, the all respects P 1 to P n, when the process of steps S204 to S210 is judged not to be finished (No), the process proceeds to step S204.

【００４９】一方、ステップＳ２０８で、微分値Ｌ（θ
i）と距離差ΔＬmiとの差分が所定値Ｈ以上ではないと
判定されたとき(No)は、ステップＳ２１２に移行する。
このようにして、本実施の形態では、トンネル３００内
におけるレーザ照射点の軌跡であるレーザ照射線上の異
なるｎ個の点Ｐ1〜Ｐnについて、レーザ測距装置１００
の配置位置からこれら点Ｐ1〜Ｐnまでの距離Ｌ1〜Ｌnお
よびレーザ測距装置１００の配置位置とこれら点Ｐ1〜
Ｐnとを結ぶ線が水平線に対してなす角度θ1〜θnを測
定し、距離データＬ1〜Ｌnおよび角度データθ1〜θnに
基づいてトンネル３００の中心座標Ｍを算出するように
した。On the other hand, in step S208, the differential value L (θ
When it is determined that the difference between i ) and the distance difference ΔL mi is not equal to or larger than the predetermined value H (No), the process proceeds to step S212.
As described above, in the present embodiment, the laser range finder 100 is used for n different points P 1 to P n on the laser irradiation line, which are the trajectories of the laser irradiation points in the tunnel 300.
Distance L 1 ~L n and positions and these point of the laser distance measuring device 100 P 1 to these points P 1 to P n from the position of the ~
The angle θ 1 to θ n formed by the line connecting P n with the horizontal line is measured, and the center coordinate M of the tunnel 300 is calculated based on the distance data L 1 to L n and the angle data θ 1 to θ n. I made it.

【００５０】これにより、中心座標の測定が容易となる
とともに、測定を人手により行わなくてすむので中心座
標に生じる誤差が少なくなる。したがって、従来に比し
て、手間や時間の面で有利に、円筒形のトンネル３００
の中心位置を比較的正確に測定することができる。さら
に、本実施の形態では、距離データＬ1〜Ｌnおよび角度
データθ1〜θnに基づいてトンネル３００の暫定的な中
心座標Ｍmを算出し、点Ｐiについての角度データθi、
トンネル３００の設計上の半径Ｒおよび暫定中心座標Ｍ
mに基づいて算出される点Ｐiについての距離データＬi
の理論値Ｌ（θ）を、点Ｐiについての角度データθiで
微分してその微分値ΔＬ（θ）を算出し、点Ｐi-1につ
いての距離データＬi-1と点Ｐiについての距離データＬ
iとの差分である距離差ΔＬmiを算出し、微分値ΔＬ
（θ）と距離差ΔＬmiとの差分が所定値Ｈ以上であると
きは、点Ｐiついての距離データＬiを、点Ｐi-1につい
ての距離データＬi-1に微分値ΔＬ（θ）を加算したも
のとして補正するようにした。This facilitates the measurement of the center coordinates, and reduces the error that occurs in the center coordinates because the measurement does not have to be performed manually. Therefore, the cylindrical tunnel 300 is advantageous in terms of labor and time as compared with the related art.
Can be measured relatively accurately. Furthermore, in the present embodiment, the distance data L 1 ~L n and on the basis of the angle data theta 1 through? N to calculate the provisional center coordinates Mm tunnel 300, the angle data theta i of the point P i,
Design radius R and provisional center coordinates M of tunnel 300
distance data L i of the points P i which is calculated on the basis of the m
Of the theoretical value L (θ), by differentiating at the angle data theta i of the point P i to calculate the differential value ΔL (θ), the point P i-1 distance data L i-1 and the point P i on Distance data L for
The distance difference ΔL mi that is the difference from i is calculated, and the differential value ΔL
(Theta) and distance difference when the difference between [Delta] L mi is equal to or greater than a predetermined value H, the point P i the distance data L i of about point P distance data for i-1 L i-1 on the differential value [Delta] L ( θ) is corrected.

