JP2001091249A - 内空断面測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内空断面を容易にかつ精度高く測定できる内
空断面測定装置を提供する。 【解決手段】 トンネル内に内空断面測定装置３を配置
し、水準器11，12に従い自由雲台２を調整して内空断面
測定装置３を水平にする。水準器13に従い、電磁モータ
６を微小回転させレーザ距離測定器８を水平にし、レー
ザ光の照射角度を０°に設定する。電磁モータ６を回転
させながら、レーザ距離測定器８で距離を測定し、記録
する。測距の際の内空断面測定装置３の角度および測距
した際の距離データなどから、トンネルＴの断面形状お
よび断面積をマイクロコンピュータ６により演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内空断面を測定す
る内空断面測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の内空断面としてトンネル
の内空断面を計測する場合、たとえば距離目盛りが記し
てある伸縮可能な棒で測定できる方法が知られている。
この伸縮可能な棒で測定する方法は、測定ポイントとな
る部分を基準位置となる水平もしくは垂直の軸方向を決
めて、記録している。

【０００３】ところが、測定は簡易にできるものの、測
定の基準位置を正確に得ることが困難であり、正確な形
状を採寸することは難しい。特に、大きな形状の採寸は
非常に困難で精度維持が難しい。

【０００４】また、光波測距器と角度が測定できるセオ
ドライト測量器の組み合わせにより測定する方法も知ら
れている。この光波測距器と角度が測定できるセオドラ
イト測量器の組み合わせたものは、測定断面から所定の
距離を介して光波測定器を設置し、内空断面の採寸点を
任意に決定し、光波測距器で内空断面の測定点までの距
離を測定し、セオドライト測量器により光波測距器の角
度を測定し、三角法で内空断面の形状を採取している。

【０００５】ところが、この場合条件がよければ測定精
度がいいものの、内空断面の位置と光波測距器との位置
の関係によっては精度が得られない場合があるととも
に、内空の形状によっては光波測距器の設置場所が確保
できない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、距離目
盛りが記してある伸縮可能な棒で測定できる方法では、
測定は簡易にできるものの、測定の基準位置を正確に得
ることが困難であり、正確な形状を採寸することは難し
い。特に、大きな形状の採寸は非常に困難で精度維持が
難しい。

【０００７】また、光波測距器と角度が測定できるセオ
ドライト測量器の組み合わせにより測定する方法では、
条件がよければ測定精度がいいものの、内空断面の位置
と光波測距器との位置の関係によっては精度が得られな
い場合があるとともに、内空の形状によっては光波測距
器の設置場所が確保できない問題を有している。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、内空断面を容易にかつ精度高く測定できる内空断面
測定装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の内空断面
測定装置は、可視光レーザを照射して距離を測定する距
離計測手段と、測定する内空断面に対して垂直な軸方向
を中心に前記距離計測手段を回転させる回転手段と、こ
の回転手段の回転角を検知する検知手段と、この検知手
段で検知された回転角に対応して前記距離計測手段で計
測された距離を記憶する記憶手段とを具備したもので、
可視光レーザを照射して距離を測定することにより、測
定対象となる場所が目視可能で、検知手段で検知された
回転角に対応して距離計測手段で計測された距離を記憶
手段で記憶することにより、内空断面を容易にかつ精度
高く測定する。

【００１０】請求項２記載の内空断面測定装置は、請求
項１記載の内空断面測定装置において、記憶手段に記憶
された回転角および距離に基づき内空断面図を演算して
作成する断面図演算手段を具備したもので、記憶手段に
記憶された回転角および距離に基づき断面図演算手段で
内空断面図を演算して作成することにより、内空断面の
形状を容易にかつ精度高く測定する。

【００１１】請求項３記載の内空断面測定装置は、請求
項１または２記載の内空断面測定装置において、記憶手
段に記憶された回転角および距離に基づき内空断面積を
演算する断面積演算手段を具備したもので、記憶手段に
記憶された回転角および距離に基づき断面積演算手段で
内空断面積を演算して作成することにより、内空断面積
を容易にかつ精度高く測定する。