【００５１】これにより、例えば、トンネル３００内に
仮設資材等の障害物があり、照射したレーザがその障害
物で反射してしまうようなことがあっても、測定距離と
理論値とを比較しながら測定距離が補正されるので、ト
ンネル３００の中心座標を比較的正確に測定することが
できる。さらに、本実施の形態では、すべての点Ｐ1〜
Ｐnについて、ステップＳ２０４からＳ２１０までの処
理を実行するようにした。Thus, for example, even if there is an obstacle such as a temporary material in the tunnel 300 and the irradiated laser is reflected by the obstacle, the measured distance is compared with the theoretical value. However, since the measurement distance is corrected, the center coordinates of the tunnel 300 can be measured relatively accurately. Further, in the present embodiment, all the points P 1 to P 1
For P n , the processing from step S204 to S210 is executed.

【００５２】これにより、測定距離と理論値とを比較し
ながら、すべての点Ｐ1〜Ｐnについての測定距離が補正
されるので、トンネル３００の中心座標をさらに正確に
測定することができる。なお、上記第１の実施の形態に
おいては、レーザ測距装置１００の右側であって水平線
に対して０度、１８０度および２７０度の方向にあるト
ンネル２００内の壁面および床面Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3までの
距離ＬＲ，ＬＬ，ＬＤを測定するように構成したが、こ
れに限らず、トンネル２００内の異なる壁面または床面
であれば、任意の点までの距離を測定するように構成し
てもよい。As a result, the measured distances for all the points P 1 to P n are corrected while comparing the measured distances with the theoretical values, so that the center coordinates of the tunnel 300 can be measured more accurately. In the first embodiment, the walls and floors P 1 , P in the tunnel 200 on the right side of the laser range finder 100 and at directions of 0 °, 180 °, and 270 ° with respect to the horizontal line. 2, the distance LR to P 3, LL, has been configured to measure LD, not limited to this, if the different wall or floor of the tunnel 200, to measure the distance to any point You may comprise.

【００５３】また、上記第２の実施の形態においては、
上式（１）または上式（６）により中心座標Ｍm，Ｍを
算出するように構成したが、これに限らず、例えば、円
の方程式により中心座標Ｍm，Ｍを算出するように構成
してもよい。また、上記第２の実施の形態においては、
上式（５）により距離データを補正するように構成した
が、これに限らず、点Ｐi-1についての距離データＬi-1
と点Ｐiについての距離データＬiとの差分である距離差
ΔＬmiを、３次以上のｎ次関数を用いた最小二乗法で論
理関数化することにより、距離データを補正するように
構成してもよい。In the second embodiment,
Although the center coordinates Mm and M are calculated by the above equation (1) or (6), the invention is not limited to this. For example, the center coordinates Mm and M are calculated by a circle equation. Is also good. In the second embodiment,
Although the distance data is corrected by the above equation (5), the present invention is not limited to this, and the distance data L i-1 for the point P i-1 is not limited to this.
The distance data ΔL mi , which is the difference between the distance data L i and the distance data L i for the point P i , is converted into a logical function by the least square method using an n-th order function of the third or higher order, thereby correcting the distance data. May be.

【００５４】また、上記第１および第２の実施の形態に
おいて、図４および図６のフローチャートに示す処理を
実行するにあたっては、ＲＯＭ３５にあらかじめ格納さ
れているプログラムを実行する場合について説明した
が、これに限らず、これらの手順を示したプログラムが
記録された記録媒体から、そのプログラムをＲＡＭ３６
に読み込んで実行するようにしてもよい。Further, in the first and second embodiments, when the processing shown in the flowcharts of FIGS. 4 and 6 is executed, the case where a program stored in the ROM 35 is executed has been described. However, the present invention is not limited to this.
May be read and executed.

【００５５】ここで、記録媒体とは、ＲＡＭ、ＲＯＭ等
の半導体記憶媒体、ＦＤ、ＨＤ等の磁気記憶型記憶媒
体、ＣＤ、ＣＤＶ、ＬＤ、ＤＶＤ等の光学的読取方式記
憶媒体、ＭＯ等の磁気記憶型／光学的読取方式記憶媒体
であって、電子的、磁気的、光学的等の読み取り方法の
いかんにかかわらず、コンピュータで読み取り可能な記
録媒体であれば、あらゆる記録媒体を含むものである。Here, the recording medium is a semiconductor storage medium such as a RAM or a ROM, a magnetic storage type storage medium such as an FD or HD, an optical reading type storage medium such as a CD, CDV, LD, or DVD, or an MO storage medium. It is a magnetic storage type / optical readout type storage medium, and includes any storage medium that can be read by a computer irrespective of an electronic, magnetic, optical or other reading method.

【００５６】上記第１の実施の形態において、ステップ
Ｓ１００〜ステップＳ１１０は、請求項１記載の測定ス
テップに対応し、ステップＳ１１２は、請求項１記載の
配置座標算出ステップに対応している。また、上記第２
の実施の形態において、ステップＳ２００は、請求項２
記載の測定ステップに対応し、ステップ２１４は、請求
項２記載の中心座標算出ステップに対応している。In the first embodiment, steps S100 to S110 correspond to the measuring step described in claim 1, and step S112 corresponds to the arrangement coordinate calculating step described in claim 1. In addition, the second
In the embodiment of the present invention, the step S200 is defined in claim 2
Step 214 corresponds to the central coordinate calculating step described in claim 2.

【００５７】[0057]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る請求
項１記載の中空管内の断面形状測定方法によれば、測定
機の配置座標の測定が容易となるとともに、配置座標に
生じる誤差が少なくなるので、従来に比して、手間や時
間の面で有利に、測定機の配置位置を比較的正確に測定
することができるという効果が得られる。As described above, according to the method for measuring the cross-sectional shape of a hollow tube according to the first aspect of the present invention, it is easy to measure the arrangement coordinates of the measuring machine, and errors in the arrangement coordinates are reduced. Since the number is reduced, it is possible to obtain the effect that the arrangement position of the measuring instrument can be measured relatively accurately, advantageously in terms of labor and time as compared with the related art.

【００５８】さらに、本発明に係る請求項２記載の中空
管内の断面形状測定方法によれば、中心座標の測定が容
易となるとともに、中心座標に生じる誤差が少なくなる
ので、従来に比して、手間や時間の面で有利に、円筒形
の中空管の中心位置を比較的正確に測定することができ
るという効果が得られる。Furthermore, according to the method for measuring the cross-sectional shape of a hollow tube according to the second aspect of the present invention, the center coordinates can be easily measured and errors occurring in the center coordinates can be reduced. Advantageously, the center position of the cylindrical hollow tube can be measured relatively accurately in terms of labor and time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に係る第１の実施の形態を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment according to the present invention.

【図２】レーザ測距装置１００の構成を示すブロック図
であり、FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a laser distance measuring apparatus 100;

【図３】レーザヘッドの回転位置と受光エリアの向きと
の関係を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a relationship between a rotational position of a laser head and a direction of a light receiving area.

【図４】配置位置測定処理を示すフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart illustrating an arrangement position measurement process.

【図５】本発明に係る第１の実施の形態を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing a first embodiment according to the present invention.

【図６】中心位置測定処理を示すフローチャートであ
る。FIG. 6 is a flowchart showing a center position measurement process.

【符号の説明】 １００ レーザ測距装置 ２００，３００ トンネル １ レーザレーダヘッド ９ 発光部 １０ 受光部 １４ ターンテーブル ２０ 時間測定ユニット ２２ 時間測定部 ３０ 信号処理ユニット ３１ 距離測定部 ３３ サーボ制御部 ３２ 表示装置 ３４ ＣＰＵ ３５ ＲＯＭ ３６ ＲＡＭ[Description of Signs] 100 Laser distance measuring device 200, 300 Tunnel 1 Laser radar head 9 Light emitting unit 10 Light receiving unit 14 Turntable 20 Time measuring unit 22 Time measuring unit 30 Signal processing unit 31 Distance measuring unit 33 Servo control unit 32 Display device 34 CPU 35 ROM 36 RAM