【００１２】請求項４記載の内空断面測定装置は、請求
項１ないし３いずれか記載の内空断面測定装置におい
て、垂直および水平の少なくともいずれかを測定する測
定手段を具備したもので、測定手段の垂直および水平の
少なくともいずれかを測定する。

【００１３】請求項５記載の内空断面測定装置は、請求
項１ないし４いずれか記載の内空断面測定装置におい
て、所定時間を経時し任意の時間に動作させるタイマ手
段を具備したもので、タイマ手段により所定時間ごとあ
るいは任意に設定された時間に動作させることにより、
継続的に測定して、内空断面の経時的変化を測定する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の内空断面測定装置
の一実施の形態を図面を参照して説明する。

【００１５】図１および図２に示すように、１は設置用
の三脚で、この三脚１は上部に自由雲台２が設けられ、
この自由雲台２上に内空断面測定装置３が配設されてい
る。

【００１６】この内空断面測定装置３は、自由雲台２上
に平板状の基板４が取り付けられ、この基板４の基端側
の自由雲台２の上方には、記憶手段、断面図演算手段、
断面積演算手段およびタイマ手段などの機能を有するマ
イクロコンピュータ５が配設されている。

【００１７】また、基板４の先端側には回転手段および
角度を検知する検知手段としての機能を有する電磁モー
タ６が配設され、この電磁モータ６は基板４の先端方向
に向けて水平の回転シャフト７が設けられ、この回転シ
ャフト７の先端には距離計測手段としてのレーザ距離測
定器８が取り付けられている。

【００１８】さらに、基板４のマイクロコンピュータ５
と電磁モータ６との間には、基板４に沿った方向とこの
基板４の長手方向に対して直交する方向に水平検出用の
測定手段としての水準器11，12が取り付けられている。
また、レーザ距離測定器８にはレーザ光に対して水平な
面を検出する測定手段としての水準器13が取り付けられ
ている。

【００１９】次に、上記実施の形態の動作について説明
する。

【００２０】まず、図３に示すように、内空断面である
たとえばトンネルＴ内に、内空断面測定装置３を配置
し、三脚１により内空断面測定装置３がほぼ水平となる
ように配置し、水準器11，12に従い自由雲台２を調整し
て内空断面測定装置３を水平にする。なお、トンネルＴ
のほぼ中心軸に内空断面測定装置３のレーザ距離測定器
８の回転シャフト７がほぼ一致すれば、測定角度変量が
ほぼ一定でほぼ測定点変位量が一定になるのので好まし
いが、測定各変位量を変化させて十分な採寸分解能が得
られるように測定点の移動距離変化を少なくさせるよう
にしてもよい。

【００２１】次に、水準器13に従い、電磁モータ６を微
小回転させレーザ距離測定器８を水平にし、レーザ光の
照射角度を０°に設定する。

【００２２】そして、図３に示すように、電磁モータ６
を回転させながらあるいは回転を停止させて、電磁モー
タ６の角度を電磁モータ６により出力し、レーザ距離測
定器８で、所定角度毎に距離を測定し、記録し、トンネ
ルＴの内周、すなわち３６０°に亘ってこれら測定およ
び記録する。なお、電磁モータ６が回転している際には
レーザ距離測定器８により常にレーザ光を照射し、計測
位置を目視できるように設定してもよく、また、任意角
度αで測距してもよい。

【００２３】また、計測中に線が連続しない角の部分、
たとえば点Ａ、点Ｂについて測距されないと、大きな誤
差が出やすいため、あらかじめこれら点Ａ、点Ｂを入力
しておき、これらの部分でかならず測距するように設定
したり、あるいは、測距の際の計測データの面の変化を
捕らえるようにして、面の変化がある点Ａ、点Ｂを自動
的に追い込み計測するようにしてもよい。

【００２４】このようにして、測距の際の内空断面測定
装置３の角度および測距した際の距離データなどから、
トンネルＴの断面形状および断面積をマイクロコンピュ
ータ６により演算する。

【００２５】なお、レーザ距離測定器８の角度分解能を
変化させることにより、たとえば分解能を粗くすれば少
ないデータにすることができるので演算速度を高めるこ
とができ、反対に、分解能を密にすれば誤差を小さくよ
り精度を高めることができる。

【００２６】また、このような動作をタイマ手段により
所定時間ごとあるいは任意に設定された時間ごとに継続
的にすれば、トンネルＴの内面の経時的な変化について
計測できる。

【００２７】上記実施の形態によれば、レーザ距離測定
器８を回転させることにより、高速で高精度に３６０°
任意の範囲で断面の寸法を測定でき、可視光レーザを用
いることにより測距部分を目視できるため、一人で測距
部分を確認しながら、複雑な内空断面でも断面形状およ
び断面積を確認できる。

【００２８】また、そのまま設置しておけば、継続的に
内空断面を計測できる。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の内空断面測定装置によれ
ば、可視光レーザを照射して距離を測定することにより
測定対象となる場所が目視可能で、検知手段で検知され
た回転角に対応して距離計測手段で計測された距離を記
憶手段で記憶することにより内空断面を容易にかつ精度
高く測定できる。

【００３０】請求項２記載の内空断面測定装置によれ
ば、請求項１記載の内空断面測定装置に加え、記憶手段
に記憶された回転角および距離に基づき断面図演算手段
で内空断面図を演算して作成することにより、内空断面
の形状を容易にかつ精度高く測定できる。

【００３１】請求項３記載の内空断面測定装置によれ
ば、請求項１または２記載の内空断面測定装置に加え、
記憶手段に記憶された回転角および距離に基づき断面積
演算手段で内空断面積を演算して作成することにより、
内空断面積を容易にかつ精度高く測定できる。

【００３２】請求項４記載の内空断面測定装置によれ
ば、請求項１ないし３いずれか記載の内空断面測定装置
に加え、測定手段の垂直および水平の少なくともいずれ
かを測定できる。

【００３３】請求項５記載の内空断面測定装置によれ
ば、請求項１ないし４いずれか記載の内空断面測定装置
に加え、タイマ手段により所定時間ごとあるいは任意に
設定された時間に動作させることにより、継続的に測定
して、内空断面の経時的変化を測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内空断面測定装置の一実施の形態を示
す側面図である。

【図２】同上平面図である。

【図３】同上使用状態を示す説明図である。

【符号の説明】

３ 内空断面測定装置 ５ 記憶手段、断面図演算手段、断面積演算手段およ
びタイマ手段としてのマイクロコンピュータ ６ 回転手段および検知手段としての電磁モータ ８ 距離計測手段としてのレーザ距離測定器 11，12，13 測定手段としての水準器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可視光レーザを照射して距離を測定する
   距離計測手段と、 測定する内空断面に対して垂直な軸方向を中心に前記距
   離計測手段を回転させる回転手段と、 この回転手段の回転角を検知する検知手段と、 この検知手段で検知された回転角に対応して前記距離計
   測手段で計測された距離を記憶する記憶手段とを具備し
   たことを特徴とする内空断面測定装置。
2. 【請求項２】 記憶手段に記憶された回転角および距離
   に基づき内空断面図を演算して作成する断面図演算手段
   を具備したことを特徴とする請求項１記載の内空断面測
   定装置。
3. 【請求項３】 記憶手段に記憶された回転角および距離
   に基づき内空断面積を演算する断面積演算手段を具備し
   たことを特徴とする請求項１または２記載の内空断面測
   定装置。
4. 【請求項４】 垂直および水平の少なくともいずれかを
   測定する測定手段を具備したことを特徴とする請求項１
   ないし３いずれか記載の内空断面測定装置。
5. 【請求項５】 所定時間を経時し任意の時間に動作させ
   るタイマ手段を具備したことを特徴とする請求項１ない
   し４いずれか記載の内空断面測定装置。