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤谷 俊実 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA52 BB08 CC40 DD03 DD19 FF12 FF32 FF65 GG06 GG12 HH04 HH18 JJ01 JJ05 JJ18 KK02 MM15 MM28 PP22 QQ04 RR10 TT02 UU05 5J084 AA04 AA05 AA13 AA20 AB17 AD01 AD06 BA04 BA11 BA36 BA39 BB02 BB40 CA03 CA70 CA71 DA01 DA07 EA33 EA34 FA01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Toshimi Fujitani 1-25-1, Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Taisei Corporation F-term (reference) 2F065 AA52 BB08 CC40 DD03 DD19 FF12 FF32 FF65 GG06 GG12 HH04 HH18 JJ01 JJ05 JJ18 KK02 MM15 MM28 PP22 QQ04 RR10 TT02 UU05 5J084 AA04 AA05 AA13 AA20 AB17 AD01 AD06 BA04 BA11 BA36 BA39 BB02 BB40 CA03 CA70 CA71 DA01 DA07 EA33 EA34 FA01

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 レーザ測距法により距離を測定する測定
機を中空管内に配置し、前記測定機により前記中空管の
延長方向に対して直交する方向にレーザを照射して前記
中空管内の断面形状を測定する方法であって、 前記中空管内におけるレーザ照射点の軌跡であるレーザ
照射線上の異なる複数の点について前記測定機の配置位
置から当該点までの距離及び前記測定機の配置位置と当
該点とを結ぶ線が基準線に対してなす角度を測定する測
定ステップと、測定した測定距離及び測定角度に基づい
て前記測定機の配置座標を算出する配置座標算出ステッ
プと、を含むことを特徴とする中空管内の断面形状測定
方法。A measuring device for measuring a distance by a laser ranging method is arranged in a hollow tube, and the measuring device irradiates a laser beam in a direction orthogonal to an extension direction of the hollow tube to irradiate the inside of the hollow tube. A method for measuring a cross-sectional shape, comprising: a distance from the arrangement position of the measurement device to a plurality of different points on a laser irradiation line that is a trajectory of a laser irradiation point in the hollow tube; and an arrangement position of the measurement device. A measuring step of measuring an angle formed by a line connecting the point with respect to a reference line, and an arrangement coordinate calculating step of calculating an arrangement coordinate of the measuring device based on the measured measurement distance and the measured angle. Characteristic method for measuring the cross-sectional shape inside a hollow tube. 【請求項２】 レーザ測距法により距離を測定する測定
機を円筒形の中空管内に配置し、前記測定機により前記
中空管の延長方向に対して直交する方向にレーザを照射
して前記中空管内の断面形状を測定する方法であって、 前記中空管内におけるレーザ照射点の軌跡であるレーザ
照射線上の異なる複数の点について前記測定機の配置位
置から当該点までの距離及び前記測定機の配置位置と当
該点とを結ぶ線が基準線に対してなす角度を測定する測
定ステップと、測定した測定距離及び測定角度に基づい
て前記中空管の中心座標を算出する中心座標算出ステッ
プと、を含むことを特徴とする中空管内の断面形状測定
方法。2. A measuring instrument for measuring a distance by a laser distance measuring method is disposed in a hollow cylindrical tube, and the measuring instrument irradiates a laser beam in a direction perpendicular to an extending direction of the hollow tube. A method for measuring a cross-sectional shape in a hollow tube, wherein a distance from the arrangement position of the measuring device to a plurality of different points on a laser irradiation line which is a trajectory of a laser irradiation point in the hollow tube and the measuring device A measurement step of measuring an angle formed by a line connecting the arrangement position and the point with respect to a reference line, and a center coordinate calculation step of calculating center coordinates of the hollow tube based on the measured measurement distance and the measurement angle, A method for measuring a cross-sectional shape in a hollow tube, comprising:
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